城市下穿式立交橋排水系統(tǒng)構建研究,道路橋梁與渡河工程論文

城市下穿式立交橋排水系統(tǒng)構建研究,道路橋梁與渡河工程論文摘要：對下穿式立交橋雨水排水系統(tǒng)的組成與特點進行了介紹,并且結合設計經歷體驗及設計實例,對下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設計及設計中應注意的問題進行了討論。本文關鍵詞語：下穿式立交橋雨水系統(tǒng);雨水提升泵站;排水系統(tǒng)設計;0、引言本文主要介紹下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設計。下穿式立交是用地道或者隧道從相交的道路下方穿過的穿插方式,對視線和市容美觀影響較小,排水困難。立交橋的排水系統(tǒng)是立交橋的一個重要組成部分,由于它直接關系到立交道路行駛的安全。1、下穿式立交橋雨水系統(tǒng)的作用下立交雨水系統(tǒng)的主要任務是確保立交范圍內的大氣降水產生的地面徑流能夠及時通暢地排走。若排除不及時就會威脅行車、行人安全,以致中斷道路交通,給人們的生產生活帶來嚴重的不便[1]。設置雨水提升泵房起著很重要的作用,因而著重介紹下穿立交橋雨水提升泵站的設計經歷體驗以及實際設計例子。2、泵房的設計要求2.1、泵房布置形式泵站的布置形式取決于泵站的性質、建設規(guī)模、選用的泵的型號臺數(shù)、進出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水條件、施工方式方法,管理水平,以及地形、水文地質情況等等。常用的形式有下面幾點[2]:(1)干式泵房。集水池和機器間用隔墻分開。(2)濕式泵房。立式的電動機設置在上不電機房間,水泵及管件淹沒在集水池中。2.2、水泵的選擇水泵是輸送和提升液體的機器。選擇適宜的水泵不僅能夠提高排水效率,而且還會節(jié)約人力物力。根據(jù)下穿立交橋排水泵房一般布置形式,潛水泵的潛水功能成為濕式泵房的首選。2.3、格柵池格柵會攔截雨水中較大的漂浮物及雜質,起到凈化水質、保衛(wèi)水泵的作用這樣也有利于后續(xù)的排放[3]。2.4、配水池設計中宜先使淶水在配水池中緩沖,再通過擋水墻下布出水口進入泵站集水池中保證進水均勻、穩(wěn)[3]。2.5、集水池集水池的容積式根據(jù)進水管的設計流量、水泵的抽水能力、臺數(shù)、停開次數(shù)等來確定。既要避免水泵啟動過于頻繁,又要減小池容以降低運行和施工費用,減輕雜物的沉積和腐化[3]。3、設計實例由于民安大道下穿翔安大道,下穿框架橋引道段路面設計高程范圍為23.20~18.82m,市政雨水管網(wǎng)高程為為20.76~18.61m,路面雨水無法通過重力流排入市政雨水管渠,故本次在框架橋處設置一座雨水提升泵房。雨水泵房設計采用高水高排、低水低排的原則,雨水提升泵房考慮兩側引道范圍內路面雨水。3.1、泵站位置該泵站設在民安大道下穿框架橋道路最低點處,泵站為地下式,下部為集水池、格柵池和配水池,上部為管理與檢修區(qū)。3.2、泵站設計流量3.2.1、暴雨強度(1)暴雨強度。廈門雨量公式根據(jù)福建省氣候中心最新編制的(廈門市暴雨強度公式及設計雨型研究〕:短歷時暴雨強度公式:長歷時暴雨強度公式:式中:q設計暴雨強度(L/shm2);P設計重現(xiàn)期(年),本次采用P=20年。降雨歷時:t=t1+t2式中:t1地面集水時間,一般段采用10min;t2管道內流行時間。(2)雨水設計流量。式中:Q流量(L/s);徑流系數(shù),按地面覆蓋情況確定,路面取0.9;F匯水面積(hm2)。(3)選泵。民安大道框架橋總匯水面積約為0.876hm2。經計算,雨水泵站總設計流量Q=1946m3/h。本次設計選用四臺潛水排污泵,互為備用,型號為QW600-20-55,單泵流量Q=600m3/h,揚程H=20.0m,功率W=55kW。采用自動耦合安裝形式,配有電機冷卻系統(tǒng)。另設一臺排污泵用于排出泵房內積水,型號為QW100-22-15,設計參數(shù)Q=100m3/h,H=22.0m,W=15kW(見圖1~圖3)。圖1泵房平面圖圖2A剖面圖3.2.2、雨水泵站工藝流程(1)工藝流程。民安大道下穿框架橋雨水提升泵房進水由兩根DN600雨水管渠接入格柵池,由格柵池進入集水池,通過潛水泵提升,由四根DN300壓力管接出,合并成一根DN800壓力管,經過消能檢查井消能后,排入新建3.0m2.5m明渠,出口設置拍門。雨水泵站出水管均采用Q235A級焊接鋼管,管道接口采用焊接連接,管件制作工藝詳見02S403中的做法。每根壓力出水管上均設置有防晃支架、閘閥、止回閥、伸縮器。(2)格柵設計。格柵尺寸BH=1.5m1.8m,柵條寬度為20mm,柵條凈距為40mm,傾角為60泵房內設置一套高性能液位開關,并備用一套,根據(jù)液位高低的變化自動控制泵的運行。(3)水泵控制。雨水提升泵站采用絕對標高:泵房外地面標高為22.50m,泵房集水池設計啟泵水位為9.04m,當泵房內水位到達9.04m時,華而不實一臺QW600-20-55水泵啟動;當泵房水位到達10.04m時,第二臺水泵啟動設計;當水位超過設計水位10.94m時,第三、第四臺泵啟動。同理,當水位降低到停泵水位二9.04m時,保存一臺水泵運行其余水泵停止工作;當水位降低到停泵水位一7.74m時,最后一臺啟動泵停止使用。泵房有效水深3.2m,有效容積為239.36m3,約為單泵23.94min的抽水量。泵房內另設一臺小型排污泵QW100-22-15,用于檢修維護時排出集水池積水,起泵水位為7.74m,停泵水位為5.74m,集水池積水深度為2m,總體積為149.6m3,全部排出積水需要89.76min。(4)提升泵房構造尺寸設計。提升泵房采用矩形鋼筋混凝土構造,泵房底標高4.74m,泵房內尺寸LBH=11.0m8.7m11.2m。泵房內設置電動葫蘆一套,起重量為2t,起升高度為9.0m。圖3B剖面圖(5)管理房。雨水提升泵房附近地面設置管理房,以免特殊情況下雨水淹沒泵房導致斷電使雨水泵房失去效能。管理房內設電氣控制柜和柴油發(fā)電機,放置位置需考慮非運轉期間的電機防潮問題。(6)其他要求。雨水提升泵房和管理房都應知足通風,采暖、采光等要求,并且要符合防潮、防火、防噪聲、節(jié)能、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生等技術規(guī)定。當降雨停止以后需及時清理格柵池沉渣,保證水流暢通。4、結束語城市下穿式立交橋排水是城市道路排水系統(tǒng)中的一部分,由于其交通地位重要、設計標準高、區(qū)域集中等特殊性,其排水設計也不同于一般道路的排水設計。下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設計需結合地形地物,針對立交不同組成部分進行合理的設計,使下穿式立交橋在不利的自然條件下也能正常運行,確保交通樞紐的暢通。以下為參考文獻：