桥梁工程桥面排水系统优化设计

期刊目录网电力论文发表2020-03-03 09:08关注(1)

　　为了提升桥梁桥面排水设计水平，结合实际，在阐述桥梁桥面排水系统设计中环境保护要求的同时，总结桥面排水系统设计存在的问题，从桥面径流收集的适用条件、桥面径流收集的设计计算、事故径流收集池的设计等方面探讨了桥梁桥面排水系统优化设计要点，可为相关设计人员提供参考。

桥梁工程桥面排水系统优化设计

　　关键词：高速公路桥梁；桥面；排水系统；优化设计

　　1环境保护对桥面排水系统的要求

　　随着我国经济的发展，由于危险化学品而导致的公路运输事故时有发生，给当地的饮用水造成了极大的污染。基于此，我国的环保部门制定了一系列的风险预防管理措施，其中明确规定，公路建设过程中，需充分重视当地饮用水源的保护，并需在公路选线设计过程中，合理避开饮用水源地，避免在发生事故后给人们的生命安全造成巨大的影响。为了能有效预防因危险化学品的运输事故而导致的严重污染问题，需对水源二级保护区、准保护区等地设置桥梁工程项目，以保证该地区的水源安全性达标，需在桥梁上部设置径流收集系统，还需在两侧布置沉淀池装置，一旦发生污染问题就能够通过径流来有效处理，从而可以充分保障水源的安全。

　　2桥面排水系统设计现状

　　当前我国桥梁桥面排水系统的设计是利用桥面横坡、纵坡的结构形式将水排放到河流中，我国所应用的公路排水系统主要是按照《公路排水设计规范》（JTG/TD33—2012）来进行设计，在排水设计的过程中，需考虑到公路的安全性、排水通畅性等方面的需要，保证其横向、纵向的坡度都要达到要求，确保落在桥面上的降水能够及时排放到车道两侧的位置上。但在设计中，需要保证桥面泄水口的数量和间隔距离都达到径流量参数的需要，一般采用定距设计的方式，保证其最大间隔距离控制在20m以下。需要直接跨越河流、水沟的桥梁，桥面排水流入到进水口后会直接排出去；对于跨越公路、铁路等的桥梁项目，需布置纵向排水管系统，进而保证降水直接排放到径流中，然后利用墩台位置上的竖向排水管流入到地面设施与河流内。从这个角度出发，桥梁在运行过程中，需更加重视普通交通事故的预防，并针对危险化学品交通事故而出现的风险进行防范。近年来，我国的一些跨越饮用水源的高速公路项目全都建设了桥面径流收集系统，其中应用最为普遍的方式是在桥梁两侧布置PVC管路，可直接将桥面位置上的降水排放到收集池内。

　　3当前桥梁排水系统设计的主要问题

　　根据当前的实际情况分析，桥梁排水系统的设计主要问题如下。（1）跨越饮用水源的情况下，需选择传统的排水结构形式，桥面水会直接经过纵向位置布置的泄水管直接排放到水体环境中，这种排放的方式存在比较高的风险，只要桥梁表面发生危险品运输车辆交通事故而导致泄漏、翻车等严重问题，车内的化学品会直接通过泄水管进入到水体中，从而导致饮用水源受到严重的污染，人们饮用之后会导致身体健康受到直接的影响。（2）在纵向排水管道、集水池设计的过程中，没有达到科学性、合理性、规范化的要求，也没有发挥应有的作用。从具体的应用效果来分析，当前主要应用的径流收集方式是在桥梁建设完成后设置径流收集装置，很多都没有发挥出应有的作用，只是在桥梁两侧的位置上布置PVC管路，将径流直接引入到两侧收集池内。从大量的实践经验分析可发现，当前存在的主要问题是排水管道直径较小、收集池不合理或没有设置收集池，在发生突发事故后导致其效果较差，难以满足使用的需要。（3）收集池在建设完成后，并没有按照使用的需要设置控制管阀等装置，蓄水池内液体的高度超出顶部之后会出现溢流的情况，其液体会进入到水体中。进入到收集池内的液体会经过部分的蒸发耗散，还有大部分会存留在收集池内，占据了较大的空间，一旦发生危险品泄漏事故，无法收集化学药品，对水源造成严重的污染问题。

　　4桥面排水系统优化设计

　　经过全面深入的分析可以发现，当前很多跨越饮用水源的桥梁项目排水工程的设计都有很多的缺陷与问题，没有达到应急使用的需要，如果该地区发生严重的危险品泄漏的情况，就会产生严重的危害。因此，科学合理地设置桥梁应急排水系统，可充分保护当地的水资源安全性。为了达到这一目的，需进行整体性的规划与设计，在充分利用常规直排方式下，还需适当增加雨水径流收集、排出措施，可保证事故泄漏的化学品直接进入到收集池中，充分保证水资源的安全性[2-3]。

　　4.1桥面径流收集的适用条件

　　纵向排水管的排水性能与管径、纵坡参数等存在直接的关系，如果桥梁较长，桥面部分的汇水面积会相对较大，纵向排水管无法达到使用的需要。也可能是因为纵坡坡度较小，其排水效果会相对较差，无法满足要求。对于长度较长的桥梁项目，其纵向排水管的管径设计需满足桥梁最大雨水汇集量的需要，可根据工程的实际需要，将桥位上的竖曲线布置为凸曲线的形式，要把桥梁的纵向排水系统设置为两侧桥头排放的方式，并且需尽量增加两侧纵坡坡度值，提升桥面雨水排泄能力。对于大型桥梁项目，还需综合考虑桥梁结构的承载性能与安全性方面的需要。

　　4.2桥面径流收集的设计计算

　　在布置桥梁纵向排水管时，需根据实际情况改变原有排水方向，确定管径。如果排水管径过大，会导致工程成本上升；如果管径过小，则会导致桥面排泄量不足，在发生交通事故之后，导致化学药品无法及时排泄，最终造成了严重事故的发生。纵向排水管需有效排除雨水，通过末端的收集装置来收集，满足系统运行的需要。

　　4.3事故径流收集池的设计

　　事故径流收集池的设计主要考虑蓄纳能力，可收集事故发生之后的全部液体，保证池内的容积达到使用的需要。出现危险化学品的泄漏事故，能有效收集化学品；没有发生事故时，可将雨水收集到径流中，在雨后要及时排出。在设计过程中，要选择具备耐酸、耐碱性能的建筑工程材料，可以抵御化学品的侵蚀作用[4-5]。桥面径流收集系统中需合理设置远程控制三通阀门，直接导入到两套收集池内。正常径流会直接进入到沉淀池内，经过必要的过滤处理之后排放到自然环境中，在发生危险品泄漏之后就可以开启事故池，然后将其收集，并需通知专业人员进行必要的处理。该系统主要缺陷在于用地面积较大，对于地形条件也有着较高的要求，必须保证桥梁两侧的空间达到使用的需要。从节约用地的角度出发，本研究中将事故收集池中加入了沉淀的功能，在正常径流之下，沉淀之后会排放出去，发生危险化学品泄漏后可将收集池排放口关闭，收集事故径流。

　　5结语

　　当前高速公路桥梁运营中，发生一些危险化学品泄漏的情况，给水源造成严重的污染，这就需结合实际情况选择合适的处理方式，有效收集危险化学品，保证水源的安全，避免给人们的生命健康造成不利的影响，促进社会全面发展。

　　参考文献：

　　[1]赵琴.高速公路桥梁桥面排水系统优化设计的探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2012（12）：287-289.

　　[2]张金鸿.高速公路桥梁桥面排水系统优化设计分析[J].黑龙江交通科技，2018，41（7）：164，166.

　　[3]罗日阳.沥青混凝土桥面排水系统探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012（25）.

　　[4]曾源新.公路桥面排水系统设计探讨[J].低碳世界，2019，9（5）：257-258.

　　[5]徐飞.城市排水系统的优化设计研究[J].交通建设与管理，2014（10）：30-31，34.

　　作者：刘鹏胡蓉单位：吉安市公路勘察设计院吉安市公路局新干分局

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