關(guān)于合理進(jìn)行橋位設(shè)計(jì)的探討

1、關(guān)于合理進(jìn)行橋位設(shè)計(jì)的探討-工程設(shè)計(jì)摘要：以 319 國道某橋橋位設(shè)計(jì)為例，分析、探討了橋位選擇、水 文計(jì)算及橋孔凈長的確定時(shí)應(yīng)注意的一些問題。關(guān)鍵詞：橋位選擇水文計(jì)算橋孔凈長的確定探討、尸、 亠刖言橋梁是道路跨越河流的主要形式，路線工程中橋梁工程的造價(jià)占 了較大的比重，有資料表明：根據(jù)工程造價(jià)歷史資料統(tǒng)計(jì)分析，一般 橋梁工程的造價(jià)占整條線路工程的 1030%1 要降低橋梁工程造價(jià)， 除了合理選擇橋梁結(jié)構(gòu)形式外，就是正確合理進(jìn)行橋位設(shè)計(jì)了，而橋 位設(shè)計(jì)又是橋梁設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。 橋位設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：橋位選 擇、水文計(jì)算、橋梁孔徑和墩臺(tái)基底埋置深度的確定以及調(diào)治構(gòu)造物 的布設(shè)等2.本文僅以 3

2、19國道某橋?yàn)槔龑?duì)橋位選擇、水文計(jì)算及橋 孔凈長的確定進(jìn)行探討。1新、老橋設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)的比較廈門至成都的 319 國道我省境內(nèi)段以逐段按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 改造，其中某橋老橋由上級(jí)主管部門鑒定屬危橋，為考慮該路段今后改造接線順暢、施工方便等原因，特另選橋位新建一座橋梁，現(xiàn)將其 新、老橋主要技術(shù)參數(shù)比較如下：主要技術(shù)參數(shù) 319 國道某橋新老橋 面中心標(biāo)高（米）121.17 121.05 設(shè)計(jì)洪水頻率 1/100 1/50 孔徑及結(jié) 構(gòu)形式 4 孔 16米鋼筋砼 T 梁 5 孔 8 米亂石拱橋梁全長（米）84.42 53.2 相互位置新橋位于老橋下游 70 米以上比較可以看出：新老橋橋面中

3、心標(biāo)高基本一致，新橋的結(jié)構(gòu)形式有所改進(jìn)，新橋的橋孔凈跨比老橋增大，新橋的橋梁全長比老橋增長。作為新建一座橋梁，由于公路等 級(jí)的提高，相應(yīng)橋梁的各種技術(shù)參數(shù)均應(yīng)有所提高， 但以上的比較結(jié) 果中，似乎覺得新橋的橋孔凈長比老橋增長太多， 何況同一跨徑的鋼 筋砼 T 型梁橋的橋下有效過水面積要比石拱橋改善很多。從施工圖預(yù) 算看，該鋼筋砼 T型梁橋每延米建筑安裝工程的平均單價(jià)以達(dá) 2.4 萬 元，試想如在滿足使用的前提下，橋梁全長縮短10 米，就是為國家節(jié)約投資二十余萬元。2正確合理進(jìn)行橋位設(shè)計(jì)2.1 合理選擇橋位橋位設(shè)計(jì)首先就要合理選擇橋位，橋位應(yīng)選在符合水文、地形、地物、地貌及工程地質(zhì)等方面的要求處

4、，對(duì)通航河道還應(yīng)符合通航方 面的要求。水文方面橋位應(yīng)選在河道順直、穩(wěn)定、灘地校高、較窄， 且河槽能通過大部分計(jì)算流量的河段上。 從現(xiàn)場(chǎng)觀察，新橋橋位的河 灘較寬，加上橋軸前進(jìn)方向河灘靠岸處有一條人工開挖的農(nóng)田灌溉水 渠，經(jīng)洪水的沖刷，使河灘中有一堆較大沉積物，平常上面長有雜草 和灌木，新橋建成后需作必要的河床疏導(dǎo)、整治。總體看來新橋橋位 沒有老橋橋位理想。2.2 合理進(jìn)行水文計(jì)算，經(jīng)濟(jì)布設(shè)橋孔長度水文計(jì)算的目的就是推求符合相應(yīng)頻率的設(shè)計(jì)洪水水位流量。在此之前還要正確劃分所設(shè)計(jì)的橋位屬于何種類型的河段，并在實(shí)地在 形態(tài)斷面上合理劃分河槽、河灘，合理確定河槽與河灘的洪水糙率系 數(shù)?，F(xiàn)該橋的設(shè)計(jì)流量

5、與橋孔凈長計(jì)算如下：一、基本情況該橋址中心樁號(hào)為 319 國道 K1037+959.6 處，系山區(qū)河流，其上游約 70 米處有一座 5 孔 8 米的石拱橋，橋面標(biāo)高 121.05 米，河槽內(nèi)為砂礫，經(jīng)調(diào)查歷史最高洪水位標(biāo)高為119.00 米，下游洪水位標(biāo)高為 118.83 米，推算出橋位處歷史最高洪水位標(biāo)高為 118.93 米，測(cè)得水面比降為 1%。二、 形態(tài)斷面流量、流速計(jì)算河灘、河槽的過水面積W 和水面寬度 B 計(jì)算見附表：因水面寬大于平均水深的 10 倍，所以計(jì)算灘、 槽斷面的流速時(shí)水力半徑用灘、 槽的平均水深代替，濕周用水面寬代 替河灘部分：Ht二Wt/Bt二(126.45+75.84

6、)/( 87.60+47.60) =202.29/135.2=1.5mVt=mHt2/3I1/2=25X1.502/3 (X0011/2=1.04m/sQt=WtVt=202.29 1.04=210.38m3/s 河 槽部分：He二Wc/Bc二194.63/54.65=3.56mVc=mHc2/3I1/2=40 3.562/3X0011/2=2.95m/sQc=WcVc=194.63X2.95=574.16m3/s 全斷面 總流量 Q 總二Qt+Qc=210.38+574.16=784.54m3/s 全斷面平均流速 Vo=Q 總/W 總二784.54/396.92=1.98m/s 取 設(shè)計(jì)流量

7、為：Qs=790m3/s三、 橋孔凈長計(jì)算該河段屬穩(wěn)定河段，按河槽寬度公式：Lj=K/ Qs/Qc) nBc 進(jìn)行計(jì)算因穩(wěn)定河床 K=0.84 n=0.90 則有 Lj=0.84X/790/574.16) 0.9X4.65=61m 經(jīng)比較確定上部構(gòu)造采用 4 孔 16 米鋼 筋砼簡支梁橋，即實(shí)際橋孔凈長為64.0 米。以上橋孔凈長是根據(jù)河槽寬度公式計(jì)算而來。我們知道河槽是河流宣泄洪水和輸送泥沙的主 要通道，河槽往往是常年流水，底沙處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，植物不易生長。而河灘則只是在汛期才有流水，無明顯的底沙運(yùn)動(dòng)，通常有草類、樹 木等植物生長。從該橋的水文調(diào)查得知，其常年流水的河槽并沒有 54.65 米寬

8、。根據(jù)公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ062-913 的如下各條規(guī)范： 第7.1.2 條對(duì)水文計(jì)算的基本資料應(yīng)審核其可靠性、獨(dú)立性、一致性 和系列代表性。第 7.1.3 條水文計(jì)算可根據(jù)資料情況及地區(qū)特點(diǎn)采用多種方法計(jì) 算，經(jīng)分析論證后選用其合理的計(jì)算成果。第 8.2.2 條影響橋孔凈長的因素較多，除進(jìn)行必要的橋長計(jì)算外， 尚應(yīng)結(jié)合橋位地形、斷面形態(tài)河床地質(zhì)、橋前雍水、沖刷深度、橋頭 引道填土高度等綜合分析確定橋孔凈長。第 8.3.5 條山區(qū)河段的橋孔布設(shè)。開闊河段橋孔布設(shè)允許壓縮河 灘，但不能壓縮河槽。橋頭河灘路堤應(yīng)盡量與洪水主流流向正交，否 則應(yīng)增大橋孔。又根據(jù)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)水位，河灘、河槽

9、的洪水糙率系數(shù)，洪 水比降參數(shù)都不改變的情況下，只將河槽河灘的劃分稍作調(diào)整，河灘 的范圍為K1037+840K1037+927.76 與 K1037+ 958K1038+029.85, 河槽的范圍為 K1037+927.76K1037+958，河灘、河槽的累計(jì)過水面 積及寬度計(jì) 算如下：Wt 仁 126.45m2 Bt1=87.60m Wt2=157.01m2 Bt2=71.85mWc=113.46m2 Bc=30.40m 然后計(jì)算出洪水流量為 Q 總 =673.99m3/s 計(jì)算橋孔凈長時(shí)取設(shè)計(jì)流量為Qs=700m3/s 按河槽寬度公式計(jì)算得橋孔凈長為：Lj= 48.25m 按單寬流量公式計(jì)

10、算得橋孔凈長為：Lj=54.36m 通過以上兩種方法計(jì)算，綜合考慮可取橋孔凈長為Lj=54m8m/s 取設(shè)計(jì)流量為：Qs=790m3/s三、橋孔凈長計(jì)算該河段屬穩(wěn)定河段，按河槽寬度公式：Lj=K(Qs/Qc) nBc 進(jìn)行計(jì)算因穩(wěn)定河床 K=0.84 n=0.90 則有 Lj=0.84x(790/574.16) 0.9X4.65=61m 經(jīng)比較確定上部構(gòu)造采用 4 孔 16 米鋼筋砼簡支梁橋，即實(shí)際橋孔凈長為64.0 米。以上橋孔凈長是根據(jù)河槽寬度公式計(jì)算而來。我們知道河槽是河流宣泄洪水和輸送泥沙的主 要通道，河槽往往是常年流水，底沙處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，植物不易生長。 而河灘則只是在汛期才有流水，無

11、明顯的底沙運(yùn)動(dòng)，通常有草類、樹 木等植物生長。從該橋的水文調(diào)查得知，其常年流水的河槽并沒有 54.65 米寬。根據(jù)公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ062-913 啲如下各條規(guī)范：第 7.1.2 條對(duì)水文計(jì)算的基本資料應(yīng)審核其可靠性、獨(dú)立性、一 致性和系列代表性。第 7.1.3 條水文計(jì)算可根據(jù)資料情況及地區(qū)特點(diǎn)采用多種方法計(jì)算，經(jīng)分析論證后選用其合理的計(jì)算成果。第 8.2.2 條影響橋孔凈長的因素較多，除進(jìn)行必要的橋長計(jì)算外， 尚應(yīng)結(jié)合橋位地形、斷面形態(tài)河床地質(zhì)、橋前雍水、沖刷深度、橋頭 引道填土高度等綜合分析確定橋孔凈長。第 8.3.5 條 山區(qū)河段的橋孔布設(shè)。開闊河段橋孔布設(shè)允許壓縮河 灘，但不

12、能壓縮河槽。橋頭河灘路堤應(yīng)盡量與洪水主流流向正交，否 則應(yīng)增大橋孔。又根據(jù)實(shí)際情況，3 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)3.1 橋位設(shè)計(jì)的合理與否直接影響橋梁的基本尺寸和布局，亦直 接決定橋梁在修建和使用過程中是否達(dá)到最合理、最經(jīng)濟(jì)。應(yīng)正確理 解、靈活運(yùn)用公路橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范。3.2 應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件、河流平面外形和河流的穩(wěn)定程度等因素合 理確定橋梁所處的河段是屬于哪一類型的河段。3.3 橋位應(yīng)選擇在河道順直、穩(wěn)定、灘地較高、較窄、河岸穩(wěn)固、 工程地質(zhì)較好的河段上。3.4 河床的灘、槽劃分準(zhǔn)確與否，對(duì)橋孔長度計(jì)算影響極大，應(yīng) 根據(jù)河段平面形態(tài)、植被分布情況在橋位現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真調(diào)查研究合理劃分 河床灘、槽。3.5 為合理劃分河

13、床灘、槽及真實(shí)地計(jì)算洪水流量，應(yīng)在河床縱 斷面測(cè)量時(shí)根據(jù)河床斷面形狀變化點(diǎn)和一定距離中加設(shè)測(cè)點(diǎn)樁，并且斷面測(cè)量的縱、橫向偏差應(yīng)符合規(guī)定要求。3.6 河灘、河槽的洪水糙率系數(shù)、水面比降等均應(yīng)按規(guī)范規(guī)定合 理確定。3.7 對(duì)橋位設(shè)計(jì)流量和橋孔凈長的推算結(jié)果應(yīng)根據(jù)多種因素 綜合分析論證確定。參考文獻(xiàn)：1 、交通部公路工程定額站編公路工程造價(jià)工程師培訓(xùn)教材公路工程技術(shù)1998.2 、 熊廣忠主編 橋涵水力水文計(jì)算 北京人民交通出版社出 版 1983.3、JTJ062-91公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范北京人民交通出版社出版 1998.11.4、張學(xué)齡主編橋涵水文北京人民交通出版社出版1990.在設(shè)計(jì)水位，河灘、河槽的洪水糙率系數(shù)，洪水比降參數(shù)都不改變的情 況下，只將河槽河灘的劃分稍作調(diào)整，河灘的范圍為 K1037+840K1037+927.76與 K1037+ 958K1038+029.85,河槽的范 圍為K1037+927.76K1037+958,河灘、河槽的累計(jì)過水面