港珠澳大橋橋梁區(qū)橋梁水域范圍研究

肖悅

摘 要：確定橋區(qū)橋梁水域范圍是保證橋梁和通航船舶安全的一個重要因素，本文以港珠澳大橋橋梁水域為研究對象，通過大型船舶操縱模擬器對各種船型在不同的風、流條件下，進行不同工況的一系列模擬實驗，得出港珠澳大橋橋梁區(qū)橋梁水域范圍為距離橋軸線上下各1000m。

關鍵詞：橋區(qū)水域 通航安全 港珠澳大橋

珠江口是珠江水系的主要出?？?，是我國通航密度和通航量最大的水域之一，也是水上交通事故多發(fā)水域，被交通部列為全國重點監(jiān)管水域。港珠澳大橋的建成營運，是的珠江口水域通航環(huán)境發(fā)生了永久性改變，同時，該水域復雜的交通流也對大橋的安全構成了較大的風險。

1.條件

橋梁水域范圍的確定涉及諸多因素，包括：航道條件、橋梁通航孔寬度、橋區(qū)氣象和水文條件等。以港珠澳九州、青州和江海直達三個航道段橋梁為對象，綜合分析橋區(qū)橋梁水域范圍。

港珠澳大橋橋區(qū)水域的水流呈往復流，流向與各深槽方向基本一致，最大漲潮流速0.68-0.93m/s，最大落潮流速為0.94-1.37m/s。橋區(qū)夏季多東-東南風，冬季多偏北風，全年常風向為東和東北東向，頻率分別為23%和12.9%。根據(jù)航道內(nèi)船舶種類的發(fā)展規(guī)劃和目前的主要通航船舶類型，選取表1中代表船型。

2.橋梁水域范圍的綜合分析

2.1模擬實驗設備與條件

模擬實驗平臺采用的是英國船商的NTPRO-5000型大型船舶操縱模擬器以及船舶模型編輯軟件。該系統(tǒng)具有在電子海圖上顯示船舶動態(tài)圖形的功能，系統(tǒng)能顯示水平視場角為240°的視景，該模擬器滿足IMO有關公約對船舶操縱模擬器的性能標準，能模擬船舶在各種外界條件下的操縱運動，并能將試驗結果記錄和打印。該模擬器還得到了DNV船級社的認證，為各種工程模擬實驗提供了良好的試驗平臺。本文所涉及試驗用大型船舶操縱模擬器如圖1所示，港珠澳大橋橋梁水域電子海圖如圖2所示。

2.2模擬實驗內(nèi)容

模擬實驗過程中，針對不同的風、流條件，進行不同工況的一系列模擬實驗。設定船舶上行初始航速為2節(jié)，下行初始航速為10節(jié)，分別將船舶置于距橋梁軸線1000m、1500m、2000m、2500m處，試驗開始后，記錄船舶在全船停電的失控狀態(tài)下，不同風、流組織工況中漂移的運動軌跡，試驗船舶是否觸碰橋墩。每次試驗都對船位、航向、航速、主機工況、舵角、風流壓等運動參數(shù)以及風流數(shù)據(jù)進行記錄，獲得有關船舶航行的大量數(shù)據(jù)，然后對試驗結果進行分析，以便評估船舶安全通過橋梁水域的最小范圍。

萬噸級船舶、5000噸級雜貨船和3000噸級船舶在橋區(qū)通航模擬實驗選取自然條件分別為洪季與枯季的漲、落潮最大流，風速選取4級與6級，風向為不利的橫風的條件組合，上行過橋前航速為12節(jié)，下行過橋前航速為10節(jié)，試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分別如表2、表3和表4所示。

3.結論

經(jīng)過研究，沿港珠澳大橋的橋軸線方向，橋梁水域分為隧道區(qū)橋梁水域和橋梁區(qū)橋梁水域。橋梁區(qū)橋梁水域自西人工島西側(cè)第9和10號專用燈浮聯(lián)線向西到珠澳口岸人工島，距離橋軸線上下各980-1500m，建議取值1000m。其中，青州通航橋、江海直達船通航橋和九州通航橋的航島水域為可通航水域，船舶在該水域僅可以順航道過橋航行，不得進行橫駛、追越、掉頭等航行活動，不得進行任何停泊和作業(yè)。其他水域為禁止水域，除非經(jīng)與橋梁管理單位協(xié)商同意，并報海事管理機構批準，任何船舶不得進入該水域。

參考文獻：

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