复杂桥区的桥跨方案及通航孔布置方案分析

吴玲华 广东正方圆工程咨询有限公司

1.项目背景情况

汕头市牛田洋片区海滨长廊及停车场新建工程（海滨路西延）项目是现状海滨路作为汕头市中心城区主干道继续往西延伸，与礐石大桥和牛田洋快速通道实现互联互通，拉动汕头市西部片区的重要道路，而西堤大桥是该线路中的一座特大桥，大桥位于西港高架桥下游约1km处，跨越韩江，韩江为内河Ⅲ级航道，通航1000t海轮（见图1）。

图1 项目总平面图

2.桥梁设计方案

拟建大桥桥轴线法线方向与水流流向交角为8°，主桥跨径组合为（123+180+123）m，设单孔双向通航，通航孔承台宽12.5m，桥墩宽5m，桥墩两侧预留2m防撞设施空间后总宽7m，小于承台宽度，因此通航孔有效净距为承台內缘净距167.5m，垂直投影到水流方向上的净宽为156m，上底宽与净宽一致，大桥满足上底宽的梁底标高为28.52m，实际通航净高26m，侧高与净高一致。大桥通航孔承台面标高-2.50m（85高程，下同），本桥设计最高通航水位为2.52m，最低通航水位-0.90m（见图2）。

图2 拟建大桥型布置图

3.桥梁建设存在的问题

（1）工程所在位置为韩江汇入榕江的河口段，韩江河口段属感潮河段，而河口处上游约7.7km建有梅溪桥闸，中、枯水期水闸关闸蓄水，在洪水季节桥闸会全部开启泄洪，韩江河口处除了受泄洪的径流影响，也受潮水顶托的影响，且韩江工程位置河宽仅337m，汇流口外的榕江干流河宽约1km，工程河段河宽由窄变宽，从而导致工程位置的水流条件较为复杂。

（2）由于本工程为现状海滨路西延线路，需要连接现状海滨路，导致了桥梁仅能选址在韩江与榕江汇流口河段。另外，工程所在的韩江河口外右岸滩地存在一片红树林保护区，线路需避开红树林保护区，继而导致桥梁桥轴线法线与水流流向交角8°，未能满足《内河通航标准》的要求。

图4 桥梁平面布置图

（3）桥梁布置在汇流口河段，且工程位置为弯曲河段，弯曲半径为1400m，且汇流口外建有礐石大桥，拟建大桥与礐石大桥的距离较近，若拟建大桥通航孔的布置位置不合理，船舶通过礐石大桥通航孔后拐弯进入韩江时，或者从韩江下行拐弯通过礐石大桥通航孔时，都极易导致船舶碰撞桥墩（见图3）。

图3 工程地理位置图

4.通航孔布置方式

（1）由于桥址位置左岸岸上为礐石大桥引桥以及现状的海滨路，若桥梁通航孔一跨过河，则会导致纵坡较大，无法连接现状海滨路，因此难以通过采取一跨过河的方案消除通航不利因素。根据工程河段水深及等深线布置情况，考虑到工程位置左岸为一片浅滩，左岸的0m等深线距离岸边约110m，因此即使在最高通航水位情况下，左岸浅滩范围的水深也不能满足韩江Ⅲ级航道，通航1000t海轮的水深要求，因此通航孔应布置在左、右岸0m等深线之间，已保障通航孔涵盖适航水域的范围。

（2）由于桥梁所在的韩江河口段为感潮河段，加上洪水期上游水闸泄洪，径流洪水以及潮水顶托作用，工程河段的水流条件极为复杂，通过数学模型研究，明确了桥梁通航孔桥墩所引起水流的变化、横流变化引起的紊流宽度以及桥梁投影后宽度，确定了通航孔跨径采用180m的方案。

（3）针对桥梁所在的汇流口外榕江干流建设有礐石大桥，船舶通过礐石大桥通航孔后拐弯进入韩江时，或者从韩江下行拐弯通过礐石大桥通航孔时，都极易导致船舶碰撞拟建大桥桥墩的情况，通过现状船舶航迹线观测以及船舶操纵模拟试验研究，得出1000吨级内河船和1000吨级海轮从韩江进入榕江、从榕江进入韩江的航迹带宽度最大宽度为61.9m，以及船舶航迹带基本位于河道中间偏右岸的情况，最终明确的通航孔的布置在河道右侧，从而使大桥建设对船舶通航安全风险可控。