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(yōu)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(yōu)化

1 問題的提出

工程實踐中，一般由水庫規(guī)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(yōu)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(zhèn)遠狗魚塘水庫工程位于貴州省鎮(zhèn)遠縣舞陽鎮(zhèn)，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(tài)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(guī)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(guī)范規(guī)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(jié)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(guī)范取用。

先將常規(guī)梁板結構交通橋與優(yōu)化梁板結構后交通橋設計作簡要對比如下：

3.1 常規(guī)布置方式

常規(guī)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(yōu)化布置方式

優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)化前后結構示意圖見圖1。

4 結束語

2011年作者承擔鎮(zhèn)遠狗魚塘水庫設計。設計過程中，經比較，總結：交通橋優(yōu)化剛性壩梁板結構（橋板布置于主梁下部）較常規(guī)梁板結構（橋面板布置于主梁頂部）可節(jié)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(zhèn)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(guī)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。