城市高架桥排水设计研究.pdf
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1、1 2 6 防洪排水 城 市道桥 与 防洪 2 0 1 6 年0 2 月第 0 2 期 城市高架桥排水设计研究 李振 宇 , 孙 明岩 。 ( 1 深圳 市特 区建设 发展 集 团有限公 司 , 广东 深圳 5 1 8 0 4 8 ; 2 港 铁物 业发展 ( 深圳 ) 有 限公 司 , 广东 深圳 5 1 8 0 1 9 ) 摘 要 : 为缓解 日益增 长的交通压力, 高架 桥这种道路 型式越来越多 的被应 用于在城市交通 体系 中, 因其 长期处于露天状 态 , 保证 桥上 车辆 的安全及通行能力 的同时 , 必须确保雨 后桥面排水迅 速 , 线路通畅 。介绍了高架排水 的重要性 、 任务
2、 及排水的方式 , 对 于 华南沿海 多雨地区高架桥泄水 口布置及排水路径设 计 , 提 出较 可行且效果 良好 的改进措施 。 关键词: 高架桥; 桥面排水 ; 雨水量; 泄水孔 中图分类 号 : T U 9 9 2 0 3 文献标 志码 : A 文章 编号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 6) 0 2 0 1 2 6 0 2 0 引言 排水设计是城市高架道路的一个重要组成部 分 , 其直接关 系到高架道路运行的安全可靠性 、 投 资的经济合理性。高架桥排水设计能否妥善解决 排水问题, 是确保道路交通正常运行的关键。高架 排水系统不能及 时地排 除降水 ,就会威胁车辆运
3、行安全 , 导致道路交通 中断 , 而大多数 高架桥一般 又位于城市道路系统 的咽喉区域 ,一旦 阻塞影 响 很大。 高架 桥排水 是与城市 路 网密 切相关 的工 程 , 解决好高架桥排水问题 , 应 当选择经济合理 、 切实 可行 的排水方案 , 对 于使用过程 中积水 、 泄水不利 等情况 , 需要优化设计及后期改造, 务必确保排水 良好 。 1 排水坡 度拟定原 则 高架桥 面排水 汇水集 中、低 洼桥面产生较大 汇水 面积 , 且桥梁排水立 管管径较 细 , 不宜于快速 排水 ,容易产生积水现象 。排水系统主要 由泄水 口、 排水立管和地 面接收井 3部分组成 。对于纵坡 较缓的高架
4、道路 ,其桥面排水通过每个桥墩处设 置的排水立管分散排泄 ,但对于立交纵坡较大 的 高架道路 , 瞬 时雨 量较大 时 , 造 成低洼 地带积水 , 通过较小的雨水 口及排水立管无法及时排 出。如 过高架桥 面排水 系统不完善 ,不仅会影 响立交道 路的交通,而且可能影响到周围区域的路网整体 收稿 日期 : 2 0 1 5 1 0 2 8 作者简 介 : 李振 宇 ( 1 9 8 0 一 ) , 男 , 河 北香 河人 , 工 程 师 , 从 事 工程 管理工 作。 排水效果 。按 照坡度分段 , 设 置如下: ( 1 ) 当高架桥 面纵坡小 于 O 3 时 , 雨水 主要通 过 每个雨 水
5、泄水 孔排 放 ,其地 面 接收 井 间隔 为 2 03 0 m设置一个 ,雨水泄水孑 L 采用 排水效果好 的顶侧 向联合式雨水 口。 ( 2 ) 在桥 面纵坡 大于 1 3 、 小 于 2 时 , 桥 面 雨水顺 纵坡往下游流动 ,在桥 面横 坡不大的情况 下 , 实际水面宽度 大于雨水泄水孔宽度 , 一部分雨 水被雨水孔截流 , 另一 部分雨水顺流 而下 , 在下流 低洼处汇集 。在这种状况下 , 位于坡道处 的高架及 坡道雨水 口应采用排水效果好的顶侧 向联合式雨 水 口,同时桥面低洼路段增加雨水口数量及立管 管径 。 ( 3 ) 当桥面纵坡 大于 2 时 , 桥 面雨水 水流处 于急
6、流状 态 ,部分水流会跃过雨水泄水 口而形 成 跳跃 , 需要对桥面低洼路段进行特殊设计 , 以确保 雨水顺利排放 。 2 排水计算 排水计算首先要确定设计径流量, 然后根据设 计径流量来检算排水 管设置的间距 是否合理, 即浅 三角形过水断面的计算, 最后间距满足规范要求就 可以根据设计径流量来确定泄水管尺寸 。 当桥面水不能迅速排 泄时 ,会形成水膜而影 响行车安全及通行能力 ,因此须在桥面汇水处设 置泄水 口 ( 道路低洼 和易积水 地段应根据需要适 当增加 泄水 口) , 以及 时排除桥 面雨水 , 确 保在设 计重现期 内排水畅通 、 不积水 。 2 1 径流产 生过程 地面点在受雨
7、过程中 , 首先被植物截 留。对于 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 6 年 0 2 月第 0 2期 城 市道桥 与防洪 防洪排水1 2 7 高架 桥面而言 , 混凝土结构且无植物截 留 , 径流 系 数 较一般地 面大得 多 , 因此余 水历 时 、 径流 历时 、 降雨 总历时三者 的起始点基本相 同 ,累积入渗量 极小 。 2 2 雨水量计算参数说明 ( 1 ) 路 面径流系数口 1 ( r u n o ff c o e ffic i e n t ) 一 定汇水 面积 内地表径流量 ( mm)与降水量 ( m m) 的比值 , 是任意时段内的径流
8、深度 y ( 或径流 总量 w) 与同时段 内的降水深度 x ( 或 降水总量 ) 的 比值 。径流系数说 明在 降水量 中有多少水变成 了 径流 ,它综合反 映了流域 内 自然地理要素对径 流 的影 响 ,根据 公路排水设计规范 【。 规定 , 混凝 土 路面 的迳流系数 = 0 9 0 。 ( 2 ) 重现期( r e c u r r e n c e i n t e r v a 1 ) 某特定暴雨强度 的重现期 指大于或等于该值 的暴 雨强度可 能出现一次的平均间隔时 间 ,单位 是年 ( a ) 。由于城市高架桥通行能力大 , 堪称百年大计 , P可取大值。 ( 3 ) 集水时间( t
9、i m e o f fl o w) 雨水从 相应汇水 面积的最远点地表径 流到雨 水管渠人 口的时间。其计量单位通常以 m i n表示 。 2 3 设计径流量的计算 设计径流量的方法是: 首先计算汇水面积 F , 然 后 根据公 路的等级确定设计重现期 和假 定汇流历 时, 在缺乏 当地的雨量 资料时, 可根据 中国 5 a 一遇 1 0 m i n降雨强度等值线图确定标准降雨强度 q , 再通过重现期转换系数和降雨历时转换系数转换 成设计重现期内假定汇流历时的平均降雨强度 q , 再 根据路面条件确定径 流系数 ,这样就可 以计 算 出设计径流量 。 例如华南地 区某市高架桥项 目: 汇水面
10、积 F = 9 8 X 5 X 1 0 = 0 0 0 0 0 4 9 k m 先假设汇流历时 5 m i n , 设计重现期为 5 0 a ,查 等值线图, 5 a 重现期和 1 0 m i n降雨历时的标准降 雨强度 q s 1 o = 2 5 m m m i n 。 重现期转换系数 C p = 1 2 7 ; 6 0 m i n降雨强度转换系数 c = 0 4 ; 降雨历时转换系数( t = 5 m i n ) C t = 1 2 5 ; 降雨强度 q = C t q 5 ,1o = 1 2 7 1 2 5 2 5 :3 9 7 mm mi n: 混凝土路面径流系数 中= 0 9 0 ;
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