三峡库区弯曲河段大偏角船桥碰撞力分析

作     者：郑霄阳 范存斌 王英森 唐亮 余葵 ZHENG Xiao-yang;FAN Cun-bin;WANG Ying-sen;TANG Liang;YU Kui

作者机构：重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 中铁二十二局集团第五工程有限公司重庆400711 重庆交通大学河海学院重庆400074 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第7期

页      面：2937-2946页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51708068) 重庆市英才团队资助项目(CQYC201903204) 重庆市研究生导师团队建设项目(JDDSTD2022009) 

主　　题：船桥碰撞 三峡库区 撞击力 碰撞角度 大偏角 

摘      要：为研究船舶在大角度和高流速下与大跨度斜拉桥发生的碰撞响应,结合国内外相关规范对船桥碰撞中最大撞击力计算方法和撞击方式,对内河航运过程中可能发生的碰撞角度和方式进行分析,并以重庆外环江津长江大桥作为依托工程,采用附加质量法建立了7 000 t级散货船和等比例斜拉桥模型,计算了船舶在四种通航水位下的正撞、侧撞和漂撞的最大撞击力,比较各规范的计算值与数值模拟结果,对不同情况下的计算结果进行对比研究。结果表明,国内外各规范更适用于船舶撞击桥塔,撞击点位于桥梁承台时最大撞击力将远高于规范计算值;在船舶与桥梁正面碰撞中,《美国公路桥梁设计规范》(American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO)计算值与模拟值吻合程度高;在侧撞中,尤其在撞击角度为10°~25°时,建议采用《公路桥梁抗撞设计规范》;船舶漂撞桥塔产生的撞击力大约为正向撞击的1/4,该情况可采用《铁路桥涵设计规范》进行计算。多角度船桥碰撞研究结果可为三峡库区高变幅水位下船桥碰撞安全风险评估和桥梁抗撞设计提供参考。