JT∕T 1414-2022 公路桥梁防船撞装置通用技术条件.pdf

目次前言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 分类、结构形式、规格与型号25 技术要求46 试验方法7附录 A(规范性附录) 防船撞装置的冲击模型试验9附录 B(资料性附录) 防船撞装置的数值模拟试验10JT/ T 14142022前言本标准按照 GB/ T 1. 12009 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本标准由全国交通工程(公路)设施标准化技术委员会(SAC/ TC 223)提出并归口。本标准起草单位:中交公路规划设计院有限公司、江苏博泓新材料科技有限公司、江苏宏远科技工程有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、招商局重庆交通科研设计院有限公司、西安中交土木科技有限公司、武汉中创桥梁防撞设施工程有限公司、武汉力拓桥科防撞设施有限公司、重庆交通大学、南京工业大学、宁波大学、安徽省交通勘察设计院有限公司、中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司、西安中交柏嘉科技发展有限公司、上海海洋钢结构研究所。本标准主要起草人:李文杰、冯清海、邬都、耿波、陈伟、蒋超、彭泽友、肖波、许明财、张锡祥、刘伟庆、王永刚、李建、王建强、张成兵、葛晶、汪江波、方海、蒋浩、葛胜锦、袁佩、王德松、赵彦龙、詹孙吉、潘晋、刘军、刘艳秋、李会驰。JT/ T 14142022公路桥梁防船撞装置通用技术条件1 范围本标准规定了公路桥梁防船撞装置的分类、结构形式、规格与型号,技术要求和试验方法。本标准适用于适航水域中公路桥梁使用的附着式防船撞装置。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/ T 228. 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法GB/ T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定GB/ T 531. 1 硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第 1 部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)GB/ T 533 硫化橡胶或热塑性橡胶 密度的测定GB/ T 700 碳素结构钢GB/ T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/ T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/ T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/ T 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/ T 1448 纤维增强塑料压缩性能试验方法GB/ T 1449 纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/ T 1450. 2 纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法GB/ T 1453 夹层结构或芯子平压性能试验方法GB/ T 1463 纤维增强塑料密度和相对密度试验方法GB/ T 1766 色漆和清漆 涂层老化的评级方法GB/ T 1771 色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定GB/ T 1865 色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露 滤过的氙弧辐射GB/ T 2567 树脂浇铸体性能试验方法GB/ T 3854 增强塑料巴柯尔硬度试验方法GB/ T 8810 硬质泡沫塑料吸水率的测定GB 8918 重要用途钢丝绳GB/ T 9286 色漆和清漆 漆膜的划格试验GB/ T 10007 硬质泡沫塑料 剪切强度试验方法GB/ T 14795 天然橡胶 术语GB 50205 钢结构工程施工质量验收标准GB 50608 纤维增强复合材料建设工程应用技术规范GB 50661 钢结构焊接规范1JT/ T 14142022HG/ T 3845 硬质橡胶 冲击强度的测定JB/ T 9389 非金属材料落锤式冲击试验机 技术条件JGJ 82 钢结构高强度螺栓连接技术规程JT/ T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JTG/ T 3360-02 公路桥梁抗撞设计规范中国船级社 钢质海船入级规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路桥梁防船撞装置 anti-vessel-collision devices for highway bridges附着于桥梁墩台,用于防止船舶直接碰撞桥梁墩台并在船桥碰撞时缓冲耗能、降低船撞力、兼具警示作用的装置。3.2消能元件 energy dissipation component由钢丝绳和橡胶保护层组成、具有拉压变形能力、用于耗散碰撞能量的柔性防撞圈。3.3耗能芯材 core material consumption填充于防船撞装置格构内部,用于耗散碰撞能量的材料。4 分类、结构形式、规格与型号4.1 分类4.1.1 按所用材料,公路桥梁防船撞装置(以下简称“防船撞装置”)分为:a) 钢质防船撞装置,由钢结构构成,代号为 S;b) 复合材料防船撞装置,由复合材料构成,代号为 C;c) 钢 + 复合材料防船撞装置,由钢结构和复合材料构成,代号为 SC;d) 钢 + 消能元件防船撞装置,由钢结构和消能元件构成,代号为 SD。4.1.2 按附着方式,防船撞装置分为:a) 整体固定式防船撞装置,代号为 IF;b) 分布固定式防船撞装置,代号为 DF;c) 浮动式防船撞装置,代号为 F。4.2 结构形式4.2.1 整体固定式防船撞装置结构示意见图 1。4.2.2 分布固定式防船撞装置结构示意见图 2。4.2.3 浮动式防船撞装置结构示意见图 3。4.3 规格按照 JTG/ T 3360-02 的规定,防船撞装置的规格按设防船撞力分为 10 级,见表 1。2JT/ T 14142022说明:1 外围件;5 固定式连接件;2 内围件;6 墩台;3 格构件;7 防船撞装置中心线;4 耗能芯材或消能元件;8 分段连接构造。图 1 整体固定式防船撞装置结构示意说明:1 外围件;5 格构件;2 内围件;6 耗能芯材;3 固定式连接件;7 防船撞装置中心线。4 墩台表面;图 2 分布固定式防船撞装置结构示意3JT/ T 14142022说明:1 外围件;5 浮动式连接件;2 内围件;6 墩台表面;3 格构件;7 防船撞装置中心线;4 耗能芯材或消能元件;8 分段连接构造。图 3 浮动式防船撞装置结构示意表 1 防船撞装置的规格规格设防船撞力(MN)12358102030501004.4 型号防船撞装置型号表示方法见图 4。图 4 防船撞装置型号表示方法示例 1:规格为级的浮动式钢质防船撞装置,表示为 S-F-。示例 2:规格为级的分布固定式复合材料防船撞装置,表示为 C-DF-。5 技术要求5.1 一般要求5.1.1 在正常设计、生产、安装、运营和养护条件下,防船撞装置的设计使用年限不应低于 15 年。4JT/ T 141420225.1.2 在设计使用年限内,浮动式防船撞装置应具备正常工作的能力,并满足下列要求:a) 其密水性应可靠,不得出现渗水;b) 随水位变化、沿桥墩上下浮动功能应可靠,不应出现浮动不畅,其顶面与水平面夹角不超过 2。5.2 外观5.2.1 防船撞装置的整体颜色应为交通警示色,表面光洁、分划整齐、色彩醒目,应设有清晰、牢固的警示标志,必要时宜设置水尺标志。5.2.2 防船撞装置的表面应完整、无裂缝,并满足下列要求:a) 钢结构不应有明显的脱落、凹痕、龟裂、划伤、污迹、分层、发白、皱皮、鼓泡、返锈等;焊缝应平直均匀,不应有缺陷;表面涂层无漏涂、平整光滑、颜色均匀一致;b) 复合材料无明显气泡,无杂质混入,无纤维外露,无裂纹、划痕、瑕疵及白化分层等缺陷。5.3 材料5.3.1 钢材钢板和型钢的化学成分和物理机械性能应符合 GB/ T 700 的规定。5.3.2 复合材料5.3.2.1 复合材料宜采用玻璃纤维增强制品、芳纶纤维增强制品,其基脂可采用乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、不饱和树脂等。5.3.2.2 复合材料的物理机械性能应符合表 2 的要求。表 2 复合材料的物理机械性能要求项 目复合材料防船撞装置外围件、内围件格构件钢 + 复合材料防船撞装置拉伸强度(MPa)300250300压缩强度(MPa)200150200弯曲强度(MPa)300250300剪切强度(MPa)504050拉伸模量(GPa)181816树脂浇铸体断裂伸长率(%)5. 05. 0吸水率(%)111巴氏硬度(HBa)4545455.3.3 其他材料5.3.3.1 高强度紧固螺栓应符合 JGJ 82 的规定,普通螺栓应符合 GB/ T 1228 和 GB/ T 1231 的规定。5.3.3.2 钢结构用焊接材料应与母材相匹配,并符合 GB 50661 的规定。5.3.3.3 钢结构的防腐油漆应采用低表面处理树脂漆。5.3.3.4 消能元件用柔性防撞圈宜按表 3 选用;其钢丝绳宜选用线接触钢芯无油钢丝绳,钢丝绳的技术要求应符合 GB 8918 的规定;其橡胶保护层宜采用天然橡胶,天然橡胶的技术要求应符合 GB/ T14795 的规定。5JT/ T 14142022表 3 柔性防撞圈的参数单位为毫米型 号外径内径外厚度内厚度橡胶保护层厚度400400200120421580080040023080305.3.3.5 耗能芯材宜采用聚氨酯闭孔泡沫,聚氨酯闭孔泡沫的物理机械性能应符合表 4 的要求。表 4 聚氨酯闭孔泡沫的物理机械性能要求项 目复合材料防船撞装置钢质、钢 + 复合材料、钢 + 消能元件防船撞装置吸水率(%) 2. 50 2. 50剪切强度(MPa) 0. 15 0. 05平压强度(MPa) 0. 15 0. 05平压弹性模量(MPa) 3. 005.3.3.6 防船撞装置的连接件宜采用柔性附着构件。5.4 工艺5.4.1 防船撞装置宜采用模块式构造,应在工厂制造、预拼。5.4.2 钢结构的成型、连接、焊接、涂装等制造工艺应符合钢质海船入级规范的规定。5.4.3 复合材料制品可采用手糊、模压、缠绕、拉挤、真空导入等基本成型工艺。5.4.4 防船撞装置尺寸误差应符合表 5 中的要求。表 5 结构外形尺寸误差要求项 目偏差值(mm)偏 差 率构件板厚钢材 0. 6复合材料 1. 0外形尺寸 10. 0-2% 3%平整度5. 0总体型长 20. 0-2% 4%型宽 10. 0-2% 4%型深 10. 0-2% 4%5.4.5 防船撞装置可分块运输至现场,在现场按图纸要求拼接安装,整体的校正固定应符合设计图要求。5.5 性能5.5.1 防船撞装置应具备降低防撞规格内船撞力的防护性能,其防护性能应符合表 6 的要求。6JT/ T 14142022表 6 防船撞装置的防护性能要求类 别附 着 方 式墩台船撞力降低率(%)钢质防船撞装置整体固定式15分布固定式浮动式15复合材料防船撞装置整体固定式20分布固定式15浮动式30钢 + 复合材料防船撞装置整体固定式15分布固定式10浮动式20钢 + 消能元件防撞装置整体固定式25分布固定式浮动式255.5.2 消能元件用柔性防撞圈的最大压缩位移不应小于其内径初始高度的 4/5,卸载恢复位移不应小于最大压缩位移的 80%。6 试验方法6.1 一般要求6.1.1 试验对象分为材料试件、构件试件和整体试件三类,其中整体试件或构件试件的试验条件应能反映防船撞装置的工作环境。6.1.2 浮动式防船撞装置水密舱的密水性宜采用充气试验的方法,并满足钢质海船入级规范的规定。 浮动式防船撞装置的顶面倾角采用水平尺下高差测算。6.2 外观外观采用目测方法和手感进行检测。6.3 材料6.3.1 钢板、型钢的物理机械性能检验应符合 GB/ T 228. 1 的规定。6.3.2 复合材料的物理机械性能检验应符合表 7 的要求。表 7 复合材料的物理机械性能试验要求项 目试 验 要 求拉伸强度、拉伸模量符合 GB/ T 1446、GB/ T 1447 的规定压缩强度符合 GB/ T 1446、GB/ T 1448 的规定弯曲强度符合 GB/ T 1446、GB/ T 1449 的规定7JT/ T 14142022表 7(续)项 目试 验 要 求剪切强度符合 GB/ T 1446、GB/ T 1450. 2 的规定树脂浇铸体断裂伸长率符合 GB/ T 2567 的规定吸水率符合 GB/ T 1463 的规定巴氏硬度符合 GB/ T 3854 的规定6.3.3 其他材料6.3.3.1高强度紧固螺栓性能检验应符合 JGJ 82 的规定,普通螺栓性能检验应符合 GB/ T 1228 和GB/ T 1231 的规定。6.3.3.2焊接材料的性能检验应符合 GB 50205 的规定,复验方法和复验结果应符合 GB 50661 的规定。6.3.3.3 防腐油漆入厂时应有质量保证书,并出具相应的产品合格证明。 性能检验应按 GB/ T 1766、GB/ T 1771、GB/ T 1865 的规定进行。6.3.3.4 防撞圈用钢丝绳性能检验应符合 GB 8918 的规定。6.3.3.5 防撞圈用橡胶防护层性能检验应符合 GB/ T 528、GB/ T 531. 1、GB/ T 533 的规定。6.3.3.6 耗能芯材入厂时应有质量保证书,并应出具相应的产品合格证明。 性能检验应按 GB/ T1453、GB/ T 8810 和 GB/ T 10007 规定的方法进行。6.4 工艺6.4.1 防船撞装置主体及相关部件的制造质量检验应符合 GB 50205、GB 50608 的规定。6.4.2 焊接工艺检验应符合 GB 50205 的规定。6.4.3 结构防腐涂装工艺检验应符合 JT/ T 722 的规定,附着力检验可按照 GB/ T 9286 中划格法的规定进行。6.4.4 尺寸采用相应精度的量具进行检测。6.5 性能6.5.1 用于防船撞装置防护性能评价的冲击模型试验应符合附录 A 的规定,数值模拟试验参见附录 B。6.5.2 消能元件用柔性防撞圈性能检验应采用 JB/ T 9389 规定的落锤机、按 HG/ T 38452008 的规定进行。8JT/ T 14142022附 录 A(规范性附录)防船撞装置的冲击模型试验A.1 试样防船撞装置防护性能试验宜采用整体试件进行。 如受试验设备能力限制时,经与用户协商可选用装配式构件试件进行试验。A.2 试验环境试验在常温下进行,试验场所应整洁,不应有影响检测的振动源。A.3 试验设备A.3.1 试验设备可采用冲击试验机。A.3.2 试验设备应具备采集加速度、位移的功能。A.3.3 试验设备应能提供不小于常规船舶运行的速度,碰撞速度偏差不宜超过 5%,碰撞角度偏差不宜超过 1. 5。A.3.4 试验落锤质量选取应充分反映实际构件变形情况。A.4 试验方法A.4.1 将防船撞装置使用压缩方向固定在试验机底板上。A.4.2 测量防船撞装置的初始几何尺寸。A.4.3 开动试验机,提升落锤至设计高度以满足规定的速度。A.4.4 在试样关键部位安装位移传感器、力传感器和加速度传感器等设备,以记录试验关键数据。A.4.5 松开锤头,进行冲击试验,数据采集系统自动记录锤头的加速度、底座反力以及压缩位移量试验结果。A.5 试验结果绘制力-位移曲线和加速度-时间曲线,取试样的平均值作为试验结果,平均值与单个试件结果的偏差不宜超过 5%。 按照力-位移曲线,采用桥墩船撞力峰值或撞深变形峰值作为墩台船撞力降低率。9JT/ T 14142022附 录 B(资料性附录)防船撞装置的数值模拟试验B.1 数值模拟试验应采用桥梁、防船撞装置和船舶的三维有限元模型,并设置合理的碰撞边界条件。B.2 船舶的撞击作用数值模型宜按 JTG/ T 3360-02 的规定,采用质点碰撞方法(图 B. 1)或强迫振动方法(图 B. 2)。说明:1 桥塔; 4 弹簧单元;2 承台;5 质量单元;3 桩基础;6 撞击力-撞深模型。图 B. 1 质点碰撞法数值模型说明:1 桥塔; 3 桩基础;2 承台;4 撞击力-时间模型。图 B. 2 强迫振动法数值模型B.3 防撞装置中消能元件和耗能芯材的数值模型,应根据必要的试验数据来确定。B.4 墩台船撞力降低率,应采用桥墩船撞力峰值和船舶撞深变形峰值为评价指标。01JT/ T 14142022