工程设计中涵洞类型的选择.doc

工程设计中涵洞类型的选择 近几年，国家确定了扩大内需，拉动经济发展的经济政策，大搞基础建设。铁路作为国家运输经济的命脉，也进入了一个发展的黄金时期。同时，铁路运输相对于其它运输形式所具有的优势，吸引了许多厂矿企业、民营企业和私营企业，地方铁路、企业铁路专用线的新建和改建项目逐年增加。 在众多的铁路工程建设项目中，涵洞的数量约占整个工程桥涵部分的70%以上，有的工程甚至达到100%。涵洞工程在整个桥涵工程中的投资比重也占有很大份额。因此，涵洞类型的合理选择，能够达到降低工程造价的目的。同时，涵洞类型的合理选择对于保证铁路运营安全，降低维修费用，确保桥涵建筑物良好的工作状态都是必不可少的。 一、工程中常用的涵洞类型 1、钢筋混凝土盖板箱涵（肆桥5009）：其优点是结构形式简单，其盖板可预制，施工方便，施工工期短，使用范围广；整体性好，对地基不均匀沉陷和地震的适应性好；维修费用低；中小孔径（0.75m—3m)的盖板涵要求的地基承载力较小，要求板顶填土高度较小；投资省。 其缺点为：对于较大孔径（3m—6m)的涵洞其基础厚度大，圬工体积大，自重大，要求地基承载力高，投资较大，尤其在软土地基、高地下水位的情况下尤为突出。 2、钢筋混凝土圆管涵（壹桥5191）：其优点是管节便于集中制造，易于施工；圬工体积小，造价低，对要求流量不大的灌溉涵特别适宜。 其缺点为：要求涵顶填土高，使用范围窄，排洪能力差，易于淤积，维修不方便。 3、拱涵：其优点是充分利用石材，节约钢材、水泥，整体性好，维修费用低。 其缺点为：要求路基填土较高，圬工量大；要求的地基承载力高（σ150kpa），拱圈受力状态较差，如遇地基不良并发生不均匀沉陷时，拱顶和基础易出现裂纹病害，施工难度较大。 4、钢筋混凝土框架涵：其优点是整体性好，自重轻，对地基承载力要求低，特别是随着电子计算机技术的发展，其正斜交孔径、净高、结构尺寸等均可任意选择，框架涵在软土地基上的应用在经济、技术各方面都有其它涵洞形式无与伦比的优点，在既有小桥涵接长工程中采用，既可减少既有翼墙拆除量，又可利用翼墙防护既有线，节省投资，减少对既有线运营的干扰，更显其优越性。 其缺点为：施工较复杂，耗费钢筋较多，造价较高，施工周期较长。 二、涵洞的各种类型都有其优点及不足，在工程设计中应充分发挥其优点，克服其存在的缺陷，亦即合理选择涵洞的类型。应根据每个工程所处的河沟特征、地质、水文等自然条件，结合涵洞附近的路基高度和路堤填料情况，考虑排洪、灌溉和交通需要，注意养护和施工便利，工程造价和养护和维修费用节省，保证铁路运营和附近厂矿、村镇、房舍、农作物的安全要求等因素进行综合比较确定。 涵洞类型选择的一般原则： （一）涵洞类型的选择与该地区的水文、地质情况密切相关 按照设计流量选择涵洞类型时，应保证涵前积水不致漫溢或在上游形成串流危害路基安全（如路基被长期冲刷、浸泡，造成下沉，路堤钻洞、溃决等），防止洪水淹没上游或冲刷下游的农田村舍。在地形比较平坦区，必须具有保证洪水不致漫溢地形条件，方可设置涵洞。在涵前积水受限的情况下，由于其它因素（如石料供应方便、经济等），仍以设置涵洞为适当时，可加大采用孔径，增多孔数等措施以满足排洪的需求。 涵洞基础对涵洞使用质量影响很大。拱涵、大孔径盖板涵都要求有较坚实基础，中小孔径盖板涵、框架涵要求的地基承载力要小些。在沼泽、软土等地基土壤较差地区的涵洞，应采用基底应力较小的轻型结构，如圆形涵洞、钢筋混凝土联合基础的盖板涵等。修建在湿陷性黄土地区上的涵洞，应采用不均匀沉陷敏感性小的结构，如整基圆形涵洞、整基盖板涵等，不宜采用拱形涵洞。例如，我省东营、滨州地区，该区所处为黄河冲积平原，地层特性为粘土、砂粘土，土壤承载力为100kPa左右，且地下水位很高。若采用拱涵的形式，则地基承载力明显的不足，地基的沉陷也不均匀，容易造成以后的拱圈开裂病害，给以后的维修带来极大的困难。若用盖板涵，由于孔径过大，其基础大，结构自重大，要求的地基承载力也高，用换填砂夹碎石提高其承载力，投资很大。故较大孔径的涵洞用钢筋混凝土框架涵最为经济。其自重轻，要求的地基承载力为100kPa左右，挖基少，不需要换填，工程造价也比相应的盖板涵经济的多。 （二）涵洞类型的选择应遵循就地取材，降低造价的原则 在砂、石料丰富的地区，应首先使用石砌圬工的盖板涵形式，大量的砂、石料，可就地取材，节约水泥、钢材，且盖板涵形式简单，用途广泛，施工方便，快捷。在砂、石料短缺的地区，如黄河三角洲及黄河冲积平原区，应首先采用圬工体积小，自重轻的圆涵及钢筋混凝土框架涵形式，以避免大量砂、石料远运，节约工程投资。 （三）涵洞类型的选择应根据涵洞不同用途而定 作为排洪涵