浅谈秦巴山区高速公路桥涵水毁机理研究

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1、长安大学硕士学位论文秦巴山区高速公路桥涵水毁机理研究姓名：任怀斌申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：折学森20100528长安大学硕士学位论文摘要秦巴山区高速公路沿线桥涵众多。由于秦巴山区自然环境和工程地质的特殊性，极易对公路桥涵造成水毁，并对公路、桥涵、隧道等交通基础建设的正常运行造成严重的威胁。因此，为适应新形势下山区高速公路快速发展的实际需要，进行山区高速公路桥涵抗水毁机理研究十分必要。本文通过对秦巴山区沿线高等级公路桥涵的现场调查和对收集资料的整理分析，总结了该地区桥涵水毁因素分为自然因素和人为因素。自然因素，主要包括桥位河段的稳定问题、

2、山洪对桥涵的破坏作用及桥涵墩台冲刷等。人为因素，主要包括桥位选址不当、桥梁设计洪水频率低、桥孔设计不能满足排洪与输沙需求、桥涵墩台基础的埋深不够、桥涵年久失修或养护不及时，以及挖沙采石造成桥涵水毁等。在桥涵水毁成因分析的基础上，进行了秦巴山区正交桥及斜交桥壅水特性模型试验。分析得出，在正交桥时各桥孔中流速分布比较均匀；在斜交桥时不同斜交桥方案、不同流量工况均表现出同样的趋势，位于上游桥孔的流速小，位于下游桥孔流速大，桥孔流速沿桥轴线自上游向下游沿程递增。正交桥各桥墩前的冲高和壅水高度基本一致。斜交桥桥墩前冲高和壅水随着桥墩位置的不同而有所变化，一般均表

3、现出上游桥墩前壅水高，下游桥墩前壅水低；而桥墩前冲高则与之相反，桥墩越接近下游冲高越大。但各桥墩前冲高和壅水高度值总和基本一致，说明水流作用在各桥墩上总的能量基本一致。桥墩前冲高值及冲高+壅水高度随斜交桥角度的变化均表现出较好的规律，即墩前冲高值与冲高+壅水高度首先随着斜交角度的增大而增大，在51．4。处取得最大值，之后随之减小。随后，从山洪对桥梁的破坏作用入手，对山洪对桥梁的水平作用力、山洪对桥梁的竖向作用力以及山洪漂浮物对桥梁的撞击力计算公式进行了推导评价，分析了山洪作用引发泥石流对桥涵的危害；选取十天高速公路安康地区的三座桥梁进行了理论计算分析。

4、关键词：秦巴山区；桥涵水毁；壅水特性；山洪作用力长安大学硕士学位论文AbstractTherearelotsofbridgesandculvertsalongtheexpress—wayinthemountainousareainQinBa．Theparticularityoftheengineeringgeologyandthenaturalenvironmentcouldeasilydamageandculvertsintheexpresswayandposeseriousthreattothenormaloperationofconstructi

5、onofthebasictransportationsuchasexpress-ways，bridgesandculverts，andtunnels，etc．Therefore，toadapttothepracticalneedtobuildexpansivelyexpress—waysinthemountainousareasinthenewsituations，itisnecessarytocarryouttheresearchofwater-proofandcrackupofbridgeandculvertsinthemountainousare

6、as．Thispaper,basedonthefieldsurveyofthebridgesandculvertsinadvancedexpress-wayandtheanalysisofthecollecteddata,givesoutnaturalandanthropogenicfactorsoftheflooddamageofbridgesandculvertsinmountainousareas．Thenaturalfactorsincludesstabilityofstreamsegmentinbridgesite，thedamagescau

7、sedbytorrentialfloodtothebridgesandculverts，andthewashingactioncausedbythetorrentialfloodtothebridgeabutment，etc．Theanthropogenicfactorsincludetheimpropersitesearch,thelowfloodfrequencydesignedforthebridges，thebridgeopeningdesignedwithoutmeetingtherequirementsofdrainingfloodandd

8、ischargingsediment，thebasementofthebridgeabutme