桥梁船撞性态设计理论框架.pptx

1 桥梁船撞性态设计理论框架 桥名：瑞典哥德堡群岛阿尔摩桥 时间：1980年1月 船舶：数千吨的荷兰货轮 原因：雾和冰 后果：钢管拱倒塌，落在货轮上，死亡十余人 桥名：美国亚拉巴马州的CSX铁路大桥 时间：1993年 船舶：拖驳船队 原因：大雾导致航行失误 后果：桥梁巨大位移，几分钟后，一列旅客列车从桥上驶过，大桥坍塌，列车出轨，47人丧生 第1页/共47页 桥名：美国俄克拉荷马州阿肯色河公路桥 时间： 2002年5月26日 船舶：拖轮 原因：船长突发疾病 后果：桥坍塌，9 辆汽车坠河，17 人死亡 桥名：丹麦大贝尔特西桥 时间： 2005年3月3日 船舶： 3120吨集装箱货轮 原因：船长判断错误 后果： 梁底严重擦痕，船舶严重破坏，驾驶人员丧生 第2页/共47页 桥名：江苏省江都市樊川镇东汇大桥 时间： 2004年5月26日夜 船舶：铁驳船队 原因：操船失误 后果：上部桥面坍落并压住了肇事驳船 桥名：杭州湾大桥（通车前） 时间： 2006年8月11日12时 船舶：货轮BITUMAN EXPRESS 原因：走锚失控 后果：大桥多处局部破损，货轮的驾驶台及其桅杆卡在梁下。经济损失高达1000万元。 第3页/共47页 桥名：广东九江大桥 时间：2007年6月15日5时15分 船舶：砂船“南桂机035” 原因：浓雾，违规，误航 后果：三个桥墩倒塌，桥面约200米坍塌，4 辆汽车坠入江中，致使 9 人死亡 桥名：浙江宁波金塘大桥 时间： 2008年3月27日凌晨4时 船舶：浙江台州路桥船务有限公司勤丰128”轮 原因：错误设计航线 后果：桥面箱梁塌落，压在“勤丰128”轮驾驶台上，4人死亡 第4页/共47页 国外严重桥梁船撞事故年度统计 中国严重桥梁船撞事故年度统计 第5页/共47页 不完全统计 第6页/共47页 2. 桥梁船撞设计规范实践现状与发展趋势 项目 中国公路 中国铁路 欧洲统一规范 美国桥梁设计规范 适用范围 较窄的内河桥梁（也被用于海峡桥梁）（新建+加固） 设计要求 下部主要构件不失效 下部+上部主要构件不失效 设计方法 确定性的 确定性的+概率性 概率性+投资效益分析 船撞力 计算方法 / 公式 公式 驳船： 公式 轮船： 公式 塔楼（桅杆）撞击力：修正 设防船撞力 表格 公式 表格 + 公式 方法I：百分比方法； 方法II：目标概率方法； 方法III：投资效益分析方法。 设计计算方法 静力方法 静力方法 + 动力法 静力方法 总体评价 单一性能要求 静力设计理论 船撞力过于简化 不考虑撞击的动力效应 单一性能要求 静力设计理论 船撞力过于简化 不考虑撞击的动力效应 动力荷载提供概念，但 缺乏可靠的细节 单一性能要求 静力设计理论 船撞力过于简化 不考虑撞击的动力效应 引入风险分析方法 方法III实际可操作性不强 第7页/共47页 20年来深刻变化 基于性能设计理论 基本轮廓已逐渐明晰 第8页/共47页 基 于 性 能 设 计 的 主 要 特 征 1. 可行性和效用评价：社会影响，政策和法律问题，可持续性，全寿命期费用及投资 2. 概念设计和施工规划，施工、检测、养护可行性和影响研究，以及按合同交货选项评价 3. 区域和工程场地研究、地质调查及需求分析 4. 与业主制定性能准则，提出适用的指南、标准、规范及过去的经验，并转变为定量的指标 5. 初步设计，建立寿命期性能多目标优化约束函数；包括施工可行性、安全、检查和维护等 6. 进行性能和初步设计可靠性评价，选择最佳方案，同行专家确认，求得该设计阶段最好解 7. 施工图设计和施工过程设计，落实合同执行方法 8. 采用直观推断、分析、试验、基于保证书及相互组合的方式进行设计检验 9. 综合机械、电力和通信系统进行制造及架设施工 10. 上述过程归档；基于健康监测原理启动寿命期检测和维护程序；设计、施工者参与 11. 利用健康监测程序的优点综合运营和维护管理 12. 修复、更新或退役；废物利用和再循环的回报 第9页/共47页 发展基于性能设计理论与规范的必要性 (中交院+大连理工) 标准是为了在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件，在一定程度上代表着一个国家经济与科技的发展水平。 国家之间的关税壁垒逐步打破，技术标准已不是传统层面上的技术文件，而逐步成为主导国际贸易和控制国际市场的一张王牌。在这种背景下，发达国家不惜投入相当的人力和财力进行技术战略研究，强化标准的制定，并积极参与国际标准的制定，以在国际竞争中取得主动地位。 在工程建设领域，获得国际建筑市场的一个重要方面是与国际标准和规范接轨，提高国内设计标准和规范的国际认可度。由于世界各国经济、文化的多元