桥区安全通航控制技术研究

余亚磊　艾万政

摘 要：由于经济的发展，我国的桥梁会越来越多。从减少桥区交通事故的角度，文中提出了控制桥区通航安全的具体措施，即为了保证桥区通航安全，应科学设计桥区航道、加强桥区通航论证、强化桥区安全管理，将桥区通航事故可能性降低到最低程度，做到防患于未然。

关键词：桥区 安全通航 控制技术

改革开放以来，我国跨海和跨江桥梁越来越多。据相关资料统计，我国主要的三大内陆航运水系，即长江水系、珠江水系和京杭运河水系，现有的各种桥梁近300余座，其中长江水系和珠江水系分别有100多座，京杭运河水系有桥梁50余座。我国沿海地区已建和拟建的跨海大桥有东海大桥、杭州湾大桥、舟山跨海大桥、厦漳跨海大桥、琼州海峡跨海大桥以及港珠澳大桥等等。一个地区的交通是否便利与桥梁有关，任何一个地区的经济都直接或间接的与桥梁相关，而且桥梁对于一个国家飞总体经济发展均有促进作用；例如杭州湾大桥立足于中国现代经济改革最具活力，经济最发达的长江三角洲地区。顺利投建和完成杭州湾跨海大桥，不仅对整个杭州地区的经济有促进作用，而且对于社会进步和发展都具有深远的、极其重要的意义。桥梁建设能有效促进经济的发展，但是桥梁建设也必须充分考虑桥区的通航环境，合理安排好桥区通航。如果桥区通航控制不科学或桥梁选址不当，桥梁建设也有可能成为阻碍航运发展的“瓶颈”。如受南京长江大桥净空高度的影响，较大型船舶不能从南京以上城市江海直达，严重影响了南京以上城市的外贸运输发展。虽然自上世界80年代以来，国家先后投资数十亿元在芜湖、安庆、九江、黄石、武汉、城陵矶和重庆等港口建成数十座5000吨级外贸码头和集装箱码头，但自码头投产以来，很少有较大型的外轮靠泊。黄石长江大桥因为特别的不利地形，弯曲的河道而庞大的交通量，作为重要的交通枢纽之一；一旦驾驶中有任何的疏忽就极易导致撞桥事故。据统计在1993年4月16日至9月16日期间撞桥16次，沉船9艘直接造成巨大的经济损失。因此有必要研究桥区安全通航控制技术。

影响桥区安全通航的因素

影响桥区安全通航的因素主要包括：自然环境因素、人工环境因素、船舶环境因素、交通环境因素、人员环境因素等。影响桥区船舶安全通航的因素见图1。以上5大影响船舶桥区通航的影响因素，归根结底可以概括为3大因素，即：人为因素、机器因素和环境因素。其中人为因素是诱发撞桥和撞船事故的最重要因素。相关统计资料表明，80%多的桥区通航事故是有人为因素的影子存在。因此，桥区安全通航控制的核心是突出“管理”，科学管理是减少桥区通航事故的有效手段。

桥区安全通航控制措施

1、重视桥区航道设计

船舶通过桥区，必须具备一定的航道条件。这些条件包括：水深条件、航道宽度条件以及净空高度条件。在确定以上条件时，首先应确定好代表船型尺度，以代表船型来设计航道，才能做到有据可依。桥区航道的水深应该大于代表船型船舶的吃水，同时应考虑留有一定的富裕水深。当然在考虑水深的时候，也应充分考虑潮汐的影响。桥区的水深设计，可以按照下公式计算：

D0=T+Z0+Z1 +Z2 +Z （1）

上式中：D0为船舶通航水深（m）；T为设计船型满载吃水（m）；Z0为船舶航行时船体下沉增加的富裕水深（m）；Z1为龙骨下最小富裕深度（m）；Z2为波浪富裕深度（m）；Z3为船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m）。富裕水深按照我国相关规范确定，见表1。

桥梁的净空高度是船舶有效通航的重要条件之一。如果桥区的净空高度不够，较大船舶是无法通航的。桥区的净空高度应该大于船舶水线以上高度。当然，船舶水线以上高度，应包括大桅以上的天线高度。长期以来，南京长江大桥由于其净空高度不够，不少大型船舶难以顺江而上，严重阻碍了长江黄金水道经济效益的发挥。桥区航道宽度设计，直接涉及到桥区的通航能力。桥区航道宽度的组成部分通常包括：船舶的航迹带宽度、船间间距、风致漂移量、流致漂移量。同时在布置桥区航道时，还应将航道布置在桥墩紊流范围之外，这是因为，桥墩紊流流态复杂，容易诱发船舶撞桥。所以有不少桥墩附近设有桥浮，一方面提醒驾驶人员注意，另一方面则是要求船舶远离桥墩航行。船舶的航迹带宽度及船间间距的计算，可以按照相关规范的要求，以代表船型的船长和船宽按照相关公式计算得出。在国内的有关规范中，风致漂移量和流致漂移量较少考虑，但是这样不利于安全通航。风致漂移量和流致漂移量计算公式，《航海学》教材中均有提及，可以按照相关公式计算得到。

2、做好桥区通航论证

桥梁建设以前，进行充分的通航论证是很有必要的。通航论证的关键是不但确保桥区通航条件符合相关规则、规范的要求，而且也满足桥梁符合设计要求。桥区通航论证通常要考虑的因素包括以下几个方面：

（1）调查分析桥区河段的航道、水文、气象条件；

（2）拟建大桥所处水域附近交通安全现状分析和该水域的安全等级及管理现状论证分析，评估分析拟建大桥对该水域通航环境的影响因素和影响程度；

（3）拟建大桥通航孔桥墩位布置合理性论证分析；

（4）根据该水域代表船型及未来发展船型论证分析大桥安全通航净空宽度和净空高度，并进行计算机仿真模拟；

（5）评估分析拟建桥梁的通航能力；

（6）船舶漂撞分析、防撞力计算分析和泄洪影响分析与计算；

（7）施工期间桥区水域安全维护方案，不同施工阶段相应的船舶通航方案，大桥施工期间桥区水域交通安全存在的问题及缓解措施；

（8）桥区范围界定、导标设置、桥区水域助航标志设置；船舶在桥区水域安全航行的航线规划及其安全措施、船舶过桥方案；

（9）桥区水域船舶航行方法优化研究，并进行仿真模拟和代表船型安全过桥可视化研制；

（10）拟建工程水域在通航环境方面存在的问题和解决方法的建议，包括弱化拟建工程的碍航程度和加强水域安全保障的具体措施；

（11）研制拟建工程水域和拟建工程安全维护方案和应急预案；

（12）拟建大桥工程水域附近助航设施及交通监管设施配备方案；

（13）拟建工程施工期和营运期水上安全监督管理方案和水上交通组织方案；

（14）提出船舶通航安全管理和大桥安全管理的有关建议。

3、加强桥区通航管理

桥区通航应做好充分准备，以防止以外事情发生。进入桥区以前，应充分检查导航设备、锚设备、机器设备处于良好可用状态。同时，备车、备锚航行，禁止使用自动舵，加强了望，必要时，派人了头，船长在驾驶台指挥、轮机长在机舱值班，配备VHF设备的船舶，通过规定的VHF频道提前与过往船舶取得联系，相互通报船舶动态，在单向通航的桥区航道及其通航孔内航行时，应当尽可能在航道中间行驶，在双向通航的桥区航道及其通航孔内通过时，一定要避免船舶的交会；如确实难以避让时，如可行的话可以适当加速以保持舵效，并且从航道的右舷通过，同时一定要与桥墩间留有足够的操纵空间；当船舶在桥区航道及其通航孔内航行时，严禁追越、调头、横越及逆向行驶。船舶在桥梁水域内进行靠、离泊作业，应选择合适时机进行，配备VHF设备的船舶还应在规定的VHF频道及时通报船舶动态，为附近船舶在桥梁区域内的码头靠离泊提供安全有效的信息；切实做好船舶安全的各项应急措施，避免断缆、走锚等危害桥梁事故的发生；尤其是船舶锚泊在桥区水域是，一定留有足够的安全操纵空间并配备足够数量和功率的拖轮值守。总之，船舶在桥区航行，应提前做好各种防范措施，做到万无一失。

桥区航法建议

船舶过桥之前应首先要保证满足本船安全通过的水深和宽度条件，再由当时大桥的风流影响，考虑船舶实际条件谨慎通过大桥桥孔。

船舶过桥之前一定要把船速降低到适当值，在进入桥区所在的水域时要适当加车以提高舵效，减少过桥时间，降低船舶过桥的危险系数，缩小船舶的横向漂移。可以适当降低船速，当进入桥区水域时可加车助舵，适当增加船速，提高车舵对船舶的控制能力，以缩短过桥时间，有效地抑制船舶的横向漂移，确保船舶安全过桥。

船舶在驶过桥孔之前，应挂高船位，即把船位置于上风一侧，以便预留一定的距离，抵消横风所产生的漂移。

船舶通过桥孔时，自动舵一定要转为手动舵，把定航向，谨慎驾驶安全通过桥区。

船舶在有航标的水域航行时要根据船舶的具体航向和风流的方向，恰当的调整船舶速度，

船舶在桥区航行时应以安全航速行驶，以便能够采取有效的避让行动，防止紧迫局面发生和碰撞。船舶决定安全航速时，应当考虑能见度，通航密度、船舶操纵性能、风、水流及航道情况和周围环境等主要因素。

如果船舶在通过大桥时出现任何交通信息设施被移位、破坏或者对目前的设施准确性怀疑的，应该果断采取措施掉头，防止不必要的事故发生。

船舶通过大桥水域前应鸣笛一长声，以引起周围船舶的注意，船舶通过大桥时应按顺序前进，严禁追越和齐头并进，而且一定要与桥墩间留有足够的安全操纵空间。

结论

随着经济的发展，未来我国的桥梁会越来越多，桥区的通航安全也越来越受到人们的重视。桥区通航安全应重视人、机和通航环境的控制。加强桥区航行安全控制，应注重桥区航道设计、桥区通航论证，同时也应从科学的角度加强桥区通航管理，做到防患于未然，将桥区通航事故概率减少到最低程度。

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（作者单位：浙江海洋学院）