谈山区公路小桥涵设计原则和优化对策

安 玉 芳

(晋中公路分局勘测设计所，山西 晋中 030006)

0 引言

改革开放四十年来，我国经济突飞猛进。伴随经济发展起来的公路网络，如今也是四通八达。要致富，先修路，已成为了大家的共识[1]。现阶段，我国平原公路网络已基本形成，而山区公路，由于复杂的地理位置环境的制约，一直发展缓慢。但占据我国国土大部分面积的山区，大力发展公路也成为不可逆转的趋势。现有研究表明，在山区公路的修建过程中，小桥涵占有非常大的比例[2]。可见，对山区公路修建过程中小桥涵进行合理设计是山区公路快速发展的一个重要环节，其设计修建的合理与否直接关系到山区公路的质量、造价以及后期的安全运行[3]。然而，山区地理环境复杂，崎岖、沟壑、陡坡、大山等随处可见，直接增加了山区公路设计修建的难度。因此，科学合理的对小桥涵进行设计修建的作用显得极为重要。

随着我国经济的高速发展，对于交通方面的要求也不断提高，由于我国国土较为辽阔，河流湖泊众多，由此可见，山区公路的修建成为未来我国公路建设的方向。山区公路建设不同于平原公路建设，常须在河流区、沟壑地带修建小桥涵，其是山区公路建设的一个核心环节。然而，小桥涵的设计一直是我国山区公路建设中一个棘手的问题，如何经济有效、高质量的建设山区公路小桥涵一直是众多专家学者、桥梁工程师们所关注的。

1 山区公路小桥涵的设计原则

1.1 总体布置原则

小桥涵总体布置原则主要包括以下几点[4]：

1)山区小桥涵布置应充分考虑到当地山区的地质特征、地形以及水文等地理条件，同时，还要考虑当地的排水线路，实现小桥涵排水泄洪的目标；

2)要选取优质的地理条件布置小桥涵，这些位置多是河床发育稳定、地形有利等，可以保证桥涵的地基比较稳定；

3)在布置方向上，小桥涵的横向剖面要尽量的与河流的流向垂直；

4)在农灌区设计小桥涵时，应将小桥涵与农灌系统结合起来。假如要改变农灌系统位置，其功能不应改变。

1.2 平面布置原则

小桥涵平面布置原则主要包括以下几点：

1)河流处的小桥涵尽量设计在以下位置处，河流平直段和河水流速平缓地带，目的是为了降低河水对于桥墩的冲击；

2)山区公路小桥涵设计的原则一般是一沟一涵，在梅雨量、大暴雨多的地段，严谨小桥涵并列；

3)当山区地势平坦、河流水量不大，且两个小桥涵离得较近时，在综合考虑安全、技术、造价等因素后，可以两沟一起设涵。

1.3 立面布置原则

小桥涵立面布置原则主要包括以下几点：

1)设计修建在河床上的小桥涵，它的坡度及标高原则上应与河床一致。但对河床坡度比较小的桥涵，可以将洞底做成平的；

2)当河床的坡度比较大，且附近有可应用的方石时，则小桥涵基可考虑使用方石砌底，以此缩短长度；

3)要按照水力计算的原则计算小桥涵台高度，加高涵台或侧墙降低涵长的做法尽量不要采取。

2 山区公路小桥涵设计的优化对策

2.1 涵洞结构形式

不同于平原和盆地地区，山区的地势起伏较大，因此为了公路的通达性，就要设置比较大量的小桥涵用以跨越障碍物，避免对公路的使用造成影响。一般情况下小桥涵汇水面积较小，设置的规格是直径1.5 m的圆管涵。这种规格满足了泄洪流量的要求，造价低，节约工程成本。

2.2 涵洞取消

涵洞的设计主要的功能之一就是为了方便排水，以免过多的积水对公路工程造成影响，但是在实际过程中，一些涵洞的汇水面积不大，涵洞出水口面对耕地，这种情况就容易对耕地的耕作造成影响，如果有居民反对，相关单位应该考虑采取边沟排水的方式取代原设计方案的涵洞排水。为确保边沟排水能够满足原本涵洞排水泄洪要求，按照涵洞设计手册中的计算公式，经过优化取消管涵，不仅可以节约成本也能加快工程进度。

2.3 桥涵选址

大量的研究和实践表明桥涵位置的确定对水位有着比较大的影响，如果桥涵位置选择不当，就会导致附近农田被淹，影响公路的质量和行车安全。一般将涵洞设置在封闭汇水区域的最低处，设计时将其进出口与水流方向保持一致。在桥涵选址中要按照施工图纸对涵洞位置进行详细测量，对选定的涵位进行清表，开展勘察工作，对涵洞进行优化设计。

3 山区公路小桥涵设计的重要意义

3.1 可以充分节约能源

在节能方面，需要各种泥土混合混凝土钢筋，他们的制作也耗费各种各样的能源。所以在山区公路小桥涵的设计建设中，节能是一个重大的方面，节省自然资源或者是创造出新型能源。全国上下土地这么多，所要建的山区公路小桥涵更是数不胜数。从土地建设的各个方面来讲，不论是哪一部分节省能源，都是为国家的发展做出了重大的贡献。小聚成多，探讨加固方法在节省资源方面具有重大意义。这一方法，正体现了我国现阶段的绿色发展理念，也是我们应该充分发挥的一种理念方法。

3.2 提高山区高速公路小桥涵施工质量

当今时代是一个机械化生产的大时代，利用各种机器进行作业会更加的节省时间、节省人力。机械设备的反复使用，更能够节省钱财。尽量减少人力的消耗进行大规模作业，还能够顺应时代的发展，使工作效率更有效。大设备生产更能够排除外界天气环境的干扰，更有利于建设的顺利进行和计划的顺利完成。

山区公路小桥涵加固利用大机器生产的趋势势在必行。整个施工过程应始终将施工安全作为前提，在能够保证安全施工的同时，通过优化施工工艺，调整施工过程来控制工程质量。只有这样，我们才能够真正地做到安全施工，才能更好的发挥山区公路小桥涵的作用。

3.3 提高人们的安全意识

在人们更注重交通安全的意识下，桥梁方面的安全显得尤为重要，在媒体时代下，任何一方面的缺陷都会被放大，所以在交通建设中，我们更应该严谨的对待，探讨如何加固山区公路小桥涵桥梁，也就是探讨如何才能更好的保障人们的人身安全，出游方便。采用更高质量的材料、更严谨的加固方式等等，都是需要我们更加努力的去探索的。在庞大的公路运输体系中山区公路的地位是举足轻重的，加固工程建设中的小桥涵质量，能显著增加山区公路的维修年限以及使用年限，更能保证人们出行的安全，还能有效消除小桥涵地基存在的液化问题。因此，对于山区公路小桥涵进行优化设计是必须的，其能显著改善山区公路的路基、路面施工质量，延长山区公路的使用年限。

4 结语

随着当代高新技术的快速发展，各类汽车的不断增加，人口流动的不断上升。对于道路交通安全的要求也变得越来越高，山区公路的快速发展已势不可挡。众所周知，小桥涵设计修建是山区公路修建过程中重要的组成部分，是一个必须综合考虑各方面因素、整体进行设计的过程。常需要桥梁工程师们现场进行勘察，确定小桥涵的位置以及设计尺寸，最终还需反复论证，方可进行施工。小桥涵设计的是否合理、是否能够满足当地河流的汛期排水，对于保证山区公路的正常运转、经济投资有着不可忽略的意义。因此，要严格按照山区公路小桥涵设计原则，合理布置以及确定相关设计参数，保证小桥涵建设质量。