浅谈桥墩抗撞设计作者:杨元锦来源:《居业》2017年第02期 [摘要]通航内河上修建的桥梁,桥梁桥墩需考虑船舶的撞击作用。桥墩的抗撞与防撞设计关系到桥梁结构的安全。不同的船舶撞击工况对桥墩的撞击力不同,铁路与公路中对船舶撞击力的计算方法亦不同,我们需根据不同的情况进行分析。结合工程实例,分析桥墩防撞设计的要点。 [关键词]内河通航;航速;桥墩;撞击力;位移;裂缝 文章编号:2095-4085(2017)02-0055-03
内航河上修建桥梁,其水上设墩时,需考虑船舶的撞击可能性,需设置防撞措施或验算桥墩的防撞能力。上海地区河道众多,其中较多为通航河。航道等较低的河上修建桥梁时,通常情况下桥墩不设置防撞措施。因无防撞措施,船舶撞击桥墩时,两者刚度均较大,桥墩抗撞能力对桥梁结构的安全显得尤为重要。本文结合工程实例对桥墩抗撞进行简要分析。
船舶与桥墩碰撞时不同的撞击角度其撞击作用力是不相同的,需分析船舶撞击角度,以便对桥墩抗撞击能力进行分析。
(1)情况一:船舶正对着桥墩相撞,相撞后顶住不动,船舶全部动能与桥墩交换(图1所示)。船舶撞击力主要为横桥向的作用力。
(2)情况二:船舶与桥墩成一定交角碰撞。撞击力分为横桥向与顺桥向。其中船舶与桥墩成交角碰撞时又分为船头与桥墩碰撞与船身与桥墩碰撞两种情况。一般情况设定船头与桥墩碰撞后,船的全部动能由桥墩来承受(图2所示);船身与桥墩碰撞时(图3所示),桥墩承受的碰撞动能较与船头碰撞的动能小。
(3)横桥向桥墩验算时,最不利工况为工况一,此工况为设计时考虑的主要工况。验算桥梁横桥向与顺桥向共同撞击作用力时,选取情况二中船头与桥墩成交角碰撞的工况分析。
2撞击力计算方法
规范中对船舶撞击力的计算一般采用“静力法”,其假定船舶作用于墩台上的有效动能
全部转化为碰撞力所做的静力功来计算。规范中对撞击力进行了简化计算,省略其次要因素保留其主要因素,能较为准确地反应实际的碰撞力。目前国内设计时注意参考以下三种设计规范。