渝遂铁路草街嘉陵江大桥船撞风险分析

研究目的:随着我国近来几起严重的船舶撞塌桥梁事故的发生,桥梁的船撞问题也越来越受到政府部门、桥梁业主、设计部门的关注.目前,美国和欧洲规范都将船撞事件处理为风险事件,根据可接受风险的水平来指导桥梁的船撞设计;我国规范则是将船撞事件处理为偶然作用,根据航道和通航船舶情况给定设防船撞力;比较而言,我国桥梁船撞设计还没有形成一个系统的设计思想.为此,进行船撞风险分析,为安全评估提供依据.研究结论:采用AASHTO方法,对渝遂铁路草街嘉陵江大桥在近期和中远期通航密度下进行了船撞风险的研究与分析,得出了大桥在近期和中远期预测通航密度下桥梁的年碰撞频率、年倒塌频率,并提出了有关建议,为进一步深入研究奠定了基础,为船撞安全评估提供了依据.     

铜陵公铁两用长江大桥船撞引起列车脱轨分析

研究目的:准确测算船撞作用下桥梁的结构动力响应,对评估因船—桥碰撞后桥梁响应而引起的列车脱轨分析具有重要意义。本文围绕铜陵公铁两用长江大桥论述船撞桥墩引起列车脱轨分析的一般流程,首先通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟10 000 t级与5 000 t级船舶在最高、常规以及最低通航水位下满载正撞和侧桥向20°撞击桥梁的主塔和辅助墩,得出在各船撞工况下碰撞力-时程曲线。然后将船舶撞击时程曲线作为动力荷载输入至整桥有限元模型中,计算桥梁结构关键部位尤其是主梁的横向位移和加速度响应。研究结论:(1)在最高通航水位下,船舶满载正撞桥墩产生的撞击力最大;在该最不利工况下,撞击作用对桥梁结构动力响应以及列车的脱轨风险具有较大影响;(2)当3#主塔受到10 000 t级船舶撞击时,导致2#桥墩墩顶主梁的横向加速度达到0.922 m/s2,未超过列车脱轨加速度临界限制1 m/s2,列车脱轨概率极小;(3)通过简化的风险标准导出脱轨概率公式计算表明,该桥遭受到船舶撞击时,其列车的脱轨概率为9×10-5~1.5×10-4;(4)本文的研究结果可供航道上铁路桥梁因船舶撞击导致列车通行安全性研究参考。     

西堠门特大桥船撞桥概率分析与风险评估

桥梁运营期的船撞风险已逐渐成为桥梁工程面临的尖锐问题之一,因此对桥梁运营期的船撞桥进行概率分析并进行风险评估具有重要意义。结合舟山连岛工程,运用AASHTO指南方法对西堠门大桥运营期3号桥墩年船撞概率进行计算,对西堠门大桥运营期的船撞桥风险进行了评估。西堠门大桥运营期总体船撞风险评估等级为二级,属于低风险水平。     

刚构-连续梁桥船撞桥墩最不利位置及安全性评价

以湘府路湘江大桥(65+5×120+65)m刚构-连续梁桥为工程背景,采用2种方法研究了桥墩在纵横向船舶撞击力作用下的墩身弯矩随船舶撞击高度的变化规律,以确定船撞桥墩的最不利位置。方法一采用简化计算模型进行桥墩弯矩公式推导,方法二采用Midas Civil建立空间有限元仿真全桥模型进行墩身弯矩计算。计算结果表明:有限元仿真全桥模型计算得出的墩身弯矩与简化计算模型推导出的结论是一致的,在船撞力作用下整个桥墩中墩底弯矩最大,且墩底弯矩随着船撞力作用点的升高而增大;简化计算模型中采用了若干简化处理,在进行桥梁船撞安全性评价时宜采用有限元仿真全桥模型计算。本文结果对桥墩设计与船撞安全评价具有一定的指导意义,并在此基础上对此刚构—连续梁桥船撞桥墩安全性进行了评价。     

钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术

研究目的:钢管系杆拱桥是我国目前在城市桥梁中应用比较广泛的桥梁类型之一,尤其在通航河道上,钢管系杆拱桥是设计时首选的桥梁类型。考虑到河道的通航需求,钢管系杆拱桥的施工一般采用侧位拼装、整体吊装施工工艺较多,而整体吊装中采用浮运拖拉架设和整体浮吊两种施工方法。本文通过对丹阳市吕东大桥钢管系杆拱桥整体吊装施工工艺的研究,旨在形成一套详细的钢管系杆拱桥整体浮吊架设综合施工技术。研究结论:(1)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工工艺流程包括:浮吊施工准备,浮吊船就位,整体试吊,浮吊船同步后退,同步顺时针旋转90°,同步向桥位处移动,微调浮吊船、主桥就位,人工桥位精度调整、落桥,解钩、浮吊船驶离现场;(2)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术的优点有:主桥拼装与引桥施工可以同步进行,可缩短施工工期;施工安全风险小;浮吊吊装占用航道时间较短,仅占用2~3 h即可完成吊装作业,封航时间大大缩短;(3)丹阳吕东大桥采用整体浮吊架设施工,顺利完成了吊装任务,因此既有航道上钢构桥梁整体架设施工具有较大的推广前景和技术指导作用。     

响应面法在船撞桥可靠度分析中的应用

船撞桥梁的可靠度,其结构响应变量与基本变量之间的函数关系复杂,传统的求解方法难以奏效,需要借助于有限元等数值计算方法来获得。利用APDL语言采用两种方法求解船撞桥的可靠度,对比蒙特卡洛法(MCS)的7种工况下和响应面法(ODRSM-MCS)的桥墩的失效概率,在10 000次MCS拉丁抽样与ODRSM-MCS法抽样桥墩的失效概率分别是6.02×10-3和2.06×10-3。响应面法达到与MCS法同等精度的情况下,MCS与ODRSM-MCS所用的时间分别是280 min和5 min,从而证明响应面法的有效性和高效性。     

墩水相互作用对深水桥墩与船舶撞击的影响研究

为研究船撞桥过程中深水桥梁的碰撞力及响应,在对比等效密度系数法和流体有限元方法的基础上,提出了更为实用的考虑墩水相互作用的桥墩与船舶撞击的分析方法。采用单塔模型和全桥模型研究了墩水相互作用对深水桥梁船撞力及响应的影响。研究结果表明:等效密度系数法可以代替流体有限元方法;墩水相互作用对碰撞力最大值影响不大;考虑墩水相互作用可使体系振动频率减小,振动固有周期增大。     

基于风险评估的桥梁船撞角度分析

近年来世界范围内发生了多宗船撞事故,合理地对桥梁进行船撞风险评估是非常重要的。AASHTO船撞设计指南中模型是最常用的计算桥梁年倒塌频率的模型。然而,与桥梁倒塌频率有关的船撞力计算公式中只考虑了船舶的速度,并未考虑船舶撞击桥梁的方向。以椒江二桥为工程背景,采用美国AASHTO船撞设计指南中计算桥梁年倒塌频率的模型对桥梁船撞角度进行分析。在未考虑防撞系统和考虑防撞系统情况下,分析船舶撞击桥梁时的角度对椒江二桥的年倒塌频率的影响。结果表明,在未考虑防撞系统情况下船舶撞击椒江二桥的角度不能超过31°,在考虑防撞系统情况下船舶撞击椒江二桥的角度不能超过37°,否则会超过椒江二桥可接受的年倒塌频率。建议对超过该角度的船舶进行警示,以保证桥梁和船舶的安全。     

平潭海峡公铁两用大桥航道桥基础设计与施工创新技术

平潭海峡公铁两用大桥为国内第一座跨海峡公铁两用大桥,桥址海域风大、浪高、水深、流急、潮汐显著,且岩面倾斜起伏大、裸岩硬岩分布广,气象水文及地质条件均十分复杂,尤其是桥址海域波流力巨大,为桥梁下部结构设计和施工带来前所未有的困难。为解决风浪作用和通航船撞力作用,3座大跨度通航孔斜拉桥在基础设计和施工中采用多项创新技术,首次选用4.5 m的钻孔桩;为解决复杂海域大直径钻孔桩难题,研发了KTY5000型动力头钻机和相关配套的打桩设备;为克服波浪力作用,部分深水裸岩区域采用导管架辅助建立施工平台;为适应桥位独特的海洋环境,3座大跨度通航孔斜拉桥主塔墩承台均采用圆端哑铃形高桩承台,承台顶露出高潮位以上,承台施工采用集主体防撞结构与施工围堰一体的防撞箱围堰结构,永久结构与临时结构相结合,节约材料的同时降低了施工的安全风险性。其大型防撞箱围堰采用工厂整体制造、整体吊装、整体下放,实现模块化、标准化施工,哑铃形承台系梁范围采用无封底混凝土施工创新技术。     

实测随机行车荷载下结构动力响应在桥梁评定中的应用研究

分析通行桥梁的随机行车车辆荷载特性,研究连续梁桥在随机行车荷载下桥梁动力响应,即振动加速度时程、振动位移时程、应变时程等及其最值与振动幅值。分析动力测点的布置方法以及相应仪器设备的选用。将桥梁动力测试结果用于桥梁性能评定,根据实测动力响应的各类量值来分析桥梁结构的动力受力性能。在性能评定中采用假设检验理论,根据相距一段时间前后2次的测试结果的对比分析用于评判桥梁结构是否发生损伤以及损伤的程度。并以广东佛开高速九江大桥为工程背景,介绍该桥在与之十分邻近且有临时构件连接的国道325九江大桥被船撞垮塌前后的2次动力测试结果,以及动力测试结果在桥梁评定中的具体应用。     

相依性条件下滨海软土隧道盾构施工渗漏水风险评价

滨海地区多为海相和湖相沉积的软土,施工难度大,渗漏水病害多发,因此,应对盾构施工过程的渗漏水风险进行评价来保证隧道安全施工。构建渗漏水风险评价三级指标体系,将云模型与Copula函数结合,基于Copula函数对于风险指标中相关风险因素的相依性处理,云理论对于定性与定量概念的处理与转换优势,构建相依性条件下的二维和三维云-Copula模型。以宁波市轨道交通1号线为例,利用云-Copula模型计算二级指标对于各个风险等级的隶属度,确定危险性较大的二级指标为注浆质量、止水条、衬砌混凝土自防水。利用D-S证据理论进行证据融合确定该检测区段渗漏水病害的风险状态为安全,但有向基本安全状态发展的趋势。通过对危险性较大的指标加强监控,使渗漏水得到有效控制,为软土盾构隧道施工过程中渗漏水病害的风险评价与管理提供了一种新的方法。     

基于模糊综合评价法的有轨电车运营风险评估

为实现在不完备风险事件数据基础上对有轨电车运营风险的全面识别和评估,提出一种将风险事件历史数据与专家经验结合的运营风险评估方法。分析中国北方城市有轨电车运营风险事件信息,通过层次分析法识别并建立有轨电车运营关键风险因素评估体系,采用基于风险矩阵法与专家评价法的模糊综合评价法进行有轨电车运营风险综合评估。分析长春市有轨电车运营案例,结果表明：有轨电车运营总体风险可控,其中与车辆相撞、轨道异物入侵、恶劣天气、道岔与信号设备的风险较高,建议有关部门加强安全隔离设施的布设、人员出行行为的监管力度以及针对恶劣天气的提前预警与措施,并在日常运营中加强对关键设备的智能维护和健康管理。     

基于加权云模型的全电子联锁系统运营安全风险评估

结合现场实际情况,在系统层面对于全电子计算机联锁系统进行更加客观准确的运营安全评估,综合考虑系统的风险严重度及风险可能性,提出一种基于最优组合权重计算法的云模型安全评估方法。首先从人员、设备、环境、管理、维修5个方面建立安全风险评估体系,在专家评估的基础上运用最优组合权重法计算体系中的底层指标权重,再将权重代入评估云模型的计算中,分别得到系统的风险可能性和风险严重度评估值,综合得出系统的运营安全风险容忍等级。将该方法引入全电子联锁系统的运营安全评估中,通过对实际数据的计算,证实该方法能够克服以往评估方法的主观性和片面性,使得到的结果更加准确和直观,实现真正意义上的“综合”评估。     

基于模糊综合评判法的地铁工程总体风险等级评定方法

结合目前国内多数城市轨道交通工程建设的安全风险管理模式,依据施工图设计阶段的安全风险评估,对工点自身风险和环境风险的安全风险等级进行评定.在施工图设计阶段安全风险评估的基础上,利用模糊综合评判法,提出一种将自身风险和环境风险结合来综合判定工点总体风险等级的方法,为后续城市轨道交通工程建设的安全风险评估和管理提出一种新思...     

地铁高架线路连续刚构桥土建安全风险评估

连续刚构桥在地铁高架线路中开始有所应用,在设计、施工及运营中可能会产生一些新的、特殊的风险.相对于公路、铁路而言,地铁轨道对沉降变形更敏感,且目前国内地铁行业该桥型的设计、施工及运营经验较少.从土建角度进行风险辨识、分析和评价,合理安排施工工序,确保结构材料质量,加强稳定性验算、施工监控、试验检测和第三方监测等信息化施工手段,实施风险动态管理,加强长期变形监测,是风险控制和提升桥梁结构安全可靠度的有效措施.     

目标导向的多层次城市轨道交通运营安全风险评价指标体系

建立合理的城市轨道交通安全风险评价指标体系,不仅能有效反应当前的运营安全水平,也可以为运营安全管理的发展提供引导作用。阐述城市轨道交通风险评价的构建目标和原则;从人员、设备设施、环境、管理4个方面对影响城市轨道交通安全风险的因素进行分析,基于车站、线路和线网3个层次的需求,建立多层次城市轨道交通安全评价指标体系,并对风险评价指标的选取及计算进行分析。     

基于改进可拓物元法的地铁车站运营安全评价方法

我国大中城市的地铁建设和运营已进入规模化、网络化阶段。地铁车站的安全运营是整个地铁系统运营安全的重要保障。对地铁车站运营安全风险因素进行梳理与凝练,科学合理地选取出风险评价指标,并采用综合赋权法确定指标权重系数,将德尔菲法、专家咨询法与可拓物元法相结合,提出了改进可拓物元法,提高了地铁车站运营安全风险评价的时效性和科学性。结合南京地铁大行宫站的实地调查数据,对模型进行实例验证,以说明实施步骤和应用效果。     

构造破碎带深路堑地质核查方法研究

为查明某新建高速铁路深路堑施工开挖后基底及边坡工程地质条件,采用调查、补充勘探、动力触探等方法,对路堑基底及边坡进行地质核查,结合既有勘察资料,查明了构造破碎带、膨胀性岩土的工程性质和空间分布。根据路堑边坡工程地质条件,将边坡分为16部分,选取岩土类型、结构面类型、边坡高度、边坡坡率、降雨5个影响因子,将影响因子指标进行量化,利用层次分析法确定影响因子权重,将路堑边坡危险性分为危险、较危险、一般危险和较安全4个等级,并对原设计方案进行危险性分析。根据不同边坡条件,提出放坡、“锚杆框架+桩板墙”和增加桩长等防护措施。结果表明:构造破碎带深路堑地区地质核查宜采用综合勘察技术,将路堑基底与边坡综合分析并平面化展示,增加了勘察成果可信度,其危险性评价结果及防护措施建议可为设计优化提供地质依据。     

北京地铁安华桥站风险控制技术

北京地铁安华桥车站因下穿安华桥基础及多条高危管线,而且工期十分紧迫,被业主列为特级风险源车站,受到社会各界的广泛关注.通过采取一系列的风险控制措施,终于顺利通过特级风险源地段.地铁暗挖车站下穿风险源规避风险的有效方法,可为相类似工程提供参考.