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三峡库区特大跨拱桥防船撞安全保障关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    U443.26
  • 关键词:
  • 成果简介:
    主要技术内容: 重庆地处“一带一路”和长江经济带两大国家战略“Y形”连接点,是著名的“桥都”。三峡成库后重庆航运条件得到极大改善,但同时库区桥梁防船撞问题日益突出,给公路大动脉的交通安全与长江黄金水道的畅联畅通带来了极大的安全隐患。交通运输部专门召开会议研究三峡库区特大跨拱桥万州长江公路大桥的防船撞问题,足见库区防船撞问题之严峻。 针对拱形桥梁自身抗撞能力不足、防撞区域广的特点,首创了适应三峡库区大水位变幅的拱形自浮式水上升降防撞装置。由于该装置研发涉及多学科交叉,面临流固耦合条件下船撞过程的精确仿真、船撞防撞设施后船舶状态的相似性模拟、多种防撞设施运行特性及规律的定量评价、动水条件下大型管件精确对位与干施工环境营造等技术难点,开展了拱结构动载响应特性和消能原理评价技术、大水位变幅下防撞装置运行可靠性评价技术、拱形防撞带结构水上施工技术等研究工作,取得了一系列创新性成果,解决了大水位变幅下拱形桥梁防撞的世界性难题。 科技创新点: 首创适应大水位变幅的拱桥防撞装置,通过构建拱结构碰撞力学模型与流固耦合碰撞评价模型,实现了防撞设施抗撞能力计算和消能特性评价,为防撞设施结构设计提供了理论依据。 提出了基于等效刚度法的桥梁防撞设施船撞模拟试验方法,对船撞防撞装置后的航行状态及轨迹进行了精确模拟,探明了防撞设施浮态对船舶撞击后状态的影响规律,为防撞装置浮态设计及密闭舱室分布优化提供了科学理论依据。 提出了防撞设施大水位变幅下机构运行可靠性评价与强化试验方法,大大缩短了试验周期,筛选并优化了防撞设施随水位灵活升降的支承结构,确保了防撞设施安装后的可靠运行。 提出了动水条件下大型管件水下对位的浮态跟踪方法与自适应曲面移动技术,研发了水下干施工环境营造装置,解决了大型防撞带焊接施工、维护中的关键技术问题。 知识产权: 获国内外发明专利9项,实用新型专利4项,软件著作权1项。 应用推广和效益: 成功应用于万州长江公路大桥防撞设施工程,2016年7月3日成功拦截一次货船撞击,避免了船撞桥恶性事故的发生。经过三峡库区两个消落期检验,运行良好。避免了大桥拆除重建,节约重建成本16.4亿元。鉴于万州长江公路大桥防撞设施工程的巨大示范效应与成套技术成果的先进性,在重庆市交委的推动下,成果将陆续推广应用于三峡库区万宜铁路万州长江大桥、云阳双江大桥等十余座拱形桥梁防撞设施工程。
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