摘要：山区公路经常要跨越深沟、河流、沟渠，小桥涵是主要排水构造物，一般每公里需要设置3―5道。在山区公路的中小桥涵设计中，大多数桥涵设在地形比较复杂的深沟、鸡爪沟上，因此，小桥涵位置的选择要根据沟走向、上下游地形、流量、地质等因素结合实际情况确定进出口的位置。本文在此从几个不同的角度对如何做好公路小桥涵设计做了一定的研究。
关键词：公路；小桥涵；涵洞
前言：小桥涵的设计影响着整条公路的造价高低以及使用质量。小桥涵的数量比较多，在整个公路的工程量中占较大的比重，因此科学合理的小桥涵的位置设置与形式的选择，能够满足排水需要，可以保证公路运输畅通，提高公路的使用价值，有效降低工程造价。因而，科学合理的设计小桥涵是保障整条道路安全、稳定、正常运行的关键环节。
一、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、科学合理选择小桥涵结构类型
根据水流量的大小，确定涵的形式，小桥涵的结构类型有：圆管涵、石拱涵、盖板涵、箱涵、涵式桥。
1、农田灌溉区多采用钢筋混泥土圆管涵
钢筋圆管涵构造简单，受力情况和适应基础性都比较好。设置圆管涵洞，不需要墩台，工程造价较低，同时有利于工厂预制，方便装配运输。但是，圆管涵存在一些缺陷，圆管涵过水能力较小，较难保证施工过程中接缝的处理和防水层的设置质量，甚至会出现因漏水问题而导致路基稳定性受损的情况。
2、石拱涵则是山区公路较常采用的类型
石拱涵净空大，过水量也大，能够通过较大的洪水流量。若路线流经地区石料丰富，有利于就地取材。石拱涵结构坚固，跨径大，承载潜力也相对较大。石拱涵存在的不足是，由于自重引起的恒载比较大，因而对地基承载能力要求也就比较高，施工工序较为繁复，工期相对较长，若是遭受破损，则修复困难，费用较高。
3、盖板涵
盖板涵与圆管涵、石拱涵相比，兼具有就地取材、结构坚固等特点，而且盖板涵对洞顶填土高度要求不高，甚至能够不填土。盖板涵对地基承载力要求较低，施工工序简单，即使遭受破坏修复也容易。因此，盖板涵的应用范围更广，在公路小桥涵设计中的使用频率是最高的。
4、涵式桥
在山岭重丘区的公路设计中，受地形影响，路线需要穿越地势较为开阔的河谷地带。而在河谷间可能是常年流水，也有可能是乡间道路，这都使得通常的小桥涵设计受到了限制。由于受到路线纵坡控制，如果使用高架桥跨越，很容易造成废弃土石方无法处理的问题，破坏环境，而且采用高架桥工程造价较高。如果设置涵洞，能够达到排水要求，但是随着农村的快速发展，农用生产设备通行要求不断提高，涵洞的净高、净宽已无法达到车辆的通行标准。因此，在这样的情况下，提出了涵式桥。涵式桥的使用能够适应地势、地形的要求，降低工程造价，可以实现排水的目的，同时也能满足车辆通行的标准。涵式桥施工工序较简单，总体设计科学、合理，减少了对环境的破坏，美化环境。涵式桥的应用，彻底解决了山岭重丘区公路高填深挖的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、做好小桥涵的定位设计
要确定小桥涵中心桩号和桥轴线的方向与跨河沟时路中线的位置。对此，在选择时必须要综合的考虑到几方面的问题：(1)在桥位的选择上尽量要选在河道水流平缓、顺直的河段。(2)在沿溪线跨越的支沟时，要尽量把桥位选在能够受到大河壅水倒灌的影响范围外。(3)对于桥梁轴线尽量要与洪水的主流方向保持垂直。(4)尽量要选河流比较狭窄以及河滩较窄较高并且岔流较少的河段跨河。(5)桥位必须选在河床地质比较好，其地基的承载力较大的河段。(6)对于桥位的选择需要使两岸桥头土石方比较少，可以便于路线的衔接，同时可以避免两岸不好的地质地段。
四、确定合理的涵洞孔径
一些小桥涵设计人员在确定小桥涵孔径时，没有进行水力、水文计算，仅仅是凭借相关工作经验，结果造成许多小桥涵孔径不合适，对每年水毁的小桥涵进行分析就会发现导致水毁的主要原因小桥涵孔径偏小。因此，正确地进行水力、水文计算非常重要。
所谓涵洞孔径，是指涵洞的洞身过水净空的大小，确定涵洞孔径的大小，依赖于设计洪水流量、河床地质、河床及进出口加固形式所允许的平均流速等因素。
涵洞孔径是桥涵设计的基本尺寸，涵洞孔径的大小必须要满足宣泄设计洪水量的要求，保证涵洞前涌水不会过高、涵洞内流速不会冲刷河床或者结构物。涵洞的洞身必须达到工程技术标准规定的净空要求。在高等级公路设计中，通常设置的涵洞较长，孔径不应偏小。
五、平面位置的设计
在公路平面布设小桥涵时，应做到进出口要顺，水流要稳，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，使桥涵的总工程量最小，尽可能的降低工程造价，需注意以下几点：
（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夹角设置不宜过小。
（2）合并沟渠，减少工程量
在较平坦的地方，汇水面积不大，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
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基。⑦山区路段是否存在山泉要加以考虑。
六、立面形式的设计
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高于河床。当天然河谷的坡度较陡（i≥3），而小桥涵基础通过缓坡处理时，常用的方式有将涵底做成分段阶梯型基础、调整涵洞方向、进出口处开挖砌护、出口跌水等方式。
七、结语
综上，小桥涵设计的好坏关系到公路的运行状况。根据公路工程技术标准，小桥涵的长度与路基同宽，桥上可设缘石或栏杆，但应布置在路基宽度范围内。这样对工程造价影响较小，而对改善线形和行车安全有利。
参考文献：
[1]周传林.公路小桥涵设计人民交通出版社，2003
[2]王文辉，牛天生，孟炜.对目前公路小桥涵设计的体会[J].黑龙江交通科技，2005，（3）.
论文作者:杨轶才
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/16
标签：桥涵论文; 涵洞论文; 孔径论文; 公路论文; 石拱论文; 圆管论文; 位置论文; 《基层建设》2017年5期论文;