孙辛桥防洪评价报告(审查后修改)

1 概述概述 1.1 项目背景项目背景 根据洛阳市城市总体规划 （19972010 年）精神，洛阳市 中心城区在调整完善的基础上，配合洛浦公园的建设，以洛河为轴 线，重点发展洛河两岸，洛河南岸侧重行政、金融、商贸、大学城 为内涵的建设，洛河北岸侧重以文化娱乐为内涵的建设，以突出名 城特色、实现洛河南北对应发展为目标，进一步拉大城市框架，完 善基础设施，加强历史文化名城风貌保护，不断提高城市环境质量 和文化品味，努力实现古代文明和现代文明的融合统一。 目前在洛阳市区段跨越洛河的公路桥梁有七座，分别为西苑桥 （原名魏屯桥） 、王城大桥、牡丹桥、洛阳桥、李楼特大桥、西南环 高速跨洛河桥、二广高速跨洛河桥等，在建的有瀛州路特大桥。随 着洛阳新区建设力度的进一步加大，根据洛阳市城市总体规划、洛 阳市路网规划，为进一步密切新区与洛北建成区的联系，构建便捷 的城市交通网络，优化完善城市功能布局，促进城市经济社会快速 发展，开工建设跨越洛河的孙辛路大桥已成为当务之急，同时对充 分发挥基础设施投资的经济带动作用、促进洛阳市经济快速发展有 着重要的意义。 拟建的洛阳市洛河孙辛大桥左端与滨河大道相交，右端与快速 路相交，大桥与洛河河道成 90夹角。桥址处洛河河面宽约 560m，两岸相接的孙辛路为城市主干道，设计车速 80km/h。 2 孙辛大桥全长 1256m,全桥结构布置分为两大部分，即由主桥和 两岸引桥组成。 洛阳市孙辛大桥及接线工程的施工图由中国公路工程咨询集团 有限公司编制。 为了评价洛阳市孙辛大桥的兴建对洛河河道行洪造成的影响， 受业主的委托，根据河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制 导则 ，编制“洛阳市洛河孙辛大桥工程防洪评价报告” 。 1.2 评价依据评价依据 （1） 防洪标准 （GB5020194） ； （2） 洛阳市洛阳新区防洪规划报告 （洛阳水利勘测设计院） ； （3） 公路桥位勘测设计规范 （JTJ06291） ； （4） 河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则 （试行） ； （5） 公路桥涵设计通用规范 （JTG D602004） ； （6） 桥位设计 （人民交通出版社，1999.8） ； （7） 公路工程技术标准 （JTCB012003） 1.3 技术路线及工作内容技术路线及工作内容 本报告根据河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则 （试行） ，参考洛阳市洛河孙辛大桥平面图、孙辛大桥桥型布置图等 基本资料编制。 经分析，桥址处洪水以宜阳站计算的结果为主，既由宜阳水文 3 站洪峰流量按面积比拟法计算的桥址处 300 年一遇洪峰流量 10200m3/s。 桥址处 100 年一遇洪峰流量根据洛阳水利勘测设计院编制的 洛阳市洛阳新区防洪规划报告 ，100 年一遇洪峰流量为 7530m3/s。 桥址处现状堤防防洪标准不足 20 年一遇，本次现状防洪标准按 20 年一遇分析。根据洛阳市城市防洪规划报告 ，确定 20 年一遇 洪水洪峰流量为 5400m3/s。 依据洛阳市洛阳新区防洪规划报告 ，洛阳市洛河孙辛大桥工 程桥址处 100 年一遇洪水位为 154.22m，本次依据桥址上下游一定 范围内河道断面及河道水面比降，采用明渠均匀流公式对 300 年一 遇洪水水位、规划标准 100 年一遇洪水水位及现状标准 20 年一遇洪 水水位进行了计算复核。 洛阳市孙辛大桥防洪标准按 300 年一遇设计，桥址处大堤规划 防洪标准为 100 年一遇，现状大堤防洪标准为 20 年一遇，本次分 别对三种情况进行了冲刷复核。 根据有关水文资料，本次评价进行了水文分析计算、壅水分析 计算、冲刷与淤积分析计算等，从而对大桥运行期和施工期行洪安 全、现有防洪工程、防汛抢险等几方面进行评价分析。 4 2 基本情况基本情况 2.1 建设项目概况建设项目概况 拟建的洛阳市孙辛大桥是规划的跨洛河连接洛阳市南北新老城 区的九座大桥之一，大桥两岸与规划的孙辛路相接，大桥与洛河河 道成 90 度夹角。孙辛大桥桥长 1256m,全桥结构分为两大部分，即 由主桥和两岸引桥组成。 （1）主桥）主桥 主桥按双塔双索面斜拉桥美化构造进行设置，跨径布置为 （536）m+(436+6+436）m+（636）m+(22+436+22)m， 主桥中跨桥长 878m，桥面宽度为（人行道 22.5m+非机动车道 26m+机动车道 17m）34m。 上部结构采用最大跨径 36m 的单箱双室连续梁结构，上下行分 离，上下行桥设剪力铰，桥面为整体式。单幅梁宽 17.0m，墩顶梁 高 2.0m，跨中梁高 1.7m。箱梁为斜腹板，翼缘板宽 3.5m，顶底板 厚度 0.25m。在墩顶，考虑横向抗剪抗弯，设置了部分预应力。主 桥跨河部分 568m，连续梁梁底高程变化范围为 160.564161.758m。 下部桥墩结构为钢筋混凝土花瓶型墙式墩，下设承台，承台下 5 为钻孔灌注桩基础，桩径 1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩 基础，桩径 1.5m。 桥梁美化工程的主题设计采用两座高塔，塔高分别为 83.5m 和 63.5m，桥面以上高度分别为 70m 和 50m。塔身桥面以下部分为钢 筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，基础采用群桩基 础。为提高塔身刚度和横向稳定性，桥塔与桥墩间设钢筋混凝土系 梁一道。拉索采用 OVM.GJ153 型钢绞线整束挤压索，索体 3 根 1860 级 15.2 环氧喷涂钢绞线组成，索体外包 PE。 （2）引桥）引桥 左测引桥段为跨越左大堤和滨河路，右侧引桥为跨越右大堤和 快速路。综合考虑跨径布置及合理经济的主梁形式，两岸引桥以单 箱双室连续梁为主要结构形式。左岸为 536m 的预应力钢筋砼箱 梁，右岸为一跨 536m 的预应力钢筋砼箱梁。其中为了过桥管线 跨过洛河大堤后落地埋入地下以及引桥需上跨滨河路与滨河西路， 在两岸各采用了一跨预应力钢筋砼箱梁。两岸引桥总长 360m。 根据中华人民共和国 1994 年颁布的国家标准防洪标准 （GB5020194） ，洛阳市孙辛大桥属于洛河上的特大桥，其防洪标 准按 300 年一遇设计，桥址处大堤防洪标准为 100 年一遇，复核 100 年一遇洪水的冲刷情况。 经分析研究，认为桥址处洪水应以宜阳站计算的结果为主，且 其结果与白马寺站流量直接减去涧河相应流量后得到的数值相近。 因此，根据 1964 年黄委会黄河三门峡至秦厂区间洪水分析报告 6 中宜阳水文站洪峰流量，按面积比拟法计算，桥址处 300 年一遇洪 峰流量为 10200m3/s。 100 年一遇洪峰流量根据洛阳水利勘测设计院编制的洛阳市 洛阳新区防洪规划报告 “洛阳城市区涧河口以上洪水 100 年一遇洪 峰流量为 7530m3/s” 。 根据洛阳水利勘测设计院编制的洛阳市城市防洪规划报告 ， 确定 20 年一遇洪水洪峰流量为 5400 m3/s。 依据洛阳市洛阳新区防洪规划报告 （洛阳水利勘测设计院） ， 洛阳市孙辛大桥及接线工程桥址处 100 年一遇洪水水位为 154.40m，本次依据桥址上下游一定范围内河道断面及河道水面比降， 采用明渠均匀流公式进行了计算复核。经计算，桥址处 300 年一遇 洪水水位为 155.17m，100 年一遇洪水水位为 154.40m，20 年一遇洪 水水位为 153.67m。 由于工程规模较大，跨河部分下部共有 92 根钻空灌注桩,主桥 桥梁美化工程设两座高塔，高塔基础采用群桩基础，桥塔与桥墩间 设钢筋混凝土联系梁一道，基桩施工要求严格定位，因此施工单位 应有较强的施工能力，有较多的施工技术人员和施工机具设备，尤 其具有较强的插打钢管桩的能力、桩基础施工的能力、和较强的支 架安装能力。 施工时根据实际情况，围绕重点工序施工特点，周密部署，合 理安排施工顺序，作到布局合理，突出重点，全面展开，采用平行 流水及均衡施工方法，运用网络计划技术控制施工进度，保证施工 7 工期。 2.2 河道基本情况河道基本情况 拟建的洛阳市洛河孙辛大桥是规划的跨洛河连接洛阳市南北新 老城区的九座大桥之一，在西苑桥上游约 4.4km 处。两岸与规划的 孙辛路相接。 洛河属黄河水系，发源于陕西省华山南麓蓝田县灞源乡木岔沟 芋园泉和洛南县西北部的洛源乡黑章村的龙潭泉，在河口街进入河 南省，经卢氏、洛宁、宜阳、洛阳市区、到偃师市杨村与伊河相汇 后称伊洛河，经巩义市注入黄河。洛河干流总长 446.9km，流域面 积 12852 km2。 大桥桥址两岸地势平坦，属温带山地季风气候，受大陆性季风 气候支配，四季分明。年平均气温 14.2 度，年平均降雨量 517mm， 且多集中在 7 至 9 月，无霜期 216 天左右，日照 2200 小时以上。每 年元月份为冰冻期，对冬季施工有一定影响。 离桥位区较近的白马寺水文站以实测 19561983 年的悬移质泥 沙资料分析， （估算推移质为悬移质的 5） ，平均年输沙量为 1588 万 t，泥沙主要由大洪水挟带，尤其是特大洪水输沙量很大，如 1958 年 7 月上旬前后两次较大洪峰，输沙量为 6955 万 t，占全年总 输沙量 8861.6 万 t 的 78.5。该年输沙量为平均年输沙量的 5.58 倍。 桥位处地表水主要为洛河水，地下水为孔隙水，主要赋存于卵 石层以下各层。水位 148.7mm142.92m。地下水埋深 8 1.586.68m，受洛河和大气降水补给影响，地下水位起伏较大。 根据区域水文资料和附近工程资料，地下水及洛河水水质类型 均为“HCO3Ca 型水” 。PH 值位 6.88.6，对砼无腐蚀性。 地层上部以第四系全新统冲洪积形成的压砂土、中细砂为主； 下部为第四系上更新统冲洪积形成的卵石层。自上而下分别为：人 工填筑土、压砂土、中细砂、卵石。 洛阳市地处黄河以南，北依邙山，东傍嵩山，西连熊耳山区。 桥位处属于游荡型河段，河床左右摆动，河床面较宽，两岸均修有 堤防。现河道内人工采砂严重，陡坎、深坑较多，地形起伏较大。 地貌单元属洛河河床及高漫滩。 洛河在桥址处靠两岸河堤束水，河槽宽约 560m，桥址以上流域 面积 10013km2。桥位处河道右岸堤顶高程 156.20m，左岸堤顶高程 156.35m，规划堤顶高程 156.49m，桥位处河道较为顺直。 2.3 现有水利工程及其他设施情况现有水利工程及其他设施情况 洛河高新区河段于 20032004 年进行了综合治理，其治理长度 为魏屯桥以上 2.5km，防洪标准 100 年一遇。桥址位于该河堤治理 段上游约 2km。桥址上游大约 320m，有白村渠首工程，2004 年对白 村渠首段以下 582m 右堤进行过加固治理。 桥址处两岸现有堤防堤距 560m，大堤工程质量较差，大部分堤 防凌乱不堪，部分位置为垃圾填筑，左堤堤顶宽度 36m。防洪标 准不足二十年一遇。 9 2.4 水利规划及实施安排水利规划及实施安排 根据洛阳市城市总体规划和洛阳市城市防洪排涝规划 ， 该河段大堤规划防洪水标准应为 100 年一遇，堤防工程级别为级。 该河段已进行了统一规划，尚未治理。 3 河道演变河道演变 3.1 河道历史演变河道历史演变概况概况 在中生代以前的漫长地质历史中，河流区经过多次大的地壳运 动，反复被海水侵占和抬升剥蚀。 到中生代三迭纪后，受燕山运动的影响，发生整体抬升，以前 形成的岩层都遭到构造变动和块状断裂，同时岩浆活动强烈，对地 表起伏形态的变化发展都有强烈影响。地壳整体抬升，使全区的地 势急剧增高，块状断裂的结果，地表起伏加剧，断块隆起使小秦岭、 崤山、熊耳山和伏牛山等形成高峻的山岭，形成了伊洛廛涧河的发 源地和分水岭。断块之间的断裂下陷地带是河谷发育的构造基础， 并形成了许多大小不等的断陷盆地。现代地貌的基本轮廓就此奠定。 燕山运动以后，地壳处于相对稳定状态，断块隆起山地受到剥蚀， 山间断陷盆地接受堆积，一些盆地积水成湖，洛阳盆地就是较大的 10 湖盆，新生代基地埋深达到 3500m，最深处位于市区东南部。 到第三纪的喜马拉雅运动，是对燕山运动的继承，使本地区再 度整体抬升，地势增高，山地形态重显高峻，山间盆地被抬升的同 时又受河流切割，湖盆干涸，盆地与河谷相通，伊、洛河穿通洛阳 盆地、宜阳洛宁盆地和伊川嵩县盆地等。喜马拉雅运动以后，地壳 又趋于相对稳定，地表经外力剥蚀和堆积，山地高度减低，山间盆 地堆积加厚，起伏形态变缓和。 第四纪以来的新构造运动，使本地区又处于上升之中，上升具 有间歇性，侵蚀和堆积为主呈交替变化，又有地区差异。山间盆地 的第三纪红色砂砾岩层，受到深度切割，形成沟壑纵横的红色丘陵 地貌，北部黄土分布地区严重遭受侵蚀切割，现代冲沟十分发育。 伊、洛、涧较大河流，宽谷段多有 23 级阶地分布，狭窄河谷地段 大多河流强烈下切，有的深切曲流非常明显。 据水径注及新唐书地理志 、清乾隆偃师县志记载 和印证分析，伊洛河汇流口三国时期以前在汉漠魏故城以南的河头、 大郊岩一带，后下移至王庄，今在杨村，向下游移动 15km 左右， 根据洛阳市文物考证，汉魏以前，洛河自宜阳入洛阳，沿龙门山北 麓的二级阶地边缘向东进入偃师境内，经太平庄、西大郊、东大郊， 从偃师老城南流入巩义县向东后注入黄河。当年隋炀帝为乘船游江 南，征发河南郡百万余人在洛阳开凿了通济渠，通济渠成了当年南 北大运河的重要渠段，每年都有大批粮食从通济渠运抵洛阳存在含 嘉仓内，为了利于漕运，当时又对通济渠扩宽疏导，把洛河水全部 11 引入通济渠中，形成了洛河现今河道。洛河改道北徙约 7 公里，使 洛阳的几个王都遗址东周王城、汉魏洛阳城、隋唐洛阳城都遭 到不同程度的破坏。 沿河人民勤劳顽强，世代与水旱灾害作斗争，据河渠志 ，洪 武二十九年（1369 年）偃师县修筑洛南大堤；清光绪二十三年 （1897 年） 、民国十年（1921 年）都较大规模的修筑了伊洛河堤防， 洛阳市区段南关堤防始建于民国二十一年（1932 年） ，1929 年华北 水利委员会在洛河下游设洛河巩县水文站，1934 年国民政府的黄河 水利委员会迁至黑石关设站观测至今。 3.2 河道近期演变分析河道近期演变分析 据调查和史料记载，近代河道仍在变迁。 由于自然和人为诸多因素的影响，河道中下游河床逐渐抬高。 根据洛阳水利勘测设计院对洛河长水至偃师五处河床大断面从 1965 年至 1985 年间的测量资料对比，在 1320 年间，平均每年淤高 3.069.15cm，当然，淤积随水土不同来量具有阶段性，不能按所 测几年的平均值长时间推算淤高总量，并且近几年以来洛河焦枝铁 路桥以下至偃师段，由于人工采砂及砂石料，河床呈逐渐降低的趋 势。 洛河长水以下河道在河床抬升的同时也向两岸扩展，主流左右 摇摆不定，使窄深型河床向宽浅游荡型河道演变。如光绪三十四年 八月（1908） ，洛宁县临河的孙珠、南马院被冲走，洛宁小街村在新 中国成立初期有三分之一的村庄被冲走，迫使洛阳到长水的公路在 12 此段两次北移等。 3.3 河道演变趋势分析河道演变趋势分析 新中国成立后，共产党和人民政府坚持除害兴利相结合，通过 长期规划分期实施，急治其标，缓治其本，标本兼治，进行水土保 持，整治河道和兴修各类水利工程等综合措施。国家为配合黄河防 洪在洛河、伊河干流上分别修建了故县、陆浑大型水库，流域内还 修建中型水库 10 座，小型水库 318 座，可控制流域面积 12920km2，总库容 29.81 亿立方米，在防洪、发电、灌溉、供水、 养殖等方面起到了相当大的作用。 沿河各县市对洛河干流河床也都多次进行整治，特别是洛河长 水以下，都不同程度的筑堤防洪和改滩淤地缩窄了河床。 洛河洛阳市区段经过 10 余年的综合治理，近 13.8km 的河道两 岸大堤得到了加高加宽，防洪标准达到百年一遇，对堤顶进行了园 林绿化。 洛阳孙辛大桥桥址处 5km 市区段河道（其中桥址上游 3km，桥 址下游 2km）未进行系统治理，防洪标准不足二十年一遇，远达不 到规划防洪标准 100 年一遇要求。 13 4 防洪评价计算防洪评价计算 4.1 水文分析计算水文分析计算 根据中华人民共和国 1994 年颁布的国家标准防洪标准 （GB5020194） ，洛阳市孙辛大桥防洪标准按 300 年一遇设计，桥 址处大堤规划防洪标准为 100 年一遇，现状大堤防洪标准为 20 年一 遇，本次分别对三种情况进行了冲刷复核。 桥址处设计洪峰流量的确定受多种因素影响，尤其是故县水库 建成以后，其运用受本身、黄河花园口流量及故县、陆浑、小浪底 三库联合调度运用的影响。由于桥址位置无水文测站，缺乏实测资 料，桥址距宜阳水文站和白马寺水文站都较远，所以桥址处 300 年 一遇设计洪峰流量根据以往宜阳站和白马寺站的计算成果分析比较， 合理选用。 14 （1 1）白马寺站和宜阳站以往洪峰流量计算成果）白马寺站和宜阳站以往洪峰流量计算成果 我们根据 1964 年黄委会黄河三门峡至秦厂区间洪水分析报告 、1965 年洛阳水利勘测设计院洛河长水以下干流河床整治规划 、 1986 年洛阳水利勘测设计院伊洛河流域开发治理规划 ，以及 1988 年黄委会勘测规划设计研究院洛河故县水库调洪运用方式研 究报告等以往成果资料，按其频率分析参数，计算得到宜阳水文 站和白马寺水文站 300 年一遇洪峰流量成果，其中宜阳站 300 年一 遇洪峰流量成果见表 4-1。 另外，根据洛阳市城市防洪规划报告中涧河洪水计算分析 参数，计算得到涧河在入洛河口处 300 年一遇洪峰流量为 5800m3/s。 表表 4-14-1 宜阳站和白马寺站宜阳站和白马寺站 300300 年一遇洪峰流量表年一遇洪峰流量表 300 年一遇洪峰流量(m3/s) 计算情况 宜阳站白马寺站 1964 年黄河水利委员会 “黄河三门峡至秦厂区间洪水分析报告” 995015650 1956 年洛阳水利勘测设计院 “洛河长水以下干流河床整治规划” 922015620 1986 年洛阳水利勘测设计院 “伊洛河流域开发治理规划” 964015130 1988 年黄委会勘测规划设计院“洛河故县水 库调洪运用方式研究报告”（根据 58 型、 敞泄运用万年、千年、百年一遇流量内插得 到） 17200 （2 2）桥址处设计洪峰流量）桥址处设计洪峰流量 按流域面积比拟法推算桥址处流量按流域面积比拟法推算桥址处流量 根据上述分析得到的宜阳水文站和白马寺水文站 300 年一遇洪 15 峰流量成果，按流域面积比拟法推算桥址处 300 年一遇洪峰流量。 按流域面积比拟法分别由上述两站推算桥址处 300 年一遇洪峰流量 采用公式如下： 2 2 1 1 )(Q F F Q n 式中：Q1桥址断面流量（m3/s） F1桥址断面以上流域面积（km2） Q2水文站址处流量（m3/s） F2水文站控制流域面积（km2） n经验系数，取 n0.60 将有关数据代入，由宜阳水文站和白马寺水文站推算得到桥址 处 300 年一遇洪峰流量，见表 4-2。 表表 4-24-2 桥址处桥址处 300300 年一遇洪峰流量计算成果表年一遇洪峰流量计算成果表 300 年一遇洪峰流量(m3/s) 计算情况 按宜阳站 推算 按白马寺站 推算 由白马寺站 扣除涧河 1964 年黄河水利委员会“黄河三门峡 至秦厂区间洪水分析报告” 10200141209850 1956 年洛阳水利勘测设计院“洛河长 水以下干流河床整治规划” 9460140909820 1986 年洛阳水利勘测设计院“伊洛河 流域开发治理规划” 9890136509300 1988 年黄委会勘测规划设计院“洛河 故县水库调洪运用方式研究报告” 1552011400 桥址处桥址处 300300 年一遇洪峰流量的选定年一遇洪峰流量的选定 洛河干流上故县大型水库建成后，1988 年 6 月黄委会勘测规划 设计研究院在洛河故县水库调洪运用方式研究报告中，分别按 16 洛河下游防洪要求和黄河下游防洪要求两种情况，分析了故县水库 不同运用方式作用下各站洪峰流量。从结果看：故县水库敞泄运用 与无水库情况 58 型 100 年一遇以上高频率洪水的洪峰流量非常接近， 也就是说水库对大洪水的削减作用非常有限，因此，我们按桥址上 下游水文站无水库情况计算的成果选用桥址洪水。 由宜阳水文站和白马寺水文站推算到桥址处的洪峰流量可以看 出两站计算结果相差较大。因宜阳站与桥址处控制流域面积相差较 小，相对来说较白马寺站更为接近些；另外，白马寺站还受涧河、 瀍河洪水影响，涧河是洛河的最大支流，而且洪水所占比重往往较 大，所以洛河在涧河口上下游流量应有明显差别。 经分析研究，认为桥址处洪水应以宜阳站计算的结果为主，且 其结果与白马寺站流量直接减去涧河相应流量后得到的数值相近。 因此，采用根据 1964 年黄委会黄河三门峡至秦厂区间洪水分析报 告中宜阳水文站洪峰流量按面积比拟法计算的桥址处 300 年一遇 洪峰流量 10200m3/s。 100 年一遇洪峰流量根据洛阳水利勘测设计院编制的洛阳市 洛阳新区防洪规划报告 “洛阳城市区涧河口以上洪水 100 年一遇洪 峰流量为 7530m3/s” 。 根据洛阳水利勘测设计院编制洛阳市城市防洪规划报告 ，确 定 20 年一遇洪水洪峰流量为 5400 m3/s。 桥位处设计洪水位计算： (1)桥址处河势 17 桥址处河段较为顺直，河滩滩面基本平整，对桥两端的连接有 利。主流摆幅小，枯水期河槽稳定，建桥后对流势影响不大。 (2)桥梁主要参数 孙辛大桥桥长 1256m,全桥结构分为两大部分，即由主桥和两岸 引桥组成。 主桥按双塔双索面斜拉桥美化构造进行设置，跨径布置为 （536）m+(436+6+436）m+（636）m+(22+436+22)m， 主桥桥长 878m，桥面宽度为（人行道 22.5m+非机动车道 26m+ 机动车道 17m）34m。 上部结构采用最大跨径 36m 的单箱双室连续梁结构，上下行分 离，上下行桥设剪力铰，桥面为整体式。单幅梁宽 17.0m，墩顶梁 高 2.0m，跨中梁高 1.7m。箱梁为斜腹板，翼缘板宽 3.5m，顶底板 厚度 0.25m。主桥跨河部分 568m，梁底高程变化范围为 160.564161.758m。 下部桥墩结构为钢筋混凝土花瓶型墙式墩，下设承台，承台下 为钻孔灌注桩基础，桩径 1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩 基础，桩径 1.5m。 桥梁美化工程的主题设计采用两座高塔，塔高分别为 83.5m 和 63.5m，桥面以上高度分别为 70m 和 50m。塔身桥面以下部分为钢 筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，基础采用群桩基 础。为提高塔身刚度和横向稳定性，桥塔与桥墩间设钢筋混凝土系 梁一道。拉索采用 OVM.GJ153 型钢绞线整束挤压索。 18 左测引桥段为跨越左大堤和滨河路，右侧引桥为跨越右大堤和 快速路。综合考虑跨径布置及合理经济的主梁形式，两岸引桥以单 箱双室连续梁为主要结构形式。左岸为 536m 的预应力钢筋砼箱 梁，右岸为一跨 536m 的预应力钢筋砼箱梁。其中为了过桥管线 跨过洛河大堤后落地埋入地下以及引桥需上跨滨河路与滨河西路， 在两岸各采用了一跨预应力钢筋砼箱梁。两岸引桥总长 360m。 (3)基本资料 洛阳市洛河孙辛大桥平面图； 洛阳市洛阳孙辛大桥桥型布置图； 桥址上游、下游河道实测横断面图； (4)设计洪水位计算复核 洛阳市孙辛大桥桥址处防洪标准为 300 年一遇洪水，本次依据 桥址上下游一定范围内河道断面及河道水面比降，采用明渠均匀流 公式进行了计算复核。明渠均匀流公式为： RJACQ 式中：Q洪峰流量，Q300=10200m3/s ，Q100=7530m3/s，Q20=5400m3/s； A过水断面面积； J水力比降；比降采用为 1/550（0.00182） 。 C谢才系数，C=1/n*R1/6； n河道糙率，查水力计算手册 ，主河槽取 0.028， 河滩地取 0.036； 19 R水力半径，R=A/x； x湿周 将数据代入以上公式，迭代试算算得桥址处 300 年一遇洪水水 位 155.17m，100 年一遇洪水水位 154.40m，现状 20 年一遇洪水水 位 153.67m。根据洛阳市洛阳新区防洪规划报告 （洛阳水利勘测 设计院） ，桥址处百年一遇洪水位为 154.22m，与计算基本一致。 4.2 壅水分析计算壅水分析计算 (1)壅水高度计算 桥位处 300 年一遇洪峰流量为 10200m3/s ，300 年一遇洪水位 155.17m 。100 年一遇洪峰流量为 7530 m3/s，100 年一遇洪水位 154.40m。20 年一遇洪峰流量为 5400 m3/s，20 年一遇洪水位 153.67m。 300 年一遇洪水时有关参数计算： 河道过水总面积 A=2600.09m2。 桥梁桩柱、桥台及桥两端阻水面积 W阻=177.51m2； 净过水面积 W净=2422.58m2。 100 年一遇洪水时有关参数计算： 河道过水总面积 A=2135.02m2。 桥梁桩柱、桥台及桥两端阻水面积 W阻=153.26m2； 净过水面积 W净=1981.76m2。 20 年一遇洪水时有关参数计算： 河道过水总面积 A=1700.12m2。 20 桥梁桩柱、桥台及桥两端阻水面积 W阻=130.26m2； 净过水面积 W净=1569.86m2。 壅水高度采用公路桥位勘测设计规范 （JTJ06291）书中介 绍的桥前最大壅水高度计算公式计算，其公式如下： 2 0 2 VVZ 式中：Z桥前最大壅水高度 系数，与水流进入桥孔阻力有关，查公路桥位 勘测设计规范 （JTJ06291） ， 表取用 0.05。 V桥下平均流速，； 净 W Q V V0桥前全断面平均流速，； W Q V 0 将以上数据代入公式计算，得 300 年一遇洪水时桥址上游最大 壅水高度 0.117 m，桥上游水位达到 155.287 m。100 年一遇洪水时 桥址上游最大壅水高度 0.100m，桥上游水位达到 154.500m。20 年 一遇洪水时桥址上游最大壅水高度 0.086m，桥上游水位达到 153.756m。 (2)波浪高度计算 波浪高度计算按公路桥位勘测设计规范 （JTJ06291）附录 十四的公式计算。 7 . 0 2 45 . 0 2 7 . 0 2 2 %1 7 . 013. 0 0018 . 0 7 . 013 . 0 3 . 2 V hg th V gD th V hg th g V h 21 经计算，桥址处波浪高度为 h1%=0.510m。根据规范规定，复核 桥梁底高程时，取计算浪高的 2/3 计入，也即 2/3 h1%=0.340 m。 (3)桥梁底高程核算 按设计水位计算的桥梁底高程为 Hmin=Hp+Z+2/3h1%+hj，根 据公路桥位勘测设计规范 （JTJ06291）的规定，按设计水位计 算要求的桥下净空hj=0.5m，300 年一遇设计洪水位 Hp=155.17m， 水位壅高Z=0.117m，桥址处波浪高度为 h1%=0.510m，将以上数据 代入，按设计水位计算的桥梁底高程为 Hmin=Hp+Z+2/3h1%+ hj=156.127m。又根据桥位设计 ，桥箱梁底面至计算水位的净高 不得小于 0.5m，设计梁底高程为 160.564161.758m，桥梁梁底高 程满足规范要求。 (4)回水影响长度 桥址处壅水对河道影响长度采用公路桥位勘测设计规范 （JTJ06291）一书回水长度计算公式计算，其公式如下： i Z L 2 式中：L壅水曲线全长（m） ； Z 最大壅水高度，其值 300 年一遇洪水情况为 0.117 m；100 年一遇洪水情况为 0.100m，20 年一遇 洪水情况为 0.086m； i水面比降，其值为 0.00182 ； 将已知数据，代入上式计算得：300 年一遇洪水情况下壅水曲 22 线长度为 128.57m，100 年一遇洪水情况下壅水曲线长度为 109.89m，20 年一遇洪水情况下壅水曲线长度为 94.51m，即 300 年 一遇洪水情况下，建桥对河道上游的回水影响长度为 128.57 m。100 年一遇洪水情况下，建桥对河道上游的回水影响长度为 109.89m，20 年一遇洪水情况下壅水曲线长度为 94.51m。 4.3 冲刷与淤积分析计算冲刷与淤积分析计算 桥位处河床表面为砂卵石，砂卵石下面为粘土岩，河床冲刷深 度计算按桥位设计桥墩、桥台一般冲刷计算公式计算。 1、一般冲刷计算（桥墩冲刷计算） （1）公式一（桥下断面一般冲刷 64-2 简化公式）： max 66 . 0 2 9 . 0 2 1 04 . 1 h B B Q Q Ah c c p 公式中： hp桥下河槽一般冲刷后最大水深（m） Q2桥下河槽通过的设计流量（m3/s） Qc天然状态下河槽流量（m3/s） A单宽流量集中系数 15. 0 H B A BC计算断面天然河床宽度（m） 设计水位下，桥墩阻水面积与桥下过水面积比 值 桥台前缘和桥墩两侧的漩涡区宽度与桥孔长度 之比 B2桥下断面河床宽度（m） 23 hmax桥下河槽最大水深（m） 经计算得 300 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 2.86m，100 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 2.39m，20 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 2.01m。 （2）公式二（桥下断面一般冲刷 64-1 公式）： cj h h EdL AQ hp max 5/3 6/1 2 公式中：hp桥下河槽一般冲刷后最大水深（m） Q2桥下河槽通过的设计流量（m3/s） ，当桥下河槽 能扩宽至全桥时，Q2=Qs Lj桥孔净长（m） A单宽流量集中系数 15. 0 H B A hmax计算断面下河槽的最大水深（m） hc计算断面下河槽的平均水深（m） d河床泥沙平均粒径（mm） 桥孔压缩系数 E与汛期含沙量有关的系数 经计算得 300 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 3.51m，100 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 3.09m，20 年一遇洪水情况下，桥址处一般冲刷深度为 2.76m。 2、局部冲刷计算 由桥墩局部冲刷 651 修正式 24 hb=KKBl0.6(v0-v0) n vv vv 00 0 hb桥墩局部冲刷深度（m）从一般冲刷后床面算起； K墩型系数； K河床颗粒影响系数； B1桥墩计算宽度（m） ； v墩前行近流速（m/s） ； v0河床泥沙起动流速（m/s） ； v0桥墩起冲速度（m/s） ； n指数。 由公式一、公式二计算一般冲刷后床面起算局部冲刷深度，经 计算两公式局部冲刷计算结果相同，300 年一遇洪水情况下，桥址 处局部冲刷深度为 2.09m，100 年一遇洪水情况下，桥址处局部冲 刷深度为 1.97m，20 年一遇洪水情况下，桥址处局部冲刷深度为 1.83m。 公式一、公式二相应计算结果见表 4-3-1，4-3-2： 表表 4-3-14-3-1 公式一及相应冲刷深度计算成果公式一及相应冲刷深度计算成果 计算工况 一般冲刷深度 (m) 局部冲刷深度 (m) 总冲刷深度 (m) 300 年一遇洪水2.862.094.95 25 100 年一遇洪水2.391.974.36 20 年一遇洪水2.011.833.84 表表 4-3-24-3-2 公式二及相应冲刷深度计算成果公式二及相应冲刷深度计算成果 计算工况 一般冲刷深度 (m) 局部冲刷深度 (m) 总冲刷深度 (m) 300 年一遇洪水3.512.095.60 100 年一遇洪水3.091.975.06 20 年一遇洪水2.761.834.59 经复核，由公式一及相应计算结果，20 年一遇洪水总冲刷深度 3.84m，最大冲刷位置高程 145.76m；100 年一遇洪水总冲刷深度 4.36m，最大冲刷位置高程 145.24m；300 年一遇洪水总冲刷深度 4.95m，最大冲刷位置高程 144.65m；均高于桥梁设计冲止高程 143.42m，满足要求。 由公式二及相应计算结果，20 年一遇洪水总冲刷深度 4.59m， 最大冲刷位置高程 145.01m；100 年一遇洪水总冲刷深度 5.06m，最 大冲刷位置高程 144.54m；300 年一遇洪水总冲刷深度 5.60m，最大 冲刷位置高程 144.00m；均高于桥梁设计冲止高程 143.42m，满足要 求。 综上所述，复核百年一遇洪水、300 年一遇洪水和现状 20 年一 遇洪水冲刷深度均高于桥梁设计冲止高程，桥梁设计冲止高程满足 冲刷规划要求。 26 5 防洪综合评价防洪综合评价 5.1 与现有水利规划的关系与影响分析与现有水利规划的关系与影响分析 根据洛阳市城市防洪规划报告拟定的洛河市区段治导线间 距要求，桥址处河段的规划线两岸堤防间距为 560m。拟建的洛阳市 孙辛大桥桥址处河槽宽约 560m，拟建大桥主桥长 878m，大桥跨河 部分 568m，符合洛阳市市区河道防洪规划的总体要求。 5.2 与现有防洪标准及规划要求的适应性分析与现有防洪标准及规划要求的适应性分析 拟建大桥防洪标准按 300 年一遇设计，桥址处河道规划防洪标 准为百年一遇，规划标准低于大桥设计标准，符合所在河段规划防 洪标准及有关技术要求。 5.3 对行洪安全的影响分析对行洪安全的影响分析 根据洛河两岸公路位置和河道现状，孙辛大桥桥址处河道较为 顺直，有利于两岸连接和减少对流势影响，桥墩走向与主河槽方向 一致，下部结构采用矩形桥墩、基础为钻孔灌注桩。在小流量行洪 时，桥墩对水流导向作用小，不会对主河槽流势产生大的影响；300 年一遇洪水时，桥址处设计洪水位为 155.17m，按设计洪水位计算 的桥梁底高程为 Hmin=Hp+Z+2/3h1%+hj=156.127m。又根据桥 位设计 ，桥箱梁底面至计算水位的净高不得小于 0.5m，设计梁底 高程为 160.564161.758m，高于计算梁底高程，桥梁梁底高程满足 规范要求。 300 年一遇洪水时，建桥对河道上游的回水影响长度为 128.57 m。100 年一遇洪水情况下，建桥对河道上游的回水影响长度为 27 109.89m。现状 20 年一遇洪水情况下，建桥对河道上游的回水影响 长度为 94.51m。回水影响范围较小。 此外，根据洛阳市城市防洪规划报告 ，桥址处规划左右两河 堤堤距 560m，跨河部分主桥长 568m，桥墩会局部阻水，桥上游会 产生壅水，遭遇 300 年一遇洪水时，壅水高度为 0.117m， 100 年一 遇洪水时，壅水高度为 0.100m，现状 20 年一遇洪水时，壅水高度 为 0.086m。除了桥墩有部分阻水外，桥面对河道行洪没有影响。总 之，孙辛大桥的修建，对洛河河道防洪影响很小。 5.4 对现有防洪整治工程及其它水利工程影响分析对现有防洪整治工程及其它水利工程影响分析 项目建成后，工程影响范围内堤防近岸流速会有所加大，所以 会加大对现有堤防护坡的冲刷，应加强护砌。 上游距离桥址位置约 320m，现有白村渠首工程。遭遇 300 年一 遇洪水时，河道由于建桥产生的回水长度 128.57m， 100 年一遇洪 水时，河道由于建桥产生的回水长度 109.89m，现状 20 年一遇洪水 回水长度 94.51m，对渠首工程没有影响。 大桥 9 号墩位于右大堤上，26 号墩位于左大堤上，这两个墩会 对大堤渗流和稳定产生不利影响，建议在堤后设复堤，消除因堤上 桥墩建设造成的不利影响。施工时可采用钢板围护，尽可能减小对 大堤的影响，做好大堤渗水与稳定的防护工作，同时施工完后，大 堤开挖部分应回填压实，并进行灌浆处理，以增强大堤的防渗及稳 定性。 右堤梁底至规划堤顶实际净高在 4.122m，左堤梁底至规划堤顶 28 实际净高在 4.074m，均小于公路桥涵设计通用规范 （JTJ021 89）中最小净高 5.0m 的要求。为了便于汛期防汛车辆通行，左、右 岸堤防桥位处部分降低堤顶高程，以满足防汛道路交通要求；同时 迎水面堤顶设防浪墙，防止高水位河水倒灌影响防汛车辆通行。降 低部分堤段后设复堤，以满足防汛堤顶高程要求和大堤稳定安全要 求。 5.5 建设项目防洪的设防标准与措施是否适当建设项目防洪的设防标准与措施是否适当 建设项目本身设计防洪标准为 300 年一遇，洪峰流量 10200m3/s，大于规划要求的100 年一遇洪峰流量7530 m3/s，满足河道 堤防规划设计要求，但应加强两岸大堤迎水坡护砌，提高抗冲刷能力。 29 6 工程影响防治措施工程影响防治措施与工程量估算与工程量估算 该项目建成后，会加大对现有的堤防护坡及齿墙的冲刷，所以 在桥上游、下游各 250m 的范围内建议采用 M7.5 浆砌石加强护砌， 护砌范围为迎水面堤脚至堤顶。 大桥 9 号墩位于右大堤上，26 号墩位于左大堤上，这两个墩会 对大堤渗流和稳定产生不利影响，建议在堤后设复堤，消除因堤上 桥墩的建设造成的不利影响。施工时可采用钢板围护，尽可能减小 对大堤的影响，做好大堤渗水与稳定的防护工作，同时施工完后， 大堤开挖部分应回填夯实，并进行灌浆处理，以增强大堤的防渗及 稳定性。 右堤梁底至规划堤顶实际净高在 4.122m，左堤梁底至规划堤顶 实际净高在 4.074m，均小于公路桥涵设计通用规范 （JTJ021 89）中最小净高 5.0m 的要求。为了便于汛期防汛车辆通行，左、右 岸堤防桥位处部分降低堤顶高程，以满足防汛道路交通要求；同时 迎水面堤顶设防浪墙，防止高水位河水倒灌影响防汛车辆通行。降 低部分堤段后设复堤，以满足防汛堤顶高程要求和大堤稳定安全要 求。 现状大堤防汛路较窄，路面为土路，汛期路面泥泞不利于通行， 对防汛极为不利，需对左右堤防汛道路进行路面硬化。 为消除建桥后的不利影响，建议对桥址上下游各 200m 范围内 30 进行河床整治。 经估算四项工作工程量：C20 混凝土 1760 m3，土方回填 15960m3，M7.5 浆砌石 5350m3，河道清理整平方量 136800 m3。 施工方案考虑非汛期主河道施工方案，因考虑河面较宽，建议 在主河槽采用筑岛法施工，并在岛上游设置 7m 宽施工便道或修建 临时桥梁，确保钢筋、砼运输正常。开工后，先进行主河道施工。 在下部结构施工结束后，及时拆除筑岛物，确保河道原有宽度和正 常行洪能力及施工安全。 在施工中设立专人负责的防汛小组，负责人员提前与洛河上游 水利及水坝部门取得联系，及时、准确掌握河水涨落事宜。建立健 全防汛记录、资料、在河道施工区沿岸设置水位标志，及时观察水 位情况，确保施工安全。 31 7 结论与建议结论与建议 7.1 评价结论评价结论 孙辛大桥桥长 1256m,全桥结构分为两大部分，即由主桥（和两 岸引桥组成。 主桥按双塔双索面斜拉桥美化构造进行设置，跨径布置为 （536）m+(436+6+436）m+（636）m+(22+436+22)m， 主桥桥长 878m，桥面宽度为（人行道 22.5m+非机动车道 26m+ 机动车道 17m）34m。 上部结构采用最大跨径 36m 的单箱双室连续梁结构，上下行分 离，上下行桥设剪力铰，桥面为整体式。单幅梁宽 17.0m，墩顶梁 高 2.0m，跨中梁高 1.7m。箱梁为斜腹板，翼缘板宽 3.5m，顶底板 厚度 0.25m。在墩顶，考虑横向抗剪抗弯，设置了部分预应力。 下部桥墩结构为钢筋混凝土花瓶型墙式墩，下设承台，承台下 为钻孔灌注桩基础，桩径 1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩 基础，桩径 1.5m。 桥梁美化工程的主题设计采用两座高塔，塔高分别为 83.5m 和 63.5m，桥面以上高度分别为 70m 和 50m。塔身桥面以下部分为钢 筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，基础采用群桩基 32 础。为提高塔身刚度和横向稳定性，桥塔与桥墩间设钢筋混凝土系 梁一道。拉索采用 OVM.GJ153 型钢绞线整束挤压索，索体 3 根 1860 级 15.2 环氧喷涂钢绞线组成，索体外包 PE。 左测引桥段为跨越左大堤和滨河路，右侧引桥为跨越右大堤和 快速路。综合考虑跨径布置及合理经济的主梁形式，两岸引桥以单 箱双室连续梁为主要结构形式。左岸为 536m 的预应力钢筋砼箱 梁，右岸为一跨 536m 的预应力钢筋砼箱梁。其中为了过桥管线 跨过洛河大堤后落地埋入地下以及引桥需上跨滨河路与滨河西路， 在两岸各采用了一跨预应力钢筋砼箱梁。两岸引桥总长 360m。 根据中华人民共和国 1994 年颁布的国家标准防洪标准 （GB5020194） ，洛阳市孙辛大桥属于洛河上的特大桥，其防洪标 准按 300 年一遇设计，桥址处大堤规划防洪标准为 100 年一遇，现 状防洪标准不到 20 年一遇。 桥面设计高程为 162.564163.758m，梁底设计高程为 160.564161.758 m。 经复核，300 年一遇洪水时，桥址处设计洪水位为 155.17m，按 设计水位计算的桥梁底高程为 Hmin=Hp+Z+2/3h1%+