- 文献综述
20世纪80年代初,最早在船撞问题上系统地运用风险评估方法来分析大型桥梁。1983年6月,国际桥梁和结构工程协会(IABSE)上收集了结构和风险评估两方面的研究成果,并在1991年通过了工作报告《交通船只与桥梁结构的相互影响:综述与指南》。这是桥梁船撞风险分析的最初发展,而之后,随着多个学术协会的推动,桥梁风险评估越来越系统化。2001年CIB协会发布了研究报告Risk Assessment and Risk Communication in Civil Engineering,总结和归纳了结构工程的风险评估方法。而在我国,在对上海崇明越江工程进行分析过程中,就针对地震,风振,船撞,恐怖袭击等课题进行了风险分析。2003年,同济大学范立础院士提出了《大型建筑工程风险评价与保险研究》项目。而2004年底,同济大学提出的项目《桥梁工程全寿命设计理论与方法》中也运用了风险评估的方法。而之后我国许多桥梁工程中都运用了风险分析的方法。
在具体研究内容方面,桥梁船撞风险评估主要分为风险概率评估和损失分析两个方面。而在现有的设计规范中针对不同河道标定了不同的航道等级及相关设计参数,而针对船撞力的静力分析也提出了详细的规范,能从静力方面详细确定船撞力并通过建模分析探讨其船撞可能造成的损失。而在船撞概率分析方面,可以运用统计分析的方法,主要的模型有美国AASHTO模型,其中主要考虑船舶年通航量,偏航概率,几何概率,桥梁倒塌概率这几个因素的影响。而后续的研究又通过增加参数使这个模型更加精确,并是模型能更多地考虑周围的环境因素。包括桥间距修正,河流分叉引起的桥位修正,能见度修正等。而国内建立的戴彤宇模型则引入了各类船舶的碰撞影响系数,可以区分相同环境因素对不同船舶造成的影响。
而在桥梁船撞保护设计上,主要有防撞护舷,消能防撞套,防撞墩,防撞群桩等结构。其中防撞护舷主要以橡胶防撞护舷为主,但其能防护的撞击力有限且不适合水位变动较大的河道。而消能防护套主要为箱体,主要通过弹塑性变形抵消冲击力,其中浮式消能防撞套能适应水位变化较大的河道。而消能防护套的材料有钢材和复合材料,随着各类高性能的复合材料的出现,使得消能防护套能抵抗更大的冲击力。而防撞墩和防撞群桩能延缓撞击时间,并起到警示和消减冲击力的效果。而防撞群桩能够优化集中受力,能解决在船撞作用下结构受力不合理的问题,使结构更多的构件参与承受船撞力。
【1】《桥梁工程风险评估》阮欣等
【2】《GB50139-2014内河通航标准》
【3】《JTG D60-2015公路桥梁设计通用规范》
【4】《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南DBJ/T50-106-2010》
【5】《船舶设计冲击谱研究》王君杰,喻志然
【6】《山区通航桥梁船撞概率合理性研究》张星星等
【7】《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》危接来
