研究分汊河口新建橋梁通航凈寬的取值

黃麗芬

摘 要：廣州南沙鐵路洪奇瀝水道特大橋位于分、匯流口，航路比較復(fù)雜，通過船型調(diào)查、航路、河床演變分析，確定通航凈寬的取值。

關(guān)鍵詞：橋梁 分流口 匯流口 凈寬

1.工程概況

廣州南沙港鐵路位于廣東省南部，珠江三角洲中部地區(qū)，線路自廣珠鐵路鶴山站引出，向東南方向經(jīng)鶴山雅瑤、江門市規(guī)劃的濱江新區(qū)、順德均安、中山小欖、東鳳、南頭、黃圃、廣州萬頃沙至南沙港區(qū)，新建雙線全長86.97km。廣東南沙鐵路跨越洪奇瀝水道特大橋是本線路中的一座大橋，該橋址位于京珠高速公路大橋上游約1.5km。

2.通航條件

2.1洪奇瀝概況

洪奇瀝水道西起板沙尾，上接容桂水道及李家沙水道，南經(jīng)洪奇門出海，自板沙尾至洪奇門，全長41km，航道開闊、順直，河面寬在400～1200m之間。

2.2橋區(qū)通航條件

擬建大橋位于洪奇瀝水道與下橫瀝水道分岔口位置，同時(shí)上橫瀝、下橫瀝水道和黃沙瀝水道在此交匯分流，其中上橫瀝水道規(guī)劃為內(nèi)河VI級航道，下橫瀝水道、洪奇瀝水道均規(guī)劃為內(nèi)河I級航道，黃沙瀝水道規(guī)劃為內(nèi)河III級航道。橋址處河面寬約800m，在繪圖水位-0.36m（85高程）情況下，通航孔內(nèi)水深2.3～11.7m。

受工程下游下沙島的制約，工程所在航道分為左、右兩汊通航。下沙島洲尾處京珠高速大橋在左、右兩汊均設(shè)雙孔單向通航孔，左汊通航孔凈寬47m，右汊通航孔凈寬81m；受京珠高速公路大橋通航孔凈寬的限制，噸位較大的船舶均從右汊航道通行，右汊航道為目前主航道。

橋址上游約1.1km、300m、50m分別為沙仔島、下橫瀝水道與洪奇瀝水道的分流口、陸島沙場；橋址下游約350m的右岸為黃沙瀝水道與洪奇瀝水道的匯流口，橋址下游約400m的左岸為志誠合利建材沙場，橋址下游約630m為廣東省天然氣管網(wǎng)二期工程水下過河天然氣管道，橋址下游約820m為下沙島，下沙島洲頭有一架空電纜（凈高41.5m），另外橋址上游約9km為廣中江高速公路番中大橋（單孔雙向通航，跨徑365m，凈寬330m，凈高22m），下游約1.5km為京珠高速公路大橋。

3.船舶航路

擬建大橋位于洪奇瀝水道與上橫瀝、下橫瀝水道和黃沙瀝水道的交匯處，是洪奇瀝水道船舶流量最為密集的水域，船舶航路主要有：

航路1：洪奇瀝水道板沙尾——沙仔島左汊——下橫瀝水道——珠江出?？?/p>

航路2：洪奇瀝水道上段——沙仔島右汊——下沙島左汊——洪奇瀝水道下段

航路3：洪奇瀝水道上段——沙仔島右汊——下沙島右汊——洪奇瀝水道下段

航路4：黃沙瀝水道——洪奇瀝水道

航路5：黃沙瀝水道——北圍頭——下橫瀝水道

航路6：洪奇瀝水道——沙仔島左汊——上橫瀝水道

根據(jù)2007年橋址處洪奇瀝水道水深地形圖可知，現(xiàn)擬建橋址處的上沙島及下游下沙島將洪奇瀝水道分為左、右兩汊，2008年中山市東鳳利群沙石場在取得航道部門、水利部門的批準(zhǔn)后將上沙島進(jìn)行了清挖。

根據(jù)本報(bào)告對橋區(qū)洪奇瀝水道2008年、2014年河床演變分析，上島清挖后洪奇瀝水道水流動(dòng)力軸線、河床平縱斷面基本保持穩(wěn)定，原上沙島位置水深相對較淺，原兩汊位置水深相對較深，擬建橋位處河床斷面呈“W”型分布。

4.通航標(biāo)準(zhǔn)

4.1航道等級

根據(jù)廣東省發(fā)展和改革委員會(huì)、廣東省交通廳《廣東省內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展規(guī)劃（2010～2020年）》，洪奇瀝水道上段（板沙尾至北圍頭）規(guī)劃為內(nèi)河I級航道，兼顧1000噸級海輪通航。

4.2代表船型

洪奇瀝水道上段（板沙尾至北圍頭）規(guī)劃為內(nèi)河I級航道，兼顧1000噸級海輪通航。

5.通航孔的布置

5.1通航孔布置原則

通航孔的布置應(yīng)滿足現(xiàn)狀及規(guī)劃船舶的要求；既要考慮現(xiàn)狀及水運(yùn)發(fā)展船舶的通過密度、能力；還要考慮橋址的實(shí)際情況，注意航槽穩(wěn)定性和充分利用天然深槽，同時(shí)要與現(xiàn)狀和規(guī)劃的航道線相一結(jié)合，其次注意大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)跨度能力。

5.2通航孔的分析

由前面的分析可知，近7年來，橋址河段河床基本保持穩(wěn)定，河床斷面呈“W”型分布；橋址處于眾多河流的分流口、匯流口，航路繁多而復(fù)雜；但鑒于橋址處河面寬約800m，一孔跨越通航水域有一定的難度，投資較大。為了滿足船舶的通航安全要求，本橋應(yīng)設(shè)兩個(gè)雙向通航孔。

6.通航凈寬

6.1內(nèi)河I級航道的通航凈寬要求

6.1.1船型計(jì)算凈寬

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2004）附錄C中“天然和渠化河流水上過河建筑物通航寬度的計(jì)算方法”中規(guī)定，天然或渠化河流水上過河建筑物軸線法線方向與水流交角不大于5°時(shí)，通航凈空可按下列公式計(jì)算：Bm1=BF+△Bm+Pd、Bm2=2BF+b+△Bm+Pd+Pu、BF=Bs+Lsinβ。

根據(jù)各種船型主尺度和通航凈空寬度的計(jì)算公式，通航凈寬計(jì)算結(jié)果如表3所示。

通過以上的計(jì)算，3000t級內(nèi)河船舶單孔雙向通航凈寬最大值取整為232.7，取整為233m。

6.1.2規(guī)范要求凈寬

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2004），內(nèi)河I級航道單孔雙向通航孔的凈空寬度不應(yīng)小于220m。endprint

6.21000噸級海輪的通航凈寬要求

按《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ311-97）規(guī)定計(jì)算，通航海輪橋梁通航凈空寬度（Bm）按下式計(jì)算確定：Bm=K×W、W2=2A+b+2c、A=n（Lsinγ+b），根據(jù)各種船型主尺度和通航凈空寬度的計(jì)算公式，通航凈寬計(jì)算結(jié)果如表4所示。

通過以上的計(jì)算，1000t級海輪單孔雙向通航凈寬最大值取整為192m。

綜合以上計(jì)算，下面的分析單孔雙通航凈寬以233m為基數(shù)控制。

6.3通航凈寬的其他因素

（1）由于該橋位下游為分汊河段，水流條件復(fù)雜，流態(tài)紊亂，且大橋橋軸線法線方向與水流流向的交角為18°，根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50139-2004）C.0.3的規(guī)定“天然和渠化河流水上過河建筑物軸線的法線方向與水流流向的交角大于5°，且橫向流速大于0.3m/s時(shí)，單向通航凈寬加寬值應(yīng)符合表C.0.3的規(guī)定。”查表C.0.3得本橋單側(cè)橋墩因紊流的加寬值為20m，兩側(cè)共為40m，即考慮斜交角度后單孔雙向通航凈寬為273m。

（2）擬建大橋與上游下橫瀝水道與洪奇瀝水道的分流口的距離不能滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.1條規(guī)定“水上過河建筑物選址應(yīng)避開灘險(xiǎn)、通行控制河段、彎道、分流口、匯流口、港口作業(yè)區(qū)和錨地；其距離，上游不得小于最大代表船型長度的4倍”，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)第5.1.2.4的要求應(yīng)加大水上過河建筑物跨度或采取一孔跨越通航水域。鑒于擬建橋址河段較寬，一孔跨越通航水域比較困難，因此根據(jù)河勢及流態(tài)情況通航孔凈寬應(yīng)增加30m，即考慮與分流口的距離不滿足要求后，單孔雙向通航凈寬為303m。

因此，綜合考慮凈寬計(jì)算結(jié)果及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)定，擬建大橋雙向的凈寬應(yīng)不小于303m。

7.設(shè)計(jì)單位提供的凈寬

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的大橋設(shè)計(jì)方案，大橋左、右汊航道通航孔跨徑均為360m，設(shè)單孔雙向通航，通航孔承臺(tái)兩側(cè)各預(yù)留2m防撞設(shè)施空間后有效凈距為335m，投影到水流垂直方向上的凈寬均為306m，均滿足Ⅰ級航道、通航1000噸級海輪雙向通航凈寬要求。

8.結(jié)論

橋梁的使用壽命較長，其通航孔的布設(shè)應(yīng)充分考慮航道通航條件、規(guī)劃的情況及相關(guān)的規(guī)定、規(guī)范要求，以確保自身及通航的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]廣州南沙港鐵路初步設(shè)計(jì)，2014，10.

[2]廣東南沙鐵路洪奇瀝水道特大橋跨洪奇瀝水道通航標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求論證報(bào)告.2014，12.endprint