秦巴山区高等级公路桥涵水毁调查及成因研究

论文摘要

秦巴山区高等级公路沿线桥涵每年雨季经常发生水毁病害,严重影响公路交通正常运行。为了提高山区高等级公路桥涵抗水毁能力,很有必要针对公路桥涵水毁状况进行细致调查,分析桥涵水毁机理,研究其防治对策。通过对秦巴山区沿线地形地貌、水文地质条件的现场观测,结合历年洪水资料、河床资料及原工程设计资料的系统收集,对各条高速公路及其沿线国省道的水毁现象进行了较细致的调研整理,统计出调查地区的桥涵水毁比例及各个地区的主要水毁影响因素,从而总结了该线桥涵水毁的主要特征、主要类型及主要原因。从分析山洪对桥梁的破坏形式入手,根据秦巴山区气候及地形环境特点,研究了桥涵在河道壅水、滑坡泥石流冲击、洪水携带漂浮物撞击、堆积淤塞等山洪作用下的水毁成因;根据桥梁在洪水冲击作用下的受力分析,结合水力、水文知识,推导出较为理想状态下桥前水流速度v、脉动流速v′和时均流速v之间的换算关系;通过算例对比分析了安康、汉中和商洛地区的典型路段桥梁在流速不变时主要受到的山洪作用力和流速改变时山洪各作用力的变化趋势,由此得出在山洪爆发时各个地区的主要水毁成因。通过对桥梁局部冲刷和桥台冲刷的机理研究,分析总结出山区桥梁冲刷作用下的水毁成因;结合现场量测数据和所收集资料,运用桥墩局部冲刷修正公式对水流冲刷典型路段桥梁进行算例分析。此外,结合现行规范和己有的研究成果,基于水毁防治以预防为主,防治结合的设计原则,针对秦巴山区高等级公路水毁路段的具体特点,从设计施工和养护管理两方面提出桥涵水毁的防治对策。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 秦巴山区自然环境特点与工程地质特征
• 2.1 气候特点
• 2.1.1 温度特点
• 2.1.2 降水分布
• 2.2 山脉分布状况
• 2.3 河流水系基本特征
• 2.4 河流的径流特征
• 2.4.1 径流的空间分布
• 2.4.2 径流的年内变化
• 2.5 山区植被状况
• 2.6 地质构造
• 2.7 水文地质条件
• 第三章 秦巴山区高等级公路典型路段桥涵水毁现场调查分析
• 3.1 调查的主要目的及主要内容
• 3.1.1 调查的主要目的
• 3.1.2 调查的主要内容
• 3.2 西安－汉中高速公路陕西段沿线现场调查
• 3.2.1 沿线基本概况
• 3.2.2 沿线桥涵水毁现场调查与分析
• 3.2.3 西汉高速沿线国道G108 洋县－佛坪段现场调查
• 3.3 商州－漫川关高速公路沿线现场调查
• 3.3.1 沿线基本概况
• 3.3.2 沿线桥涵水毁现场调查与分析
• 3.4 商州－界牌高速公路沿线现场调查
• 3.4.1 沿线基本概况
• 3.4.2 沿线桥涵水毁现场调查与分析
• 3.5 西安－柞水—小河高速公路沿线现场调查
• 3.5.1 沿线基本概况
• 3.5.2 沿线桥涵水毁现场调查与分析
• 3.6 十堰－天水高速公路陕西段沿线国省道现场调查
• 3.6.1 国道G316 陕西段沿线现场调查
• 3.6.2 国道G210 石泉－宁陕段沿线现场调查
• 3.7 国道G312 丹凤－商南段现场调查
• 3.7.1 沿线基本概况
• 3.7.2 沿线桥涵水毁现场调查与分析
• 3.8 桥涵水毁现场调查结果的综合分析
• 3.8.1 调查结果统计
• 3.8.2 主要水毁类型
• 3.8.3 主要水毁特征
• 3.8.4 主要水毁原因
• 3.9 小结
• 第四章 秦巴山区高等级公路桥涵水毁成因研究
• 4.1 概述
• 4.2 主要影响因素
• 4.2.1 自然因素
• 4.2.2 人为因素
• 4.3 山洪作用导致桥涵水毁的成因分析
• 4.3.1 山洪形成的主要影响因素
• 4.3.2 山洪作用下桥梁的各种破坏形式
• 4.3.3 山洪作用导致桥梁水毁的成因分析
• 4.3.4 山洪诱发滑坡泥石流灾害导致桥涵水毁的成因分析
• 4.3.5 算例分析
• 4.4 冲刷作用导致桥涵水毁的成因分析
• 4.4.1 一般冲刷对桥梁的影响
• 4.4.2 桥墩局部冲刷水毁成因分析
• 4.4.3 桥台冲刷水毁成因分析
• 4.4.4 算例分析
• 4.5 综合评价分析
• 第五章 秦巴山区高等级公路桥涵水毁防治对策
• 5.1 概述
• 5.2 桥涵水毁防治对策
• 5.2.1 设计施工方面
• 5.2.2 养护管理方面
• 5.3 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢