橋梁通航論證關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的交通現(xiàn)代化建設(shè)取得了重大進(jìn)展。連接通航河流兩岸交通網(wǎng)的跨江大橋數(shù)量飛速增長，這些跨江大橋成為我國交通現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志，為我國經(jīng)濟(jì)騰飛起到了推動作用。 在跨江大橋數(shù)量不斷增加的同時(shí)，通航船舶流密度正逐年增大。大橋建成后位于江中的橋墩對船舶的正常通航會產(chǎn)生較大的妨礙，尤其在洪水期影響會更大，導(dǎo)致橋位河段的地形和通航環(huán)境發(fā)生改變。為了分析研究大橋可能對橋區(qū)通航環(huán)境造成的影響，全面掌握船舶過橋時(shí)的動態(tài)及

2、其影響因素；在橋區(qū)的船舶通航安全管理中，科學(xué)、合理的疏導(dǎo)過往船舶，確保船舶通航安全和橋梁安全，對橋位河段的船舶通航情況進(jìn)行科學(xué)論證和開展相關(guān)研究是非常必要的。 本文來源于交通部的“內(nèi)河航道通航條件關(guān)鍵技術(shù)研究”專題項(xiàng)目，同時(shí)論文以武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院承接的江蘇省交通廳關(guān)于“蘇通長江公路大橋船舶通航實(shí)船試驗(yàn)及模擬研究”和“蘇通大橋船舶失控漂移對橋梁的影響研究”專題項(xiàng)目為依托。論文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： (1) 根

3、據(jù)國內(nèi)外有關(guān)對影響通航安全評價(jià)指標(biāo)因素的研究成果以及有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)定各評價(jià)指標(biāo)因素的危險(xiǎn)度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；在此評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上確定各評價(jià)指標(biāo)因素的危險(xiǎn)度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)隸屬度子集表；建立單因素模糊評價(jià)模型；在單因素模糊評價(jià)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合各指標(biāo)因素的權(quán)重分析，建立多層次、多指標(biāo)模糊綜合評價(jià)的大橋水域通航環(huán)境危險(xiǎn)度數(shù)學(xué)模型。 (2) 通過組織大型頂推船隊(duì)和大型海船在橋位處進(jìn)行實(shí)船會船和操縱性試驗(yàn)，測量上下行過橋時(shí)的實(shí)船航跡，運(yùn)用流體力學(xué)和

4、船舶操縱理論，建立船舶上、下行通過大橋時(shí)的漂移量數(shù)學(xué)模型，并以此確定不同船舶上、下行過橋時(shí)所需航寬的大小。通過對船舶過橋狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，結(jié)合橋位河段船舶通航的遠(yuǎn)景規(guī)劃，驗(yàn)證大橋通航凈寬。 (3) 根據(jù)目前橋梁建設(shè)的實(shí)際情況，通過水槽試驗(yàn)，給出橋墩與航道邊線之間橋墩紊流寬度的計(jì)算公式。 (4) 根據(jù)船舶操縱理論，建立失控船舶漂移對橋梁影響的運(yùn)動狀態(tài)數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對典型海船和內(nèi)河大型頂推船隊(duì)在不同通航環(huán)境條件下

5、和不同位置失控后的運(yùn)動狀態(tài)、軌跡及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行理論分析計(jì)算。按沖程和漂航兩個(gè)階段，分別計(jì)算船舶在不同通航環(huán)境條件下和不同位置失控后，在風(fēng)流作用下的漂移軌跡、漂移至橋位時(shí)船舶的橫漂距離、漂移時(shí)間、運(yùn)動方向、速率。 通過對船舶失控后運(yùn)動狀態(tài)分析，確定其對橋梁存在碰撞危險(xiǎn)的失控區(qū)域和船舶產(chǎn)生碰撞橋墩危險(xiǎn)時(shí)可能的碰撞位置：計(jì)算船舶失控后碰撞橋墩的概率，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，提出相應(yīng)的預(yù)防或減小船舶失控后碰撞橋梁的措施。 (5) 用Vi