某高等級(jí)公路K51-I-470跨河橋原設(shè)計(jì)為1～l6 m石拱橋。由于地質(zhì)和水文調(diào)查不夠仔細(xì)，致使0
#臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的承載力，現(xiàn)場(chǎng)水文調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋梁過(guò)水面積不夠，需變更橋梁設(shè)計(jì)。變更的主要內(nèi)容是上部構(gòu)造采用PC空心板，基礎(chǔ)除2#臺(tái)仍采用擴(kuò)大基礎(chǔ)外，0#臺(tái)、1#墩擬采用樁基礎(chǔ)。為降低橋梁工程造價(jià)，除了合理選擇橋梁結(jié)構(gòu)形式外，還需合理進(jìn)行橋位設(shè)計(jì)。橋位設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括橋位選擇、水文計(jì)算、橋梁孔徑和墩臺(tái)基底埋置深度的確定及調(diào)整構(gòu)造物的布設(shè)等。
1 變更設(shè)計(jì)前后主要技術(shù)參數(shù)的比較
在進(jìn)行橋梁修改設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)橋梁的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了修改，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出：變更前后橋面中心標(biāo)高基本一致，變更后的結(jié)構(gòu)形式有所改進(jìn)。變更后的橋孔凈跨和橋梁全長(zhǎng)比變更前增大。由于設(shè)計(jì)洪水頻率提高，相應(yīng)橋梁的各種技術(shù)參數(shù)均應(yīng)有所提高，但變更后的橋孔凈長(zhǎng)比變更前增長(zhǎng)太多，何況同一跨徑的PC空心板梁橋下有效過(guò)水面積要比石拱橋改善很多。
2 合理選擇橋位
橋位應(yīng)選在符合水文、地形、地貌及工程地質(zhì)等方面要求的位置。從水文方面考慮，應(yīng)選在河道順直、穩(wěn)定，灘地較高、較窄，且河槽能通過(guò)大部分計(jì)算流量的河段上。從現(xiàn)場(chǎng)觀察，變更后橋梁所在河灘較寬，加上0
#臺(tái)橋頭引道原為農(nóng)田地段，現(xiàn)為填方路堤，除使小部分洪水通過(guò)灌溉涵外，大部分洪水都將匯集于橋梁下面通過(guò)，使河灘容易淤積，因此，變更后的橋梁建成后需作必要的河床疏導(dǎo)、整治。但總體來(lái)看變更后的橋位比變更前的橋位理想。
3 合理進(jìn)行水文計(jì)算和橋孔長(zhǎng)度確定
水文計(jì)算的目的是推求符合相應(yīng)頻率的設(shè)計(jì)洪水水位流量。在此之前要正確劃分所設(shè)計(jì)的橋位屬于何種類型的河段，并在斷面上合理劃分河槽、河灘，確定河槽與河灘的洪水糙率系數(shù)。
該橋中心樁號(hào)為婁漣(婁底一漣源)公路K51+465．50處，系山區(qū)溪流，橋面中心標(biāo)高158．17 m，河槽內(nèi)為砂石，歷史最高洪水位標(biāo)高為150．67 m，下游洪水位標(biāo)高為151．88 m，推算出橋位處歷史最高洪水位標(biāo)高為152．12 m，測(cè)得水面比降i為4．2‰。
河灘、河槽的過(guò)水面積w 和水面寬度B見(jiàn)表2。因水面寬大于平均水深的10倍，計(jì)算灘、槽斷面的流速時(shí)水力半徑用灘、槽的平均水深代替，濕周用水面寬代替。斷面流量的計(jì)算可采用二種方法：
式中：H
t為河灘的平均水深；W
t為河灘的過(guò)水面積；B
t為河灘的水面寬度；為河灘中水的流速；Q
t，為河灘中水的流量。
式中：H
C為河槽的平均水深；W
C為河槽的過(guò)水面積；B
C 為河槽的水面寬度；ν
C 為河槽中水的流速；Q
C 為河槽中水的流量。
式中：φ為地貌系數(shù)，取0．06；h為徑流厚度(mm)，取78 ram；z為被植物或洼地滯留的徑流厚度(mm)．取20 mm；F為流域面積．取30 km² ；β為洪水傳播影響洪峰流量的折減系數(shù)，取0．7；γ、δ為折減系數(shù)，γ=1．0，δ=1．0。
比較二種計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果，全斷面總流量相差在5％之內(nèi)。設(shè)計(jì)流量Q
S 采用較大值，為282m³/S，求凈過(guò)水面積：
原設(shè)計(jì)為1孔16 m石拱橋，設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高為152．123 m(1954年洪水位)，河床標(biāo)高為148．734m(河床為石質(zhì))，則橋下凈過(guò)水面積：
計(jì)算結(jié)果表明，橋下凈過(guò)水面積比計(jì)算面積小13．57 ㎡，加之變更設(shè)計(jì)時(shí)要恢復(fù)一條人行道路，這樣就額外增加了橋下凈面積，更不能保證洪水在橋下安全通過(guò)。因此建議增大過(guò)水面積。根據(jù)橋臺(tái)開(kāi)挖情況，建議將原1孔16 m石拱橋改為2孔16 mPC空心板，并對(duì)梁橋的0
#橋臺(tái)作特殊設(shè)計(jì)．那么橋下凈過(guò)水面積：
W ′
q=12×(152．123—148．734)×2=81．34 ㎡>W0=67．79 ㎡
該河段穩(wěn)定，橋孔凈長(zhǎng)可采用河槽寬度公式L
J=K(Q
s／Q
c )
nB
C 計(jì)算，其中K=0．84，，n=0．90，則L
j=0．84×(282／217．25)0· ×13．75=14．61 m。
鑒于1
#橋臺(tái)基礎(chǔ)已施工完畢，完全可以利用，最后經(jīng)比較確定上部構(gòu)造采用2孔16 m鋼筋砼空心板橋，實(shí)際橋孔凈長(zhǎng)為32．0 m。
根據(jù)《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 062—91)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①對(duì)水文計(jì)算的基本資料應(yīng)審核其可靠性、獨(dú)立性、一致性和系列代表性；②水文計(jì)算可根據(jù)資料及地區(qū)特點(diǎn)采用多種計(jì)算方法，經(jīng)分析選用合理的計(jì)算方法；③影響橋孔凈長(zhǎng)的因素校多，除進(jìn)行必要的橋長(zhǎng)計(jì)算外，還應(yīng)結(jié)合橋位地形、斷面形態(tài)、河床地質(zhì)、橋前雍水、沖刷情況、橋頭引道填土高度等綜合分析確定橋孔凈長(zhǎng)；④山區(qū)河段的橋孔布設(shè)，對(duì)于開(kāi)闊河段，其橋孔布設(shè)允許壓縮河灘，但不能壓縮河槽，橋頭河灘路堤應(yīng)與洪水流向正交，否則應(yīng)增大橋孔。
4 結(jié)束語(yǔ)
1)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件、河流平面外形和河流的穩(wěn)定程度等因素確定橋梁所處的河段。
2)橋位設(shè)計(jì)合理與否直接影響橋梁的基本尺寸和布局，也直接決定橋梁在修建和使用過(guò)程中是否最合理、最經(jīng)濟(jì)。
3)橋位應(yīng)選擇在河道順直、穩(wěn)定，灘地較高、較窄，河窄，河岸穩(wěn)固，工程地質(zhì)較好的河段上。
4)河床的灘、槽劃分準(zhǔn)確與否，對(duì)橋孔長(zhǎng)度計(jì)算影響極大，應(yīng)根據(jù)河段平面形態(tài)、植被分布情況合理劃分河床灘、槽。
5)為便于劃分河床灘、槽及真實(shí)地計(jì)算洪水流量，在河床縱斷面測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)河床斷面形狀在變化點(diǎn)和一定距離內(nèi)加設(shè)測(cè)點(diǎn)樁，并且斷面測(cè)量的縱、橫向偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。
6)對(duì)橋位設(shè)計(jì)流量和橋孔凈長(zhǎng)的推算結(jié)果應(yīng)根據(jù)多種因素，通過(guò)綜合分析、論證后確定。
7)應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘探和水文資料的收集。
參考文獻(xiàn)：
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