一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统

本发明属于桥梁防船舶碰撞，具体涉及一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统。

背景技术：

1、近几十年来，随着船舶运输的迅速增加和跨海桥梁数量的不断增多，船桥碰撞的潜在风险与事故发生概率持续攀升。船撞事故往往不仅造成桥梁墩柱、主梁的局部严重受损，其产生的巨大惯性冲击力更易引发上部结构的连续性破坏，其中最为致命便是落梁，特别是在顺桥向撞击中，由于桥梁在该方向的抗侧移刚度通常较弱，主梁极易从支座上滑落，从而导致整跨甚至多跨桥梁的垮塌，对公共安全构成极端威胁。

2、目前，传统防落梁措施主要为设置挡块、设置连梁装置等方式。这类措施本质上属于“刚性防护”理念，其设计原理主要依赖于材料自身的强度与结构刚度来抵御撞击。然而，在巨大的船撞力作用（特别是顺桥向冲击）下，此类措施存在明显的局限性。具体而言，挡块因其延性较差，在远超设计值的冲击下易发生脆性剪切破坏，从而瞬间丧失限位功能；而连梁装置（如拉索、连杆）则可能因冲击引起的过大变形或内力而率先屈服甚至断裂。传统措施仅依靠自身抗力抵御撞击荷载，难以高效耗散巨大的撞击能量，一旦撞击力超过临界阈值，防护体系便会失效，因而在极端船撞事故中，其难以可靠地防止落梁发生。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，以满足提高桥梁抗风险能力的需求。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，系统布置于相邻非通航桥墩的盖梁之间，整体形成墩间协同传力防撞结构，包括：预埋波纹管，设置于相邻非通航孔桥墩盖梁之间；纵向约束钢绞线，穿设于预埋波纹管内，两端分别伸出盖梁的外露端；锚垫板和锚具，固定于盖梁端部，并用于锚固纵向约束钢绞线；锥形锚具夹片，配合锚具使用，锥形锚具夹片楔入锚具的锥形内孔中并夹持纵向约束钢绞线，用于约束纵向约束钢绞线向内滑移；螺旋筋，设置于盖梁锚固区并环绕预埋波纹管外周，用于增强锚固区混凝土的局部抗压及抗劈裂能力。

4、本发明实施例提供一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，船舶撞击单侧桥墩时，纵向约束钢绞线可快速将撞击荷载传递至相邻桥墩，实现多墩协同受力，避免单墩内力、位移超限，降低桩基、墩身屈服破坏风险，提高桥梁抗风险能力。

5、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

1.一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，系统布置于相邻非通航桥墩的盖梁之间，整体形成墩间协同传力防撞结构，包括：

2.根据权利要求1所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，纵向约束钢绞线与预埋波纹管内壁之间设置有纵向滑动间隙或防腐润滑层，使纵向约束钢绞线相对于灌浆料及盖梁保持无粘结可滑动状态，系统还包括：

3.根据权利要求1或2所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，还包括第三传感监测单元，设置于桥梁上下游，用于监测来往船舶运行情况；

5.根据权利要求4所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，若轨迹与预设防撞区相交，则计算碰撞概率，包括：

6.根据权利要求5所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，预测各个运动模态的几何落点以及二维高斯分布协方差矩阵，包括：

7.根据权利要求6所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，加速度标准差和转向率标准差的获取，包括：

8.根据权利要求4所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，当第三传感监测单元监测到多艘船舶同时进入预设防撞区时，数据采集与处理控制器执行以下步骤：

9.根据权利要求6所述的一种附加墩间拉索的非通航孔桥墩协同防撞系统，其特征在于，数据采集与处理控制器还执行以下步骤：