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(huán)境及航運經(jīng)濟發(fā)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(jīng)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(guī)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(tài)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(jù)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(shù)目不斷增多，確定并校驗橋梁通航凈空尺度是否滿足規(guī)范要求對橋區(qū)航道乃至上下游整個航道的通航環(huán)境以及航運經(jīng)濟的發(fā)展有著至關重要的影響。筆者將根據(jù)實際管理工作經(jīng)驗結合有關標準規(guī)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(guī)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(qū)航道實際的河道地形、水流條件不盡相同，航道規(guī)劃航行船舶（隊）也不相同，實際設計中，尚需根據(jù)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(qū)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(tài)的影響，對流速小，流態(tài)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(guī)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(qū)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(guī)定?！皹藴省苯o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(jù)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(jù)。

（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(jù)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(qū)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(fā)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(jù)實際工作經(jīng)驗，通過對贛州地區(qū)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(jù)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?shù)母叨菶值和上底（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(jù)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(fā)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(fā)展規(guī)劃。有規(guī)劃要求的，要按照規(guī)劃要求對跨河橋梁進行凈寬、凈高的設計，否則就會制約發(fā)展、阻礙發(fā)展，如果到那時候再對無法滿足發(fā)展要求的橋梁進行拆除重建的話，對國民經(jīng)濟就會造成巨大的損失和浪費。比如桃江信豐縣小河口鎮(zhèn)以下河段納入贛粵運河規(guī)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(guī)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