探讨公路小桥涵的设计和施工问题

刘旭鹤

摘 要：小桥涵是公路跨越沟谷、河流和人工渠道所用的常见排水构造物。单个小桥涵工程量小、成本低，但是小桥涵占据了整个公路工程的较大比重，所以小桥涵的设计和施工十分重要。

关键词：公路小桥涵；设计；施工问题；涵洞

中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小桥涵设计的关键技术

1.1 计算设计流量

流量计算值与实际情况是否相符，会对整个路线的安全性和工程成本等产生直接影响，所以在进行计算设计流量时，需要结合工程的实际情况，综合运用多种计算方法，以确保流量计算的合理性。修订公式时，要将水系的流域面积、流域坡度、长短度和植被情况等全部考虑进来，再从涵洞设计手册中选择常用公式。当然，不同地区的水利部门经过多年观测和总结，会归纳出一套相对完善和针对性较强的计算方法，尽管它未经过严格的理论推导，但实用性比较强。此外，在河流面积比较大的流域，除了要采用公式计算其流量外，还要配合水利部门的相关资料对计算结果加以验证；调查历年洪水的水位、年限和洪水位处形态断面等，再计算洪水流量和发生频率，并将设计频率下的洪峰流量确定出来。

1.2 合理选择涵洞类型

公路小桥涵的类型有多种，不同类型适用于不同的情况。

钢筋混凝土圆管涵适用于农田灌溉区，其构造简单，具备较好的适应基础性能，受力较强，且无需墩台，成本低。但是，这种涵洞过水能力较弱，且施工过程中接缝处和防水层的施工质量难以保证，因此，后续可能会由于漏水问题而对路基的稳定性产生影响。

石拱涵则常用于山区公路，具有较大净空间，一些较大的洪水流量也可顺利通过。石拱涵结构坚固且跨径大，具备较强的承载潜力，但是这种涵洞自重大，相应的恒载也较大，所以对基承载能力要求较高，而且施工过程复杂，被破坏后修复成本高。

在高速公路小桥涵设计中，使用最为广泛的是盖板涵。这种结构不仅坚固，且施工时可就地取材，对洞顶填土高度、地基承载力等也无较高要求，施工过程简单，修复成本低。如果工程为软土地基，则必须采用箱涵，虽然其对地基要求不高，但其成本高，且施工过程复杂，因此应用比较少。

1.3 涵洞定位原则

“顺沟设涵”即涵洞位置与河沟的原有形状尽量保持一致，且与水流方向相同，可起到利于泄洪和减少涡流的作用。当然，如果沟形复杂则要选择直设涵，以改善水流条件。

“改沟合并”即为减少涵洞的数量，在两条河沟相距较近、流量较小、可通过排水沟相连和不影响路基稳定性的前提下，可以采用改沟合并的方案，以降低成本。

与路基排水系统互相配合，涵洞的设计会对路基排水产生直接影响。通常情况下，排水涵洞是路基排水的最终通道，所以设计涵洞时，要与地形、路线平纵相结合。如果路线通过较长的挖方地段或低洼处，要根据水流分布情况和边沟的泄洪能力等，尽可能选择路基两侧横坡处设置涵洞，保证排水的畅通性。最后，与地质勘探资料相结合，设置涵洞时要尽量避开不良地质地段，比如滑坡、断层和软土等。通常涵洞设于沟壑地段，由于其地下水位高、地表冲积物厚，所以地基承载力较低，综合考虑后，可将涵位由沟底移至岸坡。如果无法避免不良地质，则要采取特殊措施来加固处理。

1.4 确定涵洞孔径

所谓“涵洞孔径”是指涵洞洞身过水净空间的大小，确定涵洞孔径要考虑设计洪水流量、河床地质和加固形式所允许的平均流速等条件。设计涵洞孔径时，要满足泄洪设计的流量，且涵前涌水不得过高，涵内流速不会冲刷河床或结构物等。不过在实际工程设计中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相应的洞身断面尺寸对工程量的影响也就越大。所以，设计时要注意谐调跨径与台高的比例关系，通常为1∶1～1∶1.5；针对通道式涵洞，可根据公路工程技术标准中的相关要求来确定其孔径；针对一些高等级公路，考虑出现养护和清淤等情况，要求其孔径设计不宜过小，且高等级公路涵洞通常比较长，如果孔径过小会影响到通道内的光线，给行人行走和小型机械通行造成不便，因此高等级公路可在满足设计标准，并且其他条件允许的情况下，适当加大净高，也可设计天窗透光。

2 公路小桥涵的施工问题

公路小桥涵的施工包括基底处理、安装钢筋、安装模板、混凝土施工和外表修饰等几个环节，施工过程中要保证施工的连续性和安排的合理性。

2.1 基底处理

不同类型的地基采取不同的处理办法。干处挖基要分析地基土的类型、强度和密度等因素，地基处理范围至少宽出基础外0.5 m。如果进行水中挖基，施工时，要在相距基坑10 m外修排水沟，且排水时远离基坑顶；如果基地有水影响施工，必须先引水后再进行基础的修筑。一些工程基础位于风化岩石层，此时要先清除淤泥、苔藓和石块等杂物，将岩石清洗干净。如果岩石有倾斜，要尽量凿平或凿成多级台阶。

2.2 安装钢筋

在垫层上测量放样，并将钢筋布置大样和立模边线等画出，再进行底板和侧墙钢筋的绑扎，注意绑扎侧墙钢筋时，为防止钢筋笼变形，必须搭设临时支架。绑扎钢筋时要仔细核对图纸，选择对应的钢筋品种、规格和数量，测量人员需确定具体的高程和位置再进行绑扎。

2.3 安装模板

采用直径50 mm的钢管搭设内支撑，采用可调托撑顶纵梁时，要求设置纵横向距离控制在1 m以内；设置竖向距离控制在1.2 m；在纵梁上布置横梁，在横梁上再设置顶模。内支撑的横向钢管连接内侧模，以起到横向内支撑的作用。采用1.5 m的大平面模板制作内模，模板接缝处要加贴密封条。

摘 要：小桥涵是公路跨越沟谷、河流和人工渠道所用的常见排水构造物。单个小桥涵工程量小、成本低，但是小桥涵占据了整个公路工程的较大比重，所以小桥涵的设计和施工十分重要。

关键词：公路小桥涵；设计；施工问题；涵洞

中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小桥涵设计的关键技术

1.1 计算设计流量

流量计算值与实际情况是否相符，会对整个路线的安全性和工程成本等产生直接影响，所以在进行计算设计流量时，需要结合工程的实际情况，综合运用多种计算方法，以确保流量计算的合理性。修订公式时，要将水系的流域面积、流域坡度、长短度和植被情况等全部考虑进来，再从涵洞设计手册中选择常用公式。当然，不同地区的水利部门经过多年观测和总结，会归纳出一套相对完善和针对性较强的计算方法，尽管它未经过严格的理论推导，但实用性比较强。此外，在河流面积比较大的流域，除了要采用公式计算其流量外，还要配合水利部门的相关资料对计算结果加以验证；调查历年洪水的水位、年限和洪水位处形态断面等，再计算洪水流量和发生频率，并将设计频率下的洪峰流量确定出来。

1.2 合理选择涵洞类型

公路小桥涵的类型有多种，不同类型适用于不同的情况。

钢筋混凝土圆管涵适用于农田灌溉区，其构造简单，具备较好的适应基础性能，受力较强，且无需墩台，成本低。但是，这种涵洞过水能力较弱，且施工过程中接缝处和防水层的施工质量难以保证，因此，后续可能会由于漏水问题而对路基的稳定性产生影响。

石拱涵则常用于山区公路，具有较大净空间，一些较大的洪水流量也可顺利通过。石拱涵结构坚固且跨径大，具备较强的承载潜力，但是这种涵洞自重大，相应的恒载也较大，所以对基承载能力要求较高，而且施工过程复杂，被破坏后修复成本高。

在高速公路小桥涵设计中，使用最为广泛的是盖板涵。这种结构不仅坚固，且施工时可就地取材，对洞顶填土高度、地基承载力等也无较高要求，施工过程简单，修复成本低。如果工程为软土地基，则必须采用箱涵，虽然其对地基要求不高，但其成本高，且施工过程复杂，因此应用比较少。

1.3 涵洞定位原则

“顺沟设涵”即涵洞位置与河沟的原有形状尽量保持一致，且与水流方向相同，可起到利于泄洪和减少涡流的作用。当然，如果沟形复杂则要选择直设涵，以改善水流条件。

“改沟合并”即为减少涵洞的数量，在两条河沟相距较近、流量较小、可通过排水沟相连和不影响路基稳定性的前提下，可以采用改沟合并的方案，以降低成本。

与路基排水系统互相配合，涵洞的设计会对路基排水产生直接影响。通常情况下，排水涵洞是路基排水的最终通道，所以设计涵洞时，要与地形、路线平纵相结合。如果路线通过较长的挖方地段或低洼处，要根据水流分布情况和边沟的泄洪能力等，尽可能选择路基两侧横坡处设置涵洞，保证排水的畅通性。最后，与地质勘探资料相结合，设置涵洞时要尽量避开不良地质地段，比如滑坡、断层和软土等。通常涵洞设于沟壑地段，由于其地下水位高、地表冲积物厚，所以地基承载力较低，综合考虑后，可将涵位由沟底移至岸坡。如果无法避免不良地质，则要采取特殊措施来加固处理。

1.4 确定涵洞孔径

所谓“涵洞孔径”是指涵洞洞身过水净空间的大小，确定涵洞孔径要考虑设计洪水流量、河床地质和加固形式所允许的平均流速等条件。设计涵洞孔径时，要满足泄洪设计的流量，且涵前涌水不得过高，涵内流速不会冲刷河床或结构物等。不过在实际工程设计中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相应的洞身断面尺寸对工程量的影响也就越大。所以，设计时要注意谐调跨径与台高的比例关系，通常为1∶1～1∶1.5；针对通道式涵洞，可根据公路工程技术标准中的相关要求来确定其孔径；针对一些高等级公路，考虑出现养护和清淤等情况，要求其孔径设计不宜过小，且高等级公路涵洞通常比较长，如果孔径过小会影响到通道内的光线，给行人行走和小型机械通行造成不便，因此高等级公路可在满足设计标准，并且其他条件允许的情况下，适当加大净高，也可设计天窗透光。

2 公路小桥涵的施工问题

公路小桥涵的施工包括基底处理、安装钢筋、安装模板、混凝土施工和外表修饰等几个环节，施工过程中要保证施工的连续性和安排的合理性。

2.1 基底处理

不同类型的地基采取不同的处理办法。干处挖基要分析地基土的类型、强度和密度等因素，地基处理范围至少宽出基础外0.5 m。如果进行水中挖基，施工时，要在相距基坑10 m外修排水沟，且排水时远离基坑顶；如果基地有水影响施工，必须先引水后再进行基础的修筑。一些工程基础位于风化岩石层，此时要先清除淤泥、苔藓和石块等杂物，将岩石清洗干净。如果岩石有倾斜，要尽量凿平或凿成多级台阶。

2.2 安装钢筋

在垫层上测量放样，并将钢筋布置大样和立模边线等画出，再进行底板和侧墙钢筋的绑扎，注意绑扎侧墙钢筋时，为防止钢筋笼变形，必须搭设临时支架。绑扎钢筋时要仔细核对图纸，选择对应的钢筋品种、规格和数量，测量人员需确定具体的高程和位置再进行绑扎。

2.3 安装模板

采用直径50 mm的钢管搭设内支撑，采用可调托撑顶纵梁时，要求设置纵横向距离控制在1 m以内；设置竖向距离控制在1.2 m；在纵梁上布置横梁，在横梁上再设置顶模。内支撑的横向钢管连接内侧模，以起到横向内支撑的作用。采用1.5 m的大平面模板制作内模，模板接缝处要加贴密封条。

摘 要：小桥涵是公路跨越沟谷、河流和人工渠道所用的常见排水构造物。单个小桥涵工程量小、成本低，但是小桥涵占据了整个公路工程的较大比重，所以小桥涵的设计和施工十分重要。

关键词：公路小桥涵；设计；施工问题；涵洞

中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小桥涵设计的关键技术

1.1 计算设计流量

流量计算值与实际情况是否相符，会对整个路线的安全性和工程成本等产生直接影响，所以在进行计算设计流量时，需要结合工程的实际情况，综合运用多种计算方法，以确保流量计算的合理性。修订公式时，要将水系的流域面积、流域坡度、长短度和植被情况等全部考虑进来，再从涵洞设计手册中选择常用公式。当然，不同地区的水利部门经过多年观测和总结，会归纳出一套相对完善和针对性较强的计算方法，尽管它未经过严格的理论推导，但实用性比较强。此外，在河流面积比较大的流域，除了要采用公式计算其流量外，还要配合水利部门的相关资料对计算结果加以验证；调查历年洪水的水位、年限和洪水位处形态断面等，再计算洪水流量和发生频率，并将设计频率下的洪峰流量确定出来。

1.2 合理选择涵洞类型

公路小桥涵的类型有多种，不同类型适用于不同的情况。

钢筋混凝土圆管涵适用于农田灌溉区，其构造简单，具备较好的适应基础性能，受力较强，且无需墩台，成本低。但是，这种涵洞过水能力较弱，且施工过程中接缝处和防水层的施工质量难以保证，因此，后续可能会由于漏水问题而对路基的稳定性产生影响。

石拱涵则常用于山区公路，具有较大净空间，一些较大的洪水流量也可顺利通过。石拱涵结构坚固且跨径大，具备较强的承载潜力，但是这种涵洞自重大，相应的恒载也较大，所以对基承载能力要求较高，而且施工过程复杂，被破坏后修复成本高。

在高速公路小桥涵设计中，使用最为广泛的是盖板涵。这种结构不仅坚固，且施工时可就地取材，对洞顶填土高度、地基承载力等也无较高要求，施工过程简单，修复成本低。如果工程为软土地基，则必须采用箱涵，虽然其对地基要求不高，但其成本高，且施工过程复杂，因此应用比较少。

1.3 涵洞定位原则

“顺沟设涵”即涵洞位置与河沟的原有形状尽量保持一致，且与水流方向相同，可起到利于泄洪和减少涡流的作用。当然，如果沟形复杂则要选择直设涵，以改善水流条件。

“改沟合并”即为减少涵洞的数量，在两条河沟相距较近、流量较小、可通过排水沟相连和不影响路基稳定性的前提下，可以采用改沟合并的方案，以降低成本。

与路基排水系统互相配合，涵洞的设计会对路基排水产生直接影响。通常情况下，排水涵洞是路基排水的最终通道，所以设计涵洞时，要与地形、路线平纵相结合。如果路线通过较长的挖方地段或低洼处，要根据水流分布情况和边沟的泄洪能力等，尽可能选择路基两侧横坡处设置涵洞，保证排水的畅通性。最后，与地质勘探资料相结合，设置涵洞时要尽量避开不良地质地段，比如滑坡、断层和软土等。通常涵洞设于沟壑地段，由于其地下水位高、地表冲积物厚，所以地基承载力较低，综合考虑后，可将涵位由沟底移至岸坡。如果无法避免不良地质，则要采取特殊措施来加固处理。

1.4 确定涵洞孔径

所谓“涵洞孔径”是指涵洞洞身过水净空间的大小，确定涵洞孔径要考虑设计洪水流量、河床地质和加固形式所允许的平均流速等条件。设计涵洞孔径时，要满足泄洪设计的流量，且涵前涌水不得过高，涵内流速不会冲刷河床或结构物等。不过在实际工程设计中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相应的洞身断面尺寸对工程量的影响也就越大。所以，设计时要注意谐调跨径与台高的比例关系，通常为1∶1～1∶1.5；针对通道式涵洞，可根据公路工程技术标准中的相关要求来确定其孔径；针对一些高等级公路，考虑出现养护和清淤等情况，要求其孔径设计不宜过小，且高等级公路涵洞通常比较长，如果孔径过小会影响到通道内的光线，给行人行走和小型机械通行造成不便，因此高等级公路可在满足设计标准，并且其他条件允许的情况下，适当加大净高，也可设计天窗透光。

2 公路小桥涵的施工问题

公路小桥涵的施工包括基底处理、安装钢筋、安装模板、混凝土施工和外表修饰等几个环节，施工过程中要保证施工的连续性和安排的合理性。

2.1 基底处理

不同类型的地基采取不同的处理办法。干处挖基要分析地基土的类型、强度和密度等因素，地基处理范围至少宽出基础外0.5 m。如果进行水中挖基，施工时，要在相距基坑10 m外修排水沟，且排水时远离基坑顶；如果基地有水影响施工，必须先引水后再进行基础的修筑。一些工程基础位于风化岩石层，此时要先清除淤泥、苔藓和石块等杂物，将岩石清洗干净。如果岩石有倾斜，要尽量凿平或凿成多级台阶。

2.2 安装钢筋

在垫层上测量放样，并将钢筋布置大样和立模边线等画出，再进行底板和侧墙钢筋的绑扎，注意绑扎侧墙钢筋时，为防止钢筋笼变形，必须搭设临时支架。绑扎钢筋时要仔细核对图纸，选择对应的钢筋品种、规格和数量，测量人员需确定具体的高程和位置再进行绑扎。

2.3 安装模板

采用直径50 mm的钢管搭设内支撑，采用可调托撑顶纵梁时，要求设置纵横向距离控制在1 m以内；设置竖向距离控制在1.2 m；在纵梁上布置横梁，在横梁上再设置顶模。内支撑的横向钢管连接内侧模，以起到横向内支撑的作用。采用1.5 m的大平面模板制作内模，模板接缝处要加贴密封条。