高速公路小橋涵設(shè)計分析

李傳亮

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 高速公路小橋涵種類分析

在高速公路施工中，小橋涵的種類有很多種：第一，石拱涵，在山區(qū)高速公路施工中，一般采用石拱涵設(shè)計形式，在實際施工過程中，不僅原材料取材方便，而且凈空較大，能夠通過較大流量的洪水，另外，石拱涵的跨度較大，結(jié)構(gòu)硬度較大，因此，石拱涵能夠承受較大的荷載，但是，需要注意的是，在石拱涵實際施工中，對于地基承載能力的要求比較高，并且施工周期較長，施工工藝復(fù)雜程度比較高。第二，圓管涵，在農(nóng)田灌溉區(qū)域小橋涵施工中，圓管涵較為常見，圓管涵的結(jié)構(gòu)形式比較簡單，并且工程造價交底，在預(yù)制施工以及運(yùn)輸方面均比較便捷，但是需要注意的是，圓管涵也有一定的應(yīng)用缺陷，其能夠通過的水量比較少，因此，如果對于防水性的要求比較高，則可能會造成橋涵漏水，同時還會對高速公路路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不良影響。第三，蓋板涵，蓋板涵綜合了上述兩種橋涵的應(yīng)用優(yōu)點，不僅施工取材方便，施工工藝簡單，同時，對于橋梁工程地基承載能力的要求不高，因此，被廣泛應(yīng)用于高速公路施工中。第四，箱涵，在高速公路橋涵施工中，如果施工區(qū)域地質(zhì)為軟土地基，則可以采用箱涵設(shè)計形式，但是，其施工成本較高，并且施工工藝復(fù)雜程度也比較高。第五，涵式橋，涵式橋是一種新型橋涵設(shè)計形式，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境施工中，可以采用涵式橋設(shè)計形式，其能夠保證良好的通行能力，同時排水性能也比較高，同時，在山區(qū)高速公路施工中，其還能夠有效解決高填深挖的問題，有利于提升橋涵施工質(zhì)量。

2 高速公路小橋涵設(shè)計原則

2.1 安全性設(shè)計原則

在各個生產(chǎn)領(lǐng)域，安全生產(chǎn)管理已經(jīng)成為十分重要的管理內(nèi)容，因此，在進(jìn)行高速公路橋涵設(shè)計建設(shè)中，也必須保證橋涵設(shè)計的安全性。高速公路安全性會直接 影響其使用效益，因此，只有保證工程設(shè)計方案的安全性，才能夠保證橋涵施工的順利進(jìn)行。我國地質(zhì)條件十分復(fù)雜，在進(jìn)行高速公路施工過程中，可能會面臨山區(qū)地質(zhì)、軟土地質(zhì)、巖溶地質(zhì)等地質(zhì)環(huán)境，只有充分考慮橋涵設(shè)計的安全性，才能夠保證高速公路施工的順利進(jìn)行，提升工程項目建設(shè)效益。

2.2 可行性設(shè)計原則

橋涵設(shè)計方案的可行性會直接影響其施工能否順利進(jìn)行，對此，在進(jìn)行橋涵設(shè)計時，需要綜合考慮施工區(qū)域環(huán)境因素以及人為因素，具體而言，首先，進(jìn)行橋涵勘測設(shè)計，得到勘測所得數(shù)據(jù)，綜合考慮高速公路運(yùn)行過程中橋涵需要承受的荷載進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，避免對高速公路運(yùn)行質(zhì)量造成不良影響。其次，小橋涵設(shè)計和施工對于物料的要求比較高，對此，在施工原材料的選擇方面，不僅需要考慮工程建設(shè)需要，同時還應(yīng)該盡量降低施工成本。最后，在進(jìn)行高速公路小橋涵設(shè)計過程中，還應(yīng)該綜合考慮施工區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施，包括電力線路、通信線路等等。

2.3 經(jīng)濟(jì)性設(shè)計原則

在進(jìn)行高速公路小橋涵設(shè)計過程中，不僅需要保證工程設(shè)計方案的可行性，保證橋涵施工的安全性，同時還應(yīng)該堅持經(jīng)濟(jì)性設(shè)計原則，盡量降低施工成本。具體而言，在進(jìn)行橋涵設(shè)計過程中，需要綜合考慮施工材料成本、工程設(shè)計成本以及施工人員成本因素，對各類資源進(jìn)行優(yōu)化配置。在施工材料的成本控制方面，應(yīng)該堅持因地制宜原則，盡量降低施工材料所需成本；在設(shè)計成本控制方面，應(yīng)該綜合考慮高速公路所在區(qū)域地質(zhì)條件，盡量避免橋涵通過難度較大的地形；另外，在人力資源控制方面，需要綜合考慮工程項目工期要求合理安排人力資源，盡量降低施工成本。

3 高速公路小橋涵設(shè)計優(yōu)化對策

3.1 選擇高速公路小橋涵洞口位置

高速公路橋涵設(shè)計具有一定的特殊性，在橋涵軸線設(shè)計以及排水系統(tǒng)設(shè)計時，必須保證橋涵軸線能夠與水流角度保持垂直狀態(tài)。在高速公路橋梁工程設(shè)計中，應(yīng)該盡量將其設(shè)置在河道較寬闊的位置，要求橋梁工程地基具有較高的穩(wěn)定性。如果河流的寬度比較小，或者河流的分支比較多，則應(yīng)該注意結(jié)合高速公路建設(shè)實際情況，對河流給予一定的堵塞防護(hù)措施，在此過程中，還應(yīng)該注意避免對橋梁施工環(huán)境造成不良影響。

3.2 合理布設(shè)小橋涵路線

在高速公路小橋涵設(shè)計中，路線選擇至關(guān)重要，在山區(qū)高速公路設(shè)計中，對于路線的平直性要求比較高，而線形設(shè)計容易受到地質(zhì)條件因素的限制，在進(jìn)行高速公路小橋涵設(shè)計過程中，必須保證橋涵與路線設(shè)計保持一致。另外，路線設(shè)計位置還會對高速公路橋梁施工規(guī)模產(chǎn)生較大影響，如果需要沿河設(shè)置橋梁工程，采用高線位，則會造成設(shè)計高程提高，有利于避免受到洪水災(zāi)害的影響，在這種情況下，應(yīng)該注意適當(dāng)增加路路基設(shè)計，減少小橋涵布設(shè)數(shù)量，而如果采用低線位，則應(yīng)該多設(shè)置路基和小橋涵工程。

3.3 橋涵水毀設(shè)計

對于橋涵水毀現(xiàn)象，需要注意在小橋涵設(shè)計過程中，綜合考慮高速公路橋涵所在地質(zhì)環(huán)境，采用有效的防護(hù)措施。在進(jìn)行高速公路橋涵勘查和設(shè)計過程中，還應(yīng)該注意綜合考慮橋涵進(jìn)出口洞的大小。最后還應(yīng)該注意，對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)勘查，如果施工環(huán)境地質(zhì)條件比較差，則需要采用特殊處理措施，在土方開挖施工中，采用分層開挖方式，保證水流的正常流動。

3.4 半坡涵設(shè)計

(1)填土路基要求高，不允許存在較大的不均勻沉降。在具體的施工過程中，路基施工與橋涵施工分屬于不同的施工單位，施工難度較大，需要設(shè)計人員在設(shè)計時對此種因素進(jìn)行充分的考慮。除此之外，在設(shè)計的文件中也應(yīng)該包括對填筑材料、填筑后的空隙率、填筑標(biāo)高等有一個明確的標(biāo)注，確保后期施工單位能夠?qū)λ媾R的問題有理可查、有據(jù)可依。(2)小橋涵進(jìn)口一定要與原坡順接。小橋涵設(shè)計中應(yīng)該加強(qiáng)對涵底的鋪砌處理，如果有必要，也可以對原坡進(jìn)行一定的整形或者是部分的砌石防護(hù)，這樣才能夠充分的確保原地表能夠在涵洞中進(jìn)行全部的集束。(3)采取有效措施進(jìn)行涵洞的沉降縫及防水處理。

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