復(fù)雜橋區(qū)的橋跨方案及通航孔布置方案分析

吳玲華 廣東正方圓工程咨詢有限公司

1.項目背景情況

汕頭市牛田洋片區(qū)海濱長廊及停車場新建工程（海濱路西延）項目是現(xiàn)狀海濱路作為汕頭市中心城區(qū)主干道繼續(xù)往西延伸，與礐石大橋和牛田洋快速通道實現(xiàn)互聯(lián)互通，拉動汕頭市西部片區(qū)的重要道路，而西堤大橋是該線路中的一座特大橋，大橋位于西港高架橋下游約1km處，跨越韓江，韓江為內(nèi)河Ⅲ級航道，通航1000t海輪（見圖1）。

圖1 項目總平面圖

2.橋梁設(shè)計方案

擬建大橋橋軸線法線方向與水流流向交角為8°，主橋跨徑組合為（123+180+123）m，設(shè)單孔雙向通航，通航孔承臺寬12.5m，橋墩寬5m，橋墩兩側(cè)預(yù)留2m防撞設(shè)施空間后總寬7m，小于承臺寬度，因此通航孔有效凈距為承臺內(nèi)緣凈距167.5m，垂直投影到水流方向上的凈寬為156m，上底寬與凈寬一致，大橋滿足上底寬的梁底標高為28.52m，實際通航凈高26m，側(cè)高與凈高一致。大橋通航孔承臺面標高-2.50m（85高程，下同），本橋設(shè)計最高通航水位為2.52m，最低通航水位-0.90m（見圖2）。

圖2 擬建大橋型布置圖

3.橋梁建設(shè)存在的問題

（1）工程所在位置為韓江匯入榕江的河口段，韓江河口段屬感潮河段，而河口處上游約7.7km建有梅溪橋閘，中、枯水期水閘關(guān)閘蓄水，在洪水季節(jié)橋閘會全部開啟泄洪，韓江河口處除了受泄洪的徑流影響，也受潮水頂托的影響，且韓江工程位置河寬僅337m，匯流口外的榕江干流河寬約1km，工程河段河寬由窄變寬，從而導(dǎo)致工程位置的水流條件較為復(fù)雜。

（2）由于本工程為現(xiàn)狀海濱路西延線路，需要連接現(xiàn)狀海濱路，導(dǎo)致了橋梁僅能選址在韓江與榕江匯流口河段。另外，工程所在的韓江河口外右岸灘地存在一片紅樹林保護區(qū)，線路需避開紅樹林保護區(qū)，繼而導(dǎo)致橋梁橋軸線法線與水流流向交角8°，未能滿足《內(nèi)河通航標準》的要求。

圖4 橋梁平面布置圖

（3）橋梁布置在匯流口河段，且工程位置為彎曲河段，彎曲半徑為1400m，且匯流口外建有礐石大橋，擬建大橋與礐石大橋的距離較近，若擬建大橋通航孔的布置位置不合理，船舶通過礐石大橋通航孔后拐彎進入韓江時，或者從韓江下行拐彎通過礐石大橋通航孔時，都極易導(dǎo)致船舶碰撞橋墩（見圖3）。

圖3 工程地理位置圖

4.通航孔布置方式

（1）由于橋址位置左岸岸上為礐石大橋引橋以及現(xiàn)狀的海濱路，若橋梁通航孔一跨過河，則會導(dǎo)致縱坡較大，無法連接現(xiàn)狀海濱路，因此難以通過采取一跨過河的方案消除通航不利因素。根據(jù)工程河段水深及等深線布置情況，考慮到工程位置左岸為一片淺灘，左岸的0m等深線距離岸邊約110m，因此即使在最高通航水位情況下，左岸淺灘范圍的水深也不能滿足韓江Ⅲ級航道，通航1000t海輪的水深要求，因此通航孔應(yīng)布置在左、右岸0m等深線之間，已保障通航孔涵蓋適航水域的范圍。

（2）由于橋梁所在的韓江河口段為感潮河段，加上洪水期上游水閘泄洪，徑流洪水以及潮水頂托作用，工程河段的水流條件極為復(fù)雜，通過數(shù)學(xué)模型研究，明確了橋梁通航孔橋墩所引起水流的變化、橫流變化引起的紊流寬度以及橋梁投影后寬度，確定了通航孔跨徑采用180m的方案。

（3）針對橋梁所在的匯流口外榕江干流建設(shè)有礐石大橋，船舶通過礐石大橋通航孔后拐彎進入韓江時，或者從韓江下行拐彎通過礐石大橋通航孔時，都極易導(dǎo)致船舶碰撞擬建大橋橋墩的情況，通過現(xiàn)狀船舶航跡線觀測以及船舶操縱模擬試驗研究，得出1000噸級內(nèi)河船和1000噸級海輪從韓江進入榕江、從榕江進入韓江的航跡帶寬度最大寬度為61.9m，以及船舶航跡帶基本位于河道中間偏右岸的情況，最終明確的通航孔的布置在河道右側(cè)，從而使大橋建設(shè)對船舶通航安全風(fēng)險可控。