高速公路橋面排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的探討

喬曉陽

青海交通工程咨詢中心，青海西寧 810003

隨著我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，我國交通行業(yè)日益發(fā)達(dá)，人們的出行方式變得越來越多。在即將建成的全面建設(shè)小康社會面前，人們的生活日益富裕，私家車變得越來越廣泛。建設(shè)橋梁和高速公路時，公路的安全問題成為一個重點。在保證橋梁和道路質(zhì)量的同時，我們需要高度重視的是橋梁和路面的排水問題。在雨季，路面積水是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，如果這些積水不能及時排出路面，將會使交通發(fā)生擁堵甚至出現(xiàn)追尾事故。這就需要對高速公路和橋梁排水系統(tǒng)進(jìn)行改善和優(yōu)化，在提高道路使用壽命的同時，保證道路交通的安全。

1 對于橋面排水系統(tǒng)的分析與研究

1.1 橋面排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀

高速公路成為我國運輸行業(yè)的首要選擇。由于其路程短、速度快的優(yōu)勢，成為許多運輸行業(yè)的必要選擇，然而經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高速公路成為事故發(fā)生的最高路段，許多大型交通事故，都是發(fā)生在高速公路上。在發(fā)生交通事故時，由于所運輸?shù)奈锲窞槲ｋU物品，發(fā)生交通事故后導(dǎo)致危險物品外露，從而引起空氣污染甚至水污染。由于以上經(jīng)驗，國家規(guī)定在高速公路設(shè)計時要遠(yuǎn)離飲用水水源，從而在一定程度上保證在高速公路上發(fā)生交通事故后，避免第二次事故的發(fā)生。雖然這在一定程度上在高速公路建設(shè)中造成了建設(shè)障礙，但是為了保證飲用水源與空氣不被污染，我國將繼續(xù)采用類似的方法對高速公路進(jìn)行建設(shè)。

1.2 橋面排水系統(tǒng)的設(shè)計措施

高速公路的使用壽命同橋面徑流的排水系統(tǒng)相聯(lián)系。如果橋梁橋面的排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會影響到高速公路的使用壽命。因此，加強對橋梁橋面排水系統(tǒng)的優(yōu)化成為刻不容緩的問題。我國的橋面排水系統(tǒng)主要是利用橫坡和縱坡相結(jié)合進(jìn)行排水。利用橫坡和縱坡相結(jié)合的方式進(jìn)行排水，將橋面上的積水直接向下排放或匯集到排水管內(nèi)再排向地面。一般情況下，排水系統(tǒng)要求橋面和路面排水量、排水速度與降水量成正比，如果排水速度不夠快，那么就會造成橋面積水過多，從而影響車輛的運行，橋面排水系統(tǒng)設(shè)計中將會涉及到許多的數(shù)據(jù)，河流寬度以及橋面寬度都將對橋面排水系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)生一定的影響。在我國以前的公路設(shè)計中大多數(shù)都側(cè)重于對交通事故的預(yù)防與保護(hù)，而沒有考慮到是由于橋面排水系統(tǒng)不完善而引發(fā)得交通事故。

2 目前橋梁排水系統(tǒng)存在的問題分析

2.1 橋面排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀

橋面排水系統(tǒng)存在設(shè)計過于陳舊的問題。在設(shè)計時，一般還是沿用早期的設(shè)計思路和方式，直接將橋面的水排放到自然界中，這樣會對環(huán)境造成很大的影響。在設(shè)計和建造橋梁時，未科學(xué)的進(jìn)行橋面排水系統(tǒng)的設(shè)計，從而導(dǎo)致排水過程中存在降水量和排水能力不相符的狀況發(fā)生。

2.2 對橋面排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計策略的討論

通過對現(xiàn)階段我國橋面排水系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行分析，可知我國有一部分橋梁是從飲用水源地附近穿過的，這種情況存在著很大的安全隱患，如果不能及時對突發(fā)情況提出應(yīng)急預(yù)案，那么后果將很嚴(yán)重。比如，運輸化學(xué)用品的車輛發(fā)生了側(cè)翻，導(dǎo)致化學(xué)用品發(fā)生泄漏，將有毒液體排到飲用水源中，對飲用水源造成污染。為了避免出現(xiàn)這種狀況，在橋梁設(shè)計時，應(yīng)將這些突發(fā)狀況考慮在內(nèi)，提前做好事故應(yīng)急預(yù)案。為了達(dá)到這種目的，應(yīng)該在之前直排的基礎(chǔ)上增加其他排水收集系統(tǒng)，保證橋面上的液體能夠安全被排到橋下。與此同時，應(yīng)該在橋下合適的位置設(shè)置用于收集泄漏的化學(xué)用品的收集池?；瘜W(xué)用品發(fā)生泄漏時，落水管可以將這些化學(xué)用品排到化學(xué)用品收集池中，防止泄漏的化學(xué)用品對環(huán)境和水源造成污染。

2.2.1 對橋面液體收集系統(tǒng)適用條件的概述

在一般條件下，橋梁長度以及橋面的坡比和縱向排水管的排水能力有密切的關(guān)系，如果橋梁過長，或者橋面坡度特別小，超過了縱向排水管的排水能力時，就需要增加其他排水系統(tǒng)來緩解縱向排水管的排水壓力。此外，如果降雨量超過了橋梁的排水能力時，應(yīng)該考慮通過對橋面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，緩解橋梁的排水壓力。除此之外，還可以將橋梁的縱向排水設(shè)計由橋面中間向橋的兩側(cè)排水的方式，緩解每個排水管的壓力，增大排泄水的能力。在改進(jìn)排水方式的同時，還要考慮安全問題，必須保證在安全排水的同時橋梁結(jié)構(gòu)和橋梁的承重能力不會發(fā)生改變，避免橋面坍塌等危險的發(fā)生。

2.2.2 在設(shè)計排水管時對橋梁進(jìn)行部分估算

為了增大橋面的排水能力，需要采用內(nèi)徑更大的的管道進(jìn)行排水，這就使得工程的造價更高，增加橋梁建設(shè)的成本；反之，如果管道的管徑過小，排水能力低于降水量，可能會導(dǎo)致橋面大面積積水，這樣會阻礙交通的正常運行。鑒于以上原因，在設(shè)計排水管時，應(yīng)該精確計算降水量與排水能力大小，這就需要運用專業(yè)的儀器進(jìn)行排水量計算，避免排水量和排水管的排水能力相不符的情況發(fā)生。

除此之外，應(yīng)盡可能利用雨水設(shè)計流量計算公式、暴雨強度計算公式、管道流速計算公式以及降水歷時計算公式對降水量和降水強度以及排水能力的大小進(jìn)行估計，盡量將縱向排水管的直徑和收集池的容量大小進(jìn)行準(zhǔn)確確定，保證排水能力的提高，避免因為橋面積水而發(fā)生危險。

設(shè)置事故徑流收集池目的就是為了避免運輸危險化學(xué)用品的車輛，在橋面發(fā)生故障或者側(cè)翻等事故時造成的有毒化學(xué)用品泄露而給環(huán)境和水源造成污染的情況發(fā)生。在設(shè)置事故徑流收集池時，應(yīng)該考慮到收集池的建設(shè)材料的防腐蝕能力，還應(yīng)該考慮收集池的容積問題，要保證在發(fā)生化學(xué)物品泄漏時，收集池能夠?qū)⑺械幕瘜W(xué)物品進(jìn)行收集，在沒有發(fā)生化學(xué)物品泄漏的問題時，收集池應(yīng)該起可以到雨水收集的功能。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平也在不斷提高。在橋面排水系統(tǒng)中，可以充分運用現(xiàn)在先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，利用遠(yuǎn)程控制進(jìn)行控制工作。這就要求修建兩套收集系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)之間有可遠(yuǎn)程控制的閥門和開關(guān)。在沒有發(fā)生化學(xué)品泄露的情況下，可以控制收集到的徑流流到沉淀池中進(jìn)行沉淀處理，在經(jīng)過除雜質(zhì)等物理手段處理后的水可以運輸?shù)较窜噲龅刃枰兴膱鏊?，提高水的利用效率。如果發(fā)生了化學(xué)藥劑泄露的情況，則需要將泄露的藥劑引流到處理池中，通過遠(yuǎn)程控制將這些液體輸送到專門的處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，我國的交通運輸行業(yè)越來越發(fā)達(dá)。因此，國家必須加快對交通公路的建設(shè)，不斷的完善我國交通運輸網(wǎng)，這在一定程度上，會減少橋梁橋面運輸壓力。但是，對于橋梁橋面的保護(hù)，還是要從其自身的設(shè)計著手。對于高速公路橋梁橋面的排水系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)變成了刻不容緩的問題，不斷的改善高速公路橋梁橋面的排水系統(tǒng)，有利于事故發(fā)生后及時采取應(yīng)急手段。隨著我國對于高速公路橋梁橋面排水系統(tǒng)都不斷研究，排水系統(tǒng)已經(jīng)不斷地得到優(yōu)化。這在一定程度上使我國的高速公路壽命得以延長，從而降低了修路的經(jīng)濟(jì)成本。高速公路橋梁橋面排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計能夠在一定程度上保證高速公路運行的安全，從而減小事故發(fā)生率。橋梁橋面的優(yōu)化設(shè)計能夠提高高速公路的安全系數(shù)，因此，加強對于高速公路的橋面排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計是為民造福，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的途徑。

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