跨河橋梁對河道行洪的影響探析

吳玲玲

（丹東市水利勘測設(shè)計研究院，遼寧丹東 118000）

由于歷史及其他原因，修建在河流上的跨河橋梁多數(shù)不滿足河道防洪能力，在不同頻率設(shè)計洪水下會產(chǎn)生不同程度的壅水，在建設(shè)水利工程時，因壅水會產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)型式、工程量、投資估算等各方面影響。本文應(yīng)用實例進行跨河橋梁對河道行洪的影響分析。

1 工程概況

楊貴溝位于烏拉特后旗呼和溫都爾鎮(zhèn)，上游河道兩側(cè)為山谷，具有防洪的天然屏障，洪水及砂石由山谷約束蜿蜒下泄，該段河道平縱橫斷面均較為穩(wěn)定。出山谷后下游兩側(cè)已修建堤防，河道寬度基本保持一致，河底坡降較大，該段河道較為順直且平縱橫斷面較為穩(wěn)定。下游河段為城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展中心，交通網(wǎng)比較發(fā)達，多條公路跨河而過，在堤防上修建多個橋梁。

該工程范圍內(nèi)共有跨河橋梁6座，從上游至下游編號，1-5號橋為公路橋，6號橋為漫水橋，各橋參數(shù)見表1。

表1 橋參數(shù)表m

2 過流能力分析

1—6號橋過流能力計算根據(jù)《水力計算手冊》[1]，采用無底坎寬頂堰堰流流量公式：

式中：Q——流量，m3/s；σs——淹沒系數(shù)，取1.0；σc——側(cè)收縮系數(shù)，取1.0；m——流量系數(shù)，取0.385；n——孔數(shù)；b——每孔凈寬；H0——包括行進流速水頭的堰前水頭，m。

式中：μ——流量系數(shù)，取0.90；A——涵管過流面積，m2；H——上下游水位差，取0.45 m。計算結(jié)果見表2。

橋梁所在河段50年一遇洪峰流量為709 m3/s，由表2可知，1號橋、3號橋滿足50年一遇洪水標準要求；2號橋、4號橋、5號橋受凈空約束，最大過流能力都無法滿足50年一遇洪水標準的要求；6號橋為漫水橋，最大過流能力僅為69.50 m3/s。

表2 現(xiàn)狀橋梁過流能力分析成果表

3 壅水分析

1）1號橋、3號橋壅水計算公式：

式中：△hs——最大壅水高度，m；ξ——系數(shù)，取值0.05；hs——下游正常水深，m；b——兩橋墩間的凈寬，m；B——無橋墩時的截面寬度，m。計算結(jié)果見表3。

表3 橋梁壅水成果表（一）

根據(jù)表3中推算50年一遇水面線時的1，3號橋壅水高度，為了保證堤防安全，在推算水面線時1號橋和3號橋橋前壅水高度取0.15 m。

2）2，4—6號橋橋下涵管過流能力按式（2）計算；橋上過流能力按下式計算：

式中：σ——淹沒系數(shù)，取值1.0；m——流量系數(shù)；b——堰寬，m；H0——包括行進流速水頭的堰上水頭，m。

其中：

式中：P——堰高，m；H——堰上水頭，m；v0——行進流速，m3/s。

由表4可知，推算50年一遇水面線時2號橋橋前壅水高度取1.37 m，4號橋取1.00 m，5號橋取1.22 m，6號橋取2.37 m。

表4 橋梁壅水成果表（二）

4 結(jié)語

綜上所述，為了保證設(shè)計范圍內(nèi)橋梁滿足50年一遇過流能力并保證橋梁自身運行安全，建議對阻水嚴重的2號橋、4號橋、5號橋進行改建，對壅水嚴重的6號橋拆除重建。