張科龍 ZHANG Ke-long；周勝利 ZHOU Sheng-li；劉洋 LIU Yang

（中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，武漢 430040）

0 引言

城市高架橋排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)選擇方便養(yǎng)護(hù)、維修。城市橋梁橋面排水系統(tǒng)作為附屬結(jié)構(gòu)，質(zhì)量容易出現(xiàn)病害，需從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面制訂相應(yīng)對(duì)策。對(duì)跨越飲用水源等敏感水體高速公路橋梁應(yīng)急排水系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合橋梁主體設(shè)計(jì)提前進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)，在常規(guī)直排方式的基礎(chǔ)上，增加橋面雨水徑流收集、排除的縱向排水管和妥善收集危險(xiǎn)化學(xué)品事故徑流的收集池。高速公路混凝土橋梁排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重防水與排水的相互結(jié)合，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，能保證橋梁排水系統(tǒng)效用優(yōu)良。大跨徑市政超寬鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面排水系統(tǒng)融入到橋梁結(jié)構(gòu)體系中，既不影響橋梁的整體景觀效果，又能有效地解決橋面排水問題。

武穴長(zhǎng)江公路大橋，主橋鋼箱梁寬度38.5m，雙向橫坡2%，最大縱坡2%。鋼結(jié)構(gòu)橋梁排水，在主梁橫斷面兩側(cè)風(fēng)嘴中各設(shè)置1條通長(zhǎng)U形肋集水槽，材質(zhì)為321-Q345qD，U肋單面焊，U肋嵌補(bǔ)，2mm不銹鋼襯墊，全熔透。集水槽U肋及對(duì)應(yīng)橋面板材采用321-Q345qD不銹鋼復(fù)合鋼板，其中集水槽U肋由基層（Q345qD，8mm）+復(fù)層（321奧氏體不銹鋼，3mm）組成，總厚度11mm；集水槽U肋對(duì)應(yīng)的橋面板由基層（Q345qD，10mm）+復(fù)層（321奧氏體不銹鋼，3mm）組成，總厚度13mm；制造時(shí)，不銹鋼復(fù)層均應(yīng)置于U肋內(nèi)側(cè)。橋面開孔，出水口在端部接排水管子落下。伍家崗長(zhǎng)江大橋，主橋鋼箱梁橋面寬度34.7m，雙向橫坡2%，最大縱坡1.5%。U形肋集水槽，設(shè)置在主梁橫斷面人行道中各設(shè)置1條通長(zhǎng)U形肋集水槽，材質(zhì)345qD，同橋梁主體材質(zhì)。灞河元朔大橋，主橋鋼箱梁橋面寬度56m，雙向橫坡1.5%，最大縱坡3.983%。分別在人行道、護(hù)索區(qū)、非機(jī)動(dòng)車道、行車道、分離帶中設(shè)置豎直排水管，穿透梁體，將橋面雨水直排。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面排水和結(jié)構(gòu)融合，既能完成?；沸孤┘拔鬯畱?yīng)急排水，又能完成常規(guī)雨水排水。在已有橋面排水系統(tǒng)研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合贛州蟠龍大橋項(xiàng)目，對(duì)跨水廠飲用水水源地橋梁排水系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)研究，以達(dá)到更好的排水效應(yīng)。

贛州蟠龍大橋?yàn)殡p層布置的鋼桁架矮塔斜拉橋，全長(zhǎng)396m，橋跨布置為54m+63m+108m+108m+63m，跨章江約300m河道，最大水深約5.6m。橋梁雙向橫坡2%，單向縱坡0.5%。（圖1、圖2）

圖1 橋型布置圖

圖2 鋼桁架橫向布置圖

蟠龍大橋橋面采用有組織收集集中排水方式。

1 鋼桁梁橋面排水設(shè)計(jì)

1.1 總體規(guī)劃

橋面收集排水主要是對(duì)常規(guī)降雨、橋面日常沖洗、事故車輛泄漏沖洗的污水進(jìn)行收集排水，避免將其直接排放到江中造成污染。為防止橋面危化品泄漏及污水流入章江，通過橋面橫坡和縱坡將橋面污水及初期雨水引入到U肋集水槽中，雨污水通過U肋集水槽流入端部橋墩，通過橋墩豎向排水管引入污水處理池。當(dāng)遭遇特大暴雨時(shí)，為防止橋面積水造成對(duì)行車安全的不利影響，部分雨水可由設(shè)置在縱向排水槽內(nèi)側(cè)護(hù)欄上的溢水口直接排放至江中。

1.2 細(xì)部設(shè)計(jì)

橋面縱向排水管采用頂板最邊緣的U肋空間進(jìn)行排水。U肋排水管正上方橋面板開橢圓形孔洞，將匯集于排水溝的雨水匯入U(xiǎn)肋，U肋內(nèi)部襯砌3mm厚不銹鋼防止U肋銹蝕，橋面板開孔按上層橋面板構(gòu)造圖執(zhí)行，開孔對(duì)應(yīng)位置的不銹鋼板開孔。U肋集水槽內(nèi)襯3mm不銹鋼鋼板，頂板和U肋集水槽全覆蓋，材質(zhì)06Cr18Ni11Ti。U肋集水槽主體板厚8mm，材質(zhì)06Cr18Ni11Ti。

P19橋墩處豎向排水管，將U肋雨水從端部引入，為DN300給水涂塑復(fù)合鋼管（基管?325×8為Q235B無縫鋼管）。車行道鋪裝邊沿采用預(yù)制樹脂混凝土排水溝（250×100），沿橋梁縱向通常布置。

過江橋梁設(shè)置污水及初期雨水的收集排水系統(tǒng)，收集后的橋面雨（污）水統(tǒng)一接入兩岸事故水收集池后接入道路市政雨水管網(wǎng)。贛州蟠龍大橋通過橋面集中排水系統(tǒng)，在南北兩岸分別設(shè)置一個(gè)事故應(yīng)急池。1座位于河道西北側(cè)橋梁南側(cè)，新建事故應(yīng)急處理池1座（內(nèi)外涂防腐），有效容積約160m。1座位于河道東南側(cè)橋底，新建事故應(yīng)急處理池1座（內(nèi)外涂防腐），單座有效容積約159m。結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土自防水池體結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度C35，抗?jié)B等級(jí)P8。在交通事故發(fā)生時(shí)，可通過此系統(tǒng)回收散至路面的危險(xiǎn)品。（圖3）

圖3 橋面排水布置圖

2 鋼桁梁U肋集水槽制造

2.1 不銹鋼U肋集水槽制作

面板長(zhǎng)度劃分為9000mm一節(jié)，不銹鋼U肋劃分為8540mm一節(jié)，對(duì)接處預(yù)留460mm嵌補(bǔ)段，現(xiàn)場(chǎng)工地安裝。（圖4）

圖4 不銹鋼U肋嵌補(bǔ)大樣圖

采用等離子切割機(jī)將不銹鋼板下料為板條，并采用刨邊機(jī)開設(shè)好坡口，最后上折彎?rùn)C(jī)制作為U肋。不銹鋼U肋長(zhǎng)邊方向坡口開設(shè)角度為37°，兩端坡口開設(shè)角度為20°。

2.2 3mm不銹鋼內(nèi)襯制作

不銹鋼內(nèi)襯劃分為8740mm一節(jié)，對(duì)接處預(yù)留260mm嵌補(bǔ)段，現(xiàn)場(chǎng)工地安裝。

不銹鋼內(nèi)襯由U形肋和板條組成，通過通長(zhǎng)單面角焊縫將U形肋與板條焊接成為密封的管道。（圖5）

圖5 不銹鋼內(nèi)襯大樣圖

2.3 面板單元件制作

面板采用激光下料，在不銹鋼U肋對(duì)應(yīng)位置割除泄水孔，對(duì)接縫處面板預(yù)留50mm不切除保持其整體性不變形。先組裝3mm不銹鋼內(nèi)襯，并完成其與面板的角焊縫。再組裝8mm不銹鋼U肋，并完成其與面板的部分熔透焊縫，熔深80%。采用不銹鋼藥芯焊絲E309LT1-1 ?1.2，CO氣體保護(hù)焊焊接。面板翻身后，對(duì)泄水口與不銹鋼連接處采用角焊縫圍焊。（圖6-圖9）

圖6 不銹鋼內(nèi)襯組裝

圖9 不銹鋼內(nèi)襯與泄水孔連接

3 鋼桁梁橋面排水施工

3.1 U肋集水槽施工

鋼桁梁匹配總裝后，帶挑臂單元件安裝完成后，進(jìn)行不銹鋼U形集水槽施工。首先采集對(duì)接口嵌補(bǔ)數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)匹配下料現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼U肋和不銹鋼內(nèi)襯，從而保證匹配性。將面板泄水孔對(duì)應(yīng)位置的面板和不銹鋼內(nèi)襯割除并清理。下料完成后，先進(jìn)行3mm內(nèi)襯安裝和焊接，再進(jìn)行8mm不銹鋼U肋安裝和焊接，割除不銹鋼內(nèi)襯與泄水孔連接處。排水U肋嵌補(bǔ)段焊接須等強(qiáng)對(duì)接焊。

圖7 不銹鋼U肋組裝

圖8 不銹鋼U肋船焊接頭

3mm不銹鋼內(nèi)襯板在節(jié)段對(duì)接處嵌補(bǔ)段內(nèi)進(jìn)行環(huán)焊，要保證嵌補(bǔ)段處的密封防水性能良好。

圖10 不銹鋼U肋工地接頭形式

3.2 排水管施工

在主橋大里程設(shè)置端頭，采用300方管連接不銹鋼U形肋積水槽和漏斗形匯水口。DN300豎向排水管結(jié)合彎管接頭排入路面高于路面30cm的有壓井。

墩內(nèi)固定排水管用預(yù)埋件沿排水管每1m設(shè)置一個(gè)。U肋排水溝端部采用定制鋼管接入帶漏斗形泄水口的豎向泄水管中。

預(yù)制樹脂U型排水溝沿護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣平行設(shè)置，頂部設(shè)置蓋板。預(yù)制樹脂U型排水溝底部設(shè)置開孔，排水管底部鋼板面板開橢圓形孔洞，利用底部U肋進(jìn)行縱向排水。

3.3 事故應(yīng)急池施工

為增強(qiáng)水池混凝土抗?jié)B能力，抗?jié)B混凝土中要求參加高效抗裂型防水劑。混凝土結(jié)構(gòu)拆模不得少于5天?；炷吝_(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度前應(yīng)有專人定時(shí)認(rèn)真灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天，水池不得長(zhǎng)期在干燥環(huán)境下暴曬，以防止干縮裂縫的產(chǎn)生。構(gòu)筑物（水池）混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，應(yīng)抓緊做好試水試驗(yàn)。試水合格后盡量及時(shí)回填外側(cè)土方，基坑回填土應(yīng)分層夯實(shí)，回填土壓實(shí)系數(shù)與周邊路基壓實(shí)度保持一致?；靥钔鈧?cè)土方宜結(jié)合周邊道路、綠化要求同時(shí)進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

①橋面縱向排水管采用橋面系U肋代替，由3mm不銹鋼內(nèi)襯和8mm不銹鋼U肋組成的封閉管道，能夠很好地解決景觀和應(yīng)急排水的需求。②跨水廠取水口水源地雙層鋼桁梁三矮塔斜拉橋排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作及施工，可為類似橋梁項(xiàng)目借鑒和參考。