老城區(qū)橋梁改建工程防洪影響評價問題探討

門廣惠

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

老城區(qū)橋梁改建工程防洪影響評價問題探討

門廣惠

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通擁堵問題越來越受關(guān)注。一些老城區(qū)的舊橋因年久失修、路面較窄，成為交通瓶頸，舊橋更新改造或拆除重建勢在必行。但舊橋改造往往受地形地貌及周邊城區(qū)已有建筑物的限制，無法達到正常的防洪標(biāo)準(zhǔn)，本文以承德市萬華旱河橋改造為例，對如何協(xié)調(diào)防洪評價與城區(qū)發(fā)展的問題進行分析探討。

城區(qū)；舊橋改造；防洪影響；安全評價

1 建設(shè)項目概況

1.1 項目重建必要性

萬華旱河橋位于承德市老城區(qū)二仙居旱河上，現(xiàn)狀橋長20m，分4跨，每跨5m；橋?qū)?m，與旱河正交；橋西側(cè)加寬5m，為簡易搭建的人行橋。原橋主要作用是連接旱河兩側(cè)道路并使道路延伸至西大街，為旱河南側(cè)居民出行提供便利。旱河南側(cè)，橋頭以西為老城區(qū)最大的自由市場，人、車通行流量較大。受橋梁寬度以及市場影響，該橋梁處形成交通瓶頸。原橋年久失修，橋墩阻水面積較大，存在諸多安全隱患。鑒于上述原因，萬華旱河橋亟需改建。

1.2 橋梁設(shè)計情況

設(shè)計將原橋及加寬人行橋一并拆除，在原位置新建一座橋梁。設(shè)計橋長18m，考慮橋下河道內(nèi)熱力管線影響，橋梁分兩跨，一跨10m，一跨8m。橋梁與河道正交，橋梁寬度為18m，其中車行道14m，兩側(cè)各2m人行道。

上部結(jié)構(gòu)采用普通鋼筋混凝土簡支現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)。受河道兩岸路面高程限制，設(shè)計橋梁底高程無法滿足20年一遇防洪要求。經(jīng)相關(guān)部門協(xié)商，降低橋梁設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)，橋梁按漫水橋設(shè)計。設(shè)計橋面結(jié)構(gòu)總厚度為70cm，橋面最低點高程為348.56m。

2 防洪影響分析

2.1 設(shè)計洪水

二仙居旱河無實測水文資料，設(shè)計洪水通過暴雨途徑分析計算。橋址以上控制面積18.1km2，河長7.2km，河道縱坡2.43%。經(jīng)分析，橋址位置處50年、20年、10年一遇設(shè)計洪峰流量分別為204，149，109m3/s。

2.2 設(shè)計洪水位

二仙居旱河已經(jīng)進行了整治，河道斷面規(guī)整，河底及岸坡已進行了防護。橋梁位置現(xiàn)有河道寬度18m，現(xiàn)狀橋址位置河底高程為345.97m，20年一遇設(shè)計洪水位348.48m，設(shè)計堤頂高程349.15m。

2.3 水位壅高及壅水長度

根據(jù)萬華旱河橋梁設(shè)計，采用流速水頭差法計算水位壅高及壅水長度，當(dāng)發(fā)生20年一遇洪水時，上游水位壅高為0.135m，壅水長度為27m；當(dāng)發(fā)生10年一遇洪水時，上游水位壅高0.110m，壅水長度為22m。

2.4 沖刷分析計算

根據(jù)橋址附近相關(guān)勘察資料，按公路設(shè)計規(guī)范中推薦的沖刷計算公式，初步估算20年、10年一遇洪水時橋址斷面河道沖刷深度分別為3.78，3.16m。

2.5 梁底高程分析計算

二仙居旱河沒有通航要求，萬華旱河橋的允許最低梁底高程按不考慮通航要求分析計算。根據(jù)相關(guān)規(guī)范橋下凈空高度取駐hj=0.5m，壅水高度、浪高等根據(jù)水深、風(fēng)速、風(fēng)向等資料綜合分析確定∑駐h=0.28m。20年一遇設(shè)計水位348.48m，萬華旱河橋跨越二仙居旱河的允許最小梁底高程應(yīng)為349.28m，

3 防洪影響評價

3.1 橋梁工程布置評價

萬華旱河橋在原橋址重建，橋梁走向與河道水流方向夾角為90°，橋位布置基本合理。橋梁與兩岸平交，橋梁設(shè)計長度18m。受橋下河道內(nèi)熱力管線影響，按橋跨分兩跨設(shè)計，一跨10m，一跨8m。橋梁工程布置基本合理。

3.2 橋梁建設(shè)對河道行洪影響評價

3.2.1 橋梁布設(shè)對河道行洪影響分析

現(xiàn)狀橋梁在河道內(nèi)有3個阻水墩柱。工程重建后，橋梁布設(shè)長度等于河道寬度，盡量減少了阻水墩柱個數(shù)，橋梁分兩跨，在河道內(nèi)布設(shè)一個橋墩，為洪水預(yù)留了下泄通道，橋梁長度及布設(shè)對河道行洪影響較小。

3.2.2 橋梁梁底高程對河道行洪影響分析

橋梁跨越河道的允許最小梁底高程為349.28m，設(shè)計梁底高程為347.86m，低于允許最小梁底高程。

由于橋梁北側(cè)路面較低，雙柳路現(xiàn)狀高程為347.0m，設(shè)計橋面高程為348.56m，橋面抬高之后需與現(xiàn)狀道路順接，順接后道路高程低于兩側(cè)建筑室內(nèi)地坪標(biāo)高。若在現(xiàn)有設(shè)計基礎(chǔ)上再抬高梁底高程，為了保持與兩側(cè)道路順接，則需抬高現(xiàn)有路面高程，若路面抬高則會高于兩岸建筑室內(nèi)地坪標(biāo)高，會引起一系列排水問題，跨越位置抬高橋梁梁底高程困難較大。因此橋梁設(shè)計為漫水橋，發(fā)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水時，橋面以上漫流行洪，橋梁墩柱及梁底板均會產(chǎn)生阻水作用。由于橋面漫流行洪，故橋梁兩側(cè)護欄不能做成封閉式，欄桿設(shè)置在保證安全情況下盡量減少阻水，發(fā)生設(shè)計洪水時，橋梁應(yīng)及時斷交，兩側(cè)采取臨時封堵措施，以保證河道的行洪安全。

3.2.3 橋墩布設(shè)對河道行洪影響分析

由于橋墩縮窄河道過水?dāng)嗝妫瑢⒃斐蓸蛄荷嫌嗡慧崭?。根?jù)前述分析計算結(jié)果，當(dāng)發(fā)生20年一遇洪水時，上游水位壅高為0.135m，壅水長度為27m。

由于橋梁建設(shè)造成上游壅水，致使上游河道達不到20年一遇的設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)，因此橋梁上游的壅水段，應(yīng)進行堤防加高加固，使河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)達20年一遇。

3.2.4 橋梁施工對河道行洪的影響分析

橋梁工程施工安排在非汛期進行，施工完畢及時進行清理，恢復(fù)原貌，工程施工對河道行洪影響較小。

3.3 對河勢穩(wěn)定的影響評價

萬華旱河橋的橋墩布設(shè)與河道水流基本平行，對河道總體流勢不會產(chǎn)生大的影響。發(fā)生洪水時，流速、流向急劇變化，將造成局部沖刷。在河道兩岸也采取防護措施的前提下，萬華旱河橋工程對河勢穩(wěn)定基本沒有影響。

3.4 其他影響評價

3.4.1 對現(xiàn)有水利工程設(shè)施的影響評價

萬華旱河橋橋址附近的水利工程設(shè)施主要是兩岸堤防和上游20m處的橡膠壩，對現(xiàn)有水利工程設(shè)施的影響主要是橋梁施工。橋梁工程施工期間，應(yīng)做好施工組織設(shè)計，不得損壞現(xiàn)有水利工程的完整性。

3.4.2 對抗洪搶險的影響評價

萬華旱河橋?qū)Ψ姥磽岆U的影響主要是對交通道路的影響。二仙居旱河左、右堤設(shè)計堤頂高程均為349.15m，兩岸堤防外為沿河道路，防洪堤不承擔(dān)交通任務(wù)。河道兩岸道路高程為347～348m，橋梁建成后與兩岸道路平交并順接。橋梁建設(shè)對抗洪搶險基本沒有影響。

3.4.3 對第三人合法水事權(quán)益的影響評價

萬華旱河橋橋址上游20m為橡膠壩，發(fā)生洪水時塌壩運行，附近無其他取水設(shè)施，橋梁改建對第三人合法水事權(quán)益基本無影響。

3.5 橋梁防洪安全評價

根據(jù)CJJ37—2012《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》3.7.2條：“城市橋梁宜采用百年一遇或三百年一遇的洪水頻率。對城市防洪標(biāo)準(zhǔn)較低的地區(qū)，當(dāng)按百年一遇或三百年一遇的洪水頻率設(shè)計，導(dǎo)致橋面高程較高而引起困難時，可按相交河道或排洪溝渠的規(guī)劃洪水頻率設(shè)計，且應(yīng)確保橋梁結(jié)構(gòu)在百年一遇或三百年一遇洪水頻率下的安全?！焙岛拥脑O(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，跨越河道的允許最小梁底高程為349.28m，由于受條件限制，萬華旱河橋設(shè)計梁底高程為347.86m，低于允許最小梁底高程。由于河道北側(cè)雙柳路現(xiàn)狀高程為347m，若橋面過高道路交叉問題難以解決。橋梁設(shè)計已按漫水橋設(shè)計，在發(fā)生河道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水時，橋面允許過水。

二仙居旱河屬于山區(qū)河道，沖刷深度較大，橋梁工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)勘察資料，復(fù)核河床最大沖刷深度，核定橋梁基礎(chǔ)埋深，以保證橋梁安全。同時，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)按100年一遇洪水進行設(shè)計，當(dāng)發(fā)生100年一遇洪水時，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

4 防治與補救措施

4.1 堤防加高加固建設(shè)工程

當(dāng)發(fā)生20年一遇洪水時，橋梁建設(shè)將造成二仙居旱河上游水位壅高為0.135m，壅水長度為27m，致使橋梁上游27m范圍內(nèi)的堤防達不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，因此，橋梁建設(shè)單位應(yīng)在建設(shè)橋梁的同時將上游27m范圍內(nèi)的堤防加高加固，使河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達20年一遇，并與現(xiàn)狀堤防及岸坡平順銜接。

4.2 堤坡護砌工程

橋墩縮窄了河道過水?dāng)嗝妫哟罅藬嗝媪魉?，一旦行洪河道沖刷將對兩岸堤坡產(chǎn)生影響，為確保堤防工程安全完整，設(shè)計中應(yīng)增加堤坡護砌工程。護砌長度為橋梁投影以外上游20m、下游20m，護砌高度至堤頂，護砌基礎(chǔ)深應(yīng)低于沖刷線0.5m。

4.3 其他防治與補救措施

除安排上述堤防建設(shè)、堤坡護砌工程外，橋梁建設(shè)還應(yīng)采取以下防治與補救措施：發(fā)生設(shè)計洪水時應(yīng)在橋梁兩側(cè)采取臨時封堵措施，以保證河道行洪安全；為減免施工期對河道行洪的影響，建議施工期安排在非汛期；在工程施工過程中，應(yīng)盡量減少對現(xiàn)狀河道的擾動，不應(yīng)在河道內(nèi)堆放施工垃圾，以免影響環(huán)境和河道行洪；橋梁工程施工前應(yīng)作好與水行政主管部門的聯(lián)系與協(xié)調(diào)。

5 結(jié)語

老城區(qū)的舊橋改造或重建工程防洪評價時應(yīng)注意如下問題：

（1）當(dāng)橋梁的設(shè)計梁底高程低于河道防洪標(biāo)準(zhǔn)允許最小梁底高程時，可建議市政或交通部門降低橋梁的使用標(biāo)準(zhǔn)，橋梁設(shè)計為漫水橋型式。

（2）橋梁建設(shè)后，會增加河道的壅水和沖刷。橋梁建設(shè)部門應(yīng)在橋梁建設(shè)的同時，對橋梁上游堤防進行加高加固，對橋梁上下游河道采取防護措施，保證河道行洪安全。

（3）橋梁設(shè)計中應(yīng)充分考慮洪水期漂浮物對橋梁的撞擊，確保橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水下的安全，同時工程建設(shè)單位及市政交通部門應(yīng)承諾橋梁降低標(biāo)準(zhǔn)運用，在橋梁兩側(cè)設(shè)置顯著的漫水橋警示標(biāo)志，以提醒居民在發(fā)生洪水時注意安全。

（4）漫水橋梁兩側(cè)護欄不能做成封閉式，欄桿設(shè)置在保證安全情況下盡量減少阻水作用，發(fā)生較大洪水時，橋梁應(yīng)及時斷交，兩側(cè)采取臨時封堵措施，以保證河道的行洪安全。

參考文獻：

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Discussion on flood control im pacted evaluation of the bridge reconstruction in old city

MEN Guang-hui
（HebeiResearch Institute of Investigation&Design ofWater Conservancy&Hydropower，Tianjin 300250，China）

With the developmentofsocialeconomy，the traffic jam has become into a serious socialproblem attracting exten-siveattention.Becauseofdisrepairand narrow，some old bridge hasbecome a traffic bottleneck in theold city，and old bridge retrofitor demolish rebuild is imperative.Butold bridge reconstruction often limited by topography and the existing buildings in thesurrounding，itcan notmeetthenormalstandard of flood control，thisproblem isworth exploringand attention.

the city；the old bridge reconstruction；flood control effect；safety evaluation

TV85

B

1672-9900（2015）01-0036-04

2014-12-24

門廣惠（1960-），女（漢族），天津人，高級工程師，主要從事水文規(guī)劃工作，（Tel）13652053730。