11船对桥的侧撞力.doc

陈国虞等：船对桥墩的侧撞力 船对桥墩的侧撞力 陈国虞 沈文玮 （上海海洋钢结构研究所 ） （原中船总公司第九设计研究院） 摘要 船对桥墩正撞力的大小，取决于船的运动质量、速度[1]和它的刚柔度[5]（弹塑性特性）。一般桥墩不是等轴型，侧向抗水平力的能力较低，因此桥梁设计者还要求出侧撞力。以正撞力[5、6]乘以相撞时的角度函数，便是侧撞力。问题在于以什么角度撞向桥墩？本文从“正常航行的船舶是不会撞上桥墩的”的观点出发，讨论失舵不失速的船（例如雾天、舵机失灵等），它撞上去的角度应为风流压偏角加上桥法线与航道的偏角，只要能定出这两个角度，问题便迎刃而解。 关键词 船撞桥 船撞桥的力 侧向力 The side force of ship collision with bridge pier CHEN Ｇuoyu (Shanghai Marine Steel Structure Research Institute 201204) SHEN Wenwei (From China Shipbuilding DNRI Engineering Co. Ltd 200063) Abstract The force of ship collision with bridge may be divided into front collision force and side collision force. This paper is discusion the method of calculation of the side collision force. when the ship is under normal conditions，it would not be collision with the bridge pier .When the steering gear of the ship is out of control, and the velocity still maintain, the ship may be collision with the bridge pier with a angle. This angle equels to the sum of wind and current drift angle add the angle between the bridge normal line and the current. When we could ditermin these two angles, the side force of ship collision with bridge pier may be easy to find out. Key word Ship collision with bridge, force of Ship collision with bridge, the side collision force 1. 船撞墩的可能角度 国际桥梁和结构协会（IABSE）《航行船舶与桥梁结构的相互影响。综述与指南》认为：：“船只行驶速度可分解为：计算纵向动能平行于船轴线的分量和计算横向动能垂直于船轴线的分量”“如果船只完全停止，其碰撞总动能将耗尽；如果船只仅仅转向，碰撞能量应以碰撞前后船只动能的矢量分析来确定”[7]。这一点，共识者较多，但具体分析时可能有些差异。要是防撞装置按“动能耗尽”来设计，设计出来的防撞设施将硕大无比,且造价大，影响了防撞设施的普遍采用。 采用横向分速度计算能量的方法时,如何对待奇点极值，是一个需要重视并合理解决的问题。现在分析船撞墩的各种可能情况[9]： 第一种情况：直航前进的船大都是船头部位碰撞桥墩，其分速度夹角为γ。γ决定于船的B/L，通常速度较高的船设计成B/L≤1/7，这时夹角为8.10；速度较慢的船、货驳等，设计成B/L≈1/5，这时夹角为11.30；拖船、渡船设计成B/L≈1/4，这时夹角为140。横向分速度分别为原向航速的0.14、0.2 和0.25倍，其能量（1/2）Mv2分别为原能量的0.02、0.04和0.06倍，相撞情况如图1所示。图中有剖面线的是桥墩，它的周围两头尖的部分是防撞设施。 图1 前进中船首部撞墩 第二种情况：该船除了前进速度外，尚有横漂和转弯，所以碰到了平行中段，有点像船靠码头的情况。此时船不能维持纵轴方向(主龙骨方向)前进。由于此时船的横向速度比前进的速度小得多，算出的能比用