基于AIS数据的船桥碰撞风险分析文献综述
2020-04-24 09:38:32
1.1 国内外船撞桥事故综述及船撞桥事故总体趋势
我国船撞桥的事故频繁发生,武汉长江大桥自1957年建成以来已经发生了70多起船撞桥事故,黄石长江大桥仅1993, 1994两年时间就连续发生19起船撞桥事故,南京长江大桥自1968年建成通车以来,共发生大的碰撞事故28起,重庆白沙沱大桥仅1998-2005年,就发生过9起严重的船撞桥事故,造成了严重的经济损失和恶劣的政治影响。
国外统计资料表明,自1960-2002年,国外因船舶撞击而导致桥梁垮塌或严重破坏的事故达32起,平均每年约有一座大型桥梁因船舶撞击而倒毁或遭受严重破坏。为了深入研究船撞桥问题,1995年,国际航海协会常务会议PIANC第19工作组成立,该小组经过5年的努力,曾对发生在北欧、日本、美国、德国、英国、法国、比利时和荷兰的151起船撞桥事故进行过调查,建立了专门的国际桥梁船撞事故数据库。
船撞桥事故首先会带来巨大的经济损失,根据国际航海协会常务会议PIANC第19工作组的研究结果,自1960-1996年,损失超过10万美元的事故北美有22起,欧洲21起,其他地区8起。另据统计,仅1970-1974年间,美国内河上就发生了811起船撞桥事件,损失2300多万美元。
在世界范围内,船撞桥事故的发生率仍在呈不断上升的趋势。从不断发生的船撞桥事故我们也可以看出,无论我们采取何种措施,要想完全杜绝船撞桥事故的发生是不可能的,而且船撞桥事故不同于一般的交通事故,一旦发生通常是后果严重。且近年来随着我国道路交通和航运事业的发展,桥梁日益增多,船舶吨位日益增大,船舶航速也越来越快,这将给桥梁的安全带来新的问题。所有这些情况都在提醒我们,应该对船桥碰撞问题加以足够的重视,并积极采取相应对策,化解风险。
1.2 国内外船撞桥事故研究模型对比
目前应用较多的船桥碰撞概率计算模型有AASHTO规范模型、Larsen 模型、欧洲规范模型、KUNZI 模型。Larsen模型从现象学角度出发, 指出4类偏航情况可能是导致船撞桥事故发生的原因, 没有特别指定每类事故的分析方法。欧洲规范模型考虑了船舶在桥区的横向分布、所处位置对事故的影响以及单位航程事故率的变化,但由于在计算桥梁倒塌概率(后称PC)时缺乏较为合理的定量表达方式,因此还是一个理论上的表述。KUNZI模型和欧洲规范模型的计算思路基本相似, 其进一步明确了PC的计算方法, 但也只是针对船舶的单条航迹给出了碰撞概率的计算方法。
综合比较,发现AASHTO模型虽然是依照美国和欧洲的船舶碰撞资料统计而设计出来的,但因其思路清晰、方法完善、实用性强,是目前应用最为广泛的船桥碰撞概率模型,该规范将船撞桥事件视为风险事件,根据可接受风险的水平指导桥梁的防撞设计,已经形成了系统的思想。本文将以我国铜陵长江大桥为研究背景, 探讨AASHTO方法在我国航区船桥碰撞风险分析中的适用性。