橋梁主墩橫向承載力分析
作者：仲南艷 秦學 趙眈崴
來源：《珠江水運》2019年第07期
摘 要：文章結合工程實例，從力學角度出發，利用有限元模型，一方面分析了在給定撞擊力作用下的橋墩結構的穩定性；另一方面研究了橋墩基礎在橫向荷載作用下的內力響應，并與船舶撞擊荷載計算值進行對比分析。通過研究為是否建設防撞設施提供了理論依據，文章的研究對深化橋梁防撞分析具有借鑒意義。
關鍵詞：橋墩 撞擊力 承載力
在江海河湖等的跨航橋梁工程中，對于內河限制性航道，《內河通航標準》（GB 50139-2014）和《運河通航標準》（JTS 180-2-2011）均規定，跨航橋梁應一跨過河；而對于水域較寬天然河流及大江大河，橋梁則難以一跨過河，往往需在水中設墩，否則橋梁造價將非常大，建造難度也非常大，會造成經濟和社會成本的不必要浪費。但是，出于保障船舶通航和橋梁安全性角度考慮，對于水中設墩的跨航橋梁，一般均需設置防撞墩等防撞設施，以確保一旦發生船舶撞擊事故，防撞墩將先被撞，且防撞墩一般均可承受限定范圍內的船舶
橫向撞擊力而不被破壞，從而可確保橋梁自身不受到任何撞擊而出現損壞。實際中，對于橋梁自身的結構恒載以及車輛、人行等引起的活載方面的縱向承載能力分析研究較多，而對于橋梁下部樁基、墩柱以及承臺等結構的橫向承載能力的研究則相對較少。文章結合工程實例，先是對橋梁自身的極限承載力與撞擊力進行了比較研究，而后對既有撞擊力作用下橋梁結構的穩定性分別進行了分析研究，以此進一步復核既有設計條件下橋梁的橫向承載能力。文章研究可為今后深化橋梁的防撞分析提供一定的借鑒作用。
1.工程概況
浙江省河網密集，水道縱橫，北部為內河限制性航道貫通成網，南部為天然河流，獨立成線。曹娥江就是浙江省東中部地區一條天然河流，自南而北，由磐安經新昌、嵊州、上虞、柯橋，經紹興三江口繼續以下過曹娥江大閘最終注入杭州灣，干流全長約200公里。曹娥江江面相對寬闊，汛期和連續降雨則水流流速較快；非汛期等其他時間則水流相對平緩。曹娥江也是浙江省的內河骨干航道之一，更是紹興地區貨物外運的重要水運主通道，下游段已按天然四級航道建成，為更好發揮全線的航運效益，以進一步服務區域經濟社會發展，上游段擬按天然四級航道標準進行整治。近期，航道梯級整治工程中包括新建5
00噸級船閘一座、一座二級公路橋及整治沿線的航道，以滿足兩岸交通溝通需求。橋梁所在位置江面寬闊，達400余米寬，主橋橋墩及部分引起橋墩均置于河道中，此處橋梁按照1000t級防撞標準設計，在主墩處設置了3個1000t級防撞墩。橋梁區域鉆孔地質地質情況大體可分為粉土層、卵石層和中風化凝灰巖持力層，中風化凝灰巖埋深較深，在50～60m左右。
