CN109555012A - 节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，桥面横向全程方向上设有统一的坡度，桥面沿位置较低的一侧防撞墙设有收水结构，收水结构沿桥梁的顺桥向全程设置；收水结构包括在桥面上设置的收水箱，收水箱一侧与防撞墙相接，收水箱与防撞墙相接的侧壁为非透水侧壁，收水箱侧壁的其余部分为透水侧壁；收水箱向下固定连接有出水管，出水管连接有排水管，顺桥向相邻的两个收水箱的透水侧壁之间设有暗埋通水带，暗埋通水带下端与梁体上表面相接，暗埋通水带上表面设有所述沥青面层；暗埋通水带由透水材料制成。排水结构包括集水井和雨水窖井。本发明通过暗埋通水带实现沿桥梁纵向全长收水，通过沥青面层过滤桥面杂物，防止堵塞。

Description

节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域。

背景技术

随着社会的发展，我国的各种基础设施建设越来越完善，每年都有大量的桥梁，如高架桥等进行施工。

在桥梁施工中，箱梁由于其施工速度快、可预制可现浇、适用范围广而得到了广泛的应用。在箱梁的表面铺装沥青面层作为桥面。桥梁每个桥墩柱处的桥面设有收水井，收水井向下连接有排水管，排水管将收水井收集的桥面雨水通过地埋管道直接排入与市政管网相连接的雨水窖井。

现有的较长的箱梁桥由多联梁体组成，相邻的梁体之间设置伸缩缝。箱梁内部为空心状，上部两侧设有翼板。

郑州市四环高架快速化建设采用的短线法预制节段拼装桥梁，该工艺的特点就是将一联100米左右的桥梁，分成3m左右的节段箱梁进行提前预制，通过吊装、拼接、预应力张拉等工艺形成一联完整的桥梁，该工艺的阶段箱梁之间采用的是拼接胶进行粘接、填缝，该节缝处理工艺在桥梁的施工和运营过程中容易出现空隙，导致桥面积水渗漏，一旦出现渗漏将会对桥梁的耐久性、质量、安全性带来极大的隐患，本发明最初的目的就在于如何尽量减小该渗漏的发生率。

现有的收水排水结构较为简单，没有沿桥梁长度方向贯通的排水结构，只是在一个一个的桥墩柱处设置有收水排水结构；有些技术人员提出的纵向收水结构，其实也只是分段设置多个收水结构，且只能适用于桥梁的引坡处，在土质路基中明挖排水沟；也有采用在桥梁内部安装排水管的方式，该工艺容易出现管道淤积、破坏，一旦出现将无法维修，而且收集的水流进入梁体内部，将严重影响桥梁结构的安全和质量。

本发明中，将桥梁长度方向称为顺桥向或纵向，将桥梁宽度方向称为横桥向或横向。

现有的桥梁收水排水结构有如下不足之处：

1、收水排水结构只在桥墩柱附近设置。沿桥梁长度方向（即顺桥向或纵向），相邻收水排水结构之间的桥面，在下雨时桥面落水需要沿纵向流向相邻的位置较低的桥墩柱处的收水排水结构，这样就在相邻收水排水结构之间形成了雨水流过桥面的现象。有时会出现两个收水结构之间处于桥面的低洼位置，导致此处的雨水无法排出。雨水浸泡桥面会给桥面带来损害，长期被水浸泡的桥面会更快地损坏。

由于没有设置纵向收水带，且没有对收水箱和桥面的位置进行下凹处理，导致桥面的沥青面层渗漏水无法处理，一直存于桥面顶部，尤其是收水箱周围积水严重，加剧了桥梁渗漏和沥青面层的损坏。

总之，现有桥梁上不能避免相邻收水排水结构之间、收水箱周边的桥面结构被水浸泡破坏的现象。

2、无法解决收水排水结构的堵塞问题。现有的收水排水结构，在桥面都具有顶部敞口的收水结构（收水槽或收水井或一段长条形的收水沟）。无论是被风带到桥面上的杂物，还是过往车辆散落的杂物，在被气流吹落其中后就不容易再被吹走。

气流容易将路面之上的杂物吹动，但杂物进入低于路面的结构后，路面处的气流就不能到杂物或者只能吹动杂物露出路面的一小部分，并且杂物还被低于路面的结构卡住，时间长了之后，收水结构中就积累较多杂物，形成堵塞，需要人工清理才能恢复正常的收水排水功能，一方面加大了桥梁的维护工作量，另一方面在堵塞时期会加剧桥面被水浸泡的现象，缩短桥面的使用寿命。

收水排水结构中，排水管较容易堵塞、容易脱落。因为收排水结构中没有自动冲洗收水箱中的淤泥的能力，导致淤泥直接进入附着于桥体下方的排水管中，而排水管多采用PVC管和桥体通过铆钉相连，二者的耐久性和承重能力比较差，所以一旦出现淤泥拥堵，将导致管道中存水量加大，导致管道脱落。

3、桥面雨水通过地埋管道直接排入与市政管网相连接的雨水窖井，桥下绿化带没有机会吸收雨水，还需要另外给绿化带浇水，加大绿化带的需水量，不符合建设海绵城市的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，能够实现纵向收水，防止桥面出现积水现象，大大降低收排水结构发生堵塞的机率。

为实现上述目的，本发明提供了一种节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，用于包括多联梁体的箱梁桥，相邻的两联梁体之间设有伸缩缝，桥面横向两侧向上固定连接有防撞墙；每联梁体下方沿顺桥向间隔设有若干处桥墩柱；桥面铺装有沥青面层；

桥面横向全程方向上设有统一的坡度，桥面沿位置较低的一侧防撞墙设有收水结构，收水结构沿桥梁的顺桥向全程设置；

收水结构包括在各桥墩柱处的桥面上设置的收水箱，收水箱一侧与防撞墙相接，收水箱与防撞墙相接的侧壁为非透水侧壁，收水箱侧壁的其余部分为透水侧壁；收水箱的透水侧壁上均匀设有用于透水的渗水孔；收水箱向下固定连接有出水管，出水管向下穿过梁体的翼板并连接有排水管，排水管沿梁体侧壁延伸至桥墩柱处，并沿桥墩柱向下延伸；

顺桥向相邻的两个收水箱的透水侧壁之间设有暗埋通水带，暗埋通水带下端与梁体上表面相接，暗埋通水带上表面设有所述沥青面层；暗埋通水带由透水材料制成。

排水结构包括设置于桥墩柱处绿化带内的集水井，距离集水井10米以内的绿化带内设有顶端敞口的雨水窖井，雨水窖井与市政雨水管网相连接，排水管下端通入集水井。

暗埋通水带采用以下三种结构：一是级配碎石，二是透水混凝土，三是金属拉丝制成的网管。

所述桥面横向坡度为1.5%～2%。

所述渗水孔的直径为1.5±0.3厘米。

所述暗埋通水带采用级配碎石时，粒径在0.5～1厘米之间的碎石与粒径大于1厘米小于等于2厘米的碎石之间的重量比为1：1。

所述集水井底端低于绿化带内土体表面50厘米以上，集水井顶端高于绿化带内土体表面10±2厘米，集水井周边1米以内的绿化带表层设有10±1厘米厚的碎石层；

绿化带与路面相接处设有侧石带，侧石带顶端高于绿化带内土体表面25±1厘米；雨水窖井顶端低于侧石带10±1厘米；

雨水窖井和集水井的井壁均由渗水材料制成。

所述收水箱的非透水侧壁连接有两端均敞口的防堵管，防堵管穿过防撞墙伸至桥外，防堵管内设有向桥外单向导通的低压单向阀。

所述收水箱处的梁体上表面以凿毛的方式设有1.5厘米深的凹槽，收水箱底面与该凹槽的槽底通过环氧胶或结构胶粘接固定在一起。

暗埋通水带与其上方的沥青面层之间设有玻璃纤维制成的土工格栅。

所述伸缩缝两侧的桥面上分别设有一个收水箱。

本发明在桥面横向全程方向上设有统一的坡度，区别于桥面中间高两侧低的设置；这样，就无须在桥面横向两侧分别设置收水结构和排水结构，节约一半设置收水结构和排水结构的费用和工时。

本发明在桥面设置沿桥梁全程纵向通水的暗埋通水带，可以将杂物全部挡在暗埋通水带以外（沥青面层上方），从而使杂物无法像以往一样在低于路面的通水结构内累积起来，从而保证了本发明的纵向通水效果和排水效果，同时解决了现有排水结构两个收水箱之间的积水问题。

下雨时，桥面的水在坡度的作用下迅速流向桥面较低一侧的防撞墙收水箱处，快速排出雨水。由于沥青面层具有透水性能，因此雨水一方面沿沥青面层表面向防撞墙流动，另一方面渗漏入沥青面层内部的雨水沿沥青面层内部向防撞墙流动。雨水流动至暗埋通水带时，进入暗埋通水带并沿暗埋通水带进行纵向流动流入收水箱，由于增设了收水箱处的下凹处理，彻底解决了沥青面层与桥面砼结构之间的积水问题，避免了积水引起的桥梁渗漏和沥青面层损坏；收水箱还增设了再防撞墙内部的竖向收水口，避免了水平收水口排水能力不足和拥堵后无法排水的问题。

由于水是先通过沥青面层然后才能进入收水箱中，沥青面层起到了杂物过滤的效果，挡在沥青面层表面的杂物又能够被自然风以及过往车辆带动的气流吹走，因此本发明的收水排水结构难以发生堵塞。

由于水能够在桥梁顺桥向全程进行纵向流动，因此即便出现某个桥墩柱处的排水管堵塞的情况，也不会导致桥面积水现象，该处雨水会通过暗埋通水带流向相邻的桥墩柱处的收水结构并排出。当然，采用本发明的结构，收水箱和排水管在几年内基本上是不会堵塞的。如果经常清理桥面，本发明可以长期保持收水箱和排水管不发生堵塞，同时保持桥面的任何地方不会出现积水。

由于采用了暗埋通水带而不是采用了暗沟结构，因此在设置纵向通水结构的同时保证了路面的结构强度，避免沥青面层在热胀冷缩的作用下挤压纵向通水结构使其变形、导致桥梁上部结构出现破坏的现象。如果仅采用暗沟或明沟，则暗沟或明沟处桥面的结构强度大大降低，严重者可能导致桥梁断裂。

附着于桥梁体外下部的排水管采用带坡度设置，避免出现水平布设时容易出现积水的问题；固定装置采用预埋螺母，后期螺栓拧紧连接的方式固定排水管，避免了以往采用打膨胀螺栓拉结力不足和对桥梁结构破坏的问题；同时对管道的两通接头，改为三通接头，一旦出现接头处淤泥、拥堵，即可拧开第三向的接头封堵，疏通拥堵，提高了排水管的使用寿命和效率。

集水井底端低于绿化带内土体表面50厘米以上，集水井顶端高于绿化带内土体表面10±2厘米，能够起到蓄水的作用，在下雨后，水积蓄在集水井内，集水井顶部设置有防坠落、防杂物溢出的格栅网，经过井内的初步沉淀、过滤、收集，能够缓慢地溢流、渗入绿化带，溢流出的水通过收水井周边的碎石过滤带，对集水形成二次过滤、沉淀、渗透、缓冲，同时也避免了流水直接冲刷周边土体和植物，经过两次的沉淀和过滤，彻底解决了桥面收集雨水的污染物、杂物等对绿化带植物的危害问题，从而能够在较长时期内保持附近的绿化带处于湿润状态，减少了绿化带的灌溉用水量，符合海绵城市的理念。

下雨时，雨水排入集水井后，集水井内水位逐渐升高。集水井蓄满后，水溢流入绿化带。绿化带中的水渗入雨水窖井中。大雨时绿化带内水位可能高于雨水窖井，此时水就可以从雨水窖井顶端敞口直接落入雨水窖井，可以进行二次储存，多余的水排入市政雨水管网。

雨水窖井顶端低于侧石带10±1厘米，可以防止雨水溢流通过侧石带进入旁边的道路。

排水管没有堵塞或桥面积水较少时，防堵管处完全没有水压，因而低压单向阀不会打开，雨水通过出水管和排水管向下流走。排水管堵塞时，水累积在收水箱内，防堵管内产生一定水压，低压单向阀打开，积水和收水箱内下水口顶面的杂物由防堵管直接排出桥面，从而在万一发生排水管堵塞情况时，通过防堵管也可以把收水箱内部的拥堵物冲走，既解决了收水箱泄水管堵塞的问题，也避免了桥面出现被雨水浸泡、影响桥梁通车的现象。

所述收水箱处的梁体上表面以凿毛的方式设有1.5厘米深的凹槽，收水箱底面与该凹槽的槽底通过环氧胶或结构胶粘接固定在一起。这种方式既便于施工，又使得收水箱与箱梁之间连接得十分牢固，长期使用也不会脱落。同时解决了收水箱底部与暗埋通水带底部高度一致，在二者交界处出现积水的问题。

暗埋通水带与其上方的沥青面层之间设有玻璃纤维制成的土工格栅，既能够透水，又便于沥青面层的施工，同时解决了暗埋通水带上部沥青面层因基础强度不一致而出现裂缝和承载力不足的问题。

附图说明

图1是本发明的在桥梁桥墩柱处的竖向结构示意图；

图2是桥梁桥墩柱处排水结构的竖向结构示意图；

图3是桥梁桥墩柱处排水结构的平面布置图；

图4是沿顺桥向收水箱处的收水结构的竖向剖视示意图；

图5是防堵管的结构示意图。

具体实施方式

本发明中，将桥梁长度方向称为顺桥向或纵向，将桥梁宽度方向称为横桥向或横向。

如图1至图5所示，本发明的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***用于包括多联梁体2的箱梁桥，相邻的两联梁体2之间设有伸缩缝，桥面横向两侧向上固定连接有防撞墙1；每联梁体2下方沿顺桥向间隔设有若干处桥墩柱8（比如每联梁体设置三跨四处桥墩柱8；相邻联的梁体2之间共用一处桥墩柱）；桥面铺装有沥青面层10；沥青面层10以下为箱梁；上述“梁体2”指的是箱梁的梁体2。多联梁体2、伸缩缝等结构为桥梁施工领域中的常规结构，图未示。

桥面横向全程方向上设有统一的坡度，即桥面左右两侧一侧高另一侧低，区别于桥面中间高两侧低的设置。桥面沿位置较低的一侧防撞墙1设有收水结构，收水结构沿桥梁的顺桥向全程设置；

收水结构包括在各桥墩柱8处的桥面上设置的铸铁制收水箱3，收水箱3一侧与防撞墙1相接，收水箱3与防撞墙1相接的侧壁为非透水侧壁，收水箱3侧壁的其余部分为透水侧壁；收水箱3的透水侧壁上均匀设有用于透水的渗水孔4；收水箱3向下以焊接的方式固定连接有出水管5，出水管5向下穿过梁体2的翼板6并连接有排水管7，排水管7沿梁体侧壁延伸至桥墩柱8处，并沿桥墩柱8向下延伸；收水箱的顶壁由透水材料制成，且其顶部铺设有所述沥青面层10，这样收水箱就避免了上端敞口，桥面雨水一律需要经过沥青面层的过滤才能进入收水箱，桥面的杂物则无法进入收水箱。图未详示收水箱顶壁处的结构。

顺桥向相邻的两个收水箱3的透水侧壁之间设有暗埋通水带9，暗埋通水带9下端与梁体2上表面相接，暗埋通水带9上表面设有所述沥青面层10；暗埋通水带9由透水材料制成。

排水结构包括设置于桥墩柱8处绿化带11内的集水井12，距离集水井12十米以内的绿化带11内设有顶端敞口的雨水窖井13，雨水窖井13与市政雨水管网相连接，排水管7下端通入集水井12。

暗埋通水带9采用以下三种结构：一是级配碎石，二是透水混凝土，三是金属拉丝制成的网管。

所述桥面横向坡度为1.5%～2%（包括两端值）。所述渗水孔的直径为1.5±0.3厘米。

所述暗埋通水带9采用级配碎石时，粒径在0.5～1厘米之间（包括两端值）的碎石与粒径大于1厘米小于等于2厘米的碎石之间的重量比为1：1。

所述集水井12底端低于绿化带11内土体表面50厘米以上，集水井12顶端高于绿化带11内土体表面10±2厘米，集水井12周边1米以内的绿化带11内土体表层设有10±1厘米厚的碎石层14；

绿化带11与路面相接处设有侧石带15，侧石带15顶端高于绿化带11内土体表面25±1厘米；雨水窖井13顶端高于绿化带11内土体表面并低于侧石带15的顶端10±1厘米；

雨水窖井13和集水井12的井壁均由渗水材料（如透水混凝土）制成。

所述收水箱3的非透水侧壁连接有两端均敞口的防堵管16，防堵管16穿过防撞墙1伸至桥外，防堵管16内设有向桥外单向导通的低压单向阀17。

所述收水箱3处的梁体上表面以凿毛的方式设有1.5厘米深的凹槽，收水箱3底面与该凹槽的槽底通过环氧胶或结构胶粘接固定在一起。这种方式既便于施工，又使得收水箱3与箱梁之间连接得十分牢固，长期使用也不会脱落，同时解决了收水箱底部与暗埋通水带底部高度一致，在二者交界处出现积水的问题。

暗埋通水带9与其上方的沥青面层10之间设有玻璃纤维制成的土工格栅。所述伸缩缝两侧的桥面上分别设有一个收水箱3。

本发明在桥面设置沿桥梁全程纵向通水的暗埋通水带9，可以将杂物全部挡在暗埋通水带9以外（沥青面层10上方），从而使杂物无法像以往一样在低于路面的通水结构内累积起来，从而保证了本发明的纵向通水效果和排水效果。

下雨时，桥面的水在坡度的作用下流向桥面较低一侧的防撞墙1。由于沥青面层10具有透水性能，因此雨水一方面沿沥青面层10表面向防撞墙1流动，另一方面渗漏入沥青面层10内部的雨水沿沥青面层10内部向防撞墙1流动。雨水流动至暗埋通水带9时，进入暗埋通水带9并沿暗埋通水带9进行纵向流动。

由于水是先通过沥青面层10然后才能进入收水箱3中，沥青面层10起到了杂物过滤的效果，挡在沥青面层10表面的杂物又能够被自然风以及过往车辆带动的气流吹走，因此本发明的收水排水结构难以发生堵塞。

由于水能够在桥梁顺桥向全程进行纵向流动，因此即便出现某个桥墩柱8处的排水管7堵塞的情况，也不会导致桥面积水现象，该处雨水会通过暗埋通水带9流向相邻的桥墩柱8处的收水结构并排出。当然，采用本发明的结构，收水箱3和排水管7在几年内基本上是不会堵塞的。如果经常清理桥面，本发明可以长期保持收水箱3和排水管7不发生堵塞。

由于采用了暗埋通水带9而不是采用了暗沟结构，因此在设置纵向通水结构的同时保证了路面的结构强度，避免沥青面层10在热胀冷缩的作用下挤压纵向通水结构使其变形、导致桥梁上部结构出现破坏的现象。如果仅采用暗沟或明沟，则暗沟或明沟处桥面的结构强度大大降低，严重者可能导致桥梁断裂。

集水井12底端低于绿化带11内土体表面50厘米以上，集水井12顶端高于绿化带11内土体表面10±2厘米，能够起到蓄水的作用，在下雨后，积蓄在集水井12内的水能够缓慢地渗入绿化带11，从而能够在较长时期内保持附近的绿化带11处于湿润状态，减少了绿化带11的灌溉用水量，符合海绵城市的理念。

下雨时，雨水排入集水井12后，集水井12内水位逐渐升高。集水井12蓄满后，水溢流入绿化带11。绿化带11中的水渗入雨水窖井13中。大雨时水位可能高于雨水窖井13，此时水就可以从雨水窖井13顶端敞口直接落入雨水窖井13。

排水管7没有堵塞时，防堵管16处完全没有水压，因而低压单向阀17不会打开，雨水通过出水管5和排水管7向下流走。排水管7堵塞时，水累积在收水箱3内，防堵管16内产生一定水压，低压单向阀17打开，积水由防堵管16直接排出桥面，从而在万一发生排水管7堵塞情况时，也不会出现桥面被雨水浸泡的现象。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，用于包括多联梁体的箱梁桥，相邻的两联梁体之间设有伸缩缝，桥面横向两侧向上固定连接有防撞墙；每联梁体下方沿顺桥向间隔设有若干处桥墩柱；桥面铺装有沥青面层；

其特征在于：桥面横向全程方向上设有统一的坡度，桥面沿位置较低的一侧防撞墙设有收水结构，收水结构沿桥梁的顺桥向全程设置；

收水结构包括在各桥墩柱处的桥面上设置的收水箱，收水箱一侧与防撞墙相接，收水箱与防撞墙相接的侧壁为非透水侧壁，收水箱侧壁的其余部分为透水侧壁；收水箱的透水侧壁上均匀设有用于透水的渗水孔；收水箱向下固定连接有出水管，出水管向下穿过梁体的翼板并连接有排水管，排水管沿梁体侧壁延伸至桥墩柱处，并沿桥墩柱向下延伸；

顺桥向相邻的两个收水箱的透水侧壁之间设有暗埋通水带，暗埋通水带下端与梁体上表面相接，暗埋通水带上表面设有所述沥青面层；暗埋通水带由透水材料制成；

排水结构包括设置于桥墩柱处绿化带内的集水井，距离集水井10米以内的绿化带内设有顶端敞口的雨水窖井，雨水窖井与市政雨水管网相连接，排水管下端通入集水井。

2.根据权利要求1所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：暗埋通水带采用以下三种结构：一是级配碎石，二是透水混凝土，三是金属拉丝制成的网管。

3.根据权利要求1所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：所述桥面横向坡度为1.5%～2%。

4.根据权利要求1所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：所述渗水孔的直径为1.5±0.3厘米。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：

所述暗埋通水带采用级配碎石时，粒径在0.5～1厘米之间的碎石与粒径大于1厘米小于等于2厘米的碎石之间的重量比为1：1。

6.根据权利要求5所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：所述集水井底端低于绿化带内土体表面50厘米以上，集水井顶端高于绿化带内土体表面10±2厘米，集水井周边1米以内的绿化带表层设有10±1厘米厚的碎石层；

绿化带与路面相接处设有侧石带，侧石带顶端高于绿化带内土体表面25±1厘米；雨水窖井顶端低于侧石带10±1厘米；

雨水窖井和集水井的井壁均由渗水材料制成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：

所述收水箱的非透水侧壁连接有两端均敞口的防堵管，防堵管穿过防撞墙伸至桥外，防堵管内设有向桥外单向导通的低压单向阀。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：

所述收水箱处的梁体上表面以凿毛的方式设有1.5厘米深的凹槽，收水箱底面与该凹槽的槽底通过环氧胶或结构胶粘接固定在一起。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：暗埋通水带与其上方的沥青面层之间设有玻璃纤维制成的土工格栅。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的节段拼装桥梁桥面纵向一体化收水排水***，其特征在于：所述伸缩缝两侧的桥面上分别设有一个收水箱。