東寶河新安特大橋橋面排水設(shè)計(jì)

陳卓然

（深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

東寶河新安特大橋橋面排水設(shè)計(jì)

陳卓然

（深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

東寶河新安特大橋主橋通航主跨156 m，是我國(guó)首座采用混合梁結(jié)構(gòu)的波形鋼腹板橋梁。該橋排水采用橫向橋面排水和縱向排水管排水相結(jié)合，根據(jù)降雨強(qiáng)度，復(fù)核匯水量和管徑排水量設(shè)計(jì)，同時(shí)依據(jù)廣東地區(qū)降雨重現(xiàn)期降雨歷時(shí)，計(jì)算總結(jié)容許最大匯水面積所對(duì)應(yīng)的管徑大小表格，便于其他橋梁排水設(shè)計(jì)參考和查詢。

橋面排水；管徑排水；東寶河新安特大橋

1 概述

橋梁健康百年大計(jì)，橋梁排水是橋梁耐久性一個(gè)重要方面，對(duì)延長(zhǎng)橋梁壽命起到關(guān)鍵作用。然而對(duì)橋梁排水設(shè)施沒有引起足夠的重視。目前橋梁排水設(shè)計(jì)，大多根據(jù)已建成的項(xiàng)目做參考或是依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并未實(shí)際計(jì)算。橋面積水將使雨水的滲入加快橋面板鋼筋的銹蝕。其結(jié)果是影響橋梁的使用功能,影響橋梁的美觀,降低橋梁的使用壽命,以致改變橋梁的受力狀態(tài)。若橋面的水不能及時(shí)排除，在橋面形成水膜甚至積水。使高速行駛汽車無(wú)法正常剎車或發(fā)生滑動(dòng)。同時(shí)，行駛會(huì)濺起積水會(huì)影響駕駛員的視線，安全行駛系數(shù)降低。

2 東寶河新安特大橋工程排水設(shè)計(jì)

東寶河新安大橋跨越深莞市界的東寶河，直接聯(lián)系深圳市沙井街道和東莞市長(zhǎng)安鎮(zhèn)，采用城市主干道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主線設(shè)計(jì)車速60 km/h，雙向六車道。橋頭引道東起沙井新和路，西至長(zhǎng)安建安路。主橋跨徑布置88 m+156 m+88 m。橋梁寬度16.25 m，4 m人行道+12.25 m車行道。主橋橫坡1.5%，人行道橫坡2%。邊跨縱坡最大值分別為3.71%和2.923%，中跨縱坡為0.5%。

本橋泄水管采用矩形鑄鐵管與pvc管相結(jié)合，矩形鑄鐵泄水口寬度為200 mm，矩形鑄鐵泄水口設(shè)置在橋面行車道外邊緣。矩形鑄鐵泄水口5 m等間距布置，矩形泄水管與橫向排水直徑110 mmpvc管相連接。

橋梁縱向排水管隨著橋梁本身縱坡設(shè)置。邊跨橋面縱坡分別大于等于3%。縱向排水管采用直徑200 mmpvc管徑，中跨以橋梁最高點(diǎn)為界采用雙向排水，由于中跨本身橋梁具有一定縱坡，其縱向排水管設(shè)計(jì)縱坡為1.5%，疊加橋梁本身縱坡后為2%，中跨左側(cè)排水長(zhǎng)度約為97 m，所以縱向排水管采用直徑315 mmpvc管徑。右側(cè)縱向排水長(zhǎng)度為59 m，縱向排水管采用直徑200 mmpvc管徑。通過(guò)設(shè)置在墩柱的豎向排水管排入河流。

3 橋面排水設(shè)計(jì)[1-3]

（1）橋面排水一般分為橋面橫縱坡排水和泄水管排水兩種方式。橋面橫縱坡排水利用橋面橫縱坡自然排水。橋面排水橫坡坡度宜設(shè)置1.5%～2.0%，當(dāng)設(shè)有人行道的時(shí)，人行道宜設(shè)置傾向行車道1%～2%的橫坡。當(dāng)中橋、小橋的橋面排水設(shè)有不小于3%縱坡時(shí)，橋上可不設(shè)排水口，但應(yīng)在橋頭引道上兩側(cè)設(shè)置雨水口。橋面縱坡排水的坡度不得小于0.5%。

泄水管排水泄水口宜設(shè)置在橋面行車道邊緣處，通過(guò)橫向坡度匯集到橫向排水管內(nèi)，橫向排水管再匯集到縱向排水管排走，并在墩柱處設(shè)置豎向排水管把縱向排水管內(nèi)水排入地面排水系統(tǒng)。

（2）使排水管的泄水能力大于或等于設(shè)計(jì)徑流量即QC≥Q，滿足排水需求。

根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/T D33-2012規(guī)范設(shè)計(jì)徑流量：

式中：Q 為設(shè)計(jì)徑流量（m3/s）；ψ 為徑流系數(shù)；qp，t為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)內(nèi)的平均降雨強(qiáng)度（mm/min）；F 為匯水面積（km2）。

根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/T D33-2012規(guī)范排水管的泄水能力：

式中：V為排水管內(nèi)的平均流速（m/s）；A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）。

式中：n為排水管壁的粗糙系數(shù)；R為水力半徑，m。

式中：ρ為過(guò)水?dāng)嗝鏉裰埽籌為水力坡度。

東寶河特大橋排水設(shè)計(jì)數(shù)值復(fù)核：

驗(yàn)算橫向排水管100 mm，5 m間距，橫向坡度為1.5%布置泄水口是否滿足需求。

根據(jù)《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》9.2.3.4排水管道的間距可根據(jù)橋面匯水面積和橋面縱坡大小確定：當(dāng)縱坡大于2%時(shí)，橋面設(shè)置排水管截面積不宜小于60 mm2/m2；

排水管截面積/匯水面積=3.14×502/81.25=96.67 mm2/m2≥60mm2/m2

橫向排水管設(shè)計(jì)合理，滿足要求。

驗(yàn)算邊跨縱向排水管200 mm，縱坡3%，匯水面積1 430 m2。

邊跨QC≥Q設(shè)計(jì)排水合理。

驗(yàn)算中跨跨縱向排水管315 mm，縱坡1.5%，匯水面積1 580 m2。

中跨QC≥Q設(shè)計(jì)排水合理。

使排水管的泄水能力大于或等于設(shè)計(jì)徑流量,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期5 a，降雨歷程10 min，由《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》圖9.1.7-1查詢廣東地區(qū)其降雨強(qiáng)度q5,10=3.0 mm/min，雨水管按滿流計(jì)算，考慮兩倍安全率，即QC≥2Q。為方便設(shè)計(jì)查詢，根據(jù)坡度和匯水面積總結(jié)計(jì)算得到排水管對(duì)應(yīng)管徑，見表1。

表1 坡度、匯水面積與排水管徑大小關(guān)系表

4 結(jié)語(yǔ)

橋面排水設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量尤為重要，橋面排水橫縱坡、泄水管設(shè)置、泄水口形狀及泄水管材料、排水管的設(shè)置是橋梁排水的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，需要工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善排水系統(tǒng)以保證排水設(shè)施的順暢。橋面防水亦是橋梁耐久性一個(gè)重要方面，其涉及鋪裝材料、設(shè)計(jì)、施工等綜合系統(tǒng)工程，與橋面排水配合做到防排結(jié)合，讓排水系統(tǒng)給橋梁的使用壽命與行駛舒適度加分。

[1]CJJ 11-2011,城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JTG/T D33-2012,公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]李偉偉,周全.橋梁排水問(wèn)題的探討[J].城市道橋與防洪,2012(9):119-120.

U443.5

B

1009-7716（2017）12-0066-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.019

2017-06-19

陳卓然（1991-），女，吉林洮南人，助理工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。