1、淺議彎曲河段橋區(qū)航道整治措施 淺議彎曲河段橋區(qū)航道整治措施 摘 要：水上運輸具有運量大、本錢低和能耗小的優(yōu)點，然而橋梁的不斷興建，對船舶航行造成一定的影響，特別是處于彎曲河段內的橋區(qū)航道，由于橋區(qū)河段水流與橋軸線法線夾角、航線流速較大、通航凈寬缺乏等原因，常導致船舶撞擊橋墩等海損事故的發(fā)生，同時由于彎道的演變也會對橋區(qū)航道維護產生不利的影響；研究此類橋梁礙航問題具有重要的工程現(xiàn)實意義。本文結合工程實際，研究彎曲河道橋區(qū)河段橋梁礙航成因，提出整治方法與整治措施，可供類似工程參考。 關鍵詞：橋區(qū)航道 彎曲河段 整治 橋梁建成后，由于橋墩等的存在使得原有的水流條件發(fā)生改變，河床的沖淤也相應發(fā)生改變，

2、從而使原有的通航條件發(fā)生改變，形成航道部門習稱的橋區(qū)航道。?內河通航標準?GB50139-2004中規(guī)定：“水上過河建筑物應建在河床穩(wěn)定、航道水深充裕和水流條件良好的平順河段，遠離易變的洲灘；水上過河建筑物選址應避開灘險、通行控制河段、彎道、分流口、匯流口、港口作業(yè)區(qū)和錨地。彎曲河道是平原河流常見的河型之一，隨著交通運輸事業(yè)的開展，交通根底設施建設投資加大，橋梁不斷興建，由于各種原因，橋梁建設常常難以避開此種河段。由于彎道水流的特殊性，橋區(qū)河段洪、中、枯水時流向變化較大，斜流與橋軸線夾角較大，航線流速大，通航凈寬缺乏等原因，常導致船舶撞擊橋墩等海損事故的發(fā)生；同時由于彎道的演變也會對橋區(qū)航道維

3、護產生不利的影響；有時彎道通航水域的淤積、采砂船在橋區(qū)河段停泊也給航道維護增加了困難。一旦橋梁規(guī)劃設計不當，船舶難以正常航行，碰撞橋墩，出現(xiàn)船毀橋損的事故，會引起一系列的社會問題。因此，研究此類橋梁礙航問題具有重要的現(xiàn)實意義。 1.彎曲河道橋區(qū)河段礙航成因及特點 1.1彎曲河道的水流運動特點 彎道水流在離心力的作用下，水流形成螺旋狀向前運動。彎曲河道在天然河流中是一種常見的河型，從對水運行業(yè)條件影響的角度看，彎曲河道是影響最大的河型，常常成為航道的咽喉河段，不但在彎道的彎頂、進出口可能出現(xiàn)灘險，而且上下彎道的過渡段也常常存在礙航淺灘，而且水流的螺旋前進引起的斜流常常成為阻礙航行的重要原因。原型

4、觀測和室內模型試驗均說明，彎道河段恒存在復雜的環(huán)流和橫比降。彎曲河道恒存在縱軸環(huán)流，水流螺旋前進，外表水流指向凹岸，而且各級水位下的環(huán)流強度和特征各不相同，水流過渡的位置和水流方向隨流量變化而變化，環(huán)流的變化和分布具有多樣性，有的為單向環(huán)流，有的為雙向環(huán)流，有的那么為多層的負責環(huán)流。產生環(huán)流的原因是多方面的，最主要的是水流流線發(fā)生彎曲所致。環(huán)流結構主要決定于該處離心環(huán)流和上游環(huán)流沿程衰減后的大小和方向的比照關系。因此，通常彎曲河段航道區(qū)水面均存在斜向水流。 1.2斜流是引起事故的最為常見的水流因素 通常彎曲河段航道區(qū)域水面均存在斜向水流，航道在條件良好的情況下，船舶通過操縱控制，能夠克服斜流作

5、用，平安航行。彎曲河道跨河建筑物附近的航道內，斜流的影響就成了主要的限制條件，在某些彎曲河段主通航孔洪、中、枯水流向與大橋軸線法線交角大大超過?內河通航標準?中不得大于5°的規(guī)定，且伴隨有掃彎水等不良礙航流態(tài)產生，船舶避讓操作時間缺乏，船舶易撞橋墩。因此，選擇彎道建設橋梁時，必須謹慎，充分考慮橋下斜流對航道的影響。 1.3通航凈寬缺乏 由于橋梁建設技術和工程投資的限制，有些建成橋梁沒有充分考慮通航凈寬而礙航。由于橋區(qū)彎道出現(xiàn)斜向水流的必然性，船舶在通過橋孔時產生橫向漂移，在斜流較強時橋墩附近有顯著的紊流區(qū)，故在?內河通航標準?中規(guī)定：當水上過河建筑物的墩柱附近可能出現(xiàn)礙航紊流時，其通

6、航孔的凈寬應在標準規(guī)定的通航凈寬根底上加大，增加值宜通過模擬試驗研究確定。在實際中通航凈寬計算都應考慮適當加寬。 1.4彎道河勢演變而礙航 彎曲型河道不但具有迂回曲折的外形，而且還具有蜿蜒蠕動的動態(tài)特征。由于彎道環(huán)流的作用，河灣處的橫斷面成不對稱的三角形，河床窄而深；但在彎道上游的橫斷面一般成對稱拋物線形，河床寬而淺。在中洪水時期由于河彎的阻力，河彎上游水位升高，比降減小，流速降低，水流挾沙力減小，大量泥沙在此落淤，當水位下降時，假設不能將淤積物全部沖走，枯水期那么容易出淺。假設河流的比降較平緩，流速較小，河床中心較較大河彎轉角較大，在此情況下，中、洪水期的淤積更為嚴重，水位下降時期，往往不能

7、將淤積物全部沖走，枯水期更容易出淺礙航。彎道的演變會導致河勢的改變，橋區(qū)河段的航道條件也會相應改變。由于洪水、采砂等外部條件的影響，局部河段河勢會發(fā)生劇烈變化，原設計的橋梁主通航孔會淤積，在枯水時就無法通航，當疏浚等處理措施未能及時跟上的話，船舶只能被迫走非通航孔通過橋梁，但設計的非通航孔跨度往往偏小，不能滿足船舶通航需要，且非通航孔橋墩未設置防撞設施，利用非通航孔通航存在嚴重的平安隱患。因此，在橋梁建設的規(guī)劃階段，就應對彎曲河段橋址處河道通航條件進行預測研究，預先對可能產生的問題有足夠的認識，盡量防止出現(xiàn)橋梁礙航。 2.彎曲河道橋區(qū)河段航道整治原那么與措施 2.1整治原那么 1疏浚淺灘與整治

8、相結合，在調整河勢的根底上歸順航道內的水流運動。 2對已經(jīng)在彎道河段建設好的橋梁，如出現(xiàn)中高水位礙航的問題，應以調整河勢，順應橋梁的現(xiàn)實條件為整治原那么。 3對已經(jīng)在彎道河段建成的枯水時礙航橋梁，以調整局部流向，歸順橋區(qū)斜流為整治原那么。 2.2整治措施 1在中小河流或對上下游影響能夠得到控制的河段上整治中高水期橋梁礙航的問題時，采取裁彎取直或改道避彎等整治措施，調整河道河勢及水流流路，是徹底解決彎曲河段橋梁礙航的可行措施。 2對枯水航槽彎曲的河段橋梁礙航問題，采取裁彎取直和切灘撇彎等整治方法，輔以整治建筑物歸順局部流向，能有效地解決礙航問題。 3.工程實例 廣東省內韓江高陂鎮(zhèn)河段屬于彎曲河道

9、，橋區(qū)附近的枯水航槽彎曲，航道內水流具有彎道水流的特征，彎頂靠近河岸，高陂大橋處于彎道中間，通航孔位于左岸，由于彎道環(huán)流的作用，橋軸線法線方向與水流方向交角達15°，橋梁建成后，不但航寬缺乏，而且橋下斜流明顯影響了船舶的平安正常航行。 整治工程措施： 1在河道左岸凹岸修建了幾座丁壩，用以穩(wěn)定洲灘河勢，防止河岸進一步被沖刷、坍塌。 2河道右岸也修建丁壩，束水歸槽，增加枯水期航道水深，改善通航條件。 3疏浚挖深設計航槽，進一步加大通航水深。 通過整治措施的采用，使水流能夠按照順直的流過通航孔，船舶通航條件良好。 4.結論 1橋下斜流是彎曲河流橋梁礙航的主要原因。 2選擇彎道建設橋梁時，必須慎重，充分考慮橋下斜流對航道的影響。 3在中小河流或對上下游影響能夠得到控制的河段上整治中高水期橋梁礙航的問題時，采取裁彎取直或改道避彎等整治措施，調整河道河勢及水流流路