城市桥梁桥面排水设计的浅析

沈家谊 庞学胜

（杭州市城乡建设设计院有限公司 浙江）

【摘要】本文笔者结合城市桥梁桥面排水设计的常见问题，分析了排水系统设计计算的主要要点，可供参考！

【关键词】桥梁桥面；计算分析；排水设计；排水系统

近几年，随着建筑材料性能的不断提高，新型桥梁防水材料的研制使用，桥面防水技术已经日趋成熟。然而，桥梁排水工程则更多地依赖于优秀的设计方案和良好的施工质量，才能达到令人满意的使用效果。因此，要提高桥梁的耐久性，延长桥梁使用寿命，做到“防排结合”，就必须加强对于桥梁排水工程设计的重视，以使桥梁工程实现安全、适用、美观的目标。

一、桥面排水设计的相关问题

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，管道自径不宜小于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：当纵坡大于2% 时，桥面设置排水管的截面积不宜小于60mm2/m2 ；当纵坡小于1% 时，桥面设置排水管道截面积不宜小于100mm2/m2，且最大问距不宜超过20m。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。

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，雨水会从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右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，或自接在底部预留孔洞，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。为了保证机动车道的水流不被隔离带阻隔。为了美观，也可以把截断处做成槽形，顶面为盖板，下部成为水槽。

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。为了防比进水管堵塞，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。路面排水口处，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，并防比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，水中杂质容易沉淀面形成堵塞。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，为了防比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，这已经成为近几年桥梁的主要病害。可将墩台顶面做出外倾的斜坡，以利流水。

二、桥面排水系统设计计算

现阶段，城市桥梁通用的排水系统是在桥梁顶面设置纵横坡汇集路面水到横坡低处，然后通过排水管、落水管将水排到桥梁外。桥面排水的设施包括桥面纵横坡、排水口、排水管和落水管等。

1. 桥梁纵横坡

城市桥梁设计应按照现行行业标准的规定设置纵横坡。桥梁表面水首先靠桥面横坡及纵坡组成的合成坡排向行车道两侧，因而要求桥面必须有足够的横向坡度。通常采用与路面相同的横向坡度。在桥面行车道两侧采用缘石的情况下，表面水汇集于由缘石和桥面组成的过水断面内，为了减少此过水断面的漫流宽度，或者使排水口间距不至于过密，宜适当增加桥面横坡坡度，保证通过横坡汇集于缘石处的桥面水流向排水口排出，避免滞留。

2. 桥梁排水管

排水管的设置应该通过水力计算后介理确定，现按照1m2 桥面进行水量计算。

排水管的自径不仅要根据排水量确定，还需要考虑使用期间的杂物堵塞等因素，因此要求排水管道的自径不宜小于150mm。每平方米桥面所需设置的排水管面积为Qlv ；在泄水管的纵坡度为2%和1% 时，可以算出需要的排水管面积分别为31mm2，和44mm2。规范中要求的排水管截面积分别为60mm2/m2，和100mm2/m2，基本是考虑了两倍的安全率，以充分满足城市桥梁排水的需要。

3. 落水管

落水管必须将排水管汇集的水顺畅地排入地面排水设施中，其布置问距的计算可参照《建筑给水排水设计规范》中的规定。对于重力流屋面雨水排水立管的泄流量，通过规范里的列表数据查得，聚氯乙烯管（公称外径160mm，壁厚4mm）最大泄流量为35.5Qlv。再据以上计算的每平方米桥面面积的水量49489mm3/s 来折算，可知该落水管可以满足约717m2 桥面排水的需要，如果考虑两倍的安全率，则对于两车道和三车道的桥面，落水管在桥梁纵向的间距应不大于44m 和31m。

三、结语

总之，为了充分发挥桥梁工程在城市交通中的作用，确保行车安全，延长桥梁使用寿命，桥梁排水设计是在主体结构设计基础上不能忽视的重要部分。根据桥梁设计技术指标，对桥面的排水系统进行合理分析计算，设置有效可行的排水设施，并认真考虑构造细节，保证桥面排水通畅，还要不断研究探索新方法、新技术应用到工程中，才能使桥梁排水设计技术日趋完善，取得更良好的经济效益和社会效果。__