《上海中医药大学学报》
0 引 言
上海地区划分为14 个水利控制片,分别为蕰南片、淀北片、淀南片、嘉宝北片、浦东片、青松片、浦南东片、崇明岛、长兴岛、横沙岛、太南片、太北片、浦南西片、商塌片。水利控制片基本上由外围一线堤防、水闸、泵闸、片内河道以及圩区组成。根据河道管理、生态需水、农业生产以及水资源调度、保障区域防汛安全、河道、泵闸水利工程设施总量和各片地形平均高程等,确定各水利分片河道常水位、预降最低水位和除涝最高控制水位[1-2]。
结合防洪安全、规划堤顶高程及作业船舶通行等方面要求,《上海市跨、穿、沿河构筑物河道管理技术规定》[3]对各水利分片非通航河道桥梁梁底高程进行了规定,对统一各片区非通航河道桥梁工程建设标准发挥了重要作用。但是,由于上海地势低洼,建筑密度较大,在遇到桥梁紧邻小区出入口或桥梁接坡垂直于道路等情况时,部分河道桥梁建设存在接坡困难,影响桥梁工程建设,影响道路行车安全,影响沿河景观效果。随着各片区口门建设日趋完善,作业船舶小型化趋势日益明显,原规定的梁底标高实施难度越来越大,有进一步优化的必要性。本文通过调研,优化参数,探讨上海地区合理的非通航河道桥梁梁底标高控制方法。
1 上海地区片内河道类型划分
上海地区片内河道种类众多,不同类型的河道所承担的功能亦不相同,对应其所需的跨河桥梁梁底高程最低值差异也较大。《上海市跨、穿、沿河构筑物河道管理技术规定》对片内河道梁底高程采用一刀切的方式,未按河道等级区分梁底标高实际需求。
根据水利水运及水环境系统中的等级划分,河道可划分为骨干河道(主干、次干)和支级河道[4](见表1)。
表1 河道类型划分表河道类型 河道功能定位骨干河道主干河道 流域骨干河道、湖泊或区域主要的引排水通道;“一环、十射”市级骨干航道;市级生态景观河道次干河道 对主干河道在引排水、航运、生态景观等方面起重要联系作用的河道支级河道 区域防洪除涝、城市排水、生态景观,联系主干、次干河道等方面起作用的中小河道
桥梁作为跨河构筑物,从水务角度考量,其首要要求不得影响防洪安全,在防洪安全的前提下,河道宽度影响桥梁跨度,进而影响桥梁两侧接坡难度。故从桥梁布设方面考虑,河道应该按等级划分,上海地区片内河道划分可简化为骨干河道和支级河道两类。骨干河道包含主干和次干河道,是区域防洪除涝中起到重要作用的排涝通道;支级河道是在水系网络中处于非重要排水通道的末端河道,多为承担地块雨水汇流、沟通区域水体等功能的中小河道。
2 桥梁梁底高程研究
上海地区片内河道大体可分为骨干河道和支级河道两大类,根据河道等级划分,结合河道行洪安全、规划堤顶高程及满足作业船舶通行等方面要求,开展桥梁梁底高程分析研究。
2.1 基于行洪安全要求
骨干河道系重要的规划排水通道,担负着区域排涝的重任,沿河桥梁的布设应以不影响行洪安全为前提。支级河道是水系网络的细枝末梢,承担了地块雨水汇流的功能,支级河道布设桥梁对行洪影响较小。
桥梁梁底高程不应低于防洪(潮)水位加安全超高。根据《堤防工程设计规范》(GB —2013)3.2.1 条,堤防安全加高值见表2。
表2 堤防工程的安全加高值堤防工程的级别 1 2 3 4 5安全加高值/m不允许越浪的堤防 1 0.8 0.7 0.6 0.5允许越浪的堤防 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3
《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60—2015)第3.4.3 条规定,桥下净空应根据计算水位(设计水位计入壅水、浪高等)或最高流冰水位加安全高度确定。在非通航、洪水期无大漂浮物的河流上,桥涵梁底高程应高出设计洪水位0.5 m。
上海市片内骨干河道等级一般为3 级,根据《堤防工程设计规范》(GB —2013),安全超高可取0.4 m,根据《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60—2015),高出设计洪水应不小于0.5 m。考虑到骨干河道的重要性,骨干河道跨河桥梁梁底高程应按高出设计高水位不小于0.5 m 控制。
上海市片内支级河道等级一般为4 级,根据《堤防工程设计规范》(GB —2013),安全超高可取0.3 m,根据《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60—2015),要求高出设计洪水不小于0.5 m。考虑到支级河流规模较小,重要性相对较低,支级河道桥梁最小安全超高建议可取0.3 m。
2.2 基于堤防规划要求