桥梁防船撞设施的类型及合理选择.ppt
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1、桥梁防船撞设施的类型桥梁防船撞设施的类型及合理选择及合理选择主主 要要 内内 容容l1 1 前言前言 l2 2 桥梁防撞设施的分类桥梁防撞设施的分类l3 3 主动防撞设施类型及比较主动防撞设施类型及比较l4 4 被动防撞设施类型及比较被动防撞设施类型及比较l5 5 成果指标成果指标1 1 前前 言言v 现代代桥梁梁设计中,往往需要中,往往需要设计人根据人根据桥梁防船撞方案梁防船撞方案的性能、特点,的性能、特点,选择适合的防船撞适合的防船撞设施,并施,并进行配套行配套设计。但是,我国目前在但是,我国目前在该领域尚无正式域尚无正式颁布的布的标准和准和规范,加之范,加之防撞理念及方法也没有形成防撞理
2、念及方法也没有形成较为成熟的主流方向,所以很多成熟的主流方向,所以很多专家在家在这个个领域域进行广泛的研究和探索,目的是有效保行广泛的研究和探索,目的是有效保护:桥梁、船舶及环境。2 2 防撞装置分类防撞装置分类 桥桥梁梁防防船船撞撞设设施施种种类类较较多多,根根据据其其性性能能、特特点点进进行行分分类类,以便合理选择。(至关重要)。以便合理选择。(至关重要)。桥桥梁梁防防船船撞撞的的设设施施,可可以以分分为为被被动动防防撞撞设设施施和和主主动动防防撞撞设设施施两两大大类类。被被动动防防撞撞设设施施内内分分为为间间接接构构造造和和直直接接构构造造两两类类。本本文文将将主主动动防防撞撞设设施施分
3、分为为6种种,被被动动防防撞撞设设施施分分12种种(其其中中,间间接接构构造造分分5种种,直直接接构构造造分分7种种。在在设设置置条条件件、防防撞撞效效果果和和建设成本等方面加以论述,供设计人员参考。建设成本等方面加以论述,供设计人员参考。主主动防撞防撞设施施:航航标、桥涵涵标及相关警示及相关警示标志、志、导航系航系统等引等引导船舶船舶沿正确航道行沿正确航道行驶的的设施。施。如:航道两岸如:航道两岸红白相白相间的的侧面面标志(浮志(浮标、岸、岸标),航),航标灯、灯、雾天黄灯、雷达靶和天黄灯、雷达靶和闪灯系灯系统;高;高频甚高甚高频电话声声讯警警报系系统,GPS卫星星导航区域系航区域系统,激光
4、(或,激光(或红外)外)测距距仪航向、航距航向、航距预报系系统,船舶航行服,船舶航行服务系系统(VTS)等。等。3 3 主动防撞设施类型及比较主动防撞设施类型及比较3.1 主主动防撞防撞设施施类型型侧面面标(设置于航道置于航道侧面的航面的航标)浮浮 标标岸岸 标标 广义地说,在桥梁前后,凡是帮助船舶在正确的航道中行驶的航标,都起到防止船舶撞击桥梁的作用。按照交通部按照交通部规定航定航线两两侧的的桥墩、梁的下弦和梁底墩、梁的下弦和梁底标高,均高,均应按按JT376-1998内河通航水域内河通航水域桥梁警示梁警示标志志标准准22的的规定,定,涂上涂上红白斜道白斜道标志和志和绿字字标高。(不同水位的
5、高。(不同水位的实时标高)高)a、桥墩、桥墩(分道航行标志)(分道航行标志)b、桥梁下弦桥梁下弦c、梁底标高梁底标高(不同水位的实时标高)(不同水位的实时标高)3.2 主动防撞设施类型主动防撞设施类型警示标志警示标志建议仿航空母舰降落的对中黄灯和闪红灯系统建议仿航空母舰降落的对中黄灯和闪红灯系统 3.3 主动防撞设施类型主动防撞设施类型闪灯闪灯 广州铁路珠江桥西桥的广州铁路珠江桥西桥的48盏雾天黄灯盏雾天黄灯 3.4 主动防撞设施类型主动防撞设施类型雾天黄灯雾天黄灯 湛江海湾大桥的雷达靶(正中)湛江海湾大桥的雷达靶(正中)3.5 主动防撞设施类型主动防撞设施类型雷达靶雷达靶高高频、甚高、甚高频
6、电话声声讯警警报系系统 这种系种系统的原理是在的原理是在桥梁上安装梁上安装发射器,当船舶靠近射器,当船舶靠近桥梁梁时,驾驶员手中的接收器就会接收到相关的提示信息。手中的接收器就会接收到相关的提示信息。此此类系系统在上海已有一个在上海已有一个2010年开始年开始应用的机型用的机型23,为上海市地方海事局与新阳升上海市地方海事局与新阳升电器器公司公司联合推出的:合推出的:“船船载桥梁梁报警警综合助航合助航仪”。已。已经推广到推广到250艘海事巡艘海事巡逻艇、底泥疏浚运艇、底泥疏浚运输船和垃圾运船和垃圾运输船。其原理船。其原理为GPS导航,内置从航,内置从长江口到上海内河全部航道的江口到上海内河全部
7、航道的电子地子地图,船,船上上GPS接收机具有一般接收机具有一般导航功能,如航航功能,如航线、航点、航迹等。内置航区、航点、航迹等。内置航区桥梁信息,遇梁信息,遇桥梁的梁的预警距离警距离为350m,甚高,甚高频电话语音提示:音提示:“前面有前面有桥梁,梁,请注意安全注意安全”,屏幕上同,屏幕上同时显示示桥梁名梁名称。根据航道称。根据航道设置限速,超速置限速,超速报警。附警。附带显示上海各内河取水口,提醒船舶保示上海各内河取水口,提醒船舶保护水源清水源清洁。并并备有有专门接口,可接口,可连接接“船舶自船舶自动识别系系统”用于航行船舶之用于航行船舶之间相互相互识别与避碰。与避碰。3.6 主动防撞设
8、施类型主动防撞设施类型通讯报警系统通讯报警系统GPS卫星星导航区域系航区域系统 3.7 主动防撞设施类型主动防撞设施类型GPS卫星导航区域系统卫星导航区域系统 激光(或激光(或红外)外)测距距仪航向、行距航向、行距预报系系统 一种由宁波大学一种由宁波大学请广州大学广州大学为平潭航道研制的平潭航道研制的“近近桥航道安航道安全全预报系系统”,它可在船舶偏离航道、与它可在船舶偏离航道、与桥墩碰撞的可能性增加墩碰撞的可能性增加到一定程度到一定程度时就就发出出预警警警警报,以防止碰撞。,以防止碰撞。系系统在每个通航孔配在每个通航孔配备3台台远红外成像外成像仪,传到后台拼成完整到后台拼成完整水域水域图像,
9、像,桥梁正中下弦装梁正中下弦装设标靶(靶(520mm520mm),),桥墩墩最大水位上一点,装最大水位上一点,装设微微动测量量仪,安全水域如,安全水域如图中已拼好的中已拼好的单幅画面幅画面显示的三角形区域,船舶偏离此区域即示的三角形区域,船舶偏离此区域即发出警示,出警示,请其其转向中向中间,对准准桥孔通孔通过。3.8 主动防撞设施类型主动防撞设施类型激光预警系统激光预警系统 激光(或激光(或红外)外)测距距仪航向、行距航向、行距预报系系统桥桥梁梁航航 道道危危 险险区区报报警警!危危险险a 近桥航道安全预警系统近桥航道安全预警系统 b 航道水域图像监视船舶航近桥梁航道水域图像监视船舶航近桥梁
10、3.8 主动防撞设施类型主动防撞设施类型激光预警系统激光预警系统 船舶航行服船舶航行服务系系统(VTS)船舶航行服船舶航行服务系系统的基本原理是在岸上建立基的基本原理是在岸上建立基站,通站,通过雷达雷达对重点水域的所有目重点水域的所有目标实施施监控,从控,从而达到而达到监控管理的目的。控管理的目的。主要功能有:数据收集、数据主要功能有:数据收集、数据评估、信息服估、信息服务、助航服助航服务、交通、交通组织服服务、支持、支持联合行合行动等。等。3.9 主动防撞设施类型主动防撞设施类型VTS监控系统监控系统v船舶航行服船舶航行服务系系统(VTS)3.10 主主动防撞防撞设施施类型型通航通航专题研究
11、研究v 发生船撞生船撞桥的主要原因是在航道中的主要原因是在航道中设置置桥梁,所以主梁,所以主动防撞防撞还有一个重要内容是建有一个重要内容是建桥前的通航前的通航专题研究,其目研究,其目的是从的是从桥梁梁选址、址、桥孔布孔布设以及以及桥墩墩位的布置等墩墩位的布置等视角出角出发,去减小,去减小建建桥对水道演水道演变的影响的影响、对航道尺度的影响航道尺度的影响以以及及、对通航水流条件的影响通航水流条件的影响。v 从减小因建从减小因建桥影响及由此影响及由此诱发的碍航因素,去避免船的碍航因素,去避免船撞撞桥的几率,从根本上、的几率,从根本上、长远地达到地达到“桥梁防船撞梁防船撞”的目的。的目的。4 4 被
12、动防撞设施类型及比较被动防撞设施类型及比较 被被动防撞防撞设施施 是因是因为上述主上述主动防撞方法不能保障防撞方法不能保障桥梁百分之一梁百分之一百的安全,因百的安全,因为船撞上船撞上桥梁梁绝大多数是意外(暴大多数是意外(暴风、大、大雾、驾驶员过度疲度疲劳和突和突发疾病以及疾病以及桥灯熄灯熄灭-等)。等)。这时增加防增加防护设施,以求施,以求在万一撞上在万一撞上时也能避免或减少也能避免或减少(小概率情况下)事故造成的(小概率情况下)事故造成的损失。失。就是在万一撞上就是在万一撞上时,也能化,也能化险为夷地保夷地保护桥梁、船舶和梁、船舶和环境。境。被被动防撞防撞设施内,又分施内,又分为间接构造接构
13、造和和直接构造直接构造两大两大类:(1)间接构造:船撞力不接构造:船撞力不传递到到桥墩的防墩的防护方法;方法;(2)直接构造:)直接构造:桥墩承受墩承受设计预定的船撞力。定的船撞力。4.1 4.1 被动防撞设施类型及比较被动防撞设施类型及比较间接构造接构造 间接构造接构造是在是在桥墩以外墩以外设置的一道防撞安全屏障。常置的一道防撞安全屏障。常见的的间接构造有:墩外墩接构造有:墩外墩、刚性人工性人工岛、薄壳充沙石薄壳充沙石围堰、堰、防撞防撞桩群群、漂浮、漂浮拦网防撞系网防撞系统等。等。优点:点:“御御敌于国于国门之外之外”桥墩不受船撞力;墩不受船撞力;缺点:需要自身缺点:需要自身结构足构足够强大
14、、投入的大、投入的设施施费用用较高、高、对河流河流环境有影响。已建成的境有影响。已建成的间接构造防撞接构造防撞设施多数施多数仅能能保保护桥梁,不能保梁,不能保护船和船和环境。境。基本原理:基本原理:船在撞向船在撞向桥墩墩时,先撞到墩外,先撞到墩外设施,吸收船舶的一部施,吸收船舶的一部分或全部分或全部动能。能。设置要求:置要求:墩前水深不能太大,否墩前水深不能太大,否则对防撞效果及造价影响大。防撞效果及造价影响大。现有有设施的情况:施的情况:墩全部吸收船舶撞墩全部吸收船舶撞击动能,船舶停住;能,船舶停住;墩吸收部分墩吸收部分动能,船舶减速或能,船舶减速或转向;向;墩保墩保护角不足以保角不足以保护
15、桥墩,船旁墩,船旁边撞塌撞塌桥墩;墩;墩墩强度度过小小,船,船继续撞向前,撞坏撞向前,撞坏桥梁梁。成功成功失败失败4.1.1 间接构造墩外墩墩外墩4.1.1 间接构造墩外墩墩外墩b,加高,加高8个墩外墩并分道行驶,大船单行走中孔个墩外墩并分道行驶,大船单行走中孔 a,塘栖广济桥设置的,塘栖广济桥设置的8个墩外墩个墩外墩 4.1.1 间接构造墩外墩墩外墩理想的墩外墩理想的墩外墩:理想的墩外墩理想的墩外墩应在其外面在其外面设置一些柔性装置,在保置一些柔性装置,在保护桥梁安全的同梁安全的同时也可保也可保护船和船和环境。境。理想的墩外防撞墩的平面(示意)图理想的墩外防撞墩的平面(示意)图4.1.1 间
16、接构造墩外墩墩外墩海豚式墩外防撞墩(美国)海豚式墩外防撞墩(美国):阳光大桥海豚式防撞墩平面布置图阳光大桥海豚式防撞墩平面布置图阳光大桥海豚式防撞墩立面图阳光大桥海豚式防撞墩立面图 在桥墩的航道两向各设置一个或多个海豚式防撞墩。主墩之前后均只放主墩之前后均只放一个防撞墩的原因是一个防撞墩的原因是因为主墩已有人工岛因为主墩已有人工岛保护,此防撞墩起一保护,此防撞墩起一个导向作用,使船头个导向作用,使船头撞此墩后冲上人工岛撞此墩后冲上人工岛两个侧斜面,而不从两个侧斜面,而不从人工岛的短边冲滩撞人工岛的短边冲滩撞击桥墩。击桥墩。4.1.2 间接构造刚性人工性人工岛刚性人工性人工岛是用砂石在是用砂石在
17、桥墩周墩周围填筑成人工填筑成人工岛。优点:点:有效保有效保护桥墩,多用于有礁石或浅墩,多用于有礁石或浅滩的地方。的地方。缺点:缺点:撞撞击后船舶后船舶损失大,如失大,如产生泄漏,造成水域生泄漏,造成水域 污染;人工染;人工岛的填筑可能改的填筑可能改变河底或海底构河底或海底构 造;造;较多占据航道,多占据航道,缩小通航水域。小通航水域。例一:香港汀九大例一:香港汀九大桥在航道当中的天然礁石上筑在航道当中的天然礁石上筑岛法国法国凡尔东(凡尔东(Verdon)桥)桥刚性人工岛刚性人工岛(100mx249m)4.1.2 间接构造刚性人工性人工岛4.1.3 间接构造围堰堰4.1.3 充沙石的薄壳充沙石的
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- 桥梁 防船撞 设施 类型 合理 选择
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