巫峽長江大橋防撞設(shè)計

喚xx角大橋防撞設(shè)計

既一、概述

棗xx慶大橋位于另xx精縣下游省2km既的長江巫峽入蒙口處，橋址河宴岸陡峻，江面窮狹窄，呈典型亂的哭U永型河谷。橋型叫為上承式鋼管錫混凝土拱橋，桿凈跨徑瘋400m稠，矢跨顧比構(gòu)1妻／檢5屯，橋?qū)捇?9m哨，主橋一孔跨灣過長江，拱腳許直接支承在兩泡岸岸坡基巖上冒。型

完本橋位于三峽回庫區(qū)，受三峽飽水位控制。測唯時水位吳凇高胸程訂74.27m川，故30超0江年一遇水轎位娃11餡8屬．仗00m貝，而三峽水庫極形成后，蓄水碼最低水份位將14犧5已．培0灌（頃m慶），最高水郊位江17舉5堂．燙10m尖，落差怖30m忽。

灰本橋鋼管混凝奇土主拱起拱線疾標(biāo)碼高駕15仇5深．機(jī)64m滔，通航控制水療位板17夢5暖．始10m跨，通航凈高此18m渾。即本共腳以緞上孩3鼠7善．限46m復(fù)（靠拱腳車40m文）范圍內(nèi)供圈尺均在通航凈空犯線以下，著輪逮船操作失誤或桂發(fā)生機(jī)械故障祥，該部分鋼管殘混凝土主拱圈饅就有被撞擊的足可能。

鴨二、撞擊力

客xx爭大橋河段現(xiàn)敬為精愁Ⅱ烈級秀弄航道，三峽工岡程正常蓄水后策，河段將提高卷為經(jīng)1放一則（密2化）級航道，通危行的代表性輪腳船及船隊如濟(jì)表錢1疾。酸關(guān)于輪船撞擊儉力的計算公式練很多，各規(guī)范新規(guī)定也不同。姐我國公路橋規(guī)府規(guī)定一級航道夠橫橋向撞擊唐力傅900k手N上，順橋向撞擊舟力育700k剛N勻；我國鐵路規(guī)蛾范公式計算為窮橫橋向撞擊涂力途10260k品N擺，順橋向撞擊合力崇5l端30k亞N宅；而美國公路妻橋梁設(shè)計規(guī)范乓橫橋撞擊力則巴達(dá)減34000k累N團(tuán)，約為我國公萌路《橋規(guī)》獨的哀3滔8得倍。所收集到蒙的國內(nèi)外的部秘分橋梁的船速葬、撞擊能、撞魔擊力也各不相數(shù)同，相差甚大輩。

糠三、防撞方案蛋設(shè)計

閉1副．本橋防撞設(shè)駱計的特點

釀（靜1評）本橋為主拱啦圈受撞，而本墳橋拱圈輕盈，舒抵抗撞擊力較盤弱，且防撞面帝大，撞擊力值混的選取，將對淺防撞裝置造價尾產(chǎn)生巨大影響幅。

美（鬼2蜓）本橋位于三鋤峽庫區(qū)，高低憐水位落差高達(dá)價30m旦。為阻擋船舶使撞擊拱圈，防絹撞裝置必須

它隨水位變化，筋始終保持在水闊面位置。

?。ㄔ\3圣）兩岸岸坡地氧勢陡峻，要同闊時兼顧水位和惜地勢，設(shè)置防鴨撞裝置難度很棒大。

姥（浙4樣）防撞裝置設(shè)拌防線處，水深鴉很大曠（運(yùn)6黨4訪．嶼4m底)絲，且水深變化稀非常大。

耕（垃5礦）河道通航等提級較高，輪船遷撞擊能量較大族。

明2躺．防撞設(shè)計選吹擇方向

擾（待1李）本橋主拱圈維直接受輪船撞橡擊威脅，主體艱結(jié)構(gòu)安全受到誕影響。因此須榜設(shè)計強(qiáng)有力的展防撞設(shè)施，確至保拱圈不受撞差擊，或只承受尼桅桿撞擊。

販(編2屢）設(shè)置明顯的撈、較密集的導(dǎo)箱航標(biāo)志，加強(qiáng)豈對航船的引導(dǎo)瘡，避免對橋梁化的撞擊。

射3愈．防撞設(shè)計方特案選倉擇翅

栗（脖l洽）方案一：轉(zhuǎn)叛軸支撐浮箱方促案（愈圖執(zhí)1腿）

戰(zhàn)距拱腳恢40m本（水鎖位天17順5帶．點10m煉時）處，兩岸域各設(shè)一八字形禍鋼浮箱，鋼浮萍箱通過鋼管桁肯架支撐于起拱瞇線下方的鋼管碗混凝土轉(zhuǎn)軸，矮隨水位的漲落神，浮箱繞轉(zhuǎn)軸事按圓弧軌跡升刮降。

相八字形浮箱兩城端，為防止失裙誤輪船繞道從異八字形浮箱背貓后撞擊拱圈，域在八字形端部味與河岸間增設(shè)姜一段無撐架浮滔箱，該浮箱一心端用長圓孔套殿在河岸的鋼管翻混凝土立柱上瞧，另一端與八每字形端部鉸接陡相連，并支于叢八字形端頭牛偽腿上。船舶撞跳擊時，允許該臟浮箱比其他部稀分的浮箱損壞簡嚴(yán)重些，但不闖得危及拱圖安河全。

閱在浮箱靠航道臭側(cè)，設(shè)同有明V半形橡膠緩沖體郊，浮箱與支撐帶柱間，用多股攀鋼絲繩連接。飄當(dāng)輪船撞向浮辣箱時，首先接猶觸橡膠體，橡井膠體緩沖、擴(kuò)霜散后，撞擊力絞和能量再傳到雀浮趟箱春→溫桁爸架戀→跨轉(zhuǎn)雜軸張→滾支座混凝土體氏，鋼絲繩防止榮浮箱在豎直切主向分力作用下抹繞軸翻轉(zhuǎn)而喪跟失抵抗力貸。卵

站鋼絲繩通過設(shè)蟻在浮箱和支撐孤柱上的滑輪組沫按受力繞成多煌股，在浮箱上能設(shè)有鋼絲繩卷圣盤和卷揚(yáng)機(jī)。興當(dāng)浮箱隨水位嫁上?。ㄉ猿闯Ｑ蜎]線）時膏，在浮球作用占下，閘閥打開評，鋼絲繩放催松努,下增長，水位四盡至正常淹沒線咽時，閘間重新寇將鋼絲卡牢。共水位下降時，兄卷揚(yáng)機(jī)在簡易迷機(jī)械的控制下窄收緊鋼絲繩，焰并將其卡住。

倉浮箱頂面設(shè)置瘋航標(biāo)導(dǎo)航。

釋(眨2宋）方案陳二戴籮鋼管柱垂直升犬降浮箱（芬圖優(yōu)2撥）

喉距拱腳定40m強(qiáng)，設(shè)置八字形市的鋼浮箱，浮輪箱靠航道側(cè)設(shè)誼有脂V憶形緩沖橡膠體防，浮箱分三段李：中間直段和帥兩端段。每段盯浮箱套在三根舊以上的鋼管柱假上，隨水位的院漲落，浮箱沿澡鋼管垂直升

欲降。鋼管柱由俊兩段構(gòu)成，下臉段內(nèi)澆混凝土告，形成鋼管混槍凝土；上段為己空鋼箱，其內(nèi)哭徑比下段外徑港稍大，套在下規(guī)段鋼管外面。撐在浮箱升降的俗帶動下，鋼管閘樁可伸長縮短號，從而降低低營水位時鋼管柱上的柱頂標(biāo)高，側(cè)減小鋼管樁對悄主拱圈的干擾寬和遮擋，改善跳視覺效果。

范浮箱頂面設(shè)置犬航標(biāo)導(dǎo)航。

革上、下游八字栗墻端部與岸坡的錨固點（標(biāo)驢高杜17班5好．兔10m診）間用鋼絲繩鷹連接，鋼絲繩央上等距布置航省標(biāo)船，以防輪哀船從八字形浮腳背后繞行。航毅標(biāo)船設(shè)置定位喉錨索，以保持降航標(biāo)船的準(zhǔn)確誠位置，形成弧桑形導(dǎo)航曲線惜。愚

陡(3漂)今方案蜜三汽替，強(qiáng)化導(dǎo)航標(biāo)經(jīng)志（圖三）

她在航道邊緣（碗距起拱線粥40m達(dá)外）的橋軸線惹和上、下游各偉設(shè)一根與方案孩二相似的雙節(jié)飛鋼管樁，每樁譯頂設(shè)一個圓形俘浮箱；在浮箱止上下游標(biāo)高竊為齒17捉5責(zé)．柜l治m捆處的岸上設(shè)兩越鋼纜錨固點，薦用鋼纜將上游逮錨點一上游浮即箱一橋軸浮箱沾一下游浮箱一惱下游錨點相連興，形成橢圓形壓。在鋼纜上較虎密集地固定航壯標(biāo)船，并用定烤位錨索控制其座位置，使其醒跑目地勾劃出航迫道邊界，從而位避免和減少船馬只對橋梁的碰鹽撞。

任4煙．各防撞方案席的利弊及方案疤選擇

伯方案一：撞擊巨的抵抗能力最灰強(qiáng)，能有效避哈免拱圈受撞，說碰撞時輪船和萄防撞設(shè)施破損竊均不嚴(yán)重，易層于修復(fù)。此方骨案施工難度較莫大，造價最高走，對景觀影響污較小。

螺方案二：撞擊抄抵抗能力較弱緊，只能減弱輪尊船的撞擊能量援，減小對拱圈太威脅。撞擊時重自身（樁柱）擱的損傷較嚴(yán)重社，修復(fù)難度大房。造型簡潔，框施工較第一方舌案容易，造價辜比第一方案低分，但外套鋼管欲樁始終沒入水另中，養(yǎng)護(hù)維修濤較困難。

引方案三：僅起意導(dǎo)航警示作用晝，對撞擊無阻曬擋作用，但其絨施工簡單，造澡價省，對橋梁分美觀的影響也校小。

節(jié)從抗撞能力和紹對拱圈的有效瓦保護(hù)考慮，選稿擇轉(zhuǎn)軸支撐浮姐箱方案（第一堤方案）作為設(shè)隱計方案。

撒四、抗撞能力外檢校

舉據(jù)現(xiàn)有資料查夢得的國內(nèi)外橋烏梁防撞裝置，國均為墩臺承受導(dǎo)撞擊，且不乏般橋梁損毀事例胸。本橋為柔性述拱圈，且為上靈部構(gòu)造受撞，廁這是尚無先例售的。何況橋位談處水位落差巨灌大，岸坡陡峻疏，防撞裝置設(shè)環(huán)置十分艱難。志撞擊力的取值增，將對防撞設(shè)復(fù)施的設(shè)置和造惡價產(chǎn)生巨大影金響。

并為了安全、合至理、經(jīng)濟(jì)地設(shè)網(wǎng)計防撞裝置，果本橋的防撞設(shè)會計委托上海船頁舶研究所進(jìn)行炎了模擬撞擊計匪算。

費(fèi)模擬計算的代宇表船型如愉表杯2程。

病按以上客貨輪邊代表船型和碰忠撞速度，及可錘能的最不利的宇撞擊角度羊（掛45誓o堤），模擬撞擊槐計算結(jié)果如貪表膜⒊發(fā)。

娃從表中結(jié)果可役知，在最大撞甩擊力的作用下律，本設(shè)計能阻媽擋住失控的輪歷船，保護(hù)拱圈隱安全。在最大居力撞擊下受撞簡擊浮箱局部破使損嚴(yán)重，船舶儉也有一定程度有損傷，兩者均尊無重大傷害，澇修復(fù)難度和費(fèi)科用不高，此防紹撞設(shè)計是成功俗的，但局部細(xì)黑節(jié)還可進(jìn)一步煎優(yōu)化。

瘡對于拱圈，在仰防撞裝置受損死的狀況下，有首可能受到輪船派桅桿的撞擊，流按《美國公路蹦橋梁設(shè)計規(guī)聲范寨-厘-澆荷載與抗力系貼數(shù)設(shè)計絡(luò)法端S神I詠單位第一耗版頑199輕4珍年》規(guī)定：桅叫桿撞擊力為船暈舶撞擊力柿的阿筐1慢／蔥1漏0壞。

腹本橋?qū)⒋肆ψ鲝?fù)用在距拱腳水笑平距離貞40m觀處拱圈側(cè)面，井進(jìn)行了仿真分灑析，其結(jié)構(gòu)應(yīng)慕力如普表容4薯。

細(xì)在船舶（桅桿莊）撞擊力作用桃下，碰撞處局低部撐桿鋼管應(yīng)項力豈達(dá)輩25異1充．什31MP益a召，小書于喉1第6崖錳古（有Q34遵5餓）鋼容許應(yīng)力安（田200X識I行．燦淺3掃＝撞260MP繁a橡），滿足設(shè)計比強(qiáng)度要求，但只已無更大的抗?jié)q撞儲備。除撞站擊處外，其余四桿件受力均很瞧小。

纏五、防撞的經(jīng)獸濟(jì)代價

巧本防船舶碰撞界裝置規(guī)模十分稱龐大：順河向護(hù)長易逃155m蔑，順橋貌向支2X4懂2掌．溫兇5m首，浮箱湊長孩2X賤229m熄。除影響橋區(qū)酒景觀，壓縮航式道寬度外，工框程數(shù)量十分巨元大，直接工程顏費(fèi)器217傳1輝．插0覆3型萬元，占橋梁穿主體直接造價蓮（沙879岔5謠．異0僵9津萬元）捕的割難1耳／偷4生或總造價叢的川辭1朗／竊5卷如宗表吃5告。

隱六、結(jié)語

寫在岸坡陡峻，多水位變幅大的謀條件下怎么設(shè)拍計防撞裝置？損在沒有類似工錯程事例的情況作下，劍xx壇大橋通過自己窩的探索，設(shè)計蝴了轉(zhuǎn)軸支撐浮缸箱防撞裝置，鳴適應(yīng)