橋梁防船撞發展及在山區河流橋梁中的應用

摘 要：隨著我國經濟的迅速發展，公路和鐵路等交通需求日益增加，跨江和跨海大橋數量急劇增加，由此引發的船撞橋事故也隨之增加。由于事故的頻發，已經造成大量的人員傷亡和財產損失，特別在我國長江等河流的中下游、沿海及經濟較發達地區，橋梁防船撞研究受到越來越多的人重視。本文主要論述了橋梁防船撞的發展，以及在山區河流橋梁中的應用情況。

關鍵詞：橋梁防船撞；防撞理念；災難性事故；防撞設施；山區河流

1 橋梁防船撞的必要性

在改革開放的30年間，中國航運迅速發展，由此引發船舶和橋梁急劇增加，因此船撞橋事故也頻繁發生。比如武漢大橋在建成50年間被撞75次。近幾年船舶與橋梁相撞事故造成的經濟損失巨大，2007年6月，一艘載重1500t的運沙船撞上佛湛線九江大橋，是得9人失蹤；2009年1月，17艘幾百噸的駁船隊，尾船撞上城西大橋拱肋，造成橋蹋的巨大經濟損失；這樣的例子的頻繁發生，2011年12月，上海松江的油墩港橋被裝蹋，一度使得該河段段航，造成的經濟損失是不可估量的。為了避免船沉、橋毀、人亡的重大事故，除了在橋梁建設時要充分考慮，減少船撞事故發生的幾率外，還必須對已建和新建橋梁靠近航道的橋墩設置防撞裝置，以便在萬一撞上時不致釀成災難性事故。

2 橋梁防船撞的理念及防撞設施的發展

丹麥的弗賴德遜曾提出幾座當代大橋的防撞設計理念，并且對22座大橋的防撞進行了分析評價。陳國虞在前人的基礎上，結合中國近幾年的實踐，提出5點橋梁防撞理念。即“橋隧比選、一跨過江（主槽無墩）、應保盡保、交通管制、對只抗撞而不保護船舶和環境的橋梁設計應予改進”，這些橋梁防撞理念的推廣，對于減少船撞橋事故的發生有至關重要的作用。

由于船撞橋事故的頻發，許多研究者針對不同的情況設計了相應的橋梁防撞設施，防撞設施分為主動型橋梁防撞設施和被動型橋梁防撞設施，主動型防撞設施主要在橋梁設計階段進行，包括進行合理勘定橋梁位置、選擇合適的橋型、配合原來的航道布置橋墩等等。而被動型防撞設施有墩外防撞墩、人工島、彈塑性鋼圈、柔性防撞設施等。我國在1000年前橋梁便設有防撞設施，例如浙江富陽恩波橋，為3孔石拱橋，水中兩墩上下游均設有分水尖；山西襄汾通惠橋，上下游均設有分水尖，以防流冰撞壞；浙江通濟橋，兩面修筑有8個防撞墩。目前，最受歡迎的防撞設施是上海海洋鋼結構研究所歷時18年研究設計的黏滯性高耗能柔性防撞設施，經過一系列的試驗研究，達到柔性防撞設施的最高效果“三不壞”即船橋相撞時，船、橋和防撞設施三者都不壞。

3 山區河流橋梁防船撞情況

國家大力支持西部開發，中西部山區河流上的橋梁數量急劇增加，但是天然情況下山區河流復雜多變，通航問題較多，在洪水和枯水期，流量的變化使得水位變幅巨大，大比降水位落差導致水流條件的復雜，水流流態紊亂，與此同時，在山區河流中建設跨、臨江工程，比如建設橋梁，侵占了一定的通航水域和通航尺度，增加船舶的航行難度，極易誘發船撞橋的安全事故。同時，在工程施工時，需要占據較大部分通航水域，干擾船舶的航行。此外在“橋群”河段，橋梁間距減少，航行視距減小，在流態復雜的河段，極易發生事故。

因此，對于山區河流上的橋梁，尤其主槽中設有橋墩，橋墩應該設置防撞設施。安慶鐵路大橋是一座雙線鐵路橋，投資很大，如果為了降低船撞風險，采用增大主跨的方法，橋墩向淺水方向移動，這將大幅度增加投資，這種方案是很難實現的。因此希望防撞研究者在橋墩上增加一定的防撞設施之后，降低船撞風險。經計算安慶鐵路長江大橋受船舶撞擊風險最大的是3#，4#主墩，而對離主航道較遠的輔助墩及邊墩而言，產生船撞風險的主要是船身較長的駁船隊。主墩和輔助墩都需要設置了被動防撞設施，并且采用能降低船撞力的防撞設施。

目前，我國山區河流中船撞風險較大的拱橋金沙江上較多，典型的有宜賓馬鳴溪大橋南門大橋和戎州大橋。重慶附近的合陽嘉陵江大橋、菜園壩長江大橋、萬縣長江公路大橋以及巫山的巫峽長江大橋等。以上橋梁均位于長江上游山區河流段，有的處于三峽常年庫區和變動回水區內。其中，位于萬州的萬縣長江公路大橋問題尤為突出。受河道條件、水庫水位變幅影響，船舶航行將出現以下特點：蓄水后河道加寬、水深增加、流速減緩，船舶航行條件較建庫前有較大改善。另一方面，（1）每年蓄水期、汛期以及消落期，河道條件和水流條件變化很大；（2）三峽調度導致的大水差變幅增加了船舶航行難度，需要有較長時段的適應期；（3）船舶的大型化發展趨勢使船舶動力降低，操縱性變差；（4）部分航運公司片面追求經濟效益忽視交通安全，具有較大的船撞隱患。

4 小結

在我國經濟較發達的沿海地區和長江中下游地區，對于橋梁防船撞研究非常重視，許多重要的橋梁都會進行船撞研究。但對山區河流橋梁的有關調查表明，位于西部地區的橋梁95%以上都沒有進行過防撞的研究和設計，90%以上的橋梁均沒有配備防撞裝置。而重要的是，我國已進行的橋梁防撞研究中，還未見到針對拱橋的研究成果，研究者和設計人員可加大這方面的試驗和研究。

參考文獻

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作者簡介

魏彭林（1991-），男，山西霍州人，重慶交通大學，水利工程 研究生。