關于改建公路涵洞加寬加固設計的探討

張明

摘 要 隨著私家車輛的增多，人們對公路提出更高要求，早期修建的公路已經無法滿足需求，并且，車流量的增大，早期公路病害逐漸增多，需要改建。對于現有公路涵洞，需要對其加寬加固，以便之后更好利用，為人們出行提供便利。對此，文章探討了公路涵洞當前情況，探討了公路涵洞破損原因，之后概述了改建公路涵洞加寬加固設計，以供參考。

關鍵詞 公路涵洞;改建;加寬加固;設計

前言

交通運輸事業的迅猛發展，早期在各地城鎮修建的各級公路橋梁擔負著繁重交通量，交通荷載非常沉重。在長期暴雨烈日、車船撞擊、寒冬酷暑等的影響下，部分橋梁出現各種病害，鋼筋銹蝕、混凝土剝落、橋頭跳車等，公路橋梁壽命明顯縮短。對此，改建公路涵洞，對涵洞加寬加固，提高公路橋梁承載力與安全性，保障公路橋梁正常運行，成為重點。

1改進公路涵洞構造現狀與損壞原因

通過觀看、分析近幾年公路涵洞改建工程的檔案數據，筆者認為，在早期公路涵洞建設中，我國施工技術并不完善，公路設計、施工規范等仍存在缺陷，加之，設計與施工經驗欠缺，不可避免的為公路與橋梁工程埋下一定隱患[1]。隨著社會發展，交通量猛增，超載車輛顯著擴大，原先建設的諸多公路、橋涵等迅速破損，部分橋涵破損非常嚴重，影響了車輛運輸安全，橋涵公路壽命也受到影響。其中，主要問題包括橋面鋪裝剝落、伸縮縫被破壞、橋頭跳著、鋼筋外漏、錐坡滑移、縱橫裂縫等。對此，改建公路涵洞并加寬、加固成為必然。

對本次改建工程現場勘查，發現原設計缺陷主要表現在拱頂、拱腳等部位，拱頂受到破壞，主要是因回填土的土層較高，拱腳和側墻頂過渡不夠平滑，致使應力集中，當拱頂因荷載過高而出現問題，拱腳應力集中，加劇拱腳荷載，拱腳被破壞。對此，在公路涵洞改建中，加寬加固設計應重視該方面。

2改建公路涵洞加寬加固設計資料準備

在對原有公路涵洞進行改建時，為保障加寬加固工程設計的可行性，各項資料準備非常重要。首先，應做好外業測量工作，掌握改建路橋需要加寬、加固的路線、橋面標高、過橋位置、橋梁上下結構形式等資料[2]。如：若橋梁上下結構嚴重破損，不存在加寬再利用價值，若一味強調涵洞的加寬與加固，卻忽視了橋梁使用壽命，如此是不可取的。

其次，收集原有路橋竣工資料與養護資料。在資料收集中，因早期建設時檔案并未實現電子化，紙質檔案存在部分遺失，不過，收集到的部分舊路舊橋檔案資料、養護資料等，設計人員詳細掌握原有公路涵洞的隱蔽工程、配筋情況等，掌握路橋建成以來使用與改造情況，為公路涵洞加寬加固改建設計提供了幫助。再次，荷載試驗資料準備。在公路涵洞改建時，若原路橋竣工與養護資料缺失過多，應該在條件允許下展開靜載試驗，以便快速掌握改建工程各處特征，以便準確計算原工程的承載力，為加寬加固改建設計提供數據支持。最后，應準備地質水文資料，對原工程的水文地質情況重新計算，以此決定是否對原工程該區防護措施，或者過水面積是否滿足要求等，保障工程改建完畢的可用性。

3改建公路涵洞加寬加固設計施工

3.1 改建公路涵洞加寬加固設計

根據工程實際情況，在本次加寬加固設計中，應滿足如下原則：其一，加強拱部抗彎剛度;其二，加強拱腳兩側約束力，抵消拱腳側向分力，降低拱頂彎矩;其三，對拱部、邊墻的連接線形修正，將應力分散，改善拱部、邊墻傳力途徑，便于拱部圍巖壓力向邊墻傳遞。

通過經濟核算、結構計算，加固圓套拱部結構的強度，以此發揮成本優勢。圓套拱能夠增強拱頂的抗彎剛度，對拱部、側壁的過渡線形進行優化，保障結構的合理性，提高施工便利性[3]。并且，圓套拱造價經濟，箍筋在植入原有的混凝土結構時，應擁有一定深度，且以環氧樹脂將箍筋和混凝土之間連接，加強對加固環向鋼筋約束力。另外，在不降低涵洞過水截面的同時，保障施工簡單、加工成本經濟基礎上，引進植筋方式，提高截面的加固，對結構線形進行優化，以此改善受力狀態，提高公路涵洞設計水平。

3.2 公路涵洞加寬加固工程施工

（1）鋼筋砼圓管涵施工。根據原有工程管節情況，直接將嚴重破損的部分拆除，對于一般破損部分進行加固。在對公路涵洞加寬時，原涵洞的斜端管節直接拆除，正端管節不需要拆除。加長涵身與基礎，并不需要和原有的涵洞聯結，在新舊涵洞之間設置施工縫。同時，新加長的涵管內徑和原有涵管內徑一致。同時，加強新管節的基礎處理。

（2）明蓋板涵工程施工。在原涵臺不需要加高時，蓋板若能夠利用，則直接利用，若不能利用，可直接將蓋板拆除，和加寬涵身都選擇新蓋板。在縱斷設計時，若縱斷升高，加寬涵身后，若有條件，盡可能構成暗蓋板涵，提高行車舒適性。明蓋板設計時，25號混凝土鋪設8cm厚即可。新加長的涵身英語基礎、臺帽有效聯合，將原先的涵身墻砌體拆為約30cm的鋸齒企口，全部鑿除原涵洞臺帽端，鋼筋深入新臺帽。若原涵臺存在破損、東海等，應挖除并填筑新的透水性材料，若涵洞被嚴重破壞，應將原先的涵洞直接拆除。

（3）箱涵與拱涵施工。在新路基箱涵設計中，涵頂填土不能大于1.5m;當原有箱涵的翼板處于路面結構層的內部，應鑿除翼板的頂部;當原涵側墻與頂板需要采用機械設備水平鉆孔，將連接鋼筋植入時，應將底板鑿毛清洗，將其和加寬部分統一澆筑混凝土，使其連接為一個整體。若路基箱涵的涵頂填土高于1.5m，應根據實際情況展開分析，新箱涵不能和原有箱涵連接，中間應設置施工縫。而在拱涵施工中，應在新拱涵和原有拱涵之間設置施工縫。同時，原有涵洞的側墻并不需要拆除，加長涵臺時，應與原先涵洞選擇同種材料。

4結束語

總而言之，在公路涵洞加寬與加工設計中，因原公路涵洞的實際情況不同，設計方可也存在相應不同。在具體設計中，應做好各項數據資料的準備工作，為加寬加固設計提供支持，增強設計的可行性，以此保障改建后公路涵洞繼續運行，為人們日常出行提供幫助。

參考文獻

[1] 劉春艷.淺談公路涵洞加寬與加固設計[J].工程技術（全文版），2017，

（3）：00113.

[2] 劉奎明，崔學斌.關于涵洞設計中的問題討論[C].北京力學會第二十五屆學術年會.2019.

[3] 張晉濤.公路高填土涵洞的加固設計[J].工程建設與設計，2019，

（21）：104.