跨河橋梁通航凈空尺度的確定和驗算方法

賀亮鑫

（江西省港航管理局贛州分局，江西 贛州 341000）

跨河橋梁通航凈空尺度的確定和驗算方法

賀亮鑫

（江西省港航管理局贛州分局，江西 贛州 341000）

本文強調了跨河橋梁通航凈空尺度的確定對航道通航環境及航運經濟發展的重要影響，并通過闡釋跨河橋梁通航凈空尺度的定義，結合實際工作經驗，以跨河拱橋為介紹典型，提出了該型橋梁通航凈高的計算方法，并應用于實際工作中進行驗算，進而來評定橋梁通航凈高是否達標。

跨河橋梁；拱橋；通航凈空尺度；驗算方法

1 跨河橋梁通航凈空尺度的定義

通航凈空尺度主要包括通航凈寬和凈高，其尺度大小主要取決所在跨通航河流的等級和規劃后何種設計代表船型和船隊的尺度，以及橋址處河勢狀態等。橋梁通航凈空尺度除必須滿足《內河通航標準》（GBJ139-2014）要求外，還應根據橋位附近航道走勢、通航水流條件和有無特殊船舶（隊）通航的要求進行分析，必要時可適當增大通航凈空尺度。

2 跨河橋梁通航凈空尺度的確定

隨著目前跨河橋梁數目不斷增多，確定并校驗橋梁通航凈空尺度是否滿足規范要求對橋區航道乃至上下游整個航道的通航環境以及航運經濟的發展有著至關重要的影響。筆者將根據實際管理工作經驗結合有關標準規范，談一談跨河橋梁通航凈空尺度的確定及驗算的計算方法。

2.1 通航凈寬的確定

《內河通航標準》（以下簡稱“標準”）中明確規定了跨河橋梁在滿足相關條件下的最小通航凈寬要求。但由于橋區航道實際的河道地形、水流條件不盡相同，航道規劃航行船舶（隊）也不相同，實際設計中，尚需根據實際情況驗算跨河橋梁的通航凈空尺度，必要時需進行船模試驗，以驗證船舶（隊）的航行安全。本文就以江西贛南地區天然渠化河流為主，做簡要闡述。

由于船舶航行主要受水流流速和流態的影響，對流速小，流態好，河道順直，駕駛員視野開闊，船舶（隊）易于操作的河段，船舶（隊）可近似正交橋跨軸線的方式通過跨河橋梁。因此當水流流向與跨河橋梁軸線的法線方向一致，其偏向角小于50時，通航凈寬的驗算多采用《航道整治工程技術規范》的航道標準寬度，即：

2.2 通航凈高的確定

橋梁的通航凈高是指橋區航道最高通航水位以上至橋梁結構物上部結構底緣的距離符合“標準”的規定。“標準”給出了相應等級航道應滿足的最小尺度，不同等級的航道所要求的通航凈空高度是不同的。在確定跨河橋梁通航凈高時還應注意以下兩點：

（1）根據橋梁下游水利工程距橋址的距離和蓄水位，計算下游大壩回水曲線，用以確定回水范圍和橋址的回水高度，作為橋梁通航凈高的計算依據。

（2）確定凈高應留一定富裕度。因為隨著工程項目設計工作的逐漸深入和設計精度的提高，一些相應的工程技術指標會有不同程度的修改和變更，因此在確定結構物各部分高程時，應保證工程實施后不影響到大橋的通航尺度。

根據跨河橋梁通航凈高的定義，并考慮上述因素，通航凈高可按下式計算：

式中：HM—設計最小通航凈高（m）；

h—通航最大船舶（隊）空載時的干舷高度（m）；

△h—考慮航行技術等因素的富裕高度（m）；

η0—對于庫區河段，考慮淤積和壅水等因素的預留高度（m）。

3 跨河拱橋通航凈高的確定和驗算方法

在實際工作中,由于通航凈寬易于確定和校驗,且目前橋梁的建設發展趨勢為大跨、單跨橋梁，所以在滿足船舶通航凈寬方面問題不大，反而在通航凈高的確定和設計上由于受建造成本、水位變化、防汛抗洪等諸多因素等的影響，難以確定。而這其中又以跨河拱橋的凈高最難控制和校驗。

筆者根據實際工作經驗，通過對贛州地區部分跨河拱橋通航凈高的計算，來校驗是否滿足“標準”要求，從而評定橋梁通航凈高是否達標。

如圖1所示，根據國家通航尺度標準的上底寬b值，確定拱橋的通航上底寬，以此為基礎通過幾何相似關系和勾股弦定理確定上底寬線至拱頂的高度E值和上底（寬）線高程，從而計算出通航凈空H值和通航側高h值，與標準尺度比較，確定拱橋尺度是否達標。

圖1

設：拱曲線半徑為R；工作水位情況下的側高為h；工作水位到拱頂高為H；凈寬為D；上底寬為b；拱弦高為M。即：

（1）AB/M=2R/AB；AB2=2RM；

（2）AB2=M2+D2/4； R=(M2+D2/4)/2M；

（3）M=H-h；

（4）E=R-√(R2-b2/4)；

上底線高程=工作水位+H-E；通航凈空：H=上底線高程－最高通航水位HDH；拱橋的通航凈空側高等于通航凈空高度h=H-M。

根據以上計算方法，列舉幾座跨河拱橋進行實際踐驗算，并由此評定橋梁通航凈高是否達標。驗算結果見表1、表2。

表1

表2

4 結語

跨河橋梁通航尺度的設計對所在河段的發展有著深遠的影響。在設計之初，橋梁的通航尺度除了要滿足“標準”要求外，更要契合航道的遠景發展規劃。有規劃要求的，要按照規劃要求對跨河橋梁進行凈寬、凈高的設計，否則就會制約發展、阻礙發展，如果到那時候再對無法滿足發展要求的橋梁進行拆除重建的話，對國民經濟就會造成巨大的損失和浪費。比如桃江信豐縣小河口鎮以下河段納入贛粵運河規劃線路的組成部分，因此該段航道直至贛江全線按照Ⅲ級航道規劃要求對橋梁的通航凈空尺度進行設計,航道管理部門也必須按照Ⅲ級航道標準要求做好對跨河橋梁的交通行政許可的審批工作。

[1]陳明棟,王多銀.探討跨江橋梁通航凈空尺度和通航安全保障措施[J].水運工程,2001(4):42-43.

U442.5

A

1006—7973（2017）10-0053-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.023