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項海帆:橋梁通航孔布置原則和存在問題

發(fā)布時間:2023-09-26
橋梁設(shè)計要遵循“安全、適用、經(jīng)濟、美觀、耐久、環(huán)保”等六項原則。概念設(shè)計的首要任務(wù)就是選擇合理的橋位和經(jīng)濟、美觀的橋型方案,其中最核心的問題是按航跡線和通航標(biāo)準(zhǔn)(船舶等級和通航凈空)布置跨越主航道的主橋,并通過多方案的比較,選擇最經(jīng)濟合理和美觀的橋型方案和跨度。
中國內(nèi)河的水深一般都在40m以下,大部分只有20m左右,基礎(chǔ)技術(shù)是十分成熟的。而且,萬噸以下的通航河流,橋墩一般都具有足夠的抗撞能力,防撞設(shè)計主要是為了保護船只的安全。因此,為了盡可能節(jié)約造價,內(nèi)河橋梁應(yīng)優(yōu)先考慮分孔通航,即為上下行船只設(shè)置兩個通航孔,各行其道,減少在同一橋孔中交會時的風(fēng)險,同時也可以減小跨度,節(jié)約造價。除非在地形特殊的河道頸口,如江陰大橋,水流較急,水較深,或地質(zhì)條件不利,不宜建造橋墩時,則可考慮上下行船只合孔通航,采用較大跨度的橋梁跨越深水航道。合孔還是分孔通航,應(yīng)由設(shè)計單位通過技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。
國內(nèi)在初步設(shè)計階段(概念設(shè)計)往往會遇到下列問題,致使通航孔的布置面臨許多非技術(shù)性的干擾,簡述如下:
1.由于城市規(guī)劃的滯后,城市規(guī)劃和交通規(guī)劃不協(xié)調(diào),公路和鐵路的各自為政,加上地形地質(zhì)有利的橋位沒有預(yù)先規(guī)劃控制,已被工業(yè)區(qū)占用,失去了橋位選擇的優(yōu)先權(quán)?;蛘?,交通規(guī)劃工程師沒有充分考慮越江橋位的優(yōu)先要求,而根據(jù)其他因素劃定了過江路線,從而給橋位設(shè)計帶來許多不必要的制約因素。
2.少數(shù)官員好大喜功,盲目爭跨度“第一”“之最”,不顧經(jīng)濟性,甚至任意指定橋梁的跨度。他們可能認(rèn)為,在整個工程投資中,越江部分僅占小部分,多花幾個億不是問題。然而,在很小的通航凈高上建造超千米跨度大橋,將會帶來比例失調(diào)和資源浪費的嚴(yán)重后果。
3.由于中國內(nèi)河航運設(shè)備和管理的落后,船只陳舊,有的船員也未經(jīng)嚴(yán)格培訓(xùn),造成撞墩事故時有發(fā)生。水運部門應(yīng)當(dāng)盡快使航運現(xiàn)代化,淘汰落后船只,培訓(xùn)合格船長,裝備先進導(dǎo)航設(shè)備,而不應(yīng)以安全為名不加限制要求加大通航凈寬,從而增加橋梁跨度。3000噸級的航道(凈高僅24m)卻要求千米通航凈寬,這是極不合理的。德國萊茵河為2500t級航道,通航凈空150m×24m,專門設(shè)計了現(xiàn)代化的低高度快速集裝箱內(nèi)河船只和高效率的碼頭裝卸設(shè)備,其運輸量甚至超過長江,值得我們學(xué)習(xí)。
4.一些設(shè)計院的領(lǐng)導(dǎo)也有懸索橋“心結(jié)”:誤認(rèn)為只有造千米級懸索橋才代表高水平,從而放棄了概念設(shè)計的基本原則。有時還在經(jīng)濟比較上弄虛作假,使不合理不經(jīng)濟的方案得以通過評審而實施。他們應(yīng)當(dāng)知道,在一座多孔梁式橋附近建造一座超千米懸索橋視覺上是多么不協(xié)調(diào)?!
以上幾種情況可能是造成中國內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)凈寬和凈高之比嚴(yán)重超出正常范圍,從而出現(xiàn)被迫建造千米級懸索橋的主要原因。這種怪現(xiàn)象已經(jīng)受到外國同行的質(zhì)疑,也給中國橋梁工程界的聲譽帶來了負(fù)面評價。
從上述中外通航要求的對比中,我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,中國內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)確實存在不合理的問題,希望新組建的交通運輸部能組織業(yè)主、規(guī)劃、航運、水利和橋梁設(shè)計部門一起認(rèn)真討論,對中國內(nèi)河制定一個合理的通航標(biāo)準(zhǔn)。由設(shè)計單位根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定合理跨度和橋型方案,而不應(yīng)由航道部門任意要求通航凈寬,甚至對跨度和橋型進行批復(fù)。
內(nèi)河航道等級由水深決定,通航船只的最大噸位決定了船的高度和長度,由船高決定通航凈高,由船長按“活動域理論”確定所需的安全凈寬。因此,通航凈寬和凈高應(yīng)當(dāng)有一個合理的比例??紤]到船舶和橋墩之間的安全空間,跨度和橋下凈高之比應(yīng)當(dāng)控制在20以內(nèi),即跨度不應(yīng)超過凈高之20倍,國外橋梁大都在15以內(nèi)(蘇通大橋為1088/62=17.5),跨度和橋下凈高的比例過大,不但經(jīng)濟上不合理,也失去了比例美。在同一航道等級的河段上,通航凈高相同,橋梁的跨度應(yīng)當(dāng)相近,根據(jù)河勢和地形可以有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。如果比鄰的橋梁跨度相差過于懸殊,就很不協(xié)調(diào),也一定會引起質(zhì)疑。
最后,建議交通運輸部重新審議一些尚未動工的超大跨度懸索橋,如能和鄰近已規(guī)劃中的鐵路橋合建成跨度較小的公鐵二用斜拉橋,可為國家節(jié)約大量投資。中國仍是一個發(fā)展中國家,經(jīng)濟性原則必須在方案比較中占據(jù)重要地位,不要為了爭“第一”和“之最”或者為了遷就落后的航運技術(shù)而隨意浪費資金,甚至鬧“國際笑話”。我衷心希望業(yè)內(nèi)各方面的有關(guān)部門認(rèn)真思考,從創(chuàng)新、質(zhì)量和美學(xué)上多下功夫,把中國橋梁建設(shè)好,為中國從橋梁大國走向橋梁強國多做貢獻。
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