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关于合理进行桥位设计的探讨

时间:2007-1-30栏目:交通运输论文

 摘要:以319国道某桥桥位设计为例,分析、探讨了桥位选择、水文计算及桥孔净长的确定时应注意的一些问题。关键词:桥位选择 水文计算 桥孔净长的确定 探讨0 前言桥梁是道路跨越河流的主要形式,路线工程中桥梁工程的造价占了较大的比重,有资料表明:根据工程造价历史资料统计分析,一般桥梁工程的造价占整条线路工程的10~30%[1]。要降低桥梁工程造价,除了合理选择桥梁结构形式外,就是正确合理进行桥位设计了,而桥位设计又是桥梁设计的主要任务。桥位设计的主要内容包括:桥位选择、水文计算、桥梁孔径和墩台基底埋置深度的确定以及调治构造物的布设等[2]。本文仅以319国道某桥为例对桥位选择、水文计算及桥孔净长的确定进行探讨。

1 新、老桥设计的主要技术参数的比较厦门至成都的319国道我省境内段以逐段按二级公路标准进行改造,其中某桥老桥由上级主管部门鉴定属危桥,为考虑该路段今后改造接线顺畅、施工方便等原因,特另选桥位新建一座桥梁,现将其新、老桥主要技术参数比较如下:主要技术参数 319国道某桥新 老桥面中心标高(米) 121.17 121.05设计洪水频率 1/100 1/50孔径及结构形式 4孔16米钢筋砼T梁 5孔8米乱石拱桥梁全长(米) 84.42 53.2相互位置 新桥位于老桥下游70米以上比较可以看出:新老桥桥面中心标高基本一致,新桥的结构形式有所改进,新桥的桥孔净跨比老桥增大,新桥的桥梁全长比老桥增长。作为新建一座桥梁,由于公路等级的提高,相应桥梁的各种技术参数均应有所提高,但以上的比较结果中,似乎觉得新桥的桥孔净长比老桥增长太多,何况同一跨径的钢筋砼T型梁桥的桥下有效过水面积要比石拱桥改善很多。从施工图预算看,该钢筋砼T型梁桥每延米建筑安装工程的平均单价以达2.4万元,试想如在满足使用的前提下,桥梁全长缩短10米,就是为国家节约投资二十余万元。

2 正确合理进行桥位设计

2.1合理选择桥位桥位设计首先就要合理选择桥位,桥位应选在符合水文、地形、地物、地貌及工程地质等方面的要求处,对通航河道还应符合通航方面的要求。水文方面桥位应选在河道顺直、稳定、滩地校高、较窄,且河槽能通过大部分计算流量的河段上。从现场观察,新桥桥位的河滩较宽,加上桥轴前进方向河滩靠岸处有一条人工开挖的农田灌溉水渠,经洪水的冲刷,使河滩中有一堆较大沉积物,平常上面长有杂草和灌木,新桥建成后需作必要的河床疏导、整治。总体看来新桥桥位没有老桥桥位理想。

2.2合理进行水文计算,经济布设桥孔长度水文计算的目的就是推求符合相应频率的设计洪水水位流量。在此之前还要正确划分所设计的桥位属于何种类型的河段,并在实地在形态断面上合理划分河槽、河滩,合理确定河槽与河滩的洪水糙率系数。现该桥的设计流量与桥孔净长计算如下:一、 基本情况该桥址中心桩号为319国道K1037+959.6处,系山区河流,其上游约70米处有一座5孔8米的石拱桥,桥面标高121.05米,河槽内为砂砾,经调查历史最高洪水位标高为119.00米,下游洪水位标高为118.83米,推算出桥位处历史最高洪水位标高为118.93米,测得水面比降为1‰。二、 形态断面流量、流速计算河滩、河槽的过水面积W和水面宽度B计算见附表:因水面宽大于平均水深的10倍,所以计算滩、槽断面的流速时水力半径用滩、槽的平均水深代替,湿周用水面宽代替河滩部分:Ht=Wt/Bt=(126.45+75.84)/(87.60+47.60)=202.29/135.2=1.5mVt=mHt2/3 I1/2 =25×1.502/3×0.0011/2=1.04m/sQt=WtVt=202.29×1.04=210.38m3/s河槽部分:Hc=Wc/Bc=194.63/54.65=3.56mVc=mHc2/3I1/2=40×3.562/3×0.0011/2=2.95m/sQc=WcVc=194.63×2.95=574.16m3/s全断面总流量Q总=Qt+Qc=210.38+574.16=784.54m3/s全断面平均流速Vo=Q总/W总=784.54/396.92=1.98m/s取设计流量为:Qs=790m3/s三、桥孔净长计算该河段属稳定河段,按河槽宽度公式:Lj=K(Qs/Qc)nBc进行计算因稳定河床K=0.84 n=0.90则有 Lj=0.84×(790/574.16)0.9×54.65=61m经比较确定上部构造采用4孔16米钢筋砼简支梁桥,即实际桥孔净长为64.0米。以上桥孔净长是根据河槽宽度公式计算而来。我们知道河槽是河流宣泄洪水和输送泥沙的主要通道,河槽往往是常年流水,底沙处于运动状态,植物不易生长。而河滩则只是在汛期才有流水,无明显的底沙运动,通常有草类、树木等植物生长。从该桥的水文调查得知,其常年流水的河槽并没有54.65米宽。根据《公路桥位勘测设计规范》JTJ062-91[3]的如下各条规范:第7.1.2条 对水文计算的基本资料应审核其可靠性、独立性、一致性和系列代表性。第7.1.3条 水文计算可根据资料情况及地区特点采用多种方法计算,经分析论证后选用其合理的计算成果。第8.2.2条 影响桥孔净长的因素较多,除进行必要的桥长计算外,尚应结合桥位地形、断面形态河床地质、桥前雍水、冲刷深度、桥头引道填土高度等综合分析确定桥孔净长。第8.3.5条 山区河段的桥孔布设。开阔河段 桥孔布设允许压缩河滩,但不能压缩河槽。桥头河滩路堤应尽量与洪水主流流向正交,否则应增大桥孔。又根据实际情况,在设计水位,河滩、河槽的洪水糙率系数,洪水比降参数都不改变的情况下,只将河槽河滩的划分稍作调整,河滩的范围为K1037+840~K1037+927.76与K1037+

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