門橋

門橋指的是用兩個以上橋腳舟和其他部件結合而成的浮游結構物。按用途分為漕渡門橋、橋節門橋、打樁門橋和錨定門橋；按所用的器材分為制式門橋和民舟門橋。

基本介紹

• 中文名：門橋
• 外文名：Gate Bridge
• 適用學科：交通工程

分類

漕渡門橋

主要用於渡送技術兵器和車輛過河，通常與碼頭配合使用。有些制式器材結合的漕渡門橋自帶跳板，在河岸坡度合適時，門橋靠岸後將跳板搭在河岸上，車輛即可上下。使用這類門橋渡河，受水位變化的影響小，門橋靠岸點有較多的選擇餘地，並可迅速轉移渡口位置。

橋節門橋

橋節門橋是浮橋的一段，兩端均有供相互連線的結構。當用門橋架設法架設浮橋時，將預先結合好的橋節門橋逐個引入橋軸線，連線成浮橋。打樁門橋用於架設或撤收就便固定橋時打樁、拔樁和運送橋樑構件，門橋上有打樁、拔樁和起吊設備。

錨定門橋

錨定門橋用於固定浮橋，通常在河寬、水深、流速較大的江河上使用，門橋上配有錨和固定浮橋的設備。使用專用門橋器材和舟橋器材結合而成的門橋稱為制式門橋。

民舟門橋

用鋼駁、木船、水泥船等民用船隻結合而成的門橋稱為民舟門橋。有些制式門橋在水上可以自行，非自行的制式門橋配有專用的舟橋汽艇或操舟機，機動靈活，漕行速度快，便於實施漕渡和架設浮橋。民舟門橋便於就地徵用，能彌補制式門橋的不足。

門橋的水動力計算

門橋尺寸的確定

本文主要計算駁船的環境載荷，只需建立駁船的外表面模型。在進行高架門橋水動力分析過程中，流體假定為理想流體，方駁及浮墩假定為剛體模型。

門橋水動力性能分析模型的建立

門橋水動力分析需要建立的有限元模型包括:邊界面元模型、質量單元模型及結構模型。將這些單元進行適當的組合便可構成門橋水動力模型，施加環境條件後進行分析計算即可得門橋的水動力特徵、波浪載荷以及運動回響。

(1)流體動力計算模型(面元模型)即Panel Model，通過賦給其濕表面屬性，基於勢流理論計算附體的動水壓力、附連質量和流體阻尼；

(2)質量模型即Mass Model，用於模擬門橋的質量分布。

(3)結構有限元模型即Structure Model，傳遞函式通過結構模型用於波浪載荷的計算。

入射波的設定

本文波浪入射角a範圍取為0-180度，步長為30 度，根據劃分的格線，同時結合浮體結構物頻響計算的周期3-25 s，波浪搜尋頻率取為0.33.5 rad/s，步長為0.1 rad/s。

考慮不同因素

1）不同水深下附加質量的特性

整體來說，除縱盪和縱搖方向上的附加質量隨頻率增大波動幅度較小外，其他方向上的附加質量均隨頻率增大呈波動式變化最後趨於平穩狀態。軸向平動自由度中垂盪方向最大，繞軸的三個轉動自由度中橫搖方向最大，低頻下附加質量隨水深增加而減小，水深大於30 m時，附加質量在六個自由度上的值幾乎無差，水深5 m時其垂盪、橫搖及縱搖值明顯大於其他水深，高頻下其他三個自由度的值比較接近。以5 m, 30 m, 100 m三種水深工況為例，水深差值越大，附加質量差值反而越小，在有限水深低頻範圍內水深越淺附加質量增長越快。

2）不同水深下輻射阻尼的特性

該條件下輻射阻尼特性類似於不同水深下附加質量性質，總體來講六個自由度上的輻射阻尼隨頻率的增大呈波動式變化，尤其是水深5m時波動明顯，且水深30m和水深100m時輻射阻尼的值幾乎相等。對於軸向平動的輻射阻尼，垂盪值最大，對於繞軸轉動的輻射阻尼，橫搖大於縱搖大於首搖的。在低頻範圍內水深越淺，輻射阻尼的值越大，當頻率大於2.5 rad/s時，不同水深時六個自由度上輻射阻尼值的變化幅度趨於穩定。水深5 m時縱盪和縱搖下的輻射阻尼值明顯大於其他水深下的值，但其走勢保持一致;垂盪、橫搖及首搖下的輻射阻尼值上下波動相比其他水深變化較大。故當水深大於30m時，六個自由度下的輻射阻尼值幾乎無差別。

3）不同水深下一階波激力的特性

總體而言，不同水深下六個自由度上的一階波激力變化趨勢基本保持一致，橫搖和縱搖上的一階波激力幾乎不受水深影響，且一階波激力主要體現在垂盪、橫搖、首搖上。當入射波頻率大於1.6 rad/s時，不同水深下縱盪和首搖方向上一階波激力的值幾乎相等;頻率較低時，兩者之間相差較大，頻率約大於0.9 rad/s後，其值總體有略微差別。低頻時，垂盪方向上的一階波激力隨水深減小而減小;相反，縱盪和首搖上的一階波激力隨水深增加而增大;當水深超過30m時垂盪上的一階波激力大小基本不在變化。