点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:大桥也有“金钟罩”,再也不怕撞了!
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

大桥也有“金钟罩”,再也不怕撞了!

来源:蝌蚪五线谱2023-03-08 19:48

  近日,南京长江大桥穿上“防撞甲”的消息

  登上热搜

  看似稳固的大桥也需要防撞措施吗?

  “防撞甲”的原理是什么?

  南京长江大桥于1968年建成通车,是长江上第一座由中国自行设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁,在中国桥梁史和世界桥梁史上具有重要意义,是中国经济建设的重要成就、中国桥梁建设的重要里程碑,具有极大的经济意义、政治意义和战略意义,有“争气桥”之称。

  图源:南京发布

  然而,由于桥梁建设年代较早,随着近年来长江航行的各类船舶从数量和吨位上都在不断增加,航线也愈发密集,难免引起船桥碰撞,桥墩遭受船舶碰撞风险不断增大。

  如2013年5月12日, 一艘山东威海籍载有12539t石灰石的“鑫川8号”货船, 在下行准备通过南京长江大桥过程中, 突然大角度转向, 与六孔和七孔之间的桥墩发生碰擦, 并导致船体破损进水, 最终货船沉没。

  数据显示:每年因船舶撞击造成桥梁严重破坏甚至垮塌的重大事故都在发生,所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。很多船撞桥事故轻则损失数万元, 重则人员伤亡、损失以数百万、数千万甚至数十亿美元计, 大量的间接损失更是难以计算。

  阿肯色河桥船撞事故

  九江大桥船撞事故

  太阳埠大桥船撞事故

  金塘大桥船撞事故

  严重船撞事故现场图片

  为了避免或减小船桥碰撞带来的损失,防撞设施被增设在南京长江大桥的桥墩上就显得尤为必要。

  目前国内外桥墩防撞设施种类较多

  其基本原理是基于

  能量吸收、动量缓冲而设计的

  每种防撞设施都有其特点和使用条件

  具体来说

  国内外桥梁多采用人工岛

  群桩、橡胶护舷

  钢套箱等防撞结构

  减轻船桥碰撞的损失

  防撞设施

  人工岛防撞

  虽能避免船舶直接撞击桥墩,但占用了较多航道,造价高昂。

  群桩防撞

  能减少船舶对桥墩的损伤,但是造价高,且撞损后难以修复,船舶毁损严重。

  钢箱防撞

  一般安装在承台或桥墩周围,主要靠钢材的塑性变形和破损来吸收撞击能量,是国内使用非常广泛的一种防撞设施,但是其对船撞力削减幅度有限,自身刚度大对船舶损伤大,且需要定期维护。

  橡胶护舷防撞装置在港口和码头工程应用已比较普遍,安装方便,维护费用低,可重复使用,但是其吸收的碰撞能量少,难以抵御大尺寸船舶正向撞击。

  鉴于传统防撞设施存在的诸多弊端,采用新材料设计开发新型防撞系统迫在眉睫。

  近年来,针对传统材料的局限性,纤维增强树脂基复合材料(FRP)受到了极大重视,除了具有轻质高强、可设计性好以及耐腐蚀等优良性质外,还具有良好的吸能性。

  复合材料防撞设施可以有效减少碰撞对桥梁和船只的损伤,具有船-桥双向保护的显著优势。越来越多的跨江跨海大桥选择了这种先进的复合材料作为桥梁的防撞设施。

  武汉鹦鹉洲长江大桥

  以圆形截面复合材料防撞系统为例,其主要由复合材料外筒、内筒、内外筒之间的聚氨酯弹性粘结材料以及内筒内部填充的轻质摩擦颗粒材料组成。

  防撞系统的内、外筒为玻璃纤维增强乙烯基树脂复合材料, 具有良好的力学性能,可以承受来自船只撞击的巨大冲击力,并且具有耐海水腐蚀环境和免维护的优点。

  复合材料内外筒之间填充的聚氨酯弹性材料, 具有较高的抗剪和界面粘结性能, 缓冲能力较强;内筒填充的轻质摩擦颗粒材料可有效提高内筒刚度, 并能限制内外筒变形, 保证其不发生较大变形而导致破裂, 并通过摩擦挤压消耗大量撞击能量,能够有效缓和来自船只撞击产生的冲击。圆形截面环形外观设计可以让船尽早滑离而带走尽量多的剩余动能。

  因此,装上这样复合材料防撞设施的跨江跨海桥梁也就拥有了“金钟罩”。

  图片来源:央视新闻客户端、中国政府网

  南京发布、新浪微博、百度等。

  参考文献:

  [1]赵凡,方海,梁志雯,祝露,韩娟,王盛.纤维增强橡胶复合材料软体系统船撞吸能试验与模拟[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2022,54(02):184-190.DOI:10.15986/j.1006-7930.2022.02.004.

  [2]方海,王健,祝露,刘伟庆.武汉鹦鹉洲长江大桥中塔墩防船撞装置研究[J].桥梁建设,2020,50(01):20-25.

  [3]方海,邓向阳,邓成刚,王立新,刘伟庆,吴志敏.桥墩采用新型复合材料防撞设施技术研究[J].中外公路,2014,34(04):148-153.DOI:10.14048/j.issn.1671-2579.2014.04.037.

  [4]刘伟庆,方海,祝露,韩娟,吴志敏.船-桥碰撞力理论分析及复合材料防撞系统[J].东南大学学报(自然科学版),2013,43(05):1080-1086.

  END

  作者:杜天宇

  审核专家:周三峰 南京工业大学土木工程学院

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 西藏和平解放75周年丨高原逐绿电 西藏大力发展清洁能源

  • “两山”理念与美丽中国|杭州中小微水体治理的硬核实践

独家策划

推荐阅读
记者从农业农村部获悉,截至5月28日17时,各地已收夏粮小麦4897万亩、当日机收面积超过1000万亩,今年全国“三夏”大规模小麦机收全面展开。
2026-05-29 09:11
垦利10-2油田位于渤海南部海域,探明原油地质储量超1亿吨,是渤海湾盆地凹陷带浅层发现的首个亿吨级岩性油田。中国海油天津公司工程技术作业中心相关负责人介绍:“垦利10-2油田钻完井作业面临井型多、层系多、开发方式多等‘三多’难点。
2026-05-29 09:09
早上8时许,四川省南充市高坪区走马镇姜家祠村村民姜萧将孩子送到村委会“农忙托管班”。为解决农忙季小孩看护缺位问题,姜家祠村因地制宜开设季节性公益“农忙托管班”,为村内适龄儿童提供免费集中托管服务。
2026-05-29 09:06
中国卫星导航定位协会近日发布《2026中国北斗时空产业发展白皮书》。所谓“北斗时空产业”,是以北斗卫星导航系统为核心,深度融合遥感地理信息、移动通信等多种技术手段的综合性产业体系。
2026-05-29 09:02
据中国载人航天工程办公室消息,神舟二十一号和神舟二十三号航天员乘组于28日进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。
2026-05-29 08:52
  人工智能(AI)正以前所未有的速度重塑着教育形态。放眼全球,AI与教育深度融合已不是“未来时”,而是汹涌澎湃的“现在进行时”。在这场由硅基智慧引发的教育革命面前,世界各国都在“大显身手”,基于各自特有的文化背景、教育传统与国家发展战略定位,在“AI+教育”的实施路径上展现出“百花齐放”之势。
2026-05-28 02:10
  当前,我国科普阅读需求呈现出高意愿、高黏性、高集中度的特点。调研显示,成人科普图书核心读者以36岁以上成熟群体为主,占比达82%,女性读者占62%,绝大多数为本科学历以上,企业技术人员、教育科研工作者、都市职场人构成消费主力。超过六成读者每周阅读三次以上,近三分之一年均阅读10本以上,阅读稳定性显著高于其他大众图书。
2026-05-28 02:10
站在河北沧州南皮县乌马营镇徐和杨村的航丰家庭农场地头,放眼望去,成方连片的小麦已泛起嫩黄,一派“小满未满,将熟未熟”的景象。
2026-05-28 02:00
中国社会科学院考古研究所(中国历史研究院考古研究所)27日发布最新成果。2025年9月至今,考古研究所已出版考古报告13部,专著、学术资料、科普读物13部,图录、论文集、数据集8部,中英文顶级、权威期刊上的简报、论文30余篇,并积极建设实验室集刊平台。
2026-05-28 02:00
27日0时16分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十四号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-05-28 01:40
在提交毕业论文终稿的最后时刻,辽宁省某高校教育学专业研二学生宋耘(化名)还是选择了求助某“专门降论文AIGC(人工智能生成内容)率”的商家。
2026-05-28 01:40
中国卫星导航定位协会近日发布的《2026中国北斗时空产业发展白皮书》显示,2025年,北斗时空产业总产值达到13323亿元。北斗核心产品持续迭代升级,芯片、模组等基础产品小型化、低功耗、高精度水平不断提升,国内主流手机北斗定位精度持续优化,为产业规模化应用奠定了坚实的技术基础。
2026-05-27 09:36
5月27日0时16分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十四号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-05-27 09:26
“十五五”规划纲要提出,投资于物和投资于人紧密结合。
2026-05-27 03:00
大屏幕上的数字快速跳动。十几轮激烈竞逐后,最终定格在212.4万元,成交!这是日前记者在湖北碳排放权交易中心电子竞价大厅看到的一幕。
2026-05-27 03:10
检测AI率,目的是维护学术研究的严肃性公平性,督促学生遵守学术规范、产出原创成果。然而,在现实操作中,一系列困扰学生乃至老师、学校的问题接连显露。
2026-05-27 02:50
位于北京大兴区的长子营湿地公园,草木葱茏,水面澄澈,鸟鸣声清脆悦耳,勾勒出一幅生机盎然的生态画卷。
2026-05-26 09:24
我国虽然核电铀燃料对外依存度高,但钍资源储量丰富,目前探明钍储量位居世界第二。以钍作核燃料不仅符合我国资源禀赋,甚至可能改变未来全球能源格局。
2026-05-26 09:18
我国已累计发布1750项食品安全标准,涉及2万多个指标,覆盖340多种食品类别,持续完善科学严谨、好用管用的食品安全标准体系。
2026-05-26 09:11
入汛以来,全国平均降水量达110.1毫米,较常年同期偏多18.6%。从空间分布来看,我国南北方均出现降水量较常年同期明显偏多区域。
2026-05-26 09:11
加载更多