漫水橋設計及施工簡要分析

張羽

（丹東市水利勘測設計研究院，遼寧 丹東 118000）

漫水橋設計及施工簡要分析

張羽

（丹東市水利勘測設計研究院，遼寧 丹東 118000）

就漫水橋合理布線、基本尺寸選定、沖刷計算及基礎埋深、細部設計、漫水路堤等方面設計以及漫水橋施工進行了簡要分析與闡述，有關經驗可供相關專業人員參考。

漫水橋；漫水路堤；工程施工

0　引言

漫水橋是指在洪水期允許橋面短期漫水的橋梁，有漫水橋橋面低于設計洪水位，在設計洪水標準狀態下會有一定時間的漫水情況。當交通短暫中斷對兩側交通影響較小，且洪水持續的時間比較短，流冰和飄浮物不多，為節省投資，可以考慮修建漫水橋。漫水橋的橋位應選在洪水時水流比較順直，河灘較寬，有明顯較窄且穩定的主河槽、無沙洲的河流上。漫水橋具有結構簡單、節省投資、容易修復等特點。一般橋兩側采用漫水路堤的形式。

1　工程概況

柳林河為鴨綠江下游右岸的一級支流，發源于東港市長安鎮與鳳城市分界的油盤嶺山區，流經前陽鎮柳林村，在丹東市主城區下游17 km的海龍漁業隊附近注入鴨綠江。柳林河柳林河是東港市第二大河，柳林河河長39.4 km，流域面積314 km2。其中山地、丘陵占80%，平原占20%。其地理位置坐標為北緯39°55′～40°10′，東經124°02′～124°15′。該流域西北與大洋河流域相鄰，東北與安民河接壤，西南與石佛溝相鄰，東南與鴨綠江干流毗鄰，以南約24 km為黃海，流域西北高東南低，最高點高程200 m，河口處高程約-1.0 m。柳林河中游建有鐵甲水庫，鐵甲水庫控制流域面積241 km2，河長27.4 km，平均比降3.18‰。鐵甲水庫以下稱為柳林河，水庫以下流域面積73.3 km2，河長16.5 km，河道比降1.08‰。擬建橋處河道寬112 m，河道清理后主河床寬約20 m，深約1.8 m。兩側灘地平緩。因此，本工程段采用漫水橋。

2　地質資料

（1）地質情況：橋的擬建位置處，工程場地內，各地層分布均勻，層位穩定，物理力學性質較好，無不良地質作用，適宜工程建設。河床面層為砂卵石層，呈黃褐色、灰褐色，稍濕～飽水，中密狀為主，骨架顆粒以卵石、圓礫為主，磨圓度較差～一般，呈亞圓形或棱角狀，粒徑一般為20～60 mm，孔隙中充填少～較多量各粒級的砂。在河床內厚度一般不大于1.0 m；卵石層以下為強風化巖，呈褐色，黃褐色，母巖為二云片巖或斜長角閃巖，組織結構大部破壞，風化裂隙很發育，為碎裂塊狀結構，礦物成分大部分蝕變，少數可辨認。基槽開挖時需進行鑿巖處理。

（2）設計標準：《柳林河河道治理規劃》中對鐵甲水庫下游鐵甲水庫至入河口區間進行了規劃，工程段洪水標準為10 a一遇。由于本漫水橋屬于村鎮連接公路，且平均日交通量小于400輛，因此按四級公路標準進行設計。

3　漫水橋設計

（1）漫水橋總平面布置

漫水橋的橋位應盡量選擇在兩岸有高地、崖坎、或堤防等同，河道穩定并順直，河槽明顯且與洪水流向一致，無支流或其它交叉建筑物的地區。橋梁除特殊情況外宜做成無坡直橋，其荷載按四級公路荷載計算，按單車道考慮。

由于漫水橋具有一定的阻水性，橋面設計不宜過高，否則上游沙石沉積抬高河床將成為“攔河壩”。

（2）橋高與橋長設計

按10 a一遇洪水標準計算繪制的洪峰水位流量關系曲線，對洪峰流量進行漫水時削峰計算，按削峰12 h考慮，計算橋設計洪水標準情況下可漫水12 h的洪峰流量得出設計洪峰流量。

根據公式式中：ω為橋孔總過水斷面積（m2）；μ為流量系數，與橋孔進出口漸變段的形式和橋墩墩頭（尾）的形狀有關；△Z0為上游壅高水頭，其中ΔZ0=ΔZ+為上游行近流速水頭，一般可忽略；△Z為水面壅高值。

同時結合主河槽寬度，本工程設計漫水橋橋長8 m×3跨＝24 m，橋高2 m。

（3）沖刷計算及基礎埋深

橋墩與橋臺沖刷包括自然演變沖刷以及橋孔壓縮后設計洪水過水斷面和墩臺阻水引起的沖刷變形，但由于我國缺少橋長、壅水和橋下沖刷三者之間關系的整體水力模型試驗以及實際觀測資料，因此沒有整體水力計算方法，只考慮自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分，對其進行先后進行分層分別計算，得出的數值進行疊加，作為橋墩橋臺的最大沖刷深度即總沖刷深度，同時按總沖刷深度的不同考慮基底埋深安全值，得出基礎埋深。

經調查，工程區多年河床穩定，因此不考慮自然演變沖刷。由于本工程河床表層覆蓋不超過1.0 m的卵石，卵石下為強風化巖，屬于特殊情況的沖刷，其墩臺最小埋置深度采用《公路工程水文勘測設計規范（JTJ062-2002）》附表規定，基底埋入巖面0.2～0.5 m，因此本工程墩臺埋置深度取1.5 m。

（4）其它細部設計

橋面鋪裝，一般采用水泥混凝土或瀝青混凝土等材料。四級公路瀝青混凝土橋面層應大于50 mm，混凝土鋪裝層厚度大于80 mm，混凝土強度等級不應低于C40。

漫水橋設計應在滿足荷載與交通的要求下，同時考慮過水要求，應不設或少設欄桿以盡量減少阻水；同時考慮到車輛及行人安全，需要在橋頭設漫水橋標志及過車噸位上限標志，用以促使車輛駕駛人謹慎慢行，同時在橋兩側設高度0.5 m左右，間距1～5 m的防護樁，樁須標明警戒線，一般水深0.3 m為斷行水位。，其中

4　漫水路堤

漫水路堤是漫水橋的重要組成部分之一，設計施工時也應充分考慮。漫水路面受行車與水流的作用，為保持路面有較好的平整度和整體性，其坡頂及坡面采用300厚混凝土（C30,F200）面層，并應每隔10～15 m設伸縮縫一道，漫水路堤上下游邊坡需經穩定計算設計，本工程采用1：2坡度。漫水路堤上游坡腳設置水扣，深度至強風化巖下0.5 m，即埋深1.5 m，下游布設挑坎及水扣，挑坎長度一般為1.5～2.0 m，見圖1。

圖1　下游挑坎圖（單位：mm）

過水路面及銜接漫水橋兩端的漫水路面縱坡均不大于5%，漫水路的起坡點應在漫水橋兩端5～10m以外，本工程漫水路總長度為88 m。

5　工程施工注意問題

墩柱、橋臺施工必須保證定位準確，墩柱采用兩個半圓分節整體鋼模板，螺栓連接，保證混凝土外表光潔美觀． 墩柱周圍搭設腳手架工作平臺，便于施工。蓋梁支模在墩柱頂預留縱向插銷孔，插進鋼銷作為支承點。橫向架設工字鋼，模板采用鋼模板，保證混凝土外觀整潔。施工中注意測量放線工作，保證幾何尺寸及平而位置滿足精度要求。立模采用吊車吊裝，人工配合準確定位。

同時現場的鋼筋儲存、加工與安裝要符合設計圖紙和施工規范及操作規程要求，并做好各種鋼構件的預埋。

（1）梁板底座預制

為提高施工速度，采取一粱一底。底座由磚和砂漿砌成。底座施工做到斜度正確，尺寸與設計相符，底座側面直順，頂面光亮干整，養生合格后方可使用。

鋼筋送試驗室檢測合格后方可使用。搭接長度要足夠，焊接要飽滿。鋼筋底下墊好保護層，伸縮縫處設置好梁板的預埋筋。

模板做三套。模板為組合式鋼模板，安裝時站楞每隔1 m間距設置一對，上下用φ12螺絲桿卡住。內側木楞支頂，以保證梁板施工寬度，模板安裝時涂擦隔離劑。

（2）梁板安裝有兩部分，其一是支座的安裝，其二為梁板安裝。支座安裝時要求支座位置準確，底座半整清潔，標高和設計圖紙一致，如與圖示不同，應調整下部構造標高，使完成后的上部結構達到要求的標高，所有這些調整應得到監理工程師的同意。支座墊石混凝土做到一次澆注完成，表面平整，高程精確。預制板安裝時，注意做好支座的保護，防止吊裝過程中造成損傷。

（3）施工導流

本工程施工圍堰采用草袋圍堰，相應導流建筑物設計洪水標準為5～10 a，本工程導流建筑物采用5 a一遇設計洪水標準。

本工程水下作業工程主要為橋臺基礎和橋中墩基礎的施工。工程施工在枯水期進行橋梁施工，利用圍堰將上游來水部分截留在河道內，一部分利用圍堰中埋管（內徑Φ80 cm，長10 m）將水排入下游河道，以降低圍堰的填筑高度。

根據本工程采用枯水期圍堰擋水的導流方式的特點及施工進度安排情況，導流擋水建筑物選擇草袋圍堰。堰頂頂寬為2.0 m，迎水坡、背水坡坡比均采用1:1.5。圍堰布置在橋位橋墩基坑開挖線上游10 m外，沿水流垂直方向布置，與兩側堤防形成封閉系統。

6　結　語

綜上所述，在設計中碰到漫水橋等特殊工作環境下橋梁設計采用不同的設計方法,漫水橋作為一項交通設施，設計及施工時應該充分考慮到過水時行車及行人的安全，盡量避免漫水時事故的發生。

U442.5

B

1009-7716（2016）02-0117-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.031

2015-10-27

張羽（1978-），女，遼寧丹東人，工程師，從事工民建與道路橋梁的設計工作。