嫩黑公路科洛河大桥设计方案简述

高纯礼

(黑河市嫩黑公路建设指挥部)

嫩黑公路科洛河大桥设计方案简述

高纯礼

(黑河市嫩黑公路建设指挥部)

省道嫩江至黑河公路(S301)是黑龙江省西北部地区公路网主骨架的重要组成部分，也是黑龙江省骨架公路网络规划的一条重要连接线，科洛河大桥在本项目中的地位至关重要，设计中本着安全、经济、适用、美观、施工养护方便的原则进行的。

嫩江至黑河公路;科洛河大桥;方案设计

1 概述

省道嫩江至黑河公路(S301)是黑龙江省西北部地区公路网主骨架的重要组成部分，也是黑龙江省骨架公路网络规划的一条重要连接线。嫩黑公路连接黑龙江省重要口岸城市黑河市、国家重点产粮县嫩江县及多个大型国营农场，在区域经济发展中起着举足轻重的作用。

本项目流域内径流主要受降雨支配，多年平均降水量为490.9 mm，在黑龙江省属中等降水区。夏季雨量较充沛，降雨多发生在7、8月份，夏秋两季降水量占全年降水的80%以上，极易形成暴雨洪灾，属雨洪型河流，冬季枯水多雪，春季降水较少，约占全年的10%，故项目设计流量，采用暴雨洪水流量。项目除科洛河有水文观测资料外，其他中、小河流均无水文观测资料。

2 河流概况

科洛河大桥位于嫩黑公路44 km处，建于1997年10月。该桥上部结构为：11孔20 m钢筋混凝土简支T梁，下部结构为钢筋混凝土肋式桥台，重力式、双柱式桥墩，扩大基础。该桥设计洪水频率为1/100，设计荷载为：汽超-20挂-120级，桥面宽度净9.0+2×1.5 m人行道，桥梁全长224.84 m。经现场调查，桥面铺装混凝土麻面、裂缝、栏杆个别损坏、伸缩缝橡胶破损较严重，部分横隔板接缝处产生裂缝，上部主梁混凝土局部麻面，锥坡片石局部缺失。综上该桥现状较好，设计标准较高，根据《公路桥涵养护规范》JTG H11-2004中相关规定，科洛河大桥桥梁技术状况评定等级为一类。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)、《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)，结合原桥设计文件利用“桥梁博士”软件对该桥进行结构检算。检算结果表明，极限状态下T梁的正、斜面的承载力均满足，正常使用极限状态下刚度、抗弯能力及裂缝宽度均能满足其限值，故现桥满足公路Ⅱ级荷载要求。

路线在K44+100处跨越科洛河，科洛河属嫩江水系，发源于孙吴，德都县小兴安岭西北坡，该河由东向西偏北流入嫩江，桥位上游汇水面积5 505 km2，流域长度163 km，流域坡度0.073%。流域内植被良好，中、上游山丘地带生长茂密森林和次生林，平原区为耕地，流域内水系较发达，支流毛沟纵横。上游段，支流汇入较多，地处中山、低山、丘陵区，地势较高，海拔400～600 m，地面比降1.5‰～5‰，谷窄流急。中游段，属丘陵及河谷平原区，高程在300～400 m，地面比降为0.15‰～1.0‰，河谷变宽，一般在1 km以上，最宽达3 km，水流变缓，河道弯曲，汛期洪水泛滥成灾。下游段，属平原区，地势较低，高程200～300 m，地表平坦开阔，地面比降0.2‰～0.5‰，河谷较宽，一般2～5 km，水流缓慢，河道蜿蜒曲折且多串沟，河水常出槽泛滥成灾。本项目路线经过之处位于河流下游，河道较顺直稳定，砂质河床，黑岸为高岗，断面压缩，虽然河床比降较小，但流速较大，桥位处洪水泛滥宽度1 000 m左右。

3 桥位选择情况

科洛河大桥由于建成年限较近，现状较好，且设计标准较高，经检算满足公路-Ⅱ级荷载标准，拟维修利用，故不另选桥位。

(1)设计流量推算。

由于桥位下游10 km处有科后水文站，水文断面上游积水面积F=7 196 km2，因此本桥位处设计流量利用该站1952～2004年的53年连续实测洪水流量及1908年历史特大洪水调查流量，以“桥位设计计算系统”软件进行频率分析，然后再按面积比拟法推算大桥设计流量，并以经验公式及形态法进行校核。

分别以频率分析加面积比拟法、“桥规”JTJ 062—91附录十二全国水文分区经验公式、形态法计算得出

综合以上，从大桥安全角度考虑，选取本桥百年一遇的设计流量为1 789 m3/s。利用“桥位设计计算系统”软件计算在此流量下的设计水位及相应的各水力要素：设计水位H1%=258.06 m;设计流速V主=2.38 m/s。

(2)桥梁孔径确定。

按按《公路工程水文勘测设计规范》中6.2.1-1公式计算桥孔最小净长为Lj=169.2 m，旧桥孔为11孔20 m，Lj=203.2 m，满足要求。

(3)桥高计算。

综合考虑雍水、浪高及桥下净高，确定桥梁高度

Hs=258.06 m;∑△h=0.44 m;△hj=0.50 m。

本河无通航要求，故：梁底标高Hmin=258.06+0.44+0.50=259.00 m。

现有桥梁梁底标高经现场实测为259.00 m，故旧桥标高满足要求。

(4)冲刷计算。

一般冲刷按《公路工程水文勘测设计规范》中“一般冲刷64-1修正公式”计算。

一般冲深度为1.21 m;一般冲刷线高程为251.12 m。

河滩一般冲刷按《公路工程水文勘测设计规范》中“河滩冲刷公式”计算。

河滩一般冲刷深度为0.71 m;河滩一般冲刷线高程为254.20 m。

墩台局部冲刷按《公路工程水文勘测设计规范》中65-2公式计算。

局部冲刷深度为2.06 m;局部冲刷线高程为249.06 m。

由于科洛河大桥现状较好，修建年代较近，设计标准较高，且经过结构检算满足公路Ⅱ级荷载要求，故拟利用。科洛河大桥现桥面铺装混凝土麻面、裂缝、栏杆个别损坏、伸缩缝橡胶破损较严重，部分横隔板接缝处产生裂缝，上部主梁混凝土局部麻面，锥坡片石局部缺失，且桥头搭板过短，桥头跳车较严重。针对以上病害本设计新建桥面铺装、修复破损栏杆、更换伸缩装置、采用环氧砂浆修补横隔板裂缝级主梁麻面、修复锥坡、导流坝、新建桥头搭板。

［1］公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)［S］.人民交通出版社.

［2］公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)［S］.人民交通出版社.

U442

C

1008-3383(2012)11-0131-01

2012-06-15

高纯礼(1964-)，男，从事公路建设管理工作。