跨山区航道桥梁改扩建工程中通航尺度研究

魏庆，王畅，卢虹李，卢迪翔

（丽水市直属公路港航管理中心，浙江丽水 323000）

航道因规划等级的提升产生了更高的通航净空尺寸要求，在山区航道通航桥梁改扩建工程中，同时需要满足现状通航及规划通航的通航尺度要求，这是跨越山区航道桥梁改扩建中必须破解的难题。

已有的研究大多在现状通航的基础上对某一或区域跨河桥梁的通航净空尺度开展分析和计算。杨昌道[3]结合河道特性、运量预测、建设投入等方面综合分析了碍航桥梁分期适时改造的可行性；陈爱文[4]基于S353 省道跨京杭运河大桥工程实际分析研究，提出复杂水域通航净空的计算方法；李文艳[5]通过对广东省北江、东江航道的综合分析，提出航道桥梁分步改建标准的建议。

本文以丽水莲都碧湖大桥改扩建工程为例，通过评价其对现状及规划航道通航条件的影响，分析各类影响因素，提出大桥改扩建类工程建设涉航道通航尺度及实施中的相关建议，以期能为类似工程的建设及山区航道的发展提供借鉴。

1 山区航道通航标准及主要因素

1.1 航道等级与规划

碧湖大桥跨越的瓯江支线航道（白岩大桥-大港头段），现状等级为内河Ⅶ级单线航道。根据《丽水市港航中长期发展规划研究（2018-2035）》航道规划等级为内河天然Ⅳ级，同时根据《浙江省内河航道与港口布局规划（2021-2035）》规划航道等级为内河准Ⅲ级航道。碧湖大桥是跨越瓯江的重要节点，现状桥梁12m宽度已经远远不能满足交通需求，新改建工程建设将对航道通航条件造成一定的影响。

1.2 通航水位

根据调查了解，碧湖大桥所处河段距离上下游均有水利枢纽均较远，表现为山区性河流特征且洪水历时一般都比较短。

根据《内河限制性准Ⅲ级和准Ⅳ级航道通航标准》规定：最高通航水位洪水重现期通过论证可取3～5 年一遇。根据《内河通航标准》规定Ⅵ级航道的设计最高通航水位洪水重现期采5 年一遇。综上所述，碧湖大桥改扩建工程设计最高通航水位取5 年一遇洪水位，桥位处各频率最高洪水位如表1 所示。

表1 桥位处各频率洪水最高洪水位

本工程所在航道桥区位置设计底高程为56.96m，现状航道设计水深0.8m，故设计最低通航水位57.76m。

2 桥梁改扩建方案比选

2.1 改扩建桥梁位置

碧湖大桥改扩建工程位于浙江省丽水市莲都区碧湖镇境内（碧湖大桥改建工程如图1 所示），东起S328 省道，西至碧湖镇江滨路，现状通航孔跨35m。

图1 碧湖大桥改建工程位置卫星图片

2.2 桥梁方案比选结论

扩建方案：（1）桥梁跨径布置与现状保持一致，桥下墩柱密集，景观效果很差；（2）为满足百年一遇洪水位净空及规划路桥宽度要求，施工中需拆除老桥上部结构；（3）老桥侧半幅桥梁恢复时，需结合老桥墩柱施工盖梁，因此会存在老桥桥墩立柱的检测、复核、加固及接长问题，以保证拼宽桥与改造桥保持相同设计技术标准；（4）主跨无法满足远期准Ⅲ级航道双向通航净空尺度要求。

改建方案：（1）需将老桥全部拆除；（2）改善通航环境，可满足远期准Ⅲ级航道双向通航净空尺度要求；（3）景观效果好，可满足道路交通需求；（4）整体性好，施工技术成熟。

综上，从山区航道规划及现状通航角度考虑，认为改建方案对航道通航条件影响较扩建方案影响较小，从通航影响角度出发，推荐改建方案。

3 桥梁通航净空尺度及评价

3.1 现状航道通航尺度

改建桥梁跨越现状瓯江生态示范航道（白岩大桥-大港头段），航道为Ⅶ级单线航道，设计宽度14.0m，弯曲半径130m，通航水深0.8m，设计开挖边坡1：3，碧湖大桥与现状航道位置关系如图2 所示。根据《内河通航标准》，Ⅶ级航道通航净高不得小于4.5m，单孔单向通航孔通航净宽不得小于32m。

图2 碧湖大桥与现状航道位置关系示意图

3.2 规划航道通航尺度

改建桥梁跨越远期规划瓯江支线航道（紧水滩坝下—丽水段），根据《丽水市港航中长期发展规划研究》、《浙江省内河航道与港口布局规划（2021-2035）》，本次航道等级应按天然河道准Ⅲ-b 级论证。综上，规划航道及建筑物相关尺度规范要求如表2 所示。

表2 航道及建筑物相关尺度规范要求

3.3 本桥梁通航净空尺度计算

将规划航道通航孔定为第四跨（主跨），现状航道通航孔按原航道位置放置在桥梁第三跨，桥梁通航净空尺度如表3 所示。

表3 桥梁通航净空尺度表

3.3.1 规划航道通航净空高度

根据本工程推荐设计方案，新建碧湖大桥梁板为二次抛物线形状，梁底标高68.5～71.9m，设计最高通航水位为64.22m，整跨净空高度为4.28～7.68m。本工程桥梁净高≥6.0m 的宽度为100.4m。

3.3.2 规划航道通航净空宽度

最高通航水位64.22m 起算，通航孔净高达到6.0m 的宽度为100.4m。桥梁纵轴线与航道中心线夹角约81°，桥宽36.0m，新碧湖大桥通航净空宽度取93.5m。规划航道通航孔示意图如图3 所示。

图3 规划航道通航孔示意图

3.3.3 规划航道通航净空尺寸

规划通航孔为第四跨，净宽93.5m，满足规划准Ⅲ-b级航道通航孔净宽90.0m 要求；通航净宽范围内梁底标高最低点为70.22m，最高点为71.90m，在最高通航水位64.22m 情况下，通航孔净高6.00～7.68m，满足规划准Ⅲ-b 级航道通航孔净高5.5m 要求。现状航道通航孔示意图如图4 所示。

图4 现状航道通航孔示意图

3.3.4 现状航道通航净空尺寸

现状航道通航孔于新碧湖大桥第三跨，现状航道通航孔通航净宽取32.0m，可覆盖现状航道宽度；该范围内梁底标高最低点为68.72m，最高点为69.49 米，在设计最高通航水位64.22m情况下，通航净高为4.50～5.27m，满足现状Ⅶ级航道4.5m 通航净高要求。

3.4 设计通航方案总体评价

目前由于航道规划具体实施时间还未知，工程河段船舶只能按原航道通航。从远期看，本工程建设方案主跨通航孔尺度满足航道发展规划等级要求，优化工程河段远期通航环境，同时墩柱布置对船舶航行影响较小，工程方案合理。

4 结语

本例现状山区航道Ⅶ级，航道等级低，现状通航船只为当地渔船，同时航道通常丰枯水量变化明显，本航道比降大，流速快，在跨河桥梁改扩建工程中，在水域设墩柱宜尽量避免对原航道条件造成影响。

跨山区航道桥梁改扩建工程，应根据航道水运规划发展需求，除解决好现状航道通航净空尺寸问题外，也应为规划航道预留发展空间。