淺析高速公路涵洞設(shè)計(jì)

（商洛公路管理局勘察設(shè)計(jì)室，陜西 商洛 726000）

1 涵洞對(duì)于道路中的作用

它是道路排水體系的關(guān)鍵內(nèi)涵，尤其是在水分非常多的區(qū)域中最為關(guān)鍵。其在道路中占據(jù)的分量是非常多的，具體體現(xiàn)在項(xiàng)目的總數(shù)以及成本等相關(guān)的內(nèi)容上。根據(jù)相關(guān)的信息分析，小橋涵工程數(shù)量約占橋涵總數(shù)的60%～70%，一般平原地區(qū)每千米約有1 道～3 道；山區(qū)每千米平均約有3 道～5 道。項(xiàng)目費(fèi)用在總體的費(fèi)用中占據(jù)大約五分之一的比例，可見(jiàn)它的作用之大。

2 常見(jiàn)的類(lèi)型區(qū)分

2.1 結(jié)合建材性質(zhì)來(lái)區(qū)分

(1)磚涵。它可以在所在地區(qū)獲取，不過(guò)不適合在堿比例較高的區(qū)域。

(2)石涵。它的成本和護(hù)理的資金非常少，不用使用過(guò)多的鋼材等物質(zhì)，而且可以長(zhǎng)久地使用，在石塊比較多的區(qū)域中最好是將其當(dāng)成首選。

(3)混凝土涵。多用于四鉸管、拱涵，少量用于圓管及小跨徑的蓋板涵。它不需要使用過(guò)多的鋼材物質(zhì)。

(4)鋼筋混凝土涵。用于管涵、蓋板涵、箱涵和拱涵。其洞身非常的穩(wěn)當(dāng)，而且便于長(zhǎng)久地使用，不需要花費(fèi)大量的資金。它的輸送等不費(fèi)事，但是和上述相比其用到的鋼的數(shù)量較大，而且預(yù)制活動(dòng)也更加的繁瑣。

(5)其他。有木涵、瓦管涵、鑄鐵管涵、石灰三合土拱涵等。

2.2 結(jié)合構(gòu)造的樣式來(lái)區(qū)分

(1)管涵。直徑一般取0.5-1.0 m，受力情況和適應(yīng)基礎(chǔ)的性能較好，僅設(shè)置端墻，不需要墩臺(tái)，因此不需要過(guò)多的圬工與成本核算。不過(guò)當(dāng)路堤不高的時(shí)候，其運(yùn)行會(huì)受影響。

(2)蓋板涵。蓋板涵在結(jié)構(gòu)形式方面有利于在低填土路基上設(shè)置，且能做成明涵。

(3)拱涵。超載潛力比較大，而且它的砌筑工藝非常簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較的普遍。

(4)箱涵適用于軟土地基，缺點(diǎn)是建設(shè)活動(dòng)不易開(kāi)展，費(fèi)用非常多，最好是不運(yùn)用這種方法。

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2.3 結(jié)合洞頂?shù)耐寥赖念?lèi)型來(lái)劃分

(1)明涵。洞頂不填土，適用于低路堤及淺溝渠處。

(2)暗涵。洞頂填土大于50 em，適用于高路堤及深溝渠處。

2.4 結(jié)合水利性特征來(lái)區(qū)分

(1)無(wú)壓力式涵洞。入口處水深小于洞口高度，洞內(nèi)水流均具有自由水面。

(2)半壓力式涵洞。人口處水深大于洞口高度，水流僅在進(jìn)水口處充滿(mǎn)洞口，而在涵洞的其他部分都具有自由水面。

(3)壓力式涵洞。人口處水深大于洞口高度，在涵洞全長(zhǎng)的范圍內(nèi)都充滿(mǎn)水流，無(wú)自由水面。

3 使用規(guī)定

使用的時(shí)候，其會(huì)長(zhǎng)久一受到外在的風(fēng)雨等惡劣氣候條件的影響，同時(shí)其自身還應(yīng)該確保通行活動(dòng)以及排水工作順利開(kāi)展，所以，在其使用的時(shí)候要確保具有以下的這些規(guī)定：

3.1 要有高效的泄洪水平。要確保當(dāng)遇到超嚴(yán)重的災(zāi)情的時(shí)候，可以有效地進(jìn)行排洪工作，確保不會(huì)對(duì)道路以及附近的設(shè)施等帶來(lái)負(fù)面效益。

3.2 確保強(qiáng)度和安穩(wěn)性等符合規(guī)定。在受到重力影響的時(shí)候，確保構(gòu)件不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的位置移動(dòng)以及形變等現(xiàn)象。以此來(lái)確保通行順暢安穩(wěn)。不但要符合此時(shí)的規(guī)定，同時(shí)還要分析道后續(xù)的活動(dòng)需求。

3.3 要有非常好的持久性特征。要確保在正常的使用時(shí)間段中運(yùn)作合理。

3.4 當(dāng)其合規(guī)安全性標(biāo)準(zhǔn)之后，要展示出它的低成本性特征。要盡量使用全新的物料等，要確保建設(shè)活動(dòng)成規(guī)模，進(jìn)而獲取非常好的效益性。

4 設(shè)計(jì)工作中要明確的詳細(xì)內(nèi)容

為確保合乎涵洞等運(yùn)行規(guī)定，接下來(lái)具體的論述在設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注的一些要素：

4.1 明確涵洞等具體方位和大小。結(jié)合具體狀態(tài)明確其實(shí)際方位，進(jìn)而使用優(yōu)秀的構(gòu)造，通過(guò)有效地措施來(lái)明確其尺寸大小。不過(guò)我們需要認(rèn)真關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容是，在高速公路中計(jì)算涵洞設(shè)計(jì)流量時(shí)一般采用1/100 的設(shè)計(jì)頻率，斜交角度較大時(shí)應(yīng)避免采用拱涵，如果涵的長(zhǎng)度非常長(zhǎng)的話(huà)，最好是用大一些的涵洞，除此之外，分析其大小的時(shí)候還應(yīng)該分析到后續(xù)的維護(hù)等內(nèi)容，這些要素是我們?cè)诿鞔_其形式等要關(guān)注的事項(xiàng)。

4.2 認(rèn)真地布設(shè)鋼筋。假如其選擇出現(xiàn)問(wèn)題，兩根之間的距離太近的話(huà)，就必然會(huì)發(fā)生蜂窩以及空隙等現(xiàn)象。而且要確保保護(hù)層有一定的厚度。假如其非常薄的話(huà)，在平時(shí)的狀態(tài)中，其非常的易于出現(xiàn)水化現(xiàn)象，形成一定的物質(zhì)，進(jìn)而無(wú)法獲取外在的保護(hù)效力，導(dǎo)致保護(hù)層受到影響，這時(shí)候就會(huì)使得材料出現(xiàn)生銹問(wèn)題。

4.3 為了防止不均勻沉降及基礎(chǔ)柔度過(guò)大而產(chǎn)生的影響，沿涵長(zhǎng)方向每4m～6m設(shè)置一道沉降縫，要在縫隙地方積極的防水，這樣做的目的是為了避免水對(duì)構(gòu)造產(chǎn)生不利作用。 沉降縫設(shè)置位置和數(shù)量要合理，要保證洞口段落不要太短，設(shè)置太少則易造成涵洞基礎(chǔ)沿涵長(zhǎng)方向柔度過(guò)大從而產(chǎn)生較大變形影響正常使用，當(dāng)采用整體式基礎(chǔ)時(shí)尤為明顯。

4.4 基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，當(dāng)?shù)鼗休d力不足時(shí)可以通過(guò)采用整體式基礎(chǔ)減小基底應(yīng)力或者采用地基處理來(lái)提高地基承載力的方法解決。

4.5 在高速公路項(xiàng)目中做暗涵條件滿(mǎn)足時(shí)盡量采用暗涵，這樣可以保證行車(chē)的舒適性和安全性，當(dāng)采用明涵時(shí)應(yīng)設(shè)置搭板來(lái)降低橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的影響，有的地方也通過(guò)在涵臺(tái)背4m～6m 范圍內(nèi)填筑特殊填料來(lái)實(shí)現(xiàn)涵洞和路基的剛度過(guò)度。

4.6 為了防止外界環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)物的侵蝕，特別是在有腐蝕的環(huán)境下，可以通過(guò)加大鋼筋保護(hù)層厚度或者在表面涂抹瀝青等防腐材料來(lái)提高結(jié)構(gòu)物的耐久性。

4.7 八字墻、翼墻、錐坡、截水墻等附屬設(shè)施形式和尺寸的選擇要合理，既要保證結(jié)構(gòu)的安全性，又要保證結(jié)構(gòu)的正常使用功能。

上文的這七點(diǎn)內(nèi)容是在開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，要認(rèn)真關(guān)注的事項(xiàng)，相同的要素非常多，這就要我們?cè)诰唧w的活動(dòng)中認(rèn)真地分析。

5 分析設(shè)計(jì)的發(fā)展前景

通過(guò)分析無(wú)數(shù)的實(shí)踐活動(dòng)，我們明確在具體活動(dòng)中，其面臨的非常多的不利現(xiàn)象在設(shè)計(jì)的時(shí)候是能夠有效的應(yīng)對(duì)的。設(shè)計(jì)者在開(kāi)展工作的時(shí)候認(rèn)真仔細(xì)分析問(wèn)題，就可以確保項(xiàng)目的品質(zhì)合乎規(guī)定。而且要高效率的使用全新的工藝和物資，選取方案的時(shí)候還應(yīng)該分析到它的成本問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)期將所有的對(duì)品質(zhì)有作用的要素分析到位了。才可以確保項(xiàng)目的品質(zhì)合乎規(guī)定。這項(xiàng)內(nèi)容是所有的設(shè)計(jì)工作者要認(rèn)真分析的。

[1]孫家駟.公路小橋涵勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].第3 版，北京：人民交通出版社.2004.

[2]劉培文.公路小橋涵設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]顧克明.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)(涵洞)[M].北京：人民交通出版社，1993.