山区高速公路桥涵设计探析

王清涛

【摘 要】 由于山区地段的高速公路地形条件复杂，与平原地区相比，山区高速公路建造桥涵时其勘察设计施工等都不尽相同。本文在积累了以往山区高速公路桥涵勘察设计经验的基础上，针对山区不同的植被、地形、地质、地貌及水文等特点提出了在山区高速公路设计桥涵的特点和基本原则。

【关键词】 山区高速公路；桥涵；设计

1 引言

目前在我國平微区已基本形成高速路干线，但是山区高速公路则处于刚刚起步阶段。桥涵是否设置恰当，与工程造价及路基的稳定相关联。尤其是在地势条件险峻复杂的山区，桥涵设计与施工是高速公路建设中的重要环节。

2 山区高速公路段桥涵构筑物的布置特点

山区高速公路所处地形一般为地形起伏复杂的深谷沟壑区域。构筑物的布设易受到山区地质地形、植被状况和气候条件、地质灾害、溪（河）流水位不恒稳定等的限制影响，因此桥涵的设计需综合考虑各种影响因素。山区桥涵主要呈现以下特点：

（1）谷沟地段多呈V形或U形谷，在同一座桥梁设计中，相邻桥墩的高度差异往往比较大，导致桥梁上部构造变形、下部构造承载等差异较大，在选择上部构造结构形式和桥墩形式时应予以重视。

（2）由于地形条件复杂，并且高速公路多以弯线形式为主，从而产生了大量的弯桥。因此在设计平面时应注意公路的平面线形、桥面净宽等可以引起桥面排水的问题。

（3） 由于地形的限制，山区高速公路往往要考虑桥隧的直接相连，因此要注意隧道洞口基础与桥台之间的协调关系，在允许的情况下应避免相互干扰，在设计时应结合隧道洞口基础和桥台基础进行整体设计。

（4）山区的高速公路段，在路线主线上一般不推荐采用具有局限性的圆管涵（由于圆管涵涵底流量、纵坡、施工条件等），多以拱涵、钢筋混凝土盖板为主，在设计中应根据横向地形状况合理选择进出口形式、涵位、涵底纵坡及基础处理形式。

3 桥涵布置的基本原则

3.1 总体布置

（1）山区高速公路桥涵的选址应根据地质、地形、水文条件等，结合全路段的排水系统情况，布置合理，达到排水泄洪的目的。

（2）为确保桥涵基础的稳定，小桥涵一般要设在地质条件良好、地形有利、河床水位稳定的位置上延线线形布。同时要避免因桥涵的位置选择不当而引起的冲毁路基、排洪不畅、积水淹田等不良后果。

（3）小桥涵纵轴线走向应尽可能地与洪水主流方向相垂直。当路线方向与洪水水流方向不垂直时，宜采取斜交布置的方式，来避免形成对桥涵洞口及基础和路堤产生冲刷的较严重的涡流现象，同时保证泄洪畅通。

（4）山口冲积扇平原地区，应设置小桥涵。两积扇间的洼地，也应该布置小桥涵。

（5）农灌区的布设方式应使小桥涵与农田排灌系统相结合，不应降低原有的排灌功能而改变原有的系统。

（6）在截水沟地段，应将桥涵洞设置在截水沟排水出口位置，以避免水流较长对路基产生冲刷危害。

3.2 平面布置

（1）为了减少桥台由于水流而产生的冲刷作用，小桥涵最好选择在水流平缓、河道顺直段的位置。

（2）在暴雨集中、降雨量大、植被稀疏的山区地段公路小桥涵一般应设计为一沟一涵。

（3）在不影响上游河流的泄洪畅通的情况下，在较平坦地势，间距很近的两沟，面积不大的汇水区，具备沟通合并的条件的区域，通过技术经济比较后，方可对两沟进行合并设涵，但要注意做好河沟相邻排水沟的连接及路基防护工作。

（4）当由于路基的填土较高，原沟的底纵坡较陡，不宜沿沟设置桥涵的，可进行移位，改在边坡的一侧设置。

（5）对于具有鸡爪形山面的路段的无明显沟谷的，或者一侧汇水面积较大的坡面，须在适当的位置布设桥涵。

（6）由于山区暴雨洪水的流速快，汇集快，水势凶猛，为确保路基安全，虽无明显沟壑处也要每隔300米左右设置涵洞，避免由于路基内侧边沟集水过大、过深，需将内边沟水引出，防止外侧边坡被冲毁。

3.3 立面布置

山区高速公路桥涵立面布设要与地质、地形、水文、路线要求相结合来确定，做到基础稳、进口顺、出口不落空，同时满足设计流量，做到水流顺畅。

3.3.1 缓坡桥涵的设计

当冲沟、天然河谷的坡度较缓时，山区高速公路桥涵根据实际地形，按照较小缓坡向上游延伸设置桥涵底铺砌。如果河流容易产生较大的冲刷，为保证原沟冲刷后桥涵底面不高于河床，可以将桥涵底面铺砌在原沟底标高基础上适当进行降低。

当冲沟、天然河谷的坡度较陡时，而通过缓坡方式设置桥涵基础时，常用方法有：

① 涵底台阶式布设、涵底砌石处理。

②调整涵洞的方向。

③在进口处开挖护砌。

④洞口进行悬空处理。

3.3.2 陡坡桥涵的设计

当依据地质条件必须设置成陡坡涵时，要充分利用地形与地质条件，做到结构稳定、经济节约。对于弱风化地基或土质地基河沟，可设计为斜置式陡坡。当然设计涵洞不一定要拘泥于形式，要根据实际情况灵活运用。

4 结束语

在山区高速公路段进行桥涵的设计，由于受地质、地形等的影响，必须在与实地联系的基础上，进行设计方案的反复比较。桥涵位置的选取除了要考虑地理特征的影响外，还要考虑进出口形式对纵面的影响、整体协调性对平面的影响及涵底铺砌纵坡的调整。另外，桥涵运营后的加固与养护也要加以考虑。只有全方面考虑了各种因素的影响，才能确保桥涵设计的经济性与安全性。

参考文献

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