11浮箱式桥墩防撞设施设计.doc

浮箱式桥墩防撞设施设计 摘 要：本文主要对湖北岳口汉江二桥进行了研究，对湖北岳口汉江二桥的核心浮箱式桥墩的设计目标、设计原理以及设计重点做了相应的介绍，希望本文的一些设计理念可以给桥梁设计师在同类桥梁防撞设施设计中带来设计灵感。 关键词：浮箱式桥墩；防撞；设计 根据对整个世界区域范围内的事故统计分析，可以明显的看出，船只撞击桥梁事故屡屡发生。怎样设计桥梁才能使桥梁事故减少，已经是设计师在设计桥梁时必须要考虑的首要问题。经过长时间的研究分析，笔者发现其实世界上有很多各式各样的桥墩防撞设施，这些桥墩防撞设施在一定程度上，可以有力地较少桥梁事故的发生，大多数桥墩防撞设施的基本原理都是在船只撞击桥梁时，吸取船只的能量，使船只在撞击时起到一个缓冲作用，从而减少船只的动能。每一种桥墩防撞设施都有自身的防撞原理与适用条件，而本文重点对湖北岳口汉江二桥的防撞设施进行了研究，重点介绍了浮箱式防撞设施的设计原理与特征。 一、工程概况 岳口汉江二桥主桥主要坐落于湖北省随岳高速公路中船员舱段，在天门市岳口大桥下游6.65千米处横跨汉江，岳口汉江二桥主桥的左边是天门，右边是仙桃。岳口汉江二桥主桥主要坐落于汉江下游的徐鸳口到胡家榨河段。岳口汉江二桥主桥是在07年完成施工的，岳口汉江二桥主桥设计中，提供防撞设施主要是大桥通航孔主墩。 岳口汉江二桥主桥是连续箱梁，整座桥主要分为两部分，箱梁设计主要采用单箱单室断面，而主墩主要采用的是钢筋混凝土材质的实体墩。具体设计见图一。 图一 岳口汉江二桥主桥防撞设施主要具有以下特征： (1)、岳口汉江二桥主桥中的桥墩以及主桥自身都具有一定的抗撞击性，可以在一定程度上抵挡船只的撞击，在船只撞击后，主桥自身的结构不会有太大的改变。 (2)、允许船只通过的区域都有一定的要求，例如，允许船只通过的区域的净宽度为143米，而岳口汉江二桥主桥中的桥墩的净距离共有145.5米，防撞设施具有一定的局限性。 (3)、根据图一的相关信息，我们可以了解岳口汉江二桥主桥水位高低落差12．49米。防撞设施一定要符合高低水位的标准。 二、防撞设施设置的目的 如果桥梁结构本身就具有一定的抗撞击能力，那设计师在设计时就可以只设计局部的防撞设施，与此同时，再设计一个防撞体系用来预防桥梁局部受到损害。这种思路下的设计方法主要有两条：一条设计思路是防撞体系只单纯地保证桥梁，防护体系要比舱的压碎力大，船只头部被压碎的部分会形成一定的冲击力，冲击力将会被船舱吸收。另一条设计思路就是，不仅仅只保护桥梁，还需要对撞击的船只进行一定的保护，尽可能减少船只受到的伤害。防护装置选用的材料可以是橡胶材质，还可以选用钢构件。船只的撞击所带来的冲击能量可以通过橡胶或钢构件受力而形成的压缩、弯曲、剪切变形甚至是三者的共同存在而吸收。 桥梁防撞主要设计的用意就是减少船只撞击桥梁所形成的撞击力，使撞击力可以小于桥梁中桥墩的承受水平，从而对桥梁的整体结构进行保护，使桥梁更加安全。桥梁防撞工程常常会选用各式各样的防撞设备，从而防止船只的撞击力扩散到桥梁的桥墩部位。除此之外，还可以采用利用缓冲手段达到消耗能量的防撞设施，进而拖延船只撞击的时间，使船只的撞击作用力较小，进而确保桥梁的安全。想要设计出符合要求的防撞设施，必须要了解桥梁所处水流的速度、水位变化等，还要了解桥梁桥墩的形态、集体位置，以及桥墩自身的抗撞能力等。 防撞设施大多需要达到以下条件： ①、防撞设施可以缓冲船只撞击桥梁产生的作用力，使船只不可以直接对桥墩进行撞击，或者是减小船只撞击桥梁所产生的作用力，使作用力低于桥墩的承受力。防撞设施的设计，可以有力地减少甚至是消耗船只撞击桥梁所产生的作用力，使船舶和桥墩都受到了最小的伤害。 ②、防撞设施设计时应该注意，竟可能少占用甚至是不占用航道范围，必须做到不影响航道的通航。 ③、防撞设施应该根据桥梁的实际情况，选用最适合的缓冲材料，设计最符合周围环境的结构形式，尽最大可能性较少对过路船只的伤害。 ④、防撞设施从制造、组装到最终的维修都应该在确保质量的前提下，选用最物美价廉和性价比最高的材料和方法。 ⑤、防撞设施应该具备良好的安全性和可靠性。 三、防撞设施设置的原则 在船只与桥梁发生撞击的过程中，桥梁的主墩、防撞设施以及船只三者之间会形成一个运动系统，船只撞击桥梁前的动能会在撞击的一瞬间发生传递，想要保护运动系统中的每一部分都不受到损害，这是十分难做到的，在经济角度上看，也是不合适的。因为无论是桥梁还是船只的防撞设施在建造的过程中，都需要耗费巨大大量的资金。因此，在防撞设备设计应该严格遵循以下的几点要求和目标： (1)、在船只与桥梁发生撞击的过程中，桥梁是最大受害者，桥梁会发生更为严重的破换，所以在设计防撞设施时应该尽可能减少桥梁在撞击中受到破坏，为了确保桥梁的安全，