調治構造物指的是為引導或改變水流方向，使水流平順地通過橋孔以減緩水流對橋位附近河床、河岸的沖刷而修建的水工構造物。調治構造物的布設，要順應水勢，因勢利導，因地制宜。應結合河段特性，水文、地形和地質等自然條件，橋頭路堤位置，通行要求，水利設施等因素綜合考慮。
基本介紹
- 中文名：調治構造物
- 外文名：regulating structure
- 目的：引導或改變水流方向
- 屬性：水工構造物
- 所屬學科：建築學
- 例如：導流堤、梨形壩、長堤等
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簡介
即調治橋樑附近水流的構造物。如：導流堤、梨形壩、長堤、丁壩、順壩、截水壩等。其主要作用是整治河道，使水流均勻順暢的通過橋孔，防止橋位附近的河床和河岸產生不利的變形，以保證橋樑墩台和橋頭引道的正常使用以及附近河堤、建築、農田等免受水害。
布設
調治構造物的布設，要順應水勢，因勢利導，因地制宜。應結合河段特性，水文、地形和地質等自然條件，橋頭路堤位置，通行要求，水利設施等因素綜合考慮，兼顧兩岸、上下游、洪水枯水位，確定總體布設方案。水文及河床變形複雜的河段，橋孔和調治構造物布設應做水工模型試驗，進行分析驗證。
作用
調治構造物是以改變水流方向為主的水工建築物，它能調節水流，整治河道，使水流均勻順暢地通過橋孔，以防止橋位附近的河床和河岸產生不利變形，從而保證橋樑墩台和橋頭引道的正常使用以及附近農田免受洪水的危害。實踐表明，橋樑所遭受的水害不少是由於忽視了調治構造物的布設而引起的。合理地布置橋樑調治構造物，不僅能起到保橋護路的作用，而且能為治河、保田等創造有利條件。一般情況下，變遷性河段、遊蕩性河段、寬灘性河段及沖積漫流性河段必須設定調治構造物，而穩定性河段及次穩定河段在兩岸漫溢流量大或河灘河槽受到較大壓縮時，應對引道進行必要的防護。
主要類型
調治構造物的主要類型有:導流堤、梨形堤、封閉式導流堤、丁壩、順壩、挑水壩等。各類調治構造物既可單獨設定,也可聯合設定,設計時各種調治構造物的布置、型式和尺寸,均應結合河流特徵、水文、地形、地質、河灘引道和水利設施等因素,綜合考慮而確定。
導流堤的布設
平原區的河流,特別是被河灘路堤所阻斷的河灘水流對橋台的作用一般都比較大,由於水流斜向進入橋孔,將引起橋台附近河床的嚴重沖刷。設定導流堤後,可使橋下河床的沖刷、分布趨於均勻,減緩衝刷的進程,減少對橋台的危脅。一般情況下,被引道阻斷的河灘流量占總流量的15%(單側河灘)或25%(雙側河灘)以上時,應設定導流堤,小於上述數值時,可設定梨形堤,小於5%時,加固橋台錐坡即可。
導流堤橫斷面一般為梯形,堤身迎水面坡比一般為1∶1.5～1∶2,背水面坡比一般為1∶1.5～1∶1.75。導流堤的平面形狀一般為曲線形,當需要挑導水流時也可採用直線形(兩端帶曲線)。曲線形導流堤能把河灘水流平緩而均勻地導入橋孔,而直線形導流堤則能把水流逼向對岸。如果河流兩側的河灘大小不一,則可在河灘較大的一側設定曲線形導流堤,而在河灘較小的一側(凹帶)設定直線形導流堤。導流堤的平面形狀和尺寸,常用拉迪申可夫法和爾達可夫法進行計算,並結合橋位河段的水文、地形、地質和河灘路堤布置等條件,進行適當的調整。
對於河槽擺動很大的變遷性和沖積漫流性河段,為了逐漸縮窄河槽的擺動幅度,使水流和泥沙平穩地通過橋孔,並保證堤後農田和村鎮的安全,往往布置封閉式長導流堤。布置長導流堤時,應按水流和地形條件,確定導流堤採用對稱或不對稱布置,並應儘量減少其軸線與水流的變角(不大於30°),上游堤端必須嵌入穩定的河岸。在堤身受集中股流頂沖或穿過舊河汊時,應在相應部位加強防護,必要時可設定短丁壩挑流。
丁壩的布設
丁壩有淹沒式和非淹沒式兩種。淹沒式丁壩的壩頂略高於常水位,洪水期被淹沒,它的挑流能力不大,主要作用是加速各丁壩間的泥砂淤積。非淹沒式丁壩的壩頂高出洪水位,洪水期有較大的挑流能力,常用於防護河岸的河灘引道路堤。丁壩的軸線與水流方向的關係不同,其沖淤情況及作用也不相同。淹沒式丁壩一般斜向上游(為上挑),壩軸線與水流方向的交角約100°～105°,如斜向下游,則漫過壩頂的水流將向壩根部集中,造成劇烈沖刷而沖走丁壩間的泥沙。非淹沒式丁壩一般斜向下游(為下挑),壩軸線與水流方向交角約60°～75°,對流速不大的河流,也可斜向上游。對於流向不定的潮汐性河流,則應使丁壩與水流方向正交。
應該注意的是,橋孔上游附近宜導不宜挑,即儘可能不採用丁壩,以免使水流紊亂過橋,沖刷墩台基礎。當對丁壩長度沒有把握時,應寧短匆長,在使用過程中觀察,再將其逐步加長,比較安全。丁壩的橫斷面一般為梯形,其邊坡規定與導流堤基本相同,但要注意淹沒式壩背水面應較迎水面邊坡放緩一些。
