2014年4月29日 星期二

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大跨径桥梁防撞体系简析

【发布人】Admin 【发布时间】2020/7/29 15:56:10 【点击次数】461 【双击滚动】

【摘要】:随着交通运输事业的蓬勃发展,我国横跨江海的大跨径桥梁越来越多,往来贸易船舶也络绎不绝,使得桥船间的碰撞事故频繁发生,造成桥梁与船舶的双重损伤,给社会经济发展带来不可挽回的损失,本文结合荆岳长江大桥现状,对我国大跨径桥梁防撞现状进行简要分析,为类似运营期桥梁防撞后期设计积累经验。

【关键词】:内河通航桥梁 防撞设施


1、前言

以武汉长江大桥为例,自1975年建成到2020年,已发生船舶碰撞桥墩77起,造成的经济损失数以亿计,尽管并非每次碰撞都酿成船毁人亡的重大惨剧,但对桥梁的使用寿命、安全性能及抗震能力的降低却是肯定的。随着类似事故的逐渐增多,我国在2006年国务院颁布的《2006-2020年国家中长期科学和技术发展纲要规划》中将大跨径桥梁的灾害防控问题列入研究,并于2018年9月9日颁布了《公路桥梁防船撞装置技术指南》,指导新建及运营期桥梁进行防撞的设计及安装。

2、被动式桥梁防撞设施介绍

根据被动式桥梁防撞设施的设置位置,可将其分为两大类:间接防撞、直接防撞。

2.1 间接防撞

间接防撞设施的特点是在桥墩之外另设防撞设施,桥墩不直接受力,可让桥墩彻底回避船舶碰撞的问题。间接防撞设施虽然一劳永逸,但通常会面临影响航道、造价高昂、实施条件受限等问题。常用间接防撞设施主要有:人工岛、钢围堰、防撞墩、防撞桩群等

2.2 直接防撞

直接防撞设施的特点是船舶与桥墩碰撞时可通过缓冲减少作用力,避免撞击力超过桥墩的设计承受能力,从而保护桥梁的结构安全。目前普遍采用的直接防撞设施按材料区分主要有钢质防撞装置、橡胶防撞装置、复合材料防撞装置;按安装形式区分则有固定式防撞装置和浮动式防撞装置。

桥梁直接防撞设施结构形式的选择应综合考虑桥墩自身的抗撞能力、桥墩位置、桥墩外形、水流情况、设防代表船形、碰撞速度及角度等因素。所以,桥梁直接防撞设施通常应遵循以下原则:

2.2.1防撞设施不能影响航道的正常通航,占用航道范围尽量少。

2.2.2 对船舶碰撞能量进行消能缓冲,使船舶碰撞力控制在安全范围内。

2.2.3 防撞设施具有良好的可靠性和安全性。

2.2.4 防撞设施制造、安装、维护和修理的经济性较好。

2.2.5 防撞设施要与使用环境相协调,并应尽量不影响桥梁原有风貌。

2.2.6 在保证桥梁结构安全的前提下,合理选择和设置防撞设施,在一定条件下,防撞设施的损坏是允许的,但应易于修复。

2.3 无论是间接防撞还是直接防撞,在我国桥梁防撞中已有诸多应用实例,选择何种形式应根据桥梁防撞需求及环境限定因素确定,常见被动式防撞设施特点及适用情况见下表:


3、主动式桥梁防撞设施

3.1 概念及主要组成设施

2014年12月26日长江海事局发布的《长江海事局桥梁通航安全管理规定》中将荆岳长江大桥定义为限制性桥梁,并明确要求桥梁经营管理单位除设置好被动式防撞装备外,还应落实桥梁通航的警示标志、配备必要的水域监控设施、应急设施设备,建立值班制度和定期组织应急演练。该文件中即明确提出了主动式桥梁防撞设施的概念。

相比较设置被动式桥梁防撞设施,主动式桥梁防撞设施更强调预防预警、引导提示,在船舶与桥梁发生碰撞前提前发现和干预,避免桥梁与船舶发生碰撞。主动式防撞设施主要包括航标、桥涵标及相关警示标志、导航系统、预警系统等,用于引导船舶沿正确的航道行驶,营造良好的桥梁水域通航环境。

3.2 应用分析及主要措施

将运营期桥梁船舶碰撞事故进行归类分析,可归结分人员损伤失误、船舶设备故障、相关部门管理不当、自然环境不当、桥梁自身问题等五大类,除自然环境难以控制外,其它四类均与人的能动性有关,只是表现形式不同,由此可见,在船舶碰撞事故中,桥梁经营管理单位、船舶经营单位和船舶驾驶人员为最重要因素。三方若能提高认识、积极作为,可极大减少船舶碰撞桥梁风险。

以荆岳大桥为例,作为桥梁经营管理方,首先加强与辖区海事及航道等部门的沟通联系,开展通航设施的定期巡检,及时维修更换受损的航标、航灯等,完善了航道交通管理的硬件设施,营造良好的桥区水域通行环境;其次加强了对桥区通航船舶的安全管控,通过设置大桥通航安全维护站,实时监控附近船舶航行轨迹,提前对航行异常船舶进行提醒和干预,规范了桥区水域通行秩序;再次开展了荆岳大桥的桥区水域安全风险评估,提前梳理了各类通航风险隐患,配备了航道水域的监控设备,并实行24小时监控制度,做到了船舶碰撞桥梁事故的早发现、早预防、早处置。

3.3、存在问题及不足

随着海事、航道管理的科学化、规范化,桥梁经营管理单位对船舶碰撞桥梁事故的重视程度日渐提升,越来越多的新型技术和管理方法应用于桥梁防撞,在桥梁主动式防撞方面取得了较大进步。但该防撞体系只能作为桥梁整体防撞体系的第一道防线,当遇到恶劣天气、船舶故障等不可控因素时,该道防线的作用将会被削弱,无法彻底杜绝船舶碰撞桥梁事故的发生。

4、结语

船舶碰撞桥梁的问题属于典型的交叉学科,事故的发生因素涉及人、船舶、通航条件、环境和管理等多个方面,作为桥梁经营管理单位无法凭一己之力来解决,要从根源上解决这一安全隐患,需要涉及的多方单位共同参与。海事与航道部门要规范航道管理、加强船舶的通航监管;船舶拥有单位要强化内部管控、做好人员培训,确保船舶处于良好的通航状态;而桥梁经营管理单位则宜采取被动式防撞与主动式防撞相结合的组合防撞体系,真正做到船舶碰撞桥梁事故防患于未然。(养护三站 王佳秋)


参考文献

[1] 《公路桥梁防船撞装置技术指南》 中国公路学会  2018

[2]  杨渡军. 桥梁的防撞保护系统及其设计[M]人民交通出版社1990

[3] 《长江海事局桥梁通航安全管理规定》

[4] 刘占辉、李亚东、李永乐. 主被动结合 实现桥梁多角度防船撞管控.大桥养护与运营2020(2)

[5] 孙振.桥梁防船撞设施的比较研究[D] 同济大学2007

[6] 荆岳长江公路大桥通航安全主体责任及桥区水域安全风险评估报告  2017


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