公路桥工程穿越河流防洪影响评价研究

公路桥工程穿越河流防洪影响评价研究

朱玲玲

新疆交投生态有限责任公司

摘要：在河流穿越公路桥工程设计中，防洪是一个重要的考虑因素。本文通过对公路桥工程穿越河流的防洪影响进行评价研究，探讨了如何在设计中充分考虑防洪措施，确保公路桥工程的安全可靠性。对公路桥工程穿越河流的防洪影响进行了系统分析，包括洪水对桥梁结构、桥梁设计参数和河道生态环境的影响等方面。提出了一套综合评价指标体系，用于评价不同防洪措施对公路桥工程的影响程度。

关键词：公路桥工程；河流穿越；防洪影响；评价研究

引言：

公路桥工程在穿越河流时，必须充分考虑防洪因素，以确保桥梁的安全性和可靠性。随着气候变化和城市化进程的加快，洪水频发的情况越来越多见，因此，如何科学评价公路桥工程穿越河流的防洪影响，对于提高工程的抗洪能力具有重要意义。

一、公路桥工程穿越河流的防洪影响分析

（一）洪水对桥梁结构的影响

洪水可能对桥梁的承载能力造成直接影响。洪水的流速和水流量较大，可能会对桥梁的承载结构造成额外的压力和冲击力。特别是在洪水峰值期间，水流的冲击力更为剧烈，可能导致桥梁结构受到严重的动态荷载作用，从而对其承载能力产生负面影响。洪水的冲击力和流速可能会侵蚀桥梁基础的地基，导致基础的稳定性受到影响，甚至发生沉降、滑移等情况。如果桥梁基础受到破坏，将直接影响到桥梁的整体稳定性和安全性。洪水中携带的泥沙、碎石等颗粒物质可能会对桥梁结构的表面造成磨损，加速金属部件的腐蚀速度，从而降低其使用寿命和抗腐蚀能力。长期累积下来，这些磨损和腐蚀问题可能会对桥梁的结构完整性和安全性产生潜在威胁。洪水可能对桥梁的周边环境产生影响，进而影响桥梁的使用寿命和维护成本。洪水可能引发河岸侵蚀、河床淤积等问题，这些问题不仅会对桥梁结构的支撑环境产生影响，还可能导致桥梁所在地区的交通运输受阻，增加桥梁的维护和修复成本。

（二）洪水对桥梁设计参数的影响

在设计桥梁时，需要考虑洪水的可能最大流速和水位，以确保桥梁结构能够承受洪水冲击力和水流压力。这将影响到桥梁的主体结构、桥墩和桥台等各个部分的尺寸和强度设计，需要根据实际情况进行合理调整。洪水对桥梁的水工水文条件产生直接影响，从而影响桥梁设计参数的选取。例如，洪水可能导致河道水位暴涨，进而影响桥梁的横断面形状和水流过桥时的水力条件。设计者需要根据洪水的频率、规模和持续时间等因素，合理确定桥梁的断面形状、桥面高程和桥墩形式等参数。洪水可能导致河道的侵蚀和淤积问题，从而影响桥梁的桥基和基础设计参数。设计者需要考虑洪水可能造成的河床侵蚀情况，选择合适的桥墩形式和基础类型，以确保桥梁基础的稳定性和安全性。同时，也需要考虑洪水可能引发的河床淤积问题，采取相应的措施确保桥梁通航条件。洪水对周边环境的影响也会影响到桥梁设计参数的选择。例如，洪水可能导致河岸侵蚀、岩石崩塌等问题，这些问题需要考虑在桥梁设计中，选择合适的护岸和防护措施，以保护桥梁和周边环境的安全。

（三）洪水对河道生态环境的影响

随着洪水的来袭，可能会带来大量的泥沙、废弃物和污染物质，这些物质可能会在洪水过程中被携带到河道中，导致水质的污染和恶化。这种污染不仅影响到河道水质的净化能力，还可能对水生生物和河岸植被产生负面影响，破坏河道的生态平衡。洪水可能导致河道的水位暴涨和水流速度增加，对河道底质和生物栖息地造成破坏。洪水可能导致河岸侵蚀和河床冲刷，破坏河道周围的树木、植被和动物栖息地，使得河道生态系统的完整性受到损害。此外，洪水还可能导致河道水位变化频繁，对水生生物的繁衍和迁徙产生不利影响，进而影响到河道生态系统的稳定性。洪水可能对河道的水文特性产生影响，进而影响到河道生态系统的结构和功能。洪水可能改变河道的水流路径和水质分布，使得原有的生态环境受到破坏，导致水生生物种群结构的变化和生态系统的不稳定。这种影响可能不仅局限于洪水期间，还可能延续到后续的生态恢复过程中，对河道生态系统产生长期的影响。洪水还可能对河道的土壤和植被产生影响，进而影响到河道生态系统的恢复能力。洪水可能对河岸土壤的侵蚀和植被的破坏，使得河道周围的生态环境受到严重影响，降低了生态系统的稳定性和抗干扰能力。这将影响到河道生态系统的恢复速度和质量，使得河道生态环境的修复成本和难度增加。

二、综合评价指标体系的建立

（一）结构安全性指标

结构安全性指标旨在确保桥梁结构在洪水冲击下能够保持稳定、安全和可靠。常见的结构安全性指标包括承载能力、抗倒塌能力、抗冲刷能力、抗侵蚀能力等。承载能力是桥梁结构抵御洪水冲击的首要考量，它反映了桥梁结构在洪水冲击下的承载能力和稳定性。抗倒塌能力指标衡量了桥梁结构在洪水冲击下的抗倒塌能力，包括桥梁各部分的稳定性和整体结构的抗倒塌性能。抗冲刷能力指标考虑了洪水对桥梁基础和桥墩的冲刷作用，评估了桥梁结构抵御洪水侵蚀的能力。抗侵蚀能力则关注洪水对桥梁结构表面和材料的侵蚀作用，包括对金属部件的腐蚀和混凝土结构的侵蚀，评估了桥梁结构在洪水环境下的耐久性和长期稳定性。这些结构安全性指标相互关联，综合考虑了桥梁结构在洪水冲击下的各个方面，为公路桥工程的设计和施工提供了重要依据，确保了桥梁在河流穿越过程中的安全性和可靠性。

（二）设计参数调整指标

设计参数调整指标是在公路桥工程穿越河流时考虑洪水影响时主要参考。这些指标旨在确保桥梁设计能够适应不同洪水情况下的水文和水动力条件，保障桥梁的安全可靠。常见的设计参数调整指标包括桥梁断面形状、桥面高程、桥墩形式、桥梁长度等。

桥梁断面形状是一项重要的设计参数调整指标。在洪水频发或洪水规模较大的地区，可能需要采用更加宽阔、流畅的桥梁断面，以减少洪水通过桥梁时的水力阻力和液流速度，降低桥梁的液力冲击。在考虑洪水影响时，需要根据不同的洪水频率和洪水水位，调整桥面的高程，以确保桥梁能够避免淹没和受损，并保持通行能力。对于频繁发生洪水的地区，可能需要采用较高的桥面高程来提高桥梁的抗洪能力。在洪水影响下，桥墩的形式可能需要根据不同的水流条件进行调整。例如，在高洪水位下，可能需要采用更加坚固、稳固的桥墩形式，以提高桥梁的抗洪能力和稳定性。在穿越河流时，桥梁长度的选择需要考虑洪水的通行能力和洪水频率。对于洪水频繁的河段，可能需要设计较长的桥梁，以确保洪水过程中的通行能力和桥梁的安全性。

（三）生态环境保护指标

在设计和建设桥梁时，需要尽量避免对河道内的水生生物栖息地造成破坏。这包括避免在水生生物繁殖和迁徙的通道上设置障碍物，保留河道中的树木、植被和庇护地，以维护河道生态系统的完整性和稳定性。在工程建设和施工过程中，需要采取措施避免污染物质的直接排放和渗漏到河流中。这包括合理管理施工废弃物和化学物质，采取防护措施避免油污和化学物质的泄漏，以保护河道水质的清洁和生态系统的健康。在施工过程中，需要采取措施避免河岸的土壤侵蚀和植被破坏，例如通过植被覆盖和河岸护坡等措施，保护河岸的稳定性和生物多样性，维护河道生态系统的完整性。考虑到河流生态系统的复杂性，生态环境保护指标还应包括对生态系统恢复和修复的考虑。

结论：本研究系统评价了公路桥工程穿越河流对防洪、生态环境等方面的影响。通过分析洪水对桥梁结构、设计参数的影响，以及对河道生态环境的影响，建立了综合评价指标体系。结果表明，合理调整设计参数、采取有效的防洪措施和生态保护措施，可以最大程度地减轻公路桥工程对河流的影响，确保工程安全、稳定，并保护生态环境。因此，本研究为公路桥工程设计和施工提供了重要的参考和指导。

参考文献

[1]江志华. 公路桥梁对河流水动力环境的影响分析[J]. 水利水电科技进展, 2018, 38(6): 56-60.

[2]赵长河. 河流穿越公路桥梁防洪效果分析[J]. 公路, 2019, 64(2): 78-82.