橋梁行洪論證的計(jì)算與注意要點(diǎn)

1、橋梁行洪論證的計(jì)算與注意要點(diǎn)摘要：近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)加快發(fā)展，涉河工程越來越多，如修建河堤， 臨河建筑物等，此類項(xiàng)目的行洪論證，只需要分析項(xiàng)目是否滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)上 下游的行洪影響，而跨河橋梁的行洪考慮的因素較多，不僅分析項(xiàng)目建成后的行 洪影響還要分析橋梁建成后自身是否安全。本文重點(diǎn)分析橋梁建成后產(chǎn)生的壅水、 橋梁沖刷深度、橋面中心最低高程等特性，并分析橋梁行洪論證過程中需要注意 的要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：橋梁行洪；壅水高度引言橋梁構(gòu)筑物目前是人類克服自然水體阻隔、擴(kuò)大人類活動(dòng)范圍的最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法。 建橋后，橋孔對(duì)水流壓縮，從橋位上游相當(dāng)遠(yuǎn)處水面就開始壅高，在橋前某一斷面達(dá)到最大 壅水高度，

2、壅水河段水位升高，流速降低，河床發(fā)生淤積；接近橋孔時(shí)，水流急劇收縮而呈 “漏斗”狀，形成收縮段，收縮段的水流流速變大，對(duì)河床產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷；由于水流的分離 現(xiàn)象，在橋位上下游兩側(cè)又形成回水區(qū)，所以建橋后使得橋位河段的水沙運(yùn)動(dòng)及河床演變變 得非常復(fù)雜。為了建橋后不對(duì)兩岸河堤、農(nóng)田、村鎮(zhèn)造成威脅，建設(shè)大、中型橋梁時(shí)，有必 要進(jìn)行擬建對(duì)橋梁行洪論證進(jìn)行分析，以便水利部門采取有效措施對(duì)河道堤防保護(hù)和管理。壅水計(jì)算1.1壅水計(jì)算方法涉河橋梁修建后，斷面形狀、糙率系數(shù)及河道底坡沿程都有變化，其水力因素十分復(fù)雜。 壅水計(jì)算思路為先通過水文分析計(jì)算出橋梁下游控制斷面的各頻率設(shè)計(jì)洪水位，再以該斷面 為起算位置，

3、分別推算項(xiàng)目建設(shè)前后評(píng)價(jià)河段各斷面的水面線，從而求得該工程建設(shè)后對(duì)各 斷面行洪影響的壅水高度。水面線計(jì)算采用天然河道水位沿程變化的伯努利能量方程式：式中：等式左邊兩項(xiàng)為上斷面的勢(shì)能和動(dòng)能；z1、z2分別代表下、上斷面水位；a為流 速分布系數(shù)；g為重力加速度；hf沿程水頭損失；hj局部水頭損失；v斷面平均流速；對(duì)于 沿程損失項(xiàng)，目前一般采用下述公式求解：式中：R上上斷面水力半徑，R下下斷面水力半徑，A上上斷面面積，A下下斷面面積， Q河道流量，L上下斷面間距，n上下斷面間河道平均糙率，為局部水頭損失系數(shù)。1.2回水長度計(jì)算為了分析壅水對(duì)上游兩岸產(chǎn)生的影響范圍必須進(jìn)行回水計(jì)算，根據(jù)橋涵水力水文一

4、書推薦的壅水曲線長度的近似公式為：L=2AZ/I式中：L壅水曲線長度；AZ壅水高度；I河床 比降1.3橋面中心最低高程分析從大橋自身安全角度考慮，應(yīng)計(jì)算大橋中心最低高程是否滿足設(shè)計(jì)洪水頻率和其它綜合 因素要求的安全高度。橋孔壓縮水流后的橋下壅水、浪高、河灣超高、河床淤積等引起的橋 下水位增高，還要考慮設(shè)計(jì)最高通航水位及通航凈空高度。根據(jù)人民交通出版社橋涵水力 水文（第三版）中對(duì)于通航河流橋面中心最低高程計(jì)算，通航河流橋面中心最低高程除應(yīng) 滿足不通航河流的要求外，同時(shí)還應(yīng)滿足下式要求：式中：橋面中心最低高程（m）；設(shè)計(jì)最高通航水位（m）；通航凈空高度（m）；橋 梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度（m），設(shè)計(jì)最高

5、通航水位。橋梁行洪論證的注意要點(diǎn)2.1野外工作（1）測(cè)量行洪論證測(cè)量工作的內(nèi)容包括:橋址斷面、橋址斷面上下游局部地形、橋址以上受建橋影 響產(chǎn)生回水范圍內(nèi)布設(shè)的斷面、橋址以下受建橋影響產(chǎn)生沖刷范圍內(nèi)布設(shè)的斷面。一般說來， 測(cè)量工作斷面為:橋址斷面1個(gè)、橋址以上斷面至少3個(gè)、橋址以下斷面至少1個(gè)，另外測(cè)量 橋下局部地形及水邊線。其中，需要注意的是評(píng)價(jià)河段范圍:橫河距離為建設(shè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的防洪 標(biāo)準(zhǔn)水面寬度以外各10m ；順河距離為建設(shè)項(xiàng)目及其對(duì)上下游河道產(chǎn)生影響以外各300m。（2）橋址文字描述報(bào)告編制人員應(yīng)該現(xiàn)場(chǎng)查勘每座橋梁，記錄盡量詳細(xì)，以便形成直觀印象，在報(bào)告編制 時(shí)做到心中有數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)查勘需要記

6、錄的內(nèi)容有:橋址處及其上下游的地形、地貌、地質(zhì)情況、 土壤組成、農(nóng)田種類（旱地或水田）、農(nóng)作物種類、山區(qū)植被狀況；涉河建筑物，如橋梁、港 口、水電站、堤防工程的斷面形狀、形式、種類、建設(shè)時(shí)間及防洪標(biāo)準(zhǔn)；河道形態(tài)、河床組 成、河勢(shì)狀況、歷史洪水調(diào)查；周圍城市及村莊、學(xué)校、工廠、礦山狀況等。2.2報(bào)告編制（1）河流概述包括流域自然地理概況，流域與河道特性，橋梁上、下游水利和水土保持措施等。（2）橋梁情況描述內(nèi)容有橋梁名稱、橋址經(jīng)緯度、橋址所在地的市縣鄉(xiāng)村詳細(xì)地址；橋 梁的長度、防洪標(biāo)準(zhǔn)（校核洪水、設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)洪峰流量、水位，施工期防洪標(biāo)準(zhǔn)與相 應(yīng)洪峰流量、水位）；（3）橋梁的設(shè)計(jì)方案、施工方

7、案、棄碴及碴場(chǎng)情況，是否影響行洪等。（4）橋梁所在評(píng)價(jià)河段的河道基本特征主要是水文、泥沙特性，現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的洪峰流量和水位。（5）防洪堤不論已建成的防洪堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)是多少，只要橋梁修建后降低了他的防洪標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該 采取措施補(bǔ)救。（6）各級(jí)洪水的沖刷計(jì)算一般情況下，河流的沖刷以2年一遇洪水（50%）的沖刷最大。（7）在報(bào)告編寫時(shí)注意河寬”的概念不同季度、不同情況都可能有不同的河寬，使用河寬時(shí)，要注意加上限定條件。比如， 冬季枯水期河寬為60m； 50年一遇洪水為1000m3/s時(shí)，河寬為200m等。在報(bào)告中加強(qiáng)對(duì)河流情況、河道狀況、橋梁設(shè)計(jì)、洪水情況、橋梁周圍環(huán)境等的描述， 可以使報(bào)告更加

8、清楚地反映建橋前后各種指標(biāo)的變化，表現(xiàn)出工程對(duì)河道行洪及河勢(shì)穩(wěn)定的 影響。2.3補(bǔ)救措施（1）對(duì)橋梁設(shè)計(jì)要求對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)要求主要體現(xiàn)一個(gè)主題，就是要減小橋梁修建對(duì)行洪產(chǎn)生的不利影響。其 中包括，增加跨度和減少河道中橋墩數(shù)量，橋墩墩形為扁圓形且順?biāo)鞑贾?，橋梁與河流盡 量正交，橋墩布置盡量遠(yuǎn)離河岸和防洪堤，以減少水流對(duì)河岸和防洪堤的沖刷，更不能將橋 墩布置在已建防洪堤上，因?yàn)闃蚨盏恼饎?dòng)會(huì)危害防洪堤的安全。當(dāng)橋梁跨越防洪堤，若防洪堤上允許防洪搶險(xiǎn)車輛、物資、人員通行的，橋梁與防洪堤 頂面應(yīng)保持足夠高度；橋梁施工布置不能對(duì)防洪搶險(xiǎn)帶來影響。（2）主要補(bǔ)救措施橋梁的修建改變了原河道形態(tài)的，需要采取補(bǔ)救

9、措施。補(bǔ)救措施應(yīng)針對(duì)不同的情況進(jìn)行。第一，橋墩壅水抬高水位。若兩岸為一般農(nóng)田和修建在較高處的零星農(nóng)舍，則不須防護(hù); 若修建有防洪堤，則加高防洪堤至達(dá)到原防洪標(biāo)準(zhǔn)。第二，修建橋梁減小行洪斷面。若橋址上游有重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)等，可采取擴(kuò)挖河道、清淤等措 施以擴(kuò)大行洪斷面。第三，對(duì)河岸、坡腳有沖刷的則對(duì)河岸或坡腳進(jìn)行防護(hù)，修建護(hù)岸工程。對(duì)于正在進(jìn)行 初步設(shè)計(jì)的橋梁，護(hù)岸工程可在報(bào)告中寫明請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)。2.4附圖附圖應(yīng)簡單明確，橋梁很長而跨越的過水段很短，則不能將全部橋梁置于圖上，這樣圖 幅太大，而主要要反映的內(nèi)容又太小，僅需將過水段橋梁情況在圖上表示，使之一目了然。附圖注意河流水流流向、枯季河流水邊線、汛期河流水邊線、河流主槽等的標(biāo)注，除用 相關(guān)符號(hào)標(biāo)注外，可輔助以文字標(biāo)注。3.結(jié)束語跨河橋梁是交通工程建設(shè)的重要渡河建筑物，橋梁一般跨越河流，侵占行洪面積，壅高 上游水位，改變局部流態(tài)，給河道行洪和兩岸堤防安全造成影響；洪水在橋墩及橋梁防護(hù)部 位產(chǎn)生局部沖刷，危及橋梁自身安全。為保障河道行洪安全和橋梁安全運(yùn)行，對(duì)橋梁行洪進(jìn) 行計(jì)算與分析，是保證河道行洪和堤防安全以及橋梁安全運(yùn)行的關(guān)鍵，也