跨敏感水体公路桥梁桥面径流排水系统相关研究综述与分析.pdf
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1、作 者 简 介:蒋 文 文(),男,江 西 南 昌 人,本 科 学 历,工 程 师,主 要 从 事 高 速 公 路 养 护 管 理 工 作。跨敏感水体公路桥梁桥面径流排水系统相关研究综述与分析蒋 文 文(江 西 省 交 通 投 资 集 团 有 限 责 任 公 司 南 昌 东 管 理 中 心,江 西 南 昌)摘要:文 章 围 绕 桥 面 径 流 排 水 系 统 优 化 设 计 要 点,从 桥 面 排 水 方 式、水 力 计 算 方 法、排 水 管 材 的选 取方 面 展 开,综 合 评 价 各 种 桥 面 排 水 方 式 的 优 势 与 不 足,总 结 常 用 的 桥 面 径 流 排 水 系 统
2、 设 计 计算 方 法,对 比 金 属 与 非 金 属 排 水 管 材 的 性 能。指 出 目 前 桥 面 径 流 排 水 系 统 存 在 着 排 水 方 式 不 合理、系 统 设 计 缺 乏 相 关 设 计 标 准 与 验 证、管 理 养 护 缺 失 等 问 题,为 桥 面 径 流 排 水 系 统 优 化 提 供 思 路和 借 鉴。关 键 词:跨 越 水 体;桥 面 排 水;排 水 方 式;水 力 计 算;管 材 选 用前言桥 梁 跨 越 水 体 的 环 保 要 求 越 来 越 高,年 发布 关 于 加 强 公 路 规 划 和 建 设 环 境 影 响 评 价 工 作 的通 知 后,行 业 专
3、 家 就 桥 面 径 流 排 水 系 统 的 重 要 性达 成 普 遍 共 识 并 围 绕 其 设 计 及 施 工 开 展 了 大 量 的研 究,国 内 跨 越 敏 感 水 体 的 桥 梁 基 本 实 施 了 桥 面 径流 排 水 系 统 的 设 计 和 安 装,然 而,目 前 仍 缺 少 可 参考 的 设 计 规 范,很 多 方 面 均 未 形 成 统 一 认 识,包 括排 水 方 式、排 水 管 的 材 料 及 结 构 形 式、功 能。本 文参 考 国 内 外 桥 面 径 流 排 水 系 统 的 研 究 进 展 资 料,总结 常 见 的 桥 面 排 水 形 式、桥 面 排 水 系 统 设
4、计 方 法、桥 面 排 水 管 材 应 用 现 状,并 对 桥 面 排 水 系 统 存 在 的问 题 进 行 了 简 要 分 析。常 见 的 桥 面 排 水 形 式仅 纵 向 管 道 排 水该 设 计 理 念 是 完 全 通 过 竖 向 泄 水 管 将 雨 水 汇入 纵 向 水 管 进 行 排 水,这 种 排 水 方 式 的 优 点 是 可 以将 桥 面 上 的 降 水 或 危 险 化 学 品 运 输 事 故 造 成 的 消防 污 水 引 流 排 放 至 指 定 位 置,缺 点 是 由 于 汇 水 面 积大、管 线 长、纵 坡 小,导 致 纵 向 管 径 大,需 要 在 桥 面下 设 置 专
5、门 的 支 撑 装 置,桥 梁 景 观 效 果 欠 佳。利 用 桥 面 停 车 带 排 水该 排 水 方 式 适 用 于 桥 梁 外 侧 设 有 紧 急 停 车 带的 工 况,通 过 取 消 紧 急 停 车 带 上 面 层 沥 青 混 合 料,形 成 桥 面 排 水 沟 进 行 排 水。优 点 是 避 免 在 桥 梁 悬臂 外 缘 设 置 纵 向 排 水 管,桥 梁 美 观 的 同 时 解 决 了 超长 桥 梁 排 水 环 保 设 计 中 存 在 的 问 题;缺 点 是 桥 梁 必须 设 有 紧 急 停 车 带,且 必 须 结 构 连 续,不 能 有 伸 缩装 置。宁 常 高 速 公 路 卧
6、龙 湖 大 桥 上 部 结 构 采 用 现 浇预 应 力 混 凝 土型 支 撑 连 续 箱 梁,采 用 了 桥 面 外 侧 紧 急 停 车 带 形 成 的 桥 面 排 水 沟 进 行 桥 面排 水。纵 向 排 水 管 与 排 水 槽 相 结 合 排 水该 设 计 理 念 主 要 是 针 对 高 速 公 路 外 侧 设 置 有双 层 防 撞 护 栏 的 情 况,利 用 双 层 护 栏 间 缓 冲 区 域 排水,如 果 桥 梁 太 长 造 成 桥 头 处 排 水 槽 内 雨 水 会 外 溢至 行 车 道,此 时 可 以 考 虑 采 用 增 设 纵 向 排 水 管,利用 纵 向 排 水 管 与 桥
7、面 纵 坡 的 坡 差,将 排 水 口 位 置 提至 流 水 面 以 上。广 东 省 汕 头 至 湛 江 高 速 公 路 揭 西 大 溪 至 博 罗石 坝 段 项 目 东 江 特 大 桥 采 用 了 纵 向 排 水 管 与 排 水槽 相 结 合 的 排 水 方 式。“初 期 收 集直 接 排 放”相 结 合 排 水该 排 水 方 式 采 用“低 位”和“高 位”两 层 的 排 水系 统,初 期 降 雨 时,雨 水 径 流 由 低 位 排 水 系 统 排 放至 堤 外 进 行 收 集 处 理;随 着 降 雨 持 续,桥 面 径 流 深度 逐 渐 变 大,径 流 污 染 物 浓 度 降 低,此 时
8、 雨 水 径 流会 由 高 位 的 排 水 系 统 直 接 流 向 周 边 水 体。这 种 桥面 排 水 设 计 区 分 了 初 期 雨 水 和 中 后 期 雨 水,有 效 防止 危 化 品 泄 露 引 发 的 水 污 染,同 时 提 高 了 较 长 桥 梁的 排 水 效 率,缺 点 是 由 于 低 位 与 高 位 的 排 水 口 标 高不 一 致,雨 量 较 大 时 会 出 现 水 流 受 阻 排 水 不 畅 的 情况,也 可 能 会 出 现 初 期 雨 水 从 高 位 排 水 口 排 出 的 情况,此 外 桥 面 景 观 效 果 也 因 排 水 口 个 数 多 而 欠 佳。宁 常 高 速
9、公 路 滆 湖 大 桥、内 蒙 古 昭 君 黄 河 大桥、溧 河 洼 特 大 桥等 均 采 用 了“初 期 收 集直接 排 放”的 排 水 设 计。“纵 主 侧 辅”组 合 式 排 水当 桥 梁 外 侧 护 栏 具 备 设 置 水 平 排 水 管 的 条 件时,可 以 考 虑 采 用 本 方 案,即 在 桥 梁 上 设 置 纵 向 收集 排 水 系 统 的 同 时,在 桥 梁 外 侧 护 栏 高 出 桥 面 一 定高 度 处 设 置 水 平 排 水 管。在 常 规 降 雨 或 发 生 事故 危 险 品 泄 漏 这 种 小 流 量 条 件 下,雨 水 仅 从 桥 梁 主体 纵 向 收 集 排 水
10、 系 统 排 放,而 在 暴 雨 及 以 上 降 雨 条件 下,护 栏 侧 向 排 水 管 可 作 为 辅 助 措 施 将 雨 水 及 时排 放 掉。该 方 案 的 优 点 是 提 高 排 水 效 率,可 减 小 纵向 排 水 管 直 径;缺 点 是 对 护 栏 的 阻 拦 作 用 产 生 一 定的 削 弱 影 响,且 景 观 效 果 稍 差。隐 式 组 合 排 水该 设 计 理 念 是 在 保 证 具 良 好 排 水 能 力 的 同 时,统 筹 考 虑 了 桥 梁 整 体 景 观 效 果,提 出型 截 面 明 式纵 向 排 水 沟 和 墙 式 护 栏 底 部 暗 埋 管 式 纵 向 排 水
11、管组 合 的 桥 面 排 水 体 系,避 免 了 外 挂 式 排 水 管 存 在 老化 脱 落 的 问 题,更 好 适 应 雨 量 充 沛 区 域 的 排 水需 求。湛 江 环 城 高 速 南 三 岛(坡 头 至 南 三 岛 段)大 桥采 用 了 桥 面型 截 面 明 式 纵 向 排 水 沟、墙 式 护 栏 底部 暗 埋 管 式 纵 向 排 水 管、埋 入 式 桥 墩 竖 向 排 水 管、地 面 排 水 系 统 组 合 的 绿 色 排 水 体 系。桥 面 排 水 系 统 设 计 方 法纵 向 排 水 管 尺 寸 的 确 定 逐 段 计 算 法()确 定 桥 面 汇 流 历 时。桥 面 雨 水
12、实 际 上 是 从桥 面 最 高 处 沿 纵 横 坡 的 合 成 坡 汇 流 至 泄 水 孔,再 经排 水 管(槽)排 出。因 此,汇 流 历 时 包 括 桥 面 汇 流 历时和 管 槽 汇 流 历 时。桥 面 汇 流 历 时 为 桥 面 最高 处 雨 水 流 至 第 一 个 泄 水 口 的 时 间,在 设 计 计 算时,根 据 公 路 排 水 设 计 规 范(),单 向 三 车 道 及 以 下 的 桥 面 汇 流 历 时 可 取,单 向 三 车 道 以 上 的 桥 面 汇 流 历 时和 管 槽 汇流 历 时计 算 公 式 分 别 为:()()()()()式()和()中:地 表 粗 糙 度 系
13、 数,沥 青 路 面、水 泥 混 凝 土 路面 取;坡 面 流 的 长 度,一 般 为 桥 面 宽 度(单 向 坡)或 桥 面 宽 度 的 一 半(双 向 坡);桥 面 的 横 坡 坡 度;管 段 的 长 度;管 槽 内 平 均 流 速。()根 据 研 究 区 域 暴 雨 强 度 计 算 公 式 计 算 设 计重 现 期 初 始 管 段 设 计 降 雨 历 时 内 的 平 均 降 雨 强度,。()先 后 按 照 式()至()计 算 设 计 流 量、设 计 管 径、平 均 流 速,水 流 流 行 时 间按 式()计 算。,()()()()式()至()中:设 计 径 流 量,;径 流 系 数;,设
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- 关 键 词:
- 敏感 水体 公路 桥梁 桥面 径流 排水系统 相关 研究 综述 分析
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