談山區(qū)公路小橋涵設(shè)計(jì)原則和優(yōu)化對策

安 玉 芳

(晉中公路分局勘測設(shè)計(jì)所，山西 晉中 030006)

0 引言

改革開放四十年來，我國經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來的公路網(wǎng)絡(luò)，如今也是四通八達(dá)。要致富，先修路，已成為了大家的共識(shí)[1]?，F(xiàn)階段，我國平原公路網(wǎng)絡(luò)已基本形成，而山區(qū)公路，由于復(fù)雜的地理位置環(huán)境的制約，一直發(fā)展緩慢。但占據(jù)我國國土大部分面積的山區(qū)，大力發(fā)展公路也成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢?，F(xiàn)有研究表明，在山區(qū)公路的修建過程中，小橋涵占有非常大的比例[2]?？梢?，對山區(qū)公路修建過程中小橋涵進(jìn)行合理設(shè)計(jì)是山區(qū)公路快速發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)修建的合理與否直接關(guān)系到山區(qū)公路的質(zhì)量、造價(jià)以及后期的安全運(yùn)行[3]。然而，山區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，崎嶇、溝壑、陡坡、大山等隨處可見，直接增加了山區(qū)公路設(shè)計(jì)修建的難度。因此，科學(xué)合理的對小橋涵進(jìn)行設(shè)計(jì)修建的作用顯得極為重要。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)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(qū)公路的修建成為未來我國公路建設(shè)的方向。山區(qū)公路建設(shè)不同于平原公路建設(shè)，常須在河流區(qū)、溝壑地帶修建小橋涵，其是山區(qū)公路建設(shè)的一個(gè)核心環(huán)節(jié)。然而，小橋涵的設(shè)計(jì)一直是我國山區(qū)公路建設(shè)中一個(gè)棘手的問題，如何經(jīng)濟(jì)有效、高質(zhì)量的建設(shè)山區(qū)公路小橋涵一直是眾多專家學(xué)者、橋梁工程師們所關(guān)注的。

1 山區(qū)公路小橋涵的設(shè)計(jì)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(diǎn)[4]：

1)山區(qū)小橋涵布置應(yīng)充分考慮到當(dāng)?shù)厣絽^(qū)的地質(zhì)特征、地形以及水文等地理?xiàng)l件，同時(shí)，還要考慮當(dāng)?shù)氐呐潘€路，實(shí)現(xiàn)小橋涵排水泄洪的目標(biāo)；

2)要選取優(yōu)質(zhì)的地理?xiàng)l件布置小橋涵，這些位置多是河床發(fā)育穩(wěn)定、地形有利等，可以保證橋涵的地基比較穩(wěn)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(nóng)灌區(qū)設(shè)計(jì)小橋涵時(shí)，應(yīng)將小橋涵與農(nóng)灌系統(tǒng)結(jié)合起來。假如要改變農(nóng)灌系統(tǒng)位置，其功能不應(yīng)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(diǎn)：

1)河流處的小橋涵盡量設(shè)計(jì)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(qū)公路小橋涵設(shè)計(jì)的原則一般是一溝一涵，在梅雨量、大暴雨多的地段，嚴(yán)謹(jǐn)小橋涵并列；

3)當(dāng)山區(qū)地勢平坦、河流水量不大，且兩個(gè)小橋涵離得較近時(shí)，在綜合考慮安全、技術(shù)、造價(jià)等因素后，可以兩溝一起設(shè)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(diǎn)：

1)設(shè)計(jì)修建在河床上的小橋涵，它的坡度及標(biāo)高原則上應(yīng)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(dāng)河床的坡度比較大，且附近有可應(yīng)用的方石時(shí)，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(jì)算的原則計(jì)算小橋涵臺(tái)高度，加高涵臺(tái)或側(cè)墻降低涵長的做法盡量不要采取。

2 山區(qū)公路小橋涵設(shè)計(jì)的優(yōu)化對策

2.1 涵洞結(jié)構(gòu)形式

不同于平原和盆地地區(qū)，山區(qū)的地勢起伏較大，因此為了公路的通達(dá)性，就要設(shè)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(shè)置的規(guī)格是直徑1.5 m的圓管涵。這種規(guī)格滿足了泄洪流量的要求，造價(jià)低，節(jié)約工程成本。

2.2 涵洞取消

涵洞的設(shè)計(jì)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(shí)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(guān)單位應(yīng)該考慮采取邊溝排水的方式取代原設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)手冊中的計(jì)算公式，經(jīng)過優(yōu)化取消管涵，不僅可以節(jié)約成本也能加快工程進(jìn)度。

2.3 橋涵選址

大量的研究和實(shí)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(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致附近農(nóng)田被淹，影響公路的質(zhì)量和行車安全。一般將涵洞設(shè)置在封閉匯水區(qū)域的最低處，設(shè)計(jì)時(shí)將其進(jìn)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(jìn)行詳細(xì)測量，對選定的涵位進(jìn)行清表，開展勘察工作，對涵洞進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3 山區(qū)公路小橋涵設(shè)計(jì)的重要意義

3.1 可以充分節(jié)約能源

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

3.2 提高山區(qū)高速公路小橋涵施工質(zhì)量

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)機(jī)械化生產(chǎn)的大時(shí)代，利用各種機(jī)器進(jìn)行作業(yè)會(huì)更加的節(jié)省時(shí)間、節(jié)省人力。機(jī)械設(shè)備的反復(fù)使用，更能夠節(jié)省錢財(cái)。盡量減少人力的消耗進(jìn)行大規(guī)模作業(yè)，還能夠順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，使工作效率更有效。大設(shè)備生產(chǎn)更能夠排除外界天氣環(huán)境的干擾，更有利于建設(shè)的順利進(jìn)行和計(jì)劃的順利完成。

山區(qū)公路小橋涵加固利用大機(jī)器生產(chǎn)的趨勢勢在必行。整個(gè)施工過程應(yīng)始終將施工安全作為前提，在能夠保證安全施工的同時(shí)，通過優(yōu)化施工工藝，調(diào)整施工過程來控制工程質(zhì)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(fā)揮山區(qū)公路小橋涵的作用。

3.3 提高人們的安全意識(shí)

在人們更注重交通安全的意識(shí)下，橋梁方面的安全顯得尤為重要，在媒體時(shí)代下，任何一方面的缺陷都會(huì)被放大，所以在交通建設(shè)中，我們更應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Υ接懭绾渭庸躺絽^(qū)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(zhì)量的材料、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募庸谭绞降鹊?，都是需要我們更加努力的去探索的。在龐大的公路運(yùn)輸體系中山區(qū)公路的地位是舉足輕重的，加固工程建設(shè)中的小橋涵質(zhì)量，能顯著增加山區(qū)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(qū)公路小橋涵進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是必須的，其能顯著改善山區(qū)公路的路基、路面施工質(zhì)量，延長山區(qū)公路的使用年限。

4 結(jié)語

隨著當(dāng)代高新技術(shù)的快速發(fā)展，各類汽車的不斷增加，人口流動(dòng)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(qū)公路的快速發(fā)展已勢不可擋。眾所周知，小橋涵設(shè)計(jì)修建是山區(qū)公路修建過程中重要的組成部分，是一個(gè)必須綜合考慮各方面因素、整體進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程。常需要橋梁工程師們現(xiàn)場進(jìn)行勘察，確定小橋涵的位置以及設(shè)計(jì)尺寸，最終還需反復(fù)論證，方可進(jìn)行施工。小橋涵設(shè)計(jì)的是否合理、是否能夠滿足當(dāng)?shù)睾恿鞯难雌谂潘瑢τ诒ＷC山區(qū)公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、經(jīng)濟(jì)投資有著不可忽略的意義。因此，要嚴(yán)格按照山區(qū)公路小橋涵設(shè)計(jì)原則，合理布置以及確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，保證小橋涵建設(shè)質(zhì)量。