城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法

摘要

本发明公开了一种城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法，按如下步骤进行：第一：根据各个匝道面积和坡率计算最大汇水量，确定整体式收水系统的工艺形式和数量；第二：选取横向及纵向收水渠的位置；第三：在周边道路或桥梁施工完成后，施工纵向、横向整体式收水系统。第四步：养护新浇混凝土，连通横向收水渠和纵向收水渠、纵向收水渠和市政排水干管，加快排水的速度。本发明解决了汇水区无法流入纵向收水沟和通过匝道引流的积水、单一收水系统无法满足收水功能的情况，避免了两侧道路、收水篦损坏等情况。解决了道路或桥梁基层渗漏后残余水的问题，可有效收集桥面汇聚区的雨水。能有效延长维护周期、降本减噪、具有良好的社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及城市快速路高架桥施工技术领域，尤其涉及处理桥上凹型竖曲线或立交对接处汇水面较大位置的快速排水问题。

背景技术

随着城市的发展，地面道路资源日益紧张，城市高架桥凭借其造价低、维护方便、与地面道路能够形成立体贯通等诸多优点，越来越多地应用于城市的环城快速、城市主干道上。由于道路线型设计规范的要求和市政工程的特点，使得桥梁上不可避免的出现凹型竖曲线或立交对接处等容易形成汇水区的情况。

传统的桥梁排水方式有如下三种：

1.增加桥梁墩柱处的落水管数量和直径，利用桥梁横坡分区域分流桥面的汇水；该方法最常用，简单快捷，缺点是经常出现管道堵塞、管道老化、排水能力弱等问题，导致无法排除桥面积水或管道脱落后形成直落式排水，对应的桥下地面道路经常出现损坏，且对桥下行人、行车造成安全隐患。

2.调整纵坡，将桥面积水通过较大纵坡迅速汇入匝道处，通过匝道流向地面；该方法排水速度快，效果明显；缺点是：1）经常出现秋冬季节匝道处的道路路面结冰，影响道路通行安全；2）匝道的设置和桥梁纵坡的最低点不一定重合，设置难度较大。

3. 设置纵向收水边沟，通过埋设管道将水收集后流向附近的收水系统；优点是可以快速排水，缺点是：1）设置为纵向结构，随着汇水面积的减小，收水功能越来越弱，尤其桥梁横坡不明显时，往往导致积水无法进入边沟排走；2）对于组合立交汇集区道路坡度比较复杂的情况，纵向排水沟无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法，解决城市桥梁凹型竖曲线或立交对接处等容易形成的汇水区，无法采用匝道引流、纵向收水沟等常规工艺解决排水的问题。

为实现上述目的，本发明的城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法按如下步骤进行施工：

第一步：根据各个匝道面积和坡率计算最大汇水量，确定整体式收水系统的工艺形式和数量；

第二步：测量放线，选取横向及纵向收水渠的位置；

第三步：在周边道路或桥梁施工完成后，施工纵向、横向整体式收水系统，本步骤按照如下的子步骤进行：

1) 收水渠包括沿道路宽度方向设置的横向收水渠和沿道路长度方向设置的纵向收水渠；在预定的横向收水渠及纵向收水渠的位置开挖沟槽，安装基础钢筋、模板、框篦合体式收水篦的预埋件，浇筑收水渠的首层混凝土；如果道路或桥梁上具有中隔墙，则收水渠贯通该中隔墙；

2) 收水渠的坡度大于1.0%，且纵向、横向收水渠相互贯通，加大排水能力；

3) 在横向收水渠和纵向收水渠的中部预装框篦合体式收水篦，在横向收水渠和纵向收水渠的两端部安装可开启式收水篦，固定、调平合体式收水篦和可开启式收水篦；

4) 浇筑收水渠的第二层混凝土；

第四步：养护新浇混凝土，横向收水渠的下游连通纵向收水渠，纵向收水渠的下游直接和市政的排水干管连接，加快排水的速度。

所述第三步中的第1子步骤中：在横向收水渠和纵向收水渠的外侧增设透水孔，以吸收横向收水渠和纵向收水渠外侧的道路或桥梁结构沥青面层渗漏的水；透水孔外端部设有反滤包，反滤包设置于道路结构层内。

所述第三步的第1和第4子步骤中，收水渠主体处浇筑的混凝土的标号和对应的城市高架主体结构所采用的混凝土的标号相同，且不小于C40，收水篦处的固定混凝土应采用钢纤维混凝土，达到防裂的目的。

所述第三步中的第3小步骤中，在横向收水渠和纵向收水渠的两端分别设置有可开启式收水篦；每道收水渠的两端分别设有一个可开启式收水篦，设置位置应位于非行车带内，避免因车辆荷载频繁出现损坏；按照重交通荷载进行选用具有相应承载力的收水篦。

所述第四步中，下游接入点为城市的主干管，收水系统的下游管道直径大于收水渠的过水断面。

施工注意事项：

第一步中：如图3所示，设计、施工前，应充分调查汇水区的地面坡度、流水方向、汇水面积等相关技术参数，以便确定纵、横向收水系统的截面积、数量、位置。

第三步中：如图1所示，当收水渠位于道路结构中时，按照常规工艺进行开挖施工；如图2所示，当收水系统位于桥梁结构中时，由桥梁主体设计单位进行结构断面设计；收水系统的坡度不低于1%。

第三步第1子步骤中：首层混凝土浇筑时图2中的标号10所示为钢筋，该处钢筋应一次成型，并在浇筑首层混凝土时安装到位；当收水渠两侧路面下可能有渗水时，在收水渠外侧设置图1所示的反滤包11和透水孔8，将水引入收水渠中排走，高度不宜低于收水渠过水截面高度的1/5，直径不小于3cm。

浇筑的基础混凝土采用C40以上的普通混凝土或防水混凝土，混凝土的浇筑高度为图1中的钢纤维混凝土9和现浇混凝土的分界线处；混凝土面应平整，防止积水。

收水篦（包括可开启式收水篦6和合体式收水篦4）两侧的钢筋，在首层混凝土浇筑时将图2中标号10所示钢筋提前预埋，同时预埋选用的整体式收水篦形式的预埋件；整体式收水篦应具备如下特点：1.承载力应满足道路的承载力要求；2. 框、篦为合体不可开启式的；3. 收水篦之间的连接采用图5中所示的销轴连接。

第三步第3条中：固定收水篦时，同时和两侧的路面进行顺接、整平；收水渠的两侧应各安装至少一联单篦式的可开启式收水篦6，如图4－图7所示，并作为收水渠清淤时使用；开启式收水篦的安装错开车辆轮迹线处。可开启式收水篦6的位置如图3中的各处标号6所示。

第四步中：收水渠的下游如果需穿越挡土墙等结构物时，应在穿越结构物处设置套管，防止结构物沉降影响管道质量，如图3所示。套管为常规技术，图未示。

本发明具有如下的优点：

1. 本发明在提出问题的同时，结合现有的排水工艺，调查了现场情况，提出了一种网络式的收水系统，利用新型网络式收水渠，解决了汇水区无法流入纵向收水沟和通过匝道引流的积水、单一收水系统无法满足收水功能的情况。

2. 采用本发明纵、横向收水渠施工时，收水篦和收水渠的结合施工采用了桥梁伸缩缝的施工工艺，避免了以往设置横向收水渠、行车带内收水井等收水系统因受车辆频繁荷载作用而出现的收水系统两侧道路、收水篦损坏等情况而引发的行车质量。

3. 透水孔的设置使得纵、横向收水渠不仅解决了路面的排水，同时也解决了道路或桥梁基层渗漏后残余水的问题，提高了道路的使用年限。

4. 由于横向收水渠沿道路宽度设置，因此它可以快速、全断面地截断整个路面的纵向汇水，对解决突降暴雨等快速汇水情况，效果比较明显；根据桥面横坡的要求，在桥梁两侧布置纵向排水渠，可有效收集桥面汇聚区的雨水。

5. 收水渠采用的框篦合体式收水篦子，消除了常用框篦分离式收水篦子因频繁受到车辆荷载而引起的噪音污染、安全事故；收水渠端部非行车带内设置的可开启式收水篦子，则满足了收水渠清淤的功能；同时也大大提高了道路的整体服务质量。

6. 外观质量、整体坚固度均有大幅提升，更能有效延长维护周期、降低维护成本、减少噪音、保障行车舒适度及行车安全以及确保排水效果，其长远的经济、社会效益非常可观。

附图说明

图1是本发明中网络式收水渠断面图；

图2是本发明中网络式收水渠配筋图；

图3是本发明中网络式收水渠平面图；

图4是单个可开启式收水篦的平面结构示意图；

图5是图4的A－A剖视图；

图6是图4的B-B剖视图；

图7是合体式收水篦与可开启式收水篦相连接的大样图；

图8是合体式收水篦的平面结构示意图；

图9是图8的C－C剖视图；

图10是图8的D－D剖视图；

图11是合体式收水篦与合体式收水篦相连接的大样图。

具体实施方式

图3中箭头所示方向为该处自然排水时的水流方向。

如图1至图11所示，本发明的城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法的前期准备如下所示：

调查需设置网络式收水渠系统位置的汇水面积、车流量、道路荷载要求、下游的市政雨水主管道接入点等现场数据，经计算后确定收水渠的长度、宽度、结构参数等。

本发明的城市快速路高架桥汇水区网络式收水系统施工方法的施工步骤如下：

第一步：根据各个匝道1面积和坡率计算最大汇水量，确定整体式收水系统的工艺形式和数量；

第二步：测量放线，选取横向收水渠2及纵向收水渠3的位置；

第三步：在周边道路或桥梁施工完成后，施工纵向、横向整体式收水系统，本步骤按照如下的子步骤进行：

1) 收水渠包括沿道路宽度方向设置的横向收水渠2和沿道路长度方向设置的纵向收水渠3；在预定的横向收水渠2及纵向收水渠3的位置开挖沟槽，安装基础钢筋、模板、框篦合体式收水篦4的预埋件，浇筑收水渠的首层混凝土；如果道路或桥梁上具有中隔墙5，则收水渠贯通该中隔墙5；

2) 各收水渠（包括横向收水渠2及纵向收水渠3）的坡度均大于1.0%，且纵向、横向收水渠3、2相互贯通，加大排水能力；

3) 在横向收水渠2和纵向收水渠3的中部预装框篦合体式收水篦4，在横向收水渠2和纵向收水渠3的两端部安装可开启式收水篦6，固定、调平合体式收水篦4和可开启式收水篦6；

4) 浇筑收水渠的第二层混凝土；

第四步：养护新浇混凝土，横向收水渠2的下游连通纵向收水渠3，纵向收水渠3的下游直接和市政的排水干管连接，图3所示为纵向收水渠3与接入市政排水干管的检查井7相连接，加快排水的速度。

所述第三步中的第1子步骤中：在横向收水渠2和纵向收水渠3的外侧增设透水孔8，透水孔8向外伸入道路结构层14，且其外端部设有反滤包11；反滤包设置于道路结构层内。透水孔8向内与横向收水渠2或纵向收水渠3相连通。透水孔8的设置，能够通过道路结构层14吸收横向收水渠2和纵向收水渠3外侧的道路或桥梁结构沥青面层渗漏入道路结构层中的水。

所述第三步的第1和第4子步骤中，收水渠主体处浇筑的混凝土13的标号和对应的城市高架主体结构所采用的混凝土的标号相同，且不小于C40。即：当对应的城市高架主体结构所采用的混凝土的标号低于C40时，第三步的第1和第4子步骤中，浇筑的混凝土的标号为C40；除此之外，浇筑的混凝土的标号和对应的城市高架主体结构所采用的混凝土的标号相同。收水篦处的固定混凝土应采用钢纤维混凝土9，达到防裂的目的。

所述第三步中的第3子步骤中，收水渠的收水篦采用框篦合体式收水篦4（该收水篦的特点是收水篦的框、篦子是合体式的），从而解决以往出现的收水篦无法在道路中间设置、框篦分离引起的安全质量事故、噪音等问题。

所述第三步中的第3小步骤中，在横向收水渠2和纵向收水渠3的两端分别设置有可开启式收水篦6；每道收水渠的两端分别设有一个可开启式收水篦6（即可开启的活动式篦子），设置位置应位于非行车带内，避免因车辆荷载频繁出现损坏；按照重交通荷载进行选用具有相应承载力的收水篦。

所述第四步中，下游接入点为城市的主干管，收水系统的下游管道直径大于收水渠的过水断面。

横向或纵向收水渠及其收水篦等附件共同组成横向或纵向收水系统。横向收水系统和纵向收水系统组成网络式收水系统，其汇水区横断面上以及同两侧的纵向收水系统是整个贯通的。

所述第一步中，结合汇水区处复杂的水流方向，通过设置纵向、横向组合收水渠，使道路横坡排水主要依靠纵向收水系统，道路纵坡排水主要依靠横向收水系统，当汇水量短时间内增速较快时，贯穿道路横断面的横向收水系统能够截流排水，从而减少桥梁最低处积水时间和积水量。

图1中，标号12所示为路床顶。

施工注意事项：

第一步中：如图3所示，设计、施工前，应充分调查汇水区的地面坡度、流水方向、汇水面积等相关技术参数，以便确定纵、横向收水系统的截面积、数量、位置。

第三步中：如图1所示，当收水渠位于道路结构中时，按照常规工艺进行开挖施工；如图2所示，当收水系统位于桥梁结构中时，由桥梁主体设计单位进行结构断面设计；收水系统的坡度不低于1%。

第三步第1子步骤中：首层混凝土浇筑时图2中的标号10所示为钢筋，该处钢筋应一次成型，并在浇筑首层混凝土时安装到位；当收水渠两侧路面下可能有渗水时，在收水渠外侧设置图1所示的反滤包11和透水孔8，将水引入收水渠中排走，高度不宜低于收水渠过水截面高度的1/5，直径不小于3cm。

浇筑的基础混凝土采用C40以上的普通混凝土或防水混凝土，混凝土的浇筑高度为图1中的钢纤维混凝土9和现浇混凝土的分界线处；混凝土面应平整，防止积水。

收水篦（包括可开启式收水篦6和合体式收水篦4）两侧的钢筋，在首层混凝土浇筑时将图2中标号10所示钢筋提前预埋，同时预埋选用的整体式收水篦形式的预埋件；整体式收水篦应具备如下特点：1.承载力应满足道路的承载力要求；2. 框、篦为合体不可开启式的；3. 收水篦之间的连接采用图5中所示的销轴连接。

第三步第3条中：固定收水篦时，同时和两侧的路面进行顺接、整平；收水渠的两侧应各安装至少一联单篦式的可开启式收水篦6，如图4－图7所示，并作为收水渠清淤时使用；开启式收水篦的安装错开车辆轮迹线处。可开启式收水篦6的位置如图3中的各处标号6所示。

第四步中：收水渠的下游如果需穿越挡土墙等结构物时，应在穿越结构物处设置套管，防止结构物沉降影响管道质量，如图3所示。套管为常规技术，图未示。

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。