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重庆交大破解桥梁防撞难题 为桥穿上"彩虹衣"
2014-03-24 15:40:33 来源: 作者: 【 】 浏览:1102次 评论:0

    

弧形水上升降式防撞装置立体三维效果图(高水位) 。

    重庆是著名的“桥都”,桥梁既是城市风景线,也是重要的交通枢纽,可是它也存在“风险”,一旦被轮船撞击,就有可能造成事故。如何解决这个难题?记者今日从重庆交通大学获悉,在交通运输部确定的2014年交通运输科技十大重点推进方向中,该校负责的《大水位差公路大桥结构防撞关键技术研究》就在其中。这个项目完成后,国内大桥有望穿上美丽的“彩虹衣”。

  水位上升时 桥梁与船舶容易“亲密接触”

  《大水位差公路大桥结构防撞关键技术研究》究竟研究些什么呢?说得简单点,就是如何在轮船和桥梁发生碰撞时,设计防撞装置让桥梁和船舶得到有效保护。负责该项课题的是重庆交通大学西南水运工程科学研究所20多人的专家教授团队。

  参与研究设计的余葵介绍,西部地区江河众多,水流落差大,桥多,尤其是拱型桥梁。当江水升高时,拱桥的拱圈就会逐渐被淹没,桥区的有效通航宽度变窄。“如果船舶按照正常的航线走没有问题,但是一旦船舶失控或走偏航道,就极有可能撞击大桥,威胁大桥的结构安全和船舶航行安全。”余葵说,拱型桥梁抵抗船舶撞击的能力较弱,采用常规的防撞技术难以对其进行有效可靠的防护。

  重庆万州长江公路大桥就是最典型的案例,作为受三峡库区蓄水影响的特大拱型桥梁,其安全问题曾引起交通行业各方面的高度关注,设置大桥防撞设施刻不容缓。

  当时重庆有关部门向全国征集防撞方案,来自国内各高校和科研院所的14个方案参评,最终确定重庆交大西南水运工程科学研究所《大水位差公路大桥结构防撞关键技术研究》中首创的“弧形水上升降式防撞装置”作为万州长江公路大桥防撞设施工程第一方案。

  桥梁如何防撞? 交大教授给它穿“彩虹衣”

  “以往的防撞装置设计主要考虑桥梁的安全性而忽略了船舶的撞后安全性,而船舶的安全性同样关系到人的生命。”余葵说,他们的防撞研究引入了船桥双重保护的理念,通过合理的结构外形和刚度设计,使船舶撞击后避免发生翻船、沉船的事故。

  为此,“弧形水上升降式防撞装置”在交大诞生了。该装置在拱桥两端的拱圈基座与立柱水域,各建起一个弧形、中空,并通过导向井固定的防撞带,在水面画出一个与拱桥独立的弧形区域,并能借助重力和浮力一对平衡力随水位变化自动升降。

  当船舶撞向桥梁时,防撞带就会挺身而出,通过自身的弹塑性变形储备和吸收船舶撞击能量,并且可以使失控船舶借助防撞装置的反弹力重新进入航道正常行驶。

  余葵说,桥梁不仅是交通枢纽,也是城市的景观,因此装置的艺术效果也很重要。他们综合防撞装置几何外形、警示色以及夜间灯光设计,使防撞装置与周边环境和谐的融为一体,呈现出“天上一道彩虹,水中二道彩虹”的效果,因此该装置也被称作“彩虹衣”。

  记者了解到,这项桥梁防撞技术是我国自主研发,填补了国内大水位落差拱型桥梁防撞设施研究领域的空白,目前世界上还没有同类防撞装置。

  重庆多数桥梁需要“彩虹衣” 将申请国际专利

  目前,万州长江公路大桥的“弧形水上升降式防撞装置”施工已经进入后期阶段。

  该防撞装置以万州公路长江公路大桥为具体应用案例,它适合其他大桥吗?该团队负责人说,万州长江公路大桥只是其中的典型桥梁之一,重庆许多处在库区的桥梁都存在风险,需要进行防撞。他说,去年7月,朝天门一趸船因洪峰冲击发生断缆漂流翻覆,如果船撞到了桥梁,情况很危险,后果会很严重。

  据悉,该项目研究于2010年开始启动,并以大水位差条件下的拱型桥梁和其他普通梁式桥为研究对象开展研究,研究成果已经在重庆、云南、广西等地的大桥上得到应用。

  该团队将争取在2014年完成三项以上国际专利的申请工作,还将继续就“弧形水上升降式防撞装置”结构优化设计进行深入研究,使防撞装置防撞性能得到充分发挥。

  作为交通运输部重点推进方向,余葵相信项目能够尽快完工。届时,重庆乃至国内的很多大桥都可以穿上美丽的“彩虹衣”。

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