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综述公路工程涵洞设计 摘要：本文主要围绕涵洞的作用和原则以及涵洞设计若干细节问题进行分析，使设计与施工等各方面达到协调的目的。 关键词：公路工程 涵洞 沉降缝 路基 细节 1、涵洞在公路工程中的作用 公路跨越河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水沟构造物，涵洞即是公路排水构造物的重要组成部分之一。对于一条公路来说，一般平原区每公里1~3道涵洞，山区3~5道涵洞，因此涵洞的投资相当之大。因此，涵洞设计的优劣对公路保证工程建设质量及控制工程造价影响颇大。 2、涵洞设计原则 涵洞设计应与所在公路等级性质、具体使用条件相结合，遵循安全、经济、美观、环保的原则，并充分考虑造价、便于施工、维护及因地制宜等多方面因素。 2.1安全 安全是公路工程建设的首要原则，即所设计的涵洞应具有足够刚度、强度及稳定性，在车辆、自然力等荷载作用下可靠、安全，即达到正常使用状态。 2.2经济 涵洞选址应尽量做到就地取材、减少运距、养护费用低等目的，力求在安全的基础上获得较高且合理的经济效益。 2.3美观 基于安全、经济，涵洞设计应尽可能达到造型优美，其中包括进出水口流畅、孔径尺寸比例恰当，力求达到协调、美观的标准。 2.4环保 在选址时尽量结合地形、地貌，减少对原有生态环境和风景区的破坏，保护现有植被资源。特别是出水口位置、角度的选择，尽量位于天然冲沟处，以免影响附近居民生活，使整个设计达到“安全第一，以人为本“的理念。 3、涵洞设计若干细节问题 3.1涵洞类型选择 从构造形式涵洞可划分为：圆管涵、盖板涵、箱涵及石拱涵四种。其中：圆管涵是一种在缺石料地区常采用的涵洞，其力学性能好，对地基的适应性较强，构造简单，圬工数量少，施工方便，适用于工厂预制，因此适用于有足够填土高度的小跨径涵洞；盖板涵宜采用钢筋混凝土盖板涵，当跨径在1m以下的盖板涵且石料丰富时，可采用石盖板，且石盖板的石料质量必须严格选择，一般应采用具有较高的强度等级的石料；箱涵为整体闭合式钢筋混凝土框架结构，具有良好的整体性和抗震性能，但由于箱涵施工较困难、造价高，常常在软土基上采用；石拱涵是山区公路常采用的一种类型，其施工技术简单，跨径较大，承载潜力较大，且结构坚固，使用寿命长，但其对基础要求较高，因此在使用范围上受到限制。综上所述，设计时需综合考虑多方面因素，结合当地筑路材料、填土高度、施工条件、工程费用和造价、养护维修条件等因素，最终选择合适桥型以满足排水功能。 3.2涵洞位置选择 一般情况下，涵洞设计遵循“逢沟设涵”原则，即涵洞的位置应服从路线的走向，结合河沟位置，因此涵洞的位置在外业勘测中就必须综合考虑布置。在设计中除遵循以上原则以外，还应掌握以下几点： 3.2.1顺沟设涵：涵位一般应尽量保持河沟的原有状态，与水流方向一致，这样不但有利于泄洪，并减少对下游的破坏。 3.2.2改沟合并：当路线通过地段两条河沟相距较近且流量又小，在地形上便于通过排水边沟相连，排水沟上游水流设计流量小于边沟宣泄能力，同时又不至于危害路基稳定时可以考虑改沟合并以减少涵洞数量，并减少造价。 3.2.3配合路基排水：涵洞设计与路基排水设计须密切相连，路基排水多数情况下最终是通过边沟，截水沟等排水涵引至路基以外。因此设计时需结合地形和路线平纵设计图，当排除路基内侧边沟水，涵洞位置一般设在凹形竖曲线最低洼处附近；或者在路线纵坡由陡变缓处。 3.2.4结合地质勘探资料：涵洞布置应尽量避开淤泥、崩塌、断层、滑坡或泥石流发育严重等不良地质地段。如必须在此地设涵，则要采取一定的措施加固，如换填加固法，保证施工及使用安全。 3.3涵洞孔径确定 根据设计流量，通过详细水力计算，并需进行现场考查，特别需考查附近涵洞或排水情况，结合所在河沟具体条件确定孔径尺寸。切勿单独根据理论确定孔径尺寸，这样容易造成与实际不相符的情况。 3.4涵洞长度确定 道路的断面一定，如涵洞短，洞身的工程量小，上、下游翼墙高度减小，翼墙工程量小。涵洞长短的确定对工程造价影响较大，需要经过经济比较确定。一般说来，小断面涵洞，洞身长度宜取大值，大断面涵洞，洞身长度宜取小值。 3.5涵洞斜交角的选取 由于受地形、地物及水流方向的限制，很多涵洞设计为斜交。除圆管涵外，石拱涵、盖板涵和箱涵斜交角度偏大时，洞口异形端施工较为麻烦，另外还常常出现以下问题：a.洞口八字墙出现裂缝。b.洞口端部涵节在沉降缝处产生变形、偏移。因此设计时对于盖板涵、洞身异形端部台身回填砂砾石侧可设计成有背坡(与箱涵原理相同)，防止涵节偏压受力。此外可适当减小斜度或正交设置，进出口适当改沟(路)顺接原沟(路)，达到设计与施工的协调。 3.6沉降缝 为防止不均匀沉降，沉降缝是涵洞设计中不可忽略的一部分，涵洞在顺水流方向每隔4～6米设置沉降缝一道，沉降缝贯穿整个断面，缝宽1～厘