公路橋涵設計與安全性關系

沈慶海+莊鵬

摘要：對于公路建設工程來說，橋涵的設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計與安全性，致力于提高設計、建設質量，保證公路建設質量。本文分析了公路橋涵設計與安全性的關系，并提出了設計中應該注意的問題，最后闡述了提高山區公路橋涵安全性設計水平的措施。

關鍵詞：公路橋涵；設計；安全性；關系

引言

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

1橋涵的類型

根據不同的地質條件，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

圓管涵一般在農田的灌溉和農村公路排水中應用的比較多，它的構造相對來說比較簡單，制作工藝簡單；成本較低；力學能力好；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象發生，十分影響橋路基的穩定性。

1.2蓋板涵

蓋板涵是由蓋板、臺帽、涵臺、基礎和伸縮縫等組成的一種橋涵，他具有可以就地取材，結構堅固、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，洞口與洞身結合部形式為側墻。他的特點表現在能夠不要鋼筋，只需少量的水泥和天然的石料就可以完工；結構堅固、承載力大、使用壽命長；而且拱涵的施工技術簡單，可以節省施工的成本。

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。箱涵在實際應用中并不多見，因為他在制作工藝上是非常復雜的，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公路橋涵設計與安全性關系

2.1橋涵在地基承載力方面的設計與安全性的關系

地基的承載力需根據實地的地質勘察，對公路橋涵地基的巖土、工程特性指標和地基的承載力、橋涵基底的埋置深度以及拱頂的填土高度等進行計算，按照設計規范，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，或換填砂夾卵石、或采用旋噴，CFG等，膨脹土上加墊層，基礎懸空部分用漿砌片石回填等等。

2.2涵洞進出水口的設計與安全性的關系

進出水口的設計也要與當地的地形相適應，測量和設計都要依據地形進行。需要注意的是，進出水口的設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計砌片石護基，這樣利于取得良好的設計效果。如果涵洞的設計位置較為特殊，例如是設計在非巖石的地基上，那么就要著重考慮洞內外的鋪砌長度，而且要重視計算擴散角。灌溉或有側溝等情況下，路基填方較低時設倒虹吸管，在地面以上的需加矩形槽，在流速大、縱坡陡的地段設置急流槽、跌水井等，在端墻外端底部與溝床鋪砌的端部設置隔水墻措施，在冰凍地區對端墻與端管節進行整體剛性基礎等。

2.3涵洞孔徑方面的設計與安全性的關系

涵洞孔徑的確定是結合多種因素進行，包含地質、水流量、河床與進出水口的加固形式等。凈空設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構造成沖刷破壞，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標準，其中有關于凈空的要求。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護，因此規范對這一類的涵洞有特殊的要求，即適當加大凈空設計，或者設計天窗也可。

2.4涵洞定位方面的設計與安全性的關系

設計涵洞的最終目的是泄洪和減少渦流，因此涵洞設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和原有交通狀態。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；如果涵洞設計的地形較為復雜并且呈現彎曲狀態，那么出于改善水流的考慮，要對完全地段進行取直，并且根據實際情況對溝進行改造。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，這樣一來涵洞的數量便會得到減少，十分利于工程成本的控制。涵位的選取應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定、土壤密實，地基承載力較高的岸坡處，涵洞的基礎與地基在無法避開軟土等不良地質地段時必須進行特殊的加固處理，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置，特殊情況下，如橋涵的設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、水泥標號、強度等級等都對混凝土的耐久性有著直接的影響。在進行混凝土配置時，應當嚴格遵循相關規范進行。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碳化現象。若混凝土保護層厚度過薄，混凝土碳化后將導致鋼筋裸露在外，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而產生的，而非工作裂縫是由于混凝土配比不當或是施工不當造成的。在橋涵設計中必須嚴格控制非工作裂縫的產生，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、合理設計箍筋的間距可有效控制非工作混凝土裂縫的產生。

3.3加強橋面鋪裝層的防水設計

橋面鋪裝層防水效果的優劣直接影響著工程安全和結構耐久性。在橋面鋪裝設置防水層可有效防止橋體結構收到侵蝕。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裂縫，影響鋪裝層的防水效果，混凝土鋪裝層中應當設置鋼筋網。鋪裝層采用復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晶材料也可取得良好的防水效果。同時泄水管道的設計也非常重要，泄水管道應當及時排泄橋面的雨水，防止產生積水，防止腐蝕橋面結構。

結語

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

參考文獻：

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