孙辛桥防洪评价报告(审查后修改)

1概述1.1工程背景根据《洛阳市城市总体规划》〔1997—2023年〕精神，洛阳市中心城区在调整完善的根底上，配合洛浦公园的建设，以洛河为轴线，重点开展洛河两岸，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，以突知名城特色、实现洛河南北对应开展为目标，进一步拉大城市框架，完善根底设施，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开展，开工建设跨越洛河的孙辛路大桥已成为当务之急，同时对充分发挥根底设施投资的经济带动作用、促进洛阳市经济快速开展有着重要的意义。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。孙辛大桥全长1256m,全桥结构布置分为两大局部，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工程防洪评价报告编制导那么》，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〔1〕《防洪标准》〔GB50201－94〕；〔2〕《洛阳市洛阳新区防洪规划报告》〔洛阳水利勘测设计院〕；〔3〕《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062－91〕；〔4〕《河道管理范围内建设工程防洪评价报告编制导那么》〔试行〕；〔5〕《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60－2004〕；〔6〕《桥位设计》〔人民交通出版社，1999.8〕；〔7〕《公路工程技术标准》〔JTC－B01－2003〕1.3技术路线及工作内容本报告根据《河道管理范围内建设工程防洪评价报告编制导那么》〔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根本资料编制。经分析，桥址处洪水以宜阳站计算的结果为主，既由宜阳水文站洪峰流量按面积比较法计算的桥址处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缺乏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平安、现有防洪工程、防汛抢险等几方面进行评价分析。2根本情况2.1建设工程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,全桥结构分为两大局部，即由主桥和两岸引桥组成。〔1〕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〔5×36〕m+(4×36+6+4×36〕m+〔6×36〕m+(22+4×36+22)m，主桥中跨桥长878m，桥面宽度为〔人行道2×2.5m+非机动车道2×6m+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，上下行别离，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，设置了局部预应力。主桥跨河局部568m，连续梁梁底高程变化范围为160.564～161.758m。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根底，桩径1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩根底，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。塔身桥面以下局部为钢筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，根底采用群桩根底。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.GJ15－3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5×36m的预应力钢筋砼箱梁，右岸为一跨5×36m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年公布的国家标准《防洪标准》〔GB50201—94〕，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》中宜阳水文站洪峰流量，按面积比较法计算，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5400m3/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，跨河局部下部共有92根钻空灌注桩,主桥桥梁美化工程设两座高塔，高塔根底采用群桩根底，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、桩根底施工的能力、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，运用网络方案技术控制施工进度，保证施工工期。2.2河道根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12852km2。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，四季清楚。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1956～1983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148.7mm～142.92m。地下水埋深1.58～6.68m，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“HCO3－Ca型水〞。PH值位6.8～8.6，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洛河高新区河段于2003～2004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，大局部堤防凌乱不堪，局部位置为垃圾填筑，左堤堤顶宽度3～6m。防洪标准缺乏二十年一遇。2.4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Ⅰ级。该河段已进行了统一规划，尚未治理。3河道演变3.1河道历史演变概况在中生代以前的漫长地质历史中，河流区经过屡次大的地壳运动，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开展都有强烈影响。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根底，并形成了许多大小不等的断陷盆地。现代地貌的根本轮廓就此奠定。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湖盆，新生代基地埋深到达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2～3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年间的测量资料比照，在13～20年间，平均每年淤高3.06～9.15cm，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此段两次北移等。3.3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屡次进行整治，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，防洪标准到达百年一遇，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，防洪标准缺乏二十年一遇，远达不到规划防洪标准100年一遇要求。4防洪评价计算4.1水文分析计算根据中华人民共和国1994年公布的国家标准《防洪标准》〔GB50201—94〕，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确实定受多种因素影响，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。〔1〕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4-1宜阳站和白马寺站300年一遇洪峰流量表计算情况300年一遇洪峰流量(m3/s)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〞9950156501956年洛阳水利勘测设计院“洛河长水以下干流河床整治规划〞9220156201986年洛阳水利勘测设计院“伊洛河流域开发治理规划〞9640151301988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〕桥址处设计洪峰流量①按流域面积比较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年一遇洪峰流量成果，按流域面积比较法推算桥址处300年一遇洪峰流量。按流域面积比较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：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n＝0.60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4-2桥址处300年一遇洪峰流量计算成果表计算情况300年一遇洪峰流量(m3/s)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〞102001412098501956年洛阳水利勘测设计院“洛河长水以下干流河床整治规划〞94601409098201986年洛阳水利勘测设计院“伊洛河流域开发治理规划〞98901365093001988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〞1552011400②桥址处300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异。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较法计算的桥址处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5400m3/s。桥位处设计洪水位计算：(1)桥址处河势桥址处河段较为顺直，河滩滩面根本平整，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,全桥结构分为两大局部，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〔5×36〕m+(4×36+6+4×36〕m+〔6×36〕m+(22+4×36+22)m，主桥桥长878m，桥面宽度为〔人行道2×2.5m+非机动车道2×6m+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，上下行别离，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。主桥跨河局部568m，梁底高程变化范围为160.564～161.758m。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根底，桩径1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩根底，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。塔身桥面以下局部为钢筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，根底采用群桩根底。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.GJ15－3型钢绞线整束挤压索。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5×36m的预应力钢筋砼箱梁，右岸为一跨5×36m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)根本资料①洛阳市洛河孙辛大桥平面图；②洛阳市洛阳孙辛大桥桥型布置图；③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：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；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，与计算根本一致。4.2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7530m3/s，100年一遇洪水位154.40m。20年一遇洪峰流量为5400m3/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。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《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062—91〕书中介绍的桥前最大壅水高度计算公式计算，其公式如下：式中：△Z——桥前最大壅水高度η——系数，与水流进入桥孔阻力有关，查《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062—91〕，η表取用0.05。V——桥下平均流速，；V0——桥前全断面平均流速，；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0.117m，桥上游水位到达155.287m。100年一遇洪水时桥址上游最大壅水高度0.100m，桥上游水位到达154.500m。20年一遇洪水时桥址上游最大壅水高度0.086m，桥上游水位到达153.756m。(2)波浪高度计算波浪高度计算按《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062—91〕附录十四的公式计算。经计算，桥址处波浪高度为h1%=0.510m。根据标准规定，复核桥梁底高程时，取计算浪高的2/3计入，也即2/3h1%=0.340m。(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《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062—91〕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160.564～161.758m，桥梁梁底高程满足标准要求。(4)回水影响长度桥址处壅水对河道影响长度采用《公路桥位勘测设计标准》〔JTJ062—91〕一书回水长度计算公式计算，其公式如下：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0.117m；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；将数据，代入上式计算得：300年一遇洪水情况下壅水曲线长度为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128.57m。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桥位处河床外表为砂卵石，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。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〕：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BC——计算断面天然河床宽度〔m〕λ——设计水位下，桥墩阻水面积与桥下过水面积比值μ——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〕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〕：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=QsLj——桥孔净长〔m〕A——单宽流量集中系数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〕μ——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65－1修正式hb=KξKηBl0.6(v0-v0′)hb——桥墩局部冲刷深度〔m〕从一般冲刷后床面算起；Kξ——墩型系数；Kη——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4-3-1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2.862.094.95100年一遇洪水2.391.974.3620年一遇洪水2.011.833.84表4-3-2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3.512.095.60100年一遇洪水3.091.975.0620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。5防洪综合评价5.1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，大桥跨河局部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对行洪平安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、根底为钻孔灌注桩。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160.564～161.758m，高于计算梁底高程，桥梁梁底高程满足标准要求。300年一遇洪水时，建桥对河道上游的回水影响长度为128.57m。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。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，跨河局部主桥长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。除了桥墩有局部阻水外，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工程建成后，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，大堤开挖局部应回填压实，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实际净高在4.074m，均小于《公路桥涵设计通用标准》〔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、右岸堤防桥位处局部降低堤顶高程，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。降低局部堤段后设复堤，以满足防汛堤顶高程要求和大堤稳定平安要求。5.5建设工程防洪的设防标准与措施是否适当建设工程本身设计防洪标准为300年一遇，洪峰流量10200m3/s，6工程影响防治措施与工程量估算该工程建成后，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，大堤开挖局部应回填夯实，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《公路桥涵设计通用标准》〔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、右岸堤防桥位处局部降低堤顶高程，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。降低局部堤段后设复堤，以满足防汛堤顶高程要求和大堤稳定平安要求。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范围内进行河床整治。经估算四项工作工程量：C20混凝土1760m3，土方回填15960m3，M7.5浆砌石5350m3，河道清理整平方量136800m3。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，及时撤除筑岛物，确保河道原有宽度和正常行洪能力及施工平安。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，确保施工平安。7结论与建议7.1评价结论孙辛大桥桥长1256m,全桥结构分为两大局部，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〔5×36〕m+(4×36+6+4×36〕m+〔6×36〕m+(22+4×36+22)m，主桥桥长878m，桥面宽度为〔人行道2×2.5m+非机动车道2×6m+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，上下行别离，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，设置了局部预应力。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根底，桩径1.8m；桥台结构为双柱式台，钻孔灌注桩根底，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。塔身桥面以下局部为钢筋混凝土结构，桥面以上为钢结构，两侧设拉索，根底采用群桩根底。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.GJ15－3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5×36m的预应力钢筋砼箱梁，右岸为一跨5×36m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年公布的国家标准《防洪标准》〔GB50201—94〕，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162.564～163.758m，梁底设计高程为160.564～161.758m。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+2/3