研究分汊河口新建桥梁通航净宽的取值

黄丽芬

摘 要：广州南沙铁路洪奇沥水道特大桥位于分、汇流口，航路比较复杂，通过船型调查、航路、河床演变分析，确定通航净宽的取值。

关键词：桥梁 分流口 汇流口 净宽

1.工程概况

广州南沙港铁路位于广东省南部，珠江三角洲中部地区，线路自广珠铁路鹤山站引出，向东南方向经鹤山雅瑶、江门市规划的滨江新区、顺德均安、中山小榄、东凤、南头、黄圃、广州万顷沙至南沙港区，新建双线全长86.97km。广东南沙铁路跨越洪奇沥水道特大桥是本线路中的一座大桥，该桥址位于京珠高速公路大桥上游约1.5km。

2.通航条件

2.1洪奇沥概况

洪奇沥水道西起板沙尾，上接容桂水道及李家沙水道，南经洪奇门出海，自板沙尾至洪奇门，全长41km，航道开阔、顺直，河面宽在400～1200m之间。

2.2桥区通航条件

拟建大桥位于洪奇沥水道与下横沥水道分岔口位置，同时上横沥、下横沥水道和黄沙沥水道在此交汇分流，其中上横沥水道规划为内河VI级航道，下横沥水道、洪奇沥水道均规划为内河I级航道，黄沙沥水道规划为内河III级航道。桥址处河面宽约800m，在绘图水位-0.36m（85高程）情况下，通航孔内水深2.3～11.7m。

受工程下游下沙岛的制约，工程所在航道分为左、右两汊通航。下沙岛洲尾处京珠高速大桥在左、右两汊均设双孔单向通航孔，左汊通航孔净宽47m，右汊通航孔净宽81m；受京珠高速公路大桥通航孔净宽的限制，吨位较大的船舶均从右汊航道通行，右汊航道为目前主航道。

桥址上游约1.1km、300m、50m分别为沙仔岛、下横沥水道与洪奇沥水道的分流口、陆岛沙场；桥址下游约350m的右岸为黄沙沥水道与洪奇沥水道的汇流口，桥址下游约400m的左岸为志诚合利建材沙场，桥址下游约630m为广东省天然气管网二期工程水下过河天然气管道，桥址下游约820m为下沙岛，下沙岛洲头有一架空电缆（净高41.5m），另外桥址上游约9km为广中江高速公路番中大桥（单孔双向通航，跨径365m，净宽330m，净高22m），下游约1.5km为京珠高速公路大桥。

3.船舶航路

拟建大桥位于洪奇沥水道与上横沥、下横沥水道和黄沙沥水道的交汇处，是洪奇沥水道船舶流量最为密集的水域，船舶航路主要有：

航路1：洪奇沥水道板沙尾——沙仔岛左汊——下横沥水道——珠江出海口

航路2：洪奇沥水道上段——沙仔岛右汊——下沙岛左汊——洪奇沥水道下段

航路3：洪奇沥水道上段——沙仔岛右汊——下沙岛右汊——洪奇沥水道下段

航路4：黄沙沥水道——洪奇沥水道

航路5：黄沙沥水道——北围头——下横沥水道

航路6：洪奇沥水道——沙仔岛左汊——上横沥水道

根据2007年桥址处洪奇沥水道水深地形图可知，现拟建桥址处的上沙岛及下游下沙岛将洪奇沥水道分为左、右两汊，2008年中山市东凤利群沙石场在取得航道部门、水利部门的批准后将上沙岛进行了清挖。

根据本报告对桥区洪奇沥水道2008年、2014年河床演变分析，上岛清挖后洪奇沥水道水流动力轴线、河床平纵断面基本保持稳定，原上沙岛位置水深相对较浅，原两汊位置水深相对较深，拟建桥位处河床断面呈“W”型分布。

4.通航标准

4.1航道等级

根据广东省发展和改革委员会、广东省交通厅《广东省内河航运发展规划（2010～2020年）》，洪奇沥水道上段（板沙尾至北围头）规划为内河I级航道，兼顾1000吨级海轮通航。

4.2代表船型

洪奇沥水道上段（板沙尾至北围头）规划为内河I级航道，兼顾1000吨级海轮通航。

5.通航孔的布置

5.1通航孔布置原则

通航孔的布置应满足现状及规划船舶的要求；既要考虑现状及水运发展船舶的通过密度、能力；还要考虑桥址的实际情况，注意航槽稳定性和充分利用天然深槽，同时要与现状和规划的航道线相一结合，其次注意大桥结构设计跨度能力。

5.2通航孔的分析

由前面的分析可知，近7年来，桥址河段河床基本保持稳定，河床断面呈“W”型分布；桥址处于众多河流的分流口、汇流口，航路繁多而复杂；但鉴于桥址处河面宽约800m，一孔跨越通航水域有一定的难度，投资较大。为了满足船舶的通航安全要求，本桥应设两个双向通航孔。

6.通航净宽

6.1内河I级航道的通航净宽要求

6.1.1船型计算净宽

根据《内河通航标准》（GB50139-2004）附录C中“天然和渠化河流水上过河建筑物通航宽度的计算方法”中规定，天然或渠化河流水上过河建筑物轴线法线方向与水流交角不大于5°时，通航净空可按下列公式计算：Bm1=BF+△Bm+Pd、Bm2=2BF+b+△Bm+Pd+Pu、BF=Bs+Lsinβ。

根据各种船型主尺度和通航净空宽度的计算公式，通航净宽计算结果如表3所示。

通过以上的计算，3000t级内河船舶单孔双向通航净宽最大值取整为232.7，取整为233m。

6.1.2规范要求净宽

根据《内河通航标准》（GB50139-2004），内河I级航道单孔双向通航孔的净空宽度不应小于220m。endprint

6.21000吨级海轮的通航净宽要求

按《通航海轮桥梁通航标准》（JTJ311-97）规定计算，通航海轮桥梁通航净空宽度（Bm）按下式计算确定：Bm=K×W、W2=2A+b+2c、A=n（Lsinγ+b），根据各种船型主尺度和通航净空宽度的计算公式，通航净宽计算结果如表4所示。

通过以上的计算，1000t级海轮单孔双向通航净宽最大值取整为192m。

综合以上计算，下面的分析单孔双通航净宽以233m为基数控制。

6.3通航净宽的其他因素

（1）由于该桥位下游为分汊河段，水流条件复杂，流态紊乱，且大桥桥轴线法线方向与水流流向的交角为18°，根据《内河通航标准》（GB 50139-2004）C.0.3的规定“天然和渠化河流水上过河建筑物轴线的法线方向与水流流向的交角大于5°，且横向流速大于0.3m/s时，单向通航净宽加宽值应符合表C.0.3的规定。”查表C.0.3得本桥单侧桥墩因紊流的加宽值为20m，两侧共为40m，即考虑斜交角度后单孔双向通航净宽为273m。

（2）拟建大桥与上游下横沥水道与洪奇沥水道的分流口的距离不能满足《内河通航标准》第5.1.1条规定“水上过河建筑物选址应避开滩险、通行控制河段、弯道、分流口、汇流口、港口作业区和锚地；其距离，上游不得小于最大代表船型长度的4倍”，根据该标准第5.1.2.4的要求应加大水上过河建筑物跨度或采取一孔跨越通航水域。鉴于拟建桥址河段较宽，一孔跨越通航水域比较困难，因此根据河势及流态情况通航孔净宽应增加30m，即考虑与分流口的距离不满足要求后，单孔双向通航净宽为303m。

因此，综合考虑净宽计算结果及强制性标准要求的规定，拟建大桥双向的净宽应不小于303m。

7.设计单位提供的净宽

根据设计单位提供的大桥设计方案，大桥左、右汊航道通航孔跨径均为360m，设单孔双向通航，通航孔承台两侧各预留2m防撞设施空间后有效净距为335m，投影到水流垂直方向上的净宽均为306m，均满足Ⅰ级航道、通航1000吨级海轮双向通航净宽要求。

8.结论

桥梁的使用寿命较长，其通航孔的布设应充分考虑航道通航条件、规划的情况及相关的规定、规范要求，以确保自身及通航的安全。

参考文献：

[1]广州南沙港铁路初步设计，2014，10.

[2]广东南沙铁路洪奇沥水道特大桥跨洪奇沥水道通航标准和技术要求论证报告.2014，12.endprint