中国内河桥梁建设与通航标准之问
随着近些年对内河通航等因素的重视,在中国内河如长江、黄河、珠江等流域,一些超大跨径的桥梁层出不穷,以下是项海帆院士发表的一篇署名文章,作为桥梁行业内的技术人员,我们也感同身受,也有些困惑,希望大家能就此发表看法。
是业主好大喜功还是设计院的设计理念走入了误区?什么原因导致中国不经济和不合理的千米级大跨度桥梁建造趋势愈演愈烈。
国外内河通航标准
五大洲通海的主要河流,如美国密西西比河、南美洲亚马孙河、非洲尼罗河以及欧洲的莱茵河、易北河和多瑙河等,大都在河口附近建港,停靠海轮,然后将货物用内河船只转驳到上游沿河各地城市。国外内河的通航标准除少数几条大河外,一般都在5000吨级以下。见下表
从上表中可以看出:除了法国塞纳河口的诺曼底桥和韩国汉江口的仁川桥的跨度较大外,其余各国的内河桥梁跨度一般均在500m以内,而且全部都采用斜拉桥方案。其通航净高在24~56m之间,净宽则在150~400米之间,而通航净宽和净高之比则在5.9(约束航行,航速16节)~10.5(自由航行,航速30节)之间,跨度和净高之比则在15之内,这是十分合理的。
中国内河通航标准的现状
中国内河是以长江和珠江为代表的通航河流。长江在解放前为天堑,没有一座桥。1957年在苏联专家帮助下建造了长江第一桥--武汉长江大桥,跨度为128m,满足分孔通航2000t的标准(净宽120m,净高18m),即武汉以上至宜昌的航道为内河III级。1971年又建成跨度160m的多孔连续桁架桥南京长江大桥,通航净空为150m×24m,满足南京以上至九江5000t的内河I级航道标准。九江以上至武汉的中游航道因水深不足,降低为3000吨的内河II级。南京港以下至长江口的下游航道因水深增大,可行驶5万吨的海轮,通航净空为600m×50m。江阴以下的航道水深更深,通过疏浚长江口的航道,远期可允许20万吨级的海轮和邮轮进入,通航净空增至900m×62m。可见,长江中下游航道因水深条件下同,适航的船舶吨位也不同,相应的通航净空也不同。
改革开放初期(1980年--2000年)在长江中下游(武汉长江大桥以下)建造了九江长江大桥(216m中承式钢拱桥,1992)、黄石长江大桥(多孔245m连续梁,1995)、铜陵长江大桥(432mPC斜拉桥,1995)、武汉长江二桥(白沙洲长江大桥,400mPC斜拉桥,1995)、芜湖长江大桥(312m钢斜拉桥,2000)等,其通航净高均为24m,选用跨度在245~432之间,都是在合理的范围内。
然而,自进入新世纪以来,湖北宜昌以下至南京段的新桥跨度猛增。如宜昌至武汉段(通航净空18×120m)的宜昌长江大桥(960m悬索桥,2001)、夷陵长江大桥(345mPC斜拉桥,2001)、荆州长江大桥(500m,PC斜拉桥,2002);武汉长江大桥以下至南京段(通航净高24m)的武汉阳逻长江大桥(1280m悬索桥,2007)、鄂东长江大桥(926m钢斜拉桥,2010)、荆岳长江大桥(816m钢斜拉桥,2010)、武汉二七长江大桥(2-616m钢斜拉桥,2011)和马鞍山长江大桥(图1,2-1080m三塔悬索桥,2013)等,其跨度和通航净高之比在19~53之间,都远远超出了正常的比例范围。从图1中可看出马鞍山长江大桥左边一孔的水深很浅,只能通行小船并没有必要做大跨。
更令人费解的是武汉长江大桥(一桥)上游和白沙洲大桥之间正在建造的两座新桥:鹦鹉洲大桥(2-850m三塔悬索桥)和杨泗港大桥(图2,1700m悬索桥),它们和相邻武汉一桥的跨度极不协调。从图2中可以看出,河槽中间突起呈W形,完全可以设墩,如选择2-600m的三塔斜拉桥让上下行船只分孔通航,就会更经济合理,也更美观。此外,同在武汉的天兴洲长江大桥,因是公铁两用桥,航道部门就同意504m的斜拉桥,而且还是在武汉一桥的下游。为什么在航道等级降低后的武汉一桥上游反而要做1700m的悬索桥呢?
再说南方的珠江,在黄埔港以上分南北两汊进入广州市,其中南汊为主航道,通航标准为137m×34m,相当于1万吨级航道(北汊通过市中心区,航道等级较低)。所建桥梁中跨度较大的为鹤洞大桥(360m结合梁桥面斜拉桥,1998)、番禺大桥(380mPC斜拉桥,1999)和丫髻沙大桥(360m钢管混凝土系杆桁架拱桥,2000),三座桥跨度都很接近,是合理的。2008年建成的广州珠江黄埔大桥位于黄埔港上游的珠江河汊处,南汊主航道的通航要求为494m×60m,不知何故却采用了主跨1108m的悬索桥(图3)。从图中可以看出,通航孔在左侧,并没有必要做悬索桥,700m左右的斜拉桥已能满足要求。
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