城市橋梁橋面排水設計中的問題探討

胡俊蓮

(沈陽市沈河區(qū)市政道路養(yǎng)護管理處)

1 橋面排水形式

橋面的雨水首先會因為橋面的合成坡(橫坡和縱坡的組合)而排向行車道的兩側，因此，橋面橫向坡度必須足夠。通暢情況下，橋面的泄水口是設置在行車道邊緣處的。雨水匯聚泄水口后會因為橋體設計的不同而分兩種情況排出:(1)如立交橋這種跨越城市道路、公路、鐵路的橋體，會將雨水匯集到縱向排水管，通過墩臺處設計的落水管流入地面排水設施;(2)當橋體設計時是跨域河流或者水溝的，可以將流入排水口的雨水通過泄水管直接排放。如果橋體的設計是能夠保證將雨水從橋頭引導排泄的，即橋長＜50m 時，一般情況下不再需要設置泄水管，可以在引道的兩側設置流水槽，避免雨水沖刷路基。

2 橋面排水設計存在的問題

(1)橋面的縱坡、橫坡設置不合理。橋面縱坡、橫坡的大小是直接關系著排水是否通暢的重要因素?？v坡過小，會造成橋面雨水因為流速緩慢而匯流時間加長;縱坡過大則會使雨水口的截流率變小，這兩方面的原因都會對排水效果產生影響。由于橋面的橫坡能使雨水向橋面的低處匯集，再通過泄水口集中排放，所以，橋面橫坡的設置必須在1.0% ～2.0%之間。有些高架橋因為橋體較長，所以橋面設置成了凹曲線、反向變坡，這種設計會造成嚴重積水，對雨水的排出極為不利。所以，在設置橋面的排水系統(tǒng)時候，應該根據(jù)橋體的特性，考慮橋面的坡度對排水的影響，再確定排水口的間距以及排水管直徑的大小。

(2)泄水口的設置不合理。降雨的強度以及匯水面積是決定橋面泄水口之間距離的主要因素。其次也可以根據(jù)橋面縱向和橫向的坡度，還有泄水管道的泄水能力，允許過水斷面的漫流寬度來定。如果泄水口的間距過大或數(shù)量不夠，就會造成橋面積水。尤其是雨水充沛的南方地區(qū)，因為降雨量大，瞬間降雨的強度也大，很容易造成因雨水積聚來不及排入泄水管而造成橋面積水。再加上清掃公路以后各種垃圾堆積在泄水口，造成大量的泄水口因此堵塞，更加嚴重的阻礙了橋面積水的排放，加大了積水對橋梁的腐蝕危害。所以，在設計泄水口的時候，應該采用雨水篦配合使用的方法進行橋面排水。

(3)排水設施的細節(jié)構造不恰當。

它是由排水盲溝、進水口、排水管和落水管這幾部分組成。在實際的設計當中，常常忽略進水口和碎石盲溝他們周邊的防水層設計，就會發(fā)生滲水和排水不暢的現(xiàn)象。泄水管的管口和管蓋如果采用的材料強度不夠，就會發(fā)生因承載不了車輛的負荷而被壓壞。

3 立交橋積水現(xiàn)狀、原因及解決措施

城市中立交橋是很常見的建筑，它的使用更好的緩解了城市交通堵塞和事故的發(fā)生。由于受到環(huán)境和地理狀況的影響，有一部分的立交橋需要設置下行穿道、人行地道。舉例來說，在長沙市就有兩座這種設計的橋梁，一座是袁家?guī)X立交橋，一座是芙蓉路立交橋。這兩座橋均屬于下穿式立交橋，每年的六七月份，一場大雨過后，下層通道就會出現(xiàn)嚴重的積水，不僅不能充分的發(fā)揮立交橋應有的紐帶連接作用，反而成為了各交叉通道的障礙，造成整個城市的交通出現(xiàn)嚴重的阻塞癱瘓。為什么會出現(xiàn)這種情況，我們可以從這些方面的原因著手探討。

(1)從立交橋的橋體形式方面分析。按照立交橋的橋體外形上下關系有兩種橋型:舉起式和下穿式。

舉起式立交橋占地面積比較大，因為需要較長的引橋，所以，橋面舉起后會造成周圍建筑物的構成景觀發(fā)生很大的變化，但是，舉起式立交橋有不受氣候條件限制的優(yōu)點，并不會影響城市排水網的規(guī)劃。下穿式立交橋則恰好相反，它不需要較長的引橋，相對的占地面積也就比較小，雖然不會影響周圍建筑景觀，但是由于受到氣候條件的影響，所以很大程度上對城市排水網的規(guī)劃造成了影響。所以，地方相對狹小、并且對四周的建筑景觀需要做重點保護的地區(qū)以及降雨量相對較少的北方地區(qū)都適合設置下穿式立交橋。

(2)從氣候條件方面分析。上面介紹了下穿式立交橋適用于降雨量較少的北方地區(qū)和排水條件相對較好的城郊。袁家?guī)X立交橋和芙蓉路立交橋地處多雨的長沙市，由于長沙市年降雨量較多，有2 000 mm 左右，并且集中在春夏之交，降雨強度也不均勻，這樣的環(huán)境氣候就對下穿式立交橋的設計造成了更多的不便和麻煩。

(3)從排水的設計方面分析。由于長沙市是東南偏高、西北偏低的地形。建造在五一路的這兩座下穿式立交橋，因受到地理形勢的影響，不能按照城市的排水管道鋪設坡度排水，只能在橋的局部設置泵站，借此將雨水提升較高的排水管網中。

基于以上原因，可以在立交橋的下層路面入口處設置圓弧擋水墻，將徑流雨水堵住，這樣，直接將降雨匯聚在橋下，對泵站所要負荷的排水量進行計算時就不必考慮徑流影響，這樣不僅符合實際匯水面積，而且也大幅度的將泵站的總負荷減小了，還能徹底的解決立交橋橋面積水問題。

4 橋面排水設計問題的解決對策

(1)計算、確定合理的排水管數(shù)量。排水設施主要是設置橋面橫坡和縱坡以及超高排水，還要設置排水管外泄。橋面排水管的設計應該按照徑流面積來計算確定其數(shù)目，每平方米的橋面宜設排水管面積為300 mm2，直徑不宜小于100 mm，這種設計不僅可以加快排水進程，而且也方便后期的養(yǎng)護清理。在一級公路和高速公路的排水管設計方面，直徑一般為150 mm，間距為4 ～5 之間。高架橋和跨越鐵路、公路及通航河流的橋梁，是將降雨通過橋面的橫坡、縱坡排入排水管，然后通過設置在橋梁墩臺的落水管排出，所以，橋面排水管的設計應該達到安全和環(huán)境所需的要求。

具體設計的時候，可以先假定排水管的間距和直徑，通過計算Qs≤Q允(排水設計流量≤管道允許水流量)來確定。即:

Qs=1/60 ×10－3×Ψ×W×L×q(Ψ 是設計徑流數(shù);W 是橋面的匯水寬度;L 是泄水口間距;q 是平均的降雨強度)

由于縱坡不斷變化，所以要根據(jù)不同的縱坡將泄水口的間距進行調整，泄水口的間距可以在坡度緩慢時適當?shù)募用堋?/p>

(2)根據(jù)橋梁斷面的形式來確定排水方式。城市橋梁的兩側設有人行道的時候，在人行道下面一般會留有鋪設電力電信排管的空間。這樣，雨水便可以從人行道的表面下漏，人行道要高出橋面的車輛行道面15 ～30 cm，并有路緣石和車道部分形成錯臺進行隔擋。如果是機動車和非機動車分離的橋梁，一般情況下，會采用混凝土隔離墩將其相隔開?；炷粮綦x墩可以每隔5 ～10 m 留一個矩形孔洞(20 cm×15 cm)，通過孔洞，可以使機動車道范圍的雨水流入非機動車道，然后再匯聚流入非機動車道低側泄水管，以此達到排水的目的。還有一種是機動車道與非機動車道之間是采用綠化帶進行分隔的，綠化帶寬約1 ～2 m，可以每隔10 ～20 m 留一個50 cm 寬度的水槽，在頂部設置蓋板。雨水通過水槽都匯入非機動車道，然后匯集流入泄水管中。如果是汽車專用的橋梁，其設計僅車行道，兩側設有混凝土防撞墻，內側底部預先設有排水管。管徑150 mm 左右，間距約5 ～10 m。

(3)注意構造方面的細節(jié)處理。橋面的灰塵和垃圾物極易堵塞下水管道，使排水不暢。所以在泄水管的管口要設置強度較大的鑄鐵制作的管蓋。泄水管最好豎直方向埋沒，如果根據(jù)情況需要采用水平布設，橫坡要注意不能太小，管道也不適宜過長，以免造成水流過慢，導致排水不暢。

另外，為了防止垃圾堵塞泄水口，可以采用雨水篦配合泄水管的方式進行橋面的排水處理。雨水篦可以采用花崗巖加鋼板組合式的，可以先將花崗巖雨水篦下面層用結構膠和鋼板雨水篦上面層粘結到一起，然后將組合雨水篦的鋼板面朝下放入預留的水篦口中。這樣的組合水篦不僅避免了車輪將其破壞的情況，也美化了橋梁雨水篦的外觀。更重要是的是，還具有防盜的功能。雨水篦即使被翹起，也會因為附帶有花崗巖的重量，不容易被盜走。這樣就可以有效的解決因雨水篦被盜而造成垃圾堵塞泄水口，引發(fā)橋面積水不能正常排泄的情況。

5 總 結

通過對城市橋梁橋面設計中存在的問題進行分析，提出了解決的措施，并對城市立交橋的排水設計問題深入的探討，提出了解決的方案。更好的解決城市橋梁橋面的排水問題，可以緩解城市交通阻塞問題，帶來生活出行的方便，更能帶動交通業(yè)的順利健康發(fā)展。

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