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【摘 要】 桥梁工程施工中，桥面排水设计是工程施工中比较重要的一项内容，特别是城市桥梁工程，如果桥梁桥面排水设计不合理，排水处理不好，不仅会造成桥面出现积水或者渗水的现象，严重者将会影响桥梁的安全。因此城市桥梁加强桥面排水设计对提高桥梁的安全性有着积极的意义，同时对提高工程的经济效益和社会效益具有重要的作用。本文针对城市桥梁桥面排水设计中存在的问题进行详细的分析，并针对提出一些措施。
【关键词】 城市；桥梁桥面；排水设计；问题；分析
引言
在城市中，各种高架桥、立交桥已经广泛的应用在生活和交通运行当中。城市高架桥有纵坡变化大，桥梁长等特点，所以，如果桥面的排水问题处理不好，不利于行车的安全，对行人也会造成不便的影响，更会给城市桥梁桥面的结构造成损害。由于大部分的桥梁都是钢筋混凝土结构，不宜时而潮湿时而暴晒。如果水分侵蚀钢筋，会使钢筋锈蚀，减短桥梁的使用寿命。冬天被水侵蚀的桥梁容易结冰，这样很容易导致砼发生破坏。所以，为了使桥梁的耐久性不因为雨水的积滞而渗入桥梁内部造成破坏，不仅要在桥面铺装内设置防水层，更重要的是要在桥面合理的设计出能够引导雨水迅速排出桥外的排水系统。随着时代的发展，桥梁设计的美观程度也越来越受到重视，桥梁的设计不仅要结构合理，牢固耐用，排水通畅，施工养护方便，而且要美观庄重。
一、桥面排水形式
桥面的雨水首先会因为桥面的合成坡（横坡和纵坡的组合）而排向行车道的两侧，因此，桥面横向坡度必须足够。通常情况下，桥面的泄水口是设置在行车道边缘处的。雨水汇聚泄水口后会因为桥体设计的不同而分两种情况排出：（1）如立交桥这种跨越城市道路、公路、铁路的桥体，在排水设计时，会将雨水汇集到纵向的排水管中，然后通过在桥梁的墩台处进行设计落水管流入地面的排水设施中，以达到的桥面排水的目的；（2）当桥体设计时是跨域河流或者水沟的，可以将流入排水口的雨水通过泄水管直接排放。如果桥体的设计是能够保证将雨水从桥头引导排泄的，即桥长<50m时，一般情况下不再需要设置泄水管，可以在引道的两侧设置流水槽，避免雨水冲刷路基[1]。
二、桥面排水设计存在的问题
城市中的高架桥、立交桥等由于桥梁桥体长度比较长，纵坡变化大，再加上人们审美观以及城市环保、景观美化等诸多方面的要求，因此在桥梁设计的过程当中，应该充分的考虑到桥面的排水设计问题。
桥面排水设计方面存在的问题，有三个方面：
1、桥面的纵坡、横坡设置不合理。桥面纵坡、横坡的大小是直接关系着排水是否通畅的重要因素。纵坡过小，会造成桥面雨水因为流速缓慢而汇流时间加长；纵坡过大则会使雨水口的截流率变小，这两方面的原因都会对桥梁桥面的排水效果产生一定的影响。并且因为桥梁桥面的横坡能够使雨水向桥面相对比较低的地方汇集，然后在汇集处通泄水口集中将雨水排放出去，所以在进行设计桥面横坡时，必须保证在横坡的设置在1.0%～2.0%之间。在城市高架桥桥面排水设计的过程中，由于巧体比较长，所以在排水设计中应该将桥面设置成反向变破和凹曲线。这种设计会造成严重积水，对雨水的排出极为不利[2]。所以，在设置桥面的排水系统时候，应该根据桥体的特性，首先进行考虑的桥梁桥面坡度将会对桥梁桥面排水产生的影响，然后再进行确定桥面排水管直径的大小以及排水口的间距。
2、泄水口的设置不合理。降雨的强度以及汇水面积是决定桥面泄水口之间距离的主要因素。其次也可以根据桥面纵向和横向的坡度，还有泄水管道的泄水能力，允许过水断面的漫流宽度来定。如果泄水口的间距过大或数量不够，就会造成桥面积水。尤其是雨水充沛的南方地区，，瞬间降雨的强度也大，很容易造成因雨水积聚来不及排入泄水管而造成桥面积水。再因为降雨量大加上清扫公路以后各种垃圾堆积在泄水口，造成大量的泄水口因此堵塞，更加严重的阻碍了桥面积水的排放，加大了积水对桥梁的腐蚀危害。所以，在设计泄水口的时候，应该采用雨水篦配合使用的方法进行桥面排水。
3、排水设施构造不完善
在城市桥梁桥面工程设计的过程中，桥梁桥面的排水系统设计如下图所示：
通过上图可以看出的桥梁桥面排水系统主要有排水管、排水盲沟以及进水口和落水管等结构组成。
在实际的设计当中，常常忽略进水口和碎石盲沟周边的防水层设计，很容易出现排水不畅或者防水层渗水的现象。泄水管的管口和管盖如果采用的材料强度不够，就会发生因承载不了车辆的负荷而被压坏。
三、立交桥积水现状、原因及解决措施
城市中立交桥是很常见的建筑，它的使用更好的缓解了城市交通堵塞和事故的发生。由于受到环境和地理状况的影响，有一部分的立交桥需要设置下行穿道、人行地道。举例来说，在长沙市就有两座这种设计的桥梁，一座是袁家岭立交桥，一座是芙蓉路立交桥。这两座桥均属于下穿式立交桥，每年的六七月份，一场大雨过后，下层通道就会出现严重的积水，不仅不能充分的发挥立交桥应有的纽带连接作用，反而成为了各交叉通道的障碍，造成整个城市的交通出现严重的阻塞瘫痪。为什么会出现这种情况，我们可以从这些方面的原因着手探讨：
1、从立交桥的桥体形式方面分析。按照立交桥的桥体外形上下关系有两种桥型：举起式和下穿式。举起式立交桥占地面积比较大，因为需要较长的引桥，所以，桥面举起后会造成周围建筑物的构成景观发生很大的变化，但是，举起式立交桥有不受气候条件限制的优点，并不会影响城市排水网的规划。下穿式立交桥则恰好相反，它不需要较长的引桥，相对的占地面积也就比较小，虽然不会影响周围建筑景观，但是由于受到气候条件的影响，所以很大程度上对城市排水网的规划造成了影响。所以，地方相对狭小、并且对四周的建筑景观需要做重点保护的地区以及降雨量相对较少的北方地区都适合设置下穿式立交桥。
2、从气候条件方面分析。上面介绍了下穿式立交桥适用于降雨量较少的北方地区和排水条件相对较好的城郊。袁家岭立交桥和芙蓉路立交桥地处多雨的长沙市，由于长沙市年降雨量较多，有2000毫米左右，并且集中在春夏之交，降雨强度也不均匀，这样的环境气候就对下穿式立交桥的设计造成了更多的不便和麻烦。 3、从排水的设计方面分析。由于长沙市是东南偏高、西北偏低的地形。建造在五一路的这两座下穿式立交桥，因受到地理形势的影响，不能按照城市的排水管道铺设坡度排水，只能在桥的局部设置泵站，借此将雨水提升较高的排水管网中。
基于以上原因，可以在立交桥的下层路面入口处设置圆弧挡水墙，将径流雨水堵住，这样，直接将降雨汇聚在桥下，对泵站所要负荷的排水量进行计算时就不必考虑径流影响，这样不仅符合实际汇水面积，而且也大幅度的将泵站的总负荷减小了，还能彻底的解决立交桥桥面积水问题。
四、如何解决桥梁桥面排水设计中存在的问题
通过上述分析在城市 桥面排水设计中依然存在诸多的问题，针对这些问题提出以下几方面的建议：
1、在桥梁桥面排水设计中，首先科学合理确定排水排水管的数量，桥面排水设计中不仅要设置桥面纵坡和横坡的形式，而且还应该注意跑水管的设置。桥面排水管的设计应该按照径流面积来计算确定其数目，每平方米的桥面宜设排水管面积为300mm2，直径不宜小于100mm，这种设计不仅可以加快排水进程，而且也方便后期的养护清理。在一级公路和高速公路的排水管设计方面，直径一般为150mm，间距为4-5之间[3]。高架桥和跨越铁路、公路及通航河流的桥梁，是将降雨通过桥面的横坡、纵坡排入排水管，然后通过设置在桥梁墩台的落水管排出，所以，桥面排水管的设计应该达到安全和环境所需的要求。
在桥梁桥面排水管设计的过程中，首先可以假设工程中排水管的直径和间距，然后通过采用桥梁桥面排水管计算公式，通过计算出排水设计流量≤管道允许水流量进行确定。计算公式为：10-3（是设计径流数；W是桥面的汇水宽度；L是泄水口间距；q是平均的降雨强度）
由于纵坡不断变化，所以要根据不同的纵坡将泄水口的间距进行调整，泄水口的间距可以在坡度缓慢时适当的加密。
2、根据桥梁断面形式进行确定桥面排水方式。
在城市桥梁桥面工程设计的过程中，首先应该根据桥梁断面的形式进行确定桥面排水设计的形式。一般情况下在城市桥梁下方都设计有人行道，并且在人行道的下方都会留有铺设电力电信的排管空间，这就会造成雨水会通过人行道渗透到电力电缆的排管内，因此针对这种情况，应该注意保证人行道应该高出桥面车辆行道面的15～30cm，并将路缘石和车道部分设置成为错台的形式进行隔档。如果是机动车和非机动车分离桥梁时，则可以采用混凝土隔离墩将机动车和非机动车进行隔离开。一般情况下，混凝土隔离墩可以每隔5～10m设计一个矩形的空洞，以能够通过孔洞将机动车道上的雨水留到非机动车道，然后再汇聚流入非机动车道低侧泄水管，以此达到排水的目的。还有一种是机动车道与非机动车道之间是采用绿化带进行分隔的，绿化带宽约1-2m，可以每隔10-20m留一个50cm宽度的水槽，在顶部设置盖板。雨水通过水槽都将汇集在非机动车道，然后通过非机动车道汇集到排水管内。对于汽车专用的桥梁，一般只设计车行道，两侧设计有混凝土防撞墙，其排水管一般设计在内侧底部的地方，其中排水管的直径大约在150mm，间距大约在5～10m。
3、对于桥面排水构造处的细节处理对策。众所周知，由于桥面的垃圾和灰尘很容易造成下水道堵塞，所以很容易造成排水不畅的现象，在对桥面排水设计中，针对这种现象，应该注意在泄水管的管口出设计强度较大的铸铁制作的管盖，泄水管最好竖直方向埋没，如果根据情况需要采用水平布设，横坡要注意不能太小，管道也不适宜过长，以免造成水流过慢，导致排水不畅。
另外，为了防止垃圾堵塞泄水口，可以采用雨水篦配合泄水管的方式进行桥面的排水处理。雨水篦可以采用花岗岩加钢板组合式的，可以先将花岗岩雨水篦下面层用结构胶和钢板雨水篦上面层粘结到一起，然后将组合雨水篦的钢板面朝下放入预留的水篦口中。这样的组合水篦不仅避免了车轮将其破坏的情况，也美化了桥梁雨水篦的外观[5]。更重要是的是，还具有防盗的功能。雨水篦即使被翘起，也会因为附带有花岗岩的重量，不容易被盗走。这样就可以有效的解决因雨水篦被盗而造成垃圾堵塞泄水口，引发桥面积水不能正常排泄的情况。
五、总结
本文通过对城市桥梁桥面设计中存在的问题进行分析，提出了解决的措施，并对城市立交桥的排水设计问题深入的探讨，提出了解决的方案。更好的解决城市桥梁桥面的排水问题，可以缓解城市交通阻塞问题，带来生活出行的方便，更能带动交通业的顺利健康发展。
参考文献
[1] 李伟伟，周全.桥梁排水问题的探讨[J].城市道桥与防洪，2012（09）：56-58
[2] 杨鑫.长春轻轨三期工程高架区间桥梁的选型及设计[J].山西建筑，2009，35（17）：329-330
[3] 郭洪涛.公路桥梁桥面排水设计探讨.山东交通科技，2012（05）：52-53
[4] 尹梅，王巍.城市桥梁桥面排水设计中的问题与处理方法.市政技术，2008（05）：60-62
[5] 黄庆，段艳菊. 桥面排水设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）. 2011（33）：96-97
【关键词】 城市；桥梁桥面；排水设计；问题；分析
引言
在城市中，各种高架桥、立交桥已经广泛的应用在生活和交通运行当中。城市高架桥有纵坡变化大，桥梁长等特点，所以，如果桥面的排水问题处理不好，不利于行车的安全，对行人也会造成不便的影响，更会给城市桥梁桥面的结构造成损害。由于大部分的桥梁都是钢筋混凝土结构，不宜时而潮湿时而暴晒。如果水分侵蚀钢筋，会使钢筋锈蚀，减短桥梁的使用寿命。冬天被水侵蚀的桥梁容易结冰，这样很容易导致砼发生破坏。所以，为了使桥梁的耐久性不因为雨水的积滞而渗入桥梁内部造成破坏，不仅要在桥面铺装内设置防水层，更重要的是要在桥面合理的设计出能够引导雨水迅速排出桥外的排水系统。随着时代的发展，桥梁设计的美观程度也越来越受到重视，桥梁的设计不仅要结构合理，牢固耐用，排水通畅，施工养护方便，而且要美观庄重。
一、桥面排水形式
桥面的雨水首先会因为桥面的合成坡（横坡和纵坡的组合）而排向行车道的两侧，因此，桥面横向坡度必须足够。通常情况下，桥面的泄水口是设置在行车道边缘处的。雨水汇聚泄水口后会因为桥体设计的不同而分两种情况排出：（1）如立交桥这种跨越城市道路、公路、铁路的桥体，在排水设计时，会将雨水汇集到纵向的排水管中，然后通过在桥梁的墩台处进行设计落水管流入地面的排水设施中，以达到的桥面排水的目的；（2）当桥体设计时是跨域河流或者水沟的，可以将流入排水口的雨水通过泄水管直接排放。如果桥体的设计是能够保证将雨水从桥头引导排泄的，即桥长<50m时，一般情况下不再需要设置泄水管，可以在引道的两侧设置流水槽，避免雨水冲刷路基[1]。
二、桥面排水设计存在的问题
城市中的高架桥、立交桥等由于桥梁桥体长度比较长，纵坡变化大，再加上人们审美观以及城市环保、景观美化等诸多方面的要求，因此在桥梁设计的过程当中，应该充分的考虑到桥面的排水设计问题。
桥面排水设计方面存在的问题，有三个方面：
1、桥面的纵坡、横坡设置不合理。桥面纵坡、横坡的大小是直接关系着排水是否通畅的重要因素。纵坡过小，会造成桥面雨水因为流速缓慢而汇流时间加长；纵坡过大则会使雨水口的截流率变小，这两方面的原因都会对桥梁桥面的排水效果产生一定的影响。并且因为桥梁桥面的横坡能够使雨水向桥面相对比较低的地方汇集，然后在汇集处通泄水口集中将雨水排放出去，所以在进行设计桥面横坡时，必须保证在横坡的设置在1.0%～2.0%之间。在城市高架桥桥面排水设计的过程中，由于巧体比较长，所以在排水设计中应该将桥面设置成反向变破和凹曲线。这种设计会造成严重积水，对雨水的排出极为不利[2]。所以，在设置桥面的排水系统时候，应该根据桥体的特性，首先进行考虑的桥梁桥面坡度将会对桥梁桥面排水产生的影响，然后再进行确定桥面排水管直径的大小以及排水口的间距。
2、泄水口的设置不合理。降雨的强度以及汇水面积是决定桥面泄水口之间距离的主要因素。其次也可以根据桥面纵向和横向的坡度，还有泄水管道的泄水能力，允许过水断面的漫流宽度来定。如果泄水口的间距过大或数量不够，就会造成桥面积水。尤其是雨水充沛的南方地区，，瞬间降雨的强度也大，很容易造成因雨水积聚来不及排入泄水管而造成桥面积水。再因为降雨量大加上清扫公路以后各种垃圾堆积在泄水口，造成大量的泄水口因此堵塞，更加严重的阻碍了桥面积水的排放，加大了积水对桥梁的腐蚀危害。所以，在设计泄水口的时候，应该采用雨水篦配合使用的方法进行桥面排水。
3、排水设施构造不完善
在城市桥梁桥面工程设计的过程中，桥梁桥面的排水系统设计如下图所示：
通过上图可以看出的桥梁桥面排水系统主要有排水管、排水盲沟以及进水口和落水管等结构组成。
在实际的设计当中，常常忽略进水口和碎石盲沟周边的防水层设计，很容易出现排水不畅或者防水层渗水的现象。泄水管的管口和管盖如果采用的材料强度不够，就会发生因承载不了车辆的负荷而被压坏。
三、立交桥积水现状、原因及解决措施
城市中立交桥是很常见的建筑，它的使用更好的缓解了城市交通堵塞和事故的发生。由于受到环境和地理状况的影响，有一部分的立交桥需要设置下行穿道、人行地道。举例来说，在长沙市就有两座这种设计的桥梁，一座是袁家岭立交桥，一座是芙蓉路立交桥。这两座桥均属于下穿式立交桥，每年的六七月份，一场大雨过后，下层通道就会出现严重的积水，不仅不能充分的发挥立交桥应有的纽带连接作用，反而成为了各交叉通道的障碍，造成整个城市的交通出现严重的阻塞瘫痪。为什么会出现这种情况，我们可以从这些方面的原因着手探讨：
1、从立交桥的桥体形式方面分析。按照立交桥的桥体外形上下关系有两种桥型：举起式和下穿式。举起式立交桥占地面积比较大，因为需要较长的引桥，所以，桥面举起后会造成周围建筑物的构成景观发生很大的变化，但是，举起式立交桥有不受气候条件限制的优点，并不会影响城市排水网的规划。下穿式立交桥则恰好相反，它不需要较长的引桥，相对的占地面积也就比较小，虽然不会影响周围建筑景观，但是由于受到气候条件的影响，所以很大程度上对城市排水网的规划造成了影响。所以，地方相对狭小、并且对四周的建筑景观需要做重点保护的地区以及降雨量相对较少的北方地区都适合设置下穿式立交桥。
2、从气候条件方面分析。上面介绍了下穿式立交桥适用于降雨量较少的北方地区和排水条件相对较好的城郊。袁家岭立交桥和芙蓉路立交桥地处多雨的长沙市，由于长沙市年降雨量较多，有2000毫米左右，并且集中在春夏之交，降雨强度也不均匀，这样的环境气候就对下穿式立交桥的设计造成了更多的不便和麻烦。 3、从排水的设计方面分析。由于长沙市是东南偏高、西北偏低的地形。建造在五一路的这两座下穿式立交桥，因受到地理形势的影响，不能按照城市的排水管道铺设坡度排水，只能在桥的局部设置泵站，借此将雨水提升较高的排水管网中。
基于以上原因，可以在立交桥的下层路面入口处设置圆弧挡水墙，将径流雨水堵住，这样，直接将降雨汇聚在桥下，对泵站所要负荷的排水量进行计算时就不必考虑径流影响，这样不仅符合实际汇水面积，而且也大幅度的将泵站的总负荷减小了，还能彻底的解决立交桥桥面积水问题。
四、如何解决桥梁桥面排水设计中存在的问题
通过上述分析在城市 桥面排水设计中依然存在诸多的问题，针对这些问题提出以下几方面的建议：
1、在桥梁桥面排水设计中，首先科学合理确定排水排水管的数量，桥面排水设计中不仅要设置桥面纵坡和横坡的形式，而且还应该注意跑水管的设置。桥面排水管的设计应该按照径流面积来计算确定其数目，每平方米的桥面宜设排水管面积为300mm2，直径不宜小于100mm，这种设计不仅可以加快排水进程，而且也方便后期的养护清理。在一级公路和高速公路的排水管设计方面，直径一般为150mm，间距为4-5之间[3]。高架桥和跨越铁路、公路及通航河流的桥梁，是将降雨通过桥面的横坡、纵坡排入排水管，然后通过设置在桥梁墩台的落水管排出，所以，桥面排水管的设计应该达到安全和环境所需的要求。
在桥梁桥面排水管设计的过程中，首先可以假设工程中排水管的直径和间距，然后通过采用桥梁桥面排水管计算公式，通过计算出排水设计流量≤管道允许水流量进行确定。计算公式为：10-3（是设计径流数；W是桥面的汇水宽度；L是泄水口间距；q是平均的降雨强度）
由于纵坡不断变化，所以要根据不同的纵坡将泄水口的间距进行调整，泄水口的间距可以在坡度缓慢时适当的加密。
2、根据桥梁断面形式进行确定桥面排水方式。
在城市桥梁桥面工程设计的过程中，首先应该根据桥梁断面的形式进行确定桥面排水设计的形式。一般情况下在城市桥梁下方都设计有人行道，并且在人行道的下方都会留有铺设电力电信的排管空间，这就会造成雨水会通过人行道渗透到电力电缆的排管内，因此针对这种情况，应该注意保证人行道应该高出桥面车辆行道面的15～30cm，并将路缘石和车道部分设置成为错台的形式进行隔档。如果是机动车和非机动车分离桥梁时，则可以采用混凝土隔离墩将机动车和非机动车进行隔离开。一般情况下，混凝土隔离墩可以每隔5～10m设计一个矩形的空洞，以能够通过孔洞将机动车道上的雨水留到非机动车道，然后再汇聚流入非机动车道低侧泄水管，以此达到排水的目的。还有一种是机动车道与非机动车道之间是采用绿化带进行分隔的，绿化带宽约1-2m，可以每隔10-20m留一个50cm宽度的水槽，在顶部设置盖板。雨水通过水槽都将汇集在非机动车道，然后通过非机动车道汇集到排水管内。对于汽车专用的桥梁，一般只设计车行道，两侧设计有混凝土防撞墙，其排水管一般设计在内侧底部的地方，其中排水管的直径大约在150mm，间距大约在5～10m。
3、对于桥面排水构造处的细节处理对策。众所周知，由于桥面的垃圾和灰尘很容易造成下水道堵塞，所以很容易造成排水不畅的现象，在对桥面排水设计中，针对这种现象，应该注意在泄水管的管口出设计强度较大的铸铁制作的管盖，泄水管最好竖直方向埋没，如果根据情况需要采用水平布设，横坡要注意不能太小，管道也不适宜过长，以免造成水流过慢，导致排水不畅。
另外，为了防止垃圾堵塞泄水口，可以采用雨水篦配合泄水管的方式进行桥面的排水处理。雨水篦可以采用花岗岩加钢板组合式的，可以先将花岗岩雨水篦下面层用结构胶和钢板雨水篦上面层粘结到一起，然后将组合雨水篦的钢板面朝下放入预留的水篦口中。这样的组合水篦不仅避免了车轮将其破坏的情况，也美化了桥梁雨水篦的外观[5]。更重要是的是，还具有防盗的功能。雨水篦即使被翘起，也会因为附带有花岗岩的重量，不容易被盗走。这样就可以有效的解决因雨水篦被盗而造成垃圾堵塞泄水口，引发桥面积水不能正常排泄的情况。
五、总结
本文通过对城市桥梁桥面设计中存在的问题进行分析，提出了解决的措施，并对城市立交桥的排水设计问题深入的探讨，提出了解决的方案。更好的解决城市桥梁桥面的排水问题，可以缓解城市交通阻塞问题，带来生活出行的方便，更能带动交通业的顺利健康发展。
参考文献
[1] 李伟伟，周全.桥梁排水问题的探讨[J].城市道桥与防洪，2012（09）：56-58
[2] 杨鑫.长春轻轨三期工程高架区间桥梁的选型及设计[J].山西建筑，2009，35（17）：329-330
[3] 郭洪涛.公路桥梁桥面排水设计探讨.山东交通科技，2012（05）：52-53
[4] 尹梅，王巍.城市桥梁桥面排水设计中的问题与处理方法.市政技术，2008（05）：60-62
[5] 黄庆，段艳菊. 桥面排水设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）. 2011（33）：96-97