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突发!美国前世界最长桁架桥遭船只碰撞坍塌!

发布于:2024-03-27 11:32:27 来自:道路桥梁/桥梁工程

来源:微土木人

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【导读】 据媒体报道,2024年3月26日凌晨,一货船与大桥相撞,随后起火并在车辆通过大桥时沉没。事故发生后,河上有数人落水。这座 1.6 英里长的大桥位于环绕巴尔的摩的马里兰州 695 号州际公路上。

据悉该桥是美国最为古老的桥梁之一。这是一座六车道的拱桥,于1923年向公众开放。这座桥有着古典的复兴风格,于1996年被纳入美国国家历史古迹。此次该桥被2万标箱的远洋巨轮撞垮,除了该桥年龄较老外,从另一方面体现出 桥梁防撞设施 的重要性!!!


     

     

桥梁概况


     

     

     
  

摩弗朗西斯·斯科特基大桥,简称基桥,矗立于美国马里兰州巴尔的摩,是一座承载着深厚历史底蕴的钢结构桥梁。自1977年建成以来,它便成为该地区一道独特的风景线,象征着工程与艺术的完美结合。

这座大桥以美国国歌《星条旗》的创作者摩弗朗西斯·斯科特基命名,不仅是对这位伟大词作家的致敬,更承载了美国人民的爱国情怀。每当人们驶过这座大桥,都会感受到那份深深的自豪与骄傲。

大桥全长约2,632米,主跨长达366米,曾是世界上最长的连续桁架桥之一,然而,在2024年3月26日凌晨,这座工程奇迹却遭遇了不幸。一艘失控的集装箱船意外撞上了大桥的桥墩,导致部分桥体坍塌,给当地交通和社会带来了巨大影响。

基桥的坍塌不仅是一次工程事故,更是一次对历史的重创。它不仅是巴尔的摩的交通枢纽,更是该地区人民的精神寄托和文化象征。

  

     

     

 桥型特性


     

     

     

钢桁架拱桥相比斜拉桥具有刚度大,稳定性和抗震性能好的特点,尤其是三跨连续钢桁架拱桥,刚劲结构骨架与优美的曲线外形相结合,成就了刚柔相济,相得益彰的建筑效果。

钢桁架拱桥分类:按桥面位置的不同分为上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、和双层桁梁桥2、组成:由主桁、联结系、桥面系及桥面组成。主桁它是的主要承重结构,承受竖向荷载。

钢桁架一般由上弦、下弦和腹杆组成。其受力与普通梁是有区别的:上弦受压、下弦受拉,形成力偶来平衡外荷载产生的弯矩;斜腹杆轴力的竖向分量来平衡外荷载产生的剪力。各杆单元均为轴向受拉或轴向受压构件,而没有弯矩和剪力,这一特点可以使材料的强度得到充分发挥。但在实际结构中,由于节点的非理想铰结等原因,还同时存在较小的弯矩和剪力,对轴力有很小的影响(因节点刚性和桁架杆横截面积与惯性矩比值的大小而不同,一般减小5%-0.1%),称为次内力。

桁架结构的内力以轴力为主,各杆件内力分布不均匀。上弦杆件的内力为轴向压力,下弦杆件的内力为轴向受拉,形成力偶抵抗弯矩作用。竖腹杆和斜腹杆的内力可能为轴向拉力或轴向压力(由杆件布置决定),抵抗剪力作用。常见桁架如三角形桁架、矩形桁架、抛物线桁架、梯形桁架的斜腹杆布置方向对腹杆受力是有影响的,根据内力分布情况得到以下结论:

(1)三角形桁架:内力分布不均匀,弦杆要改变截面,施工困难,否则浪费材料,端点角度小,制作困难,一般应用于跨度小,跨度一般在18-24m以下,坡度大的屋架。

  

(2)矩形桁架:内力分布不均匀,如按内力选杆件,类型多,美观性欠佳,施工困难,材料浪费多,但如采用标准杆件,相同截面的弦杆可以使得结构整齐,而且采购方便,不至造成浪费。

(3)梯形桁架:内力介于三角形桁架和矩形桁架之间。

(4)抛物型桁架:内力分布均匀,使用材料最为经济,但上弦杆的倾角不同,结构复杂,施工不便,因此,多在60m及以上的大跨结构中采用,有利于节约材料。


     

     

类似事故


     

     

     
2021年7月23日,长沙猴子石大桥一处桥墩遭一艘大船尾部撞击。桥梁检测部门组织人员已经进行桥梁支座和水下检测,根据检测结果分析,目前桥梁整体处于安全状态,可以开放交通,正常通行,需采取措施保证桥下通航安全(原5号墩导航指示标志等受损,可能影响通航安全)。    本次事件未造成人员伤亡和水域污染,造成直接经济损失27.48万元,其中包括桥梁检测、维护费250000元,猴子石大桥5号墩导航指示标志维修费用8000元,船舶维修费16800元。
  

事故调查分析: 根据湖南联智科技股份有限公司对于猴子石大桥5号墩船撞事件应急检测、监测报告,本次碰撞发生在猴子石大桥上游5号墩(左幅5号墩)立柱,主要撞击点平面位于桥墩上游正面,偏4号墩侧,立面位于水面以上3.65米,水下0.5米处发现轻微擦痕。其中,水面以上3.5米处撞痕深度8厘米,长度0.85米,未发现裂痕;水面以下发现轻微擦痕,未发现裂缝。同时,5号墩附属结构物包括爬梯、导航灯光被撞击破损、缺失。

根据应急检测结果 ,桥梁受撞击后主要造成了5号墩立柱局部损伤,未发现其他影响桥梁整体安全性的重大损伤。根据应急监测结果,各项监测指标稳定,未发现显著异常,证明结构无明显受力劣化。综合判断目前桥梁整体处于安全状态,可以开放交通,正常通行,需采取措施保证桥下通航安全(原5号墩导航指示标志等受损,可能影响通航安全)。

  

事故结论: 湘江长沙市主城区段桥梁密集,通航情况复杂,且随着湘江主航道的提质改造,湘江通航船舶总吨位不断加大, 按照《公路桥梁抗撞设计规范》(JTGT3360-02-2020)的要求,部分桥梁设计碰撞能力已经明显偏小,致使湘江长沙段桥梁防碰撞安全隐患非常大且长期存在。桥梁责任主体单位、运行管理单位,应根据《中华人民共和国桥区水域水上交通安全管理办法》,依法依规设置和维护桥梁标志标识; 同时,结合《长沙市船舶碰撞桥梁隐患治理三年行动实施方案》,加大资金投入,尽快设置桥梁防撞墩、加装主动预警装置,特别是对抗撞性能不足的,要立即采取措施,提高桥梁防触碰能力,降低安全隐患。

02

2021年7月12日晚,一艘船与广州番禺北斗大桥发生碰撞,破坏形态为典型的剪切破坏。目前,番禺区北斗大桥双向临时采取交通管制,禁止通行,请广大市民绕道行驶。从视频清晰可见,昨晚船可能"醉驾"了,航行偏离航道,与桥墩来个亲密的接吻。所幸,桥墩撞击力在可控范围内。

  

020年3月19日在G72泉南高速全州往湖南方向K973+615(湘江大桥处)发生一起挖沙船撞桥事件; 2020年7月7日,江西鄱阳县太阳埠大桥水域发生运砂货船撞击桥梁事件,致桥面坍塌,压迫货船倾斜沉没; 2020年7月11日,赣江吉安段一艘重约40吨的采砂船不慎脱锚,头尾分别与白鹭洲拱桥桥墩相撞。

看完以上的桥墩被撞导致桥梁部分倒塌,那么怎样更有效的主动避免桥梁被撞坏?下面跟小灰一起来学习一下。


     

     

路上桥墩防撞设施


     

     

     

按照《桥通规》的要求:桥梁跨越有中央分隔带的多车道公路时,不宜在中央分隔带内设置桥墩。需在设置桥墩时,桥墩结构应考虑汽车的撞击作用,并应在桥墩附近设置必要的防撞设施及警示标志、标线……

可采用《中央分隔带桥墩防撞设施》中列举的防撞设施形式,按照计算进行新建跨线桥中墩防护设 计。实际公路工程中使用的中墩防撞设施有以下几种:

钢筋混凝土防撞护栏式。 这种防撞设施类似于桥梁上的混凝土防撞墙,它的基础采用打入或埋入式钢管。施工控制可参照混凝土防撞墙。

金属梁柱式护栏外挂钢板式和 金属梁柱式护栏式。 其中 金属梁柱式护栏式 这种防撞设施类似于桥梁加强型四横梁护栏,实际应用中为了和主线中分带护栏的过渡和衔接,外侧加挂波形梁护栏(W板)。施工控制可参照金属梁柱式护栏。

整体式混凝土防撞岛。 这种防撞岛的刚度较大,施工控制中要注意与波形梁护栏的过渡和连接。

防撞岛式。 在上行方向设置独立的防撞岛,对双向行车时,上下行方向均设置。施工控制要注意混凝土防撞岛与波形梁护栏的连接。


     

     

水下桥墩防撞设施


     

     

     

根据交通运输部印发《公路桥梁防船撞装置通用技术条件》(标准号:JT/T 1414-2022),该标准规定了公路桥梁防船撞装置的分类、结构形式、规格与型号,技术要求和试验方法,并适用于适航水域中公路桥梁使用的附着式防船撞装置。

公路桥梁防 船撞装置是指附着 于 桥梁墩台,用于防止船舶直接 碰撞桥梁墩台并 在船桥碰撞时缓冲耗能 、降低船撞 力,兼具警示作用的装 置。

防护装置的设计需要根据桥墩的自身抗撞能力、桥墩的位置、桥墩的外形、水流的速度、水位变化情况、通航船舶的类型、碰撞速度等因素进行。桥墩的防护装置应满足:

  1. 兼顾水运、桥梁和航道等几方面的利益

  2. 满足通航要求,不妨碍船舶航行

  3. 能够适应水位变化

  4. 吸收能量的能力大

  5. 被撞后可恢复,能够多次使用

  6. 安装、运输方便

  7. 不会因防撞装置而产生其他问题

  8. 性价比较高


我国防撞保户设施可分为第一代和第二代。 第一代 桥梁防撞装置 的特点: 采用直接构造法在桥墩横桥向建造楔形防撞结构(尖桥墩等);受桥墩尺寸限制,这种防撞结构通常尺寸不大,对船舶的防护吨位有限;且对于设防船舶来说,其刚度较大,会造成目标船的损毁。

第二代桥梁防撞装置的特点 :采用直接构造法,在桥墩上附着耗能、缓冲结构,当船舶冲撞到这些结构的时候会产生破坏变形,并与船体一起各吸收船舶一部分动能(船舶停止在墩前)、减小船撞力,从而保护桥墩。并能够减少对船舶的破坏。因为这种防撞装置的工作原理是吸收船舶动能,因此其几何尺寸会随着设防目标船的动能(吨位、速度)增加而增加。当目标船吨位很大的时候其几何尺寸也会变得十分庞大,既增加了建造成本也挤占了航道空间。结构设计有一定难度,如果设计得过硬,有可能会使传递到桥墩的船撞力大于无防撞装置时的船撞力。

防撞保护设施的分类:

1991年,国际桥梁和机构工程协会(IABSE)将通常的桥梁保护结构分为五类,即:防护板系统、支撑桩系统、系缆桩系统、人工岛或暗礁保护以及浮动保护系统。

防撞保护设施介绍:

墩外墩:

  

基本原理:船在撞向桥墩时,先撞到墩外设施,吸收船舶的一部分或全部分动能。设置要求:墩前水深不能太大,否则对防撞效果及造价影响大。

刚性人工岛:

  

刚性人工岛是用砂石在桥墩周围填筑成人工岛。

优点:有效保护桥墩,多用于有礁石或浅滩的地方。

缺点:撞击后船舶损失大,如产生泄露,造成水域污染;人工岛的填筑可能改变河底构造;较多占据航道,缩小通航水域。

防撞桩群:

在桥墩附近设置一些刚性桩兵通过防撞横梁连接起来保护桥墩的一种方法。

  
  

漂浮拦网防撞系统:

漂浮拦网防撞系统的设计原理有几种,一种是利用粗的钢丝绳或尼龙绳网吸收全部动能,使船从动到停止;第二种是拖着金属块或混凝土锚块在河床上“犁地”或拉动预置的耗能装置消耗掉船的动能使船停下来;还有一种是浮链形成三角形区域将船拨开,保护桥墩或平台。

  

重力摆式防护系统:

原理:船撞击后以悬挂摆的吊绳为半径,以悬挂点为中心摆动引致摆的重心提高,动能变位能,船停止后位能变回动能,将船推回去。

缺点:允许摆动的位置很小,摆重与船重的比例也不大,位能很小;体积大,建造费用高;维修保养困难,操作复杂

  
  

圆柱形、球形充气碰垫:

原理:力在橡胶中传递比在钢中传递较慢,因而能够延长撞击过程时间,从而降低系统的撞击力。

  
  

粘滞性(包括浮式)耗能式防撞装置

原理:在选取较小的迎撞角基础上,采用自浮式装置以多个粘滞性防撞元件和钢结构外壳及内部吸能材料组成柔性防撞结构,达到柔性防撞结构整体作用,消减船舶的撞击力。

  
  

(来源:桥梁堡、鑫亚海洋科技 、各媒体  微土木人荐读 

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

桥梁工程

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