劉旭鶴
摘 要:小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低,但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重,所以小橋涵的設(shè)計和施工十分重要。
關(guān)鍵詞:公路小橋涵;設(shè)計;施工問題;涵洞
中圖分類號:U442.5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)03-0060-02
1 公路小橋涵設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 計算設(shè)計流量
流量計算值與實際情況是否相符,會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響,所以在進行計算設(shè)計流量時,需要結(jié)合工程的實際情況,綜合運用多種計算方法,以確保流量計算的合理性。修訂公式時,要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來,再從涵洞設(shè)計手冊中選擇常用公式。當(dāng)然,不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié),會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法,盡管它未經(jīng)過嚴(yán)格的理論推導(dǎo),但實用性比較強。此外,在河流面積比較大的流域,除了要采用公式計算其流量外,還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證;調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等,再計算洪水流量和發(fā)生頻率,并將設(shè)計頻率下的洪峰流量確定出來。
1.2 合理選擇涵洞類型
公路小橋涵的類型有多種,不同類型適用于不同的情況。
鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū),其構(gòu)造簡單,具備較好的適應(yīng)基礎(chǔ)性能,受力較強,且無需墩臺,成本低。但是,這種涵洞過水能力較弱,且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證,因此,后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
石拱涵則常用于山區(qū)公路,具有較大凈空間,一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大,具備較強的承載潛力,但是這種涵洞自重大,相應(yīng)的恒載也較大,所以對基承載能力要求較高,而且施工過程復(fù)雜,被破壞后修復(fù)成本高。
在高速公路小橋涵設(shè)計中,使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固,且施工時可就地取材,對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求,施工過程簡單,修復(fù)成本低。如果工程為軟土地基,則必須采用箱涵,雖然其對地基要求不高,但其成本高,且施工過程復(fù)雜,因此應(yīng)用比較少。
1.3 涵洞定位原則
“順溝設(shè)涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致,且與水流方向相同,可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當(dāng)然,如果溝形復(fù)雜則要選擇直設(shè)涵,以改善水流條件。
“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量,在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下,可以采用改溝合并的方案,以降低成本。
與路基排水系統(tǒng)互相配合,涵洞的設(shè)計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下,排水涵洞是路基排水的最終通道,所以設(shè)計涵洞時,要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處,要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等,盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設(shè)置涵洞,保證排水的暢通性。最后,與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合,設(shè)置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段,比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設(shè)于溝壑地段,由于其地下水位高、地表沖積物厚,所以地基承載力較低,綜合考慮后,可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì),則要采取特殊措施來加固處理。
1.4 確定涵洞孔徑
所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小,確定涵洞孔徑要考慮設(shè)計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設(shè)計涵洞孔徑時,要滿足泄洪設(shè)計的流量,且涵前涌水不得過高,涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設(shè)計中,路基填土高度越高,涵洞洞身就越高,相應(yīng)的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以,設(shè)計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系,通常為1∶1~1∶1.5;針對通道式涵洞,可根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求來確定其孔徑;針對一些高等級公路,考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況,要求其孔徑設(shè)計不宜過小,且高等級公路涵洞通常比較長,如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線,給行人行走和小型機械通行造成不便,因此高等級公路可在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),并且其他條件允許的情況下,適當(dāng)加大凈高,也可設(shè)計天窗透光。
2 公路小橋涵的施工問題
公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié),施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。
2.1 基底處理
不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素,地基處理范圍至少寬出基礎(chǔ)外0.5 m。如果進行水中挖基,施工時,要在相距基坑10 m外修排水溝,且排水時遠(yuǎn)離基坑頂;如果基地有水影響施工,必須先引水后再進行基礎(chǔ)的修筑。一些工程基礎(chǔ)位于風(fēng)化巖石層,此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物,將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜,要盡量鑿平或鑿成多級臺階。
2.2 安裝鋼筋
在墊層上測量放樣,并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出,再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎,注意綁扎側(cè)墻鋼筋時,為防止鋼筋籠變形,必須搭設(shè)臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細(xì)核對圖紙,選擇對應(yīng)的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量,測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。
2.3 安裝模板
采用直徑50 mm的鋼管搭設(shè)內(nèi)支撐,采用可調(diào)托撐頂縱梁時,要求設(shè)置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi);設(shè)置豎向距離控制在1.2 m;在縱梁上布置橫梁,在橫梁上再設(shè)置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模,以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模,模板接縫處要加貼密封條。
摘 要:小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低,但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重,所以小橋涵的設(shè)計和施工十分重要。
關(guān)鍵詞:公路小橋涵;設(shè)計;施工問題;涵洞
中圖分類號:U442.5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)03-0060-02
1 公路小橋涵設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 計算設(shè)計流量
流量計算值與實際情況是否相符,會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響,所以在進行計算設(shè)計流量時,需要結(jié)合工程的實際情況,綜合運用多種計算方法,以確保流量計算的合理性。修訂公式時,要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來,再從涵洞設(shè)計手冊中選擇常用公式。當(dāng)然,不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié),會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法,盡管它未經(jīng)過嚴(yán)格的理論推導(dǎo),但實用性比較強。此外,在河流面積比較大的流域,除了要采用公式計算其流量外,還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證;調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等,再計算洪水流量和發(fā)生頻率,并將設(shè)計頻率下的洪峰流量確定出來。
1.2 合理選擇涵洞類型
公路小橋涵的類型有多種,不同類型適用于不同的情況。
鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū),其構(gòu)造簡單,具備較好的適應(yīng)基礎(chǔ)性能,受力較強,且無需墩臺,成本低。但是,這種涵洞過水能力較弱,且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證,因此,后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
石拱涵則常用于山區(qū)公路,具有較大凈空間,一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大,具備較強的承載潛力,但是這種涵洞自重大,相應(yīng)的恒載也較大,所以對基承載能力要求較高,而且施工過程復(fù)雜,被破壞后修復(fù)成本高。
在高速公路小橋涵設(shè)計中,使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固,且施工時可就地取材,對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求,施工過程簡單,修復(fù)成本低。如果工程為軟土地基,則必須采用箱涵,雖然其對地基要求不高,但其成本高,且施工過程復(fù)雜,因此應(yīng)用比較少。
1.3 涵洞定位原則
“順溝設(shè)涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致,且與水流方向相同,可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當(dāng)然,如果溝形復(fù)雜則要選擇直設(shè)涵,以改善水流條件。
“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量,在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下,可以采用改溝合并的方案,以降低成本。
與路基排水系統(tǒng)互相配合,涵洞的設(shè)計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下,排水涵洞是路基排水的最終通道,所以設(shè)計涵洞時,要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處,要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等,盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設(shè)置涵洞,保證排水的暢通性。最后,與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合,設(shè)置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段,比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設(shè)于溝壑地段,由于其地下水位高、地表沖積物厚,所以地基承載力較低,綜合考慮后,可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì),則要采取特殊措施來加固處理。
1.4 確定涵洞孔徑
所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小,確定涵洞孔徑要考慮設(shè)計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設(shè)計涵洞孔徑時,要滿足泄洪設(shè)計的流量,且涵前涌水不得過高,涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設(shè)計中,路基填土高度越高,涵洞洞身就越高,相應(yīng)的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以,設(shè)計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系,通常為1∶1~1∶1.5;針對通道式涵洞,可根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求來確定其孔徑;針對一些高等級公路,考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況,要求其孔徑設(shè)計不宜過小,且高等級公路涵洞通常比較長,如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線,給行人行走和小型機械通行造成不便,因此高等級公路可在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),并且其他條件允許的情況下,適當(dāng)加大凈高,也可設(shè)計天窗透光。
2 公路小橋涵的施工問題
公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié),施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。
2.1 基底處理
不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素,地基處理范圍至少寬出基礎(chǔ)外0.5 m。如果進行水中挖基,施工時,要在相距基坑10 m外修排水溝,且排水時遠(yuǎn)離基坑頂;如果基地有水影響施工,必須先引水后再進行基礎(chǔ)的修筑。一些工程基礎(chǔ)位于風(fēng)化巖石層,此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物,將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜,要盡量鑿平或鑿成多級臺階。
2.2 安裝鋼筋
在墊層上測量放樣,并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出,再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎,注意綁扎側(cè)墻鋼筋時,為防止鋼筋籠變形,必須搭設(shè)臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細(xì)核對圖紙,選擇對應(yīng)的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量,測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。
2.3 安裝模板
采用直徑50 mm的鋼管搭設(shè)內(nèi)支撐,采用可調(diào)托撐頂縱梁時,要求設(shè)置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi);設(shè)置豎向距離控制在1.2 m;在縱梁上布置橫梁,在橫梁上再設(shè)置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模,以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模,模板接縫處要加貼密封條。
摘 要:小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低,但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重,所以小橋涵的設(shè)計和施工十分重要。
關(guān)鍵詞:公路小橋涵;設(shè)計;施工問題;涵洞
中圖分類號:U442.5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)03-0060-02
1 公路小橋涵設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 計算設(shè)計流量
流量計算值與實際情況是否相符,會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響,所以在進行計算設(shè)計流量時,需要結(jié)合工程的實際情況,綜合運用多種計算方法,以確保流量計算的合理性。修訂公式時,要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來,再從涵洞設(shè)計手冊中選擇常用公式。當(dāng)然,不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié),會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法,盡管它未經(jīng)過嚴(yán)格的理論推導(dǎo),但實用性比較強。此外,在河流面積比較大的流域,除了要采用公式計算其流量外,還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證;調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等,再計算洪水流量和發(fā)生頻率,并將設(shè)計頻率下的洪峰流量確定出來。
1.2 合理選擇涵洞類型
公路小橋涵的類型有多種,不同類型適用于不同的情況。
鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū),其構(gòu)造簡單,具備較好的適應(yīng)基礎(chǔ)性能,受力較強,且無需墩臺,成本低。但是,這種涵洞過水能力較弱,且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證,因此,后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
石拱涵則常用于山區(qū)公路,具有較大凈空間,一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大,具備較強的承載潛力,但是這種涵洞自重大,相應(yīng)的恒載也較大,所以對基承載能力要求較高,而且施工過程復(fù)雜,被破壞后修復(fù)成本高。
在高速公路小橋涵設(shè)計中,使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固,且施工時可就地取材,對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求,施工過程簡單,修復(fù)成本低。如果工程為軟土地基,則必須采用箱涵,雖然其對地基要求不高,但其成本高,且施工過程復(fù)雜,因此應(yīng)用比較少。
1.3 涵洞定位原則
“順溝設(shè)涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致,且與水流方向相同,可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當(dāng)然,如果溝形復(fù)雜則要選擇直設(shè)涵,以改善水流條件。
“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量,在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下,可以采用改溝合并的方案,以降低成本。
與路基排水系統(tǒng)互相配合,涵洞的設(shè)計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下,排水涵洞是路基排水的最終通道,所以設(shè)計涵洞時,要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處,要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等,盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設(shè)置涵洞,保證排水的暢通性。最后,與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合,設(shè)置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段,比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設(shè)于溝壑地段,由于其地下水位高、地表沖積物厚,所以地基承載力較低,綜合考慮后,可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì),則要采取特殊措施來加固處理。
1.4 確定涵洞孔徑
所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小,確定涵洞孔徑要考慮設(shè)計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設(shè)計涵洞孔徑時,要滿足泄洪設(shè)計的流量,且涵前涌水不得過高,涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設(shè)計中,路基填土高度越高,涵洞洞身就越高,相應(yīng)的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以,設(shè)計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系,通常為1∶1~1∶1.5;針對通道式涵洞,可根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求來確定其孔徑;針對一些高等級公路,考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況,要求其孔徑設(shè)計不宜過小,且高等級公路涵洞通常比較長,如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線,給行人行走和小型機械通行造成不便,因此高等級公路可在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),并且其他條件允許的情況下,適當(dāng)加大凈高,也可設(shè)計天窗透光。
2 公路小橋涵的施工問題
公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié),施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。
2.1 基底處理
不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素,地基處理范圍至少寬出基礎(chǔ)外0.5 m。如果進行水中挖基,施工時,要在相距基坑10 m外修排水溝,且排水時遠(yuǎn)離基坑頂;如果基地有水影響施工,必須先引水后再進行基礎(chǔ)的修筑。一些工程基礎(chǔ)位于風(fēng)化巖石層,此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物,將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜,要盡量鑿平或鑿成多級臺階。
2.2 安裝鋼筋
在墊層上測量放樣,并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出,再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎,注意綁扎側(cè)墻鋼筋時,為防止鋼筋籠變形,必須搭設(shè)臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細(xì)核對圖紙,選擇對應(yīng)的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量,測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。
2.3 安裝模板
采用直徑50 mm的鋼管搭設(shè)內(nèi)支撐,采用可調(diào)托撐頂縱梁時,要求設(shè)置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi);設(shè)置豎向距離控制在1.2 m;在縱梁上布置橫梁,在橫梁上再設(shè)置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模,以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模,模板接縫處要加貼密封條。