公路小桥涵设计问题探究

赵文明 杨晶磊

摘要：经济的发展带动了公路交通建设的发展，在公路工程当中，小桥涵的数量占据了全部排水建筑物的一大部分，因此说小桥涵设计的优劣直接影响到公路工程的造价和使用效果。通过大量的实践经验表明，提高小桥涵的设计质量，减少施工过程中的设计变更，能够有效的实现公路的安全性能和经济性能。下面本文对公路小桥涵设计问题进行分析研究。

关键字：公路小桥涵；设计问题

Abstract:The economic development drives the development of highway construction, the highwayengineering, the number of bridge and culvert occupies amajority of all the drainage buildings, so that the bridge and culvert design will directly affect the cost and effect of highway engineering. Through a large number of practicalexperience shows that, to improve the design quality of bridge and culvert, reduction of design changes during construction, to achieve safe and economic performanceof the highway. This paper analyses the design problems of highway bridge and culvert.

Keywords: highway bridge ;culvert design problem;

中图分类号：U448.14 文献标识码：A文章编号：

在公路的设计过程中，路线会跨越溪沟、沟谷以及人工渠道等，在这些地方都需要设置小桥涵。就每个小桥涵来讲，其工程量较小，且施工的费用较低，但是对于整条公路来讲，小桥涵的数量则较多，工程量则也较大。对于小桥涵的设计问题则需要认真的分析。

一 小桥涵位置的确定及设计

在对小桥涵位置确定和设计之前，需要对其分类以及特点进行认真的分析，根据施工地的实际情况选择恰当的小桥涵类型。小桥涵可以从建筑材料及结构型式、涵洞水力性质、涵洞填土高度以及涵洞洞深的型式四个因素去进行分类，其类型的选择也主要是根据实际的地形地质和水文水利条件决定，所以说小桥涵位置的确定要在明确其最恰当的设计类型之后再进行下一步的工作。

（一）小桥涵位置的确定

要确保小桥涵的设计质量，首先需要明确小桥涵的位置，通常情况下，设计人员在现场能够一次性的确定小桥涵的位置。在小桥涵施工的过程中存在着设计变更的情况，这其中很大一部分是小桥涵位置上的变更，变更较多的路段将会达到一半以上，设计变更较少的时候是几米，较多的时候则是几十米，有的时候还会涉及到跨径和斜交角度问题，有时候还会和公路结构的型式相关联。在设计的过程中，小桥涵位置的变更将会影响到整个公路施工进度，尤其是较大的小桥涵，其位置的变更不是设计者一方决定的，需要由业主、设计代表、监理单位和施工单位共同决定的。

（二）小桥涵位置设计问题

在小桥涵位置设计的过程中，经常会遇到受农田水渠控制的小桥涵，因此说在位置选定和设计的过程中需要考虑到各种因素，要对改移水渠进行比较之后进行综合的确定，且不能够过分的迁就水渠，尤其是对于一些和路线交角很小的、几乎能够达到平行的水渠，小桥涵在设计过程中不得不进行斜交正做时应该引起设计者的格外注意。

对于弯曲的河流，当河岸较为稳定的时候，设计时可以考虑顺着沟渠的方向设置弯涵，并且设计时不需要过分的修建直线涵洞。对于高填土的涵洞，在设计的过程中需要充分的考虑施工地的地形和地质条件。当山坡上的地质条件状况较为良好的时候，可以和设置在沟底相比较之后进行确定，这样能够确保设计的精确性和安全性。

对于一些通道来说，对小桥涵位置的确定和设计工作更要谨慎。设计之前要确定要小桥涵的位置、跨径、设计的样式以及修成之后对生产生活产生的影响，并且在设计的过程中要权衡利弊，作出恰当的设计选择，在适当的情况下或者是必要的状态下可以邀请业主、政府以及小桥涵的设计者进行综合的讨论，决定小桥涵最终的设计位置和设计方案。

二 小桥涵的孔径和结构设计

在对小桥涵的孔径进行设计的过程中需要对其进行精确的计算，孔径计算时按照水力学中的宽顶堰进行计算，涵洞孔径则按照前水深是否会淹没洞口和进水口建筑形式，判别水力图式，之后再根据判别的水力图式相应的经验公式去计算小桥涵的孔径，在计算的过程中需要尽量做到精确。在进行倒虹吸水力计算的时候，可以先假设涵身过水断面的几何尺寸，之后再根据上下游的水位差计算出小桥涵能够通过的流量，要保证计算的误差控制在10%以内，这样才能够确保设计的精确性。

在小桥涵结构设计的过程中，需要在小桥涵结构内部受力分析计算的基础上进行，并且要按照承载能力的极限状态和小桥涵正常的使用极限状态最终确定其结构受力构件的大小以及联结的方式，之后再根据这些承受能力和荷载情况检验小桥涵构件的强度以及稳定性能，并且对小桥涵的刚度以及裂缝等问题进行分析研究。

三 小桥涵的台背设计

小桥涵的台背处理问题一直是其设计过程中重点关注的问题，近年来对于小桥涵台背的处理问题没有得到恰当的处理，尤其是高等级公路的大量修建，对于小桥涵台背处理问题越来越受到关注。在经济发展的带动下，交通运输业获得了飞速的发展，车速在提升，在这个过程中小桥涵的密度也在加大，这样汽车在行驶的过程中将会出现颠簸和摇晃的状态，不利于行车的安全性。很多公路路段对于小桥涵台背的设计存在缺陷，台背的填土没有完善处理，使得公路在通车之后大部分的小桥涵将会产生桥涵头跳车的现象，使得小桥涵的设计不得不重新进行，这样既影响了交通的通达性，也会增加施工的成本。

在重新设计的过程中，为了避免跳车的现象，设计时需要重点考虑到公路地基地面的实际情况，公路填料以及施工设计方案等方面也要进行认真的分析，且需要从主观方面重视起来，为小桥涵台背的设计打下坚实的主观基础。

四 小桥涵地基承载力及基础设计

小桥涵地基承载力的设计问题在其设计的整个环节中起到了至关重要的作用，但是很多工程对于这一问题没有很好的解决，使得小桥涵的位置和结构发生了变化，不能够很好地满足公路交通通行的需求，设计问题的不合理还影响到了施工的进程，延误工期，造成了不良 的影响。

通常情况下，小桥涵设计的核心在于对其基础的设计，基础设计的正确与否和小桥涵整体设计的成败有着紧密联系，为了能够保证小桥涵设计的质量，设计者在进行基础设计的过程中需要注意以下几点。

首先需要从思想上提升对基础设计的重视程度，设计之前对各种资料进行认真的分析研究，设计多重方案进行对比，并进行技术交底工作，实现优化设计的理念，为今后的施工建设奠定基础。除此之外，随着高等级公路的建设，高填方涵洞的数量也越来越多，因此说小桥涵对于地基的承载能力的要求也在逐渐的提升，尤其是对于一些不良地段，在设计时一定要进行认真分析，从思想上实现根本性的转变。

其次需要改变传统的设计方式，摈弃之前依靠液性指数以及孔隙比等查表法确定地基承载能力的方式，要运用现代化的设计手段提升设计的精准度和设计的效率。在此基础上要对已经存在桥涵构造物的地基和基础资料进行分析研究，并运用现代化的原位测试方式进行测量，为今后的设计提供充足且准确的数据支持。

最后需要进一步的提升设计者的知识水平和设计技能，改变之前小桥涵地基承载力和基础设计人才缺乏的局面，进一步提升设计质量。

五 小桥涵图纸设计的其他注意事项

小桥涵在设计的过程中需要按照实际情况中的桥绘制出纵剖面图、平面图以及横断面图，并且和小桥涵设计的相关细部图纸，设计者都需要认真的绘制，保证图纸的设计符合公路小桥涵设计的需要。

对于小桥涵涵洞的设计，则可以按照通用图加涵洞细部构造图的模式进行，在图中需要明确注明原地面线、小桥涵中各部位的尺寸以及标高，同时要提供相关的设计资料，以确保今后施工过程中的精准度。

结束语：在公路设计的过程中，小桥涵的设计占据了十分重要的地位，其设计的好坏和公路的运行状况有着密切关系。本文就以公路小桥涵设计问题为出发点，从五个方面进行分析论述，突出在设计的过程中需要根据实际情况进行，并且要按照设计要求进行设计，充分发挥小桥涵的作用。希望本文的论述能够为小桥涵的设计者提供借鉴。

参考文献：

[1] 王浩东 公路小桥涵设计及施工问题 科技向导，2010年第24期

[2] 高磊 小桥涵设计要点浅析 城市建设理论研究，2011年第12期

[3] 张英报 公路小桥涵勘测设计探析 山西交通科技，2010年第05期

[4] 杨娇艳 小桥涵设计相关问题探讨 黑龙江交通科技，2013年第06期

[5] 索慧敏 浅谈小桥涵调查设计工作的内容及方法 科技与生活2010年第23期