明光市嘉山路拓寬改建工程中的涵洞改造設計

劉斌

摘 要：文章依托工程設計實踐，對明光市嘉山路拓寬改建工程中的涵洞改造設計，進行分析了闡述探討、總結(jié)。

關鍵詞：涵洞設計；箱涵接長；拆除拱涵新建雙管涵；拆除蓋板涵新建四孔箱涵；接長單側(cè)單孔箱涵+新建單側(cè)單孔箱涵

中圖分類號：U418.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）30-0169-02

1 概 述

嘉山路拓寬改建工程沿目前的老104國道走向，起點為池河大橋，終點為遠翔學校，全長8 581.854 m。道路等級為城市主干路，設計速度為：50 km/h，設計荷載：城-A級。

本道路現(xiàn)有4座涵洞，其中涵洞A為箱涵，涵洞B為拱涵，涵洞C為蓋板涵，涵洞D為單孔箱涵，分別如圖1、圖2、圖3和圖4所示。本次設計采用對原有涵洞接長或者新建的處理方式。

2 過水涵洞設計原則

①涵洞布設應貫徹“以人為本”的建設思想，原則上保持溝渠的自然狀態(tài)，涵洞交角宜順其自然溝渠走向，不得大面積強行改溝、改渠

②涵洞結(jié)構(gòu)型式的選擇，本著因地制宜、利用地形、方便施工的原則，根據(jù)匯水面積大小、設計流量大小、使用性質(zhì)、地質(zhì)情況、填土高度以及地基承載力的不同，可選用鋼筋混凝土圓管涵、蓋板涵、箱涵和拱涵。

③在一般地質(zhì)情況下，設計流量較小時一般選擇圓管涵，考慮檢修方便也選擇2×2 m跨徑的蓋板涵洞。設計流量較大時一般選擇蓋板涵洞，在基底應力滿足設計要求的情況下盡量選擇分離式基礎；在基底應力不滿足設計要求的情況下應采用基礎處理與整體綜合比選后擇優(yōu)采用。

④軟基路基或地質(zhì)條件較差路段，設計流量較小時一般選擇圓管涵洞，考慮檢修方便也可選擇2×2 m跨徑的箱涵。設計流量較大時，宜選用鋼筋混凝土箱涵。涵頂填土高度需控制在0.5～6 m，涵洞盡量按正交布置。

⑤安徽省地區(qū)降水時間多、強度大，在工程造價增加不多的情況下，建議圓管涵的孔徑宜大于等于1.5 m。

⑥在填土高度和排水均滿足的條件下，涵洞一律采用暗涵。

⑦當涵洞地基承載力不滿足設計要求，對涵洞地基進行加固處理時，地基加固后的模量不宜過高，在滿足地基承載力要求的基礎上，應盡量采用柔性的地基處理方法。

同時，地基加固的寬度應延伸至基底以外一定的范圍。過強的地基處理不但浪費工程費用，還會增大涵洞位置路基與涵洞的沉降差異，造成行車跳車現(xiàn)象，增大涵洞頂面填土土壓力集中系數(shù)，影響涵洞結(jié)構(gòu)安全。

3 主要設計參數(shù)

3.1 技術(shù)標準

①設計基準期：100年；

②汽車荷載：城-A級；

③設計安全等級：三級；

④環(huán)境類別：I類（一般環(huán)境）；

⑤環(huán)境作用等級：C級。

3.2 荷 載

3.2.1 恒 載

涵頂恒載計算填土土柱重量，按新填土情況計算，對涵洞的豎向和水平壓力分別乘以K、λ系數(shù)，填土重力密度為

19 kN/m3，回填土內(nèi)摩擦角為30 °，回填砂內(nèi)摩擦角為35 °；砼（片石砼）重力密度為25kN/m3，鋼筋混凝土重力密度26 kN/m3；豎向土壓力集中系數(shù)K，按《公路涵洞設計細則》JT/T 65-04-2007中表9.2.2進行計算。

3.2.2 活 載

計算采用車輛荷載，活載按30 °擴散分布；由于涵頂填土高度≥0.5 m，故不計活載沖擊效應。對于填土大于8 m的涵洞，車輪荷載作用范圍按照30°角向下擴散，到達涵頂?shù)漠斄客翂毫苄。虼颂钔链笥? m的涵洞不考慮車輛荷載產(chǎn)生的豎向力河汽車土側(cè)壓力。箱涵的箱內(nèi)外溫差變化取±15 °C。

4 涵洞設計方案

4.1 涵洞A（箱涵接長）

涵洞A現(xiàn)狀為斷面5.5×3.5 m的箱涵，其滿足荷載要求。故采取原箱涵斷面接長處理， 左右幅均接長6 m，箱涵板厚55 cm，洞口采用漿砌塊石八字墻，基礎采用10 cmC15素砼墊層+90 cm毛石混凝土墊層。洞口鋪砌采用40 cmM10漿砌塊石+10 cm碎石墊層。如圖5所示。

4.2 涵洞B（拆除拱涵新建雙管涵）

涵洞B現(xiàn)狀為拱涵，由于原管涵已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有荷載要求，故拆除拱涵新建直徑2m雙管涵，設計流量滿足設計要求，洞口采用鋼筋混凝土翼字墻。洞身斷面圖，如圖6所示。洞口斷面圖，如圖7所示。

4.3 涵洞C（拆除蓋板涵新建四孔箱涵）

涵洞C現(xiàn)狀為蓋板涵，由于現(xiàn)狀蓋板涵斷面流量不能滿足河道設計流量要求，故拆除蓋板涵新建四孔箱涵，箱涵尺寸采用4孔5x3 m，C30鋼筋混凝凝土翼墻。基礎采用10 cmC15素砼墊層+90 cm毛石混凝土墊層。洞口鋪砌采用40 cmM10漿砌塊石+10 cm碎石墊層。如圖8所示。

4.4 涵洞D（接長單側(cè)單孔箱涵+新建單側(cè)單孔箱涵）

現(xiàn)狀涵洞D為單孔4x2.2 m箱涵，本次箱涵D設計分為箱涵A和B兩部分，箱涵A為新建箱涵（4x2.2 m），箱涵B為原有箱涵（4x2.2 m）接長，箱涵A與B中線平行，兩箱涵間設置沉降縫，箱涵A與B整體共同設置C30鋼筋混凝土翼墻。箱涵地基承載力特征值[fak]=100 kPa。如圖9所示。

5 結(jié) 語

明光市嘉山路涵洞改造設計，包含了大部分老路涵洞改造方案的處理方式，綜合考慮了經(jīng)濟性、技術(shù)可行性等綜合因素。該道路的建設，將對繁榮明光市建設有著十分重要的意義。

參考文獻：

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[2] JTG D60-2015，公路橋涵設計通用規(guī)范[S].

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