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        橋梁跨十八里河防洪影響評價

        2016-10-14 01:50:08陳玉丹官坤明
        科學與財富 2016年28期
        關鍵詞:橋梁

        陳玉丹+官坤明

        摘 要:針對橋梁跨十八里河的工程概況,分析說明進行防洪評價的必要性;進行河道橋梁斷面的水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算等,從而分析工程建設對河道的影響,評價河道行洪安全等。

        關鍵詞:十八里河;橋梁;防洪影響評價

        1背景

        十八里河是七里河的支流之一,發(fā)源于新鄭市龍湖鎮(zhèn)孟莊南溝,在管城區(qū)隴海鐵路附近的白莊村與十七里河匯合,總長24.8km,流域面積112.3km2,其中,鄭州市區(qū)段(劉灣水庫至白莊),長10.6km。本次評價的十八里河洪水主要由暴雨形成,其變化受暴雨強度和地形等因素影響,洪水發(fā)生時間、變化規(guī)律與暴雨基本一致,洪水多發(fā)生在7、8月份的汛期,洪水年際年內(nèi)分布不均,變幅較大,不確定性強。洪水流量、洪量特點與流域特征和暴雨特征有關,十八里河發(fā)源于低丘區(qū)與平原區(qū),受區(qū)域降雨強度與下墊面條件影響大,整體洪峰上升與下降較快,通過時間較短。洪量較大,受暴雨強度、匯流面積與地形條件影響,與降雨變化特征基本一致。十八里河所含泥沙現(xiàn)主要來源于流域上游的土壤重力侵蝕,受季節(jié)性變化與降水強度影響較大,汛期降雨量與雨強大,洪水發(fā)生時攜帶一定的泥沙,非汛期內(nèi)降雨量小,河道流量小,含沙量較低。所評價的河道無實測泥沙資料,根據(jù)《河南省水利工程水文計算常用圖集》中繪制的侵蝕模數(shù)分區(qū)圖和附近流域?qū)崪y泥沙資料統(tǒng)計成果分析,十八里河年均輸沙模數(shù)約300t/km2·a。

        2河道邊界條件

        橋梁跨十八里河斷面是不規(guī)則斷面,河道底高程平均為131.50,河道底寬為23.47m,所處河道段比降為0.0044。河道左側(cè)岸坡平均為1:2.31,右側(cè)岸坡平均為1:1.24;左岸高程153.00m,右岸高程154.50m。現(xiàn)狀河道概化斷面圖見圖1所示。

        3防洪評價計算

        3.1河道水位計算

        依據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設項目管理的有關規(guī)定》、《防洪標準》有關規(guī)定,橋梁工程跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標準進行計算。十八里河為天然河道,采用明渠均勻流公式進行水位計算,計算結(jié)果如表1所示。

        3.2壅水計算

        3.2.1壅水原理

        河道上修建橋樁后水流受到橋梁和河灘路堤的擠壓,引起水流狀態(tài)的變化,導致河床的變形。

        3.2.2壅水高度計算

        壅水高度是指橋樁建成后上游產(chǎn)生壅水的最高水位與天然河道情況下正常水位的差值。壅水高度采用《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017—99)中介紹的橋前最大壅水高度計算公式,其公式如下:

        3.2.3回水影響長度計算

        橋址處壅水對河道影響長度采用《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017—99)中回水長度計算公式,其公式如下:

        3.2.4波浪高度計算

        波浪高度計算按《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017—99)公式計算。

        跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標準進行壅水計算。計算成果見表2所示。

        3.3沖刷計算

        河床的一般沖刷和局部沖刷深度計算按《橋位設計》及《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017—99)規(guī)范中的計算公式,對橋梁跨十八里河進行20年、50年一遇洪水、100年一遇洪水的沖刷深度計算。計算結(jié)果見表3所示。

        4結(jié)論

        (1)跨十八里河橋梁的設計防洪標準為100年一遇,橋梁的設防標準符合《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017-99)的規(guī)定及國家相關規(guī)定,因此,本橋梁分別采用50年一遇洪水、100年一遇設計洪水標準進行防洪評價是適宜的,項目建設符合所在河段規(guī)劃防洪標準及有關技術要求。

        (2)十八里河按20年一遇洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水3種工況進行評價。十八里河的壅水高度、回水長度均相對較小,不會對河道的行洪帶來大的影響。

        (3)十八里河20 年一遇洪水時,一般沖刷為2.87m,局部沖刷為1.79m,總沖刷深度4.66m;50 年一遇洪水時,一般沖刷為3.26m,局部沖刷為1.78m,總沖刷深度5.04m;100 年一遇洪水時一般沖刷為3.54m,局部沖刷為1.93m,總沖刷深度5.47m。根據(jù)《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017—99)規(guī)范,墩臺埋深不應小于 2.55m,河道設計墩臺最小埋深3m,滿足規(guī)范要求。

        (4)當20年一遇、50年一遇洪水或100年一遇洪水通過橋梁時,造成沖坑主要發(fā)生在橋墩處,堤岸沖刷深度均較小,對兩岸堤防沒有較大影響。

        參考文獻

        [1]中華人民共和國防洪法(GB/50220—95)[S].北京:中國法制出版社,1998.

        [2]防洪標準(GB/50201—94)[S].北京:中國標準出版社,1994.

        [3]鐵路工程水文勘測設計規(guī)范(TB10017—99)[S].北京:中國鐵道出版社,1999.

        [4]橋位設計[S].北京:中國交通出版社,1991.

        作者簡介:陳玉丹(1992-),女,河南洛陽人,在讀碩士,主要從事航道整治方面的工作。

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