一墩受撞击 三墩共承担

■杭州湾跨海大桥北航道桥启动防撞升级改造 ■防撞能力由5000吨级提升至2万吨级

杭州湾跨海大桥防撞设施升级改造工程。(受访单位供图)

本报讯(记者金鹭 孙佳骏)杭州湾跨海大桥正迎来一场防撞能力的跃升,大桥防撞设施升级改造工程目前已拉开帷幕。记者昨日获悉,由宁波工程学院、宁波大学参与研发的延性拉杆保护装置——“X型钢铁纽带”,将使大桥北航道桥主墩的防撞能力由原设计的5000吨级提升至2万吨级,提升幅度达三倍。这一创新结构为国内外首次应用。

杭州湾跨海大桥自2008年通车以来,一直是我国重要的交通枢纽。其北航道桥主塔墩原设计防撞能力为5000吨级。随着航运业发展,提升防撞等级成为保障大桥安全运营的迫切需求。然而,传统加固方案通常采用庞大的防撞墩独立抵御撞击,不仅造价高昂、施工难度大,还会占用通航水域,对在役大桥的正常运营造成较大干扰。

针对这一难题,宁波高校提供的创新方案,是在已通车的大桥上增设延性保护装置。该装置的核心是每套系统中4条约20米长的特种拉杆,它们将主桥墩与两侧新建的独立防撞墩连接起来,形成三墩联动、共同受力的结构。

从设计图纸上看,这些拉杆在主墩两侧交叉布设,一端连接主墩,另一端分别连接两侧新建的防撞墩。当发生船舶撞击时,防撞墩外侧的柔性套箱先行缓冲,独立防撞墩承接主要冲击力,随后冲击力通过拉杆传递分散。宁波工程学院建交学院副院长王飞教授解释:“延性拉杆由特质钢材制成。当船舶撞击时,拉杆会有序拉长,使得主桥墩的受力控制在3300吨以内,不会继续上升。”

这一设计巧妙利用了主桥墩自身的抗撞能力,同时确保其荷载不超过安全承载范围,实现了“一墩受击、三墩共担”。在极端撞击情况下,拉杆会按设计路径拉伸变形甚至受控断开,通过局部构件的“牺牲”彻底泄掉剩余能量,确保大桥主墩毫发无损。事故后,仅需更换局部受损拉杆即可快速恢复防护功能,实现了“伤件不伤墩、换件不大修”,大幅降低了长期运维成本。

根据工程实施方案,本次防撞升级将在北航道桥B10、B11两座主墩上安装该系统,工程计划于2027年全面完工。