摘 要:在介紹船舶撞擊橋梁成因的基礎上,分析橋梁防撞設施應達到的具體要求,并詳細比較了現有的間接式、直接式防撞設施的特點與適用情況。基于現有橋梁基礎防撞方案的局限性,經理論分析與試驗研究,提出了自浮式復合材料防撞方案。該方案采用自浮式復合材料防撞箱系統,其外殼為耐腐蝕性能強、彈性性能好的纖維復合材料, 內部填充強度與剛度較大的纖維復合材料空心纏繞管,緊挨船舶撞擊部位為纖維復合材料耗能纏繞管。該防撞設施可使船舶撞擊力保持在可控范圍內,確保大橋結構安全,同時還可有效減輕船舶受損程度,具有造價低、耐腐蝕、綠色環保等優點。
1 前 言
隨著交通運輸事業的飛速發展,跨越江河、湖泊、海峽的橋梁數量逐漸增多,而航運業的快速發展也使船舶數量及船型不斷增加與增大。在此背景下船舶撞擊橋墩的事故時有發生, 如果按能承受船舶最大正撞力來設計橋梁各種結構,則這些構筑物碩大無比而不經濟;如果使橋墩避開可通航水域,將導致橋梁跨度增大, 進而改變橋梁的結構形式,既增大技術難度又增加投資。為此橋梁在施工階段及建成營運后應采取相應的防撞安全措施,避免船舶碰撞橋梁事故的發生, 以確保船舶通航安全和橋梁自身安全 。
2 船舶撞擊成因分析
經對船舶撞擊事故的系統分析與歸納總結,造成撞船事故的原因較多, 其中人為錯誤居第一位,設備故障居第二位,由于惡劣氣候造成的事故居第三 位。可見大多數船撞事故不是航道管理部門能通過控制完全避免的,因此對水中橋墩設置防撞設施顯得尤為必要。
3 防撞設施應達到的要求
采用橋梁防撞設施的目的,是通過采用不同形式的防撞設施以阻止船舶撞擊力傳到橋墩(或橋梁) ,或者通過緩沖消能防撞設施延長船舶的撞擊時間,減小船舶撞擊力,防止橋梁因船舶撞擊力超過橋墩的設計承受能力而給大橋造成安全隱患,從而最 終保護橋梁結構安全。橋梁防撞設施一般應具備如下條件:
(1)防撞設施能被橋梁、船舶、運輸和港航管理三方面接受。(2)防撞設施應少占位置,不得礙航。(3)防撞設施應能適應水位變化的要求,即:枯水、洪水、漲潮、退潮均能適應。(4)防撞設施在各種船舶裝載狀態及不同水位條件下,能使撞擊的船舶結構(船體、水下球首部分等)不直接觸及橋梁結構(墩身、樁基礎),并將船舶碰撞力控制在安全范圍內,以盡量減小通航船舶的損傷。 (5)通過設置結構形式與布置方案合理的防撞設施,使船撞事故發生后,船撞力能迅速有效降低在設計允許范圍內。 (7)防撞設施應具有良好的可靠性和安全性,制造、安裝、維護方便快捷,經濟性好。 (7 )不應因設置防撞裝置而增加新的問題,如回流沉積、防礙捕撈養殖等。(8)安設橋梁防撞保護設施,除了保護橋梁之外,還應保護通航船舶的航行安全、保護環境以及與自然景觀協調。