桥梁通航净空尺度复核方法的探讨

卢健杨 广东省佛山航道事务中心禅城航标与测绘所

当前我国国民经济发展迅速，交通现代化建设取得了重大进展，跨江桥梁的数量增多及船舶大型化，桥梁通航净空尺度对航道的发展和船舶的航行有着深远的影响，对现有桥梁通航净空尺度的复核，有利于航道维护管理和航行安全。桥梁通航净空尺度复核方法先是建立桥梁平立面测量控制网，利用全站仪极坐标法进行碎步测量，取得特征点数据后进行桥梁平立面图绘制，然后根据最高通航水位按《内河通航标准》的要求进行计算通航净空尺度，从而得出复核后的桥梁通航净空尺度，为航道维护管理提供数据支撑。

1.桥梁平立面测量方法

1.1 桥梁平立面测量平高控制网

利于天宝R10采用佛山CORS测量手段进行RTK二级控制点测量，操作规范按《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CH/T2009-2010）测开始前对仪器进行初始化，得到固定解才开始测量，每座桥梁布设不少3个RTK二级控制点。RTK高程测量与平面测量同步进行，采集方法同平面测量方法相同。

1.2 桥梁平立面碎步测量

桥面左右两边桥边线、桥面点等特征点可利于天宝R10采用佛山CORS测量手段进行碎步测量，保存测点坐标及高程信息；立面轮廓含桥墩和承台、桥孔梁底轮廓和助航标志等特征点则主要采用徕卡全站仪TS02和TS09利用极坐标方法测量，通航孔位置和人员能到达的地方采用有棱镜模式（或多测站法、或交会法）进行，人员不能到达的地方采用无棱镜方式测量。桥孔梁底轮廓测量不少于5个测点（包括孔顶标高、左右顶标高，对于拱桥轮廓测量应加密测点，要求不少于7个测点，具体根据桥跨形式进行合理布置，应能准确反映梁底轮廓，测定其特征点，测量比例尺为1：200。

1.3 桥梁平立面的绘制

（1）按 1:200 或 1:500 比例尺（根据桥梁的长度设置比例尺）新建立图形文件,分别展绘桥面、桥墩和桥侧面特征测点代码及高程值测点数据文件，并依据代码或高程值特征点进行绘画桥面图线和桥墩图线，标注左右桥墩坐标值，绘制成桥梁高程平面图。

（2）在桥梁高程平面图下方绘画一正交水平直线，作为桥梁平面图旋转方向（即0度方向），以左右桥墩中心点连线为桥轴线，旋转至0度方向。

（3）在旋转至0方向的桥梁平面图数据中重新生成旋转高程数据文件，打开旋转桥高程数据文件进行修改编辑，由＊.dat文件扩展后缀名改为＊csv 扩展名，打开excel电子表格数据文件格式（Y,X,H）。并再将H栏中高程数据值复制后，覆盖到X 栏中的X 坐标值，以便重新生成纵向桥梁侧高立面图坐标值（Y,H,H），为符合广东省数字化测绘成图（WSS）软件高程数据文件格式，再反向将纵向桥梁侧高立面图坐标值（Y,H,H）＊csv电子表格数据文件格式（Y,H,H）中的后缀名修改为文本文件名，即由＊csv文件扩展后缀名再改为＊.dat扩展名，注意此时的X坐标值已由H高程值代替，由桥梁的X方向值由桥梁的标高值代替。

（4）重新展绘侧高数据文件（Y,H,H），并使用正交操作模式移动整个展点图至原图（旋转至0度方向的桥梁平面图）上部位置处，以便与原桥墩平面图垂直方向的桥墩轴线对齐。根据桥面、桥墩和桥侧面的展绘编号、代码、高程等坐标特征绘画桥梁侧面立面图。

（5）绘制完桥梁通航孔立面图和平面图后，在图形左侧绘制标高标尺立柱图，依据《内河通航标准》（GB 50139-2014）过、临河建筑物通航孔净空尺寸标注的有关标准，先绘制出该桥梁的桥墩间宽度、桥面标高、桥底标高、左右顶标高等要素和说明，尺寸标注绘画使用广东省数字化测绘成图（WSS）软件标注工具栏逐一标注各特征要素。

2.通航净空尺度复核

2.1 设计最高通航水位

本次桥梁通航净空尺度复核工作的设计最高通航水位主要采用中铁建港航局集团勘察设计研究院有限公司航道设计通航水位复核项目中的复核后推荐最高通航水位（审批使用）为起算水位，某些航道没有复核后推荐最高通航水位以目前航道管理部门掌握的最高通航水位为起算水位。

2.2 通航净空尺度的计算方法

通航净空尺度复核方法主要把桥梁分为平底梁桥和非平底梁桥采用不同的计算方法进行推算。

2.2.1 平底梁桥

从实测通航孔轮廓线先定桥墩（或承台）边之间宽度为净宽，再以设计最高通航水位为起算水位量测净高。当桥轴线法线方向与水流流向的交角大于5度时，净宽取水流正交值。对于平底桥梁，通航净宽尺度为矩形，其上底宽（b）与通航净宽（Bm）一致，且无侧高（h）的规定。

2.2.2 非平底桥梁

根据桥梁实测通航孔立面图和平面图，以桥梁所在航道的发展规划技术等级，参照《内河通航标准》（GB 50139-2014）中的天然和渠化河流水上过河建筑物通航净空尺度表的Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ级航道及珠江三角洲至港澳线内河水上过河建筑物通航净空尺度表的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级航道等级通航尺度中较低的标准或货船的标准，初步判断净高、净宽是否满足规范要求的最小值，按桥梁航道等级固定的侧高值量算出最大净宽值，再按规范等级的比例（通航净宽Bm与上底宽b的关系：Ⅰ级～Ⅲ级航道b/Bm=0.75，Ⅳ级～Ⅴ级航道b/Bm=0.82，Ⅵ级～Ⅶ级航道b/Bm=0.75，侧高h不随通航净宽变化。）确定上底宽。

当确定上底宽后量算出的净高不满足规范要求的最小值，且净宽满足大于或等于规范要求时，通航净宽按规范航道等级定，上底宽则采用b/Bm比例方法确定，最终量算出通航净高值。

当确定上底宽后量算出的净高不满足规范要求的最小值，且净宽也不满足规范要求时，先用侧高量算出通航净宽的值，再采用b/Bm比例方法确定上底宽的值，最终量算出通航净高值。

当桥轴线法线方向与水流流向的交角大于5度时，通航净宽取水流正交值，并比较是否满足规范要求。

2.3 通航净空尺度复核资料的整理

推算完通航净空尺度后，应依据《内河通航标准》（GB 50139-2014）过、临河建筑物通航孔净空尺寸标注的有关标准，在桥梁通航孔立面图上绘制标注好设计最高通航水位、通航净宽、通航净高、上底宽、侧高及斜边水平距离等要素说明，最后经过编辑、整饰等工作成图，并把通航净空尺度有关数值整理成册，为航道维护管理工作提供基础数据。

3.结语

桥梁通航净空尺度的复核方法主要以桥梁平立面测量方法和通航净空尺度的计算方法相结合，测量方法需综合考虑桥梁的立面轮廓，利用测量仪器设备获取好立面轮廓的特征点，然后进行绘制；通航净空尺度的计算则需结合《内河通航标准》对净高或者净宽数据判断是否满足规范要求，然后计算最大净宽或净高。通过对桥梁通航净空尺度进行复核，可加强辖区航道管理，全面掌握辖区等级航道跨航道桥梁涉航信息相关资料，保障桥梁自身安全和船舶航行安全。