關于跨越航道的橋梁設計要求與要點分析

趙 亮

湖南省交通規劃勘察設計院有限公司，湖南長沙 410000

在區域交通事業發展中，陸地交通與水上交通難免出現交叉的情況，最具有代表性的就是橋梁跨越航道的項目，針對此種情況必須要根據航道實際情況，合理設計跨越航道橋，確保橋梁與航道均正常運營。

1 工程概況

本文僅以某跨越湘江的大橋的為例展開分析，此橋跨越湘江部分長約1.435km，2010年9月開工，2012年11月建成通車，橋面設計為公路-I級，雙向六車道，兩側設有人行道，單向行車道、人行道凈寬分別為11.5m、3.5m。橋面總寬度為31.5m。大橋主要包括三大部分，分別是主航道橋、輔航道橋及東、西引橋，橋址區江面開闊，東汊沙灘雜呈，主航道處于近西岸一側。

2 跨越航道橋設計要求

內河航運是交通運輸系統的重要組成部分，也是區域經濟發展的重要資源，跨越航道橋的建設必然會給航道運營帶來一定的影響，如：橋梁墩臺的存在導致河道過水面積減少，以致于上游形成壅水，同時也會造成橋梁附近航道水流流速、流向出現變化；橋梁施工也會導致船舶航行受到影響。

本項目主航道（西汊航道）處在左汊，規劃為內河Ⅱ（3）級，船舶進出瀏陽河主要在右汊通行，為輔航道（東汊航道），規劃為內河Ⅲ（2）級；橋址處最高、最低通航水位分別為36.20m（20a一遇）、22.78m（保證率98%），在橋位下游22km位置正在修建長沙湘江航電樞紐，此樞紐建成后死水位將達到29.7m。基于此，本項目跨越河道的橋梁，尤其是地面輔道橋梁，應充分考慮和尊重航道部門、水利部門的需求和意見，橋梁布跨盡可能的滿足航道及水利專業的需求。

3 跨越航道橋總體設計分析

針對跨越航道橋設計方面，現主要從橋位選址、橋梁布置以及橋梁通航凈空尺度三個方面展開具體論述。

3.1 橋位選址

在跨越航道橋設計中，橋位選址十分關鍵，必須遵循“統籌兼顧、遠近結合、水陸并舉、確保航道暢通”的原則，嚴禁出現“通了南北、阻了東西”的現象。基于此，在橋位選址時，必須對項目區的工程地質、水文地質情況進行綜合分析，綜合考慮航道自然條件和遠期規劃，合理確定橋址；橋位選址還需考慮橋梁建設后船舶航行條件、航道維護費用等各方面的變化，保證橋梁設計的可行性與經濟性。

3.2 孔跨布置

在進行橋跨布置時，需考慮船舶航行條件布置通航孔，不得影響、限制航道通過能力。本項目中，主通航孔規劃航道為II（3）級，雙向通航，通航凈寬≥150m，在對橋墩結構、防船撞設施、橋墩附近紊流影響寬度等綜合分析的基礎上，主通航孔跨徑取210m，主航道橋跨徑3m×210 m，西側兩跨為通航孔；輔通航孔負責支流間航運溝通，規劃航道為III（2） 級，輔航道橋布置2個通航孔，單向通航，通航凈寬≥75 m，輔通航孔跨徑取85m（見圖1） 。

圖1 孔跨布置示意圖跨布置示意圖

3.3 橋梁布置

橋梁布置設計時，需對橋區水域特性、船舶航行條件等進行充分論證，確保布置方案的科學性，防止橋梁建設后水域環境惡化，影響船舶正常航行。經過對該項目地區地質資料分析，及對鄰近地區類似項目的比對分析，在兼顧經濟性和城市景觀效果的基礎上，確定橋梁方案組合如下：（55+85+90）m+（3×210）m+（90+5×85+60）m，其中主航道橋為3跨提籃式結合梁-鋼拱組合體系拱橋，主橋西側引橋、東側輔航道橋與引橋均為鋼-混組合連續梁結構。

3.3.1 主航道橋

主航道橋的跨徑組合為188m+22m+188m+22m+188m，橋面寬度38.5m，整體曲線流暢，樣式新穎，富有觀賞性；下部結構采用V形薄壁墩，拱肋支承在V墩上，設鋼筋混凝土矩形承臺、樁基礎，鉆孔灌注樁φ2.5 m、12 根，樁長12～26 m 。

3.3.2 輔航道橋及引橋

主橋西側、東側跨徑分別為 （90+85+55）m、 （60+5×85+90）m，單幅斷面布置，橋面總寬度31.5m，梁高4.5m；下部結構橋墩采用鋼筋混凝土板式實體墩，設鋼筋混凝土矩形承臺、樁基礎，鉆孔灌注樁φ2.0m、4根，樁長8m～21m。

3.4 橋梁通航凈空尺度

在確定橋梁通航凈空尺度時，需綜合考慮一下幾點因素：（1）橋位所處的航道現狀與規劃等級；（2）附近港口、船舶基地情況；（3） 工程船、軍事船以及其他水上浮體的要求；（4）綜合分析代表船型高度與凈寬、凈空安全高度，具體可結合《中華人民共和國國家標準（GB 50139—2014）：內河通航標準》與實際情況進行計算分析，如下表1、2列出的是Ⅱ、Ⅲ級航道上過河建筑物的通航凈高要求。

表1 Ⅱ、Ⅲ級航道上過河建筑物的通航凈高 （m）

本項目中，主通航孔、輔通航孔凈空尺度具體布置如下：

（1） 主通航孔：本項目中主通航孔規劃航道等級II（3）級，采用雙向通航，要求通航凈寬≥150 m，綜合考慮橋墩、防船撞設施以及橋墩附近紊流的影響等，最終決定主通航孔跨徑210 m，凈高10 m 。

（2） 輔通航孔：東汊輔通航孔規劃航道等級III（2） 級，現狀航道等級為 V 級。采用單向通航，要求通航凈寬≥75m，綜合考慮橋墩、防船撞設施以及橋墩附近紊流的影響等，最終決定輔通航孔跨徑 85 m，凈高10 m。

4 結語

綜上所述，隨著我國交通網絡的逐漸完善，橋梁跨越航道的情況將會越來越常見，橋梁的建設必然會對航道的運營帶來一定的負面影響，如何有效控制此影響正是橋梁設計中的一大重難點所在。本項目跨越航道橋設計時，明確了設計工作的開展必須充分尊重航道部門的意見，切實從航道實際情況出發，確定橋址、橋梁型式以及凈空高度，切實滿足通航需求，創造一個共贏的局面。

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