公路橋涵設(shè)計與安全性關(guān)系

沈慶海+莊鵬

摘要：對于公路建設(shè)工程來說，橋涵的設(shè)計施工不僅需要外形美觀，還需要注意其在公路工程中的作用。施工單位在實際施工中要特別注意橋涵的設(shè)計與安全性，致力于提高設(shè)計、建設(shè)質(zhì)量，保證公路建設(shè)質(zhì)量。本文分析了公路橋涵設(shè)計與安全性的關(guān)系，并提出了設(shè)計中應(yīng)該注意的問題，最后闡述了提高山區(qū)公路橋涵安全性設(shè)計水平的措施。

關(guān)鍵詞：公路橋涵；設(shè)計；安全性；關(guān)系

引言

近年來，我國公路工程快速發(fā)展，為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)，也為人們的交通出行提供了很多便利。公路工程橋涵設(shè)計涉及多道工序、多項內(nèi)容，若橋涵設(shè)計不合理，會直接影響公路工程后期的施工建設(shè)，因此應(yīng)高度重視公路施工的橋涵設(shè)計，加強橋涵設(shè)計與安全性的管理和控制，保障公路工程的順利施工建設(shè)。

1橋涵的類型

根據(jù)不同的地質(zhì)條件，橋涵的類型也是不同的，每種橋涵的的類型都有他自身的特點和適應(yīng)的地址條件，這使得橋涵在施工過程中有充分的選擇。

1.1圓管涵

圓管涵一般在農(nóng)田的灌溉和農(nóng)村公路排水中應(yīng)用的比較多，它的構(gòu)造相對來說比較簡單，制作工藝簡單；成本較低；力學(xué)能力好；方便運輸。但是圓管涵的過水量不是很大，且由于接縫處的處理不合格，常常會造成接頭漏水的現(xiàn)象發(fā)生，十分影響橋路基的穩(wěn)定性。

1.2蓋板涵

蓋板涵是由蓋板、臺帽、涵臺、基礎(chǔ)和伸縮縫等組成的一種橋涵，他具有可以就地取材，結(jié)構(gòu)堅固、對填土高度和地基承載力的要求較低，同時它的施工簡單、修復(fù)容易的特點使得其成為橋涵中運用最廣泛的一種。蓋板涵一般要求涵身直順，涵底鋪砌密實平整，帽石及一字墻或八字墻平直，無翹曲現(xiàn)象。

1.3拱涵

拱涵也可分為石拱涵和鋼筋混凝土拱涵，拱涵一般左右洞口形式用八字翼墻，洞口與洞身結(jié)合部形式為側(cè)墻。他的特點表現(xiàn)在能夠不要鋼筋，只需少量的水泥和天然的石料就可以完工；結(jié)構(gòu)堅固、承載力大、使用壽命長；而且拱涵的施工技術(shù)簡單，可以節(jié)省施工的成本。

1.4箱涵

箱涵是以鋼筋混凝土或圬工為材料，制作成一個或者多個的矩形的斷面。箱涵在實際應(yīng)用中并不多見，因為他在制作工藝上是非常復(fù)雜的，而且需要大量的鋼筋和水泥，需要投入較多的資金，除此之外施工方面也存在一定的難度，它對于地況的要求非常高。

2公路橋涵設(shè)計與安全性關(guān)系

2.1橋涵在地基承載力方面的設(shè)計與安全性的關(guān)系

地基的承載力需根據(jù)實地的地質(zhì)勘察，對公路橋涵地基的巖土、工程特性指標(biāo)和地基的承載力、橋涵基底的埋置深度以及拱頂?shù)奶钔粮叨鹊冗M(jìn)行計算，按照設(shè)計規(guī)范，提出施工的措施、要求、試驗與鑒定，保證耐久性與安全性。如需局部處理的可直接加深基礎(chǔ)，或換填砂夾卵石、或采用旋噴，CFG等，膨脹土上加墊層，基礎(chǔ)懸空部分用漿砌片石回填等等。

2.2涵洞進(jìn)出水口的設(shè)計與安全性的關(guān)系

進(jìn)出水口的設(shè)計也要與當(dāng)?shù)氐牡匦蜗噙m應(yīng)，測量和設(shè)計都要依據(jù)地形進(jìn)行。需要注意的是，進(jìn)出水口的設(shè)計不能簡單盲目的采用八字墻張角度的方法。另外，施工截水墻時最好要提前設(shè)計砌片石護基，這樣利于取得良好的設(shè)計效果。如果涵洞的設(shè)計位置較為特殊，例如是設(shè)計在非巖石的地基上，那么就要著重考慮洞內(nèi)外的鋪砌長度，而且要重視計算擴散角。灌溉或有側(cè)溝等情況下，路基填方較低時設(shè)倒虹吸管，在地面以上的需加矩形槽，在流速大、縱坡陡的地段設(shè)置急流槽、跌水井等，在端墻外端底部與溝床鋪砌的端部設(shè)置隔水墻措施，在冰凍地區(qū)對端墻與端管節(jié)進(jìn)行整體剛性基礎(chǔ)等。

2.3涵洞孔徑方面的設(shè)計與安全性的關(guān)系

涵洞孔徑的確定是結(jié)合多種因素進(jìn)行，包含地質(zhì)、水流量、河床與進(jìn)出水口的加固形式等。凈空設(shè)計的大小要遵循一個原則，就是水流通過的速度不能對河床和橋涵結(jié)構(gòu)造成沖刷破壞，而且在洪水期要保證孔徑有足夠宣泄洪水的能力。通道式涵洞在確定孔徑的時候要參照最新交通部的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中有關(guān)于凈空的要求。尤其要注意一些高等級公路中，這類公路往往存在較長的涵洞，這樣一來洞內(nèi)的光線會比較差，會給行人和小型車的通行帶來安全隱患，另外也十分不利于養(yǎng)護，因此規(guī)范對這一類的涵洞有特殊的要求，即適當(dāng)加大凈空設(shè)計，或者設(shè)計天窗也可。

2.4涵洞定位方面的設(shè)計與安全性的關(guān)系

設(shè)計涵洞的最終目的是泄洪和減少渦流，因此涵洞設(shè)計的時候要秉承一個原則，那就是盡量不改變原先的灌溉排水系統(tǒng)和原有交通狀態(tài)。如果涵洞的孔徑較大，那么采用鋼筋混凝土框架涵是最為合適的；如果涵洞設(shè)計的地形較為復(fù)雜并且呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)，那么出于改善水流的考慮，要對完全地段進(jìn)行取直，并且根據(jù)實際情況對溝進(jìn)行改造。另外，如果存在兩個河溝，并且河溝的流量也較小、距離尚近，可試著利用排水溝將兩者相連，相連以后的水流量依然不會對路基造成損害，那么就可以采取改溝合并的方式，這樣一來涵洞的數(shù)量便會得到減少，十分利于工程成本的控制。涵位的選取應(yīng)盡量從地下水位較高、地表沖積物較厚的溝壑地段或地基承載力低、填土高的軟土地層移至邊坡穩(wěn)定、土壤密實，地基承載力較高的岸坡處，涵洞的基礎(chǔ)與地基在無法避開軟土等不良地質(zhì)地段時必須進(jìn)行特殊的加固處理，如碎石樁、旋噴樁、換填砂夾卵石等措施。立交橋涵一般采用逢路設(shè)置，特殊情況下，如橋涵的設(shè)置密度過大或道路很密時可以考慮合并或改移。

3提高公路橋涵安全性設(shè)計的措施

3.1增加鋼筋混凝土保護層厚度

首先，混凝土的水灰比、水泥標(biāo)號、強度等級等都對混凝土的耐久性有著直接的影響。在進(jìn)行混凝土配置時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。混凝土保護層是用于保護鋼筋免受腐蝕的重要措施之一，然而混凝土也容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。若混凝土保護層厚度過薄，混凝土碳化后將導(dǎo)致鋼筋裸露在外，從而造成鋼筋表面的鈍化膜受損，從而引起腐蝕。因此加大鋼筋混凝土保護層的厚度可有效防止鋼筋的腐蝕問題。

3.2加強構(gòu)造配筋，控制混凝土裂縫

混凝土裂縫可分為工作裂縫和非工作裂縫，工作裂縫是由于超出正常使用極限狀態(tài)而產(chǎn)生的，而非工作裂縫是由于混凝土配比不當(dāng)或是施工不當(dāng)造成的。在橋涵設(shè)計中必須嚴(yán)格控制非工作裂縫的產(chǎn)生，主要控制方法可采取加強水平放縮鋼筋和箍筋的裂縫控制作用，提高水平防收縮鋼筋的配筋率、合理設(shè)計箍筋的間距可有效控制非工作混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3.3加強橋面鋪裝層的防水設(shè)計

橋面鋪裝層防水效果的優(yōu)劣直接影響著工程安全和結(jié)構(gòu)耐久性。在橋面鋪裝設(shè)置防水層可有效防止橋體結(jié)構(gòu)收到侵蝕。通常橋面鋪裝層采用C30以上等級的混凝土。同時為了防止鋪裝層混凝土出現(xiàn)裂縫，影響鋪裝層的防水效果，混凝土鋪裝層中應(yīng)當(dāng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)。鋪裝層采用復(fù)合纖維混凝土可極大提高其防水效果，在混凝土中加入水泥基滲透結(jié)晶材料也可取得良好的防水效果。同時泄水管道的設(shè)計也非常重要，泄水管道應(yīng)當(dāng)及時排泄橋面的雨水，防止產(chǎn)生積水，防止腐蝕橋面結(jié)構(gòu)。

結(jié)語

綜合上述，公路橋涵的設(shè)計往往受到地況、天氣等條件的影響，給公路橋涵的設(shè)計和施工團隊帶來一定的困難。這就要求設(shè)計師結(jié)合具體的實際情況，多進(jìn)行實地考察，借鑒其他的相關(guān)橋涵的設(shè)計，總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，進(jìn)行全方位的考慮，盡量避免不必要的失誤，確保整個公路的質(zhì)量和安全過關(guān)的同時保證整個工程的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王一飛.淺談高速公路橋涵施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2014，（06）：85-86.

[2]張曉旭.淺談山區(qū)公路橋涵設(shè)計的技術(shù)措施[J].黑龍江科技信息，2015，（01）：166.

[3]趙大偉.淺析公路橋涵設(shè)計與安全性關(guān)系[J].黑龍江科技信息，2014，（05）：204.