城市高架橋橋面雨水排水系統(tǒng)研究.pdf

1、高架橋是現(xiàn)代化城市交通系統(tǒng)中的重要組成部分，對緩解城市交通壓力起到關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)高架橋排水系統(tǒng)主要依賴水流自身的重力作用排泄橋面雨水，水流通過橋面橫縱坡匯集流入橋面雨水口再由連接管道排入地面或市政雨水管道。該排水方式泄水流量較小且易引起泥沙沉積堵塞雨水口和泄水管道，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨時，橋面積水深度常超過安全限值，致使橋面行車出現(xiàn)漂滑甚至熄火的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響正常的城市交通運(yùn)行。目前，我國對于高架橋橋面排水系統(tǒng)的研究資料較少，而對橋面排水現(xiàn)狀的

2、改善迫在眉睫，因此，高架橋橋面雨水排水系統(tǒng)的研究具有實(shí)際意義。
　　本文根據(jù)實(shí)際高架橋的結(jié)構(gòu)形式，并借鑒建筑屋面虹吸排水系統(tǒng)設(shè)計原理，提出了適用于城市高架橋的排水系統(tǒng)。新型排水系統(tǒng)主要由橋面集水裝置和排水管道系統(tǒng)兩部分組成，在傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了雨水斗裝置和沉沙槽，并選用比原管徑小一號的HDPE管道(d110)，管內(nèi)易產(chǎn)生滿流形成虹吸作用，可以提高瞬時排水量，并具有極強(qiáng)的負(fù)壓抽吸作用而實(shí)現(xiàn)一定的自清能力。
　　本文在充

3、分總結(jié)國內(nèi)外排水系統(tǒng)研究資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)橋面排水系統(tǒng)的實(shí)際泄水規(guī)律，結(jié)合虹吸原理，建立了城市高架橋新型雨水排水系統(tǒng)的理論分析模型，即新型橋面雨水排水系統(tǒng)的泄水狀態(tài)是從非滿流到滿流的過程:當(dāng)橋面匯水流量較小時，管道泄水主要依靠重力作用，與傳統(tǒng)排水系統(tǒng)原理相同;當(dāng)橋面匯水流量較大時，管內(nèi)水流達(dá)到滿流，排水系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸作用，管內(nèi)泄水流量增大，此時可根據(jù)伯努利方程建立滿流時的水力計算模型。
　　為了測試新型高架橋排水系統(tǒng)的性能，并獲取某

4、些設(shè)計參數(shù)，本研究結(jié)合成都市成彭快速高架橋的局部排水改造工程，進(jìn)行了現(xiàn)場試驗研究，試驗結(jié)果表明:雨水斗裝置不僅能起到防旋流、減小摻氣量的作用，還能攔截排水中的雜質(zhì)，起到防堵塞的作用，是新型排水系統(tǒng)形成虹吸作用的保障;新型排水系統(tǒng)形成虹吸作用后，排水系統(tǒng)的抽吸能力增強(qiáng)，泄水流量增大，試驗測得最大負(fù)壓水頭為4.2m，最大泄水流量為35L/s。通過對雨水口和水平有機(jī)玻璃管錄像資料的分析，證明了系統(tǒng)在不同排水階段其流動狀態(tài)與理論分析較為一致，還