談山區公路小橋涵設計原則和優化對策

安 玉 芳

(晉中公路分局勘測設計所，山西 晉中 030006)

0 引言

改革開放四十年來，我國經濟突飛猛進。伴隨經濟發展起來的公路網絡，如今也是四通八達。要致富，先修路，已成為了大家的共識[1]。現階段，我國平原公路網絡已基本形成，而山區公路，由于復雜的地理位置環境的制約，一直發展緩慢。但占據我國國土大部分面積的山區，大力發展公路也成為不可逆轉的趨勢。現有研究表明，在山區公路的修建過程中，小橋涵占有非常大的比例[2]。可見，對山區公路修建過程中小橋涵進行合理設計是山區公路快速發展的一個重要環節，其設計修建的合理與否直接關系到山區公路的質量、造價以及后期的安全運行[3]。然而，山區地理環境復雜，崎嶇、溝壑、陡坡、大山等隨處可見，直接增加了山區公路設計修建的難度。因此，科學合理的對小橋涵進行設計修建的作用顯得極為重要。

隨著我國經濟的高速發展，對于交通方面的要求也不斷提高，由于我國國土較為遼闊，河流湖泊眾多，由此可見，山區公路的修建成為未來我國公路建設的方向。山區公路建設不同于平原公路建設，常須在河流區、溝壑地帶修建小橋涵，其是山區公路建設的一個核心環節。然而，小橋涵的設計一直是我國山區公路建設中一個棘手的問題，如何經濟有效、高質量的建設山區公路小橋涵一直是眾多專家學者、橋梁工程師們所關注的。

1 山區公路小橋涵的設計原則

1.1 總體布置原則

小橋涵總體布置原則主要包括以下幾點[4]：

1)山區小橋涵布置應充分考慮到當地山區的地質特征、地形以及水文等地理條件，同時，還要考慮當地的排水線路，實現小橋涵排水泄洪的目標；

2)要選取優質的地理條件布置小橋涵，這些位置多是河床發育穩定、地形有利等，可以保證橋涵的地基比較穩定；

3)在布置方向上，小橋涵的橫向剖面要盡量的與河流的流向垂直；

4)在農灌區設計小橋涵時，應將小橋涵與農灌系統結合起來。假如要改變農灌系統位置，其功能不應改變。

1.2 平面布置原則

小橋涵平面布置原則主要包括以下幾點：

1)河流處的小橋涵盡量設計在以下位置處，河流平直段和河水流速平緩地帶，目的是為了降低河水對于橋墩的沖擊；

2)山區公路小橋涵設計的原則一般是一溝一涵，在梅雨量、大暴雨多的地段，嚴謹小橋涵并列；

3)當山區地勢平坦、河流水量不大，且兩個小橋涵離得較近時，在綜合考慮安全、技術、造價等因素后，可以兩溝一起設涵。

1.3 立面布置原則

小橋涵立面布置原則主要包括以下幾點：

1)設計修建在河床上的小橋涵，它的坡度及標高原則上應與河床一致。但對河床坡度比較小的橋涵，可以將洞底做成平的；

2)當河床的坡度比較大，且附近有可應用的方石時，則小橋涵基可考慮使用方石砌底，以此縮短長度；

3)要按照水力計算的原則計算小橋涵臺高度，加高涵臺或側墻降低涵長的做法盡量不要采取。

2 山區公路小橋涵設計的優化對策

2.1 涵洞結構形式

不同于平原和盆地地區，山區的地勢起伏較大，因此為了公路的通達性，就要設置比較大量的小橋涵用以跨越障礙物，避免對公路的使用造成影響。一般情況下小橋涵匯水面積較小，設置的規格是直徑1.5 m的圓管涵。這種規格滿足了泄洪流量的要求，造價低，節約工程成本。

2.2 涵洞取消

涵洞的設計主要的功能之一就是為了方便排水，以免過多的積水對公路工程造成影響，但是在實際過程中，一些涵洞的匯水面積不大，涵洞出水口面對耕地，這種情況就容易對耕地的耕作造成影響，如果有居民反對，相關單位應該考慮采取邊溝排水的方式取代原設計方案的涵洞排水。為確保邊溝排水能夠滿足原本涵洞排水泄洪要求，按照涵洞設計手冊中的計算公式，經過優化取消管涵，不僅可以節約成本也能加快工程進度。

2.3 橋涵選址

大量的研究和實踐表明橋涵位置的確定對水位有著比較大的影響，如果橋涵位置選擇不當，就會導致附近農田被淹，影響公路的質量和行車安全。一般將涵洞設置在封閉匯水區域的最低處，設計時將其進出口與水流方向保持一致。在橋涵選址中要按照施工圖紙對涵洞位置進行詳細測量，對選定的涵位進行清表，開展勘察工作，對涵洞進行優化設計。

3 山區公路小橋涵設計的重要意義

3.1 可以充分節約能源

在節能方面，需要各種泥土混合混凝土鋼筋，他們的制作也耗費各種各樣的能源。所以在山區公路小橋涵的設計建設中，節能是一個重大的方面，節省自然資源或者是創造出新型能源。全國上下土地這么多，所要建的山區公路小橋涵更是數不勝數。從土地建設的各個方面來講，不論是哪一部分節省能源，都是為國家的發展做出了重大的貢獻。小聚成多，探討加固方法在節省資源方面具有重大意義。這一方法，正體現了我國現階段的綠色發展理念，也是我們應該充分發揮的一種理念方法。

3.2 提高山區高速公路小橋涵施工質量

當今時代是一個機械化生產的大時代，利用各種機器進行作業會更加的節省時間、節省人力。機械設備的反復使用，更能夠節省錢財。盡量減少人力的消耗進行大規模作業，還能夠順應時代的發展，使工作效率更有效。大設備生產更能夠排除外界天氣環境的干擾，更有利于建設的順利進行和計劃的順利完成。

山區公路小橋涵加固利用大機器生產的趨勢勢在必行。整個施工過程應始終將施工安全作為前提，在能夠保證安全施工的同時，通過優化施工工藝，調整施工過程來控制工程質量。只有這樣，我們才能夠真正地做到安全施工，才能更好的發揮山區公路小橋涵的作用。

3.3 提高人們的安全意識

在人們更注重交通安全的意識下，橋梁方面的安全顯得尤為重要，在媒體時代下，任何一方面的缺陷都會被放大，所以在交通建設中，我們更應該嚴謹的對待，探討如何加固山區公路小橋涵橋梁，也就是探討如何才能更好的保障人們的人身安全，出游方便。采用更高質量的材料、更嚴謹的加固方式等等，都是需要我們更加努力的去探索的。在龐大的公路運輸體系中山區公路的地位是舉足輕重的，加固工程建設中的小橋涵質量，能顯著增加山區公路的維修年限以及使用年限，更能保證人們出行的安全，還能有效消除小橋涵地基存在的液化問題。因此，對于山區公路小橋涵進行優化設計是必須的，其能顯著改善山區公路的路基、路面施工質量，延長山區公路的使用年限。

4 結語

隨著當代高新技術的快速發展，各類汽車的不斷增加，人口流動的不斷上升。對于道路交通安全的要求也變得越來越高，山區公路的快速發展已勢不可擋。眾所周知，小橋涵設計修建是山區公路修建過程中重要的組成部分，是一個必須綜合考慮各方面因素、整體進行設計的過程。常需要橋梁工程師們現場進行勘察，確定小橋涵的位置以及設計尺寸，最終還需反復論證，方可進行施工。小橋涵設計的是否合理、是否能夠滿足當地河流的汛期排水，對于保證山區公路的正常運轉、經濟投資有著不可忽略的意義。因此，要嚴格按照山區公路小橋涵設計原則，合理布置以及確定相關設計參數，保證小橋涵建設質量。