大型跨海桥梁航标设置
2016-06-06
随着我国交通的发展，横跨海洋的各种大型桥梁不断增加，这给桥下通航的水路交通制造了障碍，如果船舶碰撞桥梁，将危及双方的安全。国内外普遍采取的方法是在桥梁上设置桥涵标志，在桥区设置水上助航标志，用以引导船舶安全顺利地通过通航桥孔及桥区水域。各座跨海大桥因所处的自然条件、通航条件和航运状况等各不相同，助航标志设置也各不相同。下面详细比较三座大型跨海大桥主航道、非通航孔桥区水上助航标志设置方式以及主通话孔上桥涵标志设置方式。
表1三座跨海大桥部分参数及航标数量表
主航道助航标志设置比较
杭州湾跨海大桥主通航孔航线同桥梁轴线的方向一致，航道平均水深8～10米，主通航孔船舶流量及通航密度一般。主通航孔航道设置10座桥区水上助航标志，其中侧面标志灯浮8座，最远对标距离大桥轴线1665米；为便于在能见度较差环境下船舶航行，在主通航孔桥桁上设置雷达应答器2座。
金塘大桥主通航孔航线同桥梁轴线的法向夹角为1°，航道平均水深16.6米，主通航孔船舶流量大、通航密度高。主通航孔航道共设置21座助航标志，其中侧面标志灯浮12座，最远对标距离大桥轴线3590米；北口设置安全水域标志灯浮1座（其上附设AIS航标和雷达应答器），距离大桥轴线6368米；为便于在能见度较差环境下船舶航行，设置AIS航标6座，雷达应答器2座，作用距离不小于5海里。
象山港大桥主通航孔航线同桥梁轴线的法向夹角为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。主通航孔航道共设置9座桥梁助航标志，其中侧面标志灯浮8座，最远对标距离大桥轴线1839米；为便于在能见度较差环境下船舶航行，在主通航孔中心桥桁上设置雷达应答器1座，作用距离不小于7海里。
主通航孔航道设置标志的数量以及引导的距离根据通航船舶密度和通航船舶等级等综合考虑。金塘大桥通航船舶吨位大，通航船舶流量大、密度高，设置航道引导标志最多，桥区引导距离最远，并加设了多座无线电航标。杭州湾跨海大桥和象山港大桥通航船舶密度一般，均采用常规的8座侧面标志灯浮，最远的一对侧面灯浮标志距离桥梁轴线约1海里。
表2三座跨海大桥主航道引导标志设置比较表
非通航孔两侧禁航区设置航标方式比较
大型跨海桥梁都有数量众多的非通航孔，为降低工程投资，各大桥非通航孔均未设置结构性防船舶碰撞措施。目前多数桥梁采用在大桥非通航孔两侧划定禁航区并在其边缘设置禁航标志。禁航标志是大桥防船舶碰撞和防止船舶非法穿越禁航区的主要安全措施之一，无规范可以参照执行，需根据各座桥梁的特点综合分析。从杭州湾跨海大桥2008年设置禁航标志运用至今看，该方案效果较好。
杭州湾跨海大桥通航船舶流量小，通航密度小，只有少数大型船舶。根据预测到2020年通过大桥断面日平均船舶流量约21艘。大桥非通航桥孔两侧距离大桥轴线1200米范围内划为禁航区，禁航区边缘沿大桥轴线每隔1500～2000米设置一座φ3米禁航标志灯浮，共设置12座禁航标志，射程不小于5海里，同步闪光。
金塘大桥周围海域是我国沿海通航密度较大的海区之一（2004年测量通过桥址区日平均船舶850艘，目前船舶流量有较大幅度的增长），大桥通车前发生过两次船舶碰撞桥梁事故，大桥与船舶碰撞的风险大，安全防范措施要求高。大桥非通航孔两侧设置两道防线，两侧距离大桥轴线1500米范围内划为禁航区，两侧距离大桥轴线3000米划为警戒区。警戒区边缘线上水中构筑物标志与禁航区边缘线禁航标志一起形成两道警示。
禁航区边缘沿大桥轴线间隔350～956米设置一座φ2.4米禁航标志灯浮，浮体上设黄色柱形钢架，顶部设黄色Х顶标，标体明显处漆黑色“X”标志禁航区标志，夜间航标灯发光，灯质为莫（P）黄12秒，射程不小于3海里，共设置40座Ф2.4米禁航灯浮，同步闪光。
警戒区边缘线上原习惯性航道范围沿大桥轴线间隔463～677米设置一座φ3米水中构筑物标志灯浮，该标志起预警示的作用。浮体上设黄色柱形钢架，顶部设黄色Х顶标，标体明显处漆黑色“三角形”水中构筑物标志，夜间航标灯发光，灯质为莫（C）黄12秒，射程不小于3海里，共设置16座Ф3米警戒线水中构筑物标志，同步闪光。
象山港大桥通航密度一般，根据预测到2020年通过大桥断面日平均最大船舶流量约350艘。通航桥孔两侧距离大桥轴线900米范围划为禁航区，非通航孔采用在禁航区边缘线沿大桥走向间隔约1110米设置一座φ2.4米禁航标志灯浮，共设置12座禁航标志，射程不小于3海里，同步闪光。
杭州湾跨海大桥过往船舶流量少，通航密度一般，桥区水上禁航标志灯浮设置的密度最低，间距最大；金塘大桥桥区船舶流量大，通航密度非常高，非通航孔桥区设置两道防线，防线上灯浮设置密度最高，间距最小。
桥梁助航标志设置比较
桥梁助航标志设置根据《中国海区可航行水域桥梁助航标志》（GB24418-2009）进行，规范对设标位置和数量进行明确的规定，参照执行即可，但标志的作用距离和日间标牌的大小需进行设计。根据规范通行5000吨级及以上船舶的通航桥孔，其标牌的日间显形距离应不小于1海里，夜间显形距离不小于0.5海里；其他通航桥孔的标牌日间显形距离应不小于0.5海里。通行5000吨级及以上船舶的通航桥孔，其视觉航标灯光射程不应小于3海里；其他通航桥孔的视觉航标灯光射程不应小于1海里。
表3四座跨海大桥主通航孔桥梁助航标志设置参数比较表
在实际设标过程中，除满足规范要求外还应该根据桥下水文条件、通航船舶的流量和密度、通航桥孔跨度和通航净宽、海域地形限制、标志安装容易程度等综合考虑标志的作用距离和标牌的大小。参照《水运工程导标设计规范》，标牌的初显宽度和显形宽度计算公式如下：
Bc=0.00029Dm Bx=0.00029Dm/C
式中 Bc为标牌的初显宽度（m）；Bx为标牌的显形宽度（m）；Dm为观察距离（m）；C为显形系数，方形标牌取0.4。为统一标牌规格便于制作安装，实际采用值较计算值均有较大幅度提高，以金塘大桥标牌尺寸为例，标牌尺寸实际值较计算值均有30%～50%的提高。
杭州湾跨海大桥助航标志设置较早，航标采用2007年8月份交通部海事局颁布的《中国海区可航行水域桥梁助航标志》（试行）标准，左右侧标志采用定光，作用距离受限，夜航发现左右侧标志定光效果明显不如闪光，并且在远距离时容易与定红的禁航标志和定绿的双向通航桥孔中央标志造成混淆，夜间助航效能较差；金塘大桥和象山港大桥主通航桥孔跨度大、通航船舶船舶等级高，左右侧标志夜间连续快闪，航标灯射程不小于5海里，夜间标识航标效能显著提高。
结束语
跨海大桥桥梁助航标志一般还需要附加设置航标遥测装置以延长航标巡检周期，最大限度的减低航标巡检和维护次数，减少对大桥通行的影响。
（作者单位：上海海事局宁波航标处，山东诚基工程建设有限公司）
