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重慶交大破解橋梁防撞難題 為橋穿上"彩虹衣"
弧形水上升降式防撞裝置立體三維效果圖(高水位) 。
重慶是著名的“橋都”,橋梁既是城市風景線,也是重要的交通樞紐,可是它也存在“風險”,一旦被輪船撞擊,就有可能造成事故。如何解決這個難題?記者今日從重慶交通大學獲悉,在交通運輸部確定的2014年交通運輸科技十大重點推進方向中,該校負責的《大水位差公路大橋結(jié)構(gòu)防撞關(guān)鍵技術(shù)研究》就在其中。這個項目完成后,國內(nèi)大橋有望穿上美麗的“彩虹衣”。
水位上升時 橋梁與船舶容易“親密接觸”
《大水位差公路大橋結(jié)構(gòu)防撞關(guān)鍵技術(shù)研究》究竟研究些什么呢?說得簡單點,就是如何在輪船和橋梁發(fā)生碰撞時,設計防撞裝置讓橋梁和船舶得到有效保護。負責該項課題的是重慶交通大學西南水運工程科學研究所20多人的專家教授團隊。
參與研究設計的余葵介紹,西部地區(qū)江河眾多,水流落差大,橋多,尤其是拱型橋梁。當江水升高時,拱橋的拱圈就會逐漸被淹沒,橋區(qū)的有效通航寬度變窄。“如果船舶按照正常的航線走沒有問題,但是一旦船舶失控或走偏航道,就極有可能撞擊大橋,威脅大橋的結(jié)構(gòu)安全和船舶航行安全。”余葵說,拱型橋梁抵抗船舶撞擊的能力較弱,采用常規(guī)的防撞技術(shù)難以對其進行有效可靠的防護。
重慶萬州長江公路大橋就是最典型的案例,作為受三峽庫區(qū)蓄水影響的特大拱型橋梁,其安全問題曾引起交通行業(yè)各方面的高度關(guān)注,設置大橋防撞設施刻不容緩。
當時重慶有關(guān)部門向全國征集防撞方案,來自國內(nèi)各高校和科研院所的14個方案參評,最終確定重慶交大西南水運工程科學研究所《大水位差公路大橋結(jié)構(gòu)防撞關(guān)鍵技術(shù)研究》中首創(chuàng)的“弧形水上升降式防撞裝置”作為萬州長江公路大橋防撞設施工程第一方案。
橋梁如何防撞? 交大教授給它穿“彩虹衣”
“以往的防撞裝置設計主要考慮橋梁的安全性而忽略了船舶的撞后安全性,而船舶的安全性同樣關(guān)系到人的生命。”余葵說,他們的防撞研究引入了船橋雙重保護的理念,通過合理的結(jié)構(gòu)外形和剛度設計,使船舶撞擊后避免發(fā)生翻船、沉船的事故。
為此,“弧形水上升降式防撞裝置”在交大誕生了。該裝置在拱橋兩端的拱圈基座與立柱水域,各建起一個弧形、中空,并通過導向井固定的防撞帶,在水面畫出一個與拱橋獨立的弧形區(qū)域,并能借助重力和浮力一對平衡力隨水位變化自動升降。
當船舶撞向橋梁時,防撞帶就會挺身而出,通過自身的彈塑性變形儲備和吸收船舶撞擊能量,并且可以使失控船舶借助防撞裝置的反彈力重新進入航道正常行駛。
余葵說,橋梁不僅是交通樞紐,也是城市的景觀,因此裝置的藝術(shù)效果也很重要。他們綜合防撞裝置幾何外形、警示色以及夜間燈光設計,使防撞裝置與周邊環(huán)境和諧的融為一體,呈現(xiàn)出“天上一道彩虹,水中二道彩虹”的效果,因此該裝置也被稱作“彩虹衣”。
記者了解到,這項橋梁防撞技術(shù)是我國自主研發(fā),填補了國內(nèi)大水位落差拱型橋梁防撞設施研究領(lǐng)域的空白,目前世界上還沒有同類防撞裝置。
重慶多數(shù)橋梁需要“彩虹衣” 將申請國際專利
目前,萬州長江公路大橋的“弧形水上升降式防撞裝置”施工已經(jīng)進入后期階段。
該防撞裝置以萬州公路長江公路大橋為具體應用案例,它適合其他大橋嗎?該團隊負責人說,萬州長江公路大橋只是其中的典型橋梁之一,重慶許多處在庫區(qū)的橋梁都存在風險,需要進行防撞。他說,去年7月,朝天門一躉船因洪峰沖擊發(fā)生斷纜漂流翻覆,如果船撞到了橋梁,情況很危險,后果會很嚴重。
據(jù)悉,該項目研究于2010年開始啟動,并以大水位差條件下的拱型橋梁和其他普通梁式橋為研究對象開展研究,研究成果已經(jīng)在重慶、云南、廣西等地的大橋上得到應用。
該團隊將爭取在2014年完成三項以上國際專利的申請工作,還將繼續(xù)就“弧形水上升降式防撞裝置”結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計進行深入研究,使防撞裝置防撞性能得到充分發(fā)揮。
作為交通運輸部重點推進方向,余葵相信項目能夠盡快完工。屆時,重慶乃至國內(nèi)的很多大橋都可以穿上美麗的“彩虹衣”。
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