基于AASHTO模型算法的桥梁船撞风险分析

以乌龙江大桥为背景,将风险分析理论引用到该桥船撞问题的研究中,通过对该桥桥区航运发展现状及规划情况的调查,应用AASHTO模型计算出该桥2010年遭受船舶撞击的年概率为4.89×10-2次/年,年撞击倒塌概率为3.53×10-3次/年,根据AASHTO船撞桥风险接受准则,该风险是不可接受的,必须采取防船撞措施。提出船舶航行定线制、设置桥区航标、设置桥墩防撞装置、设置船舶交通管理系统VTS四条防撞措施建议,供相关部门参考借鉴。

基于AASHTO模型风险评价的内河旅游船主尺度论证

内河旅游观光船通常主尺度较小、重心较高、受风面积较大、稳性储备少、加之乘客数量多,如果发生船舶与桥梁相撞,容易产生翻船事故,酿成重大灾难性事件。为了提高船舶航行的安全性,降低船舶与桥梁碰撞发生灾难性事故的概率,在船舶设计阶段主尺度确定中引入风险评价论证方法是十分必要的。本文基于AASHTO模型,推导出定航线船舶营运期间碰撞桥梁的概率计算模型和灾害风险评价方法,并应用于清远北江客船船型的主尺度论证。

基于AASHTO模型的锚泊船舶走锚撞桥概率模型

为预测河道中锚泊船舶因风、流等环境因素影响发生走锚后撞击上下游桥梁的风险,基于AASHTO船桥碰撞模型,提出一种锚泊船舶走锚撞桥概率计算模型。该模型相比AASHTO模型,添加走锚概率、停船概率的概念,重新定义几何概率。根据桥梁安全风险事件发生概率的等级判断标准,设计走锚船舶撞桥概率计算与风险等级判断方法,利用该模型对某桥梁附近锚地船舶的走锚撞桥概率进行估算与等级判断。结果表明:该模型可用于预估实际工程中锚泊船舶走锚撞桥事件发生的概率,为工程决策提供参考。基于该模型提出可降低锚泊船舶走锚事件发生概率的相应措施,以保障船舶的安全。

基于改进AASHTO模型的动态船撞桥风险评估法

提出基于改进AASHOTO模型的动态船撞桥风险评估法。基于AASHTO模型,引入时间因素,根据桥区通航条件现状,统计适用于广东省的撞损桥墩分类船舶年通航量及未来船舶年通航密度;根据通航量和通航密度随时间的变化,计算动态的偏航概率、年撞击频率。综合考虑撞击力的方向、作用点、大小等对桥梁损伤的影响,结合LS—DYNA软件和ANSYS PDS,建立有限元模型,分析获得一次撞损概率。综合上述通航量、偏航概率、几何碰撞概率和一次撞损概率的计算结果,获得动态船撞桥风险概率。实桥算例表明,上述方法是可行的。通过上述方法,可计算船撞桥动态风险,为桥梁防撞决策提供依据。

AASHTO 2002无粘结材料层的回弹模量预测方法

在总结前期预测模型的基础上,AASHTO 2002设计指南建立了水—无粘结材料回弹模量预测模型。该模型作为强化综合气候模型(EICM)的重要组成部分,用来评价环境因素对公路长期性能的影响。10种公路长期性能研究(LTPP)试验路段的观测结果验证了这种预测模型的可靠性。研究结果也发现,回弹模量的季节性变化幅度(对于非霜冻影响的地区)一般是很小的,小于最初(最佳夯实)状态到平衡状态的变化幅度。介绍了无粘结材料层的长期回弹模量的计算方法,以期对我国高速公路设计与研究起到借鉴作用。

已有设防的连续刚构桥船撞风险评估分析

随着我国内河航运的快速发展,航道等级提升、船舶大型化趋势明显,跨航道桥梁船撞风险增大。为探究典型跨航道桥梁船撞风险,以某已设防的连续刚构大桥为算例,基于AASHTO规范模型,结合有限元分析软件和现行规范标准,对桥梁船撞风险进行了数值模拟计算和分析。结果表明:桥梁涉水桥墩在2000 t级代表船型碰撞下的撞损概率和风险较低,现有主墩防撞设计满足要求,船舶单次撞击4#辅桥墩的撞损率较高,主桥墩被撞击的风险评定为4D(高风险区),辅桥墩被撞击的风险评定为4C(高风险区),桥墩被撞损的风险评定为4A(低风险区),建议结合工程河段航运发展情况适时选择合适的防撞措施。

斜拉桥船撞风险分析

随着内河航道通航船舶吨位及密度的增加,船桥碰撞风险加剧,成为影响桥梁正常运行以及内河通航安全的关键因素之一。基于AASHTO模型,以长江某斜拉桥为例,采用Xtract软件和MIDAS全桥模型分别计算桥墩控制截面的极限弯矩和桥墩内力,分析确定桥梁桥墩抗力;采用现行规范、经验公式与有限元计算的方法确定桥区通航代表船型对桥墩的撞击力;运用AASHTO模型计算桥梁年撞击概率和年撞损概率,确定桥梁风险水平并提出合理化建议。结果表明:该桥梁主墩及辅墩的风险概率均在可接受范围内。

单箱双室箱梁有效翼缘宽度的取值研究

为了确定单箱双室箱梁有效翼缘宽度的取值,分别按照中国现有规范中对单箱单室箱梁以及美国AASHTO规范中对单箱多室箱梁有效翼缘宽度取值的规定,对箱梁的刚度进行折减并建立梁格模型。为了对比刚度折减精度,采用有机玻璃模型进行实测研究,建立基于实体单元的有限元数值模型。通过对比不同模型在集中荷载作用下的竖向变形和纵向应力可知,按中国规范刚度折减后的挠度值与试验值相对误差为-4.4%,按美国规范则为4.8%,按中国规范刚度折减后的梁格峰值应力与实体单元数值模拟值的相对误差为-25.0%,计算结果偏小;按美国规范则为-7.2%,在10%以内。当计算单箱双室箱梁的应力时,建议按美国AASHTO规范进行刚度折减。

黄花园大桥船桥碰撞风险分析及其多模态防撞技术构思

桥梁防撞技术研究可以为桥梁的设计和维护提供实用的理论依据和方案方法,笔者采集嘉陵江黄花园大桥的详细资料,以此为工程案例,采用ASSHTO模型计算并分析该大桥的船桥碰撞概率;在此基础上笔者设计了多模态的防撞技术体系以减小和规避船桥碰撞风险。

降雨天气下停车视距模型与安全限速分析

降雨导致交通事故频发。分析了降雨对能见度、道路摩擦系数等产生的影响,比较AASHTO,NCHRP停车视距模型,通过停车视距模型得到了不同水膜厚度,不同能见度下的安全限速值。在降雨天气下,对易发生交通事故的路段提出了可变限速控制,采用逐级限速的标准,使汽车从高速区即将驶入异常事故多发路段时之前可以有充分的时间和距离来降低车速,用来提高汽车在雨天行驶的安全性,可以有效避免交通事故的再次发生,提高高速公路对异常情况的应变能力。

船撞桥概率模型的比较与选用

目前,桥梁防船撞概率模型主要采用统计分析方法和数学模型方法,其中最具代表性的有:AASHTO模型、KUNZI模型、三概率参数积分路径模型(改进的KUNZI模型)。三概率参数积分路径模型由我国学者创立[1],系船撞桥概率模型近年来新的理论成果。现通过实际工程案例,具体分析了3种模型的优缺点,并提出相关的建议。

沥青路面结构设计方法综述

针对沥青路面结构设计方法进行调研,重点对AASHTO沥青路面设计法、壳牌(SHELL)设计法和我国沥青路面结构设计法进行深入分析,对沥青路面结构设计方法的形成及发展、各沥青路面设计方法的特点进行评述。

基于AIS数据的船桥碰撞概率评估方法研究

针对船桥碰撞风险评估中桥梁船撞概率计算问题,基于自动识别系统(AIS)数据获得桥梁船撞影响参数,以解决现有方法中没有考虑特定桥梁航区实际通航船信息的问题.基于AIS数据分析了航行船舶动态,获得了船舶位置、航速和偏航角等参数,分析了船舶交通流,并以实际的船舶交通流对AASHTO规范模型中的几何概率进行修正;基于内河流域水流变化规律对AASHTO规范模型中的偏航概率进行修正,对比分析了修正前后的结果差异.结果表明:AASHTO规范模型没有考虑通航船舶的实际航道和速度变化情况,会导致所计算的桥梁船撞概率结果误差较大;对于船舶航行情况复杂的桥区,有必要采用基于AIS数据获得的实际通航船舶信息来估计船舶在桥区的分布情况,以提高计算结果的准确性;对于水流流速变化达到3 m/s,流向角变化达到3°的流域,应考虑水流变化对碰撞概率的影响.