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关于桥墩论文范文资料,与关于老桥防船撞的问题相关论文怎么写
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桥最有价值的地方在于可计算出：航船在多远处开始失控（或结合航速可计算出失控时间）后,船会撞上航道边墩,还是撞上非通航孔的墩.由于非通航孔的桥墩抵御水平力的能力非常低,所以这种估算很有实际意义（例如广东九江公路桥）.3船撞桥墩的力
通常决定船撞桥墩的力的大小有三种方法：半经验公式估算法,有限元数值计算法和实验法.通常在研究设计的初期用半经验公式进行估算；设计新桥时（有完整的图纸）或比较大的老桥的决策,用有限元数值计算；而实验法通常是验证计算程序或大的决策参考用的.
老桥则前两种都适用的.半经验公式（或线图）国际上曾发表过多种,能将船的质量和速度作为变量同时代入的公式有5个,我国铁路规范和公路规范各有一个,由于公路规范公式中的撞击时间不易确定,推荐建议先采用铁路规范公式：
我国铁路规范[2]第3.4.6条墩台承受船只或排筏的撞击力可按下式计算：
F等于γVsinα[w/（C1+C2）]0.5
式中：F――撞击力,kN；
γ――动能折减系数,s／m0.5．当船只或排筏斜向撞击墩台(指船只或排筏驶近方向与撞击点处墩台面法线方向不一致)时可采用0.2,正向撞击(指船只或排筏驶近方向与撞击点墩台面处法线方向一致）时可用0.3；
V――船只或排筏撞击墩台时的速度,m/s.此项速度对于船只采用航运部门提供的数据,对于排筏可采用筏运期的水流速度；
α――船只或排筏驶近方向与墩台撞击点处切线所成的夹角,应根据具体情况确定,如有困难,可采用α等于20o；
W――船只重或排筏重,kN；
C1、C2――船只或排筏的弹性变形系数和墩台圬工的弹件变形系数.缺乏资料时可假定Cl+C2等于0.0005m／kN．
不同的人计算出的船撞力可能相差很大.这一般是由于各人所选的、代入的参数不一样,要适当地选用参数.[1]书所附“指南”中有参数dwt、C1,C2的表,如有防撞装置时公式中还有一个系数C3可供选用[9].
4桥墩能抵受的水平力
常见的桥墩型式有多种,下面讨论混凝土墩、砌石墩和高桩承台墩等3种型式.
4.1混凝土墩
放在基岩上的钢筋混凝土墩、素混凝土墩（有时是空心墩）校核其控制截面处的抗弯和抗剪强度.
4.2砌石墩
砌石墩也主要是校核其控制截面的抗弯和抗剪强度.砌石礅的抗剪强度关键在砂浆强度.砌石墩的中心多用毛石混浆后填充（例如凤凰桥）,充填得好的情况可以按全截面进行计算.在海边的砌石桥墩水不深时抗剪是控制因素,老桥如长满了牡蛎后,强度可以稍微算高一些.如果砌石桥墩是阶梯形砌石,抗剪强度可提高.
4.3高桩承台式桥墩
地处软地质（粘土、砂石等）的高桩承台式桥墩,按规范[7]可以用m法和张有龄氏法计算水平力对应的位移,但规范中没有给出允许位移的衡准值,如用m法：受船撞时允许位移值大,水平力就正比地高；允许位移量少,能承受的水平力就小.对桥墩进行核算的人,应该先论证该桥墩允许水平位移量是多少.老桥的允许位移量可以放宽,按照“只要能恢复,不掉下来”为准则,则此允许位移量较大.
5加固还是重建
将上述2个力计算出来进行比较之后,如果船撞力大于桥墩能抵受的水平力,就要进行加固、加防撞装置或是重建.
一般在水比较深,航道比较窄的地方,用浮式（直接式）防撞装置.浮式防撞装置中,柔性粘滞耗能防撞装置能够将船撞力减少一半左右（精心设计,还可以将船撞力多降低一些）；水比较浅,航道比较宽的地方,可以用间接式防撞装置（如图2）,但对阻塞航道、破坏自然条件的设计,要慎重考虑.
被撞很严重的桥和经过检查很有可能被撞塌的桥,是采取加固还是重建?这个问题看似难定,实际上到了具体的桥还是比较容易定的[10],举几个例子说明之：
像广东九江大桥这样的桥,不但有可能被撞塌,而且是已经被撞塌,死了9个人,但是多数的意见不会是拆掉,而是修复后采取一些防撞措施,最可能被采纳的措施是非结构防撞,即涂红白漆,加装雾天灯,装设声讯警号等因为这些措施省钱,也许上了这些措施后,几十年不会发生船撞桥了,这是对付小概率事件的有效办法；然后是对航道旁边的几个桥墩装设能降低船撞力的柔性防撞设施.
像上海市苏州河的乌镇路桥,一年之内撞了45次,我们为它作了深入而仔细的防撞方案,但是主管部门采用的是拆掉重建,一跨过江――这是一个彻底的解决办法,桥在闹市区,垮不起,河道窄一跨过江花钱不多.当然这个办法也得到我们这些防撞工作者的拥护.见图6.
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像图7的例子,这座桥在江苏如东城西,跨过运河,比较重要,行人和农用车都比较多,但运河的船也比较多,桥的上部结构已被撞得伤裂累累,交通部门已挂牌对航船作出警示,我们认为此桥应该拆掉重建,由于通航净宽的要求（河窄）,最好新桥不用拱式,应设计桥墩建在两岸,一跨过江的下承式桥梁.
6防撞设施简介
防撞设施分主动防撞设施和被动防撞设施.
6.1主动防撞设施
主动防撞装置即不接触式防撞装置,一般采用声波或光波提醒驾驶员,当航向偏离或进入危险区域时给于强烈警示,见图8、图9、图10.
一是按照JT376-1998《内河通航水域桥梁警示标志》[6]标准的规定,在桥梁的桥墩或桥梁的上部结构,用红白45o斜线,显示桥墩或通航净空.这样,船舶便不易误入非通航孔.
二是在符合JT376-1998的基础上,增设航向偏离闪灯,在航向正中设黄灯,左右设绿灯和红灯,偏离越大时,红、绿灯闪动越快,类似机场和航空母舰降落指示灯,对准不闪的大黄灯即对准航道.
三例如广州大坦沙东西两座铁路珠江大桥的西桥安装了48盏雾天黄灯.
四是桥梁水域的船舶通航服务系统（VTS）,它以监测雷达和甚高频（VHF)为通航船舶校正航线,在桥的中间设雷达应答器.（有4种情况下“船舶通航服务系统”会失效：①当驾驶员疲劳过度,晕厥,醉酒等；②船上仪器待修；③值班员不会使用（例如广东九江公路桥所遇到的）；④个别的船未装监测雷达和甚高频.）
五是报警声号,以激光或红外传感对进入非通航孔一定距离（例如100m,200m等350m等）的船只,发出紧急警示声号,不但引起该船的注意,也引起周围船舶的注意,以便帮助失去动力的船.可在桥墩正前方设置被动（只接收,不发射）红外接收仪,达到一定的门槛值即鸣号,以实现警示.
有人认为灯号、声号这些都不必要.（可以类比想一下,有人行道斑马线,而马路边的交通协管员有必要吗?）但,这是一种对小船的关怀和照顾,同时也是对于桥梁通航孔的边墩、非通航孔墩的保护――桥梁工程师已经说过,这些墩不可能作得很强.所以设计完善这些主动防撞装置是很有意义的,是必要的.
6.2被动防撞设施
被动防撞设施亦称结构性防撞装置,有直接式和间接式两种.在墩外阻拦船舶防止船撞上桥墩的称间接式,它的拦阻力不传到桥墩上.直接式指撞击力传到桥墩上的、船撞上桥后为了减轻毁伤而设的结构[1].木或橡胶作的护舷、钢浮箱和浮式柔性耗能防撞装置是直接式的,用于桥墩位于深水区的场合；人工岛、大围堰、桩群等是间接式,用于浅水桥墩.见图10.
我国的柔性耗能防撞元件具有粘滞性、高耗能等特点,能降低船舶撞击力,是由沪、甬、湛、穗、武等五地多个单位联合创制,2007年6月在广东湛江海湾大桥上建造完成.预定对5万t船做到“小撞不坏,中撞能修,大撞不倒”的效果.
7结论
上面这些论述,仅是原理性的、一般性的论述.亡羊补牢未为晚也,因此笔者建议交通管理部门对我国跨航线的（即桥下有船通过的）约几万座桥梁进行防撞普查.我认为需要拆除重建和增加结构性防撞装置的将会是少数,而大多数应该是尽快增补主动（非结构性）的防撞设施,至少要限时限刻的贯彻执行中华人民共和国交通部行业标准JT376-1998《内河通航水域桥梁警示标志》.
本文得到浙江大学城市学院桥梁博士廖娟女士初校,特此鸣谢.
参考文献
[1]陈国虞,王礼立.船撞桥及其防御[S].北京:中国铁道出版社,2006
[2]中华人民共和国铁道部.墩台承受船只或排筏的撞击力TB10002.1-99铁路桥涵设计基本规范4.4.6节[S].北京:中国铁
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