杭州拱宸桥防撞墩设置
第4期(总第76期)
2006—12—25
市政设施管理
ShizhengSheshiGuanli
杭州拱宸桥防撞墩设置
口方辉
【摘要]内河水运的不断发展,通航船舶的数量越
来越多,吨位越来越大,而内河上古桥的通航净空没有发
生变化,使船舶撞击古桥桥墩的事故急剧增加.为了保障
古桥安全,必须设置桥墩防撞设施,防止桥梁因船舶撞击
力超过桥墩的承受能力而损坏.介绍了防撞设施的分类和特征,分析了古桥防撞设施的要求,并以拱宸桥为例介绍
古桥防撞墩的设置.
【关键词】桥墩防撞船舶通行防撞设施
杭州拱宸桥,余杭广济桥,嘉兴长虹桥合称为京杭
运河上的3大古桥.拱宸桥始建于明崇祯四年(1631年), 后多次重修,现桥为清朝光绪十一年(1885年)重建.,
该桥为三孔薄墩联拱驼峰石拱桥,桥长98m,中孔净跨
l5.8m,边孔各为l1.9m,中孔,边孔都采用半圆拱,.
拱圈主,从对称.桥面中段略窄为5.9m宽,而两端桥
堍处有l2.2m宽,南北两侧采用条石为台阶,上下80 级,桥高16m.拱宸桥朴实稳固,气势宏伟,是杭州市
区现存最高最长的石拱桥,也是古运河到杭州终点的标志.
京杭运河杭州段水运较为繁忙,每年通过的船舶数量
约l0万艘次,偶尔还有500t以上的超标船只航行.拱宸桥的通航净空已不能满足目前船只的通行,常受到过往船只的碰撞,桥墩破损严重,已危及桥梁的安全.为保护古桥,保障交通,迫切需要设置桥墩防撞设施(见图1).
2防撞设施的分类和特征
图l杭州拱宸桥防撞墩设置平面图
桥墩防撞设施的基本原理都是基于能量吸收和动
量缓冲而设计的,而每种防撞设施都有其特点和使用条件.
2.1缓冲材料方式
在桥墩周围形成缓冲保采用木材,橡胶等软质材料,
护层.船舶碰撞能量主要由木材,橡胶变形消能.它适用一
2一
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于小型船舶碰撞情况,或在其他防撞设施中配套使用.
2.2缓冲设施工程方式
采用木材,钢结构,钢筋混凝土等形成防撞结构体系.
利用防撞设施本身和碰撞船舶的钢板及骨板变形,破裂, 崩溃来吸收能量.此种方式适用性强,用途较广,规模可
大可小,主要用于中型,大型防撞设施工程.
2.3重力方式
由重物及其支撑结构组成.通过重物的移动把船舶的
撞击能量转化为重物的势能,重物周围水的动能.设施规模较大,宜设在较开阔的水域抵抗中型船舶的撞击,设施需要重物的支撑,结构维护管理较复杂,碰撞损坏后维修较困难.
2.4桩群方式
通常由桩群组成,桩群间用缓冲梁连接.主要靠群桩
联合变形缓冲吸能.从经济角度考虑,小能量碰撞时较为合理,碰撞损伤后维修较困难.
2.5人工岛方式
在坚实的岩石层上由砂,石块构砌而成.在人工岛发
生变形损伤的同时,船舶的势能变化和结构变形均能吸收一
定能量,并可使碰撞船舶搁浅.人工岛使用寿命长,无
需保养,但建造工程量大,初投资量大,并会影响航道, 主要适用于大型船舶的高能量碰撞情形.
2.6浮体系泊方式
由浮体,钢丝绳,锚定物组成.浮体移动,钢丝绳变
形,锚定物在碰撞力作用下移动等都可吸收大量能量.即使在深水情况下,造价相对较低,缓冲变形量大,对碰撞
船舶也有很好的保护作用.但对于吃水小的船舶可能会把浮体滑人船底而失效.
表1各种防撞设施的特征
3古桥防撞设施的要求
防撞设施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,水位的变化,通航船
舶的类型,碰撞速度等因素进行.古桥由于其自身特点, 防撞设施还应满足如下要求:
(1)古桥其自身抗撞能力较差,防撞设施不宜与桥
墩直接连接;
(2)古桥位于的河道一般较窄,防撞设施尽量少占
用航道;
(3)古桥多与周围景观相协调,防撞设施不能改变
古桥风貌;
(4)古桥基础多为木桩群结构,防撞设施设置尽量
少扰动老桥基础.
根据各种防撞设施的特点及上述古桥对防撞设施的
要求,古桥防撞设施多采用桩群方式.
4拱宸桥防撞墩设计
4.1设计标准
京杭运河拱宸桥下游为?级航道,上游为V级航道,
但事实上拱宸桥桥下净空无法达到V级航道标准,结合实际通航情况,仍按V级航道标准进行设计.根据《公路桥涵设计通用规范》,V级航道船只撞击力取值为:顺桥轴
方向,通航桥跨一侧,船只撞击力为200kN;横桥轴方向, 桥墩上游端,船只撞击力为300kN.
4.2墩身设计
由于古桥基础承载能力比较弱,并且防撞墩施工会对
古桥基础造成影响,因此防撞墩的设置应远离桥墩.但防撞墩距离桥墩太远又不利于船只通航,反而会造成船只避让防撞墩而撞到桥上.同时防撞墩的位置对古桥景观影响也很大.综合上述因素,防撞墩设置在远离桥墩3.5m处. 为了减少对船舶航行水域和桥梁整体美观的影响,防
撞墩的规模在确保承载撞击的情况下要尽量小.防撞墩墩台设计成顺水流方向为长边,这有利于增强防撞墩对船体的导向作用,并且对水流形态影响很小.墩台的横向尺寸略大于桥墩基座,这有利于控制船体与古桥拱座保持一定的安全距离,同时也有利于船只通行的净宽要求.墩台上半部设成一定的倾斜面,对船只的撞击起到一定的缓冲作用,同时也有利于导流.
为保护和开发运河,发展运河文化旅游以及配合运河
申请世界遗产,达到”一桥一景”,防撞墩的设置不能改变古桥风貌,要与周围景观相协调.墩身(下转4l页)
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