桥梁复合材料防撞装置技术规程

DB36-2022-3-10

桥梁复合材料防撞装置技术规程

1范围

本规程规定了桥梁复合材料防船撞装置的材料、分类、结构形式、技术要求、桥梁抗船撞设防目标、

设计基本要求、施工技术、验收、养护与维修等。

本规程适用于跨越赣江或信江的特大桥桥墩附着式防船撞装置。国内跨其它河流桥梁可参考本规范

执行。

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，仅所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/T244金属管弯曲试验方法

GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

GB/T528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定

GB/T531.1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/T533硫化橡胶或热塑性橡胶密度的测定

GB/T700碳素结构钢

GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓

GB/T1231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/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则

GB/T1447纤维增强塑料拉伸性能试验方法

GB/T1448纤维增强塑料压缩性能试验方法

GB/T1449纤维增强塑料弯曲性能试验方法

GB/T1450.2纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法

GB/T1766色漆和清漆涂层老化的评级方法

GB/T1771色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定

GB/T1865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/T2567树脂浇铸体性能试验方法

GB/T7314金属材料室温压缩试验方法

GB/T7689.5增强材料机织物试验方法第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定

GB/T8918重要用途钢丝绳

GB/T8924纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法

GB/T9286色漆和清漆漆膜的划格试验

GB/T14795天然橡胶术语

GB/T24148.4塑料不饱和聚酯树脂(UP-R)第4部分：粘度的测定

GB50205钢结构结构施工质量验收规范

GB50608纤维增强复合材料建设工程应用技术规范

GB50661钢结构焊接规范

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CCS钢质海船入级规范

HG/T3845硬质橡胶冲击强度的测定

JB/T9389非金属材料落锤式冲击试验机技术条件

JC/T170E玻璃纤维布

JGJ82钢结构高强度螺栓连接技术规程

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

GB/T3857玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法

GB/T14207夹层结构或芯子吸水性试验方法

GB50139内河通航标准

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

桥梁防船撞装置anti-vessel-collisiondevicesforbridges

附着于桥梁墩台上，防止船舶直接碰撞桥梁墩台并在碰撞时缓冲耗能、降低碰撞力且兼具交通警示

作用的装置。

3.2

消能元件energydissipationcomponent

具有延长碰撞时间、耗散碰撞能量和降低碰撞力的缓冲元件。

3.3

耗能芯材corematerialconsumption

填充于防船撞装置内部，用于耗散碰撞能量的材料。

3.4

复合材料防船撞装置compositematerialanti-vessel-collisiondevice

由复合材料构成的防船撞装置。

3.5

柔性防撞圈flexibleanti-collisionelement

连接内外钢围的部件，具有拉压大变形能力，起缓冲和黏性消能作用。

3.6

浮动式防船撞装置flexibleanti-vessel-collisiondeviceforbridgepier

附着在桥墩周围，且能随水位变化上下浮动的防船撞装置。

3.7

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固定式防船撞装置fixedanti-vessel-collisiondeviceforbridgepier

固定在桥墩周围的防船撞装置。

4材料、分类及结构形式

4.1材料

采用复合材料防船撞装置。

4.2分类

按附着方式分为：a）固定式防船撞装置；b）浮动式防船撞装置。

4.3结构形式

采用尖端斜面分力防撞装置，即当船舶与防撞装置碰撞时被其拨开，船艏沿着防撞装置的侧面运动，

使船舶保留大量动能；这种方法能够有效地避免船舶直接与桥墩碰撞，减少船舶动能的耗散，同时降低

桥墩对动能的吸收，从而保护船舶和桥墩。

图1防撞装置平面图

5技术要求

5.1一般规定

5.1.1防船撞装置结构形式的选择应综合考虑桥墩自身抗撞能力、桥墩位置、桥墩外形、水流情况、

设防代表船型、碰撞速度及角度等。

5.1.2防船撞装置防撞等级分为8级，即1000kN、2000kN、3000kN、5000kN、8000kN、10000kN、20000kN、

30000kN。防船撞装置在其防撞等级内，应具备将传给桥墩的船撞力降低到桥墩抗撞能力以下的功能。

5.1.3防船撞装置应满足桥梁使用功能和通航要求。

5.1.4防船撞装置应便于日常检测养护、维修及更换。

5.2复合材料防船撞装置技术要求

5.2.1外观应符合下列要求：

1）表面应平整、光洁、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，边缘齐整。

2）连接件应紧固，无松动、无锈蚀、无裂纹。

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3）警示颜色醒目、色泽均匀。

4）标志清晰、牢固。

5.2.2物理性能应符合下列要求：

1）复合材料物理性能应满足表1的规定。

表1复合材料物理力学性能要求

性能要求

性能指标

单元箱箱壳构件单元箱内装柱壳构件单元箱内衬圆弧板构件

拉伸强度，MPa≥300≥300≥250

压缩强度，MPa≥200≥200≥150

弯曲强度，MPa≥300≥300≥250

剪切强度，MPa≥50.0≥50.0≥40.0

断裂伸长率≥6.0≥6.0≥5.0

2)耗能芯材采用聚氨酯闭孔材料时，其物理力学性能应满足表2的规定。

表2聚氨酯物理力学性能要求

性能指标性能指标

密度（kg/m3）≥25闭孔率(%)≥92

剪切强度(MPa)≥0.15压缩模量(MPa)≥6

压缩强度(MPa)≥0.15吸水率(%)≤2.5

3）外壳涂装应满足表3的规定。

表3外壳涂装参数表

结构部位涂装体系设计值

表面净化处理无油、干燥

环氧封闭漆25μm

外表面

聚氨酯面漆60μm

总干膜厚度（涂层）≥85μm

5.2.3复合材料防船撞装置规格尺寸的允许偏差应符合表4的要求：

表4复合材料防船撞装置尺寸允许偏差

形状尺寸外形尺寸（长、宽、高）节段厚度复合材料板厚t

-2%≤偏差率≤4%，且-2%≤偏差率≤3%，且

允许偏差±0.5mm

总偏差值≤50mm总偏差值≤20mm

5.2.4复合材料防船撞装置加工和装配工艺应符合下列要求：

1）复合材料防船撞装置可采用手糊、模压、缠绕、拉挤、真空导入等基本成型工艺。

2）浮动式复合材料防船撞装置宜采用分块加工，厂内预拼。

3）装配组件应符合设计要求，装配应牢固可靠。

4)构件安装时，不同侧结构构件宜对准安装，普通构件安装误差应不大于4.0mm；重要构件安装误

差应不大于2.0mm。

6桥梁抗船撞设防目标

6.1桥梁船撞重要性分类

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Ⅰ类：为社会安全机构、消防机构、公共卫生机构、应急救援机构等应对紧急情况提供关键运输路

线的桥梁；连接国家级枢纽交通和通信设施、资源和能源供应基地的桥梁；连接重要军事设施的桥梁；

高速公路、城市快速路的桥梁。

Ⅱ类：除Ⅰ类、Ⅲ类以外的桥梁。

Ⅲ类：承担的车辆和人员交通量稀少且周围无关键安全和社会功能节点需要通过其进行连接的省级

以下地区性桥梁。

6.2桥梁抗船撞设防水准

1)船撞作用设防水准应按表5的规定取用。

表5船撞作用设防水准划分

船撞作用设防水准失效概率

L11×10-3

L21×10-4

2)桥梁船撞作用使用功能状态

桥梁船撞作用使用功能状态按表6划分为四个等级。

表6桥梁船撞性能等级

结构性能等级性能描述构件性能等级

结构构件的安全性能完全保持，即其承载能力和通行

P1构件、基础和支座的性能等

能力没有降低，但因局部损伤（如保护层混凝土剥落）

（长期功能降低）级要求为1。

影响桥梁的耐久性，需要进行耐久性的补修。

结构主要构件受到轻微损伤，即其承载能力和通行能基础的性能等级为1；构件

P2

力轻微降低，损伤易于修复，且修复后功能可以得到的性能等级要求为2；支座

（轻微安全功能丧失）

完全恢复。的性能等级为1。

结构主要构件受到一定程度的损伤，即其承载能力和

基础的性能等级为2；构件

P3通行能力一定程度降低，当限制交通荷载和通行能力

的性能等级要求为3；支座

（部分安全功能丧失）时，仍可以使用，可以提供紧急通行功能。损伤可以

的性能等级为1。

修复，且修复后功能可以得到恢复。

基础的性能等级为3；构件

P4结构接近倒塌或出现倒塌，承载能力和通行能力完全

的性能等级要求为4；支座

（安全功能完全丧失）丧失。

的性能等级为2。

3)桥梁抗船撞设防目标

桥梁抗船撞的设防目标按表7划分为A类、B类、C类三个等级。

表7桥梁抗船撞设防目标

设防目标

防船撞设防类别

L1船撞作用L2船撞作用

A类桥梁可产生不影响结构整体性能的局部损伤，正常交可发生易于修复的损伤（中等）

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通不受影响（轻）

桥梁可产生不影响结构整体性能的局部损伤，正常不

B类可发生较严重的损伤，不发生整体倒塌（重）

受影响（轻）

C类可发生易于修复的损伤（中等）可发生较严重的损伤，不发生整体倒塌（重）

7设计基本要求

7.1设计目的

在船桥碰撞发生时，防撞设施可通过缓冲削减撞击力，卸载撞击能量。

7.2一般规定

1）复合材料防船撞装置在其防撞等级内，应具备将传给桥墩的船撞力降低到预定范围内的能力，复

合材料防撞装置的适应范围1000～30000kN。

2）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20年。

3）防船撞装置的制造应综合考虑桥墩自身的抗撞能力、桥墩位置、桥墩外形、水流速度与流向、水

位变化、代表船型、碰撞角度及速度等因素。

4）在发生船撞事故时，应能发挥整体防撞性能。

5）防船撞装置的比选应综合考虑适用性、耐腐蚀性、耐久性、维护性、可修复性和经济性等因素。

6）抗船撞设计原则应根据新建桥梁重要性、通航环境、气象水文条件和所处阶段等因素综合确定。

7.3性能要求

7.3.1防船撞装置元件性能指标应符合下列规定：

1）内、外钢玻璃纤维单位面积承载力不小于500kN/m2；

2）柔性防撞圈元件最大压缩位移不应小于柔性防撞元件高度的1/2，卸载恢复位移不应小于最大压

缩位移的80%；

7.3.2防船撞装置构件性能指标应符合下列规定：

1）构件抗冲击性能应满足其相应的防撞等级要求；

2）浮动式构件应具备可靠的密水性，并满足表8的吃水深度要求。

7.3.3复合材料防船撞装置抗撞性能应符合表8的规定。

表8复合材料防船撞装置抗撞性能要求

类别附着方式降低船撞力自浮性

1）内河船防撞：吃水深度≤0.8×型深

浮动≥35%2）顶面倾斜后与水平面夹角≤2°

复合材料防船撞装置

3）淹没深度范围渗水率为0

固定≥20%------

7.4设计要求

1）防船撞装置的设计、建设应与桥梁主体结构同期开展。

2）防撞装置应尽量采用模块式设计，便于后续维修与更换。

3）防船撞装置与桥墩表面应通过柔性构件接触。

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4）防船撞装置数值模拟试验应对桥梁、防船撞装置和船舶进行三维有限元建模，并对碰撞边界条

件进行合理模拟。

5）防船撞装置采用消能元件时，应对消能元件进行必要的性能试验，并将其性能曲线作为计算依

据。

6）防船撞装置降低的桥墩船撞力及船舶撞损破坏，应以桥墩船撞力峰值和船舶撞深变形峰值为基

准进行比较。

7.5使用要求

1）防船撞装置在未受船撞的条件下，应具备长期正常工作的能力。在设计使用年限内，不应产生

故障而降低防撞效果。

2）浮动式防船撞装置应能随水位变化而沿桥墩上下滑动，不应出现滑动不畅现象。浮态应为正浮，

不应有较大倾斜。

3）防船撞装置应满足桥梁使用功能和通航要求，且不影响河段或海域的行洪。

4）公路桥梁防船撞装置应便于日常检测、养护及更换。

8施工技术

8.1一般规定

8.1.1防船撞装置的安装应按照使用说明书进行，安装过程中应避免损坏。

8.2施工前准备

8.2.1防船撞装置进场验收应符合下列规定：

1）质量控制资料和文件应完整。

2）外观质量应符合本规程相关要求。

8.2.2安装前应编制专项施工方案，并对施工人员进行安全、技术交底。

8.2.3安装前应对桥墩（台）外形尺寸及高程进行复测。

8.3施工要点

8.3.1整体式防船撞装置在安装前应进行分段拼装。

8.3.2防撞设施的体积较大，应寻找起吊平衡点，使之能顺畅就位。

8.3.3宜采用柔性吊带起吊安装，避免局部受力。

8.3.4浮运时应保证装置的平稳性。

8.3.5新建桥梁设置固定防船撞装置时，应设置预埋件，其安装应符合设计要求。

8.3.6在定位时，应预留相应的正公差，使之能安全地连接紧固。

8.3.7在役桥梁增设防船撞装置时，植筋应按表9的规定进行。

表9植筋要求

检查项目允许偏差检查项目允许偏差

植筋孔直径（mm）+3，0植筋孔位偏差（mm）10

植筋孔深度（mm）+10，0抗拔力（kN）不小于设计值

钻孔垂直度（°）≤3

8.3.8采用吊车吊装防撞设施构件，逐个安装到位，拧紧螺栓。

8.3.9安装过程中所用到的钢板、螺栓均要进行防腐处理。

9验收

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9.1验收应提供以下文件和记录

1）防船撞装置出厂合格证和质量检验文件，进厂验收记录。

2）防船撞装置施工现场质量管理和检查记录。

3）不合格项的处理记录及验收记录。

4）其他涉及防船撞装置安装质量的相关记录。

9.2质量验收与验收标准

设计与制作均需按照三级质量监管责任制执行质量保证体系。重点质量节点设定为：

1）设施施工所涉及的各种材料应按规格、品牌、化学成分、物理性能、数量及试样封存等进行检

验与验收。

2）密性试验应满足密性试验标准。

3）防腐涂装应满足配件防腐涂装设计要求。

4）设施总体几何尺寸的形位公差控制：±5cm。

5）完整保存设计、设计修改、施工制造期间内监理和质监部门的各项质量检验、记录资料、说明

和来往传真等文字材料，以备查阅。

10养护与维修

1）防船撞装置的养护与维修应符合JTGH11的有关规定，发现问题应及时进行维修、更换。

2）防船撞装置检查项目应按表10的规定进行。

表10检查项目及内容

序号检查项目检查内容

1变形防船撞设施变形、与桥墩接触间隙情况、安装可靠性

2外板开裂或剥离、凹凸等情况

3防腐层剥落、开裂情况

4螺栓（螺母）松动、断裂、缺失等情况

5浮动性能上、下浮动情况

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附录A

（资料性）

复合材料防撞设施的特性

表A-1复合材料防撞设施的特性

性能复合材料防撞设施的特点、优点

柔性防撞，复合材料防撞设施可发生弹性大变形，延长与船舶的接触时间，减小撞击力，且大变

工作原理

形之后可恢复。

防撞性能可大幅削减撞击力，碰撞发生时可使船舶柔性接触桥墩，最大限度保护桥梁和船舶。

复合材料防撞设施整体呈橘红色，外形美观，可起到提前预警及交通诱导作用。（防撞设施本体

外观

颜色即为橘红色，不需要油漆处理，不会掉色）

防撞设施重量轻，运输、安装方便，安装周期短。在现场，筒型自浮式复合材料桥梁防撞设施通

施工难易

过插销连接，形成一个整体。固定式防撞设施重量轻，便于安装。

承受碰撞次数承受中小船撞击时，变形可恢复；遭受大船撞击时，复合材料防撞节段方便更换。

对船体影响弹性模量低于钢材，对船舶损伤小。

对水环境影响无需防腐涂装，无污染。

破损后是否会进水不会，格构增强结构即使破损亦不会进水。

耐腐蚀性耐酸、碱及耐海水腐蚀性强，不需要防腐涂装。

使用寿命使用寿命20年以上。

防盗性能采用非金属材料制造，不存在被盗的风险。

当防撞设施出现小面积损伤时，可以采用手糊工艺快捷修复；当出现大面积损伤时，可更换单个

损伤修复

节段。

后期维护复合材料耐久性好，基本不用维护。

造价全寿命周期衡量，较经济。

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附录B

(资料性)

生产、施工工艺流程

B.1生产工艺流程

复合材料结构构件可采用低成本且快速成型的真空导入成型工艺制备，基本原理是在预成型体中放

入芯材，在压力作用下使树脂渗入芯材和预成型体，芯材最终成为制品的一部分，真空导入成型工艺制

备的基本原理参见图B-1。

树脂管

真空袋

导流布

树脂管

芯材导流齿槽脱模布

芯材导流穿孔玻璃纤维布

螺旋管泡沫芯材

树脂密封胶带

平板玻璃模具

树脂收集器真空泵

图B-1真空导入成型工艺制备的基本原理图

其主要生产工艺流程如下：

模具制造芯材切割成型纤维包覆装模树脂真空导入

常温固化脱模表面涂装总装成品

B.2施工、安装工艺流程

复合材料防撞设施的安装应根据具体项目的特点针对性设计安装施工方案，其主要施工工艺流程如

下：

节段运输→节段预组装→防撞设施水上安装→自浮→机具、船舶及人员撤离

施工安装主要注意要点：

①在安装过程中要确保整个安装过程缓慢进行，确保准确安装。

②安装过程中应注意保护防撞设施不受伤害。

③复合材料防撞设施的体积较大，且是异型构件，所以需要寻找起吊平衡点，使之能顺畅地起吊

及对接。

④复合材料防撞设施材料有一定的特殊性，尽量在起吊安装过程中避免点或线局部受力，故应需

采用柔性吊带起吊安装。

⑤对所有的施工机械进行安全检查，必须达到施工要求和安全正常运行。

⑥施工工人进场施工须戴安全帽，且穿上救生衣。

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附录C

(规范性)

复合材料防船撞装置节段试件力学性能试验方法

C.1范围

C.1.1本附录规定了复合材料防船撞节段试件压缩试验方法，适用于检测复合材料防船撞装置的力学

性能。

C.2试验条件和试样

C.2.1试验场所应整洁、干净，并有通风设施。实验室的标准温度为23°C±3°C，且不应有腐蚀性气

体及影响检测的振动源。

C.2.2试样应满足以下要求：

1）防船撞装置试件应根据项目实际设计的装置型号选取典型节段制成试件。

2）试件的厚度、芯材的密度应与设计图纸保持一致。

3）试样数量1个。

C.3仪器设备

C.3.1试验机上应设有数字显示功能。

C.3.2试验机压力应平稳升降，误差±5%。

C.3.3加载速度为2mm/min。

C.4试验方法

C.4.1将防船撞装置节段试件承受压缩方法固定在试验机底板上。

C.4.2测量防船撞装置节段试件高度h。

C.4.3开动试验机，按照C.3.3规定的加载速率连续加载至装置高度50%变形量时进行卸载，试验仪自

动记录试件的压缩性能试验数据。

C.4.4防船撞装置节段试件静力压缩性能试验的加载方式见图C-1。

h

图C-1试块静力压缩性能试验加载方式

C.5试验结果

C.5.1防船撞装置节段试件静力压缩试验的具体试验结果见表C.1。

表C.1防船撞装置节段试件静力压缩试验结果

试验计算结果

最大破坏荷载Pmax

试件压缩弹性模量EC压缩强度fC试件破坏形式

(kN)

（MPa）（MPa）

C.5.2绘制力-位移曲线。

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附录D

(规范性)

复合材料防船撞装置落