美国公路桥梁风险法确定设防船撞力评述

目前桥梁设防船撞力问题在国内深受关注,国内规范将船撞力看作偶然荷载指导桥梁设计和美国联邦公路桥梁设计规范基于风险设防船撞差距较大。通过总结美国联邦公路桥梁设计规范在确定桥梁设防船撞力时的总体思想和技术方法。在对其推荐方法——方法Ⅱ进行深入解释和推理的基础上,阐明了各关键部分的内在联系,以供国内今后桥梁船撞设防参考。     

美国桥梁病害及倒塌事故统计分析与思考

当前美国的桥梁工程已由建设高峰期转入以维修加固为主的时期,对截止到2006年美国在役桥梁与病害桥梁的统计数据进行了分析,并对自1875年以来美国桥梁倒塌的相关资料进行了统计,并阐述了美国针对旧桥病害及倒塌事故的对策与措施.最后,结合美国的经验教训与工程对策,对我国桥梁建设与养护工作提出了几点建议.     

基于LCA和时变可靠度分析的桥梁维护策略优化

为研究桥梁在生命周期过程中维护对安全性的提升,及桥梁维护过程所带来的环境影响,基于不确定性的思想,将失效概率作为结构安全性的表征指标,分析了桥梁结构有无维护和进行预防性维护、实质性维护的时变可靠度变化;基于考虑终点破坏模型的生态指标法,做出了桥梁的生命周期环境影响评价(Life cycle assessment,LCA);采用帕累托优化方法进行了失效概率与生命周期环境影响值双目标下的桥梁维护策略优化。运用该方法分析了某钢筋混凝土桥梁在有预防性维护和没有预防性维护情景下,以及预防性维护首次实施时间与实施周期的不同所引起的生命周期累积失效概率和环境影响的变化,并对其维护策略进行了优化分析。结论表明合理安排多次预防性维护能够有效延迟实质性维护的发生时间并降低生命周期环境影响,可以根据对结构安全储备要求和环境影响要求选择桥梁最优维护策略。     

基于风险决策和保险定价的桥梁颤振风险评估

为了评估因桥梁颤振带来的经济风险,提出了一种全新的桥梁颤振风险评估方法。该方法基于一种已有的4变量桥梁颤振可靠度模型,先采用Monte Carlo方法计算桥梁颤振的失效概率,然后用货币的形式定量地刻画桥梁颤振的风险,并引入效用理论进行风险决策。最后,运用该方法对上海颗珠山斜拉桥进行了颤振风险分析。结果表明:该方法简单实用,所得的结果可以作为桥梁投资和保险定价的依据。     

腐蚀预应力混凝土桥梁抗力退化预测方法

针对氯盐环境下预应力混凝土桥梁中钢绞线锈蚀引起的抗力退化问题,以一座服役预应力混凝土桥梁为例,考虑钢绞线锈蚀初始和发展过程、锈蚀导致的钢绞线截面积减小、钢绞线强度降低以及钢绞线与混凝土间的黏结性退化,采用Monte Carlo数值模拟方法,建立了锈蚀预应力混凝土桥梁构件抗力退化预测概率模型,分析了锈蚀对预应力混凝土桥梁构件抗力水平的影响。研究结果表明:钢绞线锈蚀开始阶段,坑深增长较快,且各个蚀坑的差值较小;随锈蚀的发展,坑深增长逐渐变缓。锈蚀初始时间服从对数正态分布,不同时刻抗力可用正态分布来表征。     

可靠度分析在桥梁评估中的应用

本文提出用上界塑料评估方法估算桥梁的极限强度，以替代下界弹性或非线性有限元方法，并用结构可靠性理论合理地估算各种不确定因素的影响，作者对塑性破坏分析采用水准Ⅱ可靠度分析，以确定一些不同型式和不同尺寸桥梁的名义失效概率。     

美国桥梁建设概况

1983年5月中国土木工程学会代表团应邀赴加拿大访问,途经美国,对美国桥梁建设进行简略考察,兹将其概况作一介绍,以供参考。美国幅员辽阔,河流纵横贯穿,大洋两岸海湾众多,建造了很多特大跨径桥梁。全国交通发达,公路有636.5万公里,其中6.92万公里为高速公路,桥梁之多,冠于世界。桥梁的结构型式,在大跨径桥梁中,钢桥占优势。中小跨径桥梁中,预应力混     

桥梁设计方案风险评估分析

桥梁结构风险贯穿于桥梁建设全过程.主要介绍桥梁在方案设计阶段的风险评估方法及其主要评估流程,以实际工程为例,阐述采用专家调查法确定桥梁设计方案的安全风险水平,并采用基于估计相对位置的方案排队法优选出较优方案,为桥梁方案设计阶段的风险评估提供参考依据.     

美国整体式桥台无伸缩缝桥梁调查与分析

介绍2004年美国各州整体式桥台无伸缩缝桥梁实践现状的调查与分析结果。调查的内容包括该类桥梁的数量、跨径、结构形式、施工方法、构造分析、既有桥梁改造以及使用中存在的问题等。该类桥梁在美国已经成功地实践了数十年,但其设计和构造至今未有统一的技术标准,建立相应的设计规范已成为美国有关部门的当务之急。     

基于可靠度的船撞桥梁倒塌概率分析

针对大型复杂桥梁,运用可靠度理论对船撞桥梁倒塌概率进行计算是船撞评估方法发展的必然趋势.基于可靠度理论,将VC++与通用有限元软件ANSYS结合,编制了ANSYS-响应面法船撞桥梁可靠度计算程序.并采用该方法对嘉陵江黄花园大桥的船撞桥梁倒塌概率及可靠度灵敏度指标进行了计算.结果表明:当桥区水位处于174 m常水位时,船撞桥墩的倒塌概率较大;影响桥梁在船撞作用下倒塌概率的主要因素是容重、船舶撞击速度、船舶撞击角度、混凝土抗压强度.     

上海长江大桥船撞安全性能的数值模拟研究

介绍上海长江大桥船撞安全方面的研究成果.采用碰撞有限元数值模拟方法,对上海长江大桥在船舶撞击下的动力反应进行分析,获得船舶撞击力和结构的动力反应;对大桥的防撞套箱的防撞效果进行评价,包括对船舶撞击力的消减效果、对桩基础的保护效果等.本文的数值模拟结果为大桥基础设计和防撞套箱的优化设计提供技术支持.     

长淮卫淮河大桥船撞设防标准研究

以长淮卫淮河大桥为依托工程,介绍桥梁船撞设防标准的确定方法。基于风险的思想,参考《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》,对长淮卫淮河大桥在2012年、2022年和2050年通航密度下进行船撞风险分析,并根据风险分析结果,提出进一步降低桥墩船撞风险的建议和措施,为桥梁船撞设计提供技术支撑。     

上海闵浦二桥主塔基础的防船撞分析

上海阂浦二桥的主塔基础设于主、副通航孔之间,主塔基础的防船撞问题尤为突出。利用规范及经验公式计算船舶撞击主塔基础的作用力,运用有限元仿真法分析有无防撞设施情况下船舶撞击主塔基础的风险性。     

G1501 跨泖港大桥主动防撞系统设计

G1501高速公路跨泖港大桥上跨平申线(上海段)航道。该航道是《上海市“十二五”内河高等级航道建设规划》中首批启动建设的航道，为黄浦江上游三大支流之一，目前航道等级Ⅴ改Ⅳ。改造过程中航道上桥梁被船撞风险高，通过对桥梁预防航道船舶碰撞预警系统工作模式与参数化技术、多源数据三维测量空间的平面转换算法与工程实现技术、基于多源数据融合的船舶通航异常行为的判别技术、桥梁预防航道船舶碰撞预警系统性能优化与工程测试技术等内容进行研究，突破基于多源数据融合的复杂背景下航道多目标检测/跟踪算法、基于多源数据融合的船舶-桥撞击态势预测等关键技术，泖港大桥采用主红外、可见光和激光测距三类传感器复合体制的航道桥梁主动防撞系统。从而实现全天候、全天时、全自动航道桥梁主动防撞监控及预警，其应用效果良好。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥1号墩防撞设计与分析

介绍天兴洲大桥的工程特点和设置防撞装置的必要性,提出适合该桥梁防撞要求的等截面桥墩防撞设施,并采用有限元方法对船与该防撞装置的碰撞过程进行了模拟,得出了桥梁设计所关心的技术指标,满足了设计要求。     

东江特大桥桥墩抗撞计算分析及防撞措施

东江特大桥主桥为(95+170+95)m的连续刚构桥,为判断该桥下部构造是否满足规范抗撞要求,对桥墩进行抗撞分析。采用有限元程序MIDAS建立全桥及桥墩模型,通过反复试算,得出主墩、交界墩和引桥桥墩能够承受的最大船撞力横桥向分别为14 MN、5 MN、3 MN,顺桥向分别为10 MN、4 MN3、.5 MN,与国内《公桥规》、《铁桥规》及美国AASHTO 3种规范计算出的设计船撞力进行比较,结果表明各桥墩均能满足国内两规范对桥梁的抗撞要求。为防止船舶直接撞到桥墩,采取设置橡胶块、防撞岛、防撞墙及将交界墩的左、右幅承台连为整体的防撞措施。     

船舶碰撞桥梁概率公式分析

根据已有的概率计算公式,结合船舶碰撞桥梁的有关模型资料,对公式进行一些必要的修正,使其能够适应大多数情况下的概率计算,对防护装置的设计具有指导意义。     

基于AIS数据的桥梁防船撞结构冲击响应分析

针对目前桥梁船撞影响参数不明确的情况,提出利用AIS数据获得桥区实际通航船舶信息,以此为基础进行桥梁抗撞分析及防船撞装置设计。以武汉长江二桥为例,基于AIS数据获得船舶的重量、偏航角、航速等信息,最终确定抗撞分析采用5000 t级船舶作为代表船型,取上行、下行最大偏航角分别为22°、8°,航速取平均航速(上行1.91 m/s、下行3.28 m/s)。在此基础上,采用显式有限元法对该桥主墩受船舶撞击的动态过程进行数值模拟,将获得的船舶撞击力与规范的计算结果进行对比,发现船舶正向撞击桥墩的碰撞力高出桥墩抗撞力的18.85%。根据桥梁防撞需求和船舶撞击力情况,设计了X形夹层结构防船撞装置,分析该装置的抗撞性,结果表明,该装置具有良好的吸能效果,可减少30%以上的船撞力,且能有效减小船舶损伤。     

顺水流方向布置桥梁船撞力分析研究

以阳光大道东向延伸二期工程为背景,针对该工程水中高架桥紧邻瓯北大桥主航道且顺水流方向布置的特点,介绍了目前国内外常用的船撞力计算方法。通过有限元瞬态动力分析方法计算分析,得到了较准确实际的船舶撞击力值。有关经验可供相关专业人员参考。     

杭州湾跨海大桥北航道桥防船撞结构方案研究

杭州湾跨海大桥北航道桥为钻石形双塔双索面钢箱梁斜拉桥,根据其通航设计要求,在承台上必须设置防船撞设施。介绍该桥防船撞设施与承台施工套箱结合的方案,为类似工程防船撞设计提供借鉴。