桥梁主墩横向承载力分析
作者：仲南艳 秦学 赵眈崴
来源：《珠江水运》2019年第07期
摘 要：文章结合工程实例，从力学角度出发，利用有限元模型，一方面分析了在给定撞击力作用下的桥墩结构的稳定性；另一方面研究了桥墩基础在横向荷载作用下的内力响应，并与船舶撞击荷载计算值进行对比分析。通过研究为是否建设防撞设施提供了理论依据，文章的研究对深化桥梁防撞分析具有借鉴意义。
关键词：桥墩 撞击力 承载力
在江海河湖等的跨航桥梁工程中，对于内河限制性航道，《内河通航标准》（GB 50139-2014）和《运河通航标准》（JTS 180-2-2011）均规定，跨航桥梁应一跨过河；而对于水域较宽天然河流及大江大河，桥梁则难以一跨过河，往往需在水中设墩，否则桥梁造价将非常大，建造难度也非常大，会造成经济和社会成本的不必要浪费。但是，出于保障船舶通航和桥梁安全性角度考虑，对于水中设墩的跨航桥梁，一般均需设置防撞墩等防撞设施，以确保一旦发生船舶撞击事故，防撞墩将先被撞，且防撞墩一般均可承受限定范围内的船舶
横向撞击力而不被破坏，从而可确保桥梁自身不受到任何撞击而出现损坏。实际中，对于桥梁自身的结构恒载以及车辆、人行等引起的活载方面的纵向承载能力分析研究较多，而对于桥梁下部桩基、墩柱以及承台等结构的横向承载能力的研究则相对较少。文章结合工程实例，先是对桥梁自身的极限承载力与撞击力进行了比较研究，而后对既有撞击力作用下桥梁结构的稳定性分别进行了分析研究，以此进一步复核既有设计条件下桥梁的横向承载能力。文章研究可为今后深化桥梁的防撞分析提供一定的借鉴作用。
1.工程概况
浙江省河网密集，水道纵横，北部为内河限制性航道贯通成网，南部为天然河流，独立成线。曹娥江就是浙江省东中部地区一条天然河流，自南而北，由磐安经新昌、嵊州、上虞、柯桥，经绍兴三江口继续以下过曹娥江大闸最终注入杭州湾，干流全长约200公里。曹娥江江面相对宽阔，汛期和连续降雨则水流流速较快；非汛期等其他时间则水流相对平缓。曹娥江也是浙江省的内河骨干航道之一，更是绍兴地区货物外运的重要水运主通道，下游段已按天然四级航道建成，为更好发挥全线的航运效益，以进一步服务区域经济社会发展，上游段拟按天然四级航道标准进行整治。近期，航道梯级整治工程中包括新建5
00吨级船闸一座、一座二级公路桥及整治沿线的航道，以满足两岸交通沟通需求。桥梁所在位置江面宽阔，达400余米宽，主桥桥墩及部分引起桥墩均置于河道中，此处桥梁按照1000t级防撞标准设计，在主墩处设置了3个1000t级防撞墩。桥梁区域钻孔地质地质情况大体可分为粉土层、卵石层和中风化凝灰岩持力层，中风化凝灰岩埋深较深，在50～60m左右。
