[科普中国]-调治构造物

简介

即调治桥梁附近水流的构造物。如：导流堤、梨形坝、长堤、丁坝、顺坝、截水坝等。其主要作用是整治河道，使水流均匀顺畅的通过桥孔，防止桥位附近的河床和河岸产生不利的变形，以保证桥梁墩台和桥头引道的正常使用以及附近河堤、建筑、农田等免受水害。1

布设调治构造物的布设，要顺应水势，因势利导，因地制宜。应结合河段特性，水文、地形和地质等自然条件，桥头路堤位置，通行要求，水利设施等因素综合考虑，兼顾两岸、上下游、洪水枯水位，确定总体布设方案。水文及河床变形复杂的河段，桥孔和调治构造物布设应做水工模型试验，进行分析验证。

作用调治构造物是以改变水流方向为主的水工建筑物，它能调节水流，整治河道，使水流均匀顺畅地通过桥孔，以防止桥位附近的河床和河岸产生不利变形，从而保证桥梁墩台和桥头引道的正常使用以及附近农田免受洪水的危害。实践表明，桥梁所遭受的水害不少是由于忽视了调治构造物的布设而引起的。合理地布置桥梁调治构造物，不仅能起到保桥护路的作用，而且能为治河、保田等创造有利条件。一般情况下，变迁性河段、游荡性河段、宽滩性河段及冲积漫流性河段必须设置调治构造物，而稳定性河段及次稳定河段在两岸漫溢流量大或河滩河槽受到较大压缩时，应对引道进行必要的防护。

主要类型调治构造物的主要类型有:导流堤、梨形堤、封闭式导流堤、丁坝、顺坝、挑水坝等。各类调治构造物既可单独设置,也可联合设置,设计时各种调治构造物的布置、型式和尺寸,均应结合河流特征、水文、地形、地质、河滩引道和水利设施等因素,综合考虑而确定。

导流堤的布设平原区的河流,特别是被河滩路堤所阻断的河滩水流对桥台的作用一般都比较大,由于水流斜向进入桥孔,将引起桥台附近河床的严重冲刷。设置导流堤后,可使桥下河床的冲刷、分布趋于均匀,减缓冲刷的进程,减少对桥台的危胁。一般情况下,被引道阻断的河滩流量占总流量的15%(单侧河滩)或25%(双侧河滩)以上时,应设置导流堤,小于上述数值时,可设置梨形堤,小于5%时,加固桥台锥坡即可。

导流堤横断面一般为梯形,堤身迎水面坡比一般为1∶1.5～1∶2,背水面坡比一般为1∶1.5～1∶1.75。导流堤的平面形状一般为曲线形,当需要挑导水流时也可采用直线形(两端带曲线)。曲线形导流堤能把河滩水流平缓而均匀地导入桥孔,而直线形导流堤则能把水流逼向对岸。如果河流两侧的河滩大小不一,则可在河滩较大的一侧设置曲线形导流堤,而在河滩较小的一侧(凹带)设置直线形导流堤。导流堤的平面形状和尺寸,常用拉迪申可夫法和尔达可夫法进行计算,并结合桥位河段的水文、地形、地质和河滩路堤布置等条件,进行适当的调整。

对于河槽摆动很大的变迁性和冲积漫流性河段,为了逐渐缩窄河槽的摆动幅度,使水流和泥沙平稳地通过桥孔,并保证堤后农田和村镇的安全,往往布置封闭式长导流堤。布置长导流堤时,应按水流和地形条件,确定导流堤采用对称或不对称布置,并应尽量减少其轴线与水流的变角(不大于30°),上游堤端必须嵌入稳定的河岸。在堤身受集中股流顶冲或穿过旧河汊时,应在相应部位加强防护,必要时可设置短丁坝挑流。1

丁坝的布设丁坝有淹没式和非淹没式两种。淹没式丁坝的坝顶略高于常水位,洪水期被淹没,它的挑流能力不大,主要作用是加速各丁坝间的泥砂淤积。非淹没式丁坝的坝顶高出洪水位,洪水期有较大的挑流能力,常用于防护河岸的河滩引道路堤。丁坝的轴线与水流方向的关系不同,其冲淤情况及作用也不相同。淹没式丁坝一般斜向上游(为上挑),坝轴线与水流方向的交角约100°～105°,如斜向下游,则漫过坝顶的水流将向坝根部集中,造成剧烈冲刷而冲走丁坝间的泥沙。非淹没式丁坝一般斜向下游(为下挑),坝轴线与水流方向交角约60°～75°,对流速不大的河流,也可斜向上游。对于流向不定的潮汐性河流,则应使丁坝与水流方向正交。

应该注意的是,桥孔上游附近宜导不宜挑,即尽可能不采用丁坝,以免使水流紊乱过桥,冲刷墩台基础。当对丁坝长度没有把握时,应宁短匆长,在使用过程中观察,再将其逐步加长,比较安全。丁坝的横断面一般为梯形,其边坡规定与导流堤基本相同,但要注意淹没式坝背水面应较迎水面边坡放缓一些。1

建筑材料调治构造物的建筑材料,应因地制宜,就地取材,一般可用轻亚粘土、亚粘土、砂砾土、砾石或卵砾石、片石等砌筑,而不宜用重粘上、粉砂、淤泥、盐碛土或有机质的土壤填筑。调治构造物应进行分层夯实或压实。常用的防护类型有:种草、铺草皮、干砌片石、浆砌片石、铁丝石笼、抛石等。浆砌片石是一种抗冲性能较好的防护工程,石料宜选用较坚硬、耐冻、未风化的片石,一般需采用10～15cm厚的砂砾、卵石或碎石垫层。当护坡较长时,每隔10～15m应设置伸缩缝,并在对应的基础上设置沉降缝,缝宽一般为2cm,以沥青麻絮或沥青板条填塞。1