橋區安全通航控制技術研究

余亞磊　艾萬政

摘 要：由于經濟的發展，我國的橋梁會越來越多。從減少橋區交通事故的角度，文中提出了控制橋區通航安全的具體措施，即為了保證橋區通航安全，應科學設計橋區航道、加強橋區通航論證、強化橋區安全管理，將橋區通航事故可能性降低到最低程度，做到防患于未然。

關鍵詞：橋區 安全通航 控制技術

改革開放以來，我國跨海和跨江橋梁越來越多。據相關資料統計，我國主要的三大內陸航運水系，即長江水系、珠江水系和京杭運河水系，現有的各種橋梁近300余座，其中長江水系和珠江水系分別有100多座，京杭運河水系有橋梁50余座。我國沿海地區已建和擬建的跨海大橋有東海大橋、杭州灣大橋、舟山跨海大橋、廈漳跨海大橋、瓊州海峽跨海大橋以及港珠澳大橋等等。一個地區的交通是否便利與橋梁有關，任何一個地區的經濟都直接或間接的與橋梁相關，而且橋梁對于一個國家飛總體經濟發展均有促進作用；例如杭州灣大橋立足于中國現代經濟改革最具活力，經濟最發達的長江三角洲地區。順利投建和完成杭州灣跨海大橋，不僅對整個杭州地區的經濟有促進作用，而且對于社會進步和發展都具有深遠的、極其重要的意義。橋梁建設能有效促進經濟的發展，但是橋梁建設也必須充分考慮橋區的通航環境，合理安排好橋區通航。如果橋區通航控制不科學或橋梁選址不當，橋梁建設也有可能成為阻礙航運發展的“瓶頸”。如受南京長江大橋凈空高度的影響，較大型船舶不能從南京以上城市江海直達，嚴重影響了南京以上城市的外貿運輸發展。雖然自上世界80年代以來，國家先后投資數十億元在蕪湖、安慶、九江、黃石、武漢、城陵磯和重慶等港口建成數十座5000噸級外貿碼頭和集裝箱碼頭，但自碼頭投產以來，很少有較大型的外輪靠泊。黃石長江大橋因為特別的不利地形，彎曲的河道而龐大的交通量，作為重要的交通樞紐之一；一旦駕駛中有任何的疏忽就極易導致撞橋事故。據統計在1993年4月16日至9月16日期間撞橋16次，沉船9艘直接造成巨大的經濟損失。因此有必要研究橋區安全通航控制技術。

影響橋區安全通航的因素

影響橋區安全通航的因素主要包括：自然環境因素、人工環境因素、船舶環境因素、交通環境因素、人員環境因素等。影響橋區船舶安全通航的因素見圖1。以上5大影響船舶橋區通航的影響因素，歸根結底可以概括為3大因素，即：人為因素、機器因素和環境因素。其中人為因素是誘發撞橋和撞船事故的最重要因素。相關統計資料表明，80%多的橋區通航事故是有人為因素的影子存在。因此，橋區安全通航控制的核心是突出“管理”，科學管理是減少橋區通航事故的有效手段。

橋區安全通航控制措施

1、重視橋區航道設計

船舶通過橋區，必須具備一定的航道條件。這些條件包括：水深條件、航道寬度條件以及凈空高度條件。在確定以上條件時，首先應確定好代表船型尺度，以代表船型來設計航道，才能做到有據可依。橋區航道的水深應該大于代表船型船舶的吃水，同時應考慮留有一定的富裕水深。當然在考慮水深的時候，也應充分考慮潮汐的影響。橋區的水深設計，可以按照下公式計算：

D0=T+Z0+Z1 +Z2 +Z （1）

上式中：D0為船舶通航水深（m）；T為設計船型滿載吃水（m）；Z0為船舶航行時船體下沉增加的富裕水深（m）；Z1為龍骨下最小富裕深度（m）；Z2為波浪富裕深度（m）；Z3為船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值（m）。富裕水深按照我國相關規范確定，見表1。

橋梁的凈空高度是船舶有效通航的重要條件之一。如果橋區的凈空高度不夠，較大船舶是無法通航的。橋區的凈空高度應該大于船舶水線以上高度。當然，船舶水線以上高度，應包括大桅以上的天線高度。長期以來，南京長江大橋由于其凈空高度不夠，不少大型船舶難以順江而上，嚴重阻礙了長江黃金水道經濟效益的發揮。橋區航道寬度設計，直接涉及到橋區的通航能力。橋區航道寬度的組成部分通常包括：船舶的航跡帶寬度、船間間距、風致漂移量、流致漂移量。同時在布置橋區航道時，還應將航道布置在橋墩紊流范圍之外，這是因為，橋墩紊流流態復雜，容易誘發船舶撞橋。所以有不少橋墩附近設有橋浮，一方面提醒駕駛人員注意，另一方面則是要求船舶遠離橋墩航行。船舶的航跡帶寬度及船間間距的計算，可以按照相關規范的要求，以代表船型的船長和船寬按照相關公式計算得出。在國內的有關規范中，風致漂移量和流致漂移量較少考慮，但是這樣不利于安全通航。風致漂移量和流致漂移量計算公式，《航海學》教材中均有提及，可以按照相關公式計算得到。

2、做好橋區通航論證

橋梁建設以前，進行充分的通航論證是很有必要的。通航論證的關鍵是不但確保橋區通航條件符合相關規則、規范的要求，而且也滿足橋梁符合設計要求。橋區通航論證通常要考慮的因素包括以下幾個方面：

（1）調查分析橋區河段的航道、水文、氣象條件；

（2）擬建大橋所處水域附近交通安全現狀分析和該水域的安全等級及管理現狀論證分析，評估分析擬建大橋對該水域通航環境的影響因素和影響程度；

（3）擬建大橋通航孔橋墩位布置合理性論證分析；

（4）根據該水域代表船型及未來發展船型論證分析大橋安全通航凈空寬度和凈空高度，并進行計算機仿真模擬；

（5）評估分析擬建橋梁的通航能力；

（6）船舶漂撞分析、防撞力計算分析和泄洪影響分析與計算；

（7）施工期間橋區水域安全維護方案，不同施工階段相應的船舶通航方案，大橋施工期間橋區水域交通安全存在的問題及緩解措施；

（8）橋區范圍界定、導標設置、橋區水域助航標志設置；船舶在橋區水域安全航行的航線規劃及其安全措施、船舶過橋方案；

（9）橋區水域船舶航行方法優化研究，并進行仿真模擬和代表船型安全過橋可視化研制；

（10）擬建工程水域在通航環境方面存在的問題和解決方法的建議，包括弱化擬建工程的礙航程度和加強水域安全保障的具體措施；

（11）研制擬建工程水域和擬建工程安全維護方案和應急預案；

（12）擬建大橋工程水域附近助航設施及交通監管設施配備方案；

（13）擬建工程施工期和營運期水上安全監督管理方案和水上交通組織方案；

（14）提出船舶通航安全管理和大橋安全管理的有關建議。

3、加強橋區通航管理

橋區通航應做好充分準備，以防止以外事情發生。進入橋區以前，應充分檢查導航設備、錨設備、機器設備處于良好可用狀態。同時，備車、備錨航行，禁止使用自動舵，加強了望，必要時，派人了頭，船長在駕駛臺指揮、輪機長在機艙值班，配備VHF設備的船舶，通過規定的VHF頻道提前與過往船舶取得聯系，相互通報船舶動態，在單向通航的橋區航道及其通航孔內航行時，應當盡可能在航道中間行駛，在雙向通航的橋區航道及其通航孔內通過時，一定要避免船舶的交會；如確實難以避讓時，如可行的話可以適當加速以保持舵效，并且從航道的右舷通過，同時一定要與橋墩間留有足夠的操縱空間；當船舶在橋區航道及其通航孔內航行時，嚴禁追越、調頭、橫越及逆向行駛。船舶在橋梁水域內進行靠、離泊作業，應選擇合適時機進行，配備VHF設備的船舶還應在規定的VHF頻道及時通報船舶動態，為附近船舶在橋梁區域內的碼頭靠離泊提供安全有效的信息；切實做好船舶安全的各項應急措施，避免斷纜、走錨等危害橋梁事故的發生；尤其是船舶錨泊在橋區水域是，一定留有足夠的安全操縱空間并配備足夠數量和功率的拖輪值守。總之，船舶在橋區航行，應提前做好各種防范措施，做到萬無一失。

橋區航法建議

船舶過橋之前應首先要保證滿足本船安全通過的水深和寬度條件，再由當時大橋的風流影響，考慮船舶實際條件謹慎通過大橋橋孔。

船舶過橋之前一定要把船速降低到適當值，在進入橋區所在的水域時要適當加車以提高舵效，減少過橋時間，降低船舶過橋的危險系數，縮小船舶的橫向漂移。可以適當降低船速，當進入橋區水域時可加車助舵，適當增加船速，提高車舵對船舶的控制能力，以縮短過橋時間，有效地抑制船舶的橫向漂移，確保船舶安全過橋。

船舶在駛過橋孔之前，應掛高船位，即把船位置于上風一側，以便預留一定的距離，抵消橫風所產生的漂移。

船舶通過橋孔時，自動舵一定要轉為手動舵，把定航向，謹慎駕駛安全通過橋區。

船舶在有航標的水域航行時要根據船舶的具體航向和風流的方向，恰當的調整船舶速度，

船舶在橋區航行時應以安全航速行駛，以便能夠采取有效的避讓行動，防止緊迫局面發生和碰撞。船舶決定安全航速時，應當考慮能見度，通航密度、船舶操縱性能、風、水流及航道情況和周圍環境等主要因素。

如果船舶在通過大橋時出現任何交通信息設施被移位、破壞或者對目前的設施準確性懷疑的，應該果斷采取措施掉頭，防止不必要的事故發生。

船舶通過大橋水域前應鳴笛一長聲，以引起周圍船舶的注意，船舶通過大橋時應按順序前進，嚴禁追越和齊頭并進，而且一定要與橋墩間留有足夠的安全操縱空間。

結論

隨著經濟的發展，未來我國的橋梁會越來越多，橋區的通航安全也越來越受到人們的重視。橋區通航安全應重視人、機和通航環境的控制。加強橋區航行安全控制，應注重橋區航道設計、橋區通航論證，同時也應從科學的角度加強橋區通航管理，做到防患于未然，將橋區通航事故概率減少到最低程度。

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（作者單位：浙江海洋學院）