跨東津河橋梁調(diào)研分析與設(shè)計

王祖珍 張 鯤

0 引言

寧宣杭高速公路寧國至千秋關(guān)段全長40.202 km，作為山區(qū)高速公路，與其他山區(qū)高速公路一樣地勢復雜，地形陡峭，沿溪展線，即順著東津河自西向東沿線，自下游向上游穿行，但與眾不同的是:本項目與東津河交叉多次。故橋梁的洪水位調(diào)查和水文分析對路線的縱坡起著至關(guān)重要的作用。

東津河源出安徽省寧國市東南部天目山脈北側(cè)，在項目區(qū)域自東南向西北流經(jīng)云梯、仙霞、中溪、梅林4個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，在平興鄉(xiāng)雞山村河瀝溪以北與中津河匯合后繼續(xù)北流，與西津河匯合始稱水陽江，無通航要求。

根據(jù)寧國市水務(wù)局《寧國市中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》，東津河上游無控制性水利工程，河流沿線基本處于不設(shè)防狀態(tài)。東津河受季節(jié)性氣候的影響，雨季降水量大，水位變化大，容易引發(fā)洪水和內(nèi)澇災(zāi)害。

在外業(yè)期間已廣泛收集測區(qū)內(nèi)的氣象、水文資料;深入現(xiàn)場調(diào)查，走訪當?shù)厝罕?，以了解歷史洪痕;并委托相關(guān)水利單位進行東津河水文分析和跨東津河六座大橋進行防洪評價，作為設(shè)計依據(jù)。對于其余橋涵，根據(jù)水文計算，確定橋涵孔徑。以下是項目區(qū)跨越東津河的各個位置河流漂流物的狀況和橋梁布設(shè)情況。

1 K4+355梅林大橋

本橋跨越東津河下游梅林鎮(zhèn)南側(cè)，橋位處河槽相對狹窄(約110 m)，河灘寬廣，河槽兩側(cè)竹林叢生，河底多為卵石、礫石，橋位處下游500 m附近設(shè)3-30 m的雙曲拱橋(見圖1)，該橋主要溝通河流兩岸百姓出行，調(diào)查歷史最高洪水位平老橋橋面，老橋2000年建造，目前運營良好，橋底無漂流物沖撞痕跡，僅在橋位附近河底局部沖刷，但老橋基礎(chǔ)外觀良好。根據(jù)防洪評價報告，該橋的1/100水位為67.1 m，對應(yīng)流量為3 743 m3/s。橋孔布設(shè)根據(jù)老橋橋孔、設(shè)計水位、流量以及規(guī)劃堤埂的人行凈空要求等因素決定，采用32-30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁。由于路線與河流交角較大，且橋長較長，橋梁跨徑設(shè)置能夠滿足河道行洪要求，橋梁位于河流的下游，附近可能的漂流物對橋梁的沖撞較小，故設(shè)計橋墩采用了四柱正交布設(shè)，并考慮沖刷影響。

2 K9+345玉虹大橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)石口村附近，河槽彎曲狹窄，河灘寬廣，河槽兩側(cè)竹林叢生，河底多為卵石、礫石，橋位處河道采砂現(xiàn)象較為嚴重，尤其在路線右側(cè)平行路線方向，采砂致使河道寬度增加較大，橋位處下游約2 km處設(shè)6-20 m的板橋(2001年建造，目前外觀良好，橋底無漂流物沖撞痕跡)。根據(jù)防洪評價報告，該橋的1/100水位為73.3 m，對應(yīng)流量為3 534 m3/s。橋孔布設(shè)根據(jù)老橋橋孔、設(shè)計水位、流量以及填土高度等因素決定，采用21-30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁。由于附近可能的漂流物對橋梁的沖撞較小，橋墩采用了四柱正交布設(shè)。但為了避免水流對橋臺及路基的沖刷安全，在小樁號岸坡做了防護設(shè)計。

3 K12+987石口大橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)石口村附近，河槽兩側(cè)竹林叢生，河底多為卵石、礫石(見圖2)，橋梁第10跨上跨寧墩河，第28跨上跨東津河，兩河在此處交匯，流至下游，由于路線左側(cè)為山體，地面和河道狹窄，容易發(fā)生內(nèi)澇，兩河之間的亞溪口村經(jīng)常遭受洪澇災(zāi)害，現(xiàn)大多數(shù)居民已遷出，1/100水位為83.5 m，對應(yīng)流量為3 026 m3/s。橋位上游(南側(cè))約1 km處省道S104上跨寧墩河時設(shè)3-20 m的板橋;橋位下游約1.5 km處玉石路(三級)上設(shè)置3-30 m雙曲拱橋，兩橋目前外觀均良好，橋底無漂流物沖撞痕跡。橋孔布設(shè)根據(jù)老橋橋孔、設(shè)計水位、流量以及填土高度等因素決定，采用34-25 m的預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁，橋墩布設(shè)基本順水流方向，故橋梁采用了正交布置。根據(jù)防洪評價報告，對第26，27跨進行河道切灘以滿足斷面行洪的要求，并在河流的兩岸做岸坡?lián)鯄Ψ雷o。

圖1 梅林大橋下游3-30 m老橋

圖2 石口大橋橋位處東津河

4 K14+693上井大橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)石口村和中溪村交界，河道窄而淺，河底多為卵石、礫石，與路線交叉角度為145°，橋位下游約430 m處設(shè)置2-20 m拱橋，老橋正交布設(shè)，外觀質(zhì)量良好，無漂流物沖撞痕跡，1/100 水位為83.8 m，對應(yīng)流量為 516.6 m3/s，垂直過水斷面面積為413.3 m2，橋墩阻水面積為7.1 m2，橋墩阻水占行洪面積的1.7%，橋墩布設(shè)基本順水流方向(6號，7號右幅橋墩和8號左幅橋墩在河中，橋墩連線與水流方向一致)，橋孔布設(shè)能夠滿足河流行洪的要求，且河道中無大的漂流物，對橋墩的沖撞不會產(chǎn)生大的影響，故橋梁采用正交四柱布設(shè)。

5 K15+338東坡大橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)中溪村的東坡組北側(cè)，河道測時水深約1.5 m，河槽小樁號側(cè)竹林叢生，河底多為卵石、礫石，與路線交叉角度為28°，橋位上游約360 m處的S104上設(shè)置4-16 m板橋，橋墩采用雙柱墩正交布置，老橋上部和下部外觀質(zhì)量良好，無漂流物沖撞和沖刷痕跡(見圖3)，1/100水位為89.0 m，對應(yīng)流量為852.5 m3/s，垂直過水斷面面積為 666.0 m2，橋墩阻水面積為7.1 m2，橋墩阻水占行洪面積的1.0%，橋墩布設(shè)順水流方向(5號左幅和6號右幅橋墩、6號左幅和7號右幅橋墩、7號左幅和8號右幅橋墩均落在河中，且橋墩連線與水流方向一致)，橋孔布設(shè)能夠滿足河流行洪的要求，且河道中無大的漂流物，對橋墩的沖撞不會產(chǎn)生大的影響，故橋梁采用正交布設(shè)，由于本橋上跨東中路(縣道三級)，由于交叉角度較小，橋梁在道路的兩側(cè)采用錯孔布置，跨徑組合為左幅7×25 m+2×25 m+20 m，右幅8×25 m+20 m+2×25 m+20 m，被交道路凈高按4.5 m控制。

圖3 東坡大橋上游4-16 m板橋

圖4 嶺峰大橋上游3-30 m拱橋（沖毀）

6 K19+480嶺峰大橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)鳳凰村的小范上附近河道的彎道處，河道測時水深約1.5 m，河槽兩側(cè)竹林叢生，河底多為卵石、礫石，與路線交叉角度為130°。橋位上游約210 m處的東津河上設(shè)置3-30 m拱橋，據(jù)調(diào)查，該拱橋由于基礎(chǔ)埋置深度較淺，基底掏空致使橋梁被水沖毀(見圖4)，1/100水位為99.0 m，對應(yīng)流量為1 245 m3/s。橋孔布設(shè)在滿足河流行洪的要求下，跨過兩側(cè)堤埂，橋梁采用順水流方向斜交－40°布設(shè)，跨徑組合為6-30 m。

7 K23+130獅橋高架橋

橋位位于寧國市中溪鎮(zhèn)獅橋村處，河道測時水深約0.8 m，河底多為卵石、礫石，與路線交叉角度為109°(見圖5)，1/100水位為109.3 m，對應(yīng)流量為1 073 m3/s。橋位上游30 m處S104上對應(yīng)老橋的角度為6-16 m板橋，三柱，斜交角度為40°;下游160 m處設(shè)有5-13 m的雙曲拱橋，拱橋修建的年代較長(解放后修建)，至今外觀良好，橋孔布設(shè)在滿足河流行洪的要求下，跨過小樁號獅陰路和被交道路S104，橋梁采用正交布設(shè)。由于橋位處位于城鎮(zhèn)段，人口密集，交通量大，S104與路線交角很小，為14°，且路線左側(cè)為欠穩(wěn)定高邊坡，受路線大樁號側(cè)老橋控制，S104很難改線，且地方公路管理部門和當?shù)鼐用褚膊煌釹104改線，故設(shè)計時采取了橋梁跨越。綜合比較后，采用造價低廉、施工方便的40 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁，并采用門架墩以跨越S104，跨徑組合為:6×30 m+4×40 m+15×30 m，凈高按5.4 m控制。

圖5 獅橋高架橋上游6-16 m板橋

本項目還有幾座大橋和中橋跨東津河的中上游，橋梁布設(shè)主要受填土高度控制，故本文不再進行闡述。

橋梁上部構(gòu)造選擇時，充分考慮施工的方便，優(yōu)選標準跨徑結(jié)構(gòu)，特別是同一合同段、同一跨徑的橋梁應(yīng)盡量采用同種結(jié)構(gòu)形式。一般大橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁(25 m和30 m)和預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁(40 m)，中小跨徑橋梁，為了減少空心板支座脫空和內(nèi)膜上浮的現(xiàn)象，采用低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，跨徑有13 m和20 m;互通變寬橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。下部結(jié)構(gòu)根據(jù)橋墩高度、地質(zhì)情況、水利設(shè)施以及美觀等要求，橋墩類型主要有柱式墩、V形墩、Y形墩和空心薄壁墩等，設(shè)計時均考慮河床的沖刷深度，確保有效樁長。

8 結(jié)語

通過調(diào)查項目區(qū)域內(nèi)的東津河及其附近建筑物的使用情況，并輔以必要的水文計算，合理確定橋梁的規(guī)模及橋跨布置，盡量減少因高速公路建設(shè)對當?shù)厮熬用裆畹挠绊?，同時有效地控制工程投資，節(jié)約造價。

[1]陳彪來.淺談大通河橋總體設(shè)計[J］.山西建筑，2010，36(20):323-324.