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山区河流桥梁防船撞装置研发及应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    U443.26
  • 关键词:
  • 成果简介:
    桥梁船撞问题已成为制约平安交通的关键因素之一。据国际船桥碰撞数据库统计,单次撞击事件经济损失曾超过2亿美元,死亡人数170人。我国8万余座通航桥梁随时面临类似威胁,如2007年广东九江大桥船撞事故造成桥毁、船沉、9人失踪的严重后果。就长江上游干线而言,年船舶流量达8万艘次(客船占8.5%,船舶吨位达8000t级,一旦船舶偏离航道撞击桥梁,撞击能量可达150MJ(相当于36kgTNT爆炸的能量),极易造成桥毁船沉的重大事件。受制于山区河流河道窄深、水位陡涨陡落、水流湍急等多因素,实现30m级水位变幅下船桥双重保护及运行控制,是山区河流桥梁防撞装置研发面临的世界难题。 依托国家自然科学基金、交通运输部科技计划等项目,团队历经8年的技术攻关,解决了山区河流桥梁防船撞装置研发的技术难题,取得以下发明成果: 发明点1:山区通航河流桥梁防船撞装置低损伤高消能技术。揭示了碰撞力与结构材料、尺度要素的关联关系,提出了防撞结构尺度计算及耗能单元配布方法,建立了弧形结构卸能、大位移做功和流固耦合振荡消能的低损伤高消能模型,首创了大水位变幅下拱桥“弧形水上升降式防撞装置”,发明了桥墩“可自动充排水超大伸缩量防撞浮套箱”等装置,实现了船桥双重保护。 发明点2:大水位变幅下防船撞装置运行保障技术。提出了山区河流桥梁防撞装置运行机构的强化试验方法,建立了大水位变幅下防撞装置运行可靠性评价模型,发明了拱桥防撞装置的弹性伸缩导向机构、桥墩防撞装置的重力式自适应伸缩机构,确保了恶劣条件下桥梁防撞装置的可靠运行,填补了国内外尚无防撞装置运行可靠性量化评价方法的空白。 发明点3:动水条件下大型防撞钢结构水上拼装工艺装备。提出了适用于山区河流桥梁防撞装置的水下干环境营造方法,研发了浮态跟踪和自适应曲面移动技术,发明了大型防撞钢结构半潜式焊接工艺装备,解决了动水条件下大型钢结构对位精度差、水上焊接附加应力大的难题。 相关成果获授权发明专利9项,其中国外专利2项;软件著作权1项;实用新型专利7项;发表论文20篇;主编地方标准1项;以周绪红、郑颖人院士任鉴定委员会正、副主任,交通运输部原总工周海涛、徐光等专家任委员的科技成果鉴定会,一致认为“该成果总体上达到国际领先水平”。 成果应用于万州长江公路大桥,设防标准达8000t级船舶,2016年7月3日成功拦截一次货船撞击,实现了船桥双重保护,避免了桥毁船沉事故,经三峡库区三个大水位变幅周期检验,运行可靠,节约重建经费16.4亿元。成果被交通运输部列为2014年交通运输科技十大重点推进方向,推广应用于云桂、兰渝、渝怀、郑万等交通干线20余座桥梁,保障了交通大动脉的安全运营。建立了国内首个山区河流桥梁防撞省部级研发平台-重庆市桥梁通航安全与防撞工程技术研究中心。成果解决了桥梁防撞装置研发中的难题,促进了行业技术进步,保障了交通运输安全,社会经济效益显著,具有广阔的推广应用前景。
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