便桥工程的建设对航道条件的影响研究

聂彬彬

（南京智航工程技术咨询有限公司，江苏 南京 210012）

随着我国经济社会发展，高速公路建设程度越来越高，高速公路项目数量的增加催生越来越多的跨越航道桥梁工程建设项目的开展，如合川至四川安岳（重庆段）高速公路的渠江特大桥跨越渠江[1]、武汉鹦鹉洲长江大桥跨越武桥水道航道[2]、沪苏湖铁路桥跨越北横港航道[3]、沪渝蓉沿江高铁店埠河大桥穿越安徽省境内的店埠河航道[4]等。高速公路的发展促进了跨航道桥梁建设技术的不断提升，同时也为航道维护和通航安全问题带来了新的挑战[5～7]。便桥作为桥梁建设中十分重要的临时性建筑，在主桥建设过程中承担着建设原料的运输、行人车辆的通行等重要任务，尤其针对航道中便桥的建设，还需考虑便桥对航道通航条件的影响[8，9]。由于各个河道通航条件不同，桥梁建设需求各异，时至今日桥梁建设对航道条件的影响仍是跨航道桥梁建设过程中的一个重点，基于此，本文对连宿高速公路徐圩至灌云段跨越徐圩港区疏港航道（善后河）段桥梁建设过程中便桥建设对航道条件的影响情况进行深入的研究，得出本工程相关的评价结论，探讨便桥建设对航道条件的影响。

1 项目简介

1.1 工程简介

连宿高速公路途径连云港市徐圩新区、灌云县、宿迁市沭阳县、宿豫区等多个城市节点。连宿高速公路徐圩至灌云段跨越两条省干线航道，分别为连申线（盐河）、徐圩港区疏港航道（善后河）。在进行跨越徐圩港区疏港航道（善后河）段桥梁的建设过程中，为满足施工运输及构件材料的周转需求，需于连宿高速公路主桥一侧搭设施工便桥。

1.2 河道现状

工程所在河流（善后河）是区域内主要排水干河，担负周边三县、两区共计1470.5km2的排涝任务，是一条具有防洪、排涝、供水、灌溉、航运等综合功能的河道。河道基本处于自然状态，工程河段两岸均为自然护坡，沿线水流平缓，水位变幅不大。

2 便桥工程选址

2.1 工程选址方案

善后河便桥中心桩号为K18+537，桥梁轴线的法线与航道中心线交角为0°。桥梁跨径布置为（2×18+3+2×18+48+2×18+3+2×18）m，全长198m，桥面净宽4.2m，通航孔最低梁底高程为9.00m，实际通航净空为45.6m×5.6m。便桥采用下承式结构，上部结构形式为上下加强型贝雷梁结构。便桥桩顶盖梁（桩顶纵横梁）采用双拼I32b，下部结构采用单排4 根Φ630×8mm 钢管桩作为支撑。制动墩、主墩均采用双排4 根Φ630×8mm 钢管桩作为支撑。善后河便桥立面如图1 所示。

图1 善后河便桥立面图

2.2 航道条件分析

便桥桥位处于顺直航道，航道现状为Ⅲ级航道标准。河段两岸均为自然岸坡，桥位上下游附近未配布航标。便桥桥位处地势较平坦，水流平缓，河面较宽，跨越处河道宽度约150～155m，航道水深约5.04m，工程河段水流流态较好且无水下障碍物。工程航段通航船舶基本为上行船舶，少有下行船舶，日均通过船舶约为20 艘次，通行船舶数量相对较少。受下游航路中大新河闸通航孔尺度（12m×4.705m）控制，通航船舶吨位主要分布于300～500 吨级。

3 工程通航尺度分析

3.1 代表船型

根据前期勘察与走访发现徐圩港区疏港航道工程航段船舶流量约为20 艘次/日，受航路大新河闸通航尺度限制，通航船舶主要为300～500 吨级货船。根据河道现状结合后续有关规划，并结合现行相关规范要求，结合工程航段现状船舶通航情况、工程航段通航条件及当地企业码头船舶尺度，确定徐圩港区疏港航道（善后河）工程航段代表船型见表1。

表1 设计代表船型尺度表[10]

3.2 航道中心线

根据最新的航道测图，徐圩港区疏港航道现状深泓线几乎沿河道中心布置。在此基础上，根据上下游航道走向综合分析，最终确定善后河便桥所处航段的航道中心线布置如图2 所示。便桥轴线的法线方向与航道水流流向的夹角为0°。

图2 便桥桥位处航道中心线布置

3.3 通航尺度

徐圩港区疏港航道（善后河）规划为III 级航道。III 级航道直线段双线底宽标准为45m，水深标准为3.2m[10]。同时结合工程航段航道测图，工程航段航道水面宽度约150～155m，底宽96～98m 范围内水深5.04m，航道条件良好。工程航段日均船舶流量约为20 艘次，通航船舶均为300～500 吨级单船，无集装箱船通航，结合本工程便桥的临时性，最后确定便桥通航净空不应小于45.40m×5.5m。

4 工程对航道条件的影响

4.1 水流条件

为研究本工程便桥及善后河特大桥建设对桥区处流场的影响，对工程所处水域建立二维数学模型，对本工程便桥建成以及本工程便桥及善后河特大桥（主桥）均建成两种最不利工况进行数值模拟分析。数值模拟采用基于Bousinesq 涡粘假定和静压假定理论，其沿垂向平均分布的二维潮流数学模型控制方程表述如下：

4.1.1 连续方程

4.1.2 动量方程

计算所得最高通航水位下桥区横流流速如表2 所示，由表2 可知，本工程河段航线流畅，河道条件良好，在两种最不利工况下的横向流速较小，采样点的最大横流流速为0.025m/s，计算工况下航道横流值均小于规范限定值0.3m/s，满足相关规范要求。

表2 最高通航水位下桥区横流流速计算表

4.2 航道布置及助航标志

便桥附近现状无布设的导助航设施。桥梁建成后，为保证桥梁自身及桥区航道通航船舶安全，需增设桥梁警示标志、防撞墩及导助航设施等，并做好维护工作。

4.3 航道整治

工程航段航道两岸均为自然岸坡，两岸边界基本稳定，航道走向历年来未发生明显改变。现状工程航段河床条件良好，航道近期没有整治计划。

宿连航道（盐河～徐圩港区）整治工程目前设计方案和开工时间暂未确定。本项目为临时便桥工程，便桥依托于主桥建设，于2025 年12 月31 日前完成拆除工作，便桥拆除前工程航段航道保持现状条件，便桥的建设对整体航道整治工程的影响可控。

5 结论

通过上述分析，得出以下结论：

（1）宿高速公路徐圩至灌云段跨越徐圩港区疏港航道（善后河）段桥梁建设过程中便桥工程中桥梁选址、通航净空尺寸等均满足规范要求，便桥施工方案可行。

（2）经计算，便桥工程的建设和使用过程中对航道水流条件、航道布置以及航道整治相关内容影响不大，单位保证通航安全需完善助航标志、桥梁警示标志的专项设计和建设。