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1、高等级公路小桥涵的设置孙继伟(辽宁省高等级公路建设局,沈阳110005)摘 要 本文介绍了外业勘测中小桥涵如何设置,通过省内近年来几条高速公路修建中 发现的问题,有针对性地将涵洞、 通道的平面及立面布置时需注意的问题和我省的一些做 法作了较详细的介绍。关键词 高速公路 桥涵 平面 立面 布置公路要跨越沟谷、 小型河流、 人工渠道等就 必须修建一些用途不同的构造物,最常见的排 水构造物就是小桥涵。 全封闭、 全立交的高速公 路,要解决跨越等级、 非等级公路和行人穿行公 路的问题,就要修建行车、 行人的通道桥,因其跨径小于30m ,设计时也称为小桥涵。 对于单个小桥涵,其工程量不是很大,造价 并不
2、高,但对整条高速公路来说,因其分布全 线,它的工程量占的比重就很大。一般情况下, 每公里平原区46道、 山岭区79道,投资在20%30%之间,其投资额为大、 中桥的23 倍。这就要求小桥涵的设计和布置要尽可能的 合理,以满足排水、 车人通行需要。从省内几条 高速公路施工后反映出的问题看,因小桥涵的 位置、 型式、 数量以及净空、 设计变更的量很大,有时也影响到工程的进度。 由此看来,小桥涵设 计对整条公路的造价和使用质量起很大作用。 本文通过省内几条高速公路工程的设计与施 工,把高等级公路小桥涵有关设置方面的一点 经验写出来,供同行们参考。1 小桥涵的平面布置 为使路基稳定、 排水良好、 修建
3、工程量小, 就要合理选择小桥涵位置。 一般说来,高等级公 路小桥涵的应服从路线走向,虽然如此,还应注 意其位置的选择,以满足高等级公路的使用质量。1. 1 合理布置小桥涵的原则 (1)小桥涵址应选择良好的地质地带,以使基础稳定。 当无法避开时,其基础及地基必须进 行特殊的处理。(2)要与农田灌溉及规划紧密联系起来,使路线通过的地区,不因小桥涵设置不当而成排 洪不畅、 冲毁路基、 积水淹田。(3)小桥涵位置和方向的设置,做到 “进出口要顺,水流要稳”,不发生斜流、 涡流现象,避免引起上游水位壅高淹没农田、 路基;下游流速 过大,冲蚀沟岸,使农业生产受破坏。 (4)小桥涵通道的设置应尽可能满足当地
4、工农业生产和生活需要。虽然如此,也不能 “一 路一通道” 。 一般情况下,除县乡和等级路外,通道间距在600m左右。 (5)从工程的养护维修出发,综合考虑,全面比较,尽可能减少工程量(包括主体和附属工 程),以降低工程造价。1. 2 小桥涵路线布设的位置小桥涵的平面布置主要解决设置地点和具 体定位两个问题。沿路线纵断面有以下情况时 应设置小桥、 通道、 涵洞;天然河沟与路线交叉 处;农田灌溉渠与路线交叉处;路线的凹型竖曲 线处;路基边沟排水涵;平原区路线能较长的低洼或泥沼地带;傍山路线暴雨时迳流易集中的 地带;公路需立体交叉处等。1. 2. 1 山岭区小桥涵的具体定位(1)山岭区一般应 “一沟
5、一涵”,尤其在降雨量大或暴雨集中且山坡植被稀疏的地区,河沟不宜和并设涵。山区河沟坡陡水急、 历时短,冲 刷比较重,因此涵位应尽量符合水流方向,宜顺 沟设涵;在经常有水流的河沟上,采用裁弯取直 的办法改沟设涵;当河沟支叉较多,水流紊乱 时,可采用改沟整流做正交涵的办法,如图1。52第21卷 第4期 辽 宁 交 通 科 技 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.(2)涵位与路基排水系统紧密配合。 可结合图1路线平、 纵面设计图,在路线纵坡凹型处; 路线纵坡陡缓变化处;陡坡急弯处;纵断面填挖结合均
6、应设置排水涵。(3)岸坡设涵。如图2,当河沟边坡稳定、 土壤密实、 河沟又很深时,可考虑将涵位移至岸坡上以缩短涵长。 岸坡设涵时应注意作好上、 下游 的引水沟、 截水坝及防护加固工程。(4)改沟合并。当两沟相距很近(一般在100m以下),汇水区面积又很小(一般在0. 030. 05km2以下),且水流速不大时,经过经济比较可改沟合并。图2(5)路线跨越丘陵地区的山嵴线,在凹型竖曲线处可开挖排水沟代替涵洞。只有汇水面积在0. 05km2,并具有明显沟形时,则需要设置涵洞。1. 2. 2 平原区小桥涵的具体定位(1)平原区应根据水利部门和农业灌溉所需的天然河沟、 人工渠道位置,按天然排洪系统 设置
7、,避免因改沟合并占用农田和破坏即有的耕作和排洪系统。 必要时应签署协议,综合考虑 近远期规划。避免设置过多,孔径过大的涵洞, 同时也避免调查不彻底,施工期间或施工后又 增补。(2)在路线通过较长的内涝、 低洼、 泥沼地带时,在具有天然纵坡的地段,可适当多设置桥 涵,否则容易发生排水不畅或长期积水的现象。 当路线紧靠村庄时,要顺应其水流出路设置,以 便及时排除地面水。(3)在有长期积水的低洼地段,为了平衡路基两侧的水位,也要设置。 在水库回水区内应优 先采用小桥,如果可以使用涵也要注意水库的 正常蓄水位。1. 2. 3 通道桥的具体定位(1)高速公路与其它各级公路和铁路交叉,应采用立体交叉。交叉
8、型式除在控制出入的地 点设互通式立体交叉外,均采用分离式立体交 叉。(2)外业勘测时,尽可能的详细了解等级、非等级道路的近远期规划,以便综合考虑其孔跨和桥孔布置。 (3)高速公路穿越村镇和农田作业时,原村路及农田作业道往往很密,可以将几条作业道 合并起来设置一座通道,但应详细了解农田的 权属地,以便于它的耕作及农田收割。 通道的设置应听取当地乡镇的意见,与其协商后,应签署 协议。1. 2. 4 小桥涵与路线的正交与斜交布置 小桥涵通常设在河沟及道路的中心附近, 并尽量顺水流和道路方向设置,以使水流顺畅,道路行车舒适。 因高速公路路基较宽,正交与斜 交的小桥涵造价差距很大,宜优先采用正交。 同
9、时,也不可勉强正交,这样会导致行车及水流不 畅,冲毁农田、 堤坝或危及桥涵、 路基本身。 在以下情况时,可设置正交:原水流及道路基本垂直穿过路线时;若水流及道路在通过路 线的上下游附近迂回弯曲,拟定改河、 改路或裁 弯取直且垂直于路线时;路线穿过河沟的弯道 时,若水流的切线方向基本垂直时,可设置在水 流较集中、 流速较大的弯道外侧,但应对基础、62 辽 宁 交 通 科 技 1998. 8 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.岸坡等予以加固;河沟边岸为坚石,虽然水流与 路线不垂直但流量不大,
10、可以正交设置在标高 较低的岸边上。 小桥涵与路线斜交的布置:原有道路很顺 直且与路线不垂直时,应顺原道路斜交修建;原河流流量、 流速都很大或深窄河沟,横向坡度较 大也要顺沟斜交修建。 设置斜交的小桥涵,应先 实测出水流、 道路与路线的夹角,后根据标准图 中常用的斜交角度(如45、65、70),相近的选 用。一般的不宜选用45 以下夹角。2 小桥涵的立面布置2. 1 平原区小桥涵的立面布置 平原区河沟一般纵坡比较缓,水流流速比 较小,据此特点设在天然沟床上的小桥涵的立 面布置,原则上涵底标高及坡度应与天然沟底标高及纵坡基本一致。 高速公路路基较宽,其排 水构造物的纵坡要大一些,一般涵底纵坡采用2
11、%4% ,而斜交角度较大的桥涵应取其较大 值,高速公路的排水桥涵不应有平坡,即设置成 平置式桥涵。 通道桥如果兼排水,就要考虑排水纵坡。 农田灌溉涵,要选择合适的涵底标高和纵 坡,一般的进口标高要低于灌溉渠底标高20cm 左右,进出口的位置要与原渠的位置吻合。2. 2 山岭区小桥涵的立面布置 山岭区河沟纵坡陡,水流流速较大,即使是通道桥,纵坡也比较大。 小桥涵的立面布置应结 合具体地形地质情况,设置缓坡桥涵或陡坡桥 涵。 在天然河沟纵坡较小时,可以下游孔口沟 床标高向上延伸设置。如果河沟有向下冲深的趋势,一般将涵底标高下挖3040cm ,以保护 基础不致悬于河床之上。 陡坡小桥涵的设置,要 充
12、分利用地形和地质条件,即要布置得经济合 理,又要保证结构的稳定性。 山区桥涵纵坡尽量 不要大于6% ,如果土质地基纵坡大于10% ,轻风化岩石地基大于30% ,就不要采用陡坡桥涵 了,通常可降低纵坡结合集水井修筑过水涵洞, 但是要考虑对上下游配置消能设施,行人能道 桥可采取降低纵坡结合修筑人行梯道,同时也 要考虑上游水流对路基的影响。2. 3 桥涵的净高和净宽 排水小桥的水力图式分为自由流出和非自 由流出,涵洞的水力图式分为无压力式、 半压力 式和压力式,它的净高和净宽由水力学的计算 公式计算确定,通常高速公路小桥涵采用自由流出和无压力式的水力图式。 通道桥净高和净宽的确定应调查被交叉道 路的
13、等级标准,若是乡村道路应调查车辆结构 组成及交通量,根据标准跨径确定净宽值。 其净 高值除满足 规范 外还要与有关部门协商确定,表1可供设计时参考。 表1 分离式立体交叉净高尺寸表被交叉道路等级净高(m)被交叉道路等级净高(m)汽 车 专 用 路高速公路6. 1一级公路5. 0二级公路5. 0一 般 公 路二级公路5. 0三级公路4. 5四级公路4. 5农田作业道2. 73. 0乡村道路3003. 5注:此表为辽宁省内几条高速公路所采用的净高值3 结束语 要使小桥涵设置得合理,必须对公路沿线 的地形、 地质、 水文以及农田水利等情况,进行 充分的调查研究。 在调查研究中,尤其要着重对沿线群众的访问和对原有公路构造物及水利设 施情况进行详细调查。通过测量、 调查、 地质勘 探、 水文计算,并考虑经济合理、 坚固耐久、 因地 制宜,就地取材、 便于施工等方面因素,合理布 置小桥涵的平纵面,满足高速公路使用质量的要求。72第21卷 第4期 孙继伟:高等级公路小桥涵的设置 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
