《公路橋梁抗撞設(shè)計(jì)規(guī)范》(3360-02-2020)

SpecificationsforCollisionDesignofHighwayBridges2020-04-20發(fā)布2020-08-01實(shí)施I 5設(shè)防船撞力與設(shè)防代表船型 2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1術(shù)語(yǔ)2.1.1基于性能的抗撞設(shè)計(jì)performance-basedcollisionde2.1.2船舶撞擊力vesselimpactfor2.1.3設(shè)防代表船型designvesselofcollision2.1.4設(shè)防船撞力designforceofvesselcollision2.1.6附連水質(zhì)量addedmassofentrainedwater2.1.7附連水質(zhì)量系數(shù)coefficientforaddedmassofentrainedwater2.1.10助航設(shè)施navigation-ai2.2符號(hào)ywf——鋼骨的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ywddcdcdVVydydv——混凝土剪切強(qiáng)度。cDWT——船舶載重噸位；Qqkgpθ——船舶軸線與碰撞面法線夾角；φ3.1一般規(guī)定3.1.3橋梁抗撞設(shè)計(jì)應(yīng)以結(jié)構(gòu)自身抗撞為主，必要時(shí)可采用結(jié)3.2橋位與橋軸線3.3橋型與結(jié)構(gòu)免對(duì)航運(yùn)的影響。另一方面，大跨橋梁的橋墩或3.4通航凈空3.4.2橋梁的通航凈空高度應(yīng)滿足自最高通航水位起算的航道代表船型水線以3.5防撞設(shè)施3.5.1橋梁防撞設(shè)施可采用主動(dòng)防撞設(shè)施、結(jié)構(gòu)性防船撞設(shè)施4設(shè)計(jì)基本要求4.1一般規(guī)定需要考慮的因素。所處階段主要基于橋梁建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期抗撞4.2抗船撞設(shè)防目標(biāo)4.2.1橋梁的抗船撞設(shè)防目標(biāo)應(yīng)根據(jù)船撞重要性等級(jí)、I類(lèi)：為社會(huì)安全機(jī)構(gòu)、消防結(jié)構(gòu)、公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)降低的臨界結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性能完全保持，即其承載能力和通行能力沒(méi)有降低，但因局部功能喪失的結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件受到一定程度的損傷，即其承載能力和通行能力一定程度降低，當(dāng)限制交通荷載和通行能力時(shí)，仍可以損傷可以修復(fù)，且修復(fù)后功能可以得到完全喪失的結(jié)構(gòu)接近倒塌，承載能力和通行能力接 用交通運(yùn)輸部科技項(xiàng)目“西部地區(qū)內(nèi)河橋梁船舶防撞標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)指南的研究”4.3抗船撞性能驗(yàn)算Sad<Rdqkqks5s5.1一般規(guī)定((β.ΔH)ΔH.(1cosθ)F——輪船撞擊力設(shè)計(jì)值（MNη——幾何尺寸的修正系數(shù)；M——滿載排水量（tHs——船艏高度（ma04.54.54.02.0 船長(zhǎng)方向2.0 0.100.00.船舶吃水/航道水深FDH=RDHFFM=KmFDH（(5.1.3-6)FM——桅桿撞擊力設(shè)計(jì)值（MNKm——系數(shù)，取0.133。撞擊過(guò)程用一個(gè)等效靜力來(lái)近似代替。式(5.1.3-1)是根據(jù)我國(guó)8艘代表性輪船(3000DWT-50000DWT)的船撞動(dòng)態(tài)時(shí)間過(guò)程，經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到的。式(5.1.3-1)(MN)=0.0115?.?（5.1.4）F——駁船撞擊力設(shè)計(jì)值（MNM——滿載排水量（t式(5.1.4)是根據(jù)我國(guó)7艘代表性駁船(50DWT-3000DWT)的船撞動(dòng)態(tài)時(shí)間過(guò)撞擊速度(V)撞擊速度(V)VTVmincLx——橋墩中心線至航道中心線的距離（mxc——航道中心線至航道邊緣的距離（m5.2分析方法2一水準(zhǔn)設(shè)計(jì)的設(shè)防代表船型可采用分位值法或概率-風(fēng)險(xiǎn)分析法確定；采橋梁船撞問(wèn)題為水路交通和公路交通等專(zhuān)業(yè)的交叉學(xué)科，航評(píng)方法和分位值法或概率-風(fēng)險(xiǎn)分析法是在這一背景下由各學(xué)科提出的處理方法。按照基于性能對(duì)于通航船舶種類(lèi)繁雜、通航量大以及水中存在很多橋墩的情況，同時(shí)考慮到船舶撞擊橋梁事件的偶然性質(zhì)，采用概率-風(fēng)險(xiǎn)分析方法確定設(shè)防船撞力是一個(gè)比較合理的方法。船撞概率-風(fēng)險(xiǎn)分析方法參考6.1一般規(guī)定體而言，在計(jì)算機(jī)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的情況下，計(jì)算分析需以滿足性能驗(yàn)算為6.1.3橋梁主體結(jié)構(gòu)船撞效應(yīng)計(jì)算應(yīng)采用全橋結(jié)構(gòu)分析模型，并考慮土-基礎(chǔ)的6.2質(zhì)點(diǎn)碰撞方法6.3強(qiáng)迫振動(dòng)方法7結(jié)構(gòu)性防船撞設(shè)施7.1一般規(guī)定7.1.1結(jié)構(gòu)性防船撞設(shè)施應(yīng)使橋梁主體結(jié)構(gòu)承受的船撞效應(yīng)下降到主體結(jié)構(gòu)自結(jié)構(gòu)性防船撞設(shè)施有很多種，其剛度一般比橋墩的剛度小，且屬于可更換、7.2選用原則7.2.4采用獨(dú)立式防船撞設(shè)施時(shí)應(yīng)充分考慮被保護(hù)橋7.3設(shè)計(jì)方法A.1鋼筋和鋼骨混凝土構(gòu)件的性能指標(biāo)=φS1000.c1c2fc,<330fc,塑性鉸區(qū)以內(nèi)軸拉力vc2fc,<330fc,塑性鉸區(qū)以外軸拉力|l12.5μd|l12.5μdpsc2Vwd1000矩形截面=580.fywDtwVyd——構(gòu)件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值（kNVVVφgA——構(gòu)件橫截面的毛截面積（m2gfc,——混凝土28d圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fc,=0.8fcu,k+8MPa其中fcu,k為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPac1、c2——配筋計(jì)算系數(shù)和軸力計(jì)算系數(shù)，其中0.025<c1<0.25；fyh——箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPaAsp——同一截面上螺旋或環(huán)形箍筋的總s—箍筋間距（mAv—加載方向的同一截面上箍筋的總截面積（m2Pc—包含側(cè)傾力的墩柱軸力（kNfyw——鋼骨的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPaD——鋼骨的腹板高度（mV=φS.(341.35fc,+1000.pwfyh)bdj<656.43fc,.0.8Agθ—θd=θy+C——彎曲變形性能等級(jí)的界限值（radθpu——構(gòu)件塑性鉸區(qū)的極限塑性轉(zhuǎn)角（radφ——塑性鉸區(qū)極限曲率（m-1φy——塑性鉸區(qū)屈服曲率（m-10A.2鋼管混凝土構(gòu)件的性能指標(biāo)A.2.1軸壓比小于0.3的柱式鋼管混凝土構(gòu)件的彎曲變形性能等級(jí)應(yīng)按本節(jié)規(guī)θ—0A.3支座性能指標(biāo)0換FA.4樁基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性指標(biāo)界限值ddB.1數(shù)據(jù)調(diào)查B.2船型分類(lèi)石油氣運(yùn)輸船、客滾船、運(yùn)木船、橋吊運(yùn)輸船、半船舶種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也有多種，橋梁抗撞設(shè)據(jù)橋梁通航船舶特點(diǎn)，補(bǔ)充其他船舶種類(lèi)，作為橋梁抗撞設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的數(shù)B.3船型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)B.4船型及交通量預(yù)測(cè)B.4.3船舶預(yù)期交通流量應(yīng)預(yù)測(cè)橋梁全壽命周期內(nèi)船舶交通量的發(fā)展，并考慮C.1橋梁航道模型為直航道、斜直航道和彎曲航道三種情況。如果曲線航道中心線用多折線逼近，記航道中心線兩個(gè)相鄰多折線段的交點(diǎn)為old=H-E（C.1.2-2）DAθπ/2H0Sp「((x-x0)2DAθπ/2H0Sp「((x-x0)2p(x1)(x-x0)2f(x1)(x1-x0)2f1(x)=max|1-|f(x0)p(x2)(x-x0)2f(x2)(x2-x0)2)f(x)dx|f(x)dx+)((x-x0)2)xx|1-2|f(x)dx（(x2-x0))fS(S)fH(h)-π/2HlowHuplf2(x).f(x),)]f(x0)1--22fC.1.5當(dāng)船舶橫向分布、偏航角分布和水位分布的原始概率密度函數(shù)的定義域(f1(x).f(x),2f(x0)(x2-x0)2)|f(x)——原始概率密度函數(shù)；f1(x)——在[x1，x0]區(qū)間的修正函數(shù)；f2(x)——在[x0，x2]區(qū)間的修正函數(shù)；x0——f(x)取最大值的坐標(biāo)點(diǎn)；x12——p(x)定義域的下界和上界。C.2船舶與橋墩碰撞判定準(zhǔn)則C.3設(shè)防船撞力C.3.1采用船撞橋概率-風(fēng)險(xiǎn)分析方法時(shí)，橋墩或基礎(chǔ)的設(shè)防船撞力應(yīng)根據(jù)本規(guī)3PP,j(FD)P,wj,wj,wj,wjP,wj,h=λfDP,wj,h=λfDG(x,y,h,wj)=∫fΘ(θ,wj)FNS(s(x,y,θ))dθ,wj=C,w)fC,w(v)dvθmin=θmin(x,y,h,wj)θmax=θmax(x,y,h,wj)(FD)——撞擊力超越設(shè)定值FD的概率；P(FD)——第i個(gè)航道，第j個(gè)噸位的船舶撞擊力超越設(shè)定值FD的概率；P,wj,hjfH(h)——水位概率密度分布函數(shù)；λ——船舶單位航程失效強(qiáng)度；FNS(s(x,y,θ))——船舶在航道中的點(diǎn)(x,y)處以角θ誤航后未得到有效制止,wjF(Ci,wj,wjfC,w(v)——第is(θ)=Dsinθbc/sin(θbc-θ)；D=-xD.1撞擊力-撞深模型F(δ)=x.f(δ)δ=d/dmaxF(δ)——輪船撞擊力-撞深模型（MNE0——初始動(dòng)能（MJdmax——最大撞深（mf(δ)——無(wú)量綱撞擊力-撞深參數(shù)；(0<δ<1)(0<δ<1)E0=x10-3MV2d=aV1.30maxδ'——無(wú)量綱最終撞深，按表（D.1.2）取值；M——滿載排水量（tff表D.1.2輪船撞擊力-撞深的相關(guān)參數(shù)M(t)abδ‘0.310.350.9800.370.330.460.280.370.280.700.370.800.400.470.40δδy,1-δ0<δ<δyδy1-δy<δ<1,δy,δV020dmax1βcVeδy2βcVef(δ)δy0δy0表D.1.3駁船撞擊力-撞深