相邻桥梁通航净空尺度研究

相邻桥梁通航净空尺度研究

王晓莉

王晓莉

湖北省交通规划设计院430051

摘要：相邻桥梁净空尺度研究工作，受桥梁本身及航道条件的影响，除根据不同因素对净宽尺度进行计算外，还要对应邻近桥梁通航孔要求，必要时需加大跨径以满足通航条件。

关键词：相邻水上过河建筑物;净空尺度

《内河通航标准》（GB50139-2004）对水上过河建筑物选址有明确的要求，对跨越通航航道的桥梁净空尺度也有相应规定的最小值，桥梁布置应符合相应的规定。但是在实际的桥梁设计、建设工作中，常受工程项目作用及性质的影响，往往不能严格按规范选址，同时受桥梁建设位置、城市规划以及桥梁两端路网衔接等因素影响，导致桥梁布置也不能严格按规范要求进行。在这种情况下，《内河通航标准》给出了相应的解决办法：当两座相邻水上过河建筑物的轴线间距不能满足要求，且其所处通航水域无碍航水流时，可靠近布置，但两过河建筑物间相邻边缘距离应控制在50m以内，且通航孔必须相互对应。桥梁通航净空尺度则选取通航航道代表船型进行计算，并根据实际情况进行尺度的加宽或采取相应的措施，但具体操作方法及加宽数值则需要根据不同情况具体分析确定。

本文所论述的蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥是国家铁路网的重要组成部分，该煤运通道项目中三门峡至襄阳段位于通道中段，承担通道煤炭主干运输功能，对通道集疏运系统起着“承上启下”的纽带作用，是确保通道安全、高效运营的关键路段。该段通道中位于襄阳的汉江特大桥与襄阳汉江四桥（襄荆高速汉江桥）并行设置，其选址、布置情况较为特殊，桥址河段航道条件复杂，桥梁本身受邻近桥梁通航净空尺度影响，桥墩位置、高度等均有限值，若桥梁净空尺度值较大，将影响桥梁本身的设计方案，而导致该桥梁不能进行建设，若桥梁净空尺度较小，将影响通航条件，进而影响航行安全，因此本桥梁的净空尺度确定有一定的研究价值。

1、桥梁工程河段航道条件

拟建汉江特大桥位于已建成的汉江崔家营航电枢纽常年库区内，库区河道稳定、水深良好、流速较小，泥沙虽有淤积但淤积量较小，航道尺度满足Ⅲ（2）级航道要求。拟建桥位选址满足“水上过河建筑物应建在河床稳定河段”及“远离易变的洲滩”的规范要求。

图1桥位河段河势图

2、桥梁净空尺度研究的难点

由于拟建桥梁处河道微弯，洪水期水流流向与桥梁轴线的交角偏大（11°），水流条件复杂，不完全满足“通航水域无碍航水流”的要求。同时由于受本项目路线走向相关因素的限制，桥位选址只能靠近襄阳四桥布置。为此，拟建桥型方案须对应襄阳四桥桥墩并加大跨径，尽可能减小对邻近跨河桥梁通航安全的影响，满足规范要求。

襄阳四桥主跨结构为（75.0+5×120+75.0）m连续梁，多孔单向通航，实际通航净宽115.6m，净高10m。由于单孔通航净宽偏小，为通航安全考虑，拟建桥梁应采用大跨径桥型方案，一孔跨二孔对应襄阳四桥通航孔，尽量减小对邻近跨河桥梁通航安全的影响。

3、桥梁净空尺度研究

（1）通航净空高度

桥梁通航净空高度系指代表船舶或船队在设计最高通航水位下安全通过桥孔的最小高度。通航净空高度数值为代表船型空载水线以上至最高固定点高度与富裕高度之和。

本桥梁在确定通航净空高度时考虑了以下3个方面的因素：

1）按《内河通航标准》规定，Ⅲ（2）级航道过河建筑物通航净空高度应不低于10m，侧高不低于6m。

2）从规划的船型尺度看，1000t级货船空载水线以上高度为8.5m，加上富裕高度0.5m，则通航净空高度不小于9.0m。一顶四驳588千瓦推轮空载水线以上高度为9.5m，加上富裕高度0.5m，则通航净空高度不小于10m。

3）下游襄阳四桥及襄阳三桥的通航净高均为10m。

综合上述因素，确定拟建桥梁通航净空高度应不低于10m。

（2）通航净空宽度

桥梁通航净宽系指经批准的远期规划航道设计底高程以上供船舶或船队安全通过桥孔的最小净宽度。通航净宽取决于远景规划船型、船队尺度和桥位水流条件，分为单孔单向和单孔双向两种方案。

根据桥位处航道水流条件，从桥梁通航安全角度考虑，最不利情况应为高水期流速较大时，故确定桥梁通航净宽取设计最高通航水位对应的洪水期流速和交角计算比较合适。由此，按照《内河通航标准》（GB50139-2004）附录C计算公式，同时考虑水流流向与桥轴线交角、横向流速偏大等因素需要的净宽和紊流的增加值，计算得拟建桥梁单孔单向通航通航净宽值为124.5m，单孔双向通航净宽值为222.1m。

因拟建桥梁单向通航计算最小净宽大于邻近的襄阳四桥通航孔120m跨径，故应加大通航孔跨径，以满足《内河通航标准》规定。

襄阳四桥主跨由5个120m跨径的单向通航孔组成，目前航道现状5个通航孔中仅中间3孔常年满足通航要求。为了保证新建桥梁通航孔净宽范围内的水深要求，并兼顾襄阳四桥通航安全，将拟建桥梁主跨布置设计为（116+248+116）m连续梁，主通航孔248m单孔双向通航，一孔跨襄阳四桥中间2、3二孔，略大于四桥2×120m跨径（见图2），主通航孔布置于常年通航水域范围内，同时覆盖实测航迹线变化范围，248m跨径除去桥墩宽度10m和防撞设施厚度3m，实际通航净宽为235m，满足计算要求的222.1m单孔双向通航净宽。

图1拟建桥梁与襄阳四桥通航桥孔主墩对应关系图

拟建桥型方案辅助通航孔116m，边墩对应襄阳四桥1、4通航孔桥墩，略小于襄阳四桥120m通航跨径。除去桥墩宽度8.1m和防撞设施厚度3m，通航净宽为104.9m，小于襄阳四桥实际通航净宽115.6m，也小于计算要求的124.5m单孔单向通航净宽。

考虑到桥位河段航道条件较好，常年可通航水域较宽，为充分利用航道的通过能力，满足未来多线通航的要求，按照Ⅲ级航道货船船型尺度（85.0m×10.8m×2.0m）计算拟建桥梁单船的通航净宽为93.5m，加上桥墩及防撞设施宽度11.1m，即辅助通航孔Ⅲ级航道单船的通航净宽应不小于104.6m。因此，设计桥型方案辅助通航孔净宽104.9m基本满足计算要求的单船单向通航净宽，未来运量发展需要多线通航时，可满足1000t级以下的船舶单船单向通航。

4、结论与建议

拟建桥梁下游紧邻襄阳四桥，主通航孔248m单孔双向通航，布置于常年通航水域范围内，覆盖实测航迹线范围，对应襄阳四桥2、3通航孔且大于二孔跨径，满足Ⅲ级航道船队双向通航要求，但由于受襄阳四桥单向通航限制，实际为双孔单向通航。辅助通航孔对应1、4通航孔，单孔跨径略小，仅满足Ⅲ级航道单船单向通航要求，可作为预留通航孔在未来运量发展需要多线通航时，满足1000t级以下的船舶单船通航。

由于拟建桥梁与下游桥梁间距仅间隔40m，主通航孔的布置与下游桥梁通航孔的对应方式为一孔对两孔，为防止下行船舶碰撞下游桥梁位于本桥通航孔中间的桥墩，桥位上游应布置航标指示船舶上、下行航路，引导船舶分道航行。上游航标的起点位置应充分满足不同下水航行船舶舵效作用时间内的船舶下行距离，以保证船舶的通航安全。辅助通航孔作为预留孔，仅满足1000t级以下单船通航要求，远期需要多线通航时，应设置警示标志。

参考文献

[1]GB50139—2004，内河通航标准。

[2]JTJ287—2005，内河航道维护技术规范。

[3]周冠伦．航道工程手册，北京，人民交通出版社，2004。

[4]沪汉容快速铁路南淝河特大桥通航净空尺度和技术要求论证，丁平等，《工程与建设》2010年第24卷。