公路小橋涵設計問題探究

趙文明 楊晶磊

摘要：經濟的發展帶動了公路交通建設的發展，在公路工程當中，小橋涵的數量占據了全部排水建筑物的一大部分，因此說小橋涵設計的優劣直接影響到公路工程的造價和使用效果。通過大量的實踐經驗表明，提高小橋涵的設計質量，減少施工過程中的設計變更，能夠有效的實現公路的安全性能和經濟性能。下面本文對公路小橋涵設計問題進行分析研究。

關鍵字：公路小橋涵；設計問題

Abstract:The economic development drives?the development?of highway construction,?the?highwayengineering,?the number?of bridge and culvert?occupies amajority of?all the?drainage buildings,?so that the?bridge and culvert?design?will directly affect the?cost?and effect?of highway engineering.?Through a large number of practicalexperience shows that,?to improve the design quality?of bridge and culvert,?reduction of design changes?during construction,?to achieve safe?and economic performanceof?the?highway.?This paper?analyses the?design problems of highway?bridge and culvert.

Keywords:?highway?bridge ;culvert?design problem;

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A文章編號：

在公路的設計過程中，路線會跨越溪溝、溝谷以及人工渠道等，在這些地方都需要設置小橋涵。就每個小橋涵來講，其工程量較小，且施工的費用較低，但是對于整條公路來講，小橋涵的數量則較多，工程量則也較大。對于小橋涵的設計問題則需要認真的分析。

一 小橋涵位置的確定及設計

在對小橋涵位置確定和設計之前，需要對其分類以及特點進行認真的分析，根據施工地的實際情況選擇恰當的小橋涵類型。小橋涵可以從建筑材料及結構型式、涵洞水力性質、涵洞填土高度以及涵洞洞深的型式四個因素去進行分類，其類型的選擇也主要是根據實際的地形地質和水文水利條件決定，所以說小橋涵位置的確定要在明確其最恰當的設計類型之后再進行下一步的工作。

（一）小橋涵位置的確定

要確保小橋涵的設計質量，首先需要明確小橋涵的位置，通常情況下，設計人員在現場能夠一次性的確定小橋涵的位置。在小橋涵施工的過程中存在著設計變更的情況，這其中很大一部分是小橋涵位置上的變更，變更較多的路段將會達到一半以上，設計變更較少的時候是幾米，較多的時候則是幾十米，有的時候還會涉及到跨徑和斜交角度問題，有時候還會和公路結構的型式相關聯。在設計的過程中，小橋涵位置的變更將會影響到整個公路施工進度，尤其是較大的小橋涵，其位置的變更不是設計者一方決定的，需要由業主、設計代表、監理單位和施工單位共同決定的。

（二）小橋涵位置設計問題

在小橋涵位置設計的過程中，經常會遇到受農田水渠控制的小橋涵，因此說在位置選定和設計的過程中需要考慮到各種因素，要對改移水渠進行比較之后進行綜合的確定，且不能夠過分的遷就水渠，尤其是對于一些和路線交角很小的、幾乎能夠達到平行的水渠，小橋涵在設計過程中不得不進行斜交正做時應該引起設計者的格外注意。

對于彎曲的河流，當河岸較為穩定的時候，設計時可以考慮順著溝渠的方向設置彎涵，并且設計時不需要過分的修建直線涵洞。對于高填土的涵洞，在設計的過程中需要充分的考慮施工地的地形和地質條件。當山坡上的地質條件狀況較為良好的時候，可以和設置在溝底相比較之后進行確定，這樣能夠確保設計的精確性和安全性。

對于一些通道來說，對小橋涵位置的確定和設計工作更要謹慎。設計之前要確定要小橋涵的位置、跨徑、設計的樣式以及修成之后對生產生活產生的影響，并且在設計的過程中要權衡利弊，作出恰當的設計選擇，在適當的情況下或者是必要的狀態下可以邀請業主、政府以及小橋涵的設計者進行綜合的討論，決定小橋涵最終的設計位置和設計方案。

二 小橋涵的孔徑和結構設計

在對小橋涵的孔徑進行設計的過程中需要對其進行精確的計算，孔徑計算時按照水力學中的寬頂堰進行計算，涵洞孔徑則按照前水深是否會淹沒洞口和進水口建筑形式，判別水力圖式，之后再根據判別的水力圖式相應的經驗公式去計算小橋涵的孔徑，在計算的過程中需要盡量做到精確。在進行倒虹吸水力計算的時候，可以先假設涵身過水斷面的幾何尺寸，之后再根據上下游的水位差計算出小橋涵能夠通過的流量，要保證計算的誤差控制在10%以內，這樣才能夠確保設計的精確性。

在小橋涵結構設計的過程中，需要在小橋涵結構內部受力分析計算的基礎上進行，并且要按照承載能力的極限狀態和小橋涵正常的使用極限狀態最終確定其結構受力構件的大小以及聯結的方式，之后再根據這些承受能力和荷載情況檢驗小橋涵構件的強度以及穩定性能，并且對小橋涵的剛度以及裂縫等問題進行分析研究。

三 小橋涵的臺背設計

小橋涵的臺背處理問題一直是其設計過程中重點關注的問題，近年來對于小橋涵臺背的處理問題沒有得到恰當的處理，尤其是高等級公路的大量修建，對于小橋涵臺背處理問題越來越受到關注。在經濟發展的帶動下，交通運輸業獲得了飛速的發展，車速在提升，在這個過程中小橋涵的密度也在加大，這樣汽車在行駛的過程中將會出現顛簸和搖晃的狀態，不利于行車的安全性。很多公路路段對于小橋涵臺背的設計存在缺陷，臺背的填土沒有完善處理，使得公路在通車之后大部分的小橋涵將會產生橋涵頭跳車的現象，使得小橋涵的設計不得不重新進行，這樣既影響了交通的通達性，也會增加施工的成本。

在重新設計的過程中，為了避免跳車的現象，設計時需要重點考慮到公路地基地面的實際情況，公路填料以及施工設計方案等方面也要進行認真的分析，且需要從主觀方面重視起來，為小橋涵臺背的設計打下堅實的主觀基礎。

四 小橋涵地基承載力及基礎設計

小橋涵地基承載力的設計問題在其設計的整個環節中起到了至關重要的作用，但是很多工程對于這一問題沒有很好的解決，使得小橋涵的位置和結構發生了變化，不能夠很好地滿足公路交通通行的需求，設計問題的不合理還影響到了施工的進程，延誤工期，造成了不良 的影響。

通常情況下，小橋涵設計的核心在于對其基礎的設計，基礎設計的正確與否和小橋涵整體設計的成敗有著緊密聯系，為了能夠保證小橋涵設計的質量，設計者在進行基礎設計的過程中需要注意以下幾點。

首先需要從思想上提升對基礎設計的重視程度，設計之前對各種資料進行認真的分析研究，設計多重方案進行對比，并進行技術交底工作，實現優化設計的理念，為今后的施工建設奠定基礎。除此之外，隨著高等級公路的建設，高填方涵洞的數量也越來越多，因此說小橋涵對于地基的承載能力的要求也在逐漸的提升，尤其是對于一些不良地段，在設計時一定要進行認真分析，從思想上實現根本性的轉變。

其次需要改變傳統的設計方式，擯棄之前依靠液性指數以及孔隙比等查表法確定地基承載能力的方式，要運用現代化的設計手段提升設計的精準度和設計的效率。在此基礎上要對已經存在橋涵構造物的地基和基礎資料進行分析研究，并運用現代化的原位測試方式進行測量，為今后的設計提供充足且準確的數據支持。

最后需要進一步的提升設計者的知識水平和設計技能，改變之前小橋涵地基承載力和基礎設計人才缺乏的局面，進一步提升設計質量。

五 小橋涵圖紙設計的其他注意事項

小橋涵在設計的過程中需要按照實際情況中的橋繪制出縱剖面圖、平面圖以及橫斷面圖，并且和小橋涵設計的相關細部圖紙，設計者都需要認真的繪制，保證圖紙的設計符合公路小橋涵設計的需要。

對于小橋涵涵洞的設計，則可以按照通用圖加涵洞細部構造圖的模式進行，在圖中需要明確注明原地面線、小橋涵中各部位的尺寸以及標高，同時要提供相關的設計資料，以確保今后施工過程中的精準度。

結束語：在公路設計的過程中，小橋涵的設計占據了十分重要的地位，其設計的好壞和公路的運行狀況有著密切關系。本文就以公路小橋涵設計問題為出發點，從五個方面進行分析論述，突出在設計的過程中需要根據實際情況進行，并且要按照設計要求進行設計，充分發揮小橋涵的作用。希望本文的論述能夠為小橋涵的設計者提供借鑒。

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