[發明專利]一種錨泊式自適應水位升降防船撞方法

在審

• 申請號: 202210055464.7
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114481959A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 吳俊;胥潤生;李曉飚;張緒進;舒岳階;周世良;陳亮;馬希欽;周遠航;馬御風
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;重慶西科水運工程咨詢中心
• 主分類號: E02B3/26
• 分類號: E02B3/26;E01D19/02
• 代理公司: 重慶遠恒專利代理事務所(普通合伙) 50248
• 代理人: 伍倫辰

本發明公開了一種錨泊式自適應水位升降防船撞方法，通過在待防護橋梁結構外側水域內間隔一定距離設置的浮箱實現對該橋梁結構的防撞，其特征在于，將浮箱和下方河床上的錨錠物活動連接，當浮箱受船舶撞擊力超過預設大小時，控制浮箱和錨錠物轉換為固定連接并通過拖曳下方錨錠物的方式進行消能防撞。本發明的防船撞方法兼具剛性和柔性特點，可以根據撞擊力度實現自適應調節，防撞效果好，具有獨立式防護、柔性防撞、精確定位、自動收放、造價較低等優點。

技術領域

本發明涉及橋墩安全防護技術領域，具體涉及一種錨泊式自適應水位升降防船撞方法。

背景技術

近年來，內河航運發展迅猛，船舶數量及噸位持續增長，船舶一旦偏離航道撞擊橋梁，撞擊能量巨大，極易造成橋毀船沉的重大事件，橋梁防船撞需求愈加突出。各種有關資料顯示，船舶撞擊己成為航道上橋梁倒塌的主要原因之一，橋梁防船撞問題已成為制約平安交通的關鍵因素，我國8萬余座跨通航河流橋梁隨時面臨類似威脅。

針對跨通航河流橋梁設置防撞設施，能夠避免船舶直接撞擊橋梁結構，減小傳遞至橋梁結構的船舶撞擊能量，從而有效降低橋墩損毀風險。由于近年來各種船撞橋事故屢見不鮮，交通運輸部高度重視船撞橋問題，對于船撞風險較大的橋梁，明確要求設置防撞設施。

現有防撞設施主要分為獨立式和附著式兩種結構型式。其中，附著式防撞設施是主要包括橡膠護舷與防撞浮箱，橡膠護舷僅可用于防船撞等級較低的橋梁，防撞浮箱可根據防撞等級進行靈活設計。由于附著式防撞設施與橋墩接觸，雖可對船舶撞擊力進行消能，但衰減后的船舶撞擊力仍會傳遞至橋梁結構，故對橋梁自身抗力有一定要求。此外，在山區河流大水位變幅條件下，防撞浮箱等附著式防撞設施截面適應能力弱，現代橋梁橋墩造型變化多樣，從傳統的圓截面、橢圓截面，到異形截面，再到異形變截面等，橋墩斷面形式越來越復雜，對防撞設施的適應性提出挑戰，現有防撞撞擊大多只能適應非變截面橋墩或截面變率較小的橋墩，如專利CN108842692A、CN112431120A、CN112921790A等，但是當水位變幅較大時，此類防撞設施將無法對異形變截面梁進行有效防撞。

獨立式防撞設施與橋梁結構不接觸，獨立于橋梁結構設置。常規獨立式防撞設施是指在橋梁結構設防區域周圍布置數根剛性的混凝土樁基，當出現船撞橋事故時，樁（群）會對撞擊橋墩的船舶進行攔截，并通過自身破壞吸收船舶的撞擊能量。該方法船撞力不會作用在橋梁結構上，對橋梁保護效果好，但該方法對自身結構及船舶損傷大、防撞區域小、土建工程投資大、工程周期長、防撞設施容易很快損毀且不易于更換與維修，且不適應水深較深的環境。現有獨立式防撞設施中，還有采用浮箱作為抗撞設施的方案，如專利CN105064284B，該專利提出了一種張力腿浮箱式橋墩防撞保護裝置，在橋墩周圍布置浮箱，浮箱的底部通過多個張力腿與水底錨固機構連接。這樣，船舶撞擊作用直接作用在浮箱上，不會作用在橋墩上。但是該專利中浮箱通過張力腿固定在水底錨固機構中，雖然張力腿比樁基具有一定柔性，但本質上仍然是類似基樁的防護方式，撞擊時容易導致自身結構以及船舶的損傷，浮箱壽命短，裝置的設備可調整性和適應性較差。為了適應水位變幅，需要通過設置在浮箱上的卷揚機調整纜繩的長度，通常情況下，野外橋區河段通常難以實現專用卷揚機供電，限制了該方法的應用。

另外CN102926355B曾公開了一種適應大水位變幅的獨立式區域性防撞裝置，這種裝置由防撞帶、防撞帶兩端的浮筒與導向井構成，由于浮筒受導向井的約束作用，防撞帶能夠適應水位自由升降，但是該方案需要在岸側設置導向井與防撞帶基槽，土建工程投資大，且長期運行中，防撞帶下部基槽、導向井底部均容易淤積，影響防撞帶的正常升降。

故通過分析現有獨立式防撞裝置的技術現狀可知，獨立式防撞裝置不僅需具備一定的防撞能力，而且需具備在水位變化條件下對防撞浮箱進行約束定位的能力，為此，如何提供一種更好地兼具剛性和柔性特點，并在水位變化條件下能夠實現自適應調節與定位的防撞方案，成為本領域技術人員有待進一步考慮解決的問題。

發明內容