尖峰大桥桥梁防撞处理工程防撞墩技术分析

文艺

【摘 要】本文介绍了珠海市尖峰大桥桥梁防撞处理工程建设背景、工程概况，分析了桥梁防撞墩的结构设计、施工方法以及施工过程中应当注意的技术问题，可为珠三角地区桥梁防撞工程的建设提供一定参考。

【关键词】桥梁防撞；尖峰大桥；防撞墩结构

1.工程建设背景

随着珠三角经济快速发展，跨河的大型桥梁建造的越来越多，区域航运量快速增长，珠三角航道网中航行的船舶也进一步大型化、高速化。地方经济发展的需求以及优良的航道水深条件，使泥湾门—鸡啼门水道已具备提升为Ⅲ级航道等级的通航要求，泥湾门-鸡啼门水道航道建设项目纳入了珠海市及广东省的相关规划，而位于泥湾门水道和鸡啼门水道交接处的尖峰大桥因建设较早，桥梁通航净空尺寸已不能满足Ⅲ级航道的现行通航标准[1]。

珠海市尖峰大桥为双孔单向通航，通航净宽为75/48m，净高为8.7m，目前尚不具备拆除重建的条件，因此在泥湾门-鸡啼门水道航道工程中通过实施桥梁防撞系统工程对该桥进行防撞处理，以使其满足航道通航条件，保障航道通航安全。

2.尖峰桥梁防撞处理工程内容

尖峰大桥防撞处理工程采取的措施是在通航孔两侧的桥墩上、下游各设一个分离式防撞墩，且在防撞墩顶部安装警示灯，其迎船面端部及两侧安装反光膜，背船面安装一座工作爬梯。并在通航孔一侧桥墩上设置桥梁净高标尺，提示过往船舶桥梁的净空高度。

该桥防撞墩的结构防撞标准按1000t级港澳船舶标准设防，共设6个分离式防撞墩，结构边缘与桥梁外边缘距离为5m，墩宽度为5.9m，迎船面和侧面安装DA-A300H×2500L型橡胶护舷。防撞墩底部高程为0.14m，顶部高程为3.14m。基础采用6根直径为1.5m的灌注桩，顺水流方向桩间距为3.75m，垂直水流方向桩间距为3.3m，灌注桩的混凝土强度为C30。桩基上部为实心承台，承台厚3.0m，总长11.25m，宽5.9m。

3.防撞墩结构设计

尖峰大桥桥梁防撞的设计最低通航水位为-0.44m（85高程，下同），最高设计水位为2.84m；桥梁防撞墩的功能设定为受1000t级船舶撞击后不影响桥梁的安全稳定性，且防撞墩受撞击后不能倒塌并能修复。

3.1撞击速度

尖峰大桥防撞设计撞击代表船型为1000t级港澳线船舶，兼顾船型为500t级港澳线船舶。根据美国规范AASHTO-1994撞击速度的选取，内插得出1000吨船舶撞击尖峰大桥的速度为3.434m/s，500吨级货船的撞击速度为3.125m/s。

3.2撞击角度

船舶撞击角度既受风和流的影响，也会受船舶驾驶员的操控而在一定程度上消除风、流压偏角的影响。尖峰大桥防撞设计撞击角度考虑两种情况，分别是船首正碰时取0°考虑和船首侧撞取航道与横桥方向的夹角30°考虑。

3.3船舶撞击力

船舶撞击力的计算有多种方法，计算公式也很多[2]，尖峰大橋是一座公路桥，本文选用《公路桥涵设计通用规范》[3]计算本工程船舶撞击力，计算可得尖峰大桥横桥向撞击力为6.3MN，顺桥向撞击力为3.2MN。

3.4防撞墩结构

尖峰大桥桥梁防撞墩底部设计高程为0.14m，顶部高程为3.14m。基础采用6根直径为1.5m的灌注桩，顺水流方向桩间距为3.75m，垂直水流方向桩间距为3.3m，灌注桩的混凝土强度为C30。桩基上部为实心承台，承台厚3.0m，迎船面为圆弧（半径为3000mm），总长11.25m，宽5.9m，混凝土强度为C35。同时，在实心承台顶部前端安装警示灯；警示灯采用HB155-S1型LED航标灯，灯光为黄色单闪（0.5s+3.5s）。根据《泥湾门-鸡啼门水道航道工程船舶、防撞墩碰撞数值仿真分析研究报告》成果，尖峰大桥防撞墩桩基强度和主要内力均能防撞墩的功能设定的需求。

4.桥梁防撞墩施工方案及技术要求

尖峰大桥防撞墩桩基为灌注桩，应搭设专门的水上施工平台进行施工，搭设平台采用的钢管桩入土深度和钢结构均需通过受力计算确定。灌注桩成孔采用回旋钻外加泥浆护壁，终止钻孔应清孔，钢筋笼吊放入孔内后需加以固定，随即可用钢导管灌注水下混凝土，灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，以保证混凝土强度。防撞墩承台采用有底模钢套箱施工，钢套箱各部件的大小亦通过受力计算确定，且承台施工时要注意钢套箱与桩基衔接处的水密性。

尖峰大桥防撞墩施工时主要技术要求有六点。一是放样要准确，防撞墩与原桥梁桥墩台应在同一轴线上。二是基桩沉渣厚度应小于100mm，桩基应全部进行超声波检测，并抽取不少于总桩数5%的基桩钻芯取样检测，及对混凝土灌注异常和完整性检测异常的桩进行检测。三是基桩施工中应在吊装下放钢筋笼的同时将声测管（采用无缝钢管）固定在钢筋笼上，并且声测管应伸至桩底。四是承台钢套箱安装要注意侧模板平整度及密封性，不得出现漏浆现象；承台混凝土浇筑前要注意预埋橡胶护舷、爬梯等的预埋件。五是混凝土浇筑过程注意控制混凝土塌落度及振捣程度，不能出现蜂窝、麻面等现象。六为防撞墩施工单位须根据桥梁区域的地质状况和施工条件，制定专项施工方案，保障工程质量和施工安全。

5.结束语

船舶撞击桥梁事件往往会造成桥梁倒塌、船舶沉没、人员伤亡和水陆运输干线长期中断的严重后果，而规范化的桥梁防撞研究还处于起步阶段，但不断发生的船撞桥事故却使这一课题研究越来越具有必要性和紧迫性[4] 。尖峰大桥桥梁防撞处理工程属缓冲体式防撞设施，其防撞性能好，而且适用性强，该工程的建设和实施可以为类似桥梁防撞处理工程的设计和建筑提供可参考的经验做法。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准 GB 20139-2014 内河通航标准[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2]钱宇程.桥船碰撞动力学与防撞性能的研究[D].东南大学，2014.

[3]中华人民共和国行业标准 JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[4]赵树超.浅析桥梁防撞技术[J].才智，2012（26）：40.endprint