FRP橋梁防撞浮箱內(nèi)襯柱殼動摩擦系數(shù)試驗分析

（重慶交通大學(xué)）

FRP橋梁防撞浮箱內(nèi)襯柱殼動摩擦系數(shù)試驗分析

張宏杰

（重慶交通大學(xué)）

近幾年來隨著水上航運業(yè)的快速發(fā)展和跨越繁忙航道上橋梁數(shù)量的迅速增多，國內(nèi)外橋梁船撞事故頻發(fā)，給社會經(jīng)濟、人員傷亡以及環(huán)境污染等方面造成了重大損失，因此橋梁船撞安全問題已引起設(shè)計者和社會公眾的廣泛關(guān)注。本文以橋墩FRP防撞浮箱為主題，測量其動摩擦系數(shù)，為更好地研究FRP防撞浮箱的效能效果提供理論依據(jù)。

橋墩 防撞 FRP浮箱 動摩擦系數(shù)

1、引言

為了減少船撞橋事故帶來的重大損失，橋梁設(shè)計工程師對已修建好的橋梁考慮了采用被動防護裝置（緩沖裝置）和保護系統(tǒng)。通過預(yù)防或改變船只沖擊荷載的方向來減少對橋墩的沖擊荷載，將其破壞程度減到最小，同時也減小船舶和防撞設(shè)施的破壞損失。世界上已投入使用的橋墩防護裝置種類繁多，各具特點。

2、實驗原理：

將兩個FRP內(nèi)襯柱殼水平重疊放置在地面上，將內(nèi)襯柱殼一端固定，另一端緩慢升高直到重疊在上方的內(nèi)襯柱殼滑動，停止升高內(nèi)襯柱殼。通過測定內(nèi)襯柱殼摩擦面與原水平面的夾角測定構(gòu)件的材料摩擦系數(shù)。

3、實驗設(shè)備：

（1）直尺（精度：1mm）

（2）豎直升高儀（量程：1m）

（3）其他輔助實驗設(shè)備

4、實驗方法：

FRP防撞浮箱模型結(jié)構(gòu)材料摩擦系數(shù)試驗，將兩個內(nèi)襯柱殼試件豎向重疊放置于水平地面上，固定下層柱殼試件的一端，然后使用豎直升高儀勻速緩慢提升試件的另一端，直至上層柱殼試件產(chǎn)生滑動，并記錄上層柱殼試件產(chǎn)生滑動時下層柱殼試件提升的高度。因兩柱殼試件接觸面的接觸形式有如下三種：兩光滑面相接觸、一光滑面與一接縫面相接觸、兩接縫面相接觸，故柱殼構(gòu)件材料摩擦系數(shù)試驗分別對這三種接觸形式進行試驗檢測。

表1 動摩擦因數(shù)

圖1 浮箱模型結(jié)構(gòu)柱殼構(gòu)件材料摩擦系數(shù)試驗方式

圖2 動摩擦數(shù)值

5、實驗結(jié)論

由表中試驗結(jié)果知，F(xiàn)RP浮箱模型結(jié)構(gòu)柱殼構(gòu)件材料摩擦系數(shù)，根據(jù)箱殼構(gòu)件由人工手糊工藝成型，故需要進行多次試驗，再取加權(quán)平均數(shù)得到FRP防撞浮箱的動摩擦因數(shù)為0.323。動摩擦因數(shù)的值對于FRP防撞浮箱的效能效果具有非常重要的意義，測出動摩擦因數(shù)就可以更加了解FRP材料的力學(xué)屬性。

[1]王君杰，耿波.橋梁船撞概率風(fēng)險評估與措施[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]項海帆.橋梁概念設(shè)計[M]. 人民交通出版社，2011-3：230-232.

[3]曹映泓，左智飛，羅林閣.湛江海灣大橋柔性吸能防撞裝置研究[J].中外公路，2006.26(5)：72-75.

[4]陳國虞，王禮立，黃德進.多個防撞圈在防撞裝置中的同期作用歷時之?dāng)?shù)值分析及試驗驗證[R].上海海洋鋼結(jié)構(gòu)研究所，2007-12-12

[5]林樹人. 東海大橋主通航孔通航條件模型試驗研究 [R].上海船舶運輸科學(xué)研究所，2003.

[6]鄭維鈺，楊黎明，董新龍.實船撞擊實驗防撞裝置的撞擊力分析[J]. 寧波大學(xué)學(xué)報（ 理工版），2012.4：99-102.

U45

B

1007-6344（2017）04-0059-01