橋梁通航凈空尺度復核方法的探討

盧健楊 廣東省佛山航道事務中心禪城航標與測繪所

當前我國國民經濟發展迅速，交通現代化建設取得了重大進展，跨江橋梁的數量增多及船舶大型化，橋梁通航凈空尺度對航道的發展和船舶的航行有著深遠的影響，對現有橋梁通航凈空尺度的復核，有利于航道維護管理和航行安全。橋梁通航凈空尺度復核方法先是建立橋梁平立面測量控制網，利用全站儀極坐標法進行碎步測量，取得特征點數據后進行橋梁平立面圖繪制，然后根據最高通航水位按《內河通航標準》的要求進行計算通航凈空尺度，從而得出復核后的橋梁通航凈空尺度，為航道維護管理提供數據支撐。

1.橋梁平立面測量方法

1.1 橋梁平立面測量平高控制網

利于天寶R10采用佛山CORS測量手段進行RTK二級控制點測量，操作規范按《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》（CH/T2009-2010）測開始前對儀器進行初始化，得到固定解才開始測量，每座橋梁布設不少3個RTK二級控制點。RTK高程測量與平面測量同步進行，采集方法同平面測量方法相同。

1.2 橋梁平立面碎步測量

橋面左右兩邊橋邊線、橋面點等特征點可利于天寶R10采用佛山CORS測量手段進行碎步測量，保存測點坐標及高程信息；立面輪廓含橋墩和承臺、橋孔梁底輪廓和助航標志等特征點則主要采用徠卡全站儀TS02和TS09利用極坐標方法測量，通航孔位置和人員能到達的地方采用有棱鏡模式（或多測站法、或交會法）進行，人員不能到達的地方采用無棱鏡方式測量。橋孔梁底輪廓測量不少于5個測點（包括孔頂標高、左右頂標高，對于拱橋輪廓測量應加密測點，要求不少于7個測點，具體根據橋跨形式進行合理布置，應能準確反映梁底輪廓，測定其特征點，測量比例尺為1：200。

1.3 橋梁平立面的繪制

（1）按 1:200 或 1:500 比例尺（根據橋梁的長度設置比例尺）新建立圖形文件,分別展繪橋面、橋墩和橋側面特征測點代碼及高程值測點數據文件，并依據代碼或高程值特征點進行繪畫橋面圖線和橋墩圖線，標注左右橋墩坐標值，繪制成橋梁高程平面圖。

（2）在橋梁高程平面圖下方繪畫一正交水平直線，作為橋梁平面圖旋轉方向（即0度方向），以左右橋墩中心點連線為橋軸線，旋轉至0度方向。

（3）在旋轉至0方向的橋梁平面圖數據中重新生成旋轉高程數據文件，打開旋轉橋高程數據文件進行修改編輯，由＊.dat文件擴展后綴名改為＊csv 擴展名，打開excel電子表格數據文件格式（Y,X,H）。并再將H欄中高程數據值復制后，覆蓋到X 欄中的X 坐標值，以便重新生成縱向橋梁側高立面圖坐標值（Y,H,H），為符合廣東省數字化測繪成圖（WSS）軟件高程數據文件格式，再反向將縱向橋梁側高立面圖坐標值（Y,H,H）＊csv電子表格數據文件格式（Y,H,H）中的后綴名修改為文本文件名，即由＊csv文件擴展后綴名再改為＊.dat擴展名，注意此時的X坐標值已由H高程值代替，由橋梁的X方向值由橋梁的標高值代替。

（4）重新展繪側高數據文件（Y,H,H），并使用正交操作模式移動整個展點圖至原圖（旋轉至0度方向的橋梁平面圖）上部位置處，以便與原橋墩平面圖垂直方向的橋墩軸線對齊。根據橋面、橋墩和橋側面的展繪編號、代碼、高程等坐標特征繪畫橋梁側面立面圖。

（5）繪制完橋梁通航孔立面圖和平面圖后，在圖形左側繪制標高標尺立柱圖，依據《內河通航標準》（GB 50139-2014）過、臨河建筑物通航孔凈空尺寸標注的有關標準，先繪制出該橋梁的橋墩間寬度、橋面標高、橋底標高、左右頂標高等要素和說明，尺寸標注繪畫使用廣東省數字化測繪成圖（WSS）軟件標注工具欄逐一標注各特征要素。

2.通航凈空尺度復核

2.1 設計最高通航水位

本次橋梁通航凈空尺度復核工作的設計最高通航水位主要采用中鐵建港航局集團勘察設計研究院有限公司航道設計通航水位復核項目中的復核后推薦最高通航水位（審批使用）為起算水位，某些航道沒有復核后推薦最高通航水位以目前航道管理部門掌握的最高通航水位為起算水位。

2.2 通航凈空尺度的計算方法

通航凈空尺度復核方法主要把橋梁分為平底梁橋和非平底梁橋采用不同的計算方法進行推算。

2.2.1 平底梁橋

從實測通航孔輪廓線先定橋墩（或承臺）邊之間寬度為凈寬，再以設計最高通航水位為起算水位量測凈高。當橋軸線法線方向與水流流向的交角大于5度時，凈寬取水流正交值。對于平底橋梁，通航凈寬尺度為矩形，其上底寬（b）與通航凈寬（Bm）一致，且無側高（h）的規定。

2.2.2 非平底橋梁

根據橋梁實測通航孔立面圖和平面圖，以橋梁所在航道的發展規劃技術等級，參照《內河通航標準》（GB 50139-2014）中的天然和渠化河流水上過河建筑物通航凈空尺度表的Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ級航道及珠江三角洲至港澳線內河水上過河建筑物通航凈空尺度表的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級航道等級通航尺度中較低的標準或貨船的標準，初步判斷凈高、凈寬是否滿足規范要求的最小值，按橋梁航道等級固定的側高值量算出最大凈寬值，再按規范等級的比例（通航凈寬Bm與上底寬b的關系：Ⅰ級～Ⅲ級航道b/Bm=0.75，Ⅳ級～Ⅴ級航道b/Bm=0.82，Ⅵ級～Ⅶ級航道b/Bm=0.75，側高h不隨通航凈寬變化。）確定上底寬。

當確定上底寬后量算出的凈高不滿足規范要求的最小值，且凈寬滿足大于或等于規范要求時，通航凈寬按規范航道等級定，上底寬則采用b/Bm比例方法確定，最終量算出通航凈高值。

當確定上底寬后量算出的凈高不滿足規范要求的最小值，且凈寬也不滿足規范要求時，先用側高量算出通航凈寬的值，再采用b/Bm比例方法確定上底寬的值，最終量算出通航凈高值。

當橋軸線法線方向與水流流向的交角大于5度時，通航凈寬取水流正交值，并比較是否滿足規范要求。

2.3 通航凈空尺度復核資料的整理

推算完通航凈空尺度后，應依據《內河通航標準》（GB 50139-2014）過、臨河建筑物通航孔凈空尺寸標注的有關標準，在橋梁通航孔立面圖上繪制標注好設計最高通航水位、通航凈寬、通航凈高、上底寬、側高及斜邊水平距離等要素說明，最后經過編輯、整飾等工作成圖，并把通航凈空尺度有關數值整理成冊，為航道維護管理工作提供基礎數據。

3.結語

橋梁通航凈空尺度的復核方法主要以橋梁平立面測量方法和通航凈空尺度的計算方法相結合，測量方法需綜合考慮橋梁的立面輪廓，利用測量儀器設備獲取好立面輪廓的特征點，然后進行繪制；通航凈空尺度的計算則需結合《內河通航標準》對凈高或者凈寬數據判斷是否滿足規范要求，然后計算最大凈寬或凈高。通過對橋梁通航凈空尺度進行復核，可加強轄區航道管理，全面掌握轄區等級航道跨航道橋梁涉航信息相關資料，保障橋梁自身安全和船舶航行安全。