李 健
(福建省三明市公路局,福建 三明 365001)
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淺談公路橋梁水毀防治對策
李 健
(福建省三明市公路局,福建 三明 365001)
列舉公路橋梁水毀的主要破壞形式,分析造成水毀的主要原因,提出在設計階段采取的防治措施,闡明防治水毀設計,必須認清水毀的機理,處理好水與路橋的關系,才能有的放矢,解決水毀問題。
公路橋梁;水毀;設計階段;防治措施
造成公路橋梁水毀主要有以下兩種原因。
(1)橋位河段有無穩定性
①公路橋梁的需要按照設計的要求和規范進行,按照要求規定,在選擇橋位時,河道較窄、河槽、順直或者河灘比較明顯的位置比較適合設為橋位。但是在實際建造過程中,往往由于受一些其他客觀因素影響,無法在那些比較合適的位置設置橋位,從而選擇了其他位置,則很容易導致公路橋梁出現水毀的情況。
②在選擇橋位時還應注意上游的支流匯入情況,如果橋位上游恰好有支流匯入,則支流所帶來的河沙,在匯入河流之后很容易沉淀下來,從而在橋位附近形成不同大小的沖積扇,造成橋位段的水流方向發生改變,導致水毀發生。另外,河汊也會對橋位河段造成影響,因為河汊的水流很難匯入橋孔,所以即使是采用一河多橋的形式也容易導致水毀。
③受種種因素的影響,河道發生變形,河道變形后,水流的的巨大沖擊力很容易對橋墩造成嚴重的局部沖刷。
④如果在一條河流的上下游不只一座橋,而且兩座橋之間的距離比較近時,上游的流速增大或者是流向發生改變都會對下游的橋梁產生巨大影響,變化較大時會導致下游橋梁毀損。
(2)橋梁墩臺基礎的埋深
就目前來說,隨著我國橋梁施工技術的發展以及墩臺沖刷深度計算方法的優化,公路橋梁由于墩臺基礎埋深而導致橋梁水毀的情況已經很少發生,所以我們可以更多的關注其他導致橋梁水毀的因素。
(1)水文勘測設計
為保證公路橋梁在水作用下的安全性,必須在勘測設計階段,通過廣泛搜集資料、結合河段具體情況采用水文分析和計算予以解決。如果在設計的過程中已經發現可能會存在隱患,必須將其解決后才可開始建造橋梁,以免埋下安全隱患。
在進行水文分析和計算前,首先要做的就是收集水文資料,可以主要從三個方面獲取資料,即水文站的觀測資料、文獻考證資料和洪水調查資料。這些資料可以有效反映河流水情的變化,為水文計算提供了依據,保障水文計算的準確性。
(2)調查河床演變情況
不管是哪條河流,都會有河床演變情況,河床演變是河流的自然屬性,水流在流動的過程中,與泥沙相互作用,從而導致河床出現淤積和變形的情況。另外,在河流上興建水庫或其他工程設施,都會導致天然河流的來水、來沙或河床邊界條件等發生改變,打破河流的平衡狀態,引起河床的沖淤變化,這種變化對于公路橋梁工程建設會產生程度不同的影響。
在橋位選擇、橋孔設計、墩臺型式選擇以及調治構造物的布設時,應根據河床演變調查的實際情況選擇正確的方案。對于一些難以預料的人為因素和自然條件變化,則可以采用物理模型試驗和數學模型,或二者相結合的方法分析計算后,采取相應的調治和防護措施,以保證橋梁的安全。
(3)橋墩、橋臺的沖刷防護設計
橋梁墩臺應具有足夠的埋置深度,使得在通過設計頻率洪水的時候仍能夠保持穩定。自然沖刷、一般沖刷和局部沖刷是導致橋梁墩臺遭受水毀的主要沖刷方式。橋梁墩臺的埋深深度,主要受墩臺處的最大沖刷深度和地基承載力兩方面的影響,所以在對橋梁進行設計時,這三種沖刷方式的作用不容忽視,還應高度重視這三種沖刷共同作用的影響,從而選擇合適墩臺基礎埋置深度。除此之外,即使是已經建造完備的橋梁,也必須經常到橋墩和橋臺等位置進行現場調查,對河床的變化情況以及沖刷情況進行了解,以便及時的消除隱患,防止水毀的發生。
橋梁墩臺沖刷防護應遵循對洪水“順其性、挫其峰、分其勢、穩其流”的原則。目前,國內外關于沖刷防護的研究已取得許多成果,工程上也積累了豐富的經驗,主要有形式有:漿砌片石(或混凝土)護底、干砌片石護底、攔砂壩及基礎局部沖刷防護等等。
(4)調治構造物的沖刷防護設計
通過對大量橋梁水毀實例的分析我們可以發現,橋梁調治構造物也是整個公路橋梁的重要組成部分,在防止水毀的過程中發揮著巨大作用。調治構造物不僅可以有效改善河道的水流條件,還可以穩定橋位河段,保證橋梁的安全,因此,總的來說,調治構造物的沖刷防護是抵御洪水對橋梁造成破壞的最后一道防線,具有非常重要的意義,應重視調治構造物的布設。
公路橋梁水毀防治措施,對于新建的,應該做好測設中的水文、水力設計工作,使水毀防患于未然;對于已建的,要根據水毀發生的原因,有針對性的進行科學設計,提高抗災能力??傊?,公路橋梁防治水毀設計,必須認清水毀的機理,處理好水與路橋的關系,才能有的放矢,解決水毀問題。
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2016-03-11
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1008-3383(2016)07-0113-02