浅谈新建县石岗大桥对锦河河道行洪的影响

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摘要石岗大桥对锦河行洪影响的分析表明,石岗大桥现有规模对锦河行洪可造成影响,危及大桥本身的安全,给大桥上游两岸堤防及人民生活财产构成威胁。

关键词石岗大桥;锦河河道;行洪影响;江西新建

石岗大桥位于江西锦河流域新建县石岗镇,距高安市8.8 km,于1968年兴建。由于历史原因,大桥规模较小,加上127.85 m的横河路堤,使得洪水期间过水断面不足,影响锦河行洪能力,对大桥及桥上游两岸堤防近17 km有影响,但影响的程度众说纷纭。本次锦河规划期间再次提出石岗大桥的问题,为准确分析出大桥对锦河行洪的影响[1-4],特撰此文,拟与同行商榷。

1基本情况

石岗大桥现有规模为9孔石拱桥,桥长209 m,每孔孔高10 m、净宽18 m,全桥净空162 m,每孔断面面积为154.02 m2,并在左岸桥头修筑了127.85 m的横河路堤,使锦河行洪断面减少近38%。大桥桥面高程31.339 m(黄海高程),横河路堤路面高程为29.10~30.14 m。

2桥前最大壅水高度计算

2010年6月20日下午洪水期间笔者在石岗大桥实测洪峰时,桥上、桥下壅水高度为0.17 m,此次洪水高安水文站洪峰水位31.15 m,洪峰流量2 810 m3/s;石岗大桥洪峰水位为27.09 m,高安水文站控制流域面积6 215 km2,区间面积为369 km2(<10%),按面积比一次方求得石岗大桥洪峰流量为2 980 m3/s。由石岗大桥实际上测大断面资料分别计算出建桥前、后各级水位下的断面面积、水力半径(表1)。由表1可知,石岗大桥建桥后比建桥前水面宽度减少30%,断面面积减少23%~30%。

把2010年6月20日桥上、桥下实测水位分别作为建桥后、建桥前的水位,据实测大断面资料由曼宁公式v=n-1 r213i1/2 [1]计算分析出建桥前、后的断面糙率。建桥前水面比降采用河底平均高程计算而得,建桥后水面比降采用“10·6”洪水水面比降,断面平均流速由v=qf求得,其分析结果见表2。

由高安水文站2%、5%、10%三频率设计洪峰流量按面积比一次方换算到石岗大桥断面,得石岗大桥各频率设计洪峰流量。根据建桥前后断面面积、水力半径、比降、糙率分别计算出各频率流量下的断面平均流速(表3)。

根据《公路桥位勘测设计规范》[2],最大壅水高度由下式计算:

h=η(v2-v02)

式中:h为桥前最大壅水高度(m);η为壅水系数,与水充进入桥孔的阻力有关;v为计算流速,为过计算流量时的桥下平均流速(m/s);v0为水流未被挤压时的平均流速(m/s)。

由“10·6”洪水建桥前后计算流速及壅水高度反摊出石岗大桥壅水系数:

η=h/(v2-v02)=0.142

由η及建桥前、后v、v0分别计算出石岗大桥各频率最大壅水高度h,再由l=2hi(式中l为壅水长度,i为河道比降)计算得石岗大桥各频率壅水长度l,其成果见表4。

根据2009年锦河流域规划报告提供的石岗大桥以上的断面资料、5%频率各断面流量、间距、糙率,推算5%频率建桥前各断面水位。石岗大桥以上流域5%频率桥前、后水面线见表5。由表5可知,石岗大桥建桥后锦河发生20年一遇洪水(5%)可影响至高安市兰坊乡葛家(抬高水位0.01 m)。

3结语

石岗大桥由于受当时资料的限制,加上40年来锦河两岸圩堤的不断加高加固,河道流量越来越集中归槽,现有规模对锦河河道行洪造成影响,如果遇特大洪水,由于行洪

断面的减小,将使得桥前水位抬高,势必漫过桥面,从而危及大桥本身的安全,给大桥上游两岸堤防及人民生活财产构成威胁。

4参考文献

[1] 李森焱,朱晓燕.跨河桥梁对河道行洪的影响分析[j].海河水利,2007(4):53-55.

[2] 黄建初,周志刚.新建县锦河石岗大桥对河道行洪影响的分析[j].江西水利科技,2000,26(4):237.

[3] 麻荣永,梁军贤.梧州市桂江三桥对河道行洪影响研究[j].广西大学学报:自然科学版,1998,23(4):314-318.

[4] 潘仁友.浅析宁波中心城区桥梁对三江河道行洪的影响[j].浙江水利科技,2007(5)::50-51.