橋梁船撞安全評估.pdf

1、本文對橋梁的船撞安全評估展開研究，以建立完善的橋梁船撞安全評估流程和合理的評估方法為目標(biāo)，在其基本框架體系、關(guān)鍵基礎(chǔ)問題和基本評估方法等方面開展了較為系統(tǒng)的研究工作，為橋梁船撞風(fēng)險水平的明確和橋梁的船撞設(shè)計提供支持。主要開展的研究工作如下： (1)在對目前國內(nèi)外船撞橋研究和風(fēng)險應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將風(fēng)險的思想引入我國的橋梁船撞安全評估中，建立了橋梁船撞安全評估系統(tǒng)的總體框架，主要包括五個部分：橋梁船撞安全評估數(shù)據(jù)庫、橋梁船撞安全評估模

2、塊、橋梁船撞風(fēng)險準(zhǔn)則、主動防撞方案和被動防撞方案，并闡明了它們之間的關(guān)系。 (2)針對橋梁船撞安全評估所需的各類紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)，首次開展了橋梁船撞安全評估數(shù)據(jù)庫的建庫工作，明確了數(shù)據(jù)庫的基本功能以及建庫內(nèi)容，初步給出了所包含的七個子庫的信息編碼與內(nèi)容。建庫內(nèi)容主要包括橋梁基本信息、橋梁通航信息、通航船舶信息、橋梁自然環(huán)境信息、船撞橋事故信息、主動防撞信息和被動防撞信息。 (3)對橋梁船撞概率的計算模型進行了深入研究。在對

3、比分析目前國內(nèi)外現(xiàn)有模型和深入研究KUNZI模型的基礎(chǔ)上，提出了改進的KUNZI模型，解決了KUNZI模型中不能考慮船舶過橋時橫向(幾何)分布的缺點，該模型也適用于我國目前橋梁船撞資料較為缺乏的狀況；對模型中的各類參數(shù)進行了敏感性分析，并采用工程實例驗證了該模型的合理性；以三峽庫區(qū)三座跨江大橋為依托，詳細說明了該模型中所含模型參數(shù)的收集過程，得到了部分模型參數(shù)的概率模型，船舶的橫向(幾何)分布為正態(tài)分布，船舶的偏航角為正態(tài)分布或極值Ⅰ型

4、分布，并給出了三峽庫區(qū)模型參數(shù)的建議值；并初步探討了助航措施對橋梁船撞概率的修正系數(shù)。 (4)對橋梁遭受船舶撞擊后安全狀態(tài)的概率評估方法進行了研究。引入了結(jié)構(gòu)可靠度的計算理論，通過采用Monte-Carlo方法分別研究船撞力荷載的概率分布、結(jié)構(gòu)響應(yīng)的概率分布和結(jié)構(gòu)抗力的概率分布，提出了基于結(jié)構(gòu)可靠度計算的橋梁船撞安全狀態(tài)概率評估方法，并初步給出了橋梁下部結(jié)構(gòu)船撞可靠度計算的簡化方法；通過研究，撞擊噸位采用均勻分布、撞擊速度采用正

5、態(tài)分布、撞擊角度采用極值Ⅰ型分布時的船撞力服從正態(tài)分布，樁土作用采用p-y曲線時非線性結(jié)構(gòu)體系的彎矩和剪力響應(yīng)服從正態(tài)分布，構(gòu)件截面的屈服抗彎能力和抗剪能力也服從正態(tài)分布；并初步探討了被動防撞系統(tǒng)對船撞力的修正系數(shù)。 (5)對橋梁船撞的風(fēng)險接受準(zhǔn)則進行了研究。在對比和研究國內(nèi)外橋梁船撞相關(guān)規(guī)范、各行業(yè)的風(fēng)險水平、各類自然災(zāi)害的風(fēng)險水平和我國現(xiàn)有事故的基礎(chǔ)上，初步建議了我國個人風(fēng)險的可接受水平取為1.5×10<'-5>，我國社會風(fēng)

6、險10人死亡的可接受風(fēng)險水平取為10<'-4>，100人死亡的可接受風(fēng)險水平約為10<'-6>，并提出了環(huán)境風(fēng)險的定性評價思路和最優(yōu)費用準(zhǔn)則的使用方法。在此基礎(chǔ)上，提出了我國橋梁船撞倒塌風(fēng)險的等級評價標(biāo)準(zhǔn)，將橋梁的年倒塌頻率大于10<'-3>定為高風(fēng)險，100<'-3>×10<'-5>為中等風(fēng)險，5×10<'-5>～5×10<'-7>為低風(fēng)險，小于5×10<'-7>為可忽略風(fēng)險，并建議了初步的風(fēng)險處置對策。 (6)工程實例分析。