尖峰大橋橋梁防撞處理工程防撞墩技術分析

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【摘 要】本文介紹了珠海市尖峰大橋橋梁防撞處理工程建設背景、工程概況，分析了橋梁防撞墩的結構設計、施工方法以及施工過程中應當注意的技術問題，可為珠三角地區橋梁防撞工程的建設提供一定參考。

【關鍵詞】橋梁防撞；尖峰大橋；防撞墩結構

1.工程建設背景

隨著珠三角經濟快速發展，跨河的大型橋梁建造的越來越多，區域航運量快速增長，珠三角航道網中航行的船舶也進一步大型化、高速化。地方經濟發展的需求以及優良的航道水深條件，使泥灣門—雞啼門水道已具備提升為Ⅲ級航道等級的通航要求，泥灣門-雞啼門水道航道建設項目納入了珠海市及廣東省的相關規劃，而位于泥灣門水道和雞啼門水道交接處的尖峰大橋因建設較早，橋梁通航凈空尺寸已不能滿足Ⅲ級航道的現行通航標準[1]。

珠海市尖峰大橋為雙孔單向通航，通航凈寬為75/48m，凈高為8.7m，目前尚不具備拆除重建的條件，因此在泥灣門-雞啼門水道航道工程中通過實施橋梁防撞系統工程對該橋進行防撞處理，以使其滿足航道通航條件，保障航道通航安全。

2.尖峰橋梁防撞處理工程內容

尖峰大橋防撞處理工程采取的措施是在通航孔兩側的橋墩上、下游各設一個分離式防撞墩，且在防撞墩頂部安裝警示燈，其迎船面端部及兩側安裝反光膜，背船面安裝一座工作爬梯。并在通航孔一側橋墩上設置橋梁凈高標尺，提示過往船舶橋梁的凈空高度。

該橋防撞墩的結構防撞標準按1000t級港澳船舶標準設防，共設6個分離式防撞墩，結構邊緣與橋梁外邊緣距離為5m，墩寬度為5.9m，迎船面和側面安裝DA-A300H×2500L型橡膠護舷。防撞墩底部高程為0.14m，頂部高程為3.14m。基礎采用6根直徑為1.5m的灌注樁，順水流方向樁間距為3.75m，垂直水流方向樁間距為3.3m，灌注樁的混凝土強度為C30。樁基上部為實心承臺，承臺厚3.0m，總長11.25m，寬5.9m。

3.防撞墩結構設計

尖峰大橋橋梁防撞的設計最低通航水位為-0.44m（85高程，下同），最高設計水位為2.84m；橋梁防撞墩的功能設定為受1000t級船舶撞擊后不影響橋梁的安全穩定性，且防撞墩受撞擊后不能倒塌并能修復。

3.1撞擊速度

尖峰大橋防撞設計撞擊代表船型為1000t級港澳線船舶，兼顧船型為500t級港澳線船舶。根據美國規范AASHTO-1994撞擊速度的選取，內插得出1000噸船舶撞擊尖峰大橋的速度為3.434m/s，500噸級貨船的撞擊速度為3.125m/s。

3.2撞擊角度

船舶撞擊角度既受風和流的影響，也會受船舶駕駛員的操控而在一定程度上消除風、流壓偏角的影響。尖峰大橋防撞設計撞擊角度考慮兩種情況，分別是船首正碰時取0°考慮和船首側撞取航道與橫橋方向的夾角30°考慮。

3.3船舶撞擊力

船舶撞擊力的計算有多種方法，計算公式也很多[2]，尖峰大橋是一座公路橋，本文選用《公路橋涵設計通用規范》[3]計算本工程船舶撞擊力，計算可得尖峰大橋橫橋向撞擊力為6.3MN，順橋向撞擊力為3.2MN。

3.4防撞墩結構

尖峰大橋橋梁防撞墩底部設計高程為0.14m，頂部高程為3.14m。基礎采用6根直徑為1.5m的灌注樁，順水流方向樁間距為3.75m，垂直水流方向樁間距為3.3m，灌注樁的混凝土強度為C30。樁基上部為實心承臺，承臺厚3.0m，迎船面為圓弧（半徑為3000mm），總長11.25m，寬5.9m，混凝土強度為C35。同時，在實心承臺頂部前端安裝警示燈；警示燈采用HB155-S1型LED航標燈，燈光為黃色單閃（0.5s+3.5s）。根據《泥灣門-雞啼門水道航道工程船舶、防撞墩碰撞數值仿真分析研究報告》成果，尖峰大橋防撞墩樁基強度和主要內力均能防撞墩的功能設定的需求。

4.橋梁防撞墩施工方案及技術要求

尖峰大橋防撞墩樁基為灌注樁，應搭設專門的水上施工平臺進行施工，搭設平臺采用的鋼管樁入土深度和鋼結構均需通過受力計算確定。灌注樁成孔采用回旋鉆外加泥漿護壁，終止鉆孔應清孔，鋼筋籠吊放入孔內后需加以固定，隨即可用鋼導管灌注水下混凝土，灌注的樁頂標高應比設計高出一定高度，以保證混凝土強度。防撞墩承臺采用有底模鋼套箱施工，鋼套箱各部件的大小亦通過受力計算確定，且承臺施工時要注意鋼套箱與樁基銜接處的水密性。

尖峰大橋防撞墩施工時主要技術要求有六點。一是放樣要準確，防撞墩與原橋梁橋墩臺應在同一軸線上。二是基樁沉渣厚度應小于100mm，樁基應全部進行超聲波檢測，并抽取不少于總樁數5%的基樁鉆芯取樣檢測，及對混凝土灌注異常和完整性檢測異常的樁進行檢測。三是基樁施工中應在吊裝下放鋼筋籠的同時將聲測管（采用無縫鋼管）固定在鋼筋籠上，并且聲測管應伸至樁底。四是承臺鋼套箱安裝要注意側模板平整度及密封性，不得出現漏漿現象；承臺混凝土澆筑前要注意預埋橡膠護舷、爬梯等的預埋件。五是混凝土澆筑過程注意控制混凝土塌落度及振搗程度，不能出現蜂窩、麻面等現象。六為防撞墩施工單位須根據橋梁區域的地質狀況和施工條件，制定專項施工方案，保障工程質量和施工安全。

5.結束語

船舶撞擊橋梁事件往往會造成橋梁倒塌、船舶沉沒、人員傷亡和水陸運輸干線長期中斷的嚴重后果，而規范化的橋梁防撞研究還處于起步階段，但不斷發生的船撞橋事故卻使這一課題研究越來越具有必要性和緊迫性[4] 。尖峰大橋橋梁防撞處理工程屬緩沖體式防撞設施，其防撞性能好，而且適用性強，該工程的建設和實施可以為類似橋梁防撞處理工程的設計和建筑提供可參考的經驗做法。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標準 GB 20139-2014 內河通航標準[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2]錢宇程.橋船碰撞動力學與防撞性能的研究[D].東南大學，2014.

[3]中華人民共和國行業標準 JTG D60-2015 公路橋涵設計通用規范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[4]趙樹超.淺析橋梁防撞技術[J].才智，2012（26）：40.endprint