小谈国内复合桥梁防撞设施的不合理,广州沥心沙大桥桥面断裂的思考
近些年高速集团和中交集团很多桥梁都加装了复合材料桥梁防撞设施,都是通过招标来采购,国内每年的这方面的招投标大概有几十个,每个项目少的也要几百万,这个桥梁复合防撞设备都价值不菲,每个都要按上百万来预算,作为工厂,我不想说这种材料没有用,毕竟实际应用是检验某一些设备设施是否合理是否适用最好的途径。我只是就我目前了解和知道的来说明一下不合理。
哪里不合理呢,工厂不合理啊,我们这一行本来是做充气橡胶护舷气囊靠球等船舶防碰防撞等橡胶制品的,但是这几年很多新起来的工厂和之前在这行业好多年的工厂都在参加复合桥梁防撞设备的生产制作和招投标,有些甚至才是有几个人的皮包工厂,这些中标的复合桥梁防撞设施从中标后车间生产制作到成品发货,大多没有经过任何的工厂检验。去年很长一段时间我都在考虑,这些没有经过检验的复合桥梁防撞设施就这样直接按装在至关重要的大桥桥墩上,它对于桥墩的保护作用究竟有多大呢?
这不,很实际的应用检验马上来了。
2月22日5时30分左右,一艘集装箱船空载从佛山南海开往广州南沙途中,航经洪奇沥水道时触碰沥心沙大桥桥墩,致沥心沙大桥桥面断裂,事故原因和伤亡情况正在调查核实。
2023年刊发在期刊《桥梁建设》上的一篇论文称,1992年建成的沥心沙大桥虽曾经维修加固,因该桥跨越的洪奇沥水道航道等级由Ⅲ级提升至Ⅰ级,增加了桥墩受船舶撞击的风险,为提高该桥的防撞能力,拟对主桥16~19号墩采取防撞措施。
广州南沙沥心沙大桥被撞断去年刚完成新型防撞装置加装,曾有论文分析沥心沙桥抗撞性能
该论文提出一种新型固定式波折钢板-钢覆复合防撞装置(以下简称复合防撞装置)代替传统的护舷式装置,称该装置可通过内部波折钢板和聚氨酯泡沫耗散能量,提高防撞装置的耗能效率。论文称,广州沥心沙大桥已于2023年4月完成波折钢板-钢覆复合防撞装置加装工作。
该论文题为《广州沥心沙大桥复合防撞装置抗撞性能分析》,作者单位为,中国铁建华中区域总部苏南指挥部。
论文介绍,沥心沙大桥(洪奇沥第二大桥)位于广州市南沙区万顷沙镇,跨越洪奇沥水道(航道等级为Ⅲ级),是连接南沙经济开发区与三民岛的主要通道。桥梁全长787m,桥宽9.8m,桥面设双向2车道,无人行道。沥心沙大桥1992年建成,原设计荷载等级为公路Ⅱ级,汽—20级、挂—100,建成后通行车辆较多。该桥于2009年经维修加固,将桥梁荷载等级提高至城—A级荷载。该桥虽已进行维修加固,但防撞能力仍然有限;同时根据《广东省航道发展规划(2020—2035年)》,将该桥跨越的洪奇沥水道航道等级由Ⅲ级提升至Ⅰ级,增加了桥墩受船舶撞击的风险。
该论文以广州沥心沙大桥主桥18号墩为背景,采用LS-DYNA软件对船舶撞击下固定式波折钢板-钢覆复合防撞装置的耗能性能及防护性能进行研究,得到以下结论:
(1)未设复合防撞装置时,船艏正撞和斜撞桥墩承台时,均会使桥梁产生较大响应;设置复合防撞装置后,桥梁结构响应明显减小,正撞时撞击力峰值最大降幅为18.17%,斜撞时撞击力峰值降幅为48.66%。
(2)复合防撞装置的钢面板是主要的耗能构件,发挥了缓冲吸能作用;聚氨酯芯材和波折钢板的耗能水平则受撞击位置、撞击深度等因素影响。实际应用中可对结构作进一步优化,使聚氨酯芯材和波折钢板能够更好协同钢面板进行耗能。
(3)未设复合防撞装置时,船艏和承台发生严重破坏,船艏发生明显的内陷,承台接触位置处表面混凝土碎裂严重。设复合防撞装置后,仅其迎撞面产生较大变形;复合防撞装置通过自身变形,减缓船舶速度,仅船艏发生轻微变形,产生轻微擦伤,而承台及桥墩未发生大的变形,混凝土保持完好。斜撞时,防撞装置通过自身的变形有效改变了船舶的行驶方向,整体变形更小。
论文称,广州沥心沙大桥已于2023年4月完成波折钢板-钢覆复合防撞装置加装工作。由于船舶撞击后仅复合防撞装置的迎撞面产生较大变形,后期维修中仅需更换防撞装置迎撞面,维护成本低;该复合防撞装置可进行模块化生产,预制加工好后分块运输,在施工现场拼装,安装工艺简单,并且后续运营、维护技术方便,维修费用较低,具有较好的经济性和适用性,在实际工程项目中具有广阔的应用前景。
2021年10月广东交通运输部门再度发布《审核意见》,针对沥心沙大桥实施通航桥梁防撞能力加固提升工程。
洪奇沥水道原先的航道等级为三级,主要通行船型为1000吨级,准备升级到一级航道,通过能力3000吨级(但这也过不了“良辉688”)。
为了增强桥梁防撞性能,设计采用了一种由钢面板、波折钢板、聚氨酯芯材、GFRP防护层和方形橡胶垫块组成的复合防撞装置,厚度0.6-1米,尺寸为2.5米×3.0~4.0米,以此吸收并缓冲撞击能量,保护桥墩安全。
通过上述防撞能力提升工程,旨在保障沥心沙大桥结构安全的同时,也把航道通行能力提升到确保通航安全及顺畅。
根据2022年发布的相关通航水域水上水下施工作业许可证,该工程由湖南常德路桥建设集团有限公司负责进行,有效期限自2022年2月1日至2022年8月31日,意味着半年多可完工。
但此后,广州南沙海事处发布过两次工程延期信息,依次延期至2023年3月15日、2023年8月31日。
2023年9月4日,广东省交通运输厅又一次发布公告,将作业有效期限延期至2024年8月31日,说明经多次延期至今尚未完工。
据记者采访,施工单位表示,该项目确实还在施工,曾经因为涉及燃气管道而停止施工,导致工期延误。
但图片显示,主通航孔的两个主墩已有装有部分防撞装置,但是被撞的副通航孔桥墩(边墩,16、19号桥墩)只有一块高4米的防护,低于船只干舷高度,没有起到防护作用。
当然,这么大的船就不该走这里,撞上了这块防护难以承受。就是走错航道了。
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