一、引言1.1研究背景與意義橋梁作為交通基礎設施的關鍵組成部分，在現(xiàn)代交通網(wǎng)絡中占據(jù)著舉足輕重的地位。從跨越山川河流的大型公路橋梁，到城市中連接各個區(qū)域的高架橋，橋梁的存在使得交通線路得以連貫，極大地拓展了交通運輸?shù)姆秶?，提高了運輸效率。在經(jīng)濟層面，橋梁建設是交通基礎設施投資的重要部分，其造價在公路、鐵路等交通項目總造價中占比較大，并且隨著交通等級的提升，這一比例呈上升趨勢。同時，橋梁對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有著強大的帶動作用，促進了地區(qū)間的資源流通、產(chǎn)業(yè)協(xié)作以及城市化進程。在國防領域，橋梁更是交通運輸?shù)难屎硪?，在快速機動的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，保障著軍事力量的投送與物資的運輸，是國防安全的重要支撐。然而，在橋梁的運營期，橋面積水問題成為一個不容忽視的困擾。每逢暴雨等強降水天氣，部分橋梁的橋面就會出現(xiàn)不同程度的積水現(xiàn)象。橋面積水會對交通安全產(chǎn)生嚴重威脅，車輛行駛在積水橋面上，由于輪胎與路面之間的水膜作用，摩擦力顯著減小，容易導致車輛打滑、失控，增加了交通事故的發(fā)生概率。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在因惡劣天氣引發(fā)的交通事故中，很大一部分與橋面積水導致的車輛操控困難有關。積水還會對橋梁結構造成損害，長期的積水浸泡會加速混凝土的碳化，使鋼筋銹蝕，進而降低橋梁結構的承載能力和耐久性，縮短橋梁的使用壽命。水還可能通過伸縮縫、裂縫等部位滲入橋梁內部結構，引發(fā)凍融循環(huán)破壞，尤其是在寒冷地區(qū)，這種破壞更為嚴重。橋面積水還會對環(huán)境造成一定影響，積水攜帶的汽車尾氣沉積物、路面清潔劑、輪胎磨損顆粒等污染物，未經(jīng)有效處理直接排入水體，會對周邊水環(huán)境造成污染，破壞生態(tài)平衡?；谝陨媳尘?，對運營期橋面積水成因、影響及整治對策的研究具有極為重要的現(xiàn)實意義。通過深入研究橋面積水的成因，可以從源頭上找到解決問題的方法，為橋梁排水系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供科學依據(jù)。對橋面積水影響的分析，有助于提高人們對這一問題嚴重性的認識，增強交通安全意識和橋梁保護意識。提出有效的整治對策，能夠切實解決橋面積水問題，保障橋梁的安全運營，降低交通事故風險，延長橋梁使用壽命，減少維護成本，同時減輕對環(huán)境的污染，實現(xiàn)交通基礎設施的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內外研究現(xiàn)狀在橋面積水成因研究方面，國內外學者進行了多維度的探索。國外研究起步較早，部分學者聚焦于氣候因素對橋面積水的影響。如通過長期的氣象監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)強降雨強度、降雨持續(xù)時間以及降雨頻率與橋面積水的形成密切相關。當短時間內降雨量超過橋面排水系統(tǒng)的設計排水能力時，積水便極易產(chǎn)生。在一些暴雨頻發(fā)地區(qū)的橋梁，每逢暴雨天氣就會出現(xiàn)明顯積水現(xiàn)象。橋梁結構設計因素也是研究重點，包括橋面縱坡、橫坡的設置以及排水系統(tǒng)的布局。不合理的縱坡會導致雨水流速過慢或過快，過慢則容易積水，過快則可能使排水口截流率降低；橫坡若無法有效將水流匯集到排水區(qū)域，同樣會造成積水。排水系統(tǒng)中，泄水管的管徑、間距以及排水管道的走向和坡度等，若設計不合理，也會成為積水的誘發(fā)因素。國內學者在借鑒國外研究成果的基礎上，結合我國實際情況展開深入研究。針對我國復雜多樣的地形地貌和氣候條件，研究發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的橋梁因地理環(huán)境差異，積水成因存在特點。在山區(qū)橋梁，地形起伏大，橋梁的縱坡設計更為復雜，且受山洪等自然災害影響，排水系統(tǒng)容易被沖毀或堵塞，進而引發(fā)積水。在城市高架橋方面，由于交通流量大、周邊環(huán)境復雜，排水系統(tǒng)還可能受到垃圾堆積、車輛碾壓等因素干擾，導致排水不暢。在橋面積水影響研究領域，國外研究成果主要集中在交通安全和橋梁結構耐久性方面。大量的事故統(tǒng)計分析表明，橋面積水會使車輛行駛的危險性大幅增加，容易引發(fā)車輛失控、追尾等交通事故。積水還會對橋梁結構造成長期損害，加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，降低橋梁的承載能力和使用壽命。國內學者進一步拓展了研究范圍，除交通安全和橋梁結構耐久性外，還關注到橋面積水對環(huán)境的影響。研究發(fā)現(xiàn)，橋面積水攜帶的污染物會對周邊水體、土壤等生態(tài)環(huán)境造成污染，破壞生態(tài)平衡。在一些靠近河流、湖泊的橋梁，積水排放若未經(jīng)有效處理，會導致水體富營養(yǎng)化等問題。對于橋面積水整治對策的研究，國外已開發(fā)出多種先進的技術和措施。在排水系統(tǒng)優(yōu)化方面，采用智能排水系統(tǒng)，通過傳感器實時監(jiān)測橋面積水情況，自動調節(jié)排水設備的運行，提高排水效率。研發(fā)新型排水材料，如具有高透水性和自清潔功能的路面材料，減少積水的形成。國內在整治對策研究上，結合實際工程案例，提出了一系列實用的方法。在排水系統(tǒng)改造中，根據(jù)橋梁的具體情況，合理調整泄水管的位置和管徑，增設排水盲溝等設施，提高排水能力。還注重加強排水系統(tǒng)的維護管理，建立定期巡檢和清理制度，確保排水系統(tǒng)的正常運行。盡管國內外在橋面積水成因、影響及整治對策方面取得了一定成果，但仍存在不足。在成因研究方面，對一些復雜因素的耦合作用研究還不夠深入，如氣候、地形、橋梁結構以及交通荷載等多因素共同作用下的積水形成機制尚未完全明確。在影響研究中，對橋面積水與其他交通設施相互影響的研究相對較少，如積水對橋梁附屬設施、交通標志標線的影響等。在整治對策方面，現(xiàn)有的一些技術和措施在實際應用中還存在成本高、維護難度大等問題，缺乏一套系統(tǒng)、全面且經(jīng)濟實用的整治方案。本文將在已有研究基礎上，深入分析運營期橋面積水的成因，綜合考慮多因素的耦合作用，全面評估橋面積水的影響，不僅關注交通安全和橋梁結構耐久性，還將深入探討其對環(huán)境及其他交通設施的影響。在此基礎上，提出更加系統(tǒng)、經(jīng)濟、實用的整治對策，以期為解決運營期橋面積水問題提供新的思路和方法。1.3研究方法與創(chuàng)新點本文綜合運用多種研究方法，對運營期橋面積水問題展開深入研究。調查研究法是基礎，通過實地考察多個不同類型、不同地理位置的橋梁，包括山區(qū)公路橋、城市高架橋、跨河大橋等，詳細記錄橋面積水的實際情況，如積水深度、積水區(qū)域分布、積水出現(xiàn)的頻率等。同時，與橋梁管理部門、養(yǎng)護人員進行訪談，了解橋梁排水系統(tǒng)的日常維護記錄、以往出現(xiàn)的排水問題及處理措施。還收集了當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，包括歷年的降雨強度、降雨時長、降雨頻率等信息，為后續(xù)分析提供詳實的數(shù)據(jù)支持。案例分析法是重要手段，選取典型的橋面積水案例進行深入剖析。例如，選擇某座在暴雨天氣下頻繁出現(xiàn)嚴重積水的城市高架橋，從橋梁的設計圖紙入手，分析其橋面縱坡、橫坡的設計參數(shù)，排水系統(tǒng)的布局，包括泄水管的管徑、間距、位置等。結合實際的積水情況和事故記錄，研究該橋面積水的成因、對交通和橋梁結構造成的影響。通過對多個類似案例的分析，總結出一般性的規(guī)律和問題。理論分析法則貫穿始終，運用流體力學原理，分析橋面上雨水的流動特性，包括流速、流量與橋面坡度、粗糙度等因素的關系，為理解積水形成機制提供理論基礎。從結構力學角度，研究積水對橋梁結構的受力影響，如積水增加的恒載對橋梁承載能力的影響，以及積水長期作用下對混凝土結構耐久性、鋼筋銹蝕的影響機理。還從環(huán)境科學理論出發(fā)，探討橋面積水攜帶污染物對周邊水環(huán)境的污染途徑和污染程度。本文在研究過程中具有一定的創(chuàng)新點。在研究視角上，突破以往單一因素分析的局限，綜合考慮氣候、地形、橋梁結構以及交通荷載等多因素的耦合作用對橋面積水的影響。將橋面積水與周邊交通設施、生態(tài)環(huán)境等進行關聯(lián)研究，全面評估其影響范圍和程度，為制定綜合整治對策提供更全面的依據(jù)。在整治對策方面，提出了系統(tǒng)性的解決方案，不僅關注排水系統(tǒng)的優(yōu)化設計和改造，還從橋梁結構、路面材料、交通管理以及后期維護等多個層面入手，構建一套完整的整治體系。注重整治對策的經(jīng)濟性和實用性，充分考慮實際工程應用中的成本控制和可操作性，通過技術經(jīng)濟分析，篩選出性價比高的整治措施，提高研究成果的實際應用價值。二、運營期橋面積水成因分析2.1設計因素2.1.1排水系統(tǒng)設計缺陷排水系統(tǒng)作為橋梁排水的核心部分，其設計的合理性直接關系到橋面排水的效果。在一些橋梁項目中，排水系統(tǒng)的管徑設計存在明顯不足。例如，某城市高架橋在設計時，按照當時的交通流量和常規(guī)降雨強度計算，確定了排水管道的管徑。然而，隨著城市的發(fā)展，交通流量大幅增加，車輛行駛過程中濺起的水花增多，加上近年來極端天氣頻發(fā)，暴雨強度超出了設計預期。原設計管徑無法滿足短時間內大量雨水的排放需求，導致在強降雨時，橋面積水迅速形成。在一場暴雨中，該高架橋部分路段的積水深度達到了10厘米以上，嚴重影響了車輛的正常行駛，導致交通擁堵和多起交通事故。坡度設計不合理也是導致排水不暢的重要原因。部分橋梁在設計排水坡度時，沒有充分考慮地形、橋梁結構以及水流特性等因素。某跨河大橋的引橋部分，排水坡度設計過小，僅為0.5%。在實際運行中，雨水在橋面上的流速緩慢，難以快速匯集到排水口。尤其是在橋面上有雜物堆積時，積水問題更加嚴重。據(jù)觀察，每次降雨后，引橋部分都會出現(xiàn)不同程度的積水，積水時間長達數(shù)小時，對橋梁結構和行車安全都造成了威脅。雨水斗的設置同樣至關重要。若雨水斗的間距過大或位置不合理，會導致橋面局部區(qū)域的雨水無法及時收集。在某高速公路橋梁上，雨水斗的間距設計為20米，在橋面寬度較大的路段，雨水在流到雨水斗之前就已經(jīng)形成了較深的積水。而且，部分雨水斗的位置靠近橋梁伸縮縫，在伸縮縫附近形成了積水區(qū)域，加速了伸縮縫的損壞，也影響了橋梁的整體結構穩(wěn)定性。2.1.2橋面坡度設計不合理橋面坡度是引導雨水快速流向排水系統(tǒng)的關鍵因素。當橋面坡度不足時，雨水在橋面上的流動速度會顯著減慢。以某城市互通式立交橋為例，其部分匝道的橋面坡度僅為1%，遠低于一般要求的2%-3%。在正常降雨情況下，雨水就已經(jīng)在匝道上緩慢積聚，一旦遇到暴雨天氣，積水情況迅速惡化。在一次暴雨中，該匝道上的積水深度達到了15厘米，車輛行駛在上面如同在水面滑行，制動距離大幅增加，導致多起車輛追尾事故。由于積水長時間無法排除，對匝道的路面結構造成了破壞，出現(xiàn)了坑洼、松散等病害。橋面坡度不均勻也會給排水帶來困難。在一些橋梁建設過程中，由于施工誤差或設計考慮不周，導致橋面坡度存在局部起伏。某座公路橋梁在施工過程中，由于模板安裝不精確，使得部分橋面的坡度出現(xiàn)了不均勻現(xiàn)象。在雨水流下過程中，受到不均勻坡度的影響，水流方向發(fā)生紊亂，無法順利地流向排水口。在降雨后，橋面上出現(xiàn)了多處積水區(qū)域，積水深度不一，嚴重影響了行車安全。長期的積水浸泡還使得該區(qū)域的路面防水層受損，加速了路面的損壞。2.1.3伸縮縫處排水設計問題伸縮縫是橋梁結構中為適應溫度變化、混凝土收縮徐變等因素而設置的構造。然而，伸縮縫處的排水設計若存在問題，會導致積水滲入橋梁結構層。在某大型橋梁的伸縮縫設計中，排水槽的寬度和深度不足，且排水孔的直徑較小。在降雨時，大量雨水涌入伸縮縫，排水槽無法及時容納和排出這些雨水，導致積水在伸縮縫處積聚。積水通過伸縮縫的縫隙滲入到橋梁的梁體結構中，使得梁體內部的鋼筋長期處于潮濕環(huán)境中，加速了鋼筋的銹蝕。經(jīng)過一段時間的運營，在對橋梁進行檢測時發(fā)現(xiàn)，伸縮縫附近的梁體鋼筋銹蝕嚴重，部分鋼筋的銹蝕率達到了20%以上，嚴重降低了梁體的承載能力。伸縮縫處的密封材料老化或損壞也會導致排水不暢。在某城市橋梁的運營過程中，由于長期受到車輛荷載和環(huán)境因素的影響，伸縮縫處的密封橡膠條出現(xiàn)了老化、開裂現(xiàn)象。雨水通過這些裂縫進入伸縮縫，無法正常排出，進而滲入到橋梁結構層。這不僅對橋梁結構造成了損害，還導致伸縮縫處的混凝土出現(xiàn)了剝落、破碎等病害，需要頻繁進行維修和更換，增加了橋梁的運營維護成本。2.2施工因素2.2.1排水管道施工質量問題在排水管道施工過程中，接口不嚴密是較為常見的問題之一。在某橋梁排水管道施工中，采用的是承插式接口，但在施工時，接口處的密封橡膠圈安裝不規(guī)范，存在扭曲、變形的情況，導致接口密封不嚴。在投入使用后，每逢降雨，雨水就會從接口處滲漏出來，在管道周邊形成積水，不僅影響了排水效果，還對周邊的土壤和基礎造成了侵蝕。長期的滲漏還使得部分管道基礎松動，導致管道出現(xiàn)下沉、變形，進一步加劇了排水不暢的問題。管道堵塞也是導致橋面積水的重要原因。施工過程中，一些雜物如建筑垃圾、施工工具等不慎掉入排水管道，未及時清理，就會造成管道堵塞。在某新建橋梁的排水系統(tǒng)施工中，施工人員在安裝完管道后，未對管道進行徹底的清理，一些小塊的混凝土、石子等雜物殘留在管道內。在橋梁投入使用后，第一次降雨就出現(xiàn)了排水不暢的情況，雨水在管道內積聚，導致橋面積水嚴重。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，是管道內的雜物堵塞了排水通道，清理雜物后，排水恢復正常，但此次事件也給橋梁的正常使用帶來了嚴重影響。排水管道的坡度不符合要求同樣會給排水帶來困難。在某橋梁排水管道施工中，由于施工人員對坡度控制不準確，部分管道的坡度小于設計要求。在排水過程中，雨水流速緩慢，無法依靠重力順利排出，導致積水在管道內積聚。長期的積水還會使管道內的雜質沉淀，進一步減小了管道的過水斷面，加重了排水不暢的問題。這不僅影響了橋梁的排水功能，還可能對管道造成腐蝕和損壞，縮短管道的使用壽命。2.2.2橋面鋪裝施工不規(guī)范橋面鋪裝施工的平整度對橋面積水有著顯著影響。在某高速公路橋梁的橋面鋪裝施工中，由于施工工藝落后，采用人工攤鋪和振搗的方式，導致橋面鋪裝平整度較差。在通車后，每逢降雨，橋面上就會出現(xiàn)多處積水點。這些積水點的存在，不僅影響了行車安全，車輛在積水處行駛時容易打滑、失控，還加速了橋面鋪裝的損壞。積水長期浸泡橋面鋪裝，使得鋪裝層的瀝青混凝土逐漸松散、剝落，降低了橋面的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計，該橋梁在通車后的前兩年內，因橋面鋪裝損壞而進行的維修次數(shù)就達到了5次，維修成本高昂。壓實度不足也是橋面鋪裝施工中常見的問題。在某城市橋梁的橋面鋪裝施工中，為了趕工期，施工單位在壓實環(huán)節(jié)未嚴格按照規(guī)范操作，壓路機的碾壓遍數(shù)不足，導致橋面鋪裝的壓實度未達到設計要求。在使用過程中，由于壓實度不足，橋面鋪裝的強度和穩(wěn)定性較差，在車輛荷載的反復作用下，容易出現(xiàn)變形、松散等問題。這些問題進一步導致了橋面積水的產(chǎn)生，積水又會滲入到鋪裝層內部，加速鋪裝層的損壞。該橋梁在投入使用后的短時間內，就出現(xiàn)了大面積的坑槽、裂縫等病害，嚴重影響了橋梁的正常使用和行車安全。2.3材料因素2.3.1排水管道材料老化與損壞排水管道是橋梁排水系統(tǒng)的關鍵組成部分，其材料的性能和狀態(tài)直接影響著排水能力。在長期的使用過程中，排水管道材料會不可避免地出現(xiàn)老化現(xiàn)象。以常見的塑料排水管道為例，在紫外線、溫度變化以及化學物質的侵蝕作用下，塑料分子結構會逐漸發(fā)生變化，導致管道的物理性能下降。在一些暴露在橋面上的排水管道，經(jīng)過數(shù)年的日曬雨淋后，管道表面出現(xiàn)了明顯的老化痕跡，變得脆化、開裂。這種老化不僅降低了管道的強度，使其容易受到外力的破壞，還會導致管道的內壁變得粗糙，增加了水流的阻力，從而影響排水速度。排水管道的腐蝕也是一個常見問題。對于金屬材質的排水管道，如鑄鐵管，在潮濕的環(huán)境中，尤其是橋面積水含有各種腐蝕性物質的情況下，容易發(fā)生電化學腐蝕。在沿海地區(qū)的橋梁，由于空氣中鹽分含量較高，雨水也帶有一定的腐蝕性，鑄鐵排水管道的腐蝕速度明顯加快。管道內壁會逐漸被腐蝕，形成銹層，隨著時間的推移，銹層不斷增厚，使得管道的內徑減小，排水能力大幅下降。嚴重時，管道會出現(xiàn)穿孔，導致雨水滲漏，不僅影響排水效果，還會對橋梁結構造成損害。管道破裂是排水管道損壞的另一種常見形式。除了老化和腐蝕導致的破裂外，外力作用也是一個重要原因。在橋梁的運營過程中，排水管道可能會受到車輛荷載的碾壓、地震等自然災害的影響。在一些交通繁忙的橋梁上，大型貨車頻繁通過，其產(chǎn)生的巨大荷載會對埋設在路面下的排水管道造成擠壓。若管道材料本身強度不足或已經(jīng)存在缺陷，就容易在這種外力作用下發(fā)生破裂。管道破裂后，雨水會直接從破裂處涌出，導致橋面積水迅速增加，嚴重影響交通安全和橋梁的正常使用。2.3.2橋面鋪裝材料抗水損害能力差橋面鋪裝材料的性能對橋面積水和水損害有著重要影響。以瀝青混凝土鋪裝材料為例，若其孔隙率過大，就會導致吸水性增強。在某高速公路橋梁上，由于在鋪裝材料的配合比設計中，粗集料用量過多，細集料和瀝青用量相對不足，使得鋪裝層的孔隙率達到了8%，超出了正常范圍。在降雨時，大量雨水迅速滲入鋪裝層內部，無法及時排出。長期的積水浸泡使得瀝青與集料之間的粘附力下降，導致集料逐漸松散、脫落，形成坑槽。這些坑槽又進一步加劇了積水的形成，形成惡性循環(huán)。據(jù)統(tǒng)計，該橋梁在使用3年后，橋面鋪裝層的損壞面積就達到了總面積的15%，維修成本高昂。水泥混凝土鋪裝材料也存在類似問題。若水泥混凝土的配合比不合理，水泥用量不足或水灰比過大，會導致混凝土的強度和抗?jié)B性降低。在某城市橋梁的水泥混凝土鋪裝施工中，由于施工單位為了降低成本，減少了水泥用量，使得混凝土的強度等級未達到設計要求。在投入使用后，橋面上出現(xiàn)了大量的裂縫，雨水通過這些裂縫滲入混凝土內部，在車輛荷載的反復作用下，裂縫不斷擴展，混凝土逐漸破碎。這不僅影響了橋面的平整度和行車舒適性，還加速了橋面積水的形成，對橋梁結構造成了嚴重損害。2.4維護管理因素2.4.1排水系統(tǒng)清理不及時排水系統(tǒng)清理不及時是導致橋面積水的重要維護管理因素之一。在實際運營中，許多橋梁的排水系統(tǒng)因缺乏定期清理，被雜物堵塞，嚴重影響排水效率。以某城市的一座高架橋為例，該橋建成后使用多年，排水系統(tǒng)一直未進行全面清理。隨著時間的推移，排水管道內積累了大量的樹葉、泥沙、垃圾等雜物。在一次暴雨天氣中，降雨量雖未達到極端水平，但由于排水管道被堵塞，橋面積水迅速上升。積水深度在短時間內達到了20厘米，導致多輛車輛在橋上熄火，交通陷入嚴重癱瘓。部分車輛為了躲避積水，冒險變道，引發(fā)了多起刮擦事故。此次事件不僅對交通造成了極大影響，還暴露出排水系統(tǒng)清理不及時帶來的嚴重后果。經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)，該橋的排水管道內雜物堆積厚度達到了管道內徑的三分之一，大大減小了管道的過水斷面，使得排水速度急劇下降。若能定期對排水系統(tǒng)進行清理，及時清除雜物，就能有效避免此類積水事件的發(fā)生，保障橋梁的正常運營和交通安全。2.4.2缺乏定期檢測與維護缺乏定期檢測與維護也是導致橋面積水的關鍵因素。排水系統(tǒng)在長期運行過程中，會出現(xiàn)各種問題，如管道破損、排水口堵塞、排水泵故障等。若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理這些問題，就會導致積水問題日益嚴重。在某高速公路橋梁的運營中，由于缺乏定期檢測，排水系統(tǒng)中的部分排水管道出現(xiàn)了破裂和腐蝕現(xiàn)象，但一直未被發(fā)現(xiàn)。在一次連續(xù)降雨后，橋面積水嚴重，經(jīng)過檢查才發(fā)現(xiàn)多處排水管道已經(jīng)破損，無法正常排水。由于長期缺乏維護，排水管道的腐蝕情況已經(jīng)相當嚴重，部分管道的管壁厚度減薄了一半以上，隨時有破裂的危險。這不僅影響了排水效果，還增加了維修成本和難度。若能建立定期檢測與維護制度，安排專業(yè)人員定期對排水系統(tǒng)進行檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)并修復管道破損、清理排水口等問題，就能有效預防橋面積水的發(fā)生，確保橋梁排水系統(tǒng)的正常運行，延長橋梁的使用壽命。2.5自然因素2.5.1暴雨等極端天氣影響暴雨等極端天氣對橋梁排水系統(tǒng)構成嚴峻挑戰(zhàn)，是導致橋面積水的重要自然因素之一。在2021年7月，河南遭遇了罕見的特大暴雨災害，多地降雨量突破歷史極值。鄭州某高架橋在這場暴雨中，降雨量在短時間內達到了驚人的201.9毫米，遠超該橋排水系統(tǒng)的設計排水能力。由于排水系統(tǒng)無法及時排除大量雨水，橋面積水迅速形成，積水深度最深達到了50厘米以上。車輛在積水中行駛，猶如在水中航行，許多車輛因積水熄火，導致交通完全癱瘓。部分車輛因積水過深，被淹沒至車頂，車內人員被困，生命安全受到嚴重威脅。此次事件不僅對交通造成了巨大影響，還暴露出極端天氣下橋梁排水系統(tǒng)的脆弱性。暴雨的強度和持續(xù)時間是影響橋面積水的關鍵因素。當暴雨強度過大時，雨水在橋面上的流量和流速會急劇增加，超過排水系統(tǒng)的接納和排放能力。短時間內大量的雨水無法及時通過排水管道排出，就會在橋面積聚形成積水。暴雨的持續(xù)時間過長，也會使排水系統(tǒng)長時間處于高負荷運行狀態(tài)，容易導致排水不暢，進而引發(fā)積水。在一些山區(qū)橋梁，暴雨還可能引發(fā)山洪，攜帶大量泥沙、石塊等雜物的山洪涌入橋梁排水系統(tǒng)，容易造成排水管道堵塞，進一步加劇橋面積水的形成。2.5.2溫度變化對橋梁結構的影響溫度變化是影響橋梁結構和排水系統(tǒng)正常運行的重要自然因素。橋梁結構通常由多種材料組成，如混凝土、鋼材等，這些材料的熱膨脹系數(shù)不同。在溫度變化時，不同材料會產(chǎn)生不同程度的膨脹和收縮，從而導致橋梁結構變形。在夏季高溫時段，橋梁混凝土結構會因溫度升高而膨脹，而鋼材的膨脹程度相對較小，這就會在結構內部產(chǎn)生應力。當這種應力超過一定限度時，橋梁結構可能會出現(xiàn)裂縫、翹曲等變形現(xiàn)象。在一些大型橋梁的箱梁結構中，由于混凝土和鋼材的協(xié)同工作，在溫度變化時，箱梁內部會產(chǎn)生復雜的應力分布，導致箱梁頂板和底板出現(xiàn)裂縫。橋梁結構的變形會對排水系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。當橋梁出現(xiàn)裂縫時，雨水可能會通過裂縫滲入排水系統(tǒng)，導致排水管道堵塞。裂縫還會削弱橋梁結構的強度和耐久性，加速橋梁的損壞。在一些老舊橋梁上，由于長期受到溫度變化的影響，橋梁結構出現(xiàn)了大量裂縫，每逢降雨，雨水就會通過這些裂縫滲入排水系統(tǒng)，導致排水不暢，橋面積水嚴重。橋梁的翹曲變形會改變橋面的坡度，使雨水無法按照設計的排水方向流動，容易在局部區(qū)域形成積水。在某座橋梁的運營過程中，由于溫度變化導致橋梁出現(xiàn)翹曲變形，橋面坡度發(fā)生改變，部分區(qū)域的積水深度達到了10厘米以上，嚴重影響了行車安全。三、運營期橋面積水的影響3.1對交通安全的影響3.1.1降低輪胎與橋面摩擦力積水對輪胎與橋面摩擦力的影響顯著，這是導致交通安全隱患的重要因素之一。根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)，在干燥的橋面上，輪胎與橋面之間的摩擦系數(shù)通常在0.6-0.8之間，這使得車輛能夠保持較好的操控性和穩(wěn)定性。然而，當橋面積水深度達到5毫米時，摩擦系數(shù)會急劇下降至0.2-0.4，下降幅度超過50%。這種摩擦力的大幅降低，使得車輛在行駛過程中面臨諸多風險。在實際事故案例中，2020年8月，在某城市的一座跨江大橋上，突降暴雨，橋面積水迅速形成。一輛高速行駛的轎車在通過積水路段時，由于輪胎與橋面摩擦力的降低，車輛突然失控，撞上了橋邊的護欄。據(jù)事故現(xiàn)場的調查分析，事發(fā)時橋面積水深度約為8毫米，車輛行駛速度達到了每小時80公里。按照正常的摩擦系數(shù)，車輛在緊急制動時，制動距離約為30米。但由于積水導致摩擦系數(shù)下降，實際制動距離延長至60米以上，超出了駕駛員的預期和反應能力，最終引發(fā)了事故。這起事故造成車輛嚴重受損，駕駛員受傷，交通中斷長達數(shù)小時。類似的案例還有很多，在一些山區(qū)的橋梁上，由于地形復雜，排水不暢，積水問題更為常見。當車輛在這些積水橋面上行駛時，一旦遇到緊急情況需要制動或轉向，由于摩擦力不足，車輛很容易失去控制，導致碰撞、側翻等事故的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，在因橋面積水引發(fā)的交通事故中，約有70%是由于輪胎與橋面摩擦力降低導致車輛失控造成的。因此，積水對輪胎與橋面摩擦力的影響不容忽視，必須采取有效措施加以解決。3.1.2導致車輛失控和側滑積水導致車輛失控和側滑是橋面積水對交通安全影響的重要表現(xiàn)形式，其危害嚴重。車輛在積水橋面上行駛時，由于輪胎與路面之間存在水膜，當車速達到一定程度時，水膜的厚度和壓力會使輪胎與路面的接觸面積減小，甚至使輪胎完全脫離路面，形成“水滑”現(xiàn)象。在這種情況下，車輛的制動和轉向性能會大幅下降，駕駛員對車輛的操控變得極為困難，極易導致車輛失控和側滑。在2019年6月，某高速公路的一座橋梁上，一輛重型貨車在行駛過程中遭遇橋面積水。由于貨車行駛速度較快，達到了每小時70公里，當車輛進入積水區(qū)域時，瞬間發(fā)生了側滑。貨車失去控制，撞上了橋梁的中央隔離帶，隨后又與對向車道的一輛小轎車發(fā)生碰撞。事故造成小轎車嚴重變形，車內人員受傷，貨車貨物散落一地，高速公路交通中斷了數(shù)小時。據(jù)事后調查，事故發(fā)生時橋面積水深度約為10厘米，貨車在積水路面上行駛時，輪胎與路面之間形成了較厚的水膜，導致輪胎與路面的摩擦力幾乎為零，車輛無法正常制動和轉向，最終引發(fā)了這起嚴重的交通事故。車輛失控和側滑不僅會對車輛本身和車內人員造成傷害，還會對其他道路使用者的安全構成威脅。在一些交通流量較大的橋梁上，車輛失控和側滑容易引發(fā)連環(huán)碰撞事故，造成更大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。在城市的高架橋上，由于車道較窄，車輛密集，一旦有車輛在積水路面上失控側滑，很容易引發(fā)多車相撞的事故，導致交通癱瘓。據(jù)統(tǒng)計，在因橋面積水引發(fā)的交通事故中，車輛失控和側滑導致的事故占比約為30%，且這些事故往往造成較為嚴重的后果。因此，預防積水導致的車輛失控和側滑是保障橋梁交通安全的關鍵。3.1.3影響駕駛員視線橋面積水會通過多種方式影響駕駛員視線，進而引發(fā)嚴重的安全隱患。當橋面積水時，水面會形成反光，尤其是在陽光直射或夜晚燈光照射的情況下，反光現(xiàn)象更為明顯。在白天，強烈的陽光照射在積水橋面上，反射出的光線會直接進入駕駛員的眼睛，使駕駛員產(chǎn)生眩光，難以看清前方道路和交通狀況。在夜晚，路燈或車輛燈光照射在積水路面上，同樣會產(chǎn)生強烈的反光，干擾駕駛員的視線。這種眩光會使駕駛員的視覺敏感度下降，反應時間延長，增加了發(fā)生交通事故的風險。車輛在積水橋面上行駛時，車輪濺起的水花也會對駕駛員視線造成影響。當車輛快速通過積水區(qū)域時，車輪會將積水濺起，形成大片的水花。這些水花會遮擋駕駛員的視線，使其無法看清前方的車輛、行人以及交通標志標線。在一些暴雨天氣下，橋面積水較深，車輛行駛時濺起的水花甚至會覆蓋整個擋風玻璃，導致駕駛員瞬間失去視線，完全無法操控車輛。在2018年7月，某城市的一座立交橋上，正值暴雨天氣，橋面積水嚴重。一輛公交車在行駛過程中，由于積水較深，車輪濺起的水花高達數(shù)米，完全遮擋了駕駛員的視線。駕駛員在視線受阻的情況下，無法及時發(fā)現(xiàn)前方突然變道的小轎車，導致公交車與小轎車發(fā)生碰撞。事故造成小轎車嚴重受損，車內人員受傷，公交車上也有多名乘客受傷。此次事故充分說明了積水濺水對駕駛員視線的影響以及由此引發(fā)的安全隱患。積水還會導致路面標識模糊不清，進一步影響駕駛員對道路情況的判斷。在長期積水的作用下，橋面上的交通標線、車道線等標識會逐漸磨損、褪色，變得難以辨認。駕駛員在行駛過程中，無法準確判斷車道位置和行駛方向，容易出現(xiàn)違章行駛、壓線行駛等情況，增加了交通事故的發(fā)生概率。據(jù)統(tǒng)計，在因橋面積水影響駕駛員視線引發(fā)的交通事故中，約有40%是由于積水反光和濺水導致視線受阻，60%是由于路面標識模糊不清造成的。因此，解決橋面積水對駕駛員視線的影響，對于保障橋梁交通安全至關重要。3.2對橋梁結構的影響3.2.1加速橋梁結構腐蝕橋面積水會加速橋梁結構的腐蝕，對結構耐久性產(chǎn)生嚴重影響。積水長期存在于橋面上，其中往往含有多種有害物質，如車輛行駛過程中排放的尾氣中所含的硫化物、氮氧化物等，這些物質在雨水的沖刷下會溶解在積水中，形成酸性物質。在一些交通繁忙的城市橋梁上，由于車流量大，尾氣排放量大，積水中的酸性物質含量較高。此外，道路除冰鹽也是積水中的常見有害物質，在冬季寒冷地區(qū)，為了保障道路暢通，常常會在橋面上撒布大量的除冰鹽，這些除冰鹽在融化后會混入積水中。這些有害物質會對橋梁結構中的金屬和混凝土材料產(chǎn)生腐蝕作用。對于鋼結構橋梁，酸性物質會與鋼材表面的鐵發(fā)生化學反應，導致鋼材逐漸銹蝕。在積水的長期浸泡下，鋼材表面的氧化膜會被破壞，加速銹蝕的進程。銹蝕會使鋼材的有效截面面積減小，降低鋼材的強度和承載能力。在某座鋼結構橋梁上，由于長期受到積水的腐蝕，部分鋼梁的表面出現(xiàn)了大量的銹斑，經(jīng)過檢測，鋼梁的厚度在一些部位已經(jīng)減薄了10%以上，嚴重影響了橋梁的結構安全。對于混凝土結構橋梁，積水攜帶的有害物質會加速混凝土的碳化。碳化是指混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應，生成碳酸鈣的過程。在積水的作用下，二氧化碳更容易溶解在水中，加速與混凝土中的氫氧化鈣反應，使混凝土的堿性降低。當混凝土的pH值降低到一定程度時，鋼筋表面的鈍化膜會被破壞，從而引發(fā)鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕后，體積會膨脹，導致混凝土開裂、剝落，進一步降低橋梁結構的耐久性。在某座混凝土橋梁的檢測中發(fā)現(xiàn)，由于長期受到積水的影響，橋梁的墩柱表面出現(xiàn)了大量的裂縫，鋼筋銹蝕嚴重，部分鋼筋的銹蝕率達到了30%以上，對橋梁的承載能力造成了極大的威脅。3.2.2造成結構層損壞積水滲入結構層會導致橋梁結構層損壞，嚴重影響橋梁的承載能力。在實際案例中，某高速公路的一座橋梁在運營過程中，由于排水系統(tǒng)存在缺陷，橋面積水經(jīng)常無法及時排出。積水通過伸縮縫、裂縫等部位滲入到橋梁的結構層中，長期的積水浸泡使得結構層中的混凝土逐漸失去強度。經(jīng)過一段時間后，在對橋梁進行檢測時發(fā)現(xiàn)，橋梁的梁體結構出現(xiàn)了多處裂縫，裂縫寬度超過了規(guī)范允許的范圍。這些裂縫不僅影響了橋梁的外觀，更重要的是削弱了梁體的承載能力。在車輛荷載的反復作用下，裂縫不斷擴展，導致梁體的剛度下降，變形增大。積水還會對橋梁的鋪裝層造成損害。在某城市的一座橋梁上，由于橋面鋪裝施工質量不達標，積水容易滲入鋪裝層內部。長期的積水浸泡使得鋪裝層的瀝青混凝土逐漸松散、剝落，形成坑槽。這些坑槽不僅影響了行車的舒適性，還會進一步加劇積水的形成，對橋梁結構造成更大的損害。隨著坑槽的不斷擴大，車輛行駛在上面時會產(chǎn)生較大的沖擊力，這種沖擊力會傳遞到橋梁的結構層上，加速結構層的損壞。結構層的損壞還會引發(fā)連鎖反應，對橋梁的其他部件產(chǎn)生影響。例如，梁體結構的裂縫會導致雨水滲入到橋墩內部，使橋墩的混凝土受到侵蝕，降低橋墩的承載能力。橋梁的支座也會受到影響，積水可能會使支座的橡膠墊老化、變形，失去應有的緩沖和支撐作用，從而影響橋梁的整體穩(wěn)定性。3.2.3引發(fā)橋梁基礎不均勻沉降積水長期浸泡會導致橋梁基礎不均勻沉降，這對橋梁結構的危害極大。其原理主要是由于積水滲入地基后，改變了地基土的物理力學性質。地基土在長期的積水浸泡下，含水量增加，土體的重度增大，導致土體的有效應力減小，從而使土體的強度降低。在一些黏性土地基中，積水會使黏土的可塑性增加，土體變得更加軟弱，承載能力下降。當橋梁基礎一側的地基土受到積水浸泡而強度降低，而另一側相對穩(wěn)定時，就會產(chǎn)生不均勻沉降。不均勻沉降會使橋梁結構產(chǎn)生附加應力，導致橋梁的梁體、橋墩等部位出現(xiàn)裂縫、變形等病害。在某座跨河大橋的運營過程中，由于一側橋墩長期受到河水倒灌形成的積水浸泡，地基土的強度明顯降低。經(jīng)過一段時間后，該橋墩出現(xiàn)了不均勻沉降，沉降差達到了5厘米以上。這種不均勻沉降使得橋梁的梁體產(chǎn)生了較大的彎曲應力，梁體上出現(xiàn)了多條裂縫，嚴重影響了橋梁的安全使用。橋梁基礎不均勻沉降還會對橋梁的附屬設施造成損壞。例如，伸縮縫會因為不均勻沉降而被擠壓變形，失去伸縮功能，導致橋梁在溫度變化時無法自由伸縮，進一步加劇橋梁結構的損壞。橋梁的橋臺也可能會因為不均勻沉降而出現(xiàn)傾斜、開裂等問題，影響橋梁與道路的連接，危及行車安全。不均勻沉降還會使橋梁的外觀發(fā)生變化，影響橋梁的整體美觀和形象。3.3對環(huán)境的影響3.3.1橋面徑流污染橋面徑流污染是橋面積水對環(huán)境產(chǎn)生影響的重要方面。其污染物來源廣泛，成分復雜。在車輛行駛過程中，輪胎與路面的摩擦會產(chǎn)生橡膠屑，這些橡膠屑隨著雨水沖刷進入橋面徑流，成為污染物的一部分。車輛尾氣排放中含有重金屬，如鉛、鋅、鎘等，這些重金屬會附著在路面上，在降雨時被沖刷進入徑流。大氣降塵也是污染物的來源之一，空氣中的灰塵、顆粒物等降落在橋面上，經(jīng)雨水沖刷后進入徑流。在冬季，為了保障橋梁通行安全，會使用大量的除冰鹽，除冰鹽中的氯離子等成分在降雨時會隨著徑流進入周邊水體。這些污染物對周邊水體和土壤存在較大的污染風險。當橋面徑流未經(jīng)有效處理直接排入河流、湖泊等水體時，會使水體中的污染物含量增加。大量的懸浮物會使水體變得渾濁，影響水體的透明度，阻礙水中植物的光合作用。重金屬的存在會對水生生物產(chǎn)生毒性作用，影響其生長、繁殖和生存。例如，鉛會損害水生生物的神經(jīng)系統(tǒng)，導致其行為異常；鋅會影響水生生物的呼吸和代謝功能。營養(yǎng)物質的過量排放會導致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)藻類等水生生物的過度繁殖，消耗水中的溶解氧，使水體缺氧，進而導致魚類等水生生物死亡，破壞水體生態(tài)平衡。對土壤的污染同樣不容忽視。當橋面徑流滲入土壤中，其中的污染物會改變土壤的物理化學性質。重金屬會在土壤中積累，降低土壤的肥力，影響土壤微生物的活性，進而影響土壤中植物的生長。長期的污染還可能導致土壤板結，降低土壤的透氣性和保水性，使土壤質量下降。在一些靠近橋梁的農田中，由于長期受到橋面徑流污染的影響，農作物的生長受到抑制，產(chǎn)量下降，農產(chǎn)品質量也受到影響。3.3.2影響周邊生態(tài)系統(tǒng)橋面積水導致的環(huán)境污染對周邊動植物的生存環(huán)境產(chǎn)生了顯著影響。在植物方面，由于橋面徑流攜帶的污染物滲入土壤，改變了土壤的酸堿度和養(yǎng)分含量，使得一些植物難以適應這種變化，生長受到抑制。在一些靠近橋梁的濕地生態(tài)系統(tǒng)中，原本生長著豐富的水生植物，如蘆葦、菖蒲等。但由于橋面積水的污染，土壤中的重金屬含量升高，導致這些水生植物的根系受到損害，無法正常吸收養(yǎng)分和水分，生長變得緩慢，部分植物甚至出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。這不僅影響了濕地生態(tài)系統(tǒng)的景觀，還破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，因為許多動物依賴這些水生植物作為食物和棲息地。對動物的影響也較為明顯。積水形成的污染環(huán)境會影響動物的食物來源和棲息地。在一些鳥類棲息地，由于周邊水體受到橋面積水污染，水中的魚類等水生生物數(shù)量減少，以魚類為食的鳥類食物短缺，不得不尋找其他食物來源或遷徙到其他地方。積水還可能導致一些動物的棲息地被破壞。在一些山區(qū)，橋梁周邊的低洼地帶容易形成積水，淹沒了一些小型哺乳動物和昆蟲的巢穴，使它們失去了生存空間，種群數(shù)量也隨之減少。橋面積水攜帶的污染物還可能對動物的健康產(chǎn)生危害，導致動物生病甚至死亡，進一步破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。四、運營期橋面積水整治對策4.1優(yōu)化排水系統(tǒng)設計4.1.1合理設計排水坡度和管徑排水坡度和管徑是排水系統(tǒng)設計的關鍵參數(shù)，對排水效率有著決定性影響。在確定排水坡度時，需綜合考慮多方面因素。依據(jù)《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ11-2011），橋面排水橫坡宜采用1.5%-2.5%，縱坡不宜小于0.3%。在實際工程中，應根據(jù)橋梁的具體位置、地形條件以及交通流量等進行合理調整。對于位于山區(qū)的橋梁，由于地形起伏較大，雨水流速較快，可適當增大排水坡度，以確保雨水能夠迅速排出。在某山區(qū)高速公路橋梁的設計中，將排水橫坡設置為2.5%，縱坡設置為0.5%，在暴雨天氣下，橋面排水效果良好，有效避免了積水的產(chǎn)生。管徑的確定則需要運用水力計算。常用的水力計算公式包括曼寧公式（v=\frac{1}{n}R^{\frac{2}{3}}I^{\frac{1}{2}}）和謝才公式（v=C\sqrt{Ri}），其中v為流速，n為糙率，R為水力半徑，I或i為水力坡度，C為謝才系數(shù)。通過這些公式，結合橋梁所在地區(qū)的暴雨強度、匯水面積等參數(shù)，可以準確計算出所需的管徑。在某城市高架橋的排水系統(tǒng)改造中，根據(jù)當?shù)氐谋┯陱姸群蜆蛎鎱R水面積，運用曼寧公式計算得出，原設計管徑為300mm的排水管道無法滿足排水需求，將管徑增大至400mm后，排水能力顯著提高，在后續(xù)的強降雨天氣中，橋面積水問題得到了有效緩解。4.1.2科學設置雨水斗和排水口雨水斗和排水口的設置直接關系到橋面雨水的收集和排放效率。在設置雨水斗時，需充分考慮橋面面積、坡度以及降雨強度等因素。根據(jù)相關規(guī)范和經(jīng)驗，雨水斗的間距一般宜為12-24m。在某大型橋梁的設計中，橋面面積較大，為了確保雨水能夠及時收集，將雨水斗的間距設置為15m，并且在橋面的低洼處和易積水區(qū)域增加了雨水斗的數(shù)量。在實際運行中，這些雨水斗能夠有效地收集雨水，減少了積水的形成。排水口的位置和數(shù)量同樣重要。排水口應設置在橋面的最低處，以便于雨水的匯集和排出。對于不同類型的橋梁，排水口的設置方式也有所不同。在城市高架橋中，排水口通常設置在橋墩附近，通過排水管道將雨水引至地面排水系統(tǒng)。在跨河大橋上，排水口可直接將雨水排入河道，但需注意避免對河道水質造成污染。排水口的數(shù)量應根據(jù)橋面面積和排水需求進行合理確定，確保排水能力能夠滿足最大降雨量的要求。在某跨河大橋的排水系統(tǒng)設計中，根據(jù)橋面面積和當?shù)氐谋┯陱姸?，設置了多個排水口，并且對排水口的管徑進行了優(yōu)化，使得在暴雨天氣下，橋面積水能夠迅速排出，保障了橋梁的安全運營。4.1.3改進伸縮縫處排水設計伸縮縫處的排水設計對于防止積水滲入橋梁結構至關重要。一種有效的改進措施是設置排水槽。在伸縮縫兩側設置專門的排水槽，排水槽的寬度和深度應根據(jù)伸縮縫的寬度和排水量進行合理設計。排水槽的底部應設置排水孔，將積水引入排水管道。在某橋梁的伸縮縫改造中，設置了寬度為20cm、深度為15cm的排水槽，排水槽底部每隔50cm設置一個直徑為5cm的排水孔，通過排水管道將積水引至橋下的排水系統(tǒng)。經(jīng)過實際運行驗證，這種排水槽有效地收集了伸縮縫處的積水，避免了積水滲入橋梁結構。采用密封材料也是防止積水滲入的重要手段。選擇質量可靠、耐久性好的密封材料，如橡膠止水帶、密封膠等，對伸縮縫進行密封處理。在安裝密封材料時，要確保密封材料與伸縮縫的貼合緊密，無裂縫和空隙。在某城市橋梁的伸縮縫維護中，采用了新型的橡膠止水帶和密封膠，對伸縮縫進行了全面的密封處理。經(jīng)過一段時間的使用，發(fā)現(xiàn)伸縮縫處的積水現(xiàn)象明顯減少，橋梁結構得到了有效的保護。還可以在伸縮縫處設置防水卷材，進一步增強防水效果。在一些重要的橋梁工程中，在伸縮縫處先鋪設一層防水卷材，然后再安裝密封材料和排水槽，形成了多重防水屏障，有效地防止了積水對橋梁結構的損害。4.2加強施工質量控制4.2.1確保排水管道施工質量排水管道施工質量直接關系到橋梁排水系統(tǒng)的正常運行，因此必須嚴格按照施工規(guī)范進行作業(yè)，加強對各個關鍵環(huán)節(jié)的質量控制。在接口環(huán)節(jié)，不同類型的排水管道接口方式有所不同。對于塑料排水管道，常見的接口方式有熱熔連接和電熔連接。在熱熔連接時，要嚴格控制加熱時間和溫度，確保管材和管件的連接部位充分熔融。在某橋梁排水管道施工中，采用熱熔連接的方式，按照施工規(guī)范要求，將加熱時間控制在10-15秒，加熱溫度設定為260℃左右。連接完成后，通過外觀檢查和打壓試驗，發(fā)現(xiàn)接口處無裂縫、變形等缺陷，密封性良好，滿足施工質量要求。對于金屬排水管道，焊接接口較為常見。在焊接過程中，要確保焊接工藝符合要求，焊條的選擇要與管材相匹配。在某大型橋梁的金屬排水管道焊接施工中，選用了合適的低氫型焊條，焊接前對管材接口進行了清理和打磨，去除表面的油污、鐵銹等雜質。焊接時，采用多層多道焊的方式，控制焊接電流和電壓，確保焊縫的質量。焊接完成后，進行了無損探傷檢測，焊縫質量達到了二級以上標準，保證了排水管道接口的嚴密性。排水管道的坡度設置是保證排水順暢的關鍵。在施工過程中，要嚴格按照設計要求控制管道坡度?？梢圆捎盟疁蕛x等測量工具，對管道的高程進行精確測量。在某城市高架橋的排水管道施工中，每隔2米設置一個測量控制點，用水準儀測量管道的高程，確保管道坡度符合設計要求的0.5%。在管道安裝完成后，再次對坡度進行復核，對于不符合要求的部位及時進行調整，保證了排水管道的坡度準確，使雨水能夠順利排出。排水管道的固定也不容忽視。在某橋梁排水管道施工中，采用了專用的管卡對管道進行固定。管卡的間距根據(jù)管道的管徑和材質進行合理設置，對于管徑為200mm的塑料排水管道，管卡間距設置為2米。在固定過程中，確保管卡與管道緊密貼合，避免管道在使用過程中出現(xiàn)位移和晃動，保證了排水管道的穩(wěn)定性和可靠性。4.2.2規(guī)范橋面鋪裝施工工藝橋面鋪裝施工工藝的規(guī)范性對橋面的平整度、壓實度和厚度以及鋪裝層與結構層之間的粘結牢固性有著重要影響。在平整度控制方面，采用先進的施工設備和工藝是關鍵。在某高速公路橋梁的橋面鋪裝施工中，采用了攤鋪機進行攤鋪作業(yè)。攤鋪機在作業(yè)前，對其熨平板進行了精確調整，確保其平整度誤差控制在±2mm以內。在攤鋪過程中，嚴格控制攤鋪機的行駛速度，保持在每分鐘2-3米，使攤鋪的瀝青混凝土均勻、平整。攤鋪完成后，使用高精度的平整度檢測儀對橋面進行檢測，按照國際平整度指數(shù)（IRI）進行評價，要求IRI值不超過1.5m/km。通過嚴格的施工控制，該橋梁橋面鋪裝的平整度達到了IRI值1.2m/km，滿足了高標準的行車要求。壓實度的控制同樣重要。在壓實過程中，要根據(jù)鋪裝材料的類型和厚度，合理選擇壓路機的型號和碾壓參數(shù)。在某城市橋梁的水泥混凝土橋面鋪裝施工中，采用了振動壓路機進行壓實。在初壓階段，使用低頻低幅的振動模式，碾壓2-3遍，使混凝土初步密實。在復壓階段，提高振動頻率和振幅，碾壓3-4遍，進一步提高壓實度。在終壓階段，采用靜壓方式，消除表面輪跡。通過現(xiàn)場檢測，該橋梁水泥混凝土橋面鋪裝的壓實度達到了98%以上，滿足了設計要求。為確保鋪裝層與結構層之間的粘結牢固，在施工前要對結構層表面進行處理。在某橋梁的橋面鋪裝施工中，在鋪裝瀝青混凝土前，先對橋梁結構層表面進行了拋丸處理。拋丸處理可以去除結構層表面的浮漿、油污等雜質，增加表面的粗糙度，提高粘結力。在拋丸處理后，使用粘層油進行噴灑，粘層油的用量控制在0.3-0.5L/m2，確保了鋪裝層與結構層之間的粘結牢固。在后續(xù)的使用過程中，經(jīng)過檢測，鋪裝層與結構層之間的粘結強度達到了設計要求，未出現(xiàn)鋪裝層脫落等問題。4.3選用優(yōu)質材料4.3.1選擇耐久性好的排水管道材料排水管道材料的性能對橋梁排水系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行至關重要。常見的排水管道材料有多種，如PVC（聚氯乙烯）管、HDPE（高密度聚乙烯）管、鑄鐵管等，它們在性能上存在顯著差異。PVC管具有質量輕、價格相對較低、安裝方便等優(yōu)點，但其耐老化性能相對較弱，在紫外線和高溫環(huán)境下容易發(fā)生老化變形。在一些南方地區(qū)的橋梁上，由于常年受到強烈陽光照射和高溫影響，PVC排水管道在使用3-5年后就出現(xiàn)了明顯的老化跡象，表面變得粗糙，部分管道出現(xiàn)了裂縫，影響了排水效果。HDPE管則具有良好的耐腐蝕性、耐老化性和較高的強度。它的內壁光滑，水流阻力小，能夠有效提高排水效率。HDPE管還具有較好的柔韌性，在一定程度上能夠適應橋梁結構的變形。在某座沿海橋梁的排水系統(tǒng)改造中，選用了HDPE管替代原有的鑄鐵管。經(jīng)過多年的使用，HDPE管依然保持良好的性能，未出現(xiàn)明顯的腐蝕和老化現(xiàn)象，排水順暢，有效解決了橋面積水問題。鑄鐵管雖然強度較高，但耐腐蝕性較差，尤其是在潮濕和含有腐蝕性物質的環(huán)境中，容易發(fā)生銹蝕。在一些工業(yè)城市的橋梁上，由于空氣中含有大量的酸性氣體，雨水也具有一定的腐蝕性，鑄鐵排水管道在使用幾年后就出現(xiàn)了嚴重的銹蝕，管道內壁銹層厚度達到了5-10毫米，導致排水能力大幅下降，需要頻繁進行維修和更換。綜合對比，在橋梁排水系統(tǒng)中，應優(yōu)先選用耐腐蝕、耐老化、強度高的HDPE管等材料。對于一些對耐久性要求極高的重要橋梁，還可以考慮使用不銹鋼管等高性能材料。不銹鋼管具有優(yōu)異的耐腐蝕性和高強度，能夠在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，但成本相對較高。在某重要交通樞紐的橋梁建設中，采用了不銹鋼排水管道，雖然初期投資較大，但從長期來看，減少了維護和更換成本，保障了橋梁排水系統(tǒng)的高效運行，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。4.3.2采用抗水損害能力強的橋面鋪裝材料新型橋面鋪裝材料的研發(fā)和應用為提高橋面抗水損害能力提供了有效途徑。例如，環(huán)氧瀝青混凝土作為一種新型鋪裝材料，具有諸多優(yōu)勢。它的粘結性能優(yōu)異，能夠與橋梁結構緊密結合，形成牢固的鋪裝層。在某城市的一座大型橋梁上，采用環(huán)氧瀝青混凝土進行橋面鋪裝。經(jīng)過多年的使用，鋪裝層與橋梁結構之間的粘結強度依然保持在較高水平，未出現(xiàn)鋪裝層脫落等問題。環(huán)氧瀝青混凝土還具有良好的抗水損害能力，其孔隙率低，能夠有效阻止水分滲入。在強降雨天氣下，該橋梁的橋面未出現(xiàn)明顯的積水現(xiàn)象，水分能夠迅速排出，減少了水對鋪裝層和橋梁結構的損害。微表處技術也是一種有效的抗水損害措施。微表處是一種由聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑等組成的混合料，通過專用設備攤鋪在橋面上，形成一層薄而致密的磨耗層。微表處具有良好的封水性能，能夠有效防止雨水滲入橋面結構。在某高速公路橋梁的養(yǎng)護中，采用微表處技術對橋面進行處理。處理后，橋面的防水性能得到了顯著提升，在后續(xù)的使用中，橋面積水問題得到了有效改善，減少了水對橋梁結構的侵蝕。微表處還具有耐磨、抗滑等性能，能夠提高橋面的使用壽命和行車安全性。在一些特殊環(huán)境下，還可以采用纖維增強混凝土作為橋面鋪裝材料。纖維增強混凝土中添加了各種纖維，如鋼纖維、碳纖維等，能夠有效提高混凝土的抗拉、抗彎強度和抗裂性能。在某山區(qū)橋梁的建設中，采用鋼纖維增強混凝土作為橋面鋪裝材料。由于山區(qū)橋梁經(jīng)常受到車輛荷載和溫度變化的影響，容易出現(xiàn)裂縫。采用鋼纖維增強混凝土后，橋面的抗裂性能得到了顯著提高，減少了裂縫的產(chǎn)生，從而降低了水損害的風險。纖維增強混凝土還具有較好的耐久性，能夠在惡劣的自然環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。4.4完善維護管理機制4.4.1建立定期清理和維護制度建立健全排水系統(tǒng)定期清理和維護制度，是保障橋梁排水系統(tǒng)正常運行的重要舉措。應制定詳細的清理和維護計劃，明確清理和維護的周期、內容和標準。對于排水管道，建議每季度進行一次全面清理，清理內容包括清除管道內的雜物、泥沙、淤泥等，確保管道暢通。在清理過程中，可采用高壓水槍沖洗、機械清淤等方法，提高清理效果。對于雨水斗和排水口，每月進行一次檢查和清理，防止雜物堵塞，確保雨水能夠及時收集和排出。維護標準也應明確規(guī)定，排水管道的清理應達到內壁無明顯污垢、雜物，排水順暢的標準；雨水斗和排水口的清理應確保格柵無堵塞，排水能力滿足設計要求。還應建立維護記錄檔案，詳細記錄每次清理和維護的時間、內容、發(fā)現(xiàn)的問題及處理措施，以便對排水系統(tǒng)的運行狀況進行跟蹤和分析。在某城市的一座橋梁上，通過建立定期清理和維護制度，每季度對排水管道進行清理，每月對雨水斗和排水口進行檢查和清理，并詳細記錄維護情況。經(jīng)過一段時間的運行，橋面積水問題得到了明顯改善，排水系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和可靠性大幅提高。4.4.2加強監(jiān)測與預警利用先進的傳感器技術和監(jiān)控攝像頭，能夠實現(xiàn)對橋面積水情況的實時監(jiān)測。在橋梁的關鍵部位，如易積水區(qū)域、排水口附近等，安裝水位傳感器和雨量傳感器。水位傳感器可以實時監(jiān)測橋面積水的深度，當積水深度達到預警閾值時，及時發(fā)出警報。雨量傳感器則可以監(jiān)測降雨量和降雨強度，為積水預警提供數(shù)據(jù)支持。在某城市的一座大型橋梁上，安裝了高精度的水位傳感器和雨量傳感器。當降雨量達到一定強度時，系統(tǒng)會自動啟動監(jiān)測程序，實時監(jiān)測橋面積水深度。一旦積水深度超過設定的預警值，系統(tǒng)會立即向橋梁管理部門和相關人員發(fā)送預警信息，提醒采取相應措施。監(jiān)控攝像頭也是監(jiān)測橋面積水的重要手段。通過在橋梁上安裝多個監(jiān)控攝像頭，能夠實時拍攝橋面積水的畫面，管理人員可以直觀地了解積水情況，及時做出決策。在暴雨天氣下，監(jiān)控攝像頭可以實時捕捉橋面積水的動態(tài)變化，為交通管制和排水搶險提供依據(jù)。在某高速公路的一座橋梁上，利用監(jiān)控攝像頭實時監(jiān)測橋面積水情況。在一次暴雨中，監(jiān)控畫面顯示橋面積水迅速增加，部分路段積水深度超過了20厘米。管理人員根據(jù)監(jiān)控畫面，及時采取了交通管制措施，封閉了積水嚴重的路段，避免了交通事故的發(fā)生。4.5應急處置措施4.5.1制定應急預案制定全面且細致的應急預案是應對橋面積水突發(fā)事件的關鍵。應急預案應涵蓋多種可能出現(xiàn)的情況，明確在不同積水程度下的應急處置流程。當橋面積水深度達到5厘米時，啟動一級響應。此時，交通管理部門應立即通過交通廣播、電子顯示屏等渠道發(fā)布路況信息，提醒駕駛員減速慢行，謹慎駕駛。在橋梁入口處設置警示標志，引導車輛有序通行，避免車輛在橋上突然剎車或變道，防止發(fā)生交通事故。當積水深度達到10厘米時，啟動二級響應。除了繼續(xù)發(fā)布路況信息和設置警示標志外，交通管理部門應根據(jù)實際情況對橋梁交通進行管制，如限制車速、分車道通行等。在積水較深的路段，安排交通警察進行現(xiàn)場指揮，引導車輛避開積水區(qū)域，確保交通秩序。還應組織人員對排水系統(tǒng)進行緊急檢查，清理排水口的雜物，確保排水暢通。若積水深度達到15厘米以上，啟動三級響應。此時，橋梁交通可能面臨嚴重威脅，應考慮暫時封閉橋梁，禁止車輛通行。在橋梁兩端設置明顯的封閉標志，引導車輛繞行。組織專業(yè)的搶險隊伍，調配排水設備，如大功率排水泵，對橋面積水進行強排。同時，密切關注積水情況和排水進展，及時向公眾發(fā)布相關信息。應急預案還應明確各部門的職責分工。交通管理部門負責交通管制和疏導，確保交通安全；市政管理部門負責排水系統(tǒng)的維護和搶修，以及積水的排除；應急救援部門負責應對可能出現(xiàn)的人員傷亡和車輛被困等緊急情況，及時開展救援工作。各部門之間應建立有效的溝通協(xié)調機制，確保在應急處置過程中能夠協(xié)同作戰(zhàn)，高效應對橋面積水突發(fā)事件。4.5.2配備應急設備和物資配備充足的應急設備和物資是有效應對橋面積水的重要保障。排水泵是排水的關鍵設備，應根據(jù)橋梁的規(guī)模和可能出現(xiàn)的積水情況，配備不同功率的排水泵。對于小型橋梁，可配備功率為5-10千瓦的排水泵，其每小時的排水量一般在50-100立方米左右。在某小型橋梁的積水應急處理中，使用了一臺10千瓦的排水泵，經(jīng)過數(shù)小時的排水作業(yè)，成功排除了橋面積水，保障了橋梁的正常通行。對于大型橋梁，應配備功率為20-50千瓦的大功率排水泵，每小時排水量可達200-500立方米。在某大型跨河大橋的積水搶險中，投入了多臺30千瓦的排水泵，經(jīng)過連續(xù)24小時的排水作業(yè)，將橋面積水深度從30厘米降低到了5厘米以下，恢復了橋梁的交通。沙袋也是重要的應急物資。在橋面積水時，可在橋梁的重要部位，如橋梁入口、伸縮縫處等堆砌沙袋，形成臨時的擋水壩，防止積水進一步蔓延。沙袋的規(guī)格一般為長60厘米、寬30厘米、高15厘米，每個沙袋裝滿沙子后重量約為15-20千克。在某城市高架橋的積水處理中，在橋梁入口處堆砌了500個沙袋，有效阻擋了積水向道路其他區(qū)域擴散，為后續(xù)的排水工作爭取了時間。警示標志同樣不可或缺。在橋面積水時，應在橋梁的入口、出口以及積水區(qū)域周圍設置警示標志，如“積水路段，減速慢行”“前方積水，注意安全”等。警示標志的尺寸一般為長80厘米、寬60厘米，采用反光材料制作，以便在夜間或惡劣天氣條件下也能清晰可見。在某高速公路橋梁的積水事故中，及時設置了警示標志，提醒駕駛員注意安全，避免了多起可能發(fā)生的交通事故。還應配備照明設備，如應急手電筒、移動照明燈塔等，以便在夜間或光線不足的情況下進行排水和救援工作。在某橋梁的夜間積水搶險中，使用了移動照明燈塔，為排水作業(yè)和交通疏導提供了充足的照明，保障了搶險工作的順利進行。五、案例分析5.1案例一：[具體橋梁名稱1]橋面積水問題及整治[具體橋梁名稱1]位于[具體城市]，是一座連接城市重要區(qū)域的交通樞紐橋梁，于[建成年份]建成通車。該橋全長[X]米，寬[X]米，雙向[X]車道，設計使用年限為[X]年。在建成初期，橋梁運行狀況良好，但隨著時間的推移和城市的發(fā)展，橋面積水問題逐漸凸顯。經(jīng)調查分析，該橋積水成因主要包括以下幾個方面。在設計方面，排水系統(tǒng)存在缺陷。排水管道管徑設計過小，原設計管徑僅為[管徑數(shù)值]毫米，按照當時的交通流量和常規(guī)降雨強度計算，能夠滿足排水需求。然而，近年來城市發(fā)展迅速，交通流量大幅增加，車輛行駛過程中濺起的水花增多，同時極端天氣頻發(fā)，暴雨強度超出了設計預期。在一次暴雨中，降雨量達到了[具體降雨量數(shù)值]毫米，遠超原設計排水能力，導致橋面積水嚴重。排水坡度設計不合理，部分橋面的縱坡僅為[縱坡數(shù)值]%，橫坡為[橫坡數(shù)值]%，低于規(guī)范要求的最小坡度。這使得雨水在橋面上流速緩慢，難以迅速匯集到排水口，容易在局部區(qū)域形成積水。施工質量問題也是導致積水的重要原因。排水管道接口不嚴密，在施工過程中，采用的是承插式接口，但由于施工人員操作不規(guī)范，接口處的密封橡膠圈安裝不到位，存在縫隙。在投入使用后，每逢降雨，雨水就會從接口處滲漏，導致排水不暢。管道還存在堵塞現(xiàn)象，施工過程中，一些建筑垃圾如石子、水泥塊等不慎掉入排水管道，未及時清理，隨著時間的推移，這些雜物逐漸堆積，堵塞了排水管道，進一步加劇了積水問題。材料因素也不容忽視。排水管道材料老化嚴重，該橋使用的排水管道為普通塑料管道，在長期的紫外線照射和溫度變化作用下，管道材料逐漸老化、脆化。經(jīng)過[使用年限]年的使用，部分管道出現(xiàn)了裂縫和破損，導致排水能力下降。橋面鋪裝材料抗水損害能力差，采用的瀝青混凝土鋪裝材料孔隙率較大，達到了[孔隙率數(shù)值]%，超出了正常范圍。這使得雨水容易滲入鋪裝層內部，降低了鋪裝層的強度和穩(wěn)定性，加速了鋪裝層的損壞，進而影響了橋面的排水效果。針對這些問題，相關部門采取了一系列整治措施。在排水系統(tǒng)改造方面，對排水管道進行了更換和升級。將原有的管徑為[管徑數(shù)值]毫米的排水管道更換為管徑為[新管徑數(shù)值]毫米的HDPE管，HDPE管具有耐腐蝕、耐老化、強度高、內壁光滑等優(yōu)點，能夠有效提高排水能力。重新設計了排水坡度，將橋面縱坡調整為[新縱坡數(shù)值]%，橫坡調整為[新橫坡數(shù)值]%，確保雨水能夠迅速流向排水口。在雨水斗和排水口設置方面，根據(jù)橋面面積和坡度，合理增加了雨水斗的數(shù)量，將雨水斗間距縮短至[新間距數(shù)值]米，并在易積水區(qū)域增設了雨水斗。對排水口進行了優(yōu)化，擴大了排水口的尺寸，確保排水暢通。在施工質量控制方面，加強了對排水管道施工的監(jiān)管。在接口施工時，嚴格按照施工規(guī)范操作，確保密封橡膠圈安裝正確、緊密，接口處采用密封膠進行二次密封，提高了接口的密封性。在管道安裝完成后，進行了嚴格的打壓試驗，確保管道無滲漏。對排水管道進行了全面清理，采用高壓水槍沖洗和機械清淤相結合的方式，清除了管道內的雜物和淤泥，保證了排水管道的暢通。在材料選用方面，除了更換排水管道材料外，對橋面鋪裝材料也進行了升級。采用了新型的環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝材料，該材料具有粘結性能好、抗水損害能力強、孔隙率低等優(yōu)點。在施工過程中，嚴格控制鋪裝層的厚度和壓實度，確保鋪裝層的質量。在鋪裝層與結構層之間設置了防水層，采用高性能的防水卷材和防水涂料，增強了橋面的防水性能，有效防止了雨水滲入結構層。經(jīng)過整治，[具體橋梁名稱1]的橋面積水問題得到了有效解決。在后續(xù)的強降雨天氣中，橋面排水順暢，未出現(xiàn)明顯積水現(xiàn)象。車輛行駛在橋上更加安全穩(wěn)定，交通事故發(fā)生率顯著降低。橋梁結構的耐久性得到了提高，減少了因積水導致的結構腐蝕和損壞，延長了橋梁的使用壽命。周邊環(huán)境也得到了改善，橋面徑流污染得到有效控制，減少了對周邊水體和土壤的污染，保護了生態(tài)環(huán)境。5.2案例二：[具體橋梁名稱2]橋面積水整治經(jīng)驗借鑒[具體橋梁名稱2]位于[具體地區(qū)]，是一座連接[區(qū)域1]和[區(qū)域2]的重要交通橋梁。該橋建成于[建成年份]，全長[X]米，寬[X]米，雙向[X]車道。在長期的運營過程中，該橋也面臨著嚴重的橋面積水問題，對交通安全和橋梁結構造成了較大威脅。該橋積水的主要原因與[具體橋梁名稱1]有相似之處，但也存在一些獨特因素。在設計方面，排水系統(tǒng)存在缺陷。排水管道管徑設計過小，無法滿足日益增長的交通流量和極端天氣下的排水需求。橋面坡度設計不合理，部分區(qū)域的縱坡和橫坡過小，導致雨水流速緩慢，容易在橋面積聚。在施工過程中，排水管道接口不嚴密，存在漏水現(xiàn)象，影響了排水效果。橋面鋪裝施工質量不達標，平整度和壓實度不足，也加劇了積水問題。材料因素方面，排水管道材料老化嚴重，出現(xiàn)了裂縫和破損，導致排水能力下降。橋面鋪裝材料抗水損害能力差，容易被積水侵蝕，進一步降低了橋面的排水性能。針對這些問題，[具體橋梁名稱2]采取了一系列有效的整治措施。在排水系統(tǒng)優(yōu)化方面，對排水管道進行了全面更換和升級，采用了管徑更大、性能更優(yōu)的HDPE管。重新設計了排水坡度，將縱坡和橫坡調整到合理范圍，確保雨水能夠迅速流向排水口。在雨水斗和排水口設置上，根據(jù)橋面面積和坡度，合理增加了雨水斗的數(shù)量，縮短了雨水斗間距，并在易積水區(qū)域增設了雨水斗。對排水口進行了優(yōu)化，擴大了排水口的尺寸，確保排水暢通。在伸縮縫處，