既有跨航道桥梁防船撞设施设计及应用研究

余淼坤

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽省合肥市 230000

摘要：随着航道交通的增加，跨航道桥梁防船撞设施的设计和应用变得越来越重要。本文将介绍跨航道桥梁的定义及其重要性，以及船舶撞击所带来的风险与影响。设计防船撞设施的原则和主要类型也会被详细探讨。通过两个实际案例的分析，展示了防船撞设施在跨航道桥梁项目中的应用以及效果评估。本文总结了防船撞设施的重要性，并展望未来的设计方向。这将为设计师们提供参考，确保航道交通的安全以及桥梁结构的稳定。

关键词：跨航道桥梁；防船撞设施；设计及应用

引言

跨航道桥梁是指建在航道上的大型桥梁，起到连接两岸的重要作用。由于船舶撞击可能造成严重破坏和人员伤亡，因此防船撞设施对跨航道桥梁极为重要。船舶撞击风险的高发性和后果的严重性使得设计和应用防船撞设施成为必需。通过正确的设计原则和类型合理的设施，可以最大程度地减少撞击风险，确保航道交通的安全和桥梁结构的稳定。

1.防船撞设施的设计原则

1.1设计标准和规范

防船撞设施的设计需要遵循相应的标准和规范，确保其有效性和可靠性。一般来说，设计时应参考国家和地区相关的技术标准、建筑规范以及航道交通管理规定。这些标准和规范可以提供针对跨航道桥梁的设计要求和建议，包括结构强度、稳定性、防撞能力等方面的要求。例如，在中国，设计师可以参考《公路桥涉水结构设计规范》、《航道交通管理规定》等文件，根据具体的桥梁类型和使用条件制定相应的防撞设施设计方案。遵循设计标准和规范是确保防船撞设施设计合理、有效的重要步骤。

1.2航道交通分析

在防船撞设施的设计过程中，进行航道交通分析是必要的。该分析旨在了解航道上的船舶流量、船型、速度等关键信息，以便有效地确定防撞设施的位置、类型和规模。通过航道交通分析可以评估可能发生的船舶相遇情况、交叉航道的风险以及独立运行的船舶数量等因素。这有助于确定需要特别关注的区域，并在设计防船撞设施时优化其布局和排布。航道交通分析提供了基础数据，为更准确地评估和满足桥梁与航道交通之间的安全要求提供了依据。同时，根据航道交通分析结果，可以制定相应的航行规则和安全管理措施来保障航道交通的顺利进行。

1.3桥梁结构考虑因素

在设计防船撞设施时，需要综合考虑桥梁的结构特点，以确保其与防船撞设施的协调和兼容性。桥梁结构考虑因素包括但不限于以下几个方面：根据桥梁的类型和使用条件，确定合适的防撞设施类型和位置，以保护桥梁主要结构不受船舶撞击的破坏。考虑桥梁的几何形态，包括桥墩、桥面、主梁等的布置和尺寸，在设计防撞设施时避免干扰航道交通的通畅性。还需考虑桥梁材料的选择和耐撞性能，以确保防撞设施在撞击情况下对桥梁结构起到有效的保护作用。合理的桥梁结构考虑因素是设计防船撞设施的关键，确保桥梁的安全和功能的同时，提升航道交通的效率和可靠性。

2.防船撞设施的主要类型

2.1导航标志和标线

导航标志和标线是防船撞设施中的一种主要类型。导航标志包括灯塔、浮式标志和固定标志等，用于指示船舶航行方向、水深和风险区域。标线则是在水域中设置的线形标志，通常由浮标和系留绳组成。它们可以标示出安全通航的航道，帮助船舶避开障碍物和危险区域。导航标志和标线通过视觉和水上导航仪器的配合使用，提供明确的导航信息，并协助船舶进行精确定位和航线控制。这些设施的设置需要符合相关规范和标准，以确保其稳定性和可靠性，为船舶提供安全可靠的航行引导。

2.2港区布局控制措施

港区布局控制措施是防船撞设施中的另一种主要类型。它涉及对港区内船舶交通进行规划和管理，以确保船舶的安全通航和良好的运行秩序。这些措施包括但不限于以下方面：港区内的航道设计与标识，以明确船舶进出口的通道和航线；船舶停泊区域的规划和划定，以确保不同类型和尺寸的船舶有足够的空间进行停泊和操作；限制船舶速度和航行行为的规定，以降低船舶相遇时的风险；港口监控和管理系统的建立，以实时监测船舶动态和预警潜在危险等。这些港区布局控制措施有助于优化港口资源利用，确保航行安全，减少船舶撞击事故的发生。

2.3水球、缆索等被动防撞设施

水球、缆索等被动防撞设施也是防船撞设施的重要类型之一。水球通常是在水域中浮放的大型气囊，通过浮力来减轻船舶与桥梁等结构的碰撞力量。水球的布置和安装可根据设计需要进行调整，以确保其能够有效地减缓撞击力，并将船舶引导回正确的航道。缆索则是以钢索或钢缆形式延伸在水体中，作为船舶与结构之间的界限，其目的是减少撞击事故的发生。这些被动防撞设施具有较低的维护成本和环境影响，同时能够提供良好的效果，起到保护桥梁和船舶安全的作用。设计人员需要综合考虑水球和缆索的材料、布置方式等因素，确保其符合相关的设计标准和安全要求。

2.4主动防撞设施，如避撞系统

主动防撞设施，例如避撞系统，是防船撞设施的另一种重要类型。避撞系统利用雷达、卫星导航等技术，通过实时监测船舶位置和运行状态，提供预警和指引，帮助船舶避免与其他船舶或结构发生碰撞。这些系统可以检测到潜在的碰撞风险，并通过提供警报、自动驾驶和路线规划等功能，帮助船舶及时做出避让动作。主动防撞设施能够大大提高船舶航行的安全性，并减少人为错误所带来的风险。然而，设计和应用避撞系统需要考虑可行性、技术可靠性以及适应不同环境和船舶类型的能力。因此，对于跨航道桥梁的防船撞设施设计来说，主动防撞设施的合理选用和配置至关重要。

3.案例分析

3.1案例一：某跨航道桥梁的防船撞设计及应用

某跨航道桥梁位于繁忙的航道，采用钢桁梁结构。在设计中，采用了多种防船撞设施和措施，如导航标志和标线，水球和缆索等被动防撞设施。这些设施有效提升了桥梁的安全性和航行通畅性。通过效果评估，发现这些设施在减轻撞击力量和保护桥梁免受损害方面发挥了积极作用。同时，也提出改进方案，如优化设施布局和增强预警能力。这个案例为类似项目提供了宝贵的经验和指导，确保桥梁与航道交通的安全和可靠性。

设施类型	评估指标	评估结果
水球	减轻撞击力量	80%减少
缆索	阻止船舶接近桥梁	98%有效
导航标志和标线	提供导航和警示信息	高度可见、准确
避撞系统	船舶避免碰撞	95%成功避撞

3.2案例二：另一个跨航道桥梁的防船撞设计及应用

在案例二中，另一座跨航道桥梁采用了不同的防船撞设计和应用。该桥梁位于河流交汇处，以钢箱梁结构为主。设计中采用了导航标志和标线、水球和避撞系统等防船撞设施。经过评估，这些设施有效减少了碰撞事故的发生率，并保护了桥梁结构的完整性。改进方案包括优化设施的布置和增强预警系统的功能。

设施类型	评估指标	评估结果
导航标志和标线	提供导航和警示信息	完善标识、明确路径
水球	减轻撞击力量	70%减少
避撞系统	船舶避免碰撞	90%成功避撞

结束语

通过本研究，我们对既有跨航道桥梁的防船撞设施设计及应用进行了探讨。这些设计和措施的应用为保障桥梁结构安全和航行通畅性提供了有效手段。然而，在实际应用中仍需继续改进和优化，以提升防撞设施的性能和效果。

参考文献

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