长沙暮坪湘江特大桥主桥抗撞性能研究与防撞设计

为保证长沙暮坪湘江特大桥主桥船-桥碰撞安全性，对该桥进行了抗撞性能研究与防撞设计。采用LS-DYNA软件开展船-桥碰撞分析，确定设防船撞力；结合冲击谱近似方法确定设防船撞动力作用，计算桥墩动力需求与抗撞能力，评估结构安全性；针对主墩拱脚防护及过渡墩抗弯能力不足等问题，提出由UHPC面板、内置X型耗能钢板、EPS泡沫及D型防撞护舷等构成的钢-UHPC组合防撞设计方案，并开展防撞效果有限元分析。结果表明：除撞击力峰值外，最高水位工况下结构响应均大于最低水位工况；未设置防撞装置时主墩具有较好的抗撞能力，且有一定的安全富余，而过渡墩无法满足抗弯需求；主墩设置防撞装置能在1.5 s内将船舶侧撞速度降为0,有效地阻止了船舶侧向侵入，过渡墩防撞装置钢板厚10 mm时，撞击力峰值降低了35%,主要响应峰值降幅达40%～50%。