广州沥心沙大桥复合防撞装置抗撞性能分析

作者：田怀念

来源：桥梁建设, 2023, 53(05): 66-73.

DOI：10.20051/j.issn.1003-4722.2023.05.009

• 刚构桥
• 波折钢板-钢覆复合防撞装置
• 船桥碰撞
• 撞击力
• 耗能能力
• 损伤
• 有限元法

广州沥心沙大桥主桥为(55+85+55) m T形刚构桥，由于发展需要，将该桥跨越的航道等级由Ⅲ级提升至Ⅰ级(通行3 000 DWT船舶)。为提高该桥的防撞能力，提出采用一种固定式波折钢板-钢覆复合防撞装置。该装置主要由钢面板、波折钢板、聚氨酯芯材、GFRP防护层和方形橡胶垫块构成。为分析船舶撞击下该装置的耗能能力和防护性能，以主桥18号墩的防撞设计为背景，将该装置设置在承台，采用有限元软件LS-DYNA建立船-复合防撞装置-桥的碰撞模型，进行船桥碰撞动力计算分析，研究船艏、复合防撞装置及承台损伤情况。结果表明：设置复合防撞装置后，桥梁结构响应明显减小；钢面板是主要的耗能构件，发挥出良好的缓冲吸能作用；在受到船艏碰撞时，仅复合防撞装置迎撞面产生较大变形，船艏发生轻微变形，而承台及桥墩未发生大的变形，混凝土保持完好。该复合防撞装置生产、安装工艺简单，运营维护方便，具有较好的经济性和适用性。