AASHTO概率模型在船桥碰撞风险评估中的应用

近年来随着航道等级的提升,设计通航船舶尺度增大,要求的通航净空尺度增加,桥区通航水域条件发生显著变化。桥梁存在船撞风险,需对船撞桥梁风险实施评估、为实施防撞设施工程提供依据。国内外因船舶撞击而导致桥梁垮塌或严重破坏的事故逐渐增多,平均每年就有一座大型桥梁因为船舶撞击而遭受严重破坏甚至倒塌。北江航道乌石至三水河口航段经整治由Ⅳ级提升为Ⅲ级后,桥梁存在船撞风险。以船撞桥概率模型(AASHTO)为研究方法,分析了整治河段清远北江二桥参数对船撞桥概率的影响,计算了船舶撞击桥梁各涉水桥墩的年撞击概率,确定了存在较大船撞风险的桥梁与涉水桥墩,建立了船撞桥损伤概率模型,分析桥梁各部位抗撞能力、桥梁各部位船舶撞击力及各部位的年撞击频率,得出通航孔桥墩的年撞击倒塌频率。     

大型通航桥梁防船撞主动预警系统分析

为解决传统桥梁防船撞主动预警系统应用于大型通航桥梁时,存在预警分析准确性较低的不足,提出了大型通航桥梁防船撞主动预警系统分析,基于红外热成像仪的选择,以及激光测距单元、声光警告单元的设计,实现了大型通航桥梁防船撞主动预警系统硬件分析;依托轨迹跟踪算法以及主动预警程序的设计,完成了主动预警系统的软件分析。实验数据表明,提出的主动预警系统较传统的主动预警系统,预警分析准确率提高47.89%。适合于大型通航桥梁的防撞船主动预警。     

基于非线性有限元与经验公式的船舶撞击力计算对比分析

船舶撞击桥梁的船撞力计算是目前大桥设计中的重难点,本文根据武汉二桥所处航道、通航船舶特点、桥区水文条件、桥梁几何参数,结合大桥桥墩(塔)实际设计船撞力,采用经验公式和非线性有限元两种方法计算船撞力并进行对比分析,从而比较两种方法的计算结果差异。在算例中,通过对计算结果进行分析对比,证明两种方法都能较好的计算船舶撞击力,从而为设计提供依据。     

桥梁浮式防撞设施的研究

近年来随着航道等级的提升,设计通航船舶尺度增大,要求的通航净空尺度增加,桥区通航水域条件发生显著变化,桥梁存在船撞风险,需实施防撞设施工程对存在风险的桥梁进行防撞保护,因此,针对桥墩防撞设施的研究就显的尤为重要。本文提出桥梁浮式防撞设施,并采用有限元数值模拟技术研究其防撞效果,研究表明其具备较好的防撞效果,满足"大撞可防"的防撞性能要求。     

偶发的船撞桥事件背后的必然性分析

船撞桥属于偶发事件,可一旦发生则影响巨大。珠江三角洲通航区域内的桥梁众多,十一年前的九江大桥后续影响仍然存在,本文对近期发生的船撞桥事故进行分析,以期找到船撞桥时间背后的必然性,对减少船撞桥事故发生作出分析与思考。     

内河航道桥梁通航安全风险分析及隐患治理实施体系

为解决内河航道船撞桥事故高发的难题,对船、桥、环境等3类客观影响因素进行深入分析,确定桥梁通航安全主要影响因素。通过对航道、水域片区通航环境的综合分析,提出有针对性的整改措施,并建立风险分析及隐患治理实施体系。针对高风险桥梁,建议增设独立防撞桩或主动预警系统,可有效防止船舶碰撞桥梁;针对中风险桥梁,建议增设柔性复合材料防护设施,可在船舶碰撞桥梁时吸收能量,减轻碰撞造成的损失;针对低风险桥梁,建议完善标志标牌,通过设置清晰的标志标牌,提醒船舶驾驶员注意桥梁位置和通航限制,降低船舶碰撞桥梁的风险。该体系充分考虑航道、水域片区的实际情况,采取多种措施综合治理船撞桥隐患,可有效提高整治效果。通过实施这一风险分析及实施体系,可有效降低船撞桥事故的发生,提高航道安全水平。     

基于模糊网络分析法的大桥船撞风险评价

为进一步提高船舶桥区通航的安全性,识别影响桥区水域船舶航行的风险因素,利用模糊网络分析法对船舶在桥区水域航行的风险进行测算。并以上海港辖区大桥船撞的安全性为例,从"人-船-环境-管理-桥梁"五个方面对上海港辖区大桥船撞风险进行评价,得出了上海港辖区大桥船撞的风险值,并总结影响大桥船撞的主要因素,最后提出相应的改善建议与措施,为船舶在桥区航行提供参考和借鉴。     

基于模拟仿真的蛇蟠水道大桥非通航孔防撞风险分析

自20世纪80年代以来,我国已修建和规划修建大量跨航道桥梁,同时船舶航运也发展快速,上述两个因素使得我国桥梁工程领域的从业者必须解决桥梁的船撞安全分析和防撞风险分析。在桥梁船撞风险评估的基础理论研究方面,我国学者也进行了初步的研究与探索,但在深度和全面性等方面还有不足之处,还不能与我国大量航道桥梁工程建设相适应。文中研究思路主要采用计算机模拟仿真的方法。通过对蛇蟠水道大桥基本情况的调查,对蛇蟠水道大桥非通航孔的船撞风险进行了综合分析,得出该桥非通航孔的船撞风险概率,并对其进行了船撞风险评估。     

桥梁船撞响应计算分析方法比较研究

近年来,随着跨江跨河大型桥梁的修建,桥梁船撞事故频繁发生,对桥梁船撞响应分析进行准确分析计算成为桥梁设计者越来越关注的问题,本文详细介绍了目前国内外桥梁船撞响应的计算分析方法,分析了各种计算分析方法的适用性、考虑的影响因素和优缺点,在此基础上给出了建议的桥梁船撞响应计算方法。     

船撞效应分析在船舶碰撞桥梁隐患治理中的应用

随着长江下游航道条件的改善,船舶大型化发展、船舶流量增加,通航桥孔桥墩防撞要求提高,有些已建老桥抗撞能力不足,需增加防撞设施。采用经验公式计算法和有限元瞬态动力分析法,计算分析了桥墩增加防撞装置后多个典型工况下的船撞力,对设计的防撞设施的消能效果进行评估,对极限工况进行辨别,并提出了桥梁运营管理的综合施策建议,为类似老桥增设防撞装置提供借鉴。     

基于视频目标检测的桥梁防船撞主动预警技术研究*

为减少船撞桥事故的发生,提高桥区水域的通航安全等级,以目标检测算法为基础通过AForge.NET工具包设计实现对桥区水域的运动船舶实时检测与跟踪。根据运动船舶的航行轨迹预测船舶航向,判断船舶是否具有撞桥危险并做出相应预警措施。并在安徽淮河干流蚌埠段等进行验证试验,试验结果表明检测效果良好,能够对高等级航道桥群河段的桥梁防撞主动预警提供有效可行的实施方案。     

跨海大桥桥区航道智能助航系统研发

跨海大桥桥区航道是典型的船舶航行受限水域,船桥碰撞安全风险大,桥区航道智能助航技术有助于提高桥区航道安全保障水平。分析了桥区航道通航风险因素以及水文气象分布规律,按通航规则将水域划分为预警、警戒、航道等不同区块,构建了桥区航行的船舶动态领域风险辨识模型。研发了自主检测船舶动态并向其播发防撞预警信息的装置,以及自动管理和运行软硬件设施的桥区航道船舶避碰智能助航系统。该系统已应用在福建省平潭海峡大桥桥区航道,有效改善了桥区水域的航道通航安全形势。     

基于桥区水流数值模拟的桥墩对通航影响分析

建桥后桥墩会干扰桥区水流的流动,进而对桥区通航产生不利影响。为了保证桥区通航安全,有必要了解建桥前后桥区水流的变化情况。数值模拟方法是桥梁设计阶段分析建桥前后桥区水流变化及其对通航影响的一种有效方法。以长江河口地区为例,通过桥区水流数值模拟分析建桥对通航的影响。首先建立了长江河口段的江阴至青龙港(北支)、杨林(南支)河段的二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证;随后以苏通大桥为例建立桥墩模型进行数值模拟,从建桥前后流速和流向的变化两方面分析了建桥对通航的影响,并计算了通航影响宽度。算例结果表明所采用的数值模拟方法及其软件具有工程实用性,可用于分析建桥对通航的影响。     

桥梁建设对内河通航条件影响研究

分析了新建桥梁对河道演变,通航水流条件以及通航净空尺度的影响,指出了在桥梁规划设计中应注意的问题,提出了改进通航条件的措施。     

基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真

桥梁在船舶碰撞时受到的动力载荷和响应是复杂的动力非线性问题。近代非线性有限元技术为该问题的求解提供了有效的工具。本文简述了该技术的基本原理，并基于整船整桥模型，对一艘4万吨实船与桥梁的碰撞过程进行了计算。仿真结果显示了船艏结构损坏、碰撞力演变、能量传递和桥墩内部应力变化的详细情景，讨论了船—桥碰撞的力学特征。本文演示的方法比传统的经验公式和简化解析法提供了更为精确的结果。所提供的桥墩应力状态对桥梁的设计与碰撞后的损伤评估有重要参数价值。     

大桥施工对内河航道通航条件的影响

针对大桥施工对内河航道通航条件的影响问题,以武汉江汉六桥大桥施工为例,结合工程局部河段河床演变及航道变化情况,分析研究不同设计代表船型的通航限制条件,探讨不同施工阶段大桥施工对船舶通航的影响,并提出相应的航道安全保障措施,确保大桥施工期航道畅通与通航安全。     

象山港大桥辅助通航孔通航净空尺度和技术要求论证

通过平面二维潮流数学模型和规范公式计算,对象山港大桥建设后桥区水流变化和海床演变及大桥辅助通航孔通航净空尺度进行了分析论证,结果表明:在象山港大桥主通航孔南北两侧各设2个辅助通航孔,通航1 000 t级及以下船舶,3个设计方案的通航净空尺度和水流条件均满足通航要求,通航航线可沿袭工程前的习惯航法。     

成山头水域商船与渔船碰撞事故原因及对策

针对成山头水域的商船与渔船碰撞事故特点,从七个方面分析总结了该水域商船与渔船碰撞事故的原因,内容涉及渔政管理、通航环境、船公司监管、船员管理及培训、雾航规则制定、VTS监控及航路设计等,提出了避免碰撞的对策。     

船-桥碰撞力学问题研究现状及非线性有限元仿真

归纳研究了船舶与桥梁碰撞力学的几种典型计算方法，并对各自的特点进行了分析。文中借助DYTRAN非线性有限元程序，以一艘4万吨级的油船与长江上某一斜拉索桥发生正向碰撞为例，演示了有限元法仿真计算船-桥碰撞问题的一般过程。反映了船-桥碰撞过程中船艏、桥梁承合、桥面和拉索的力与变形的时间历程，得到了具有指导意义的结论。