摘 要：壩頂高程一般是按滿足水文計(jì)算與水工布置要求確定，溢流壩（溢洪道）壩頂交通橋頂標(biāo)高即為壩頂高程。但由于交通橋結(jié)構(gòu)高度的影響，往往會(huì)阻水而不滿足泄洪要求，若抬高橋面，則相應(yīng)壩體工程量要增加。文章通過(guò)優(yōu)化交通橋結(jié)構(gòu)布置使之滿足過(guò)水要求，在工程中實(shí)施，取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：狗魚塘水庫(kù)；交通橋阻水；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 問(wèn)題的提出

工程實(shí)踐中，一般由水庫(kù)規(guī)模確定大壩的等別、級(jí)別，再按相應(yīng)級(jí)別的洪水標(biāo)準(zhǔn)確定水庫(kù)的正常蓄水位，設(shè)計(jì)洪水位，校核洪水位，再考慮安全超高后，可確定壩頂高程。即壩頂高程與水文計(jì)算和水工布置有關(guān)，一旦確定就不便更改。剛性壩（重力壩、拱壩）一般在河床部位布置溢流壩，土石壩一般在岸邊布置溢洪道，其上有交通橋解決兩岸的交通問(wèn)題。交通橋一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，要有一定的結(jié)構(gòu)高度，以滿足橋梁強(qiáng)度和剛度要求[1]。

交通橋的高度往往會(huì)影響水庫(kù)泄洪，形成阻水作用。為解決這一問(wèn)題，一種辦法是提高壩頂高程，但工程量會(huì)增加。另一種辦法是優(yōu)化交通橋布置，使之既滿足結(jié)構(gòu)要求，又不阻水影響泄洪[2]。文章對(duì)第二種方法的可行性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了探討并運(yùn)用于工程實(shí)際。

2 壩頂高程的確定

鎮(zhèn)遠(yuǎn)狗魚塘水庫(kù)工程位于貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣舞陽(yáng)鎮(zhèn)，水庫(kù)最大庫(kù)容447萬(wàn)m3，屬Ⅳ等?。?）型工程。擋水壩為四級(jí)配常態(tài)混凝土重力壩，最大壩高67m，壩頂寬5.0m，壩軸線長(zhǎng)134.1m，左岸非溢流壩段長(zhǎng)57.15m，右岸非溢流壩段長(zhǎng)57.35m，河床溢流壩段長(zhǎng)19.6m。泄洪建筑物采用壩頂溢流表孔，溢流前沿凈寬16m：2孔×8m（寬）。

由《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL319-2005）8.1.1條：壩頂應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱虘?yīng)高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差[3]，可由△h=h1%+hz+hc（式中：△h-防浪墻頂高程至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；h1%-波高，m；hz-波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；hc-安全超高，本工程設(shè)計(jì)工況hc=0.3m，校核工況hc=0.2m。）計(jì)算，應(yīng)選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選定高程。由水文計(jì)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?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算，即：

式中：Lm-波長(zhǎng)m；V0-計(jì)算風(fēng)速m/s，正常工況取15m/s，非常工況取10m/s；H-壩前水深，m；D-吹程，由壩前風(fēng)向到對(duì)岸的距離km，正常工況取253m，校核工況取258m。

規(guī)范規(guī)定，本水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)可采用50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)可采用200年一遇。根據(jù)水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水位（p=5%）612.43m，校核洪水位（p=0.5%）613.33m。壩頂高程計(jì)算成果見表1。計(jì)算結(jié)果表明：壩頂高程取614.00m，壩頂上游可不設(shè)防浪墻，僅設(shè)置欄桿即可，欄桿頂部高程取615.20m。

3 方交通橋結(jié)構(gòu)布置

本工程交通橋結(jié)構(gòu)計(jì)算采用PKPM結(jié)構(gòu)軟件。經(jīng)計(jì)算，交通橋主梁斷面尺寸為0.4m×0.9m（寬×高），次梁斷面尺寸為0.4m×0.4m，橋面板厚度取0.2m。荷載按規(guī)范取用。

先將常規(guī)梁板結(jié)構(gòu)交通橋與優(yōu)化梁板結(jié)構(gòu)后交通橋設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)要對(duì)比如下：

3.1 常規(guī)布置方式

常規(guī)梁板結(jié)構(gòu)中，橋面板位于主梁頂部。為使下泄校核洪水時(shí)交通橋主梁不阻水，交通橋梁底高程應(yīng)高于校核洪水位613.33m?？紤]安全超高因素，交通橋梁底高程取613.60m。則交通橋板頂部高程為614.50m，壩頂高程亦為614.50m。

3.2 優(yōu)化布置方式

優(yōu)化后交通橋結(jié)構(gòu)后，將橋板布置于主梁下部。為使下泄校核洪水時(shí)交通橋主梁不阻水，交通橋梁底高程應(yīng)高于校核洪水位613.33m，考慮安全超高因素，交通橋梁底高程取613.60m。則交通橋板頂部高程為614.00m，壩頂高程亦為614.00m。

通過(guò)交通橋結(jié)構(gòu)布置比較，優(yōu)化后交通橋結(jié)構(gòu)可有效降低壩頂高程。本工程交通橋結(jié)構(gòu)優(yōu)化后可降低壩頂高程0.5m。減少壩頂混凝土方量289.25m3，可減少工程投資289.25m3×405.73元/m3=11.74萬(wàn)元。狗魚塘水庫(kù)交通橋優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

4 結(jié)束語(yǔ)

2011年作者承擔(dān)鎮(zhèn)遠(yuǎn)狗魚塘水庫(kù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)比較，總結(jié)：交通橋優(yōu)化剛性壩梁板結(jié)構(gòu)（橋板布置于主梁下部）較常規(guī)梁板結(jié)構(gòu)（橋面板布置于主梁頂部）可節(jié)約工程投資，對(duì)于大壩軸線較長(zhǎng)、壩頂寬度較大的擋水建筑物，經(jīng)濟(jì)效益尤為顯著。因此，該種型式的交通橋設(shè)計(jì)是一種值得推薦的設(shè)計(jì)型式。

參考文獻(xiàn)

[1]貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣狗魚塘水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].貴州：貴州聚龍項(xiàng)目投資咨詢有限公司，2014.

[2]李宗健，汪儀貞.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)（第三版）[M].中國(guó)水利水電出版社，1996.

[3]GB-50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：浦學(xué)榮（1989-），男，漢族，貴陽(yáng)人，工程師，主要從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。