高速公路小桥涵设计(精选7篇)
高速公路小桥涵设计 篇1
1 概述
小桥涵是公路的一个重要组成部分, 就单个而言, 小桥涵工程数量较小、费用低, 但对整条公路来说, 小桥涵分布广、种类多、工程数量所占比重大。小桥涵设置恰当与否是公路排水设计的重要环节, 且与沿线居民生活与耕种密切相关, 故小桥涵设计对整条公路的总体布置及建成后公路的使用质量起着至关重要的作用。
流量是小桥涵设计中确定构造物孔径和形式的一个主要依据。而丹东地区的地形复杂, 山势陡峭, 坡陡沟深, 造成大多小桥涵桥位处坡度陡、流速快, 流量计算与实际洪水情况的相符程度将直接关系到整个高速公路的安全使用和工程造价。所以在勘测设计期间必须找出与路线通过地区实际情况相符合的流量计算方法。
2 工程概况
本项目起点位于辽宁省与吉林省交界处的新开岭, 终点位于丹东市古城子互通立交, 路线全长为196.875km。2006年2月本项目被列为国家北部地区高速公路典型示范工程项目。
全线共设置小桥49座, 通道167座, 涵洞149道。小桥涵个数多、跨径种类多、结构形式多, 工程数量也比较大。
3 项目区域的气候、气象特点
本项目地处中纬度欧亚大陆东岸湿润气候带东亚季风区, 以北股河为界, 分为两种气候条件。北部为季风中温带大陆性气候, 南部为季风南温带大陆性气候。
主要气候特点是:雨雪充沛, 暴雨特多;四季分明, 冬季漫长;冬有严寒, 夏无酷暑;南北、高低气候差异大, 立体气候带明显。
项目沿线雨量充沛, 系东北暴雨中心区。全年降水量在1000~1200mm之间, 相当于长江中下游的雨量, 是我国北方降水最多的地方。雨量大部分以暴雨形式降下来。宽甸县境南部是我国北方的暴雨中心。毛甸子满族乡洼子沟村的黑沟, 不仅雨量大, 而且暴雨频率也大, 称为东北的“暴雨窝子”。
4 设计流量计算公式的选用
设计流量计算是建立在统计分析基础上, 由于流量计算受多种因素和地区差异性的制约, 所以设计流量计算应根据所掌握的资料情况及该地区的水文、气象特点, 采用“多钟方法、分析论证、合理选用”的原则, 选取设计流量计算公式。
公路沿线跨越的小河沟, 其汇水绝大多数属于小流域 (小于100km2) 范围内。目前国内对小流域的流量计算方法主要有暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法及一些地方经验公式。对于辽宁省内来说, 有些公式并不适合。
4.1 暴雨推理法
暴雨推理法是一种半经验半理论的计算方法。它从实测水文暴雨资料入手, 把汇水区上的产、汇流条件概括简化, 并引入一些假定, 从而建立起主要因素和洪峰流量之间的推理关系或经验关系。主要应用于汇水面积100km2以下的小流域流量计算。
暴雨推理法中的暴雨推理公式:, 计算损失参数μ、计算汇流时间τ时, 手册中均缺少辽宁省的相关参数。暴雨推理法中的经验公式:QP=ψ (Sp-μ) mFλ2, 同样也缺少相关参数, 故不能使用。
4.2 径流形成法
径流形成法中的径流公式:
该公式是交通部公路科学研究所制定的简化公式。公式根据降雨量资料, 并参照山脉地形、风向因素, 制定了中国暴雨分区图, 将全国划分为18个暴雨分区。式中汇流时间是根据汇水面积确定的, 只适用于30km2以下小流域面积, 计算结果主要差异在汇水面积和河沟的平均坡度。公式中各参数, 涵洞手册中均可查到, 适合辽宁地区使用。
径流形成法中的经验公式, 涵洞手册中针对小流域的公式主要有三种:
在汇水面积F<10㎞2时, 采用QP=K·Fn
有当地降水资料时用QP=C·S·F2/3
在汇水面积F<3㎞2时, 采用QP=C·S·F
上述三个公式中参数过少, 且我国地域广袤, 南北气候差异较大, 涉及参数区域划分过大, 对于辽宁省来说, 三个公式计算结果与实际降雨流量差别较大, 故在流量计算中只能参考使用, 一般不作为计算结果采用。
4.3 形态调查法、直接类比法
形态调查法是用调查河槽形态与历史洪水位的手段, 取得河槽某一过水断面在该洪水位下的过水面积、平均流速及洪水频率资料, 据以推算桥涵处设计流量的方法。由于高速公路小桥涵经过的主要为山坡上的干沟, 汇流面积小, 且位置较偏僻, 很难调查到历史洪水位, 对本地区小桥涵的设计流量计算不适合。
直接类比法是当公路路线所跨同河沟上下游附近存在原有小桥涵时, 通过对原有桥涵的泄流等情况的调查, 然后经过计算, 推求出原有小桥涵在历史洪水情况下的通过洪峰流量, 并换算为原有桥涵处的天然流量, 进而推算出原有桥涵处拟建小桥涵规定频率的洪峰流量。这种方法计算结果比较可靠, 但由于路线经过沿线地方道路上构造物一般设置较小, 设计洪水频率较低, 洪水期间经常淹没、冲毁, 对高速公路来说, 参考意义不大。
4.4 地方经验公式
(1) 杨则乙编写的《辽宁省公路小桥涵设计流量的计算》计算公式:
1984年沈阳市交通局设计室的杨则乙同志受交通厅委托, 完成了“辽宁省公路小桥涵设计流量计算”工作, 所编制的计算公式主要计算50年一遇的设计流量, 百年一遇设计流量采用1.2的系数计算。
(2) 辽宁省暴雨强度公式 (辽宁省水文图集) :
本公式是省内水利部门在多年的观测与研究过程中总结出的一套比较完善的、具有很强针对性的计算办法, 公式中相关参数均在《辽宁省水文图集》中查到。
以上两公式计算小桥涵设计流量, 在辽宁地区也被广泛使用。
通过以上介绍, 丹通高速公路的小桥涵流量计算主要采用:径流公式 (公路科学研究所的简化公式) 、杨则乙小桥涵设计流量的计算公式、辽宁省暴雨强度公式。
5 计算结果的分析
根据以上三个公式, 对丹通高速公路K51~K145段选取20个典型性小桥涵进行流量计算。计算参数可参照涵洞手册、桥位设计手册及辽宁省水文图集取用, 计算结果见表1。
根据表1结果不难看出:
(1) 径流公式计算结果普遍比其它两个公式计算结果偏少50%~60%, 这与沿线雨量充沛, 全年在1000~1200mm之间的降水量不符, 此种计算方法不适合该地区的小桥涵设计流量的计算。
(2) 两地方经验公式计算结果基本相当, 暴雨强度公式计算值略大, 但基本都在5%以内, 两种公式计算结果均可采用。在计算中杨则乙公式参数相对较少, 故本项目小桥涵仅采用杨则乙公式计算。
(3) 汇水面积小于0.1km2时, 平均产流约在100m3/s/km2以上, 平均产流较大, 且分布较离散, 但由于总面积小, 设计流量基本在10m3/s以内, 所以这部分构造物可以直接根据汇水面积确定构造物大小。
(4) 汇水面积在0.1~1.5km2时, 平均产流基本稳定在55~65m3/s/km2, 所以在没有计算资料的情况下, 可以根据汇水面积, 初步估算设计流量。
6 流量计算注意的问题
(1) 小桥涵汇水面积计算时, 要考虑公路建成后的情况。由于设计中部分沟渠进行了合并设置, 原有的排水系统已经改变, 汇水面积也发生了变化。
(2) 主河沟平均坡度的计算应采用等割面积法, 并计算至分水岭。
(3) 不同的计算方法, 公式中的参数表述、含义相同, 但计算时要按公式自己的附表查找使用。如不同的计算方法中, 均有CV和CS参数, 但不能互相替换使用。
(4) 同一地区, 对于相同级别的汇水面积, 设计流量的计算结果应是统一的。如出现不一致, 应核查相关参数是否相符。
(5) 小桥涵外业调查时应明确汇水区的植被、土壤等情况, 以便确定设计参数。
7 小结
(1) 小桥涵设计流量计算应坚持“多钟方法、分析论证、合理选用”的原则。
(2) 公路里程较长, 小桥涵个数较多时, 可以选择有代表性构造物进行多种方法计算, 综合分析, 最终确定一种流量计算公式。其它构造物可只用一种流量计算方法计算, 从而减少了劳动量, 节约了时间。
(3) 丹东地区小桥涵设计考虑建成后的清淤、涎流冰的影响, 一般最小孔径为3m的盖板涵, 对于汇水面积小于0.1 km2, 可直接采用最小涵洞孔径。
(4) 经过计算丹通高速公路沿线小流域百年一遇平均产流约为55~65m3/s/km2, 设计流量可采用的简单方法, 核对设计流量计算的合理性。
参考文献
[1]高冬光.公路桥涵设计手册 (桥位设计) [M].人民交通出版社, 2011.
[2]顾克明, 等.公路桥涵设计手册 (涵洞) [M].人民交通出版社, 2001.
[3]杨则乙.辽宁省小桥涵设计流量的计算[M].1990.
探讨公路小桥涵的设计和施工问题 篇2
1.1 计算设计流量
流压量计算值与实际情况是否相符,会对整个路线的安全性和工程成本等产生直接影响,所以在进行计算设计流量时,需要结合工程的实际情况,综合运用多种计算方法,以确保流量计算的合理性。修订公式时,要将水系的流域面积、流域坡度、长短度和植被情况等全部考虑进来,再从涵洞设计手册中选择常用公式。当然,不同地区的水利部门经过多年观测和总结,会归纳出一套相对完善和针对性较强的计算方法,尽管它未经过严格的理论推导,但实用性比较强。此外,在河流面积比较大的流域,除了要采用公式计算其流量外,还要配合水利部门的相关资料对计算结果加以验证;调查历年洪水的水位、年限和洪水位处形态断面等,再计算洪水流压量和发生频率,并将设计频率下的洪峰流量确定出来。
1.2 合理选择涵洞类型
公路小桥涵的类型有多种,不同类型适用于不同的情况。
钢筋混凝土圆管涵适用于农田灌溉区,其其构造简单,具备较好的适应基础性能,受力较强,且无需墩台,成本低。但是,这种涵洞过水能力较弱,且施工过程中接缝处和防水层的施工质量难以保证,因此,后续可能会由于漏水问题而对路基的稳定性产生影响。
石拱涵则常用于山区公路,具有较大净空间,一些较大的洪水流量也可顺利通过。石拱涵结构坚固且跨径大,具备较强的承载潜力,但是这种涵洞自重大,相应的恒载也较大,所以对基承载能力要求较高,而且施工过程复杂,被破坏后修复成本高。
在高速公路小桥涵设计中,使用最为广泛的是盖板涵。这种结构不仅坚固,且施工时可就地取材,对洞顶填土高度、地基承载力等也无较高要求,施工过程简单,修复成本低。如果工程为软土地基,则必须采用箱涵,虽然其对地基要求不高,但其成本高,且施工过程复杂,因此应用比较少。
1.3 涵洞定位原则
“顺沟设涵”即涵洞位置与河沟的原有形状尽量保持一致,且与水流方向相同,可起到利于泄洪和减少涡流的作用。当然,如果沟形复杂则要选择直设涵,以改善水流条件。
“改沟合并”即为减少涵洞的数量,在两条河沟相距较近、流量较小、可通过排水沟相连和不影响路基稳定性的前提下,可以采用改沟合并的方案,以降低成本。
与路基排水系统互相配合,涵洞的设计会对路基排水产生直接影响。通常情况下,排水涵洞是路基排水的最终通道,所以设计涵洞时,要与地形、路线平纵相结合。如果路线通过较长的挖方地段或低洼处,要根据水流分布情况和边沟的泄洪能力等,尽可能选择路基两侧横坡处设置涵洞,保证排水的畅通性。最后,与地质勘探资料相结合,设置涵洞时要尽量避开不良地质地段,比如滑坡、断层和软土等。通常涵洞设于沟壑地段,由于其地下水位高、地表冲积物厚,所以地基承载力较低,综合考虑后,可将涵位由沟底移至岸坡。如果无法避免不良地质,则要采取特殊措施来加固处理。
1.4 确定涵洞孔径
所谓“涵洞孔径”是指涵洞洞身过水净空间的大小,确定涵洞孔孔径要考虑设计洪水流量、河床地质和加固形式所允许的平均流速等条件。设计涵洞孔径时,要满足泄洪设计的流压量,且涵前涌水不得过高,涵内流速不会冲刷河床或结构物等。不过在实际工程设计中,路基填土高度越高,涵洞洞身就越高,相应的洞身断面尺寸对工程量的影响也就越大。所以,设计时要注意谐调跨径与台高的比例关系,通常为1:1~1:1.5;针对通道式涵洞,可根据公路工程技术标准中的相关要求来确定其孔径;针对一些高等级公路,考虑出现养护和清淤等情况,要求其孔径设计不宜过小,且高等级公路涵洞通常比较长,如果孔径过小会影响到通道内的光线,给行人行走和小型机械通行造成不便,因此高等级公路可在满足设计标准,并且其他条件允许的情况下,适当加大净高,也可设计天窗透光。
2 公路小桥涵的施工问题
公路小桥涵的施工包括基底处理、安装钢筋、安装模板、混凝土施工和外表修饰等几个环节,施工过程中要保证施工的连续性和安排的合理性。
2.1 基底处理
不同类型的地基采取不同的处理办法。干处挖基要分析地基土的类型、强度和密度等因素,地基处理范围至少宽出基础外0.5 m。如果进行水中挖基,施工时,要在相距基坑10 m外修排水沟,且排水时远离基坑顶;如果基地有水影响施工,必须先引水后再进行基础的修筑。一些工程基础位于风化岩石层,此时要先清除淤泥、苔藓和石块等杂物,将岩石清洗干净。如果岩石有倾斜,要尽量凿平或凿成多级台阶。
2.2 安装钢筋
在垫层上测量放样,并将钢筋布置大样和立模边线等画出,再进行底板和侧墙钢筋的绑扎,注意绑扎侧墙钢筋时,为防止钢筋笼变形,必须搭设临时支架。绑扎钢筋时要仔细核对图纸,选择对应的钢筋品种、规格和数量,测量人员需确定具体的高程和位置再进行绑扎。
2.3 安装模板
采用直径50 mm的钢管搭设内支撑,采用可调托撑顶纵梁时,要求设置纵横向距离控制在1m以内;设置竖向距离控制在1.2 m;在纵梁上布置横梁,在横梁上再设置顶模。内支撑的横向钢管连接内侧模,以起到横向内支撑的作用。采用1.5m的大平面模板制作内模,模板接缝处要加贴密封条。
2.4 混凝土施工
采用拌和站供应混凝土,用专用罐车运输,浇筑时采用吊车提料斗进行。在混凝土拌和过程中严格控制水灰比,浇筑通道时采用插入式振捣器进行分层振捣,且保证浇筑的连续性。完成浇筑后及时养护,保证混凝土的外观质量。
2.5 外表修饰
小桥涵暴露野外,所以有与周围景观协调性的问题。所以,要在满足结构物质量要求的前提下,严格控制关键材料、工序和工艺,保证工艺精细、线条分明和层次清晰。
3 结束语
公路小桥涵起到排水和通行的作用,是公路工程中重要的构造物。实际工程中要不断总结经验,采取合理的设计方案,提高施工质量,提高路线的安全性、舒适性和经济性。
参考文献
[1]吴晓红.简述高速公路小桥涵施工要点[J].山西建筑.2013(11).
[2]郭云峰,彭邦定,陈涛.山区高速公路小桥涵的设计与优化[J].交通世界,2013(4).
高速公路小桥涵设计 篇3
在公路勘察与设计中,小桥涵设置恰当与否,是公路排水设计的重要环节,直接关系到路基稳定及工程的造价。而在山区,因其地形复杂、山势险峻、坡陡沟深的特点,为公路建设制造了诸多困难,小桥涵的正确布设就显得更为重要。只有加强前期勘察、综合优化设计才能为山区小桥涵建设提供正确合理的建设方案,为工程节省成本、提高质量提供保障。
1 小桥涵概念及重要性
1.1 小桥涵概念
小桥涵是小桥跟涵洞的总称,涵洞主要是为宣泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物。小桥是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物而建造的够造物。小桥多孔跨径总长8≤L≤30,单孔跨径为6≤L≤20涵洞单孔跨径L≤5(如表1所示)。
1.2 小桥涵在公路工程中的重要意义
桥涵在道路工程建设过程中占有非常重要的地位,尤其是山区的小桥涵建设关系着农田水利发展,因此应当加强重视。实践中可以看到,山区小桥涵分布在道路的伞线,建设工程量比较大,而且投资额比较高,通常占整个道路建设总投资的二成左右。基于此,山区小桥涵外业勘测、位置布设等,显得非常重要,不仅关系着工程的造价,而且对工程施工质量、安全可靠性,也会产生非常大的影响,因此加强对山区小桥涵外业勘测及设计问题的研究,具有非常重大的现实意义。
2 山区公路小桥涵优化设计
2.1 山区公路小桥涵设计位置的选择
在公路小桥涵工程外业的调查时必须要与实地相结合,并在地形图上仔细认真的校对在初步设计中所确定桥涵的数量、位置以及结构类型等方面是否科学合理。在调查中所确定桥涵设置的合理性,所以就必须全面充分的考虑在排洪、农田水利的灌溉、综合排水功能和在通行道时对人和车通行的相关要求。只有全方面的,各个因素的考虑才能达到真正的符合公路小桥涵勘测设计的原则,做好设计,做到最好。而且随着我国国民经济的不断发展与建设,对于修建公路是其最根本的建设基础,如果在建设中出现了一些差错,就会给人民群众带来生活上的不便,在生产上造成很大的损失。
2.2 山区公路小桥涵平面布设
首先,应当对山区小桥涵的改沟设涵问题进行综合考虑。对较为宽、浅的河沟而言,河底纵坡相对较为平缓一些。当河流较小时,应当考虑如何进行改沟设涵,此时应确保引水、防护工程。同时,还要注意对下游的农田是否会产生严重的影响。如果当两条沟渠之间的距离非常的近,而且汇水区面积非常的小;或者河沟纵坡不超过3%,而且水流流速较小、含砂量不大时,可考虑对其进行改沟合,以此来减少涵洞的实际数量。
其次,应当适当的增加一些边沟涵。对于路线自下坡变成上坡凹形竖曲线点而言,为了能够有效排除内侧边沟中的水流,建议设排水沟。当小桥涵的纵断面纵坡变的较为舒缓时,内侧边沟中的水流由急至缓,此时很容易变成泥砂冲积,对于排水非常不利。实践中,如果在近距离内未设其他涵洞,则在变坡位置应当充分考虑是否要设置边沟排水涵,如(图1、图2)所示。
实践中,若路线偏角超过90度,而且平面半径相对较小时,路线进入弯道之前的坡度超过4%陡坡时,边沟水流会对路基内侧产生直接顶冲,并且在曲线起点位置,应当充分考虑是否要设边沟排水涵。
最后,岸坡涵设置。对于较为稳定的边沟而言,其土壤密室河沟非常深,此时可充分考虑是否要将涵底移植岸坡之上,从而缩短涵洞自身的长度。在设置岸坡涵时,应当注意上下游引水沟、防护加固工程以及截水坝建设,以免水流沿老沟冲下,导致农田、路堤受损。为了能够有效排除地表的积水,原沟底面应当做片石盲沟,之后在填筑路堤。同时,还要设置相应的曲线涵。对于涵位而言,如果其处于河湾位置,而且涵身相对较长时,为确保洞中的水流通畅性,应充分考虑是否要设置曲线涵。
2.3 山区公路小桥涵在结构类型上的选用
对于在公路小桥涵类型的选择方面一般是根据其水文、地形、工程造价、水力条件、施工的期限、施工的条件、建筑材料的主要情况以及养护维护的问题和地质的条件等多方面因素进行综合的考虑并加以确定。在针对小桥与涵洞的选择上主要就是根据路堤的高度、设计的流量、河床的纵坡和沟谷的深浅以及地基情况与建筑材料等因素来确定的。通常情况下主要是在宣泄能力允许的范围之内,一般跨越常年的水流或都是季节性的水流漂浮物较少,并且不会受到路堤高度的限制时,这样在应用涵洞会比小桥较经济。但是,如果设计的流量较大时,其河道里的漂浮物较多或者是有泥石流等,则两岸是有陡峭的深沟并且同时填土过高,这时就需应用小桥。
2.4 山区公路小桥涵勘测设计中的流量计算
在对小桥涵设计进行流量的计算,也就是水文的计算,它主要就是确定桥涵的孔径和型式作为主要依据的。通常的计算方法主要包括在径流形成法、暴雨推理法、直接类比法以及形态调查法等几种方式。经过调查实践研究,在计算方法中应尽量应用适合本地区的相关参数和计算方法,并且同时要应用两种以上的方法进行计算,做到相互核对比较。根据一定数量的洪水调查资料,对调查算的流量与按公式计算值进行比较,修正公式算的结果。通过调查既有桥涵通过的历史最大流量进行比较验证。
3 工程案例及经济性分析
3.1 工程概况
广东兴畲高速公路全长24.9km,为交通部推行高速公路设计施工总承包模式的试点项目。兴畲高速公路地处粤北山区,是连接天(天津)汕(汕头)高速及梅(梅州)河(河源)高速的重要通道,沿线丘陵山地广布,丘谷相间,地势起伏较大,所经地质复杂,不良地质及山体崩塌随处可见,山间沟壑纵横,通常在山间槽谷洼地里分布有较厚的软土层,且软土层厚度在几米范围发生急剧变化。在二标11.6km的范围内,小桥涵设计36道,结构形式采用盖板涵,圆管涵两种。
3.2 充分认识地质对小桥涵的影响
本工程原设计K18+050涵洞,位于山坳低洼处,涵洞的使用功能为排水兼通行,设计为1-4m盖板涵,涵顶填土高14m,涵长75.46m。设计要求地基承载力不小于400k Pa。地质钻探揭示涵址原地面下有7m厚的软弱层,普通的地基处理方式满足不了设计要求,故采用了桩基础,全涵洞设计了77根桩,共计420延米,工程造价约246万元。
施工期间,承建方认为此涵洞造价太高,此处是一个优化设计、降低工程造价的较佳工点,此时,承建方充分发挥了设计施工总承包的优点,施工方与设计方密切配合,通过触探,在靠近山脚的地方,选出了地质条件较好的涵洞布设位置,将此涵洞变更移位至K18+024,虽然此处地形稍高,但将涵底标高降低,对涵洞进水口进行开挖疏通,丝毫不影响涵洞进口的集水功能,将分离式桩基础改为整体式基础,用换填砂垫层的简单方式即解决了基底承载力不足的问题,变更后涵洞和线路交角55度,涵长88.78延米。优化变更后工程造价185万元,比原设计节约61万元,经济效益非常明显,而且大大缩短了工期。
3.3 涵洞的取消
以取消的K17+800涵洞为例,先计算涵位处的设计径流量Qs=0.67m3/s,然后计算出此处边沟标准断面60cm×60cm的泄水能力Q=0.6m3/s<Qs,边沟的尺寸不能满足设计径流量要求,于是重新拟定边沟尺寸60cm×70cm,这时泄水能力Q=0.73m3/s>Qs,则边沟尺寸定为60cm×70cm即能满足泄水要求.实际施工中,考虑到水文计算的一些不确定性,确保工程安全,此处边沟尺寸加深至60cm×80cm。通过这种方式,施工中取消了4道圆管涵,节省了工程造价,加快了工程进度,可谓一举两得。
4 结束语
山区小桥涵外业勘测设计过程中,首先应当查清桥涵设置草图。小桥涵位置选择应当与路基综合设计之间保持非常紧密的关系,尤其是路基的断面形改河或者改沟等,关系着小桥设计的经济合理性。在山区小桥涵的两侧位置,应当设置有效的防护基础工程,减少勘测设计上的误差。
摘要:桥涵在公路工程建设过程中占有非常重要的地位,尤其是山区的小桥涵建设关系着农田水利发展,因此应当加强重视。然而传统的小桥涵建设方法较为简单,没有综合考虑优化设计对于工程成本及工程质量的制约作用,经常出现预算超支、工期延迟及质量可靠性不高等问题。实践中可以看到,山区小桥涵分布在道路的伞线,建设工程量比较大,而且投资额比较高,通常占整个道路建设总投资的二成左右。因此,山区小桥涵外业勘测、位置布设等,显得非常重要,不仅关系着工程的造价,而且对工程施工质量、安全可靠性,也会产生非常大的影响,因此加强对山区小桥涵外业勘测及优化设计问题的研究,具有非常重大的现实意义。本文重点研究山区公路小桥涵的优化设计,以便为山区小桥涵建设降低成本、提高质量、加快工期做出一定贡献。
关键词:山区公路,小桥涵,优化设计
参考文献
[1]刘红博.对公路施工中桥涵设计的探讨[J].东方企业文化,2013(09).
[2]高涛,罗帅.浅析山区公路桥涵设计[J].科技创新与应用,2012(26).
高速公路小桥涵设计 篇4
丹通高速公路起于辽宁省与吉林省交界处的新开岭, 终于丹东市振安区古城子互通立交, 为国家北部地区高速公路典型示范工程。路线全长196.617km, 全线共设置小桥57座、涵洞143道、通道145座。全线小桥涵数量大, 使用状况直接关系到构造物附近群众出行、区域排水等问题, 社会影响巨大。本项目在设计过程中, 充分考虑以人为本、与自然景观协调、节约资源、科技创新、降低造价等公路新理念, 并取得了不错的效果。现将新理念在小桥涵设计中的使用情况进行简单的介绍。
2 以人为本, 便民出行
山区道路等级低, 甚至仅为山间人行毛道, 仅为附近群众上山使用, 但其纵横交错, 数量巨大, 无法处处设置通道。而山区冲沟多, 需要设置排水构造物。故在设计时二者统一考虑, 对排水的小桥或涵洞做一些特殊处理, 使之方便民众通行。主要采取的措施如下:
由于山区起伏大, 导致构造物进出口需要开挖或填筑才能与原地面顺接, 从而导致进出口形成较大坡度, 一般设计中进口设置跌水井或者出口设置急流槽。本次设计中, 将跌水井改置为人行梯道台阶引至高速公路以外, 若直接设置过陡, 考虑顺挖方碎落台展线引出。
小桥涵洞下一般都有长流水, 步行通过很不方便, 故考虑水流较大时在小桥一侧增设人行平台, 高出涵底铺砌一定距离;水流较小时铺砌设置小横坡, 将水流集中在一侧, 使另外一侧较为干爽, 方便通行。
本项目隧道较多, 多数涵洞需要分离式路基左右幅构造物连做, 造成涵长较长, 涵洞内漆黑一片。为解决此问题, 在分离式路基之间适当位置设置采光井, 利用天然光线解决构造物内光线暗的问题, 并在采光井顶覆盖角钢框架镀锌防锈蚀电焊防落网, 预防人员跌落井中或者杂物跌落井中威胁涵下行人安全, 提高构造物的使用性能。
3 优化设计, 提高设计质量
辽宁省小桥涵钢筋混凝土梁板习惯于使用预制形式, 但经过多年使用后发现预制板横向联系较差, 出现单板受力情况, 铰缝也易松动脱落导致漏水等问题。结合以往经验, 本次设计小桥涵钢筋混凝土梁板全部采用现浇结构, 以加强梁板整体性, 提高使用性能。同时, 现浇结构也可以减小山区预制场地规模、降低运输难度, 从而方便施工、加快工程进度。
北方冬季漫长, 降雪较多, 为尽快保证行车安全, 高速公路一般采用大量除雪剂、除冰盐以提高除雪效率, 从而也导致了化学剂对桥梁, 尤其是防撞设施的腐蚀。为提高除冰盐作用下的耐久性, 防撞墙材料由C30混凝土提高至C40, 防撞墙底座的8cm宽花岗岩外侧改为13.5cm宽、内侧改为12cm宽, 同时紧贴底座的18cm斜面上镶2cm厚的花岗岩。如图1。
4 与自然景观和谐
加强洞口景观设计, 摒弃传统盖板涵洞口配置八字墙、轻台配置锥围挡的观点, 结合地形将洞口设计成与周围环境协调的形式;或八字墙与锥坡叠合使用 (如图2) , 改变样式单一呆板的形象, 增加洞口的变化, 提升美观程度。
5 科技创新, 研发新技术
采用《寒冷地区高速公路高填土涵洞设计方法研究》的计算公式对K118+778.00盖板涵进行比较分析。该处填土高度平均14.6m, 此处如按照高架桥方案进行设计, 采用5~20m装配式预应力混凝土箱梁, 桥长100m, 造价估算约为750万元;按照涵顶填土12.14m盖板涵设计, 采用规范计算方法, 造价估算约为105万元;按照本课题的设计方法计算, 造价估算约为90万元。由以上数据并考虑土石方、占地等因素可知, 采用本课题计算设计的涵洞与高架桥相比投资减少370万元, 节约投资49%, 与不考虑“土拱效应”的设计方法相比投资减少15万元, 节约投资14%。
本课题的实施, 及时解决了施工过程中出现的问题, 保证了高填土涵洞的施工安全和质量, 消除了施工中和今后运营中的安全隐患, 又加快了施工进度, 缩短了施工期, 确保了全路顺利通车。由此可以看出高填土涵洞设计采用本研究的计算方法能得到较好的经济效益。同时高填土涵洞又具有重大的社会效益与环境效益。山岭与丘陵公路都有许多挖方段和填方段, 这就需要设置大量的取土场和弃土场, 取 (弃) 土场对植被破坏严重, 多年难以恢复植被, 风一吹漫天灰尘, 污染环境。若将挖方段的弃土填筑于山沟形成路基, 设置涵洞用以排水或通行, 即解决了污染, 又还周围一片青山绿水, 节省弃土复垦整治费用。
本项目课题的研究, 不仅节省了工程投资, 经济效益明显, 同时还取得了良好的社会与环境效益。
6 节约资源, 降低造价
山区冲沟一般顶部较宽而底部较窄, 布设时不拘泥于原位设涵, 考虑适当移动涵洞设置位置, 将涵洞设在沟坡上, 如图3。
涵1顺应原沟设置在沟底位置, 涵2设置在原沟大桩号侧坡上, 按此两种方案进行设计, 得到主要技术指标如表1。
由表1可知, 涵2的涵长仅为涵1的1/3, 可大大减少工程量、降低工程造价;填土高降低10m以上, 可减小各构造尺寸, 降低基底承载力要求, 避免复杂的地基处理;涵2进出口需要处理, 进口应将原沟底填起至洞口设计标高, 出口应砌槽将水引至原沟, 因此需增加征地, 但山区沟中多为杂木荒地, 增加的占地一般价值较低;填起后还可以恢复植被, 对周围环境影响较小。因此, 采用涵2的布设方式。
此外, 可将原沟进行路基填筑至合理标高, 然后在填土上设置涵洞, 从而降低涵顶填土高度、减少涵长并可取用合理的涵底纵坡。同时对上游洞口高程超出原地面部分进行超填处理, 利用废方填筑至涵洞进口标高。超填部分可以进行景观处理或者绿化, 甚至可以加铺种植土后耕种。但应注意路基填筑过程中需要特殊压实处理, 避免地基不均匀沉降导致涵洞开裂。
7 结束语
公路小桥涵施工技术研究 篇5
1 小桥涵的基底处理技术
小桥涵的施工过程中的第一步, 就是开挖基坑。在开挖基坑前一定要做好设计和规划, 要认真检车实地情况, 观察基底的具体情形, 反复检验设计原理是否科学, 还要检查设计里的相关要求会不会超出基底的承载力, 要在基底开挖之间对开挖基底在各方面需要考虑, 可能面对的问题进行深思熟虑, 全方面对建设小桥涵的基底开挖过程中可能涉及到的施工进程, 以及施工不当可能造成的后果拥有一定的周全的考虑, 并做出对意外情况的发生应该如何有效地解决做出一定的规划。这样, 在施工时, 一定要严格按照已经定完的最初的设计方案和规划要求中的相关要求按部就班地有序地进行, 尽全力保证过程的顺利和建设成果的有效性。如果在原定的最初计划中不能看到明确的处理要求, 千万不能怠慢, 绝对不能对其进行忽略, 要根据基底以及场地和工程设施的状况反复讨论做出最合适的处理方案。如果在施工过程中觉察到基底的实际施工与原定施工设计中的规定有出入, 一定要第一时间将发现的情况反映给负责小桥涵基底开挖这项建设工程的监工工程师, 继而迅速地将情况反馈给设计单位, 让可能发生的问题死在萌芽状态中, 一定要避免重视不够、处事拖拉、不能及时反馈问题延迟下发问题的解决处理, 造成更严重的后果。开挖土质基底时, 不仅需要机械开挖的工作运行, 还需要人工开挖的配合, 机械与人工要有良好的配合。在机械开挖的同时, 也需要有至少大约30米的土层厚度需要通过人工开挖来完成。松动爆破方式是在石质基坑的爆破过程中的首选方式, 并且为了获得最好的基地质量, 爆破结束后要通过风动工具来消除留下的至少大约20米厚度的岩层, 利用这样耳朵方式可以很好地对基底的土质结构进行保护。在完成了基底的开挖工作之后, 也不能就此放松, 掉以轻心, 要记住挖好的基底不可以长时间地暴漏在外面, 一定要请相关的监理部门对工程进行细致的检验, 并且及时做好封闭工作。
2 钢筋捆绑和模块安装技术
(1) 在进行对小桥涵的钢筋捆绑时, 务必要认真按照设计图纸上的内容, 严格按照上面的指导和要求进行操作。在选用钢筋时, 对于不管是钢筋的品种还是钢筋的数量都要有慎重的选择, 就算是看上去相似的, 也不可盲目地使用, 在施工建设中, 很有可能发生毫厘的差别, 导致千里之谬。除了钢筋的选取, 在钢筋的捆绑时也应该注意要严格把握捆绑的高程和捆绑的位置, 这些都需要测量人员的细致的测量和仔细的计算。在钢筋的测量和预埋的整个过程中一定要有桥涵专业人士的审查和监督。
(2) 注意钢筋定位架和手脚架的搭建。为了达到钢筋预埋的垂直度, 也为了确定钢筋预埋的位置, 这些辅助架子的安全搭建必不可少。
(3) 在完成桥涵钢筋的焊接操作时, 要运用到闪光对接的焊接方式, 运用这种方式时, 要注意对于范围街头的要求要处于百分之五十以下, 同时操作也要确保达到35D, 还要大于50厘米。处理好焊接中的注意事项, 才能保证焊接的质量。
(4) 执行完钢筋的捆绑的步骤后, 需要按照不同施工场景和设施的要求, 选择些合适的垫块, 这些垫块能够利于加厚保护层, 提高施工的质量。至于垫块, 可以是塑料材质的, 也可以是小型的水泥砂浆的, 具体情况根据实际施工情况而定。
(5) 在做完了钢筋骨架后, 要对钢筋骨架的尺寸和大小进行检测。在模板和钢筋之间要做一些距离的保留, 在通常状况下, 脚手架使用的支架是碗扣形的, 模板使用的是定性钢模, 在施工过程中, 使用的模板是要经过特殊的处理和加工的, 普通的脚手架钢管在施工中的目的就是为了起到斜向支撑的效果。等到钢筋捆绑完之后, 就要将模板归位对吊装的高度也有要求, 大概应该在2~4米的范围内。在模板使用之前, 要进行除锈处理, 还要涂上脱膜剂, 防止模板严重受损。在支模之前, 还要确定模板的垂直度, 这时候可以利用水平尺来确定。在施工过程中也会偶尔出现跑模以及漏浆的情况, 为了防止这种事故的发生, 我们可以在模板的接口地方放上海绵条。桥涵使用的模板一定要根据要求容易使用装配式的整体钢模板, 与此同时, 汽车吊整体吊装也要就位。在模板拼装时, 要注意模板口子和模板顺序的位置要对准, 模板的接缝处要严密紧合, 这样做可以在防止水泥泄露的同时有效地保证拆模之后的表面光滑、平整, 模板的拼接是桥涵施工中的难题之一, 要尤其重视。
为了防止漏浆现象的发生, 要对模板做密封处理, 在模板与模板之间的接头位置放置上3毫米的海绵可以有效地起到作用。监督人员一定要对这一步骤仔细监督把关, 由于类似于这样的小的处理工作很容易被人忽视, 在施工过程中也很容易因为这样小的问题造成很多不必要的麻烦。在公路小桥涵的施工过程中, 一定要注意细节的影响力, 一些微小的、容易忽视的失误往往会在以后的长久的施工过程中, 由于造成了一定坏的影响而被发现。还有一些细节性的问题比如要及时清理干净施工台上的杂物, 在柱顶帽安放好之前, 要在外模线的引导下, 通过起重机和人工的共同配合, 良好地完成钢模的安装工作, 然而这些过程的执行, 都需要利用脚手架加固安装的配合进行。
3 混凝土的施工技术
(1) 在混凝土施工之前, 堵漏处理必不可少。台身模板以及交接等其它可能产生漏洞的地方, 需要使用M10砂浆来做好严密的堵漏处理。同时, 一定要保证砂浆使用量的充足, 必须能够确保堵漏工作的做得严密, 堵漏堵得严实, 防止可能发生的再次泄露。除此之外, 为了防止混凝土表面出现灰线, 工作人员对于施工现场的坍塌度也要有一个很好的把握。
(2) 先通过吊车料斗装混凝土的材料, 最好能够有条件使用90B的水泥混凝土泵车, 再将装运来的混凝土材料运用搅拌机进行搅拌工作。一定要注意工作人员应当全程使用安全帽, 避免上料过程中稍有不慎可能发生的人员安全事故的发生。在配给材料的过程中要尤其注意水灰的配置要求, 配给的人数也要根据实际要求来分配。水灰比如果配置不好就很可能会发生离析的状况, 会引发蜂窝麻面, 在桥涵建筑中就会对其外观造成影响。
(3) 在对混凝土浇筑过程中进行分层振捣环节的处理时, 技术人员要对此环节进行严格的把关和检测, 在最大程度上避免混凝土发生离析现象, 同时还在尽量避免让水泥飞溅到模板上面去, 并且在操作上要注意能否一次性完成整个浇筑过程, 同时还应及时对浇筑后的混凝土进行保养, 保证混凝土在外观上的完美。
(4) 结合施工现场的温度和湿度, 考虑什么时候可以拆卸施工模板, 因为对于盲目的拆卸模板, 会造成混凝土因为凝固的强度过低, 导致随着模板的拆卸而跟随着掉落, 或者是由于凝固的强度过高, 而导致模板的在拆卸的过程中受到损坏, 针对于此, 合理的对模版进行拆卸, 能够保证混凝土的合理凝固, 确保施工过程的安全和稳定, 为后续的养护工作打下坚实的基础。但是对于合理的进行模板拆卸的时间要根据具体的自然环境来决定, 因为最基础的模板拆卸时间为混凝土在浇筑之后的四十八小时之内, 但是随着不同的自然环境因素如温度, 湿度都可能影响模板的拆卸时间, 要根据具体的时间来决定具体的拆卸时间。
4 结束语
综上所述, 随着我国在公路交通建设上的不断发展, 对于公路桥涵上的合理建设越来越被重视起来, 为了不影响桥涵在施工建设上存在任何问题, 所以针对施工环节, 施工方案, 施工技术等多方面影响原因上的重点监督和检测, 都应该值得关注, 因此, 加强我国在建设公路桥涵方面的施工技术, 确保施工的质量, 成为现今公路施工方面的重点, 影响着我国公路交通的未来发展。
参考文献
[1]张爱平.支架法施工铁路箱梁中支架质量控制要点[J].甘肃科技纵横, 2011, (3) :150.
[2]梁富清.南京长江三桥s2标跨铁路支架施工技术总结[J].中国科技信息, 2007, (11) .
试论山区公路小桥涵冲刷机理 篇6
在山区公路小桥涵损毁现象当中, 自由式出流出口水毁是较常见的一种, 为了获得较准确的抗水灾依据, 本文作了针对性的实验, 来研究其冲刷机理。
2 试验条件
此次实验在某试验直线水槽进行的, 水槽长度是17m, 宽度是1m, 底坡坡度是0.6%, 试验段距水槽进口9~11m。概化模型比尺1:10, 小桥涵长度1.1m, 孔径是0.4m。进出口形式分别是端墙、八字翼墙, 出口铺砌长度分别是0.28m、0.42m、0.93m。试验流量设计时考虑水槽最大可容水深及冲刷坑可能的最大冲刷深度, 以水槽均匀流水深度为15cm对应的泥沙临界起动流速如下:
Vc= (h/d) 0.14[29d+6.05×10-7 (10+h) /d0.72]0.5
式中:Vc代表泥沙临界起动流速 (m/s) ;h代表水深 (cm) ;d代表泥沙粒径 (mm) 。
基准流量:Qc=Bh Vc=0.047m3/s
式中:B代表水槽宽度 (m) 。试验控制流量为:Q1=0.95Qc=0.045m3/s;Q2=1.2Qc=0.057m3/s。
本次实验用砂均质粒径 (d) 是0.75mm。动态冲刷过程采用界面仪跟踪测定, 在冲刷停止、供水彻干后, 用测针测定地形及最大冲刷深度[1]。
3 实验结果的相关分析
3.1 端墙进出口铺砌长度影响分析
山区公路小桥涵常用形式为端墙进、出口。所以本次实验中研究了端墙进、出口铺砌长度这一重要影响因素。整个冲刷过程为180min, 对于冲刷深度, 每15min检测一次。小桥涵端墙进、出口如图1所示, 八字翼墙进、出口如图2所示。
3.2 冲刷深度随时间的变化
具体的冲刷深度数据如表1所示。
表1中, b大于零, 则说明初始河床急剧冲刷, b小于零, 则说明初始河床急剧淤积;开始的10min时, 冲刷坑处在水槽急剧调整的平稳水流冲刷阶段。10~100min时, 冲刷坑处在稳定冲刷阶段;时间在100min以后处在平衡缓慢冲刷阶段, 到了180min后冲刷停止。可见, 前面的冲刷阶段是冲刷深度主要形成时期, 并且, 冲刷深度随时间的变化幅度大, 当冲刷继续, 冲刷速率慢慢变小, 大概在100min时冲刷深度约为平衡深度的70~80%。同等流量的情况下;铺砌长度长, 则平衡冲刷深度相对较深。反之, 则结果相反。
3.3 垂裙处冲刷深度变化情况
铺砌的可靠性与垂裙处冲刷深度密切相关, 由于冲刷坑在垂裙处存在漩流回淤的几率, 所以, 当冲刷完毕时, 在离垂裙10cm的地方, 选择冲刷最大断面来进行垂裙处的冲刷深度的检测。垂裙处横向冲深分布的检测, 检测点间隔距离在10cm左右, 并且测点设置考虑到地形的特征变化。所获得的冲刷深度特征数据如表2所示。
表2中的数据表明, 铺砌长度愈长, 垂裙冲刷深度变差系数愈小;垂裙处冲刷深度最大值和平均值之间差距不大, 说明横断面冲刷深度较均匀;若出口铺砌长度较短, 则横断面冲刷深度不均匀, 呈一边深、另一边浅的现象, 这说明水流偏斜程度较大, 存在不稳定股流集中冲刷[2]。
3.4 中轴线冲刷坑剖面冲刷深度沿程变化
相关变化数据如表3~5所示。
将垂裙处作为冲刷起点, 3h后, 沿水槽轴线向下游检测冲刷深度, 表3~5中的数据表明:Q1=0.045m3/s, 铺砌长度为0.28m时冲坑浅且长;铺砌长度为0.42m时冲坑深且短。Q2=0.057m3/s, 由于流量的增加, 小桥涵后最大的流速位置变化不明显。在不同铺砌长度下的冲坑形态变化不明显;相同铺砌长度, 如铺砌长度为28cm, Q1增大为Q2时, 其后的最大冲刷深度明显增加, 最大冲刷深度距离垂裙距离明显变短;在较小流量时, 铺砌长度0.28m较0.42m的冲刷浅, 能够降低对小桥涵的危害性。在一定的铺砌长度实验范围内:当流量较大时, 铺砌越长, 对小桥涵防护后冲刷坑冲深有减小的可能;当流量较小时, 铺砌越短, 则小桥涵防护效果愈佳[3]。
4 结束语
山区公路小桥涵作为重要的排水设施之一, 占地较小, 结构紧凑, 稳定性相对较强。但是因为端墙进、出口水流变化幅度很大, 造成了普遍的铺砌水毁。所以, 在设计施工时, 必须注意铺砌的效果, 增加厚度, 必须注意垂裙的埋设, 把握好安全深度, 尤其是出流后的河堤, 应当适当增加高度。要有效防止小桥涵的水毁, 就必须防患于未然, 做好全面可靠的预防工作。
参考文献
[1]梅利峰.山区公路小桥涵设计[J].交通世界 (建养·机械) , 2007 (12) :05~06.
[2]于波.山区高速公路小桥涵布设及一些新方法的研究[J].黑龙江交通科技, 2009 (02) :15~16.
浅谈小桥涵施工图内外业设计流程 篇7
1 小桥涵外业测量调查
小桥涵外业调查是一项非常重要的工作,将直接影响桥涵设计的合理性。一次好的外业勘测调查,需要进行充分的准备和辛勤的野外测量。一般外业测量通过专业工序控制表对整个外业工作进行程序化控制。控制的重点为:1)基础资料的准备:主要收集外业调查事先指导书,调查用1∶50 000地形图和1∶2 000地形图,以及沿线气象、水文、风向、冻土深度等。事先指导书用于对外业整个过程的指导,包括人员的组织和安排,仪器的使用,野外注意事项等。1∶50 000地形图主要用于水文计算,而1∶2 000地形图则主要是用于实地的控制测量。沿线气象、水文等主要是对全线小构造物的特点有一个全面的把握。2)实地测量调查:对涵洞和小桥的调查主要以填写已经制备好的外业调查记录薄来控制,调查的内容包括构造物的形式、中心桩号、比高、河沟名或地名、右前夹角、孔数、孔径及结构类型、墩台高、水流方向、进水口形式、出水口形式、地质概况、基础埋深、描述及示意图、沿涵轴方向纵断或比降(小桥桥轴断面)、原路小桥涵洞数据记录、改路改渠情况等。3)整理当天的外业调查资料,及时与其他专业组进行相关资料的互提。外业期间小桥涵与地质专业组联系最为紧密,及时给地质专业组进行构造物设置一览表的互提,能够让地质组顺利开展工作,也能够及时地为桥涵组提供构造物处的地质资料,为内外业设计提供最基础的资料。4)与地方政府、交通局、交通分局、水利局、村镇等部门的沟通协调,签订相应的协议书。道路设计特别是高速公路设计,与地方道路、河流发生交叉、干扰是不可避免的事情。在外业调查的过程中就必须和当地政府以及主管部门进行充分的沟通协调,就构造物设置情况及改路改渠进行探讨,避免到施工的时候与地方发生不必要的矛盾,同时也是贯彻以人为本,服务群众的切实体现。5)对外业调查资料进行系统的整理,为外业验收做准备。进行一段时间的调查之后,收集了大量的资料,只有进行系统的整理之后才能查漏碰错,发现问题,并进行及时的更正。在外业验收的时候,对有些复杂的问题也能够及时向专业老总进行反馈,让专业老总及时指导现场工作,提出宝贵的建议和意见。通过对上述专业工序的控制,基本能够很好地完成外业的测量调查工作。
2 小桥涵内业设计
在外业调查完成之后,往往需要跟路线组进行资料的互提,在与路线组进行沟通协调之后,一个完整的小构造物设置表也就基本完成了。有了小构造物设置表和路线组提供的路基设计表以及其他专业组提供的挡墙等资料,就能够全面地展开小桥涵的内业设计。
2.1 小桥涵孔径的拟定
孔径的拟定往往受纵断和水文的控制,根据外业调查的资料,进行设计频率的水文计算。设计流量计算又是水文计算的重点,流量计算的主要计算方法有暴雨径流法和形态调查法以及直接对比法。通过对不同方法计算出来的流量进行对比分析,最终确定小桥涵的设计流量。有了流量之后,通过设计流量可以拟定出满足泄洪能力的孔径,或者对拟定的孔径进行验算,得到最终的设计孔径。
2.2 小桥涵的结构设计
现在小桥涵的结构设计软件相当多,市场上用的比较多的有:桥梁大师、桥梁通、桥梁博士、桥梁设计师、PVC涵洞设计、超级涵洞、辽宁院小桥涵设计软件等。现在分别介绍小桥设计和涵洞设计:1)小桥结构设计。小桥结构设计主要是下部结构的设计,上部结构可以直接利用交通部的上部结构通用图或者各个设计院自编的上部通用图。下部设计又分桥台设计和桥墩设计,一般可以事先拟定一个结构尺寸,这个结构尺寸通常可以根据设计经验或参考同类型的桥梁。桥台种类形式相对较多,有U台、薄壁台、柱式台、扶壁台等,一般配合桩基础或扩大基础。桥墩一般采用柱式、薄壁式、重力式等,一般配合桩基础或扩大基础。拟定基本尺寸之后,运用现在市面上的设计软件,一般能够很好地设计完成结构。2)涵洞的结构设计。涵洞的结构设计往往分洞身设计、洞口设计、洞外调治构造物设计等。洞身设计主要是根据涵洞的具体形式采用相应的结构尺寸并进行配筋。一般来说,洞身都是参照相应的标准图,在不小于标准图尺寸的基础上进行拟定。拟定之后可以运用相应的涵洞设计软件进行验算。如果验算通过,说明满足安全的设计。洞口的拟定往往要根据涵洞口具体的地形情况,采用不同的结构形式,常用的洞口形式有:八字翼墙、锥形护坡、一字墙护坡、上游急流坡(或跌水井)、上游边沟跌水井、下游急流坡、下游接挡土墙附跌水、倒虹吸等。洞外调治构造物设计,通常是在洞口之外对涵洞采取的一种或多种防护措施。常用的调治构造物有洞外铺砌、急流槽、跌水井等。在拟定尺寸之后,通过现在流行的设计软件,也能够很好地完成涵洞结构部分设计。
2.3 地基处理
对于扩大基础的小桥和涵洞,往往要进行地基处理,才能满足基底的应力需求。地基处理主要采用砂砾垫层、灰土垫层、重锤夯实、强夯等方法;根据实际条件,也可以采用水泥搅拌桩、石灰桩、砂桩、振冲碎石桩和各种浆液灌注法等。具体采用何种处理方法,需要根据基底的应力要求和具体的地质情况进行合理选用。如果要进行验算,可以采用理正设计软件进行基底验算。
2.4其他工程设计
小桥涵设计往往对周围的水网和路网进行了改变,需要根据排水和通行的要求,对现有河流与道路进行改移。在做好以上各项工作之后,将全线桥涵整理成册,小桥涵内业设计也就完成了。
3结语
公路小桥涵设计是一项繁琐而重要的工作,只有对小桥涵的内业和外业有了充分的了解之后,才能很好地指导设计工作。外业设计重在多跑、多看、多问,内业设计重在认真仔细,严谨求实内外业设计是一个有机的整体,只有同时做好这两方面的工作,才可能设计出优秀的产品。
参考文献
[1]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].
[2]JTG/T D65-04-2007,公路涵洞设计细则[S].
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