新建滬渝蓉沿江高鐵店埠河大橋航道通航條件影響評(píng)價(jià)

陳立，朱丹

（1.安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011；2.武漢市經(jīng)夏源工程管理有限公司，湖北 武漢 430000）

1 項(xiàng)目概況

新建滬渝蓉沿江高鐵是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2016-2030年）》“八橫八縱”高鐵網(wǎng)的組成部分，需跨越安徽省境內(nèi)的店埠河航道。新建線路從肥東站引出后分2 座橋梁于現(xiàn)狀三座鐵路橋上、下游跨越店埠河航道，形成了橋群河段，航道通航條件復(fù)雜。

上行線橋（右線）采用（64+64+64）m 連續(xù)梁，下行線橋（左線）采用（62+68+62）m 連續(xù)梁。

圖1 店埠河上、下行大橋平面方案

2 航道等級(jí)

工程處店埠河航道屬于通濟(jì)橋～合裕公路橋段，根據(jù)安徽省交通廳內(nèi)河航道技術(shù)等級(jí)評(píng)定材料，店埠河通濟(jì)橋～合裕公路橋段航道定級(jí)為VI 級(jí)。

橋梁上游約3km 即店埠河航道的起點(diǎn)通濟(jì)橋，下行線橋下游約3.8km 為合裕公路橋（店埠河VI 級(jí)航道終點(diǎn)、III 級(jí)航道起點(diǎn)）。受城市發(fā)展影響，未來該段航道復(fù)航貨運(yùn)功能可能性很?。桓鶕?jù)合肥市發(fā)展戰(zhàn)略，港口規(guī)劃也未在店埠河上游段規(guī)劃貨運(yùn)和旅游等港口碼頭。但隨著水上交旅融合的發(fā)展，遠(yuǎn)期存在發(fā)展為旅游航道的可能，航道會(huì)通航旅游船、清運(yùn)垃圾船等工作船。

3 工程選址分析

新建滬渝蓉沿江高鐵跨越店埠河大橋，分為上行線橋和下行線橋兩座橋梁。上行線橋與上游G3 京臺(tái)高速店埠河大橋軸線間距約560m；與下游合寧鐵路上行線橋的邊緣距離約43～46m，滿足靠近布置且小于50m 的要求。下行線橋與下游瑤崗路橋相距約1.0km；與上游合寧鐵路下行線橋的邊緣距離約31～35m，滿足靠近布置且小于50m 的要求。

圖2 工程選址位置圖

在采取與相鄰鐵路橋靠近布置，相鄰邊緣距離控制在50m 以內(nèi)，通航孔相互對(duì)應(yīng)且適當(dāng)加大通航孔跨徑的措施后，上行線橋、下行線橋與相鄰過河建筑物布局符合規(guī)范要求。受鐵路橋連接肥東站線性指標(biāo)、既有鐵路線和周邊環(huán)境因素等限制，橋位選址基本固定，工程所處航段河勢(shì)穩(wěn)定、無灘險(xiǎn)、港口、錨地分布，橋梁與相鄰合寧鐵路橋相距較近，在采取通航孔相互對(duì)應(yīng)并適當(dāng)加大通航孔跨徑措施后，橋位選址可行。

4 代表船型選取

根據(jù)航道規(guī)劃等級(jí)，結(jié)合內(nèi)河運(yùn)營船舶現(xiàn)狀，以及航道未來主要發(fā)展旅游功能，依據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》、《內(nèi)河過閘運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列》標(biāo)準(zhǔn)化船型和《合肥港總體規(guī)劃（2035年）》規(guī)劃船型，選取評(píng)價(jià)代表船型為100t 貨船、100t 駁船、1 拖5×100t 船隊(duì)、80 客位旅游船。

表1 評(píng)價(jià)代表船型

5 設(shè)計(jì)通航水位分析

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，VI 級(jí)航道設(shè)計(jì)最高通航水位取5年一遇洪水位，設(shè)計(jì)最低通航水位取95%～90%多年歷時(shí)保證率水位。

根據(jù)內(nèi)河航道技術(shù)等級(jí)評(píng)定材料（店埠河）和巢湖湖區(qū)最新水位成果，擬建橋梁位于店埠河航道既有合寧鐵路橋附近，設(shè)計(jì)最高通航水位為11.12m（5年一遇洪水位），最低通航水位為5.8m。

6 橋梁通航尺度及技術(shù)要求分析

（1）上行線橋。擬建上行線橋通航孔跨徑為64m，凈跨61m，單孔雙向通航，橋梁軸線的法線方向與水流流向交角為22°，橋梁通航孔水中設(shè)墩，順?biāo)鞣较蚨罩K航寬度約6m。設(shè)計(jì)最高通航水位時(shí)，考慮兩側(cè)橋墩處船舶均可達(dá)，兩側(cè)墩柱防護(hù)設(shè)施及紊流影響寬度分別取1.5m，實(shí)際通航凈空寬度為（61-6×tan22°）×cos22°-1.5×2=51.31m ＞ 40m，滿足天然和渠化河流Ⅵ級(jí)通航凈空寬度要求。通航凈寬投影至橋梁軸線方向上的寬度為57.8m，該范圍內(nèi)，橋梁梁底高程均不小于18.144m，相應(yīng)通航凈高為7.024m，不小于6m，滿足通航凈空高度要求。

（2）下行線橋。擬建橋梁通航孔跨徑為68m，凈跨65m，單孔雙向通航，橋梁軸線的法線方向與水流流向交角為30°，橋梁通航孔水中設(shè)墩，順?biāo)鞣较蚨罩K航寬度約為6m。兩側(cè)墩柱防護(hù)設(shè)施及紊流影響寬度分別取1.5 m，實(shí)際通航凈空寬度為（65-6×tan30°）×cos30°-1.5×2=50.29 m ＞ 40m，滿足天然和渠化河流Ⅵ級(jí)通航凈空寬度要求。通航凈寬投影至橋梁軸線方向上的寬度為61.5m，該范圍內(nèi)橋梁梁底高程均不小于17.504m，相應(yīng)通航凈高為6.384m，不小于6m，滿足通航凈空高度要求。

圖3 上、下行線橋通航凈空尺度示意圖

7 數(shù)值模擬分析

根據(jù)數(shù)模分析，在最高通航水位工況下，上行線橋工程前縱向流速最大值為0.91m/s，工程后縱向流速最大值為0.93m/s；下行線橋工程前縱向流速最大值為1.06m/s，工程后縱向流速最大值為1.08m/s；縱向流速減小或增大的幅度較小，水流流速變化微小。在最高通航水位工況下，上行線橋工程前橫向流速最大值為0.22m/s，工程后橫向流速最大值為0.23m/s；下行線橋工程前橫向流速最大值為0.17m/s，工程后橫向流速最大值為0.18m/s；橫向流速基本沒有變化。工程前、后，橋區(qū)河段水流流場(chǎng)變化較小，橋梁建設(shè)沒有惡化所在河段水流流態(tài)。

8 航道與通航安全保證措施

考慮擬建上、下行線橋與現(xiàn)有合寧下行線橋、滬漢蓉南環(huán)線橋、合寧上行線橋等3 座鐵路橋靠近布置，應(yīng)統(tǒng)籌考慮橋區(qū)新建和既有的鐵路橋梁防撞設(shè)施建設(shè)及助航標(biāo)志設(shè)置。橋區(qū)為鐵路橋群河段，通航環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)增設(shè)柔性防撞設(shè)施，開展防船撞設(shè)施專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

橋梁通航孔兩側(cè)橋墩在設(shè)計(jì)最高通航水位時(shí)船舶均可達(dá)，有船舶碰撞的可能性，考慮船舶大型化趨勢(shì)，橋墩防撞標(biāo)準(zhǔn)建議偏安全按500t 船舶撞擊力進(jìn)行設(shè)計(jì)。

9 結(jié)語

（1）擬建橋梁工程位于橋群河段，實(shí)際通航尺度受現(xiàn)狀三座鐵路橋的限制影響，上、下行線橋已經(jīng)通過加大通航孔跨徑，均包絡(luò)現(xiàn)狀3 座鐵路橋的主通航孔，橋梁方案不減小現(xiàn)有通航凈空尺度，基本沒有惡化通航水流條件。且考慮工程航段位于主城區(qū)，未規(guī)劃港口碼頭，遠(yuǎn)期復(fù)航貨運(yùn)功能的可能性很小，擬建工程對(duì)航道通航條件和通航安全影響很小。

（2）本項(xiàng)目通航環(huán)境復(fù)雜，從航道規(guī)劃、現(xiàn)狀鐵路橋群等多方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，開展了橋區(qū)水域水動(dòng)力數(shù)值模擬研究，對(duì)于內(nèi)河航道橋群段橋梁航道通航條件影響評(píng)價(jià)具有一定參考價(jià)值。