山區(qū)高速公路橋涵設計探析

王清濤

【摘 要】 由于山區(qū)地段的高速公路地形條件復雜，與平原地區(qū)相比，山區(qū)高速公路建造橋涵時其勘察設計施工等都不盡相同。本文在積累了以往山區(qū)高速公路橋涵勘察設計經驗的基礎上，針對山區(qū)不同的植被、地形、地質、地貌及水文等特點提出了在山區(qū)高速公路設計橋涵的特點和基本原則。

【關鍵詞】 山區(qū)高速公路；橋涵；設計

1 引言

目前在我國平微區(qū)已基本形成高速路干線，但是山區(qū)高速公路則處于剛剛起步階段。橋涵是否設置恰當，與工程造價及路基的穩(wěn)定相關聯。尤其是在地勢條件險峻復雜的山區(qū)，橋涵設計與施工是高速公路建設中的重要環(huán)節(jié)。

2 山區(qū)高速公路段橋涵構筑物的布置特點

山區(qū)高速公路所處地形一般為地形起伏復雜的深谷溝壑區(qū)域。構筑物的布設易受到山區(qū)地質地形、植被狀況和氣候條件、地質災害、溪（河）流水位不恒穩(wěn)定等的限制影響，因此橋涵的設計需綜合考慮各種影響因素。山區(qū)橋涵主要呈現以下特點：

（1）谷溝地段多呈V形或U形谷，在同一座橋梁設計中，相鄰橋墩的高度差異往往比較大，導致橋梁上部構造變形、下部構造承載等差異較大，在選擇上部構造結構形式和橋墩形式時應予以重視。

（2）由于地形條件復雜，并且高速公路多以彎線形式為主，從而產生了大量的彎橋。因此在設計平面時應注意公路的平面線形、橋面凈寬等可以引起橋面排水的問題。

（3） 由于地形的限制，山區(qū)高速公路往往要考慮橋隧的直接相連，因此要注意隧道洞口基礎與橋臺之間的協調關系，在允許的情況下應避免相互干擾，在設計時應結合隧道洞口基礎和橋臺基礎進行整體設計。

（4）山區(qū)的高速公路段，在路線主線上一般不推薦采用具有局限性的圓管涵（由于圓管涵涵底流量、縱坡、施工條件等），多以拱涵、鋼筋混凝土蓋板為主，在設計中應根據橫向地形狀況合理選擇進出口形式、涵位、涵底縱坡及基礎處理形式。

3 橋涵布置的基本原則

3.1 總體布置

（1）山區(qū)高速公路橋涵的選址應根據地質、地形、水文條件等，結合全路段的排水系統情況，布置合理，達到排水泄洪的目的。

（2）為確保橋涵基礎的穩(wěn)定，小橋涵一般要設在地質條件良好、地形有利、河床水位穩(wěn)定的位置上延線線形布。同時要避免因橋涵的位置選擇不當而引起的沖毀路基、排洪不暢、積水淹田等不良后果。

（3）小橋涵縱軸線走向應盡可能地與洪水主流方向相垂直。當路線方向與洪水水流方向不垂直時，宜采取斜交布置的方式，來避免形成對橋涵洞口及基礎和路堤產生沖刷的較嚴重的渦流現象，同時保證泄洪暢通。

（4）山口沖積扇平原地區(qū)，應設置小橋涵。兩積扇間的洼地，也應該布置小橋涵。

（5）農灌區(qū)的布設方式應使小橋涵與農田排灌系統相結合，不應降低原有的排灌功能而改變原有的系統。

（6）在截水溝地段，應將橋涵洞設置在截水溝排水出口位置，以避免水流較長對路基產生沖刷危害。

3.2 平面布置

（1）為了減少橋臺由于水流而產生的沖刷作用，小橋涵最好選擇在水流平緩、河道順直段的位置。

（2）在暴雨集中、降雨量大、植被稀疏的山區(qū)地段公路小橋涵一般應設計為一溝一涵。

（3）在不影響上游河流的泄洪暢通的情況下，在較平坦地勢，間距很近的兩溝，面積不大的匯水區(qū)，具備溝通合并的條件的區(qū)域，通過技術經濟比較后，方可對兩溝進行合并設涵，但要注意做好河溝相鄰排水溝的連接及路基防護工作。

（4）當由于路基的填土較高，原溝的底縱坡較陡，不宜沿溝設置橋涵的，可進行移位，改在邊坡的一側設置。

（5）對于具有雞爪形山面的路段的無明顯溝谷的，或者一側匯水面積較大的坡面，須在適當的位置布設橋涵。

（6）由于山區(qū)暴雨洪水的流速快，匯集快，水勢兇猛，為確保路基安全，雖無明顯溝壑處也要每隔300米左右設置涵洞，避免由于路基內側邊溝集水過大、過深，需將內邊溝水引出，防止外側邊坡被沖毀。

3.3 立面布置

山區(qū)高速公路橋涵立面布設要與地質、地形、水文、路線要求相結合來確定，做到基礎穩(wěn)、進口順、出口不落空，同時滿足設計流量，做到水流順暢。

3.3.1 緩坡橋涵的設計

當沖溝、天然河谷的坡度較緩時，山區(qū)高速公路橋涵根據實際地形，按照較小緩坡向上游延伸設置橋涵底鋪砌。如果河流容易產生較大的沖刷，為保證原溝沖刷后橋涵底面不高于河床，可以將橋涵底面鋪砌在原溝底標高基礎上適當進行降低。

當沖溝、天然河谷的坡度較陡時，而通過緩坡方式設置橋涵基礎時，常用方法有：

① 涵底臺階式布設、涵底砌石處理。

②調整涵洞的方向。

③在進口處開挖護砌。

④洞口進行懸空處理。

3.3.2 陡坡橋涵的設計

當依據地質條件必須設置成陡坡涵時，要充分利用地形與地質條件，做到結構穩(wěn)定、經濟節(jié)約。對于弱風化地基或土質地基河溝，可設計為斜置式陡坡。當然設計涵洞不一定要拘泥于形式，要根據實際情況靈活運用。

4 結束語

在山區(qū)高速公路段進行橋涵的設計，由于受地質、地形等的影響，必須在與實地聯系的基礎上，進行設計方案的反復比較。橋涵位置的選取除了要考慮地理特征的影響外，還要考慮進出口形式對縱面的影響、整體協調性對平面的影響及涵底鋪砌縱坡的調整。另外，橋涵運營后的加固與養(yǎng)護也要加以考慮。只有全方面考慮了各種因素的影響，才能確保橋涵設計的經濟性與安全性。

參考文獻

[1] 葉維強，胡靜靜 淺談山區(qū)高速公路小橋涵設計[J]. 山西建筑.

[2] 陳濤. 山區(qū)高速公路橋涵等構造物勘察設計綜述[C]. 山區(qū)高速公路、橋梁、隧道關鍵技術研討會論文集.

[3 何松濤，靳敏超. 山區(qū)高速公路小橋涵設計研究[J]. 國外建材科技.

[4] 陳湛杏，趙恒新，陳希安. 山區(qū)高速公路小橋涵設計與施工[J]. 公路與汽運.