张丽

摘 要：为改善外峙岛上居民的出行条件，在外峙岛牛轭江上建设跨海浮桥一座。跨海浮桥以趸船为主体，由2座混凝土趸船、2组桥台、6座钢过桥组成，趸船之间采用钢过桥连接，接岸部分结构为桥台结构，可供类似潮汐河段跨海浮桥建设提供参考。

关键词：浮式趸船;跨海浮桥;潮汐河段

本工程位于宁波市北仑区外峙岛牛轭江上。外峙岛面积1.46km2，像一个楔子嵌入白峰海岸线，与大陆之间形成一个牛厄港，这个牛厄港又被北仑人称为仰岛湾，是著名的军港。外峙岛有前头岙、西山、南头、蒲湾、北岙、下江边六个自然村（统属港口村），岛上现有人口约1100人，岛上居民出行及物资运输仅能通过轮渡上下岛，出行交通条件落后。目前，港口村是北仑区唯一仅靠渡轮交通的行政村，交通不便对岛上居民生产生活产生严重影响。随着经济社会的发展，不通公路的状况已成为制约岛上居民生活改善所面临的主要障碍。因此，在满足特殊部门对牛轭江航道的使用要求，为方便岛上居民出行、促進岛上经济发展、完善浙江省农村公路网、推动外峙岛开发建设等需要，提出建设可拆卸的跨海浮桥为牛轭江上的桥梁方案。

1 建设条件

（1）设计水位（1985国家高程基准）。设计高水位（高潮累积频率10%）1.91m，设计低水位（低潮累积频率90%）-1.39m，极端高水位（重现期50年）3.46m，极端低水位（重现期50年）-2.39m。

（2）潮汐及潮流。本工程海域潮汐属于不正规半日潮，浅水效应较为显著。根据外峙岛外侧近海区域的水文测验资料及数模论证情况，工程选址方案一处设计流速取值：涨潮流速取为220cm/s、流向212±3°，落潮流速取为194cm/s、流向37±3°;选址方案二处设计流速取值：涨潮流速取为196cm/s、流向212±3°，落潮流速取为173cm/s、流向37±3°。

（3）波浪。本工程位于牛轭港水道内，距口门约1.6km，牛轭港水道呈环形，宽约120m。本工程位于水道近底部。牛轭港口门朝向为正北向，直面螺头水道，而螺头水道受舟山群岛掩护，波浪较小。工程区域掩护条件良好，水深较浅，波高较小，外海波浪进入湾内有较大削减。拟建桥位水域设计波要素如表1所示。

（4）工程地质。工程区域位于牛轭江河道上，上层20m以沉积均匀分布淤泥、粉质黏土为主。两侧河岸侧钻孔可见20m以下为粉质粘土、圆砾、凝灰岩等土层，承载力较好，宜做持力层。

（5）选址方案。为评估工程实施对牛轭江水道潮流及泥沙动力条件的影响，提出两个平面选址方案，并进行数模试验。选址方案一位于西侧客渡码头下游，选址二位于东侧客渡码头上游。试验结果表明，两个方案实施以后，所在水域的涨、落急流场总体与工程前相差不大，在工程处有约10～20%的减小，即两个选址方案对流场的影响方面基本一致。另外，考虑到远期道路衔接、优化浮桥长度、控制建设投资的需要，选择选址方案一工程的选址方案。

（6）拆除方案。因本工程特殊单位使用牛轭江航道的需要，工程需考虑紧急拆除恢复通航方案：浮桥中部设置钢过桥，在紧急情况下，通过调用附近工程公司浮吊拆除钢过桥，从而恢复牛轭江航道。所用时间主要为调遣浮吊时间+拆卸钢过桥时间，拆除时间约1.5h。

2 设计尺度与总平面方案

（1）浮桥长度。本工程拟建浮桥一座，浮桥轴线总长166.1m。

（2）浮桥宽度。考虑到趸船选型及实际双向行车需要，拟建浮桥按照双向混合车道设计，设计宽度8m，另考虑浮桥钢结构、趸船附属结构等布置需要，浮桥总宽度12m。

（3）高程设计。浮桥东侧接岸处现为已建海堤，与海堤堤顶路面高程一致，高程为 3.5m，海堤后侧为农田，东侧接岸结构高程定为3.5m，与现海堤堤顶道路高程保持一致。浮桥西侧接岸处位于现渡口（西）固定码头北侧，现为滩涂，滩涂宽约15m，滩涂后方为海堤，海堤堤顶路面高程为3.9m。为便于车辆通行，浮桥西侧接岸高程设计为3.9m，引桥墩顶高程为3.5m，桥台接岸部分放坡坡度约为5%。

（4）钢过桥坡度验算。根据设计水位及趸船船型参数进行计算，钢引桥坡度为：设计高水位1：44，平均水位1：12，设计低水位1：7。钢引桥坡度在设计低水位时不满足斜坡式结构的使用条件。为保证车辆行驶安全，本工程仅允许车辆在水位达到在-0.4m以上时段（坡度≤1：9）在钢引桥通行，同时采取防滑措施确保在低水位时人员及车辆通行的安全。

3总平面方案

本工程拟建浮桥1座，浮桥总长166.1m，呈“一”字形布置，浮桥的轴线走向为N128.63°～N308.63°。浮桥主体由2座混凝土趸船、2座桥台、6座钢过桥组成，趸船与桥台之间、趸船与趸船之间采用钢过桥连接，接岸部分结构为桥台结构。其中，钢筋混凝土趸船平面尺度均为35m×12m;单艘趸船配套锚链6根，蛙锚6个。另外，为限制趸船横向位移，于趸船近岸两侧设斜向锚链各2根，各锚块2个。钢过桥平面尺度为25.5m（净跨23.5m）×4.5m（桥面净宽4m）;东侧桥台轴线长度11.2m，顶高程3.5m，接岸设计为喇叭口型式;西侧桥台轴线长度14.4m，顶高程3.5m～3.9m，设计坡度5%，接岸为喇叭口型式。两侧桥台与海塘顶道路平顺衔接。浮桥设计为双向两车道，单车道宽度4m，总车道宽度为8m（浮桥总宽度12m）。为防止趸船在低水位时坐底，趸船西侧端部下方需少量疏浚，疏浚量约为243m3。

4 结构设计

本工程由2个桥墩、2座混凝土趸船及钢引桥、钢过桥组成，趸船之间采用钢过桥连接，接岸部分结构为桥台结构。本工程水工结构安全等级为二级。本工程固定结构（接岸桥台）设计使用年限为50年，趸船及钢桥的设计使用年限为20年。本工程工艺荷载为汽车荷载，20t汽车。

4.1浮桥主体

浮桥主体采用浮式趸船及活动钢桥结构型式。趸船采用钢筋混凝土结构，尺度为长35m×宽12m（干舷1.3m）。趸船采用纯锚系结构系泊，每艘趸船锚系由6根主锚链及6座80t锚块组成，主锚链采用Φ62mm三级有档锚链。趸船与趸船及趸船与接岸桥台间采用一字及十字形Φ46mm三级有档锚链连接。

本工程趸船为浮桥的主要构件，应进行趸船锚系计算、趸船稳性计算，趸船结构强度由设计提供使用条件，趸船厂家自行设计并保证结构强度。

4.2钢桥

钢桥采用实腹梁板式结构，尺度为25.5m（净跨23.5m）×4.5m，主梁高度1500mm。25.5m钢引桥主要结构参数：主梁高1500mm，桥面板采用12mm，横梁采用焊接工字钢，高450mm。

4.3桥台桩基

在两岸各设置1个桥台。以东侧为桥台墩为控制状况，沿浮桥轴线方向长度为11.2m，桥台墩厚2m，墩顶标高3.5m，下部各设6根Φ1000m灌注桩，桩长约41m，桩尖要求进入强风化凝灰岩1.5m。

4.3.1单桩承载力

4.3.2桩基内力

5 总结

（1）浮式结构因其可以随水位上下浮动的特点，为大潮差的潮汐河段上的常用结构。本工程因政策及造价等限制条件，考虑浮式结构具有建设简单、易拆卸等特点，将浮式结构应用于跨海桥梁，获得良好的使用效果。

（2）需要注意的是，此种结构应用于市政建设中，应特别考虑市政公共安全等要求和特点，在附属设施细节方面做好安全设计。

（3）本文结合实际工程的建设经验，利用实例对浮码头设计提出了一些建议，实际运营情况良好，本工程可为类似潮汐河段的跨海浮桥建设提供参考。

参考文献：

[1]JTS 167-2018，码头结构设计规范[S].

[2]中交第一航务工程勘察设计院有限公司.海港工程设计手册（第二版）[M].北京：人民交通出版社集团有限公司，2018.

[3] 宁波中交水运设计研究有限公司.宁波北仑外峙岛跨海浮桥工程初步设计报告[R].宁波中交水运设计研究有限公司，2017.

[4]黄鹏，叶前云.论大水位差山区河流客运码头型式的选择型式[J].中国水运，2015，15（3）：254-255.