徐淑君
(天水市水利水電勘測設(shè)計院,甘肅 天水 741000)
天水市秦州區(qū)羅峪河人行橋位于秦州區(qū)東方紅小區(qū)西側(cè)的羅峪河上,橋位跨越斷面在羅峪河與藉河交匯口處上游50m,連接?xùn)|西現(xiàn)狀親水平臺。
羅峪河是藉河左岸的一級支流,渭河的二級支流,其自藉河左岸匯入藉河。羅峪河流域地處秦州區(qū)北部,位于東經(jīng) 105°30′~105°45′,北緯 34°34′~34°40′之間,發(fā)源于麥積區(qū)新陽鄉(xiāng)鳳凰山南麓五眼泉處,于秦州區(qū)東關(guān)注入藉河,流域面積78.1km2,全長25.3km,主河道平均比降12.0‰。涉及秦州區(qū)的玉泉、中梁及麥積區(qū)的新陽、渭南、花牛等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。屬藉河北岸黃土溝壑地貌,處于溫帶半濕潤與半干旱氣候的過渡地帶,年平均氣溫10.7℃。
橋梁橋面布置為0.25m(花槽)+0.25m(欄桿)+5.0m(人行道)+0.25m(欄桿)+0.25m(花槽)=6.00m;主梁設(shè)計為20+20+20m 三跨等截面連續(xù)單箱雙室鋼箱梁,梁高為1.0m,采用直腹板形式。懸挑翼緣長度為1m,采用鋁塑板進行包裹裝飾。裝飾斜拉橋的塔墩采用1.0m 直徑的圓柱墩;橋臺采用樁柱式輕型橋臺;基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
羅峪河人行橋橋梁等級為大橋,防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,羅峪河的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,故此次防洪評價的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。橋址處100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)計洪水流量為630m3/s,設(shè)計洪水位為14.05m。
上游橋前壅水高度和長度計算公式如下:
式中:ΔZm為橋前最大壅水高度,m;Ly為橋前最大壅水長度,m;η 為阻水系數(shù),查表為 η=0.05為斷面平均流速,m/s為橋下平均流速,m/s;I0為橋址河段天然水面比降,橋位河段取12.6‰。
經(jīng)計算,100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下的橋前壅水高度為0.25m,壅水長度為39.23m。
(1)一般沖刷計算
一般沖刷深度計算如下:
式中:hp-河槽一般沖刷后最大水深(m);Q2-河槽部分通過的設(shè)計流量(m3/s);當(dāng)橋下河槽擴寬至全橋時,Q2=Q;Bcj-河槽部分過水凈寬(m);當(dāng)橋下河槽擴寬至全橋時,Bcj即為全橋橋孔過水凈寬;μ-水流側(cè)向壓縮系數(shù),μ=1-0.375Vs/l0,其中 Vs為設(shè)計流速(m/s),一般采用河槽的天然評價流速,l0為主河槽寬度;hcm-天然情況下河槽最大水深(m)天然情況下河槽平均水深(m)河槽泥沙平均粒徑(mm);E-與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù);Ad-單寬流量集中系數(shù),可采用如下公式計算:
式中:B、H 分別為造床流量下平灘水位時河槽寬度和河槽平均水深。
將橋位斷面及橋梁的有關(guān)參數(shù)代入上式,求得在設(shè)計流量下的最大沖刷水深hp為8.82m。
(2)局部沖刷計算
局部沖刷計算公式如下:
式中:Kζ-墩形系數(shù);Kη1-河床顆粒影響系數(shù);B1-橋墩計算寬度(m)河床泥沙平均粒徑(m);hp-橋下一般沖刷后的最大水深(m);v-一般沖刷后墩前行進流速(m/s);v0-河床泥沙啟動流速(m/s)墩前泥沙始沖流速(m/s);n1-指數(shù)。
將橋位斷面及橋梁的有關(guān)參數(shù)代入上式,求得在設(shè)計流量下的局部沖刷水深hp為4.67m。
天水市秦州區(qū)羅峪河人行橋工程所在河段有關(guān)規(guī)劃主要有2009年1月甘肅省水利廳以甘水發(fā)(2009)26 號文批復(fù)的《甘肅省天水城區(qū)堤防規(guī)劃》。羅峪河人行橋橋位處河段斷面現(xiàn)狀寬60m,大橋橋墩侵占河道寬度4.0m,根據(jù)《甘肅省天水城區(qū)堤防規(guī)劃》羅峪河治導(dǎo)線寬度為45m,故人行橋建成后河道寬度仍滿足河道治理河寬要求。
羅峪河人行橋設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,與羅峪河河道防洪標(biāo)準(zhǔn)相同,符合國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)有關(guān)規(guī)定及相關(guān)管理要求。
按照已批復(fù)文件《甘肅省天水城區(qū)堤防規(guī)劃》,羅峪河堤防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水,相應(yīng)洪峰流量588m3/s。本次復(fù)核擬建羅峪河人行橋防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,相應(yīng)洪峰流量630m3/s,大于該河段原堤防設(shè)計洪峰流量,是屬偏安全的。
人行橋橋位處沒有防凌任務(wù)。
羅峪河人行橋橋墩對河道行洪斷面面積有影響,在100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)下,慮橋梁波浪、凈空等,滿足行洪要求的設(shè)計橋梁下弦高程比復(fù)核橋梁下弦高程要高,滿足河道泄洪要求。
根據(jù)河勢演變分析,工程河段近年來河勢變化不大,受兩岸堤防控制,未來河勢發(fā)生較大變化的可能性較小,羅峪河人行橋的建設(shè)壓縮了行洪斷面,橋梁會造成橋墩間水流流速增大、上游水位壅高、橋下及橋墩附近沖刷加劇,并且使局部水流流態(tài)發(fā)生變化,會對橋位河段河勢造成一定的影響,但影響不大。
羅峪河人行橋建設(shè)使得橋位上游水位壅高,最大壅水高度0.25m,最大壅水長度39.23m。經(jīng)復(fù)核計算,在100年一遇洪水防洪標(biāo)準(zhǔn)下,羅峪河人行橋橋位處、羅峪河橋橋位處、羅峪河人行橋上游100m 處堤頂高程均滿足設(shè)計堤頂要求。
由于橋墩縮窄河道,使局部水流流態(tài)發(fā)生變化,會增大對左右岸堤防的沖刷。
工程施工期間主要利用工程區(qū)附近的市政道路作為工程施工對外交通運輸?shù)闹饕绞?,施工時也可能影響防汛搶險車輛、物資及人員的正常通行,會對防汛搶險產(chǎn)生一定的影響。工程施工期間一定要有施工方案和工期安排計劃,不得對沿河交通造成堵塞和擁擠,更不能影響防汛搶險車輛、物資及人員的正常通行。
羅峪河人行橋建成后,不消耗水資源,對區(qū)域水資源量無影響。橋位斷面上游無引、取水工程,不會發(fā)生水事權(quán)益糾紛。但在大橋修建過程中應(yīng)注意對供水、供熱、通訊、電力、排污等管網(wǎng)、線路及其他設(shè)施合理處理,盡量不要影響兩岸居民的供電、供熱、通訊等正常進行。
羅峪河人行橋右側(cè)坡道的建設(shè)不會對親水平臺上的泵房造成影響。施工過程中應(yīng)取得藉河生態(tài)環(huán)境綜合治理一期續(xù)建工程管理單位同意,注意對泵房的保護。
(1)施工期內(nèi)施工單位及人行橋建設(shè)單位應(yīng)與當(dāng)?shù)睾拥乐鞴懿块T密切配合,制定出一套切實可行的施工度汛方案,根據(jù)洪水預(yù)報和防汛主管部門的指令,及時采取措施,確保羅峪河防洪安全。
(2)施工過程中,兩岸邊坡、高坎、灘地內(nèi)開挖的土方,要及時清理,避免影響行洪。
(3)施工期間各項臨建工程應(yīng)盡量減小對河道的阻水、壅水、挑流作用;盡量減少對藉河北路等正常運營的影響。
(4)各施工實施如堆場、料場、混凝土攪拌站等,盡量設(shè)置在河道之外。
(5)河道內(nèi)修筑的施工道路,路面高程盡量與灘面齊平,如確實需要抬高時,高出灘面部分應(yīng)控制在0.5m 以下。
(6)施工結(jié)束后,應(yīng)徹底清除棄土棄渣,及時拆除阻水建筑物和臨時設(shè)施,恢復(fù)河道原貌,并由河道主管部門驗收。
工程施工期間河道內(nèi)有施工臨時建筑,施工單位應(yīng)加強管理,合理組織施工,減小工程施工對河道周圍環(huán)境的破壞和影響,嚴(yán)禁施工過程中的生產(chǎn)、生活廢水和污水向河道內(nèi)排放。施工結(jié)束后,施工臨時工程必須拆除干凈,廢棄的油污及施工留下的各種廢棄物要全部運走,場地要清理干凈,加強施工期間橋位周邊地區(qū)環(huán)境保護,將施工期內(nèi)對生態(tài)的損壞做相應(yīng)的恢復(fù),確保工程施工對周邊生態(tài)環(huán)境及水土保持的不利影響降到最低。施工期及項目建成后棄渣的處理方案應(yīng)根據(jù)地方相關(guān)政府部門規(guī)劃,在指定地點進行棄渣堆放、掩埋,棄渣堆放到指定的堆渣場時,要做好相應(yīng)的水土保護措施,以免造成水土流失,破壞環(huán)境。