基于失效概率的桥梁防船撞装置安全性评估

采用非线性有限元法模拟了船舶撞击桥梁防撞装置的动态过程,计算了防撞装置对桥墩的撞击力并分析其吸能效果。根据桥位、水文资料、通航船舶类型及数量等条件,分析了1 000t级通航船舶撞击桥梁的概率,对桥梁船撞倒塌概率公式进行了修改,计算了桥墩安装防撞装置后的倒塌概率;对目前国内外桥梁船舶撞击风险接受准则进行对比研究,选择了适合某跨江大桥的船撞风险值;采用安装防撞系统后桥梁的失效概率来评价防船撞钢套箱设计的合理性,为桥梁直接构造防船撞装置的设计提供安全评估参考。     

涪陵乌江大桥复线桥船撞风险研究

对拟建涪陵乌江大桥复线桥进行船撞风险研究。根据该桥桥址处的水流速度,典型水位,通航船舶密度、航速,通航净空尺度,航迹线以及桥梁的极限抗船撞能力等,采用三概率积分法,确定该桥拱圈碰撞频率和倒塌频率。另外,依据行业风险水平和风险评价矩阵,并结合三概率积分法计算结果来确定该桥船撞风险等级。     

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。     

粉房湾长江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定粉房湾长江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行船撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较;确定船撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值模拟分析.分析结果表明:该桥在2010年、2020年和2050年通航密度下的船撞风险分别为4.05×10-6、2.02×10-5、7.06×10-5;P3、P4主墩的船撞设计代表船型均为5 000吨级;近期P3、P4主墩的设防船撞力可分别取38.68 MN和27.57 MN,远期可分别取38.68 MN和24.19 MN,P3、P4主墩抗力均满足船撞设防标准.     

考虑误航的船舶撞击桥梁速度计算方法及工程应用

船舶撞击速度是进行船桥碰撞研究的关键参数之一,直接影响船撞力的大小和桥梁的设防标准。通过对船撞事故及现有船撞速度确定方法的分析,考虑桥梁设计通行能力及发生误航的可能,提出一种考虑误航时偏航失速的船舶撞击速度计算方法。通过在某双塔斜拉公路大桥防船撞研究中的应用,采用3种船舶撞击模式进行防撞研究,结果显示,不同模式下通航孔桥墩的撞击速度相差较小,非通航孔桥墩的撞击速度相差较大,考虑以边跨为通航孔时发生偏航撞击模式,对于非通航孔桥梁抗撞设计更加合理,通过LS-DYNA有限元分析软件模拟了船舶撞击桥墩过程,并得到了船舶正撞力标准,可作为防船撞研究和设计的参考。     

基于AASHTO模型算法的桥梁船撞风险分析

以乌龙江大桥为背景,将风险分析理论引用到该桥船撞问题的研究中,通过对该桥桥区航运发展现状及规划情况的调查,应用AASHTO模型计算出该桥2010年遭受船舶撞击的年概率为4.89×10<'-2>次/年,年撞击倒塌概率为3.53×10<'-3>次/年,根据AASHTO船撞桥风险接受准则,该风险是不可接受的,必须采取防船撞措...     

航道桥梁船撞风险概率模型的研究

如今船桥碰撞风险已逐渐成为桥梁工程界所面临的尖锐问题之一,因此对其进行概率分析与风险评估具有重要意义。对国内外常用的6种船撞桥概率模型进行比较,选择戴彤宇模型作为基本模型并对其中的碰撞影响系数及几何概率积分区间进行一定的修正,利用正态分布的原理计算得到船撞桥的总概率。将失控船舶与非失控船舶分开考虑并分别计算它们与桥梁发生碰撞的概率,以便全面细致地揭示失控船舶与非失控船舶对事故发生的影响,根据所得概率与常用规范确定是否采取保护措施,并运用工程实例说明了该修正模型的实用性。     

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。     

某内河航道桥抗船撞安全性能评估分析

鉴于船撞桥事故频发，特别对于桥龄超过20年的内河航道桥，桥梁抗撞能力在设计阶段鲜有考虑，需要进行抗撞安全性能评估。通过Midas Civil、Xtract有限元软件建立分析模型，根据《桥梁抗撞设计规范》(JTGT 3360-02-2020)要求，结合实际通航船舶的情况，对某内河航道大桥通航孔桥墩进行抗撞性能分析。结果表明：桩柱式桥墩在300 t船舶撞击力偶然组合下强度及变形均不满足要求，在100 t船舶撞击力偶然组合下变形不满足要求。建议采取航道控制措施，降低通航船舶吨位、限止船舶通航速度，并设置防撞措施保障桥梁结构安全。基于分析过程，总结了桥梁抗撞安全性能评估的一般流程。     

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.     

对桥梁通航孔及相邻水中墩设安全防撞装置必要性论述

该文通过最早建成的四座长江大桥建设中和营运中发生的船撞桥事故的统计和实例,说明桥墩建筑在原来是船舶航道的位置上,在船撞桥事故中,船处于弱势地位。船舶因水位涨落、气候变化、人员操控等原因造成偏航,应该对通航孔两侧及其邻孔的桥墩,设置缓冲安全装置,既保护桥又保护船。从而对发展经济、保护环境、保护人民生命财产安全都是有利的。     

超长跨海大桥非通航孔区段防船撞研究

据统计,船舶撞击桥梁非通航孔区段引起的事故约为撞击通航孔的两倍。我国在沿海大型海湾、入海河口规划和建设了多座超长大型桥梁,非通航桥区段的船撞问题日益突出。梳理了近年来发生的船撞非通航孔桥梁事故,研究了国内典型超长跨海大桥非通航孔区段设防现状,提出了超长跨海大桥非通航孔桥防撞设计方法,并探讨了该方法在舟山至上海跨海大通道中的应用和实践,可为超长跨海桥梁非通航孔区段防船撞提供参考和借鉴。     

蔡家嘉陵江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定重庆市蔡家嘉陵江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行防撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较。确定防撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值分析。     

考虑海域水位变化的船撞桥流固耦合分析

为研究水流对船撞桥过程的影响及水位对桥梁动力响应的影响,以金塘大桥非通航孔段连续梁桥为背景,采用ANSYS-LSDYNA软件建立流固耦合和附加质量2类船撞桥模型,分析流体对撞击过程中撞击力和能量转移的影响以及不同水位下桥梁各构件的动力响应,并通过缩尺模型试验验证流固耦合模型的正确性。结果表明:采用流固耦合法计算的撞击力幅值较附加质量法大15%左右;直接受撞区、桩基承台连接处、桥墩承台连接处是桥梁遭受船撞时的高危应力区;水位越高,撞击时桥梁上部构件的位移越大;低水位下,船舶直接与桩基发生碰撞,对桥梁下部结构的潜在破坏较为严重。     

非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术

针对现有非通航孔桥梁防船撞技术的不足,提出适用于江海长桥非通航孔桥梁防船撞的新型自适应、恒阻力船舶拦阻技术。自适应、恒阻力船舶拦阻系统由系泊趸船、系泊锚链和混凝土沉块、自适应浮筒、高强度拦阻网、触发钢索以及恒阻力耗能装置组成,其工作原理为:偏航船舶撞击拦阻系统后,自适应浮筒带动拦阻网从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过恒阻力耗能装置吸收船舶动能,拦截住船舶。通过缩尺比模型试验和实船撞击试验模拟该系统拦截船舶的过程,验证了该系统的可行性及工程设计的可靠性;采用水动力计算软件ANSYS-AQWA进行全尺寸数值仿真,仿真结果与试验结果基本一致。     

曾家岩嘉陵江大桥船撞设防标准研究及防撞方案设计

为判定曾家岩嘉陵江大桥所处的风险等级,以确定桥梁的设防船撞力标准,参考《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》,对该桥梁在目前、近期和远期的年碰撞频率和倒塌频率进行计算分析,与可接受的风险准则进行了对比,并通过建立桥梁、船舶精细化的三维有限元模型,采用动力数值模拟方法计算桥墩在不利撞击工况下的船撞力,从而确定了桥墩的船撞设防标准。同时为了避免桥墩局部损坏,降低碰撞事故中的船舶损伤,实现对桥梁和船舶的双重保护,提出了设置固定式复合材料防撞护舷的防撞方案。     

浅议某工字梁桥船撞病害的机理分析及加固设计

在役运营桥梁受船舶撞击的事故时有发生,轻者桥梁受损,重者桥梁垮塌,严重影响船舶通行安全和桥梁的运营安全。以某工字梁桥主梁受船撞损的病害为例,结合有限元计算,通过模拟船撞作用位置及撞击力大小,分析撞损病害产生的机理,并根据分析结果提出相应的加固设计方案。     

乐城大桥船撞设防标准与防护方案研究

为确定博鳌乐城先行区乐城大桥桥梁的船撞设防标准以及解决桥梁的船撞安全隐患，采用有限元软件建模计算了桥墩自身抗撞能力，通过概率风险法分析得到了桥梁的船撞设防代表船型和设防船撞力。基于自身抗力和设防船撞力对比结果，提出了柔性防撞护板的桥墩防护方案，并采用Ls-Dyna动力仿真软件对其防护效果进行了验证。结果表明：乐城大桥主墩的设防代表船型为150座客船，桥墩抗撞性能均满足要求；提出的柔性防撞护板方案能够避免船舶局部剐蹭桥墩，有效保护船舶乘客的生命安全。     

招商交科多项科技成果国际领先

正2020年7月30日,中国公路学会通过在线视频会议主持召开了"桥梁船撞设计理论与防护、预警技术"项目成果评价会。由全国知名专家组成的成果鉴定委员会对该项成果进行了评价。该研究成果创建了基于性能的桥梁船撞多目标安全设计理论体系,提出了考虑复杂航道环境的船撞风险概率评估模型,以及多约束条件下桥梁船撞易损性分析方法;建立了面向设计的桥梁船撞静、动力荷载模型,构建了基于结构响应的桥梁船撞性能指标体系;提出了桥梁船撞后果量化估计方法以及决策理论体系;     

从美国阳光大道桥被撞重建看现有桥梁防撞风险评估

介绍了美国阳光大道桥被撞毁及重建的有关情况,通过美国国家运输安全局(NTSB)公布的事故报告、AA SHTO船撞桥梁设计指南和相关文献,提出了对我国现有通航桥梁进行风险计算评估的建议方法。