3船舶航行对桥梁选址的要求
大型桥梁的建设,除满足自身对桥位选择以及水文、地形、地质等的要求以外,首先应考虑对航运的影响.从通航角度考虑,桥梁选址一般应满足以下要求:
311 相对稳定的桥区河段
天然河流在水流和泥沙的共同作用下,河床每时每刻都在发生冲淤变化,尤其是中、下游平原地区,河道多呈游荡性变迁,航槽经常发生变化.如果大桥桥址选在这种不稳定的河道段里,河道主航槽和水深将会经常改变,给桥梁的设计和桥墩的布置带来困难,并且大桥建成以后将直接影响航行安全.因此,稳定的桥区河道是大桥选址的重要条件.
通常,桥址选择时对河道有以下要求:
(1)桥区河道应处于冲淤平衡、河床演变尽可能小的河段.通常,应搜集到桥区河段三十年左右时间跨度(包括近年最新测图)的江床地形资料分析确定.
(2)河道相对顺直,主河槽与河谷方向以及水流的总趋势一致.一般情况下,桥轴线
上、下游应分别有210km和1km以上长的直线段.这是因为在弯道上建桥,航线上通视不好;河道中洪、枯水位变化时,水流流向与桥轴线法线方向的夹角大,主流流向和位置横向摆动也大,水流条件较为复杂.
(3)河岸相对固定,大桥可依托在长的河道束窄段上.
(4)不因大桥建设而导致河床的冲、淤变化.桥址应尽可能避开分汊河段、游荡河段、支流汇合口的下游等河床质颗粒细小,易被扰动区域.
312 桥址应避开港口、船舶锚地、大型厂矿和重要建筑等工程设施
由于大桥安全维护的需要,桥址应远离上述工程设施.在桥址上、下游1～2km范围内,最好规划和建设这类工程.
313 桥跨和桥墩布置
通常,为满足通航要求,桥墩布置应遵循以下原则:
(1)桥梁跨度应满足最小的航宽要求;
(2)桥墩布置不致引起桥区水流条件大的改变;
(3)桥墩应避开河道主流和主航槽,尤其是枯水航槽;
(4)桥墩形状尽量呈流线形或圆形,并正对水流流向,以减小对水流的阻力.
314 通航水流条件
桥址河段应较顺直,水深足够,要避免在河汊、浅滩和弯道上建桥.一般说来,弯曲河流在弯道环流作用下常伴有泡漩、回流等,流速分布不均匀,水流条件较为复杂.此外,弯曲河段的洪、中、枯水流流向和主流线位置会随水位的变化而改变,给桥墩布设和桥区航线规划造成困难.不过,桥址可规划在相对顺直的或微弯河道中.因为完全顺直的河段和弯道的过渡段一样,河床是不稳定的.
315 桥轴线应尽量与水流流向正交
桥轴线应尽量与水流流向和设计航线正交,这样可减小水流的横向流速,利于船舶操纵,减小航迹带宽度,从而缩短桥梁的跨度.但是,即使是微弯的天然河流,在不同水位时,主流位置和水流流向均会有不同程度的变化,而且受河岸形态和水流脉动影响,在整个宽度上流速的方向不尽相同.特别是上游地区的山区河流,河道的流量集中,流速和比降较大.根据在众多的桥址处实测的洪、中、枯水位的流速、流向和船舶航迹线资料表明,水流与桥轴线法向的夹角很难控制在5度以内.
当河道洪、中、枯水流向不一致时,应主要考虑满足对航行安全影响大的洪水期和主通
航桥孔的水流角度(尤其是船舶下行桥孔)尽量满足《内河通航标准》[2]
规定的小于5度的要求.此外,应验算航道宽度,必要时增大桥梁跨度.
4 桥梁通航净高和净宽尺度
在通航河流上建桥,应充分考虑到通航尺度要求,它主要取决于河流的航道等级和近、远期各种设计船型、船队的尺度.航道等级越高,船队尺度越大,相应桥梁净空尺度就越大.桥梁通航尺度主要应满足《内河通航标准》要求,有特殊船舶通行的航道,还应根据具体要求增加净空.
411 通航净高尺度
桥梁的通航净空高度是指桥区河道最高通航水位以上至桥梁梁底的距离(详见《内河通
航标准》
).“标准”给出了相应级别航道应满足的最小尺度,不同等级的航道净空高度也不同.而且,根据桥区河道的自然条件和船舶的特殊性,通航尺度应适当增加.
此外,随着国民经济的不断发展,为充分利用水资源造福于人类,拦河筑坝、兴修水利,已成为改造河流自然条件的一种必不可少的手段.它不仅可大幅度地提高大坝上游河道的通航尺度,在防洪、发电、农田灌溉等多方面有巨大的效益.但同时,这些水利工程的水位变化会影响到大桥的净空尺度.所以,在桥梁的规划设计阶段,应考虑到河流的梯级开发和其它水工建筑物的建设规划可能抬高的水位高度,留有足够的发展余地.具体内容如下:
(1)根据规划中水利工程距桥址的距离和蓄水高程,计算大坝回水曲线,以确定回水范围和桥址处的回水高度,以此作为桥梁通航净空高度的设计依据.
(2)净空尺度可有一定富裕度.工程建设一般分为工程可行性研究初步设计和施工图设计的几个阶段.随着设计工作的逐渐深入和设计精度的提高,一些相应的工程技术指标会有不同程度的修改和变更(特别是尚处在规划中的工程),如大坝水位、运行水位和河道地形等.因此,在确定桥址高程时,应留有一定富裕,以保证这些工程实施以后不影响到大桥的通航尺度.
412 通航净宽尺度
《内河通航标准》中以明确规定了跨河建筑物的最低通航净宽要求,但由于桥区航道实际的河道地形、水流条件不尽相同,大桥所处航道近、远期航行船队也不相同,在设计中,常需要核算桥跨航道宽度.常用的计算公式有[3]:
山区河流最小航道宽度与关系表表中:Bm———通航净宽(m);B———船队宽度(m).
表中的航宽计算式是多年来河道整治经验总结而得到的,有较好的代表性.实际上,船舶航行时受水流条件及方向影响,存在一定漂角,航行轨迹呈带状,实际大于船宽.根据这个思路,有人在对芜湖长江大桥通航条件分析的基础上,提出了弯曲河道上跨河建筑物的航宽计算式:
引自：
http://wenku.baidu.com/link?url=Po1XpcRED58A5opP73eMd7DlBnB_GY9cCWLepoo-nKFOjpW4PhV0-cAeePgP6G7gAlGlmvg7DlmX1HTWJ-Cu8HdRRvNNyEOCYLTqVNuLS3K#39124-tsina-1-46835-7f31e6706fc679e86eccddbc982dcff7本回答被网友采纳