・70・ 价值工程 浅谈朝黑高速公路小桥涵设计 Discussion on Chaohei Highway Small Bridge and Culvert Design 于永正Yu Yongzheng (辽宁省公路勘测设计公司,沈阳110000) (Liaoning Highway Supervision Design Company,Shenyang 1 10000,China) 摘要:结合实践经验,对高速公路的小桥涵的位置与形式选择原则及计算方法予以介绍,并提出设计要点及注意事项。 Abstract:Combining work experience,the paper introduces the location,mode choic theory and calculation methods of small bridge culvert of highway and proposes the design points and problems should be noted. 关键词:山区;流量计算;平面设计;立面设计 Key word:mountain area;flow calculation;fiat design;elevation design 中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1006—431 l(2010)36--0070—01 O引言 制宜。 在高速公路勘测设计中,小桥涵位置与孔径是否设置合理直接 3立面形式的设计 小桥涵的结构形式的设计要结合地形、水文、地质、路线的要求 关系到高速公路的路基稳定性及工程造价,是高速公路排水设计的 重要环节。而朝阳地区的地形复杂,山势陡峭,坡陡沟深,冲沟密集, 来确定。还要做到进口顺直、基础牢固、出口不落空。同时还要满足 这为朝黑高速公路的勘察与设计带来了诸多困难,小桥涵的合理设 设计流量的要求。做到水流通畅。其中最重要的就是进、出口的处 计就显得尤为重要。 理。 当天然河谷、冲沟的坡度较缓时,小桥涵依照实际地形设置。按 1设计流量的计算 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。 较小缓坡(i≤0.3%)向上游延伸设置涵底铺砌,要注意上游与原沟 山区流域面积大都坡度陡、流速快,流量计算与实际洪水情况的相 底坡度一致,如果容易产生较大冲刷的,则最好将小桥涵的铺砌标 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 高比原沟底标高降低20cm左右,以保证原沟冲刷后小桥涵底面不 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 高于河床。当天然河谷的坡度较陡(i≥31,而小桥涵基础通过缓坡处 算方法。在公式修订中要充分考虑到山区流域面积小,流域坡度大、 理时,常用的方式有将涵底做成分段阶梯型基础、调整涵洞方向、进 流域长度短、流域内的植被覆盖程度相差悬殊的特点。各地方水利 出口处开挖砌护、出口跌水等方式。 部门在多年的观测与总结过程中都归纳出自己一套比较完善的、具 ①涵底做成分段台阶型基础。一般4—6米为一段,阶梯型布设 有很强针对性的计算方法,这样的方法一般没有经过严格的理论推 基础,注意每段台阶落差不宜过大。每段基础的坡度不宜大于3%。 导,对流域内的植被、流域特征等也考虑的较为笼统,但是在通过验 在朝黑高速公路的涵洞设计中有多处涵洞基础设置成阶梯型。②调 证后就具有很强的实用性。 整涵洞方向。在等高线较密集的地方,若涵洞方向与等高线夹角偏 目前辽宁省对山区和丘陵地区的小桥涵流量计算多采用径流 大这可能形成陡涵形式,此时可考虑减小涵洞与等高线的夹角从而 形成法、暴雨推理法(包括暴雨强度公式、推理公式和经验公式)、辽 降低涵底坡度。但是这时要注意妥善选择设计汇水、引水沟、导流构 宁省经验公式和直接类比法,各种流量计算方法因有不同的产生背 造物、护坡加固等工程,而且洞口形式选择要多加考虑。③进口处开 将进水 景和制定原理,所以计算结果各不相同,有时差别较大。这就要求设 挖砌护。以出水口涵底标高为基准。按坡度顺延至进水口处,计人员根据地区特点和使用经验,对各种计算方法得出的结果进行 口处开挖。这时要防止进水口的积水,防止进水口处路基因急流顶 对比,合理的选择适合的流量计算的公式。 ;中冲毁或因掏刷基础造成水毁。一般可在进水口处设置竖井,陡坡 2平面位置的设计 上设置急流槽以减少冲毁几率。④出口跌水处理。如果进口及涵位 在山区的高速公路平面布设小桥涵时,应做到进出口要顺,水 处都比较平坦,出口处坡度较大,可以涵位处标高为准,出口处做砌 流要稳,不发生紊流、漩涡等现象,从而保证其能顺畅宣泄洪水,使 石防护或跌水井等处理。⑤对于个别涵底纵坡特别大且没有条件降 路线通过区域不会因为桥涵布设的不当而造成冲毁桥涵、路基、积 低涵底坡度时,将基础做成齿状或者采用扶壁式出口形势。当然在 水淹田等现象发生,同时要全面综合考虑比较,使桥涵的总工程量 地势很陡的地方设置涵洞不一定要拘泥于形势,要根据实际情况灵 最小,尽可能的降低工程造价。一般考虑一下原则: 活运用。 ①顺沟设置,一沟一涵。在地形陡峭的山区和丘陵地区小桥涵 4结束语 的布设一般应顺应河沟水流方向,不宜改沟强求正交且路线与涵洞 山区的小桥涵设计是一项复杂多变的工作,由于受到地形,地 夹角设置不宣过小。②合并沟渠,减少工程量。在较平坦的地方,汇 质等条件的影响,在实地调查时给人们带来了一定的难度,这就要 水面积不大,在不影响上游河流排水的情况下可将相邻的河沟间设 求设计人员在设计时要反复对比方案,多与实地相结合,在水流计 置排水沟连接。③结合平纵排水选择小桥涵位置。④结合实际地形 算时要以临界水流状态为参考,选择合理的桥孔或涵洞断面,在小 和地质条件。如在连续鸡爪沟形中,在沿路线纵坡方向边沟汇水可 桥涵位置的选取上要注意平面的整体协调,纵面的进出口形势选取 行的条件下,可将两沟合并设置一个小桥或涵洞。上游距沟头距离 要与涵底铺砌的纵坡相协调。还要注意以地形、地质条件的联系。为 较短的冲沟,可将沟填筑至边沟标高而不设置构造物。⑤涵位高度 了更有效的取消小桥涵的水毁潜,一般对容易水毁的位置设置相应 和形式的综合考虑。对位于容易产生泥石流的路段,最好采用一桥 的防护设施,如急流槽,消力坎等。小桥涵运营后期的养护与加固也 孔跨越,从而减少泥石流对桥涵的危害。⑥水塘下游处要重点考虑。 是非常重要的部分,这些也是小桥涵布设时的考虑因素。只有全面 当路线从山坡附近经过时,要设置涵洞以防止暴雨时溃坝淹没路 综合的考虑了各种因素,才能确保路线的安全、经济与舒适。 基。⑦山区路段是否存在山泉要加以考虑。 以上是平面小桥涵布设的~般原则,由于在山区的高速公路设 计中有很多不可预见的因素,这就要求在设计中要灵活运用,因地 作者简介:于永正(1983一),男,辽宁大连人,本科学历,助理工程师,研究方 向:桥涵设计。 参考文献: fI1苏国明.桥涵水力水文『M1.北京:人民交通出版社,2005,7. f2 J刘培文.公路小桥涵设计示例[M】.北京:人民交通出版社,2004,4. 【3】顾克明.涵洞[M】.北京:人民交通出版社,1997,5. 【4]JTG CIO一2007公路勘测规范fS】. 【5]JTG Cl0—2007公路勘测细则【s】.