港珠澳大桥桥梁区桥梁水域范围研究

肖悦

摘 要：确定桥区桥梁水域范围是保证桥梁和通航船舶安全的一个重要因素，本文以港珠澳大桥桥梁水域为研究对象，通过大型船舶操纵模拟器对各种船型在不同的风、流条件下，进行不同工况的一系列模拟实验，得出港珠澳大桥桥梁区桥梁水域范围为距离桥轴线上下各1000m。

关键词：桥区水域 通航安全 港珠澳大桥

珠江口是珠江水系的主要出海口，是我国通航密度和通航量最大的水域之一，也是水上交通事故多发水域，被交通部列为全国重点监管水域。港珠澳大桥的建成营运，是的珠江口水域通航环境发生了永久性改变，同时，该水域复杂的交通流也对大桥的安全构成了较大的风险。

1.条件

桥梁水域范围的确定涉及诸多因素，包括：航道条件、桥梁通航孔宽度、桥区气象和水文条件等。以港珠澳九州、青州和江海直达三个航道段桥梁为对象，综合分析桥区桥梁水域范围。

港珠澳大桥桥区水域的水流呈往复流，流向与各深槽方向基本一致，最大涨潮流速0.68-0.93m/s，最大落潮流速为0.94-1.37m/s。桥区夏季多东-东南风，冬季多偏北风，全年常风向为东和东北东向，频率分别为23%和12.9%。根据航道内船舶种类的发展规划和目前的主要通航船舶类型，选取表1中代表船型。

2.桥梁水域范围的综合分析

2.1模拟实验设备与条件

模拟实验平台采用的是英国船商的NTPRO-5000型大型船舶操纵模拟器以及船舶模型编辑软件。该系统具有在电子海图上显示船舶动态图形的功能，系统能显示水平视场角为240°的视景，该模拟器满足IMO有关公约对船舶操纵模拟器的性能标准，能模拟船舶在各种外界条件下的操纵运动，并能将试验结果记录和打印。该模拟器还得到了DNV船级社的认证，为各种工程模拟实验提供了良好的试验平台。本文所涉及试验用大型船舶操纵模拟器如图1所示，港珠澳大桥桥梁水域电子海图如图2所示。

2.2模拟实验内容

模拟实验过程中，针对不同的风、流条件，进行不同工况的一系列模拟实验。设定船舶上行初始航速为2节，下行初始航速为10节，分别将船舶置于距桥梁轴线1000m、1500m、2000m、2500m处，试验开始后，记录船舶在全船停电的失控状态下，不同风、流组织工况中漂移的运动轨迹，试验船舶是否触碰桥墩。每次试验都对船位、航向、航速、主机工况、舵角、风流压等运动参数以及风流数据进行记录，获得有关船舶航行的大量数据，然后对试验结果进行分析，以便评估船舶安全通过桥梁水域的最小范围。

万吨级船舶、5000吨级杂货船和3000吨级船舶在桥区通航模拟实验选取自然条件分别为洪季与枯季的涨、落潮最大流，风速选取4级与6级，风向为不利的横风的条件组合，上行过桥前航速为12节，下行过桥前航速为10节，试验数据统计分别如表2、表3和表4所示。

3.结论

经过研究，沿港珠澳大桥的桥轴线方向，桥梁水域分为隧道区桥梁水域和桥梁区桥梁水域。桥梁区桥梁水域自西人工岛西侧第9和10号专用灯浮联线向西到珠澳口岸人工岛，距离桥轴线上下各980-1500m，建议取值1000m。其中，青州通航桥、江海直达船通航桥和九州通航桥的航岛水域为可通航水域，船舶在该水域仅可以顺航道过桥航行，不得进行横驶、追越、掉头等航行活动，不得进行任何停泊和作业。其他水域为禁止水域，除非经与桥梁管理单位协商同意，并报海事管理机构批准，任何船舶不得进入该水域。

参考文献：

[1]喻晓.桥区水域范围的界定研究[D].武汉理工大学，2012.

[2]朱日春.内河桥区水域范围界定的量化计算方法研究[J].船海工程，2009，38（06）：124-126.

[3]徐言民.基于操縱模拟的桥区水域船舶通航安全预控研究[D].上海交通大学，2010.

[4]甘浪雄，喻晓，高国章.船舶失控应急的港珠澳大桥桥区水域尺度[J].中国航海，2011，34（04）： 76-80.