高速公路小桥涵设计分析

李传亮

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 高速公路小桥涵种类分析

在高速公路施工中，小桥涵的种类有很多种：第一，石拱涵，在山区高速公路施工中，一般采用石拱涵设计形式，在实际施工过程中，不仅原材料取材方便，而且净空较大，能够通过较大流量的洪水，另外，石拱涵的跨度较大，结构硬度较大，因此，石拱涵能够承受较大的荷载，但是，需要注意的是，在石拱涵实际施工中，对于地基承载能力的要求比较高，并且施工周期较长，施工工艺复杂程度比较高。第二，圆管涵，在农田灌溉区域小桥涵施工中，圆管涵较为常见，圆管涵的结构形式比较简单，并且工程造价交底，在预制施工以及运输方面均比较便捷，但是需要注意的是，圆管涵也有一定的应用缺陷，其能够通过的水量比较少，因此，如果对于防水性的要求比较高，则可能会造成桥涵漏水，同时还会对高速公路路基结构稳定性造成不良影响。第三，盖板涵，盖板涵综合了上述两种桥涵的应用优点，不仅施工取材方便，施工工艺简单，同时，对于桥梁工程地基承载能力的要求不高，因此，被广泛应用于高速公路施工中。第四，箱涵，在高速公路桥涵施工中，如果施工区域地质为软土地基，则可以采用箱涵设计形式，但是，其施工成本较高，并且施工工艺复杂程度也比较高。第五，涵式桥，涵式桥是一种新型桥涵设计形式，在复杂地质环境施工中，可以采用涵式桥设计形式，其能够保证良好的通行能力，同时排水性能也比较高，同时，在山区高速公路施工中，其还能够有效解决高填深挖的问题，有利于提升桥涵施工质量。

2 高速公路小桥涵设计原则

2.1 安全性设计原则

在各个生产领域，安全生产管理已经成为十分重要的管理内容，因此，在进行高速公路桥涵设计建设中，也必须保证桥涵设计的安全性。高速公路安全性会直接 影响其使用效益，因此，只有保证工程设计方案的安全性，才能够保证桥涵施工的顺利进行。我国地质条件十分复杂，在进行高速公路施工过程中，可能会面临山区地质、软土地质、岩溶地质等地质环境，只有充分考虑桥涵设计的安全性，才能够保证高速公路施工的顺利进行，提升工程项目建设效益。

2.2 可行性设计原则

桥涵设计方案的可行性会直接影响其施工能否顺利进行，对此，在进行桥涵设计时，需要综合考虑施工区域环境因素以及人为因素，具体而言，首先，进行桥涵勘测设计，得到勘测所得数据，综合考虑高速公路运行过程中桥涵需要承受的荷载进行优化设计，避免对高速公路运行质量造成不良影响。其次，小桥涵设计和施工对于物料的要求比较高，对此，在施工原材料的选择方面，不仅需要考虑工程建设需要，同时还应该尽量降低施工成本。最后，在进行高速公路小桥涵设计过程中，还应该综合考虑施工区域基础设施，包括电力线路、通信线路等等。

2.3 经济性设计原则

在进行高速公路小桥涵设计过程中，不仅需要保证工程设计方案的可行性，保证桥涵施工的安全性，同时还应该坚持经济性设计原则，尽量降低施工成本。具体而言，在进行桥涵设计过程中，需要综合考虑施工材料成本、工程设计成本以及施工人员成本因素，对各类资源进行优化配置。在施工材料的成本控制方面，应该坚持因地制宜原则，尽量降低施工材料所需成本；在设计成本控制方面，应该综合考虑高速公路所在区域地质条件，尽量避免桥涵通过难度较大的地形；另外，在人力资源控制方面，需要综合考虑工程项目工期要求合理安排人力资源，尽量降低施工成本。

3 高速公路小桥涵设计优化对策

3.1 选择高速公路小桥涵洞口位置

高速公路桥涵设计具有一定的特殊性，在桥涵轴线设计以及排水系统设计时，必须保证桥涵轴线能够与水流角度保持垂直状态。在高速公路桥梁工程设计中，应该尽量将其设置在河道较宽阔的位置，要求桥梁工程地基具有较高的稳定性。如果河流的宽度比较小，或者河流的分支比较多，则应该注意结合高速公路建设实际情况，对河流给予一定的堵塞防护措施，在此过程中，还应该注意避免对桥梁施工环境造成不良影响。

3.2 合理布设小桥涵路线

在高速公路小桥涵设计中，路线选择至关重要，在山区高速公路设计中，对于路线的平直性要求比较高，而线形设计容易受到地质条件因素的限制，在进行高速公路小桥涵设计过程中，必须保证桥涵与路线设计保持一致。另外，路线设计位置还会对高速公路桥梁施工规模产生较大影响，如果需要沿河设置桥梁工程，采用高线位，则会造成设计高程提高，有利于避免受到洪水灾害的影响，在这种情况下，应该注意适当增加路路基设计，减少小桥涵布设数量，而如果采用低线位，则应该多设置路基和小桥涵工程。

3.3 桥涵水毁设计

对于桥涵水毁现象，需要注意在小桥涵设计过程中，综合考虑高速公路桥涵所在地质环境，采用有效的防护措施。在进行高速公路桥涵勘查和设计过程中，还应该注意综合考虑桥涵进出口洞的大小。最后还应该注意，对施工现场进行详细勘查，如果施工环境地质条件比较差，则需要采用特殊处理措施，在土方开挖施工中，采用分层开挖方式，保证水流的正常流动。

3.4 半坡涵设计

(1)填土路基要求高，不允许存在较大的不均匀沉降。在具体的施工过程中，路基施工与桥涵施工分属于不同的施工单位，施工难度较大，需要设计人员在设计时对此种因素进行充分的考虑。除此之外，在设计的文件中也应该包括对填筑材料、填筑后的空隙率、填筑标高等有一个明确的标注，确保后期施工单位能够对所面临的问题有理可查、有据可依。(2)小桥涵进口一定要与原坡顺接。小桥涵设计中应该加强对涵底的铺砌处理，如果有必要，也可以对原坡进行一定的整形或者是部分的砌石防护，这样才能够充分的确保原地表能够在涵洞中进行全部的集束。(3)采取有效措施进行涵洞的沉降缝及防水处理。

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