一例大斜交跨河桥梁 通航净空尺度和通航孔布置介绍

摘 要：紫坭河为Ⅴ级航道，广深港客运专线跨紫坭河铁路桥轴线的法线方向与水流交角达58°，甚为罕见。由于受高速铁路桥建造技术制约，不宜一跨过河，其通航净空尺度和通航孔布置存在特殊性要求。本文简要介绍其通航净空尺度和通航孔布置的有关内容，供类似工程参考。

关键词：广深港客运专线 紫坭河 桥梁 净空尺度 大斜交

在所有的临、跨、过航道的建筑设施中，桥梁对航道的影响最大，而且桥梁的通航净空尺度和通航孔的布设直接影响通航能力和航行安全。广深港客运专线跨紫坭河铁路桥于2007年报批建设，2010年基本建成，现已正式投入使用。

广深港客运专线广州至深圳段，起点为广州南站，经东莞至深圳龙华站，全长约104.6km，在广州境内邻近沙湾水道跨越紫坭河。紫坭河呈西北—东南走向，桥位处河宽约260m，航槽水深4～5m。受铁路线路总体布局的制约，广深港客运专线铁路桥桥梁轴法线方向与紫坭河水流流向的夹角远远超过5°，最大交角达到58°，沿桥轴线方向水面宽约450m。由于广深港客运专线高速列车设计通行时速达350km/h，如果桥梁一孔跨过通航水域，不但投资很大，而且设计技术难度大且存在较大安全风险。因此，确定合适的通航净空尺度和合理布置的通航孔是保障船舶航行安全的需要，也是确保行车安全、节省工程投资的需要。

1.桥梁所在河道概况

紫坭河处于珠江三角洲的中下游，属于北江三角洲网河水系，自紫坭河口—三善尾，全长约6km。紫坭河是连通陈村水道和沙湾水道的一条汊道，该河段基本处于天然状态，河道较为顺直，河面宽约125m～300m，平均河宽约200m。水深一般为2～5m，局部最大10～13m，5m等深线宽10～150m。紫坭河现状维护通航300t级内河船的Ⅴ级航道，规划亦为Ⅴ级航道。（图1）

紫坭河河床质以细砂、淤泥为主，床沙中值粒径无规律可循，桥址处河床上覆盖层约为18～23m，基岩埋深约16～25m。通过河演分析，多来年紫坭河基本处于冲淤平衡状态，主槽稳定。

2.桥梁通航净空尺度分析

桥梁通航条件确定主要涉及桥梁桥位、通航净空尺度、通航孔布置、设计通航水位等4部分内容，其中以桥梁通航净空尺度最为关键。桥梁通航净空尺度由通航净高、净宽、侧高和上底宽等技术参数组成，并涉及航道中心线、航道宽度等。《内河通航标准》对跨越通航河流的桥梁净空尺度规定了相应的最小值，该值适用于桥梁的选址满足一定要求、桥孔布置符合相关规定的情况。由于受铁路线路总体布局影响，本桥梁桥位难以调整，因此，只能通过调整通航净空及通航孔布设来满足通航要求。

3.通航孔位置

通航孔的布置原则主要有：（1）满足现状及航道规划船舶航行要求，确保航行安全；（2）满足船舶通过密度及能力；（3）考虑水运船舶发展的通过密度及能力；（4）注意大桥结构设计的跨度能力；（5）考虑桥址所在河段的实际情况，注意航槽的稳定性和充分利用天然深槽，并要与现状或规划的航道线相协调；（6）考虑满足通过大桥船舶能够顺利进出大桥内、外侧的港口。

根据以上的原则，结合紫坭河桥位航道条件和高铁桥特点，广深港铁路桥设计采用双孔单向布置通航孔，设计主跨采用（100+2×160+100）米连续刚构，河道内设3个桥墩，其中主通航孔跨度为160m，扣除桥墩墩柱宽度7.0m（由于桥墩承台考虑沉入河底），两墩柱之间的宽度为153m，桥墩长9.0m，桥轴法线与航道中心线交角58°，因此本桥初步方案实际净宽为153×cos58°－9×sin58°=73.5m。从船舶和桥梁的安全考虑，净宽计算在正交净宽的基础上还考虑了横向流速、桥柱紊流、以及桥轴线与航道斜交所引起的净宽增加值，其中后2个因素的增宽幅度更大，是保障安全通航的需要。设计主跨的墩内缘净宽和投影净宽值都满足净宽计算结果的双孔单向通航要求的墩内缘净宽最小值144m和相应投影净宽值72m。

4.建设标准及运行简况

根据2007年广东省航道局对广深港客运专线铁路跨越紫坭河通航标准和技术要求的批复，桥梁建设，设计最高通航水位采用洪水重现期10年一遇的洪水位，通航净高Hm为8米，通航净宽Bm为158米，上底宽b为135米，通航孔跨径为168米。同时对水深不满足通航要求的右通航孔进行疏浚；对水深不满足通航要求的下游桥区狗牛礁石在建桥前进行清炸；为保障船舶安全通过通航孔，除设置桥涵标以外，在上下游桥区还设置6座专用助航标志。2010年桥梁建成，2011年全线通车，建成以来，通航状况良好，保障了桥梁及桥区航道通航安全。

5.结论

通过结合桥区设计航道选取横向流速并确定桥梁通航净空尺度等技术指标，采用双孔单向布置通航孔，有效地解决了本大桥原需一跨过河的工程难题，结合其它一些桥区疏浚、清礁及增设助航标志等辅助措施，该桥已按批复要求建成并安全通航2年，基本说明引入桥区设计航道进行通航净空尺度确定的方法，不仅在跨河桥梁通航论证技术理论上可行，同时也具有重要的现实意义。

参考文献 :

广东省航道勘测设计研究院有限公司.《广深港客运专线跨沙湾水道、紫泥河桥梁通航净空尺度和技术要求论证研究报告》.2006.11.