公路桥梁建设中的壅水与阻水比控制方法探讨.docx

    公路桥梁建设中的壅水与阻水比控制方法探讨    Summary：在公路桥梁建设过程中，壅水与阻水现象常常影响河道的水流顺畅，威胁桥梁结构的安全，同时对周边生态环境产生负面影响因此，如何有效控制壅水与阻水比成为桥梁工程中的重要课题本文首先对壅水与阻水的定义及其成因进行了系统分析，探讨了桥梁结构对水流的影响随后提出了桥梁设计中优化桥墩与桥台、合理设置桥梁开孔率等控制措施在施工阶段，本文重点分析了临时围堰设计与施工工艺选择对壅水与阻水的影响最后讨论了运营期的定期监测与维护、环境调节措施等控制策略，以保障桥梁结构的长期稳定性与环境的可持续发展Keys：公路桥梁；壅水；阻水比；控制方法一、引言随着我国交通基础设施建设的快速推进，公路桥梁作为连接各地的重要枢纽，承担着越来越重要的作用在桥梁建设过程中，由于桥墩和桥台的存在，常常会引发壅水与阻水问题，这不仅影响河道的水流顺畅，还可能导致桥梁结构的稳定性受到威胁，对周边环境和社会经济造成严重影响因此，如何有效控制桥梁建设中的壅水与阻水比，成为工程设计和施工中的一项重要课题壅水与阻水比的控制不仅关系到桥梁的设计与施工，也涉及到运营期的维护与管理在现代桥梁工程中，通过优化桥墩设计、合理设置桥梁开孔率、科学选择施工工艺以及加强运营期的监测和维护，可以有效降低壅水与阻水带来的不利影响。

本研究旨在系统探讨公路桥梁建设中的壅水与阻水比控制方法，通过理论分析与实际案例相结合，提出可行的控制策略，为今后的桥梁设计、施工及运营管理提供参考，以期减少桥梁建设对水流的阻碍，保障桥梁的安全性和周边环境的可持续发展二、公路桥梁建设中的壅水与阻水问题概述（一）壅水与阻水的定义与分类壅水与阻水是公路桥梁建设中常见的水文现象，指由于桥梁结构的存在，导致水流被阻挡或减缓，形成水位上升或流速减弱的情况壅水是指水流遇到桥墩、桥台等障碍物后，在上游形成水位抬升的现象；阻水则是指障碍物阻碍了水流的正常流动，导致水流速度减慢或水流量减少根据壅水与阻水的形成原因和表现形式，通常可以将其分类为结构性壅水与阻水和非结构性壅水与阻水结构性壅水与阻水主要由于桥墩、桥台等固定结构物的存在，改变了水流的自然路径，导致水位变化和流速减缓；而非结构性壅水与阻水则与施工过程中临时设置的围堰、材料堆积等因素有关，这类问题往往在施工完成后逐渐消失二）壅水与阻水问题的成因分析壅水与阻水问题的成因主要源于桥梁结构对河道水流的干扰桥墩和桥台等固定结构物是造成壅水和阻水的主要因素当河流流经桥梁时，桥墩和桥台会阻挡水流，迫使水流绕行或分流，这一过程会导致局部水位上升，形成壅水现象。

此外，桥梁设计中的不合理因素，如桥墩数量过多、桥墩间距过小或桥台位置选择不当，也会加剧壅水问题桥梁设计中未充分考虑河道的水文特性和流量变化，导致桥梁结构与河道环境不匹配，从而引发阻水问题特别是在汛期，水流量增加时，壅水与阻水的影响会更加明显，可能引发上游洪涝灾害或对桥梁结构安全构成威胁施工过程中的人为因素也是壅水与阻水问题的重要成因之一施工期间临时围堰的设置、施工材料的堆放，以及施工机械的进出都会对河道的自然水流产生干扰，造成暂时性的壅水与阻水现象若施工组织不当，围堰过高或过长，甚至可能引发严重的水流阻塞此外，施工期间的疏浚不及时、施工废弃物未能及时清理等因素，也会加剧壅水与阻水问题这些施工过程中的不当操作，不仅在短期内对水流造成影响，还可能对桥梁的长期运营带来隐患三）壅水与阻水对桥梁结构与周边环境的影响壅水与阻水现象对桥梁结构的安全性构成了潜在威胁当桥梁结构引发壅水时，上游水位的升高会增加对桥墩和桥台的水压力，特别是在洪水期，这种压力的剧增可能导致桥梁结构的变形甚至破坏壅水引发的水流速度变化会在桥墩周围形成湍流和漩涡，增加桥墩基础的冲刷作用，导致基础的稳固性下降，严重时可能引发桥墩倾斜或倒塌。

阻水现象可能导致水流在桥梁下游的流速减缓，导致沉积物堆积，进一步影响桥梁的通航能力和结构安全因此，壅水与阻水问题对桥梁结构的长期稳定性和使用寿命有着显著的影响，必须在设计和施工阶段进行有效控制壅水与阻水现象对周边环境也具有广泛的负面影响壅水会导致上游水位抬升，可能引发沿河两岸的洪涝灾害，威胁周边居民的生命财产安全阻水现象引起的下游水流减缓可能导致河道淤积，影响河道的自净能力，进而导致水质恶化水流的改变还可能破坏河道内的生态系统，影响鱼类及其他水生生物的生存环境，造成生态多样性下降长期的壅水与阻水现象还可能改变河道形态，造成河岸侵蚀，加剧土地流失，对周边农田、林地以及基础设施造成不可逆的损害四、壅水与阻水比控制方法（一）桥梁设计中的壅水与阻水控制1. 桥墩与桥台设计优化桥墩与桥台的设计是控制壅水与阻水问题的关键合理优化桥墩和桥台的形状、大小和布局，可以有效减少水流的阻力，从而降低壅水与阻水比鹤峰县蛤蟆颈灌区燕子片灌区工程的拦水坝采用了重力式底栏栅取水方式，通过优化坝体结构，提高了水流的顺畅度，减少了对下游生态环境的影响在桥梁设计中，采用流线型桥墩和较小的桥台基础，可以减少水流绕行产生的涡流和湍流，从而降低桥墩周围的冲刷作用，保护桥梁结构的稳定性。

2. 桥梁开孔率设计桥梁的开孔率设计直接影响水流的通过能力，是控制壅水与阻水的重要因素开孔率是指桥梁下部开孔面积与水面横断面面积的比值，合理的开孔率设计可以有效减小水流被阻挡的概率，从而降低壅水与阻水比在文鹤峰县蛤蟆颈灌区燕子片灌区工程中，通过合理选择输水管道和排水沟的布局，确保了水流的顺畅，减少了灌溉过程中水流的阻碍在桥梁设计中，开孔率的选择应根据河道的宽度、水流量及洪水期的最大流量进行综合考虑，确保在各种水文条件下，桥下水流能够顺畅通过，减少水位上升和流速减缓的现象，从而降低桥梁对水流的影响，保护桥梁结构和周边环境的安全二）施工过程中壅水与阻水控制1. 临时围堰设计与设置临时围堰的设计与设置是施工过程中控制壅水与阻水的关键措施围堰的主要作用是隔离施工区域与河道水流，确保施工的安全与顺利进行围堰如果设计不合理，会导致水流受阻，形成壅水，影响上游水位和下游流速鹤峰县蛤蟆颈灌区燕子片灌区工程在水源工程建设中采用了合理的调蓄工程设计，确保了施工期间水流的合理分配和利用在桥梁施工中，临时围堰的设计应考虑河道的水文条件、施工区域的大小及施工进度，围堰高度和长度应控制在不对水流造成显著阻碍的范围内，必要时可采用分阶段拆除围堰，减少水流阻断时间，从而有效控制壅水与阻水现象。

2. 施工工艺选择施工工艺的选择对壅水与阻水控制具有重要影响科学合理的施工工艺可以减少对河道水流的干扰，降低施工过程中壅水与阻水的风险鹤峰县蛤蟆颈灌区燕子片灌区工程通过选择合适的排水沟修建方式，确保了施工区域的排水顺畅，避免了施工引起的水流阻塞在桥梁建设中，采用先进的施工工艺如逆流施工法、导流施工法等，可以减少对水流的阻碍逆流施工法可以在水流方向施工，减少对下游水流的影响；而导流施工法则通过临时改变水流路径，避免在施工区域内形成壅水选择适当的施工时机和加快施工进度，也可以缩短水流受阻时间，从而有效控制壅水与阻水现象，保障施工顺利进行三）运营期壅水与阻水控制1. 定期监测与维护在桥梁的运营期，定期监测与维护是控制壅水与阻水的重要手段通过定期监测桥梁附近河道的水位变化、流速以及桥墩周围的冲刷情况，可以及时发现潜在的壅水与阻水问题文档中提到的灌区项目通过设立信息化用水量测站，实时监测灌溉用水量，确保水资源的合理利用在桥梁运营中，设置水位监测设备和流量计，并定期检查桥墩基础的稳固性，可以有效预防因壅水与阻水引发的结构安全问题2. 环境调节措施环境调节措施在桥梁运营期同样至关重要，可以通过改善河道环境，减少壅水与阻水现象。

鹤峰县蛤蟆颈灌区燕子片灌区工程结合“山、水、林、路”的综合建设，以达到生态效益与工程效益的双赢在桥梁运营中，通过种植河岸植被、修复受损的河岸线以及建设人工湿地等措施来改善河道的生态环境，增强河道的自然调节能力，减少壅水现象此外，保持河道的清洁和生态多样性，有助于水流的自净功能和稳定性，从而降低阻水对河道和桥梁的影响这些环境调节措施不仅有助于控制壅水与阻水，还能改善周边生态环境，促进桥梁与自然环境的和谐共存结语在公路桥梁建设中，壅水与阻水问题不仅影响桥梁结构的安全性，还对周边生态环境造成威胁通过合理的桥梁设计、科学的施工工艺以及有效的运营管理，可以显著降低壅水与阻水的风险，确保桥梁的长期稳定运行和环境的可持续发展本研究结合实际工程案例，提出了桥梁建设中壅水与阻水比控制的多种方法，为今后的桥梁设计与施工提供了有益的参考Reference[1] 王玲玲,张凤山,唐洪武.平原河道桥墩阻水比与壅水特性关系[J].河海大学学报：自然科学版, 2016, 44(5):7.[2] 孙东坡,杨苏汀,宋永军,等.公路斜交桥壅水特性[J].水利水运工程学报, 2007(1):6.[3] 王开,傅旭东,王光谦.桥墩壅水的计算方法比较[J].南水北调与水利科技, 2006, 4(6):3.  -全文完-。