湛江海灣大橋主橋墩船舶撞擊力分析

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1、廣東公路交通&’’(年增刊（&）總第2#期.<=>?@A>?.A>?B?文章編號(hào)：!"#!$#"!（%&’’(）’"$’’!"$’)湛江海灣大橋主橋墩船舶撞擊力分析羅林閣!，曹映泓!，陳國(guó)虞&（!*廣東省路橋建設(shè)發(fā)展有限公司，廣州+!’")+；&*上海海洋鋼結(jié)構(gòu)研究所，上海&’’’’’）摘要：當(dāng)今，船舶運(yùn)輸行業(yè)迅猛發(fā)展，大噸位船只日益增多，撞擊力大。由于船舶交通繁忙，船舶撞擊構(gòu)造物的例子不斷增多，一旦出現(xiàn)撞擊事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失將是巨大的，解決這一敏感問(wèn)題，是橋梁工程界亟待研究的課題之一。簡(jiǎn)

2、要介紹湛江海灣大橋主橋墩船舶撞擊力的分析。關(guān)鍵詞：橋梁；橋墩；船舶撞擊力中圖分類號(hào)：,((!文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：-!概述長(zhǎng)2(’1的雙塔雙索面混合型斜拉橋，跨徑組合湛江海灣大橋及連接線一期工程位于粵西的"’13!&’13(2’13!&’13"’1（主梁為流線型截湛江地區(qū)，項(xiàng)目東起吳川市黃坡鎮(zhèn)接.)&+線，沿面，其中鋼箱梁長(zhǎng)度#&’1，砼箱梁!&’1），主跨/)#)線經(jīng)湛江市坡頭區(qū)，于平樂(lè)渡口上游!*)01(2’1。主塔基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，每個(gè)主塔基礎(chǔ)由)!根處跨越麻斜海灣，終于湛江市樂(lè)山大道，全線長(zhǎng)約樁組成，樁基為變截面

3、形式，樁長(zhǎng)!’’1，其中上段&+01。其中湛江海灣大橋全長(zhǎng))%2!*!%1，主橋?yàn)?’1直徑為&%’41，下段#’1直徑為&+’41（圖!）。圖!湛江海灣大橋主橋&主橋墩船舶撞擊力分析問(wèn)題，可以用牛頓第二定律分析。物體動(dòng)量的變?cè)O(shè)計(jì)主塔墩承受船撞力的允許值為：垂直于化與作用在物體上的力成正比，動(dòng)量（!）定義為橋軸線方向?yàn)?’56，順橋軸線方向?yàn)?’56。"（#這里"是質(zhì)量，#是速度矢量），因此：橋位所處的麻斜海灣水面寬約&*+01，最大水$8%·&（"#）’978%·"·9:;978%"(深&+1，!’1等深

4、線寬度約2’’1，橋址上游碼頭林式中"是一個(gè)恒量，選擇單位使%8!，就是立。大橋通航按+萬(wàn)7級(jí)散裝貨輪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。通著名的表達(dá)方式$8"(。航凈寬(’’1，凈高(21。動(dòng)量守恒定律在碰撞問(wèn)題中是非常重要的，“碰撞可以是彈性的，也可以是非彈性的。作根據(jù)牛頓的三個(gè)定律推導(dǎo)出這個(gè)定律，即：彈性碰撞時(shí)，入射各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能在碰撞后全部以!（!碰撞前）3!（&碰撞后）8!（!碰撞前）3!（&碰撞后）式中：!8"#)動(dòng)能形式重現(xiàn)，只是在質(zhì)點(diǎn)間的分配有所不同。在通常的非彈性碰撞中，入射各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能有一兩物體"!和"&，撞前速度

5、分別為#!和#&，部分在碰撞后會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的某種形撞后速度分別為#*、#*。!&式的內(nèi)部激發(fā)能（如熱能），動(dòng)量守恒甚至對(duì)于非牛頓定義：彈性碰撞也是成立的，盡管這時(shí)動(dòng)能已不守恒”。**）（’#）+8分離速度’接近速度8（#!$#&!$#&歷來(lái)的論證結(jié)果表明碰撞也是一個(gè)經(jīng)典力學(xué)完全彈性時(shí)，+8!；完全非彈性時(shí)+8’（即撞·!"·(!!+年增刊（(）羅林閣，曹映泓，陳國(guó)虞湛江海灣大橋主橋墩船舶撞擊力分析總第3N期后不分開(kāi)）。通常兩個(gè)固體相撞，!在!"#之間，!%—水流速度（,/,0）；可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定。

6、1—撞擊時(shí)間,0；沖量概念也是從牛頓第二定律引出的：具有0—重力加速度123（#/,0(）。"質(zhì)量的物體，受力#沿著$軸移動(dòng)，初速為%!，（(）鐵路規(guī)范［1］第42+25條。墩臺(tái)承受船只經(jīng)過(guò)時(shí)間&以后，該物體的速度為：或排筏的撞擊力可按下式計(jì)算：’&&##’"%067#［/（+"2）］!4*$%()*$&($&3!’!!!!!"式中：##—撞擊力,-.；’"’!’&""—?jiǎng)幽苷蹨p系數(shù)（,0,/!2*）。當(dāng)船只或排筏#&’"（’&）""’!斜向撞擊墩臺(tái)（指船只或排筏駛近方向與撞擊點(diǎn)式左稱為這一作用時(shí)間內(nèi)，該力

7、的沖量，即：處墩臺(tái)面法線方向不一致）時(shí)可采用!2(，正向撞&沖量(!#$&(!（"’）擊（指船只或排筏駛近方向與撞擊點(diǎn)墩臺(tái)面處法!這個(gè)力所作的功引起能量改變，即：線方向一致）時(shí)可用!24；#+("’("#+("’(’#·（$"$）’!,%—船只或排筏撞擊墩臺(tái)時(shí)的速度（,/,0）。!!兩固體相撞，能量守恒的公式寫(xiě)為：此項(xiàng)速度對(duì)于船只采用航運(yùn)部門提供的數(shù)據(jù)，對(duì)（#+(）"#’(#)（#+(）"#’(#’（#+(）"#’-#()（#+(）于排筏可采用筏運(yùn)期的水流速度；"’-()!,#—船只或排筏駛近方向與墩臺(tái)撞擊

8、點(diǎn)處切((線所成的夾角。應(yīng)根據(jù)具體情況確定，如有困難，式中：’#、’(為"#、"(撞前的速度；可采用#’(!8；’-、’-為"、"撞后的速度。#(#(/—船只重或排筏重,-.；用能量守恒公式，如果已經(jīng)知道能量改變就2#、2(—船只或排筏的彈性變形系數(shù)和墩臺(tái)可以求出速度改變。圬工的彈性變形系數(shù)。缺乏資料時(shí)，可假定2#)根據(jù)碰撞的動(dòng)量守恒定律，我們要使盡量多2(’!2!!!*/,-.。的動(dòng)量保留在船上，速度改變要小，