桥梁设计论文范文山岭库区桥涵布设体会

　　摘 要：通过对高速公路山岭库区桥涵勘测实践，总结出桥涵在水库上、下游布设时的经验和应注意的细节、事项。

　　关键词：桥梁设计论文范文,山岭水库,桥涵布设,溃坝

　　一、引言

　　山区水库地区桥涵布设，涉及的问题较多也比较复杂。例如水库的淤积，水库内水流和泥砂特性的改变，桥下净高和路肩标高的设计，桥梁孔径和冲刷计算等。因此，路线沿水库边缘通过或穿过水库时桥涵设计必须考虑水库上述的影响。桥梁修建在水坝下游，需计算水库下泄清水对河床的刷深，同时要调查中、小型水库的抗洪能力，抗洪能力低于桥梁设计标准时，应与水利部门协商提高水坝标准，如有困难需适当考虑溃坝流量对桥梁的影响。

　　笔者通过某高速公路山岭库区桥涵勘测实践，提出如下粗浅看法。

　　二、山岭库区的水文特征

　　山区水库一般是在河谷较狭窄处筑坝横截河谷，在坝上游形成蓄水库叫山区河谷水库。按其形状分为带状水库、湖泊形水库两种。某国道沿线有东周水库、金斗水库、狼马山水库、卞家泉水库等中、小型水库以及较多的塘坝，均属山区湖泊形水库，即坝址上游为开阔河谷或盆地，库区形成胃状。其水文特征表现在：

　　1、是把汛期的洪水，通过闸阀等设备进行人工控制，尽可能予以拦蓄，以供枯水期兴利应用和消减下泄的洪峰。

　　2、所采用的洪水标准分为正常运用(设计)和非常运用(校核)两种。设计洪水位是指水库遭遇设计标准洪水时的坝前最高水位;校核洪水位是指水库遭遇校核标准洪水时的坝前最高水位。

　　三、库区资料的搜集

　　本项目库区桥涵勘测设计时，除按一般情况进行勘测外，还按照《公路桥位勘测设计规范》的规定进行水库上游变动回水区或库区内和水库下游的资料收集。对于低标准(指水坝洪水设计标准低于桥梁洪水设计标准而言)的水坝，还现场对水坝进行调查，如对河坝的尺寸、质量、材料和坝身有无洞穴，裂纹、沉陷、渗漏等现象，输水洞、溢洪通与挡河坝的连接状态，迎水坡面大小和铺砌及背水坡大小和坡脚、反滤层设备以及坝体各部分的施工质量。

　　四、水库蓄水范围内的桥涵布设

　　水库蓄水范围内的桥涵孔径计算，由于水库河床在不断淤高;又由于蓄水的影响，流速减小，桥址上、下游水位差也较小，因而桥下通过的设计流量有所改变。另外库区风浪高增大，土质库岸还会发生坍岸等特点，均须予以考虑。否则将会造成病害，危及桥涵。大中桥的外业勘测、水文计算、桥孔布置需注意以下几点。

　　1、算断面的采用：可采用桥梁勘测时的断面，因为这个断面虽然已有所淤高，但今后的发展趋势，还将继续淤高，建库前的河床断面不可能重现。故以勘测时的断面计算孔径和冲刷深度为最不利。在确定梁底和桥头引线路肩标高时，应采用淤积后的横断面和比降。

　　2、库蓄水位的影响：当洪水来到时遇到水库的高蓄水位，桥下通过的流量和流速，都将相对地减小。而当遇到水库的低蓄水位，桥下通过的流量和流速较高蓄水位时相对地增大。因此，桥下不受水库蓄水影响的情况，遇到设计流量对计算孔径最为不利。

　　3、刷计算：水库内桥下的一般冲刷和局部冲刷，都可按天然河流(无水库蓄水影响)同样的冲刷计算方法计算。

　　4、底标高和路肩标高的确定，水库范围内的桥梁，其梁底标高和桥头引线路肩标高的确定，与一般大中桥所不同的是需要考虑淤积的影响，设计水位应采用水库淤积后设计洪水时的回水水位。桥梁支座垫石顶面标高，应高出水库淤积后的相应于桥梁设计洪水频率的回水水位加壅水高度及3/4浪高再加相应的安全净空高度。

　　库区的小桥涵布设，不仅线位地面标高要高于水库设计洪水位和正常蓄水位，而且对水库影响范围内的小河沟均应采用大孔径的涵洞方案。现就水库上游涵洞的布设需注意的事项总结如下：

　　1、河的沟底标高低于水库的正常蓄水位时，涵洞将经常泡水，在发生淤积或损坏后，很难进行清理与维修。遇到这种情况宜改用桥梁。在地形、地质条件许可时，也可把涵洞移筑在较高的坡岸上。

　　2、底标高虽按水库正常蓄水位设置，但有些水库的设计洪水位，比正常蓄水位高出很多，当设计洪水来到时，涵洞仍将在较长时间内被淹，以致影响基础发生沉陷。因此，库区桥涵基底地基土的承载力，应考虑因设计洪水位泡水的影响所产生的地质物理性能的变化。

　　涵洞孔径计算是以无水库蓄水的情况为最不利，孔径计算按有关规范规定执行。

　　五、水坝下游的桥涵布设

　　当桥址距水坝很近，中间无较大支流汇入，且流域面积增加量不大于10%，桥下设计流量可直接采用同洪水频率的水库下泄流量。对于设计洪水标准低于桥梁的洪水标准的小型水库，对路线通过时的安全构成威胁，遇到这种情况，应与水利部分协商，要尽量提高小水库的设计洪水标准，使能与桥涵设计标准一致，而桥涵孔径计算，则不考虑小水库的调蓄作用，仍按建库前天然情况设计，应对溢洪道和下游河沟进行调查，按一般情况布置。

　　当提高小水库设计标准有困难时，桥涵孔径计算，则应适当考虑破坝的影响。溃坝流量的计算，首先根据溃坝坝址流量过程线，用非恒定流解法向下游推演，可以求得桥址处的流量过程线和水位过程线。由于洪峰的场平作用，溃坝瞬间最大流量沿程逐渐减少，可以近似地假定坝址和下游桥位处的流量过程线为两个面积相等的三角形，而过程线的历时随坝桥间距增大而增长：

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