狗鱼塘水库工程坝顶交通桥阻水问题分析及处理

摘 要：坝顶高程一般是按满足水文计算与水工布置要求确定，溢流坝（溢洪道）坝顶交通桥顶标高即为坝顶高程。但由于交通桥结构高度的影响，往往会阻水而不满足泄洪要求，若抬高桥面，则相应坝体工程量要增加。文章通过优化交通桥结构布置使之满足过水要求，在工程中实施，取得了较好效果。

关键词：狗鱼塘水库；交通桥阻水；结构优化

1 问题的提出

工程实践中，一般由水库规模确定大坝的等别、级别，再按相应级别的洪水标准确定水库的正常蓄水位，设计洪水位，校核洪水位，再考虑安全超高后，可确定坝顶高程。即坝顶高程与水文计算和水工布置有关，一旦确定就不便更改。刚性坝（重力坝、拱坝）一般在河床部位布置溢流坝，土石坝一般在岸边布置溢洪道，其上有交通桥解决两岸的交通问题。交通桥一般为钢筋混凝土结构，要有一定的结构高度，以满足桥梁强度和刚度要求[1]。

交通桥的高度往往会影响水库泄洪，形成阻水作用。为解决这一问题，一种办法是提高坝顶高程，但工程量会增加。另一种办法是优化交通桥布置，使之既滿足结构要求，又不阻水影响泄洪[2]。文章对第二种方法的可行性、实用性和经济性进行了探讨并运用于工程实际。

2 坝顶高程的确定

镇远狗鱼塘水库工程位于贵州省镇远县舞阳镇，水库最大库容447万m3，属Ⅳ等小（1）型工程。挡水坝为四级配常态混凝土重力坝，最大坝高67m，坝顶宽5.0m，坝轴线长134.1m，左岸非溢流坝段长57.15m，右岸非溢流坝段长57.35m，河床溢流坝段长19.6m。泄洪建筑物采用坝顶溢流表孔，溢流前沿净宽16m：2孔×8m（宽）。

由《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）8.1.1条：坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差[3]，可由△h=h1%+hz+hc（式中：△h-防浪墙顶高程至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；h1%-波高，m；hz-波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；hc-安全超高，本工程设计工况hc=0.3m，校核工况hc=0.2m。）计算，应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。由水文计算，校核洪水位613.33m（P=0.2%），正常蓄水位610.00m（P=2%）。

h1%和hz按官厅水库公式计算，即：

式中：Lm-波长m；V0-计算风速m/s，正常工况取15m/s，非常工况取10m/s；H-坝前水深，m；D-吹程，由坝前风向到对岸的距离km，正常工况取253m，校核工况取258m。

规范规定，本水库设计洪水标准可采用50年一遇，校核洪水标准可采用200年一遇。根据水库洪水调节计算，设计洪水位（p=5%）612.43m，校核洪水位（p=0.5%）613.33m。坝顶高程计算成果见表1。计算结果表明：坝顶高程取614.00m，坝顶上游可不设防浪墙，仅设置栏杆即可，栏杆顶部高程取615.20m。

3 方交通桥结构布置

本工程交通桥结构计算采用PKPM结构软件。经计算，交通桥主梁断面尺寸为0.4m×0.9m（宽×高），次梁断面尺寸为0.4m×0.4m，桥面板厚度取0.2m。荷载按规范取用。

先将常规梁板结构交通桥与优化梁板结构后交通桥设计作简要对比如下：

3.1 常规布置方式

常规梁板结构中，桥面板位于主梁顶部。为使下泄校核洪水时交通桥主梁不阻水，交通桥梁底高程应高于校核洪水位613.33m。考虑安全超高因素，交通桥梁底高程取613.60m。则交通桥板顶部高程为614.50m，坝顶高程亦为614.50m。

3.2 优化布置方式

优化后交通桥结构后，将桥板布置于主梁下部。为使下泄校核洪水时交通桥主梁不阻水，交通桥梁底高程应高于校核洪水位613.33m，考虑安全超高因素，交通桥梁底高程取613.60m。则交通桥板顶部高程为614.00m，坝顶高程亦为614.00m。

通过交通桥结构布置比较，优化后交通桥结构可有效降低坝顶高程。本工程交通桥结构优化后可降低坝顶高程0.5m。减少坝顶混凝土方量289.25m3，可减少工程投资289.25m3×405.73元/m3=11.74万元。狗鱼塘水库交通桥优化前后结构示意图见图1。

4 结束语

2011年作者承担镇远狗鱼塘水库设计。设计过程中，经比较，总结：交通桥优化刚性坝梁板结构（桥板布置于主梁下部）较常规梁板结构（桥面板布置于主梁顶部）可节约工程投资，对于大坝轴线较长、坝顶宽度较大的挡水建筑物，经济效益尤为显著。因此，该种型式的交通桥设计是一种值得推荐的设计型式。

参考文献

[1]贵州省镇远县狗鱼塘水库工程初步设计报告[R].贵州：贵州聚龙项目投资咨询有限公司，2014.

[2]李宗健，汪仪贞.水工钢筋混凝土结构学（第三版）[M].中国水利水电出版社，1996.

[3]GB-50010-2010.混凝土结构设计规范[S].

作者简介：浦学荣（1989-），男，汉族，贵阳人，工程师，主要从事水工结构设计与研究。