公路小桥涵设计中结构选型与设计分析论文

公路小桥涵设计中结构选型与设计分析

【摘要】随着建筑技术的不断发展，对建筑工程设计的要求也越来越高。为保证公路公程质量，科学、合理的设计小桥涵显得十分必要。而影响小桥涵的因素繁多而且复杂，首先根据当地的地质、地形条件确定最优的结构类型，结合地质勘探资料选择恰当的小桥涵的位置，依据设计洪水流量等因素确定涵洞孔径大小。 【关键词】公路；小桥涵；结构选型；设计 1 前言

公路经常要跨域山谷、河流、渠道等。因而必须建立一些用途不同的构造物，最常见的排水构造物就是小桥涵。小桥涵是公路的重要组成部分之一，小桥涵的设计影响着整条公路的造价高低以及使用质量。小桥涵的数量比较多，在整个公路的工程量中占较大的比重，因此科学合理的小桥涵的位置设置与形式的选择，能够满足排水需要，可以保证公路运输畅通，提高公路的使用价值，有效降低工程造价。因而，科学合理的设计小桥涵是障整条道路安全、稳定、正常运行的关键环节。

而要科学合理的设计小桥涵，就必须对公路沿线的地形、地质、水文以及农田等情况进行充分的勘察测定，因地制宜，合理取材，综合考虑各方面的因素，合理选择结构类型和恰当的位置。 2 科学合理设计公路小桥涵 2.1 小桥涵设计中的结构类型

确定小桥涵的结构类型，通常是依据当地建筑材料、施工条件等因素，从目前和长远利益考虑，结合地形地质条件，按照经济、实用、安全的原则进行设计。小桥涵的机构类型选择还要综合考虑公路的使用性质，满足设计标准要求，满足人民群众的利益。根据水流量的大小，确定涵的形式，小桥涵的结构类型有：圆管涵、石拱涵、盖板涵、箱涵、涵式桥。

通常情况下，农田灌溉区多采用钢筋混泥土圆管涵。钢筋圆管涵构造简单，受力情况和适应基础性都比较好。设置圆管涵洞，不需要墩台，工程造价较低，同时有利于工厂预制，方便装配运输。但是，圆管涵存在一些缺陷，圆管涵过水能力较小，较难保证施工过程中接缝的处理和防水层的设置质量，甚至会出现因漏水问题而导致路基稳定性受损的情况。

而石拱涵则是山区公路较常采用的类型。石拱涵净空大，过水量也大，能够通过较大的洪水流量。若路线流经地区石料丰富，有利于就地取材。石拱涵结构坚固，跨径大，承载潜力也相对较大。石拱涵存在的不足是，由于自重引起的恒载比较大，因而对地基承载能力要求也就比较高，施工工序较为繁复，工期相对较长，若是遭受破损，则修复困难，费用较高。

盖板涵与圆管涵、石拱涵相比，兼具有就地取材、结构坚固等特点，而且盖板涵对洞顶填土高度要求不高，甚至能够不填土。盖板涵对地基承载力要求较低，施工工序简单，即使遭受破坏修复也容易。因此，盖板涵的应用范围更广，在高速公路小桥涵设计中的

使用频率是最高的。

与上述三种形式相比较，箱涵的使用较少。箱涵对地基的要求虽然很低，但是箱涵对钢材的数量需求确实很大。箱涵的造价高，而且施工比较困难。因而，箱涵适合在土软地基路段中使用。 随着建筑技术的不断发展，环境对小桥涵设置的、约束力越来越小。面对复杂、险峻的地势，不断提高的设计需求，涵式桥应运而生。尤其是在山岭重丘区的公路设计中，受地形影响，路线需要穿越地势较为开阔的河谷地带。而在河谷间可能是常年流水，也有可能是乡间道路，这都使得通常的小桥涵设计受到了。由于受到路线纵坡控制，如果使用高架桥跨越，很容易造成废弃土石方无法处理的问题，破坏环境，而且采用高架桥工程造价较高。如果设置涵洞，能够达到排水要求，但是随着农村的快速发展，农用生产设备通行要求不断提高，涵洞的净高、净宽已无法达到车辆的通行标准。因此，在这样的情况下，提出了涵式桥。涵式桥的使用能够适应地势、地形的要求，降低工程造价，可以实现排水的目的，同时也能满足车辆通行的标准。涵式桥施工工序较简单，总体设计科学、合理，减少了对环境的破坏，美化环境。涵式桥的应用，彻底解决了山岭重丘区公路高填深挖的问题。 2.2 科学选择小桥涵的恰当位置

要选择好小桥涵的恰当位置，必须要考虑到很多方面的因素，包括路线流经的水文、地形、地质、土壤等条件。小桥涵的位置是否合理、科学，直接关系到路基的稳定，桥涵的使用功能，工程造

价的高低。因此，必须要科学、合理、恰当的选择小桥涵的位置，综合分析各方面的因素。

选择小桥涵的恰当位置时，首先要测定地质条件，结合地质勘探资料，选择地质地带好的位置，使基础更稳定。设置涵洞时，应尽可能避开滑坡、断层、软土、崩塌等不良的地段。如果是在是无法避开，则必须对地基进行特殊加固处理，以保证基础的稳定性。选择小桥涵的位置时，应该与农田灌溉及规划紧密相连，使路线通过的地区不会因为小桥涵的设置不当而引起任何的不便，或是造成不必要的损失。

通常情况下，小桥涵的位置顺沟而设。设置涵洞时最好是尽量保持河沟的原有位置，与水流方向相符。这样设置涵洞的位置，既有利于泄洪，又能够减少涡流现象。但若是河沟地形较为弯曲复杂，在设置涵洞位置时则可以考虑采用裁弯取直的办法改变河沟地形设置涵洞。如果河沟分支分叉较多，水流紊乱，那在设计时则可尝试采用改沟整流做正交涵的办法设置涵洞。

若路线流经的地段有两条相近的河流时，认真分析各种因素，设置涵洞的位置时可以采用改沟合并的方法。当两条河沟相隔很近，汇水区面积又较小，水流量都不大，而且两条河沟能够通过排水边沟相连，则可以考虑改沟合并，从而减少涵洞的数量，降低整个工程的造价。

科学合理的设计涵洞时，必须要与路基排水设计紧密联系起来，通常情况下，路基排水是通过排水涵洞引至路基以外的。紧密结合

地形和路线平纵设计，当排除路基内测边沟水，一般情况下是在凹形竖曲线低洼处附近，或是在路线纵坡由陡变缓的地段设置涵洞。如果路线通过较长的低洼、泥淖、沼泽地带时，必须要考虑地段的水流分别情况和比边沟的泄洪能力，有效的结合地形特征，尽可能的选择的在天然横坡处适当的设置涵洞，避免排水不通畅或者长时间积水的可能。

2.3 确定合理的涵洞孔径

一些小桥涵设计人员在确定小桥涵孔径时，没有进行水力、水文计算，仅仅是凭借相关工作经验，结果造成许多小桥涵孔径不合适，对每年水毁的小桥涵进行分析就会发现导致水毁的主要原因小桥涵孔径偏小。因此，正确地进行水力、水文计算非常重要。 所谓涵洞孔径，是指涵洞的洞身过水净空的大小，确定涵洞孔径的大小，依赖于设计洪水流量、河床地质、河床及进出口加固形式所允许的平均流速等因素。

涵洞孔径是桥涵设计的基本尺寸，涵洞孔径的大小必须要满足宣泄设计洪水量的要求，保证涵洞前涌水不会过高、涵洞内流速不会冲刷河床或者结构物。涵洞的洞身必须达到工程技术标准规定的净空要求。在高等级公路设计中，通常设置的涵洞较长，孔径不应偏小。 3 结语

公路小桥涵的设计是一项极其复杂多变的工作，要受到包括地形、地质、水文等条件的影响，而且进行实地勘察的难度也比较大。

但是，小桥涵在整个公路工程设计中有着极其重要的作用。因而，必须要科学合理的设计小桥涵。综合考虑到多方面的情况，反复进行方案对比，切实结合当地实际状况，因地制宜，合理选择桥涵的结构类型，科学选择小桥涵的位置，确定涵洞孔径的大小。小桥涵在整个公路工程中的重要性，使得必须科学、合理的设计小桥涵，保证公路的使用质量，降低工程的造价，确保路线的安全、舒适、经济。 参考文献

[1]娄红生,杨建华.公路小桥涵设计的几个要素[j].建筑与发展，2009,(11).

[2]王文辉,牛天生,孟炜.对目前公路小桥涵设计的体会[j].黑龙江交通科技,2005,(3).

[3]高磊,小桥涵设计要点浅析[j].城市建设理论研究,2011,(16).