高速公路匝道圓曲線上的涵長變更計(jì)算

摘要：高速公路匝道施工彎道半徑往往比較小，用傳統(tǒng)涵長計(jì)算公式計(jì)算涵長，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)有缺陷，文章從理論上分析其原因。

關(guān)鍵詞：高速公路匝道 圓曲線 涵長變更計(jì)算

1 概述

在高速公路互通立交匝道施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斜交涵洞，而由于地理環(huán)境復(fù)雜等原因，經(jīng)常會(huì)變更，這時(shí)就會(huì)涉及到斜交涵洞的計(jì)算問題，而由于施工單位缺乏設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)常通過傳統(tǒng)涵長計(jì)算公式計(jì)算，而經(jīng)實(shí)際施工，當(dāng)時(shí)不能發(fā)現(xiàn)是否偏位，等填土填到一定高度后，才發(fā)現(xiàn)一邊短一邊長的實(shí)際情況，給施工單位造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

通常遇到這種實(shí)際情況時(shí)，都認(rèn)為是涵洞施工放樣失誤或者路基放樣錯(cuò)誤，后來經(jīng)過認(rèn)真地、反復(fù)地檢查、校核，無法發(fā)現(xiàn)放樣錯(cuò)在哪兒。

傳統(tǒng)涵長計(jì)算公式為：L=(B+m*H)/(cosθ±m(xù)*i0±m(xù)*i1*sinθ)

式中字母含義：B—路基的寬度、H——涵頂填土高度、m——路基邊坡的坡度值、i0——涵底縱坡、i1——路基縱坡。

傳統(tǒng)涵長計(jì)算公式經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐，證明是對(duì)的。后來經(jīng)過幾個(gè)高速路的實(shí)踐，研究分析發(fā)現(xiàn)，主要原因是匝道上半徑偏小，按照涵洞傳統(tǒng)計(jì)算公式計(jì)算，只會(huì)造成彎道內(nèi)側(cè)偏短，外側(cè)偏長的實(shí)際情況發(fā)生。在這里，我舉一個(gè)我們在一條高速公路互通立交匝道施工中遇到的一個(gè)涵洞例子，以說明在匝道圓曲線上的斜交涵長計(jì)算方法，供有志者分享。

2 實(shí)例分析

該涵洞為φ1.5m圓管涵，壁厚16cm，左右路基寬各7.75m，斜交35°，涵底縱坡i1=2%，路面縱坡i2=3.2%，邊坡1：1.5，彎道半徑R=90m。其斷面圖如下：

按照傳統(tǒng)涵長公式計(jì)算，其涵長為：

L左1={7.75+[85.600-(74.625+1.5+0.16)]*1.5}/(cos35°-2%*1.5+3.2%*1.5*sin35°)

L左1=26.598m

L右1={7.75+[84.820-(74.625+1.5+0.16)]*1.5}/(cos35°+2%*1.5-3.2%*1.5*sin35°)

L右1=25.015m

經(jīng)實(shí)際放樣后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)（右）偏短，外側(cè)（左）偏長，具體經(jīng)分析，重新計(jì)算后，如下：

畫圖，以O(shè)為圓心，A為中心樁號(hào)，左側(cè)路基寬FA移到CO上（CE=FA），右側(cè)路基AG移到DO上（DB=AG），E、A、D為路基中心線上的點(diǎn)，則

OB=90-25.015*cos35°=69.509

OC=90+26.598*cos35°=111.788

OA=R=90

則△ABO中，L右=AB=69.509/sin35°*sin[arcsin(90*sin35°/69.509)- 35°]=27.176m

△ACO中，L左=ＡＣ＝１１1.788/sin35°*sin[35°-arcsin(90/111.788*sin35°)]=25.431m[1]

則通過計(jì)算，左側(cè)涵長L左應(yīng)為25.431m，右側(cè)涵長L右應(yīng)為27.176m

3 結(jié)語

通過計(jì)算結(jié)果分析，按傳統(tǒng)涵長計(jì)算公式計(jì)算，則實(shí)際左側(cè)涵長長△L左= L左1- L左=26.598-25.431=1.167m。

右側(cè)涵長短△L右=L右1-L右=25.015-27.176=-2.161m。

可見，涵洞在彎道上等于向彎道內(nèi)側(cè)偏移了一段距離。至于偏移多少，應(yīng)和半徑大小、斜交角度、路基寬度、邊坡坡度、填土厚度、路基縱坡及涵底縱坡都有一定的關(guān)系。在匝道上涵洞的實(shí)際施工中，如不注意涵長的計(jì)算是否符合整個(gè)路基的實(shí)際情況，一則導(dǎo)致施工單位無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失，二則影響施工單位的名譽(yù)，所以，匝道上斜交涵長計(jì)算一定要引起施工單位的足夠重視。

在其他類似的道路涵洞施工中，以上涵長計(jì)算方法提供了相關(guān)的解決思路，可以作為參考的解決辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]小半徑彎道內(nèi)斜交涵的涵長計(jì)算.筑龍網(wǎng).

作者簡介：

劉和春，出生年份：1966年，男，籍貫：安徽巢湖，主要研究方向：測量及路橋工程方面。