淮河航道臨淮崗至洪山頭段跨河橋梁通航凈空尺度標(biāo)準(zhǔn)研究

孫曙光

(安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011)

1 研究背景

淮河航道安徽段上起三河尖，下至紅山頭，全長(zhǎng)約378 km，由臨淮崗樞紐和蚌埠閘樞紐分成三段。根據(jù)《安徽省干線航道網(wǎng)規(guī)劃(2018-2030年)》，規(guī)劃淮河干流安徽境內(nèi)三河尖至臨淮崗樞紐73 km為Ⅲ級(jí)航道，臨淮崗樞紐至紅山頭305 km為Ⅱ級(jí)航道。

淮河臨淮崗樞紐至紅山頭段航道有沙潁河(Ⅲ級(jí))、渦河(Ⅳ級(jí))、茨淮新河(Ⅳ級(jí))、澮河(Ⅳ級(jí))，以及正在建設(shè)的引江濟(jì)淮工程江淮溝通段航道(Ⅱ級(jí))等多條高等級(jí)航道匯入，腹地包括六安、阜陽、淮南、合肥、亳州、蚌埠、滁州、宿州、淮北等多個(gè)地市。與該航段交叉的公路、鐵路、市政項(xiàng)目眾多。

2016年前，該航段跨河橋梁基本按照Ⅱ(3)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通航凈寬按不小于150 m建設(shè)。2018年11月《安徽省干線航道網(wǎng)規(guī)劃(2018-2030年)》獲審核批準(zhǔn)，規(guī)劃提出淮河干流航道是省干線航道網(wǎng)的核心之一，地位得到進(jìn)一步提升；淮河水系年貨運(yùn)吞吐量在高峰時(shí)達(dá)到7 000多萬t，蚌埠閘年通過船舶艘次達(dá)到6萬/年以上；遠(yuǎn)期隨著腹地經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，淮河航運(yùn)將更加繁忙。

在此背景下，跨越淮河航道橋梁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)按照《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》5.2.1條“在水運(yùn)繁忙的寬闊河流上，通航孔的布置應(yīng)滿足多線通航的要求”的原則應(yīng)適當(dāng)提高。

2 凈空尺度標(biāo)準(zhǔn)研究

2.1 通航凈寬標(biāo)準(zhǔn)

綜合考慮淮河航道通航現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)運(yùn)量、代表船型、航道地位、通過能力等因素，擬按滿足“三線通航”的標(biāo)準(zhǔn)控制通航凈空寬度。

天然和渠化河流水上過河建筑物軸線法線方向與水流流向交角不大于5°時(shí)，通航凈寬可按下列公式計(jì)算：

BF=BS+Lsinβ

Bm1=BF+⊿Bm+Pd

Bm2=2BF+b+⊿Bm+Pd+Pu

當(dāng)考慮三線通航時(shí)，在單孔雙向通航凈寬計(jì)算公式的基礎(chǔ)上增加一條航跡帶寬度和響應(yīng)的富裕寬度、上下行偏航距、安全距離等。則三線通航時(shí)凈寬公式為：

Bm3=3BF+2b+⊿Bm+2Pd+Pu

(1)代表船型通航凈寬計(jì)算值。該航段代表船型根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合淮河干流航道整治工程相關(guān)設(shè)計(jì)成果，選取代表船型中尺度最大的1頂推2×2 000噸級(jí)船隊(duì)：182 m×16.2 m×2.6 m。當(dāng)橋區(qū)橫向流速分別為0.1 m/s、0.2/s、0.3 m/s時(shí)，計(jì)算得Bm3別為187.69 m、201.94 m、216.19 m。

(2)最小標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加一列下行船計(jì)算值。天然和渠化河流Ⅱ(3)級(jí)航道跨河建筑物單孔雙向通航凈寬不應(yīng)小于150 m，在此基礎(chǔ)上增加一列下行船舶，其所需通航凈寬見表1。

表1 增加一列下行船時(shí)所需凈寬值

結(jié)合上述計(jì)算結(jié)果來看，當(dāng)考慮三線通航需求時(shí)，除三列頂推船隊(duì)并列且橫向流速較大的工況，其他工況下所需通航凈寬最大約為210 m。《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中跨河建筑物凈空寬度Ⅱ(2)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)條件下單孔雙向通航凈寬即為210 m，與上述計(jì)算結(jié)果基本一致。

因此在通航凈寬標(biāo)準(zhǔn)方面，建議該航段的跨河橋梁通航凈寬宜滿足Ⅱ(2)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即通航凈寬不小于210 m。對(duì)于橫向流速較大等特殊情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通航條件具體分析。

2.2 通航凈高標(biāo)準(zhǔn)

按照《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，天然和渠化河流Ⅱ(3)級(jí)航道過河建筑物通航凈空高度不應(yīng)小于10 m。

(1)淮河航道近年批復(fù)的橋梁均以不小于10 m控制凈空高度，且大部分建設(shè)年代較久遠(yuǎn)的橋梁凈高不足10 m(表2)。

表2 淮河航道(臨淮崗至紅山頭)橋梁統(tǒng)計(jì)表

(2)安徽省2 000噸級(jí)現(xiàn)狀船舶空載干舷高度普遍在8 m以下，設(shè)計(jì)代表船型空載干舷高度基本在9.2 m以下，船舶過橋所需凈高為10 m左右(富裕高度按照0.5 m考慮)。

因此在滿足船舶通航需求的前提下，盡量節(jié)約工程投資，通航凈空高度可按不小于10m控制。

2.3 示例

(1)G345馬城至唐集段一級(jí)公路工程淮河大橋：該橋梁按天然和渠化河流Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，通航孔跨徑230 m，通航凈寬213 m，通航凈高不小于10 m，于2018年7月通過行業(yè)審查。

(2)寧洛高速明光至蚌埠段改擴(kuò)建工程淮河大橋：該橋梁按天然和渠化河流Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，通航孔跨徑218 m，通航凈寬213.4 m，通航凈高不小于10 m，于2019年3月通過行業(yè)審查。

(3)G329鳳陽至蚌埠段改線工程臨淮關(guān)淮河大橋：該橋梁按天然和渠化河流Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，通航孔跨徑290 m，通航凈寬267 m，通航凈高不小于10 m，于2019年6月通過行業(yè)審查。

(4)新建淮北至宿州至蚌埠城際鐵路工程淮河大橋：該橋梁按天然和渠化河流Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，通航孔跨徑248 m，通航凈寬228.4 m，通航凈高不小于10 m，于2019年12月通過行業(yè)審查。

3 結(jié)束語

淮河航道通航條件良好，在全國(guó)內(nèi)河航道與港口布局和安徽省干線航道網(wǎng)中都具有重要的地位。在橋梁建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮橋梁建設(shè)對(duì)船舶通航的影響，在通航凈空尺度上適當(dāng)提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)航道資源，構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)貫通的內(nèi)河高等級(jí)航道，為促進(jìn)水運(yùn)發(fā)展助力。