大型跨海橋梁航標(biāo)設(shè)置
2016-06-06
隨著我國(guó)交通的發(fā)展，橫跨海洋的各種大型橋梁不斷增加，這給橋下通航的水路交通制造了障礙，如果船舶碰撞橋梁，將危及雙方的安全。國(guó)內(nèi)外普遍采取的方法是在橋梁上設(shè)置橋涵標(biāo)志，在橋區(qū)設(shè)置水上助航標(biāo)志，用以引導(dǎo)船舶安全順利地通過(guò)通航橋孔及橋區(qū)水域。各座跨海大橋因所處的自然條件、通航條件和航運(yùn)狀況等各不相同，助航標(biāo)志設(shè)置也各不相同。下面詳細(xì)比較三座大型跨海大橋主航道、非通航孔橋區(qū)水上助航標(biāo)志設(shè)置方式以及主通話(huà)孔上橋涵標(biāo)志設(shè)置方式。
表1三座跨海大橋部分參數(shù)及航標(biāo)數(shù)量表
主航道助航標(biāo)志設(shè)置比較
杭州灣跨海大橋主通航孔航線(xiàn)同橋梁軸線(xiàn)的方向一致，航道平均水深8～10米，主通航孔船舶流量及通航密度一般。主通航孔航道設(shè)置10座橋區(qū)水上助航標(biāo)志，其中側(cè)面標(biāo)志燈浮8座，最遠(yuǎn)對(duì)標(biāo)距離大橋軸線(xiàn)1665米；為便于在能見(jiàn)度較差環(huán)境下船舶航行，在主通航孔橋桁上設(shè)置雷達(dá)應(yīng)答器2座。
金塘大橋主通航孔航線(xiàn)同橋梁軸線(xiàn)的法向夾角為1°，航道平均水深16.6米，主通航孔船舶流量大、通航密度高。主通航孔航道共設(shè)置21座助航標(biāo)志，其中側(cè)面標(biāo)志燈浮12座，最遠(yuǎn)對(duì)標(biāo)距離大橋軸線(xiàn)3590米；北口設(shè)置安全水域標(biāo)志燈浮1座（其上附設(shè)AIS航標(biāo)和雷達(dá)應(yīng)答器），距離大橋軸線(xiàn)6368米；為便于在能見(jiàn)度較差環(huán)境下船舶航行，設(shè)置AIS航標(biāo)6座，雷達(dá)應(yīng)答器2座，作用距離不小于5海里。
象山港大橋主通航孔航線(xiàn)同橋梁軸線(xiàn)的法向夾角為4.85°，航道平均水深18米，主通航孔船舶流量及通航密度一般。主通航孔航道共設(shè)置9座橋梁助航標(biāo)志，其中側(cè)面標(biāo)志燈浮8座，最遠(yuǎn)對(duì)標(biāo)距離大橋軸線(xiàn)1839米；為便于在能見(jiàn)度較差環(huán)境下船舶航行，在主通航孔中心橋桁上設(shè)置雷達(dá)應(yīng)答器1座，作用距離不小于7海里。
主通航孔航道設(shè)置標(biāo)志的數(shù)量以及引導(dǎo)的距離根據(jù)通航船舶密度和通航船舶等級(jí)等綜合考慮。金塘大橋通航船舶噸位大，通航船舶流量大、密度高，設(shè)置航道引導(dǎo)標(biāo)志最多，橋區(qū)引導(dǎo)距離最遠(yuǎn)，并加設(shè)了多座無(wú)線(xiàn)電航標(biāo)。杭州灣跨海大橋和象山港大橋通航船舶密度一般，均采用常規(guī)的8座側(cè)面標(biāo)志燈浮，最遠(yuǎn)的一對(duì)側(cè)面燈浮標(biāo)志距離橋梁軸線(xiàn)約1海里。
表2三座跨海大橋主航道引導(dǎo)標(biāo)志設(shè)置比較表
非通航孔兩側(cè)禁航區(qū)設(shè)置航標(biāo)方式比較
大型跨海橋梁都有數(shù)量眾多的非通航孔，為降低工程投資，各大橋非通航孔均未設(shè)置結(jié)構(gòu)性防船舶碰撞措施。目前多數(shù)橋梁采用在大橋非通航孔兩側(cè)劃定禁航區(qū)并在其邊緣設(shè)置禁航標(biāo)志。禁航標(biāo)志是大橋防船舶碰撞和防止船舶非法穿越禁航區(qū)的主要安全措施之一，無(wú)規(guī)范可以參照?qǐng)?zhí)行，需根據(jù)各座橋梁的特點(diǎn)綜合分析。從杭州灣跨海大橋2008年設(shè)置禁航標(biāo)志運(yùn)用至今看，該方案效果較好。
杭州灣跨海大橋通航船舶流量小，通航密度小，只有少數(shù)大型船舶。根據(jù)預(yù)測(cè)到2020年通過(guò)大橋斷面日平均船舶流量約21艘。大橋非通航橋孔兩側(cè)距離大橋軸線(xiàn)1200米范圍內(nèi)劃為禁航區(qū)，禁航區(qū)邊緣沿大橋軸線(xiàn)每隔1500～2000米設(shè)置一座φ3米禁航標(biāo)志燈浮，共設(shè)置12座禁航標(biāo)志，射程不小于5海里，同步閃光。
金塘大橋周?chē)Ｓ蚴俏覈?guó)沿海通航密度較大的海區(qū)之一（2004年測(cè)量通過(guò)橋址區(qū)日平均船舶850艘，目前船舶流量有較大幅度的增長(zhǎng)），大橋通車(chē)前發(fā)生過(guò)兩次船舶碰撞橋梁事故，大橋與船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)大，安全防范措施要求高。大橋非通航孔兩側(cè)設(shè)置兩道防線(xiàn)，兩側(cè)距離大橋軸線(xiàn)1500米范圍內(nèi)劃為禁航區(qū)，兩側(cè)距離大橋軸線(xiàn)3000米劃為警戒區(qū)。警戒區(qū)邊緣線(xiàn)上水中構(gòu)筑物標(biāo)志與禁航區(qū)邊緣線(xiàn)禁航標(biāo)志一起形成兩道警示。
禁航區(qū)邊緣沿大橋軸線(xiàn)間隔350～956米設(shè)置一座φ2.4米禁航標(biāo)志燈浮，浮體上設(shè)黃色柱形鋼架，頂部設(shè)黃色Х頂標(biāo)，標(biāo)體明顯處漆黑色“X”標(biāo)志禁航區(qū)標(biāo)志，夜間航標(biāo)燈發(fā)光，燈質(zhì)為莫（P）黃12秒，射程不小于3海里，共設(shè)置40座Ф2.4米禁航燈浮，同步閃光。
警戒區(qū)邊緣線(xiàn)上原習(xí)慣性航道范圍沿大橋軸線(xiàn)間隔463～677米設(shè)置一座φ3米水中構(gòu)筑物標(biāo)志燈浮，該標(biāo)志起預(yù)警示的作用。浮體上設(shè)黃色柱形鋼架，頂部設(shè)黃色Х頂標(biāo)，標(biāo)體明顯處漆黑色“三角形”水中構(gòu)筑物標(biāo)志，夜間航標(biāo)燈發(fā)光，燈質(zhì)為莫（C）黃12秒，射程不小于3海里，共設(shè)置16座Ф3米警戒線(xiàn)水中構(gòu)筑物標(biāo)志，同步閃光。
象山港大橋通航密度一般，根據(jù)預(yù)測(cè)到2020年通過(guò)大橋斷面日平均最大船舶流量約350艘。通航橋孔兩側(cè)距離大橋軸線(xiàn)900米范圍劃為禁航區(qū)，非通航孔采用在禁航區(qū)邊緣線(xiàn)沿大橋走向間隔約1110米設(shè)置一座φ2.4米禁航標(biāo)志燈浮，共設(shè)置12座禁航標(biāo)志，射程不小于3海里，同步閃光。
杭州灣跨海大橋過(guò)往船舶流量少，通航密度一般，橋區(qū)水上禁航標(biāo)志燈浮設(shè)置的密度最低，間距最大；金塘大橋橋區(qū)船舶流量大，通航密度非常高，非通航孔橋區(qū)設(shè)置兩道防線(xiàn)，防線(xiàn)上燈浮設(shè)置密度最高，間距最小。
橋梁助航標(biāo)志設(shè)置比較
橋梁助航標(biāo)志設(shè)置根據(jù)《中國(guó)海區(qū)可航行水域橋梁助航標(biāo)志》（GB24418-2009）進(jìn)行，規(guī)范對(duì)設(shè)標(biāo)位置和數(shù)量進(jìn)行明確的規(guī)定，參照?qǐng)?zhí)行即可，但標(biāo)志的作用距離和日間標(biāo)牌的大小需進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)范通行5000噸級(jí)及以上船舶的通航橋孔，其標(biāo)牌的日間顯形距離應(yīng)不小于1海里，夜間顯形距離不小于0.5海里；其他通航橋孔的標(biāo)牌日間顯形距離應(yīng)不小于0.5海里。通行5000噸級(jí)及以上船舶的通航橋孔，其視覺(jué)航標(biāo)燈光射程不應(yīng)小于3海里；其他通航橋孔的視覺(jué)航標(biāo)燈光射程不應(yīng)小于1海里。
表3四座跨海大橋主通航孔橋梁助航標(biāo)志設(shè)置參數(shù)比較表
在實(shí)際設(shè)標(biāo)過(guò)程中，除滿(mǎn)足規(guī)范要求外還應(yīng)該根據(jù)橋下水文條件、通航船舶的流量和密度、通航橋孔跨度和通航凈寬、海域地形限制、標(biāo)志安裝容易程度等綜合考慮標(biāo)志的作用距離和標(biāo)牌的大小。參照《水運(yùn)工程導(dǎo)標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)范》，標(biāo)牌的初顯寬度和顯形寬度計(jì)算公式如下：
Bc=0.00029Dm Bx=0.00029Dm/C
式中 Bc為標(biāo)牌的初顯寬度（m）；Bx為標(biāo)牌的顯形寬度（m）；Dm為觀察距離（m）；C為顯形系數(shù)，方形標(biāo)牌取0.4。為統(tǒng)一標(biāo)牌規(guī)格便于制作安裝，實(shí)際采用值較計(jì)算值均有較大幅度提高，以金塘大橋標(biāo)牌尺寸為例，標(biāo)牌尺寸實(shí)際值較計(jì)算值均有30%～50%的提高。
杭州灣跨海大橋助航標(biāo)志設(shè)置較早，航標(biāo)采用2007年8月份交通部海事局頒布的《中國(guó)海區(qū)可航行水域橋梁助航標(biāo)志》（試行）標(biāo)準(zhǔn)，左右側(cè)標(biāo)志采用定光，作用距離受限，夜航發(fā)現(xiàn)左右側(cè)標(biāo)志定光效果明顯不如閃光，并且在遠(yuǎn)距離時(shí)容易與定紅的禁航標(biāo)志和定綠的雙向通航橋孔中央標(biāo)志造成混淆，夜間助航效能較差；金塘大橋和象山港大橋主通航橋孔跨度大、通航船舶船舶等級(jí)高，左右側(cè)標(biāo)志夜間連續(xù)快閃，航標(biāo)燈射程不小于5海里，夜間標(biāo)識(shí)航標(biāo)效能顯著提高。
結(jié)束語(yǔ)
跨海大橋橋梁助航標(biāo)志一般還需要附加設(shè)置航標(biāo)遙測(cè)裝置以延長(zhǎng)航標(biāo)巡檢周期，最大限度的減低航標(biāo)巡檢和維護(hù)次數(shù)，減少對(duì)大橋通行的影響。
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