盤龍柳江特大橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布研究

文章主要對山區(qū)河流復(fù)雜條件下新建鐵路特大橋橋區(qū)航道營運(yùn)期的橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案進(jìn)行研究，提出技術(shù)上可行且滿足航道行政主管部門要求的配布方案。應(yīng)用實踐表明：該方案對鐵路特大橋橋區(qū)航道營運(yùn)期的通航起到有效的助導(dǎo)航作用，保證橋區(qū)通航安全，可為類似工程提供參考。

鐵路橋；橋區(qū)航道；助航標(biāo)志；營運(yùn)期；配布方案

U644.4A611985

作者簡介：

何" 源（1988—），工程師，主要從事水運(yùn)工程測量、設(shè)計工作。

0" 引言

橋區(qū)航道與主航道相比具有可航水域受限、船舶交通密集、水流條件復(fù)雜、船舶航行操縱難度和風(fēng)險較大等特點(diǎn)。橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布是主航道航標(biāo)配布的補(bǔ)充，也是重點(diǎn)研究的關(guān)鍵內(nèi)容。國家制定了一系列的規(guī)定和技術(shù)規(guī)范，旨在規(guī)范內(nèi)河橋區(qū)航道布置和助航標(biāo)志配，為內(nèi)河水運(yùn)建設(shè)健康發(fā)展提供保障。

盤龍柳江特大橋工程跨越柳江航道，為保證橋區(qū)通航安全，需對本工程的橋區(qū)航道進(jìn)行助航標(biāo)志配布。本文根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)航道管理條例》規(guī)定及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合本工程附近已建航標(biāo)現(xiàn)狀情況，分近期和遠(yuǎn)期進(jìn)行本橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案研究，并對方案的效果及影響進(jìn)行分析，確定科學(xué)合理的助航標(biāo)志配布方案。

1" 工程概況

1.1" 工程條件

新建柳州至廣州鐵路柳州至梧州段盤龍柳江特大橋（以下簡稱“新建鐵路橋”）位于柳江紅花樞紐至石龍三江口河段，于來賓市象州縣馬坪鎮(zhèn)盤龍村附近跨越柳江，上距柳江紅花水利樞紐約84.53 km，柳州至武宣公路盤龍柳江特大橋（以下簡稱“已建公路橋”）約50 m；下距石龍三江口約16.67 km。航道現(xiàn)狀按Ⅳ級航道維護(hù)，通航保證率為95%。Ⅱ級航道正在建設(shè)，通航保證率為96.7%。

柳江為珠江水系西江支流，枯水期落差為35.51 m，洪水期水位暴漲暴落，屬于典型的山區(qū)河流。新建鐵路橋位于山區(qū)河流上，且距上游已建公路橋僅約50 m，已建公路橋現(xiàn)狀采用單孔雙向通航，Ⅱ級航道建成后采用雙孔單向通航，未來Ⅰ級航道建成后已建公路橋需拆除。新建鐵路橋橋區(qū)航道的航標(biāo)配布需綜合考慮以上復(fù)雜的條件，研究并優(yōu)化航標(biāo)志配布方案。

1.2" 橋梁建設(shè)方案

1.2.1" 建設(shè)規(guī)模

1.2.1.1" 已建公路橋建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

已建公路橋主橋通航孔橋墩為8#～10#橋墩，通航孔跨徑為160 m，按Ⅱ級航道兼顧通航3 000噸級單船建設(shè)，采用雙孔單向通航，通航凈高為13 m；近期單孔雙向通航（右通航孔），遠(yuǎn)期雙孔單向通航。右通航孔（8#9#墩間孔）橋區(qū)航道寬度為90 m，左通航孔（9#10#墩間孔）橋區(qū)航道寬度為80 m。目前橋區(qū)航道已完成了按近期Ⅳ級航道的配標(biāo)工作。

1.2.1.2" 新建鐵路橋建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

新建鐵路橋主橋采用雙塔斜拉橋，橋梁全長為629 m，采用單孔雙向通航方式。通航孔橋跨為326 m，32#、33#兩個主墩均位于水中，橋墩承臺均埋入河床。

1.2.2" 航道通航標(biāo)準(zhǔn)

新建鐵路橋按內(nèi)河Ⅰ級航道及西部陸海新通道（平陸）運(yùn)河通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

1.2.3" 設(shè)計代表船型

新建鐵路橋所在航道現(xiàn)狀為Ⅳ級航道，航道保護(hù)利用發(fā)展技術(shù)等級為Ⅰ級，通航3 000噸級船舶。同時，鑒于平陸運(yùn)河正在開展實施，考慮西部陸海新通道（平陸）運(yùn)河建設(shè)后航運(yùn)發(fā)展需求，本河段考慮平陸運(yùn)河船型（表1）。

1.2.4" 設(shè)計通航水位

新建鐵路橋橋址處設(shè)計最高通航水位為72.70 m（1985國家高程基準(zhǔn)，下同），最低通航水位為48.03 m。

2" 營運(yùn)期助航標(biāo)志配布及橋梁警示標(biāo)志設(shè)置方案研究

本方案研究內(nèi)容主要包括營運(yùn)期助航標(biāo)志配布及橋梁警示標(biāo)志設(shè)置，其配布方案是否合理，首先需要考慮工程附近航道助航標(biāo)志配布情況，新配布的航標(biāo)應(yīng)與已配布的航標(biāo)相適應(yīng)，功能互補(bǔ)；其次，根據(jù)本工程實際情況，分別按已建公路橋拆除前后不同情況進(jìn)行具體配布，以滿足不同航道條件下的助航要求；最后，對配布方案進(jìn)行整體效果分析和影響分析，對配布方案進(jìn)行評價。因此，本方案根據(jù)上述要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1" 現(xiàn)狀橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布情況

本工程附近除已建公路橋橋區(qū)航道外，主航道無其他已建助航標(biāo)志。

已建公路橋橋區(qū)航道目前為Ⅳ級航道，按一類航標(biāo)配布，只開通右通航孔通航，且按單孔雙向通航?，F(xiàn)狀橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布情況如下（圖1）：

（1）在右通航孔上、下游約200 m處的現(xiàn)Ⅳ級航道左、右邊線分別布設(shè)1對側(cè)面浮標(biāo)，共4座。

（2）在右通航孔上、下游迎船一面的橋梁中央設(shè)正方形橋涵標(biāo)，共2塊。

（3）在右通航孔兩側(cè)橋柱（右墩8#、左墩9#）上、下游各設(shè)置綠色單面環(huán)光橋柱燈4組。

（4）在橋址上游右岸約900 m處以及橋址下游右岸約900 m處分別設(shè)立1座通航凈高倒立水尺，共2座。

因此，根據(jù)橋區(qū)航道實際情況，本工程橋區(qū)結(jié)合兩座橋梁整體考慮配布橋涵標(biāo)、橋柱燈、側(cè)面浮標(biāo)、通航凈空倒立水尺和橋梁警示標(biāo)志，部分標(biāo)志利用現(xiàn)狀助航標(biāo)志。按一類航標(biāo)配布，夜間發(fā)光，晝夜通航，并具有遙控遙測（RTU）功能［1］。

根據(jù)《內(nèi)河航標(biāo)技術(shù)規(guī)范》（JTS/T181-1-2020）、《內(nèi)河助航標(biāo)志》（GB5863-93）以及《廣西航標(biāo)維護(hù)管理工作規(guī)定》，本工程配布航標(biāo)所采用的航標(biāo)燈質(zhì)規(guī)定如下：

（1）橋前側(cè)面浮標(biāo)：單閃光（左岸一側(cè)為綠色，右岸一側(cè)為紅色），周期為4 s（0.5 s明+3.5 s暗）。

（2）橋涵標(biāo)牌（正方形標(biāo)牌）：紅色，單面定光。

（3）通航凈高標(biāo)牌（菱形標(biāo)牌）：黃色，單面定光。

（4）橋柱燈：綠色，單面定光［2］。

盤龍柳江特大橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布研究/何" 源，湯中文，秦" 嵩，楊" 斐

2.2" 營運(yùn)期助航標(biāo)志配布方案

新建鐵路橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布按已建公路橋遠(yuǎn)期雙孔單向通航考慮。根據(jù)已建公路橋拆除前后情況分近期和遠(yuǎn)期進(jìn)行新建鐵路橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案研究。

2.2.1" 近期橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案

近期，在已建公路橋拆除之前，結(jié)合橋區(qū)實際情況，新建鐵路橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布如下頁圖2所示。

（1）在上行航道中心線處設(shè)一座正方形紅色橋涵標(biāo)牌（表2），下行航道利用已建公路橋上游迎船面橋涵標(biāo)牌（1#），不需另外設(shè)置。

（2）在新建鐵路橋下游迎船面上行航道邊界線兩側(cè)設(shè)菱形通航凈高標(biāo)牌2座，在已建公路橋下行航道上游迎船面、上行航道下游迎船面滿足通航凈高13 m的位置各設(shè)置2座通航凈高標(biāo)牌，共6座。

（3）在橋址下游約217 m處的上行航道邊線兩側(cè)、上游約222 m處的下行航道邊線兩側(cè)、橋址上游約328 m處上行航道左邊線各布設(shè)一座側(cè)面浮標(biāo)，共5座，其主要外形尺寸如表3所示。

（4）在新建鐵路橋33#墩下游側(cè)迎船面設(shè)一組橋柱燈，已建公路橋上游側(cè)迎船面及下游側(cè)迎船面右側(cè)的橋柱燈利用已建公路橋現(xiàn)有的橋柱燈（2#、3#、4#），不需另外設(shè)置。橋柱燈每組3盞，燈距為2 m。

（5）在橋址下游約720 m處柳江左岸設(shè)置一座通航凈空倒立水尺，右岸利用已建公路橋現(xiàn)有通航凈空倒立水尺。通航凈空水尺以設(shè)計最高通航水位（72.75 m，20年一遇）往上13 m處為零點(diǎn)刻度，水尺刻度總高度為11 m，通航凈空高度讀數(shù)為18.0～8.0 m。

同時，撤除已建公路橋右通航孔現(xiàn)有1#～4#側(cè)面標(biāo)共4座，撤除已建公路橋8#墩下游迎船面的橋柱燈1#，撤除已建公路橋下游迎船面橋涵標(biāo)牌2#。

2.2.2" 遠(yuǎn)期橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案

遠(yuǎn)期，若已建公路橋拆除不重建時，橋區(qū)航道寬度為280 m，單孔雙向通航，橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布如圖3所示。

（1）在新建鐵路橋上下游通航孔偏中央位置各設(shè)一座橋涵標(biāo)牌，共2座。

（2）在上下游航道邊線兩側(cè)各設(shè)一座通航凈高標(biāo)牌，共4座。

（3）在橋軸線上下游200 m處各設(shè)一座側(cè)面標(biāo)，共4座。

（4）在主橋墩上下游迎船側(cè)各設(shè)一組橋柱燈，共4組。

（5）在橋址上游右岸約900 m處、橋址下游左岸約720 m處分別設(shè)立1座通航凈高倒立水尺（凈高按18 m考慮），共2座。

2.3" 橋梁警示標(biāo)志設(shè)置方案

橋梁警示標(biāo)志助導(dǎo)航功能相對獨(dú)立，受附近航標(biāo)影響較小，因此，本工程橋梁警示標(biāo)志設(shè)置方案只需針對本工程進(jìn)行研究，不需考慮已建公路橋拆除前后的航道通航情況。

2.3.1" 橋梁警示標(biāo)志的目的及標(biāo)志設(shè)置種類

橋梁警示標(biāo)志設(shè)置的目的在于為船舶指明通過橋下的可航行通道，減少其與橋墩或橋梁上部結(jié)構(gòu)相碰撞的可能性，以確保橋梁本身和船舶在橋下航行的安全［3］。

根據(jù)《內(nèi)河通航水域橋梁警示標(biāo)志》（JT376-1998），結(jié)合新建鐵路橋?qū)嶋H情況，設(shè)置甲類主標(biāo)志、橋名標(biāo)志。

2.3.2" 甲類主標(biāo)志

在設(shè)計最高通航水位時，新建鐵路橋32#、33#墩柱局部被淹沒在水中，通航孔兩側(cè)橋墩需要設(shè)置甲類主標(biāo)志，顯示橋墩（防撞識別），標(biāo)明橋下為可航行通道。

甲類主標(biāo)志噴涂在新建鐵路橋32#、33#橋墩的上、下游迎船壁面，已建公路橋8#、9#橋墩上游迎船壁面及9#、10#橋墩下游迎船壁面上。甲類主標(biāo)志由紅、白等寬度相間的、傾角為45°的斜紋圖案構(gòu)成，斜紋向下的一邊置于通航孔內(nèi)側(cè)。斜紋圖案采用逆反射油漆噴涂。標(biāo)志型號為Ⅰ。詳見圖4。

甲類主標(biāo)志的長度L根據(jù)橋墩的高度和需要標(biāo)示的范圍（可以是從常年低水位至常年洪水位）確定，但不得小于所在航道設(shè)計最低通航水位至設(shè)計最高通航水位之間的高度。

（a）32#、33#墩通航孔甲類主標(biāo)志上游立面""""" （b）32#、33#墩通航孔甲類主標(biāo)志下游立面

（c）32#、33#墩通航孔甲類主標(biāo)志平面（上游）""""" （d）32#、33#墩通航孔甲類主標(biāo)志平面（下游）

2.3.3" 橋名標(biāo)志

橋名標(biāo)志設(shè)置于橋梁上、下游迎船面顯而易見處，為綠底、白色邊框和文字的長方形標(biāo)志。標(biāo)志面板應(yīng)當(dāng)鉛垂，其下緣不得低于橋梁的上部結(jié)構(gòu)底緣。新建鐵路橋上下游均設(shè)置橋名標(biāo)志，橋名標(biāo)志文字內(nèi)容為“柳廣鐵路盤龍柳江特大橋”，一字一牌。詳見圖5。

（a）橋名標(biāo)志正視

（b）單塊橋名標(biāo)志尺寸

（c）橋名標(biāo)志骨架間連接

（d）鋁槽與角鋼連接

2.4" 本標(biāo)志配布方案對助導(dǎo)航的效果分析

本工程助航標(biāo)志配布方案分別對已建公路橋拆除前和拆除后進(jìn)行的研究和布設(shè)，在不同的通航條件下均能發(fā)揮有效的助導(dǎo)航作用。

2.4.1" 已建公路橋拆除前（近期）

已建公路橋拆除前（近期）橋區(qū)航道采用雙孔單向通航方式，通航船舶根據(jù)橋址上游右岸和下游左岸的凈空倒立水尺判斷橋梁實時通航凈空，并在布設(shè)的橋涵標(biāo)、橋柱燈、側(cè)面浮標(biāo)和橋梁警示標(biāo)志等助航標(biāo)志的指引下，上行船舶沿已建公路橋左通航孔航行，先通過公路橋左通航孔，再通過新建鐵路橋橋區(qū)；下行船舶沿新建鐵路橋橋區(qū)航道右叉向下游航行，直至通過下游已建公路橋右通航孔。本方案配布的助航標(biāo)志能清晰地標(biāo)示橋區(qū)航道的通航凈寬和橋梁凈空，指示不同航向通航孔的位置和方向，有效指引上下行船舶安全通航，降低船舶與已建公路橋兩通航孔間橋墩碰撞的風(fēng)險。

2.4.2" 已建公路橋拆除后（遠(yuǎn)期）

已建公路橋拆除后（遠(yuǎn)期）新建鐵路橋橋區(qū)航道采用單孔雙向通航方式，在通過上下游凈空倒立水尺判斷橋梁實時通航凈空滿足通航要求的情況下，上行靠左岸航行，下行靠右岸航行，并在布設(shè)的助航標(biāo)志的指引下通過新建鐵路橋橋區(qū)。新建鐵路橋橋區(qū)航道寬敞，通航環(huán)境好，在助航標(biāo)志的導(dǎo)航下船舶通過橋區(qū)時操控容易，但需注意避讓對向來船。

2.5" 本標(biāo)志配布方案對現(xiàn)有助航標(biāo)志的影響分析

新建鐵路橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志按Ⅰ級航道布置，與已建公路橋遠(yuǎn)期橋區(qū)航道航標(biāo)配布方案基本一致，橋區(qū)現(xiàn)狀部分助航標(biāo)志需進(jìn)行遷移或改建，將對其有一定影響，但對規(guī)劃航道的布置及助航標(biāo)志配布影響較小。

3" 結(jié)語

新建鐵路橋橋區(qū)航道助航標(biāo)志配布方案充分考慮了上游已建公路橋拆除前后，大橋所在河段不同航道等級情況下的通航需求，配布方案科學(xué)合理，為橋區(qū)航道的通航起到了有效的助導(dǎo)航作用。未來隨著河道的渠化，橋區(qū)河段水位趨于穩(wěn)定，水流條件得到顯著改善，以及柳江航道的智慧智能化建設(shè)［4］，橋區(qū)航道與柳江主航道相匹配，采用三維技術(shù)實現(xiàn)虛擬航標(biāo)［5］，以三維GIS技術(shù)［6］，打造橋區(qū)航道三維虛擬場景，航道實時狀況一目了然，更加直觀和及時地為橋區(qū)通航提供助導(dǎo)航服務(wù)，這也將是橋區(qū)航道建設(shè)的發(fā)展方向和趨勢。

［1］劉臨雄.遠(yuǎn)程遙控遙測技術(shù)在貴梧航道航標(biāo)管理中的應(yīng)用［J］.西部交通科技，2019（7）：181-183.

［2］JTS/T182-1-2020，內(nèi)河航標(biāo)技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JT376-1998，內(nèi)河通航水域橋梁警示標(biāo)志［S］.

［4］李學(xué)祥.內(nèi)河智慧航道發(fā)展研究［J］.中國水運(yùn)，2023（4）：15-19.

［5］李" 峰，曾" 樂，劉" 斌，等.基于大數(shù)據(jù)分析的AIS虛擬航標(biāo)布設(shè)技術(shù)［J］.水運(yùn)工程，2023（11）：173-179.

［6］眭海剛，王" 娟，張安民，等.基于三維GIS的數(shù)字航道若干關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2006（8）：713-715，747.

20240325