漫水橋設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)要分析

張羽

（丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000）

漫水橋設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)要分析

張羽

（丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000）

就漫水橋合理布線、基本尺寸選定、沖刷計(jì)算及基礎(chǔ)埋深、細(xì)部設(shè)計(jì)、漫水路堤等方面設(shè)計(jì)以及漫水橋施工進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析與闡述，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員參考。

漫水橋；漫水路堤；工程施工

0　引言

漫水橋是指在洪水期允許橋面短期漫水的橋梁，有漫水橋橋面低于設(shè)計(jì)洪水位，在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下會(huì)有一定時(shí)間的漫水情況。當(dāng)交通短暫中斷對(duì)兩側(cè)交通影響較小，且洪水持續(xù)的時(shí)間比較短，流冰和飄浮物不多，為節(jié)省投資，可以考慮修建漫水橋。漫水橋的橋位應(yīng)選在洪水時(shí)水流比較順直，河灘較寬，有明顯較窄且穩(wěn)定的主河槽、無(wú)沙洲的河流上。漫水橋具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省投資、容易修復(fù)等特點(diǎn)。一般橋兩側(cè)采用漫水路堤的形式。

1　工程概況

柳林河為鴨綠江下游右岸的一級(jí)支流，發(fā)源于東港市長(zhǎng)安鎮(zhèn)與鳳城市分界的油盤(pán)嶺山區(qū)，流經(jīng)前陽(yáng)鎮(zhèn)柳林村，在丹東市主城區(qū)下游17 km的海龍漁業(yè)隊(duì)附近注入鴨綠江。柳林河柳林河是東港市第二大河，柳林河河長(zhǎng)39.4 km，流域面積314 km2。其中山地、丘陵占80%，平原占20%。其地理位置坐標(biāo)為北緯39°55′～40°10′，東經(jīng)124°02′～124°15′。該流域西北與大洋河流域相鄰，東北與安民河接壤，西南與石佛溝相鄰，東南與鴨綠江干流毗鄰，以南約24 km為黃海，流域西北高東南低，最高點(diǎn)高程200 m，河口處高程約-1.0 m。柳林河中游建有鐵甲水庫(kù)，鐵甲水庫(kù)控制流域面積241 km2，河長(zhǎng)27.4 km，平均比降3.18‰。鐵甲水庫(kù)以下稱(chēng)為柳林河，水庫(kù)以下流域面積73.3 km2，河長(zhǎng)16.5 km，河道比降1.08‰。擬建橋處河道寬112 m，河道清理后主河床寬約20 m，深約1.8 m。兩側(cè)灘地平緩。因此，本工程段采用漫水橋。

2　地質(zhì)資料

（1）地質(zhì)情況：橋的擬建位置處，工程場(chǎng)地內(nèi)，各地層分布均勻，層位穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)較好，無(wú)不良地質(zhì)作用，適宜工程建設(shè)。河床面層為砂卵石層，呈黃褐色、灰褐色，稍濕～飽水，中密狀為主，骨架顆粒以卵石、圓礫為主，磨圓度較差～一般，呈亞圓形或棱角狀，粒徑一般為20～60 mm，孔隙中充填少～較多量各粒級(jí)的砂。在河床內(nèi)厚度一般不大于1.0 m；卵石層以下為強(qiáng)風(fēng)化巖，呈褐色，黃褐色，母巖為二云片巖或斜長(zhǎng)角閃巖，組織結(jié)構(gòu)大部破壞，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，為碎裂塊狀結(jié)構(gòu)，礦物成分大部分蝕變，少數(shù)可辨認(rèn)?；坶_(kāi)挖時(shí)需進(jìn)行鑿巖處理。

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：《柳林河河道治理規(guī)劃》中對(duì)鐵甲水庫(kù)下游鐵甲水庫(kù)至入河口區(qū)間進(jìn)行了規(guī)劃，工程段洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇。由于本漫水橋?qū)儆诖彐?zhèn)連接公路，且平均日交通量小于400輛，因此按四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3　漫水橋設(shè)計(jì)

（1）漫水橋總平面布置

漫水橋的橋位應(yīng)盡量選擇在兩岸有高地、崖坎、或堤防等同，河道穩(wěn)定并順直，河槽明顯且與洪水流向一致，無(wú)支流或其它交叉建筑物的地區(qū)。橋梁除特殊情況外宜做成無(wú)坡直橋，其荷載按四級(jí)公路荷載計(jì)算，按單車(chē)道考慮。

由于漫水橋具有一定的阻水性，橋面設(shè)計(jì)不宜過(guò)高，否則上游沙石沉積抬高河床將成為“攔河壩”。

（2）橋高與橋長(zhǎng)設(shè)計(jì)

按10 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算繪制的洪峰水位流量關(guān)系曲線，對(duì)洪峰流量進(jìn)行漫水時(shí)削峰計(jì)算，按削峰12 h考慮，計(jì)算橋設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)情況下可漫水12 h的洪峰流量得出設(shè)計(jì)洪峰流量。

根據(jù)公式式中：ω為橋孔總過(guò)水?dāng)嗝娣e（m2）；μ為流量系數(shù)，與橋孔進(jìn)出口漸變段的形式和橋墩墩頭（尾）的形狀有關(guān)；△Z0為上游壅高水頭，其中ΔZ0=ΔZ+為上游行近流速水頭，一般可忽略；△Z為水面壅高值。

同時(shí)結(jié)合主河槽寬度，本工程設(shè)計(jì)漫水橋橋長(zhǎng)8 m×3跨＝24 m，橋高2 m。

（3）沖刷計(jì)算及基礎(chǔ)埋深

橋墩與橋臺(tái)沖刷包括自然演變沖刷以及橋孔壓縮后設(shè)計(jì)洪水過(guò)水?dāng)嗝婧投张_(tái)阻水引起的沖刷變形，但由于我國(guó)缺少橋長(zhǎng)、壅水和橋下沖刷三者之間關(guān)系的整體水力模型試驗(yàn)以及實(shí)際觀測(cè)資料，因此沒(méi)有整體水力計(jì)算方法，只考慮自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分，對(duì)其進(jìn)行先后進(jìn)行分層分別計(jì)算，得出的數(shù)值進(jìn)行疊加，作為橋墩橋臺(tái)的最大沖刷深度即總沖刷深度，同時(shí)按總沖刷深度的不同考慮基底埋深安全值，得出基礎(chǔ)埋深。

經(jīng)調(diào)查，工程區(qū)多年河床穩(wěn)定，因此不考慮自然演變沖刷。由于本工程河床表層覆蓋不超過(guò)1.0 m的卵石，卵石下為強(qiáng)風(fēng)化巖，屬于特殊情況的沖刷，其墩臺(tái)最小埋置深度采用《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ062-2002）》附表規(guī)定，基底埋入巖面0.2～0.5 m，因此本工程墩臺(tái)埋置深度取1.5 m。

（4）其它細(xì)部設(shè)計(jì)

橋面鋪裝，一般采用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土等材料。四級(jí)公路瀝青混凝土橋面層應(yīng)大于50 mm，混凝土鋪裝層厚度大于80 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40。

漫水橋設(shè)計(jì)應(yīng)在滿(mǎn)足荷載與交通的要求下，同時(shí)考慮過(guò)水要求，應(yīng)不設(shè)或少設(shè)欄桿以盡量減少阻水；同時(shí)考慮到車(chē)輛及行人安全，需要在橋頭設(shè)漫水橋標(biāo)志及過(guò)車(chē)噸位上限標(biāo)志，用以促使車(chē)輛駕駛?cè)酥?jǐn)慎慢行，同時(shí)在橋兩側(cè)設(shè)高度0.5 m左右，間距1～5 m的防護(hù)樁，樁須標(biāo)明警戒線，一般水深0.3 m為斷行水位。，其中

4　漫水路堤

漫水路堤是漫水橋的重要組成部分之一，設(shè)計(jì)施工時(shí)也應(yīng)充分考慮。漫水路面受行車(chē)與水流的作用，為保持路面有較好的平整度和整體性，其坡頂及坡面采用300厚混凝土（C30,F200）面層，并應(yīng)每隔10～15 m設(shè)伸縮縫一道，漫水路堤上下游邊坡需經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算設(shè)計(jì)，本工程采用1：2坡度。漫水路堤上游坡腳設(shè)置水扣，深度至強(qiáng)風(fēng)化巖下0.5 m，即埋深1.5 m，下游布設(shè)挑坎及水扣，挑坎長(zhǎng)度一般為1.5～2.0 m，見(jiàn)圖1。

圖1　下游挑坎圖（單位：mm）

過(guò)水路面及銜接漫水橋兩端的漫水路面縱坡均不大于5%，漫水路的起坡點(diǎn)應(yīng)在漫水橋兩端5～10m以外，本工程漫水路總長(zhǎng)度為88 m。

5　工程施工注意問(wèn)題

墩柱、橋臺(tái)施工必須保證定位準(zhǔn)確，墩柱采用兩個(gè)半圓分節(jié)整體鋼模板，螺栓連接，保證混凝土外表光潔美觀． 墩柱周?chē)钤O(shè)腳手架工作平臺(tái)，便于施工。蓋梁支模在墩柱頂預(yù)留縱向插銷(xiāo)孔，插進(jìn)鋼銷(xiāo)作為支承點(diǎn)。橫向架設(shè)工字鋼，模板采用鋼模板，保證混凝土外觀整潔。施工中注意測(cè)量放線工作，保證幾何尺寸及平而位置滿(mǎn)足精度要求。立模采用吊車(chē)吊裝，人工配合準(zhǔn)確定位。

同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋儲(chǔ)存、加工與安裝要符合設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范及操作規(guī)程要求，并做好各種鋼構(gòu)件的預(yù)埋。

（1）梁板底座預(yù)制

為提高施工速度，采取一粱一底。底座由磚和砂漿砌成。底座施工做到斜度正確，尺寸與設(shè)計(jì)相符，底座側(cè)面直順，頂面光亮干整，養(yǎng)生合格后方可使用。

鋼筋送試驗(yàn)室檢測(cè)合格后方可使用。搭接長(zhǎng)度要足夠，焊接要飽滿(mǎn)。鋼筋底下墊好保護(hù)層，伸縮縫處設(shè)置好梁板的預(yù)埋筋。

模板做三套。模板為組合式鋼模板，安裝時(shí)站楞每隔1 m間距設(shè)置一對(duì)，上下用φ12螺絲桿卡住。內(nèi)側(cè)木楞支頂，以保證梁板施工寬度，模板安裝時(shí)涂擦隔離劑。

（2）梁板安裝有兩部分，其一是支座的安裝，其二為梁板安裝。支座安裝時(shí)要求支座位置準(zhǔn)確，底座半整清潔，標(biāo)高和設(shè)計(jì)圖紙一致，如與圖示不同，應(yīng)調(diào)整下部構(gòu)造標(biāo)高，使完成后的上部結(jié)構(gòu)達(dá)到要求的標(biāo)高，所有這些調(diào)整應(yīng)得到監(jiān)理工程師的同意。支座墊石混凝土做到一次澆注完成，表面平整，高程精確。預(yù)制板安裝時(shí)，注意做好支座的保護(hù)，防止吊裝過(guò)程中造成損傷。

（3）施工導(dǎo)流

本工程施工圍堰采用草袋圍堰，相應(yīng)導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5～10 a，本工程導(dǎo)流建筑物采用5 a一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。

本工程水下作業(yè)工程主要為橋臺(tái)基礎(chǔ)和橋中墩基礎(chǔ)的施工。工程施工在枯水期進(jìn)行橋梁施工，利用圍堰將上游來(lái)水部分截留在河道內(nèi)，一部分利用圍堰中埋管（內(nèi)徑Φ80 cm，長(zhǎng)10 m）將水排入下游河道，以降低圍堰的填筑高度。

根據(jù)本工程采用枯水期圍堰擋水的導(dǎo)流方式的特點(diǎn)及施工進(jìn)度安排情況，導(dǎo)流擋水建筑物選擇草袋圍堰。堰頂頂寬為2.0 m，迎水坡、背水坡坡比均采用1:1.5。圍堰布置在橋位橋墩基坑開(kāi)挖線上游10 m外，沿水流垂直方向布置，與兩側(cè)堤防形成封閉系統(tǒng)。

6　結(jié)　語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)計(jì)中碰到漫水橋等特殊工作環(huán)境下橋梁設(shè)計(jì)采用不同的設(shè)計(jì)方法,漫水橋作為一項(xiàng)交通設(shè)施，設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)該充分考慮到過(guò)水時(shí)行車(chē)及行人的安全，盡量避免漫水時(shí)事故的發(fā)生。

U442.5

B

1009-7716（2016）02-0117-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.031

2015-10-27

張羽（1978-），女，遼寧丹東人，工程師，從事工民建與道路橋梁的設(shè)計(jì)工作。