東寶河新安特大橋橋面排水設計

陳卓然

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

東寶河新安特大橋橋面排水設計

陳卓然

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

東寶河新安特大橋主橋通航主跨156 m，是我國首座采用混合梁結構的波形鋼腹板橋梁。該橋排水采用橫向橋面排水和縱向排水管排水相結合，根據降雨強度，復核匯水量和管徑排水量設計，同時依據廣東地區降雨重現期降雨歷時，計算總結容許最大匯水面積所對應的管徑大小表格，便于其他橋梁排水設計參考和查詢。

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，橋梁排水是橋梁耐久性一個重要方面，對延長橋梁壽命起到關鍵作用。然而對橋梁排水設施沒有引起足夠的重視。目前橋梁排水設計，大多根據已建成的項目做參考或是依據工程經驗并未實際計算。橋面積水將使雨水的滲入加快橋面板鋼筋的銹蝕。其結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。若橋面的水不能及時排除，在橋面形成水膜甚至積水。使高速行駛汽車無法正常剎車或發生滑動。同時，行駛會濺起積水會影響駕駛員的視線，安全行駛系數降低。

2 東寶河新安特大橋工程排水設計

東寶河新安大橋跨越深莞市界的東寶河，直接聯系深圳市沙井街道和東莞市長安鎮，采用城市主干道技術標準，主線設計車速60 km/h，雙向六車道。橋頭引道東起沙井新和路，西至長安建安路。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管相結合，矩形鑄鐵泄水口寬度為200 mm，矩形鑄鐵泄水口設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，其縱向排水管設計縱坡為1.5%，疊加橋梁本身縱坡后為2%，中跨左側排水長度約為97 m，所以縱向排水管采用直徑315 mmpvc管徑。右側縱向排水長度為59 m，縱向排水管采用直徑200 mmpvc管徑。通過設置在墩柱的豎向排水管排入河流。

3 橋面排水設計[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置1.5%～2.0%，當設有人行道的時，人行道宜設置傾向行車道1%～2%的橫坡。當中橋、小橋的橋面排水設有不小于3%縱坡時，橋上可不設排水口，但應在橋頭引道上兩側設置雨水口。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置在橋面行車道邊緣處，通過橫向坡度匯集到橫向排水管內，橫向排水管再匯集到縱向排水管排走，并在墩柱處設置豎向排水管把縱向排水管內水排入地面排水系統。

（2）使排水管的泄水能力大于或等于設計徑流量即QC≥Q，滿足排水需求。

根據《公路排水設計規范》JTG/T D33-2012規范設計徑流量：

式中：Q 為設計徑流量（m3/s）；ψ 為徑流系數；qp，t為設計重現期和降雨歷時內的平均降雨強度（mm/min）；F 為匯水面積（km2）。

根據《公路排水設計規范》JTG/T D33-2012規范排水管的泄水能力：

式中：V為排水管內的平均流速（m/s）；A為過水斷面面積（m2）。

式中：n為排水管壁的粗糙系數；R為水力半徑，m。

式中：ρ為過水斷面濕周；I為水力坡度。

東寶河特大橋排水設計數值復核：

驗算橫向排水管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《城市橋梁設計規范》9.2.3.4排水管道的間距可根據橋面匯水面積和橋面縱坡大小確定：當縱坡大于2%時，橋面設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

橫向排水管設計合理，滿足要求。

驗算邊跨縱向排水管200 mm，縱坡3%，匯水面積1 430 m2。

邊跨QC≥Q設計排水合理。

驗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設計排水合理。

使排水管的泄水能力大于或等于設計徑流量,設計重現期5 a，降雨歷程10 min，由《公路排水設計規范》圖9.1.7-1查詢廣東地區其降雨強度q5,10=3.0 mm/min，雨水管按滿流計算，考慮兩倍安全率，即QC≥2Q。為方便設計查詢，根據坡度和匯水面積總結計算得到排水管對應管徑，見表1。

表1 坡度、匯水面積與排水管徑大小關系表

4 結語

橋面排水設計與施工質量尤為重要，橋面排水橫縱坡、泄水管設置、泄水口形狀及泄水管材料、排水管的設置是橋梁排水的關鍵節點，需要工作中總結經驗，逐步完善排水系統以保證排水設施的順暢。橋面防水亦是橋梁耐久性一個重要方面，其涉及鋪裝材料、設計、施工等綜合系統工程，與橋面排水配合做到防排結合，讓排水系統給橋梁的使用壽命與行駛舒適度加分。

[1]CJJ 11-2011,城市橋梁設計規范[S].

[2]JTG/T D33-2012,公路排水設計規范[S].

[3]李偉偉,周全.橋梁排水問題的探討[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，從事橋梁設計工作。