小談國內(nèi)復(fù)合橋梁防撞設(shè)施的不合理，廣州瀝心沙大橋橋面斷裂的思考

jimosea

近些年高速集團(tuán)和中交集團(tuán)很多橋梁都加裝了復(fù)合材料橋梁防撞設(shè)施，都是通過招標(biāo)來采購，國內(nèi)每年的這方面的招投標(biāo)大概有幾十個，每個項目少的也要幾百萬，這個橋梁復(fù)合防撞設(shè)備都價值不菲，每個都要按上百萬來預(yù)算，作為工廠，我不想說這種材料沒有用，畢竟實際應(yīng)用是檢驗?zāi)骋恍┰O(shè)備設(shè)施是否合理是否適用最好的途徑。

我只是就我目前了解和知道的來說明一下不合理。

哪里不合理呢，工廠不合理啊，我們這一行本來是做充氣橡膠護(hù)舷氣囊靠球等船舶防碰防撞等橡膠制品的，但是這幾年很多新起來的工廠和之前在這行業(yè)好多年的工廠都在參加復(fù)合橋梁防撞設(shè)備的生產(chǎn)制作和招投標(biāo)，有些甚至才是有幾個人的皮包工廠，這些中標(biāo)的復(fù)合橋梁防撞設(shè)施從中標(biāo)后車間生產(chǎn)制作到成品發(fā)貨，大多沒有經(jīng)過任何的工廠檢驗。去年很長一段時間我都在考慮，這些沒有經(jīng)過檢驗的復(fù)合橋梁防撞設(shè)施就這樣直接按裝在至關(guān)重要的大橋橋墩上，它對于橋墩的保護(hù)作用究竟有多大呢？

這不，很實際的應(yīng)用檢驗馬上來了。


2月22日5時30分左右，一艘集裝箱船空載從佛山南海開往廣州南沙途中，航經(jīng)洪奇瀝水道時觸碰瀝心沙大橋橋墩，致瀝心沙大橋橋面斷裂，事故原因和傷亡情況正在調(diào)查核實。


2023年刊發(fā)在期刊《橋梁建設(shè)》上的一篇論文稱，1992年建成的瀝心沙大橋雖曾經(jīng)維修加固，因該橋跨越的洪奇瀝水道航道等級由Ⅲ級提升至Ⅰ級，增加了橋墩受船舶撞擊的風(fēng)險，為提高該橋的防撞能力，擬對主橋16~19號墩采取防撞措施。

廣州南沙瀝心沙大橋被撞斷去年剛完成新型防撞裝置加裝，曾有論文分析瀝心沙橋抗撞性能

該論文提出一種新型固定式波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置（以下簡稱復(fù)合防撞裝置）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的護(hù)舷式裝置，稱該裝置可通過內(nèi)部波折鋼板和聚氨酯泡沫耗散能量，提高防撞裝置的耗能效率。論文稱，廣州瀝心沙大橋已于2023年4月完成波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置加裝工作。

該論文題為《廣州瀝心沙大橋復(fù)合防撞裝置抗撞性能分析》，作者單位為，中國鐵建華中區(qū)域總部蘇南指揮部。

論文介紹，瀝心沙大橋（洪奇瀝第二大橋）位于廣州市南沙區(qū)萬頃沙鎮(zhèn)，跨越洪奇瀝水道（航道等級為Ⅲ級)，是連接南沙經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)與三民島的主要通道。橋梁全長787m，橋?qū)?.8m，橋面設(shè)雙向2車道，無人行道。瀝心沙大橋1992年建成，原設(shè)計荷載等級為公路Ⅱ級，汽—20級、掛—100，建成后通行車輛較多。該橋于2009年經(jīng)維修加固，將橋梁荷載等級提高至城—A級荷載。該橋雖已進(jìn)行維修加固，但防撞能力仍然有限；同時根據(jù)《廣東省航道發(fā)展規(guī)劃(2020—2035年)》，將該橋跨越的洪奇瀝水道航道等級由Ⅲ級提升至Ⅰ級，增加了橋墩受船舶撞擊的風(fēng)險。

該論文以廣州瀝心沙大橋主橋18號墩為背景，采用LS-DYNA軟件對船舶撞擊下固定式波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置的耗能性能及防護(hù)性能進(jìn)行研究，得到以下結(jié)論：

（1）未設(shè)復(fù)合防撞裝置時，船艏正撞和斜撞橋墩承臺時，均會使橋梁產(chǎn)生較大響應(yīng)；設(shè)置復(fù)合防撞裝置后，橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)明顯減小，正撞時撞擊力峰值最大降幅為18.17%，斜撞時撞擊力峰值降幅為48.66%。

（2）復(fù)合防撞裝置的鋼面板是主要的耗能構(gòu)件，發(fā)揮了緩沖吸能作用；聚氨酯芯材和波折鋼板的耗能水平則受撞擊位置、撞擊深度等因素影響。實際應(yīng)用中可對結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步優(yōu)化，使聚氨酯芯材和波折鋼板能夠更好協(xié)同鋼面板進(jìn)行耗能。

（3）未設(shè)復(fù)合防撞裝置時，船艏和承臺發(fā)生嚴(yán)重破壞，船艏發(fā)生明顯的內(nèi)陷，承臺接觸位置處表面混凝土碎裂嚴(yán)重。設(shè)復(fù)合防撞裝置后，僅其迎撞面產(chǎn)生較大變形；復(fù)合防撞裝置通過自身變形，減緩船舶速度，僅船艏發(fā)生輕微變形，產(chǎn)生輕微擦傷，而承臺及橋墩未發(fā)生大的變形，混凝土保持完好。斜撞時，防撞裝置通過自身的變形有效改變了船舶的行駛方向，整體變形更小。

論文稱，廣州瀝心沙大橋已于2023年4月完成波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置加裝工作。由于船舶撞擊后僅復(fù)合防撞裝置的迎撞面產(chǎn)生較大變形，后期維修中僅需更換防撞裝置迎撞面，維護(hù)成本低；該復(fù)合防撞裝置可進(jìn)行模塊化生產(chǎn)，預(yù)制加工好后分塊運輸，在施工現(xiàn)場拼裝,安裝工藝簡單,并且后續(xù)運營、維護(hù)技術(shù)方便，維修費用較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和適用性，在實際工程項目中具有廣闊的應(yīng)用前景。


2021年10月廣東交通運輸部門再度發(fā)布《審核意見》，針對瀝心沙大橋?qū)嵤┩ê綐蛄悍雷材芰庸烫嵘こ獭?br />
洪奇瀝水道原先的航道等級為三級，主要通行船型為1000噸級，準(zhǔn)備升級到一級航道，通過能力3000噸級（但這也過不了“良輝688”）。

為了增強橋梁防撞性能，設(shè)計采用了一種由鋼面板、波折鋼板、聚氨酯芯材、GFRP防護(hù)層和方形橡膠墊塊組成的復(fù)合防撞裝置，厚度0.6-1米，尺寸為2.5米×3.0~4.0米，以此吸收并緩沖撞擊能量，保護(hù)橋墩安全。


通過上述防撞能力提升工程，旨在保障瀝心沙大橋結(jié)構(gòu)安全的同時，也把航道通行能力提升到確保通航安全及順暢。

根據(jù)2022年發(fā)布的相關(guān)通航水域水上水下施工作業(yè)許可證，該工程由湖南常德路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)進(jìn)行，有效期限自2022年2月1日至2022年8月31日，意味著半年多可完工。

但此后，廣州南沙海事處發(fā)布過兩次工程延期信息，依次延期至2023年3月15日、2023年8月31日。


2023年9月4日，廣東省交通運輸廳又一次發(fā)布公告，將作業(yè)有效期限延期至2024年8月31日，說明經(jīng)多次延期至今尚未完工。

據(jù)記者采訪，施工單位表示，該項目確實還在施工，曾經(jīng)因為涉及燃?xì)夤艿蓝Ｖ故┕?，?dǎo)致工期延誤。


但圖片顯示，主通航孔的兩個主墩已有裝有部分防撞裝置，但是被撞的副通航孔橋墩（邊墩，16、19號橋墩）只有一塊高4米的防護(hù)，低于船只干舷高度，沒有起到防護(hù)作用。


當(dāng)然，這么大的船就不該走這里，撞上了這塊防護(hù)難以承受。就是走錯航道了。