狗魚塘水庫工程壩頂交通橋阻水問題分析及處理

摘 要：壩頂高程一般是按滿足水文計算與水工布置要求確定，溢流壩（溢洪道）壩頂交通橋頂標高即為壩頂高程。但由于交通橋結構高度的影響，往往會阻水而不滿足泄洪要求，若抬高橋面，則相應壩體工程量要增加。文章通過優化交通橋結構布置使之滿足過水要求，在工程中實施，取得了較好效果。

關鍵詞：狗魚塘水庫；交通橋阻水；結構優化

1 問題的提出

工程實踐中，一般由水庫規模確定大壩的等別、級別，再按相應級別的洪水標準確定水庫的正常蓄水位，設計洪水位，校核洪水位，再考慮安全超高后，可確定壩頂高程。即壩頂高程與水文計算和水工布置有關，一旦確定就不便更改。剛性壩（重力壩、拱壩）一般在河床部位布置溢流壩，土石壩一般在岸邊布置溢洪道，其上有交通橋解決兩岸的交通問題。交通橋一般為鋼筋混凝土結構，要有一定的結構高度，以滿足橋梁強度和剛度要求[1]。

交通橋的高度往往會影響水庫泄洪，形成阻水作用。為解決這一問題，一種辦法是提高壩頂高程，但工程量會增加。另一種辦法是優化交通橋布置，使之既滿足結構要求，又不阻水影響泄洪[2]。文章對第二種方法的可行性、實用性和經濟性進行了探討并運用于工程實際。

2 壩頂高程的確定

鎮遠狗魚塘水庫工程位于貴州省鎮遠縣舞陽鎮，水庫最大庫容447萬m3，屬Ⅳ等小（1）型工程。擋水壩為四級配常態混凝土重力壩，最大壩高67m，壩頂寬5.0m，壩軸線長134.1m，左岸非溢流壩段長57.15m，右岸非溢流壩段長57.35m，河床溢流壩段長19.6m。泄洪建筑物采用壩頂溢流表孔，溢流前沿凈寬16m：2孔×8m（寬）。

由《混凝土重力壩設計規范》（SL319-2005）8.1.1條：壩頂應高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂的高程應高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差[3]，可由△h=h1%+hz+hc（式中：△h-防浪墻頂高程至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；h1%-波高，m；hz-波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；hc-安全超高，本工程設計工況hc=0.3m，校核工況hc=0.2m。）計算，應選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選定高程。由水文計算，校核洪水位613.33m（P=0.2%），正常蓄水位610.00m（P=2%）。

h1%和hz按官廳水庫公式計算，即：

式中：Lm-波長m；V0-計算風速m/s，正常工況取15m/s，非常工況取10m/s；H-壩前水深，m；D-吹程，由壩前風向到對岸的距離km，正常工況取253m，校核工況取258m。

規范規定，本水庫設計洪水標準可采用50年一遇，校核洪水標準可采用200年一遇。根據水庫洪水調節計算，設計洪水位（p=5%）612.43m，校核洪水位（p=0.5%）613.33m。壩頂高程計算成果見表1。計算結果表明：壩頂高程取614.00m，壩頂上游可不設防浪墻，僅設置欄桿即可，欄桿頂部高程取615.20m。

3 方交通橋結構布置

本工程交通橋結構計算采用PKPM結構軟件。經計算，交通橋主梁斷面尺寸為0.4m×0.9m（寬×高），次梁斷面尺寸為0.4m×0.4m，橋面板厚度取0.2m。荷載按規范取用。

先將常規梁板結構交通橋與優化梁板結構后交通橋設計作簡要對比如下：

3.1 常規布置方式

常規梁板結構中，橋面板位于主梁頂部。為使下泄校核洪水時交通橋主梁不阻水，交通橋梁底高程應高于校核洪水位613.33m。考慮安全超高因素，交通橋梁底高程取613.60m。則交通橋板頂部高程為614.50m，壩頂高程亦為614.50m。

3.2 優化布置方式

優化后交通橋結構后，將橋板布置于主梁下部。為使下泄校核洪水時交通橋主梁不阻水，交通橋梁底高程應高于校核洪水位613.33m，考慮安全超高因素，交通橋梁底高程取613.60m。則交通橋板頂部高程為614.00m，壩頂高程亦為614.00m。

通過交通橋結構布置比較，優化后交通橋結構可有效降低壩頂高程。本工程交通橋結構優化后可降低壩頂高程0.5m。減少壩頂混凝土方量289.25m3，可減少工程投資289.25m3×405.73元/m3=11.74萬元。狗魚塘水庫交通橋優化前后結構示意圖見圖1。

4 結束語

2011年作者承擔鎮遠狗魚塘水庫設計。設計過程中，經比較，總結：交通橋優化剛性壩梁板結構（橋板布置于主梁下部）較常規梁板結構（橋面板布置于主梁頂部）可節約工程投資，對于大壩軸線較長、壩頂寬度較大的擋水建筑物，經濟效益尤為顯著。因此，該種型式的交通橋設計是一種值得推薦的設計型式。

參考文獻

[1]貴州省鎮遠縣狗魚塘水庫工程初步設計報告[R].貴州：貴州聚龍項目投資咨詢有限公司，2014.

[2]李宗健，汪儀貞.水工鋼筋混凝土結構學（第三版）[M].中國水利水電出版社，1996.

[3]GB-50010-2010.混凝土結構設計規范[S].

作者簡介：浦學榮（1989-），男，漢族，貴陽人，工程師，主要從事水工結構設計與研究。