國家公民的建設畢業(yè)論文

　　摘要：以319國道某橋橋位設計為例，分析、探討了橋位選擇、水文計算及橋孔凈長的確定時應注意的一些問題。
　　關鍵詞：橋位選擇 水文計算 橋孔凈長的確定 探討
　　0 前言
　　橋梁是道路跨越河流的主要形式，路線工程中橋梁工程的造價占了較大的比重，有資料表明：根據(jù)工程造價歷史資料統(tǒng)計分析，一般橋梁工程的造價占整條線路工程。要降低橋梁工程造價，除了合理選擇橋梁結構形式外，就是正確合理進行橋位設計了，而橋位設計又是橋梁設計的主要任務。橋位設計的主要內(nèi)容包括：橋位選擇、水文計算、橋梁孔徑和墩臺基底埋置深度的確定以及調治構造物的布設等「2」。本文僅以319國道某橋為例對橋位選擇、水文計算及橋孔凈長的確定進行探討。
　　1 新、老橋設計的主要技術參數(shù)的比較
　　廈門至成都的319國道我省境內(nèi)段以逐段按二級公路標準進行改造，其中某橋老橋由上級主管部門鑒定屬危橋，為考慮該路段今后改造接線順暢、施工方便等原因，特另選橋位新建一座橋梁，現(xiàn)將其新、老橋主要技術參數(shù)比較如下：
　　主要技術參數(shù) 319國道某橋
　　新 老
　　橋面中心標高(米) 121.17 121.05
　　設計洪水頻率 1/100 1/50
　　孔徑及結構形式 4孔16米鋼筋砼t梁 5孔8米亂石拱
　　橋梁全長(米) 84.42 53.2
　　相互位置 新橋位于老橋下游70米
　　以上比較可以看出：新老橋橋面中心標高基本一致，新橋的結構形式有所改進，新橋的橋孔凈跨比老橋增大，新橋的橋梁全長比老橋增長。作為新建一座橋梁，由于公路等級的提高，相應橋梁的各種技術參數(shù)均應有所提高，但以上的比較結果中，似乎覺得新橋的橋孔凈長比老橋增長太多，何況同一跨徑的鋼筋砼t型梁橋的橋下有效過水面積要比石拱橋改善很多。從施工圖預算看，該鋼筋砼t型梁橋每延米建筑安裝工程的平均單價以達2.4萬元，試想如在滿足使用的前提下，橋梁全長縮短10米，就是為國家節(jié)約投資二十余萬元。
　　2 正確合理進行橋位設計
　　2.1合理選擇橋位
　　橋位設計首先就要合理選擇橋位，橋位應選在符合水文、地形、地物、地貌及工程地質等方面的要求處，對通航河道還應符合通航方面的要求。水文方面橋位應選在河道順直、穩(wěn)定、灘地校高、較窄，且河槽能通過大部分計算流量的河段上。從現(xiàn)場觀察，新橋橋位的河灘較寬，加上橋軸前進方向河灘靠岸處有一條人工開挖的農(nóng)田灌溉水渠，經(jīng)洪水的沖刷，使河灘中有一堆較大沉積物，平常上面長有雜草和灌木，新橋建成后需作必要的河床疏導、整治。總體看來新橋橋位沒有老橋橋位理想。
　　2.2合理進行水文計算，經(jīng)濟布設橋孔長度
　　水文計算的目的就是推求符合相應頻率的設計洪水水位流量。在此之前還要正確劃分所設計的橋位屬于何種類型的河段，并在實地在形態(tài)斷面上合理劃分河槽、河灘，合理確定河槽與河灘的洪水糙率系數(shù)。
　　現(xiàn)該橋的設計流量與橋孔凈長計算如下：
　　一、 基本情況
　　該橋址中心樁號為319國道k1037+959.6處，系山區(qū)河流，其上游約70米處有一座5孔8米的石拱橋，橋面標高121.05米，河槽內(nèi)為砂礫，經(jīng)調查歷史最高洪水位標高為119.00米，下游洪水位標高為118.83米，推算出橋位處歷史最高洪水位標高為118.93米，測得水面比降為1‰。
　　二、 形態(tài)斷面流量、流速計算
　　河灘、河槽的過水面積w和水面寬度b計算見附表：
　　因水面寬大于平均水深的10倍，所以計算灘、槽斷面的流速時水力半徑用灘、槽的平
　　均水深代替，濕周用水面寬代替
　　河灘部分：
　　ht=wt/bt=(126.45+75.84)/(87.60+47.60)=202.29/135.2=1.5m
　　vt=mht2/3 i1/2 =25×1.502/3×0.0011/2=1.04m/s
　　qt=wtvt=202.29×1.04=210.38m3/s
　　河槽部分：
　　hc=wc/bc=194.63/54.65=3.56m
　　vc=mhc2/3i1/2=40×3.562/3×0.0011/2=2.95m/s
　　qc=wcvc=194.63×2.95=574.16m3/s
　　全斷面總流量q總=qt+qc=210.38+574.16=784.54m3/s
　　全斷面平均流速vo=q總/w總=784.54/396.92=1.98m/s
　　取設計流量為：qs=790m3/s
　　三、橋孔凈長計算
　　該河段屬穩(wěn)定河段，按河槽寬度公式：lj=k(qs/qc)nbc進行計算
　　因穩(wěn)定河床k=0.84 n=0.90
　　則有 lj=0.84×(79574.16)0.9×54.65=61m
　　經(jīng)比較確定上部構造采用4孔16米鋼筋砼簡支梁橋，即實際橋孔凈長為64.0米。
　　以上橋孔凈長是根據(jù)河槽寬度公式計算而來。我們知道河槽是河流宣泄洪水和輸送泥沙的主要通道，河槽往往是常年流水，底沙處于運動狀態(tài)，植物不易生長。而河灘則只是在汛期才有流水，無明顯的底沙運動，通常有草類、樹木等植物生長。從該橋的水文調查得知，其常年流水的河槽并沒有54.65米寬。根據(jù)《公路橋位勘測設計規(guī)范》jtj062-91「3」的如下各條規(guī)范：
　　第7.1.2條 對水文計算的基本資料應審核其可靠性、獨立性、一致性和系列代表性。
　　第7.1.3條 水文計算可根據(jù)資料情況及地區(qū)特點采用多種方法計算，經(jīng)分析論證后選
　　用其合理的計算成果。
　　第8.2.2條 影響橋孔凈長的因素較多，除進行必要的橋長計算外，尚應結合橋位地形、
　　斷面形態(tài)河床地質、橋前雍水、沖刷深度、橋頭引道填土高度等綜合分析確定橋孔凈長。
　　第8.3.5條 山區(qū)河段的橋孔布設。
　　開闊河段 橋孔布設允許壓縮河灘，但不能壓縮河槽。橋頭河灘路堤應盡量與
　　洪水主流流向正交，否則應增大橋孔。
　　又根據(jù)實際情況，在設計水位，河灘、河槽的洪水糙率系數(shù)，洪水比降參數(shù)都不改變的情況下，只將河槽河灘的劃分稍作調整，河灘的范圍為k1037+840~k1037+927.76與k1037+958~k1038+029.85，河槽的范圍為k1037+927.76~k1037+958，河灘、河槽的累計過水面積及寬度計算如下：
　　wt1=126.45m2 bt1=87.60m wt2=157.01m2 bt2=71.85m wc=113.46m2 bc=30.40m 然后計算出洪水流量為q總=673.99m3/s。計算橋孔凈長時取設計流量為qs=700m3/s。
　　按河槽寬度公式計算得橋孔凈長為：lj=48.25m
　　按單寬流量公式計算得橋孔凈長為：lj=54.36m
　　通過以上兩種方法計算，綜合考慮可取橋孔凈長為lj=54m
　　3 幾點認識
　　3.1橋位設計的合理與否直接影響橋梁的基本尺寸和布局，亦直接決定橋梁在修建和使用過程中是否達到最合理、最經(jīng)濟。應正確理解、靈活運用《公路橋梁勘測設計規(guī)范》。
　　3.2應根據(jù)場地條件、河流平面外形和河流的穩(wěn)定程度等因素合理確定橋梁所處的河段是屬于哪一類型的河段。
　　3.3橋位應選擇在河道順直、穩(wěn)定、灘地較高、較窄、河岸穩(wěn)固、工程地質較好的河段上。
　　3.4河床的灘、槽劃分準確與否，對橋孔長度計算影響極大，應根據(jù)河段平面形態(tài)、植被分布情況在橋位現(xiàn)場認真調查研究合理劃分河床灘、槽。
　　3.5為合理劃分河床灘、槽及真實地計算洪水流量，應在河床縱斷面測量時根據(jù)河床斷面形狀變化點和一定距離中加設測點樁，并且斷面測量的縱、橫向偏差應符合規(guī)定要求。
　　3.6河灘、河槽的洪水糙率系數(shù)、水面比降等均應按規(guī)范規(guī)定合理確定。
　　3.7對橋位設計流量和橋孔凈長的推算結果應根據(jù)多種因素綜合分析論證確定。
　　參考文獻：
　　「1」、交通部公路工程定額站編 公路工程造價工程師培訓教材《公路工程技術》 1998。
　　「2」、熊廣忠主編 《橋涵水力水文計算》北京 人民交通出版社出版 1983。
　　「3」、jtj062-91《公路橋位勘測設計規(guī)范》 北京 人民交通出版社出版 1998.11。
　　「4」、張學齡主編《橋涵水文》北京 人民交通出版社出版 1990。
　　附：該橋過水面積計算表
　　樁 號 河床標高(m) 水深(m) 平均水深(m) 水面寬度(m) 過水面積(m2) 累計過水面積(m2) 合計