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被船撞断的广州南沙沥心沙大桥,去年刚完成新型防撞装置加装

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2月22日5时30分左右,一艘集装箱船空载从佛山南海开往广州南沙途中,航经洪奇沥水道时触碰沥心沙大桥桥墩,致沥心沙大桥桥面断裂,事故原因和伤亡情况正在调查核实。

2023年刊发在期刊《桥梁建设》上的一篇论文称,1992年建成的沥心沙大桥虽曾经维修加固,因该桥跨越的洪奇沥水道航道等级由Ⅲ级提升至Ⅰ级,增加了桥墩受船舶撞击的风险,为提高该桥的防撞能力,拟对主桥16~19号墩采取防撞措施。

该论文提出一种新型固定式波折钢板-钢覆复合防撞装置(以下简称复合防撞装置)代替传统的护舷式装置,称该装置可通过内部波折钢板和聚氨酯泡沫耗散能量,提高防撞装置的耗能效率。论文称,广州沥心沙大桥已于2023年4月完成波折钢板-钢覆复合防撞装置加装工作。

该论文题为《广州沥心沙大桥复合防撞装置抗撞性能分析》,作者单位为,中国铁建华中区域总部苏南指挥部。

论文介绍,沥心沙大桥(洪奇沥第二大桥)位于广州市南沙区万顷沙镇,跨越洪奇沥水道(航道等级为Ⅲ级),是连接南沙经济开发区与三民岛的主要通道。桥梁全长787m,桥宽9.8m,桥面设双向2车道,无人行道。沥心沙大桥1992年建成,原设计荷载等级为公路Ⅱ级,汽—20级、挂—100,建成后通行车辆较多。该桥于2009年经维修加固,将桥梁荷载等级提高至城—A级荷载。该桥虽已进行维修加固,但防撞能力仍然有限;同时根据《广东省航道发展规划(2020—2035年)》,将该桥跨越的洪奇沥水道航道等级由Ⅲ级提升至Ⅰ级,增加了桥墩受船舶撞击的风险。

该论文以广州沥心沙大桥主桥18号墩为背景,采用LS-DYNA软件对船舶撞击下固定式波折钢板-钢覆复合防撞装置的耗能性能及防护性能进行研究,得到以下结论:

(1)未设复合防撞装置时,船艏正撞和斜撞桥墩承台时,均会使桥梁产生较大响应;设置复合防撞装置后,桥梁结构响应明显减小,正撞时撞击力峰值最大降幅为18.17%,斜撞时撞击力峰值降幅为48.66%。

(2)复合防撞装置的钢面板是主要的耗能构件,发挥了缓冲吸能作用;聚氨酯芯材和波折钢板的耗能水平则受撞击位置、撞击深度等因素影响。实际应用中可对结构作进一步优化,使聚氨酯芯材和波折钢板能够更好协同钢面板进行耗能。

(3)未设复合防撞装置时,船艏和承台发生严重破坏,船艏发生明显的内陷,承台接触位置处表面混凝土碎裂严重。设复合防撞装置后,仅其迎撞面产生较大变形;复合防撞装置通过自身变形,减缓船舶速度,仅船艏发生轻微变形,产生轻微擦伤,而承台及桥墩未发生大的变形,混凝土保持完好。斜撞时,防撞装置通过自身的变形有效改变了船舶的行驶方向,整体变形更小。

论文称,广州沥心沙大桥已于2023年4月完成波折钢板-钢覆复合防撞装置加装工作。由于船舶撞击后仅复合防撞装置的迎撞面产生较大变形,后期维修中仅需更换防撞装置迎撞面,维护成本低;该复合防撞装置可进行模块化生产,预制加工好后分块运输,在施工现场拼装,安装工艺简单,并且后续运营、维护技术方便,维修费用较低,具有较好的经济性和适用性,在实际工程项目中具有广阔的应用前景。

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