城市道路立交排水设计探讨

于拦截径流,避免立交中标高较低的主线及匝道集水,设计除考虑分散设置雨水口外,在匝道最低点路段增加雨水口集中收水。

立交区域排水管道的布设与其它市政管道综合考虑,并避开立交桥墩基础和与其它市政设施,在不能避开时从结构上考虑管道加固、设置柔口或改用铸铁管材等,以解决承载力和不均匀下沉问题。此外,由于立交交通量大,排水管道的维护管理较困难,设计断面宜适当放大。根据上海实际情况,起点最小断面不小于D=600mm,以下各段设计断面,均应比计算的加大一级。

3.2立交桥面排水

城市互通式立交存在较多的高架道路,其排水系统主要由雨水进水口、排水立管和地面接收井三部分组成。对于纵坡较缓的高架道路,管分散排泄,,,影响到立交道路交通的正常运营。

(1)纵坡大小对桥面排水的影响

高架道路及立交匝道桥纵坡的大小对桥面排水产生较大的影响。在道路纵坡小于0.3%时,桥面雨水迟滞现象较为严重,雨水不能顺利地往低处流动,此时雨水主要依靠桥面每一个雨水泄水孔排放,因此当立交桥梁纵坡小于0.3%时,每一个雨水泄水孔需承担周围桥面的汇水面积内的雨水流量。在道路纵坡处于大于0.3%、小于2%状况下,桥面雨水顺纵坡往下游流动,在桥面横坡不大的情况下,实际水面宽度大于雨水泄水孔宽度,一部分雨水被雨水泄水孔截流,另一部分雨水顺流而下,在下流低洼处汇集。在这种状况下,位于坡道处的高架及匝道桥面雨水泄水孔应采用更有效的截流形式,并在桥面低洼处进行特殊设计,增加雨水泄水孔的数量和尺寸,以便及时排放桥面雨水。

在桥面道路纵坡大于2%的较大坡道上,桥面雨水水流将处于急流状态,部分水流会跃

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过雨水泄水孔而形成跳跃,使立交桥面坡道上的雨水泄水孔泄水能力大大降低,因此桥面低洼路段在暴雨期间将会出现较大的汇水面积,若在该低洼路段,桥面没有足够的雨水排泄能力(受结构限制),将会出现积水现象。

(2)桥面雨水泄水孔的形式和效果分析从桥面雨水泄水孔型式看有顶向进水、侧向进水及侧顶向组合进水三种方式。

对于顶向进水的雨水口(如Ⅲ型雨水口)在水量不大、水流未漫过篦栅时进水以跌水为主,在水流漫过篦栅面、有漫篦汇流时进水以孔口入流为主;对于侧面进水的雨水口(如Ⅱ型雨水口),其流态相当于渠道上的侧堰泄流,但是在;而对于联,,侧向式雨水口的Q,而顶向式雨水口的流量Q∝H0.5,可见侧向式雨水口的Q随H的增加速率大,顶向式雨水口的的Q随H的增加速率小。联合式雨水口的优点之一,就是在充分利用顶向式雨水口大泄水量的同时,在道路允许的一定积水深度的情况下,充分发挥侧向式雨水口的作用来加大对雨水的吞吐量。

上海市已建的高架道路中,内环线高架道路和南北高架道路分别采用了侧向式雨水口和顶向式雨水口,根据理论计算,进水口的进水断面已能满足相应面积的设计雨水排水量,但实际使用效果不佳,存在积水现象。而在延安路高架西段和东段采用顶侧向联合式雨水口,取得了很好的效果。

(3)排水立管对桥面排水的影响

立交排水立管由于空气阻力等因素的关系,其排水能力受到较大影响。立管中水流呈气液两相的流动状态,其水流运动与许多因素有关,如水量、水质、管壁粗糙度、进水入口的几何特性、水流充满度、立管高度等。其中最主要的因素是立管充满度亦即进水量的大小。

研究表明,要改善排水立管内的流态,加强排水的通行能力,可以有三种方法:增大管径;