桥梁桥面的防排水技术解析
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摘要：桥面排水系统是整个桥梁的附属工程，容易被忽视而出现一些问题。由于设计或施工不合理造成了桥面排水系统的失效和损坏，桥面的排水不畅很容易引起桥面沥青铺装层和桥面伸缩缝的破坏，桥面行车的舒适性和安全达不到设计要求。需要针对不同的情况做深入的研究和分析，从当地的降雨强度等多方面考虑，找出相对合理的解决办法，综合路线设计确定采用合理的排水设计方案。
关键词：桥梁 桥面 防排水 设计
中图分类号：S611 文献标识码： A
正文：
1 桥面排水设计
1. 1 在理论计算的基础上, 依据规范要求合理布置排水设施
桥面排水口设置在车行道边缘处，排水管道应采用坚固的、抗腐蚀性能良好的材料制成，管道直径不宜小于 150mm。排水管道的间距根据桥梁汇水面积和桥面纵坡大小确定。当中桥、小桥的桥面设有不小于 3％的纵坡时，桥上可不设排水口，但应在桥头引道上两侧设置雨水口。在桥梁伸缩缝的上游方向应增设排水口，在凹形竖曲线的最低点及其前后 3～5m 处也应设置一个排水口。
1. 2 根据桥梁断面形式改进排水系统
城市桥梁除机动车道外，通常还设有人行道和非机动车道，排水设计时应根据不同的桥梁横断面形式调整排水设施。两侧设有人行道的桥梁，雨水会由人行道表面向下渗漏，而且人行道与车行道间有路缘石分隔，故桥面排水系统应对车行道和人行道分别设置。车行道排水可以采用两种方式，一种是将排水口设在车道边缘、人行道缘石外侧约 20cm 左右，另一种形式是在人行道缘石侧面设置立式排水口，并在人行道下设置横向水管与排水口相接。通常第一种形式排水更为顺畅，而第二种形式则能使车行道桥面更整洁美观。人行道下的积水量一般较少，排水设计可以在人行道最外侧的挡块处设置少量排水管，与车行道的排水管都在桥梁结构翼缘下接入纵向排水管，再通过竖向落水管排出。设有非机动车道的桥梁，排水口设置在非机动车道低侧的边缘处。
通常在机动车道与非机动车道间设置分隔带，当分隔带为混凝土隔离墩时，可以在隔离墩底部间断预埋小型排水管，或直接在底部预留孔洞，将机动车道范围内的水通过排水管或孔洞排到非机动车道一侧，再由非机动车道上的排水口排出桥外。有些时候桥梁上的分隔带较宽，通常是为了保持与道路上的绿化分隔带宽度一致，或为以后机动车道的拓宽预留了桥梁面积。而在桥梁上的分隔带一般不能进行绿化种植，经常做成周边设缘石、中间为方砖的硬覆盖形式。
1. 3 加强细部构造处理
桥面上的排水口可以沿车行道两侧左右对称布置，也可以交错排列。为了防止进水管堵塞，应在排水口处设置格栅盖板。为了做到“防排结合”，必须保证排水系统与防水系统的协调统一，如果桥面铺装层内设有防水层，则应让排水管道与防水层紧密结合，以便防水层上的渗水能通过排水管排出桥外。
为确保排水功能实现，首先应选用可靠的材料。排水管材料一般采用铸铁、钢材、钢筋混凝土及聚氯乙烯等。铸铁管容易锈蚀，对混凝土结构造成腐蚀；钢管性能优良，但造价较高；钢筋混凝土管材制作较麻烦，现在普遍使用较多的是聚氯乙烯管。这种管材表面硬度和抗拉强度高，管道安全系数高。对无机酸、碱、盐类耐腐蚀性能优良，抗老化性好。管道摩阻系数小，水流顺畅，不易堵塞，养护工作量少。导热系数和弹性模量小，抗冰冻性能优良。并且施工方法简单，操作方便，安装工效高，已经在当前的工程中得到了越来越广泛的使用。而排水口处，由于要承受桥面荷载，排水管管口和顶面的格栅盖板都需要采用强度较大的材料，如高强度铸制的铁管盖及排水口。
城市桥梁为保证桥下的道路、车辆或行人免受桥面水的冲淋，并防止桥梁下部结构被腐蚀，同时考虑到城市景观要求，应当设置封闭式的排水系统，将排水管中的水汇集到纵向排水管内，并通过竖向落水管流入地面排水系统。为了不影响桥梁立面的美观，纵向排水管一般可设在箱梁侧面悬臂下方或布设在箱梁内部。排水管必须保证牢固安装，挂在桥梁结构上的抱箍间距不能过大，尤其是采用聚氯乙烯管等刚度较小的排水管时，抱箍间距太大会造成排水管中部下垂，水中杂质容易沉淀而形成堵塞。排水管的弯头和接头部位最容易形成堵塞，安装时应保证内壁光滑。当桥的长度较短时，纵向排水管的出水口可以设在桥梁两侧的桥台上；对于大型桥梁，则需计算出落水管的间距，在桥墩处布置落水管。根据前述计算及国内多城市的实际经验，建议落水管的间距以不超过 30m 为宜。落水管可以布置在墩台壁表面的预留槽内，或者在墩台内部预留孔道。当水管在结构内部穿过时，为了防止管道破裂后水体对混凝土和钢筋造成腐蚀，一般应在管道周边设置外层包围材料或增加套管，以提高管道安全度。
桥梁伸缩缝处雨水容易下漏，在桥梁的墩台顶面形成积水，并逐渐腐蚀混凝土，这已经成为近年来桥梁的主要病害。可将墩台顶面做出外倾的斜坡，以利流水。或者在混凝土表面设置凹槽，将水汇集后接入墩台身处的落水管内。
2排水性沥青桥面
近年来，排水性沥青路面作为一种排水功能性路面结构形式得到了越来越广泛的应用，国内的很多城市高架桥、立交桥也采用了排水沥青桥面面层，成为桥梁排水系统中的新生力量。排水沥青桥面采用大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于排水沥青桥面的多孔特征可以大幅降低交通噪声，尤其适用于对环境保护要求较高的城市桥梁。由于桥面水能完全渗透这种沥青面层，所以面层下必须设置可靠的防水层，同时，排水性沥青面层内应设置边缘排水系统[4]。纵向排水管管径按实际流量计算确定后，可以设置在沥青面层横桥向低侧，保持与桥梁相同纵坡，并且应保证不被车辆等外荷载压裂，并将排水管出口接入桥梁排水系统中。
在不同库水位情况下，混凝土面板和劈裂黏土灌浆防渗墙起到较大的防渗作用，有效地解决了坝身土渗漏较严重的问题，增强了坝体的抗渗性能，改善了坝体的渗透稳定性，提高了坝体抵抗高水头渗透的整体防渗性能，达到了加固的目的。在水库水位较低时，混凝土面板的防渗作用较差，这时劈裂黏土灌浆防渗墙起主要防渗作用；而在高水位时，混凝土面板和劈裂粘土灌浆防渗墙联合起作用，可起到较好的防渗作用。
3 防水层的设置
桥面防水层应选择成熟的材料和施工工艺，不宜采用防水卷材或其他采用层铺法的防水层。防水层应能在铺装层和面层之间形成足够的粘结力，以抵抗层间抗剪力和正拉应力，同时防水材料应能满足高温稳定性和低温抗裂性的要求，且有一定的抗拉强度、韧性和延伸率，以抵抗一定的施工荷载并便于施工。
4 跨越敏感水体桥梁排水系统设置
对于公路两侧的敏感水源( 饮用水源) ，从环保角度出发公路选线时首先尽可能避让，无法避让时桥面的雨水不得直接排放到敏感水体中。而是通过纵向排水管将多个雨水斗汇集的雨水收集排放到两侧设置的蒸发池或隔油池内蒸发或处理。对于跨越敏感水体( 饮用水源) 的桥梁，单桥梁的长度较长时，桥面的纵向排水管的最大排水小于桥面的雨水汇集量，此时路线纵面设计时应考虑将桥位处的竖曲线设计为凸曲线，并将凸曲线的顶点设置在桥梁中心桩号附近，将桥梁的纵向排水设计成桥中向两侧桥头排放的形式。
结语
在进行除险加固后，大坝的渗流性态发生了较大的改善。混凝土面板既能保护坝体免受冲刷，又能起防渗的作用，尤其在高水位下，防渗效果更为明显。坝体劈裂黏土灌浆防渗墙也具有一定的防渗作用，在高水位下能与混凝土面板一起起到联合防渗的作用。
【参考文献】
【1】（水管[2003]271 号）水库大坝安全鉴定办法[Z].北京：中国水利水电出版社，2003.
【2】SL258—2000 水库大坝安全评价导则[S].