山区公路小桥涵勘测设计探析x

考核编号：

贵州大学高等教育自学考试实践考试

公路小桥涵勘察设计课程实践性报告

题目： 山区公路小桥涵勘测设计探析

专业名称： 道路与桥梁工程（本科）

姓 名： 陈 云

考点名称： 贵州大学

准考证号： 21371XXXX09X

联系电话： 155XXXX3797

2018 年 9 月

提 纲

TOC \o "1-2" \h \z \u 1 桥涵构造物的勘察设计方法与侧重点 1

1.1 特大、大中桥勘测 1

1.2 小桥涵勘测 1

1.3 分离式立交和通道的勘测 1

2 小桥涵位置的设置 2

2.1 平原区小桥涵位置的设置 2

2.2 不良地质地段小桥涵位置的设置 2

2.3 山岭区小桥涵位置的设置 2

2.4 丘陵地带小桥涵位置的设置 3

3 对于小桥涵勘测设计的主要原则 4

3.1 小桥涵类型的选择 4

3.2 小桥涵类型的选型原则 4

3.3 对于小桥涵设计位置的选择 4

3.4 小桥涵择位 5

3.5 小桥涵择位时应遵循的原则 5

3.6 公路小桥涵的定位设计要求 5

3.7 公路小桥涵设计流量及桥涵孔径的确定 6

3.8 公路小桥涵对于在结构类型上的选用 6

3.9 对于小桥勘测设计中的流量计算 6

4 小桥涵形式的选择 7

4.1 钢筋混凝土盖板涵的选择 7

4.2 钢筋混凝土箱涵的选择 8

4.3 钢筋混凝土实心板、空心板桥的选择 8

5 结论 9

山区公路小桥涵勘察设计探析

摘 要

为了更好的适应公路工程的发展，就必须提高小桥涵的勘测工作质量。正因为小桥涵建造的数量多，所以在建设的过程中问题自然不会少，那么遇到问题就要解决问题。山区公路是公路网中的重要部分，建设比重越来越大，对水土保持和环境保护的要求也会越来越高。山区公路桥涵勘察设计是坚持“可持续发展”的理念，本着实用、施工方便、环保、美观、经济等原则开展工作的，它为后期的工程建设提供了第一手的地质资料，是施工的根本。本文主要分析了桥涵构造物的勘察方法与侧重点和桥涵布设的侧重点，通过对小桥涵在设计过程中的勘测分析，提出了科学合理的解决办法，以便对于小桥涵的勘测设计达到合理的标准，从而提高工程质量，以达到理想的结果。

关键词 山区公路桥涵；勘测设计；解决问题

桥涵构造物的勘察设计方法与侧重点

特大、大中桥勘测

布设特大、大中桥桥孔应该要考虑水文计算要求和路线平纵横协调配合，重要的跨河（谷）桥要进行桥位多方案的比选。墩台位置的横坡变化较大，应分阶段有所侧重。如果进行线位微调可以明显缩短桥孔时，要及时反馈调整意见给线路设计人员。实际上，线位的反复调整可以减少山区高速公路构造物的数量，降低对环境的破坏程度。其次，采取综合地质勘察方法获取构造物两阶段设计的地形数据。山区地质情况复杂，初测应该采用综合地质勘察方法，包括调绘、地质遥感、槽探、钻探及物探等。定测阶段以地质钻探为主，槽探、物探为辅。遇到岩溶等不良地质地段，应视构造物的重要程度加强桥梁钻孔的深度，施工图的定测阶段要逐桩布置钻孔。地势陡峭的地段应在桥墩、桥台处设横向物探线，搞清潜在的地质变化。高填土区涵洞通道可采用手摇钻等常规手段，如果承载力明显不足、覆盖层较厚应布设一定数量的钻孔。

小桥涵勘测

涵洞位置和孔径是山区公路小桥涵布设的重点。涵洞位置布设要方便排水，基础、进出口的工程量要尽量少。山区的特殊地貌导致积水时间短，流量集中，不需要额外预留过水空间。孔径的推算途径很多，比如地方水文公式，一般应该大于1.5m。如果是泥石流地区，则孔径应该适当加大。

分离式立交和通道的勘测

坚持“可持续发展”的设计理念，充分考虑人民群众工作生活和社会经济发展的需要，发挥分离式立交和通道的综合功能。详细调查当地人民出行情况，预测今后地方经济发展，预留发展空间。林区路段要特别考虑进出口的设定，方便防火防灾、运输木材等。

小桥涵位置的设置

平原区小桥涵位置的设置

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，原则上涵洞底标高及坡度应与天然沟底标高及纵坡基本一致。公路路基较宽处， 其排水构造物的纵坡要大一些，一般涵洞底纵坡采用2%～ 4%，而斜交角度较大的桥涵应取其较大值。农田灌溉涵，要选择合适的涵洞底标高和纵坡，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。

2.1.1对于人工灌溉渠道，应与当地相关部门共同商定涵洞位置及孔径大小，必要时应签署协议书，避免设置过多孔径过大的涵洞造成浪费，同时也要避免调查不彻底，施工期间或施工后又增补涵洞。

2.1.2在路线通过较长的低洼、泥沼地带时，在具有天然纵坡的地段，可适当多设置涵洞，否则容易发生排水不畅或长期积水的情况。

2.1.3路线靠近村庄时，要特别注意设置涵洞，以排除村内积水。

2.1.4在有长期积水的低洼地段，为了平衡路基两侧的水位，也需要设置小桥涵。

不良地质地段小桥涵位置的设置

沟谷纵坡较陡，固体堆积物在沟口堆积扩散，形成冲积扇，如果桥涵位置设置不当，一次洪水就可能将构造物淤死，最好的办法是路线从冲积扇顶部穿过或靠近山沟。修筑导流坝、疏通河沟，增大泥石流速，使泥砂很快通过构造物输送到大河中去。

在软土泥沼地段，路线应选择比较狭窄的地段通过，狭窄处一般泥沼覆盖较浅，便于处理桥涵基础。

山岭区小桥涵位置的设置

2.3.1山岭区一般应每沟设一涵洞，间距不宜大于300m，尤其在降雨量大或者暴雨集中且山坡植被很稀疏的地区，河沟均不宜合井设涵。当汇水区很小，两河沟相距很近，又具备沟通的条件下通过经济比较，工程造价比较低时，方可合并，但需注意开挖排水沟或加深加宽边沟时，要做好河沟挡水坝及路基的防护工程。

2.3.2设置载水沟的地段，在致水沟排水出口处应设置涵洞，以免水顺边沟流经距离过长而冲刷路面和路基。

2.3.3路线的转角较大（大于90°），曲线半径比较小，进入弯道前的纵坡大于4%。坡长在200m内又无别的排水涵洞时，在弯道地点附近应设置涵洞。

2.3.4由路线的陡坡段过渡到缓坡段，在此200 m内又无其他涵洞时，在变坡点附近应设置涵洞。

2.3.5汇水面积大于0.05km2，并具有明显的沟形时，则需要设置涵洞。小桥涵的设置应尽量符合水流方向，不应强求正交。

2.3.6当沟底坡度较陡，路基填土较高，地形条件许可的情况下，可考虑将涵洞设在沟坡上，但应注意出水洞口不应冲刷农田和路基边坡。

2.3.7当河沟坡度较缓时，可考虑将涵洞设置为正交，以减短涵长，为防止冲毁农田，应注意修建引水工程。

丘陵地带小桥涵位置的设置

2.4.1路线跨越丘陵地区的山脊线，在变坡点的凹形竖曲线处可以开挖排水沟，不设涵洞；对于排水沟较长又为岩石地质时 ，是否需要设置涵洞应通过经济比较加以确定。

2.4.2当路线跨越灌溉渠时，可与当地有关单位协商，参照上、下游排水构造物情况进行设置。

2.4.3路线跨越弯曲的河沟时，可进行截弯取直，使水流畅通，并尽量与路线正交。

2.4.4当河沟与路线方向斜交时，在地形条件许可且工程量不大的情况下，可进行改河，使水流与路线正交，改河后上游洞口以外的直线长度最好不小于1.5倍的主槽宽度，下游改河位置以占地面积及工程量最小而定，同时应注意设置改河后的上下游防护工程使其不致影响路基及冲毁农田。

2.4.5当路线必须在河弯处通过时，则涵洞应设在水流较集中的一侧。

对于小桥涵勘测设计的主要原则

小桥涵类型的选择

小桥涵结构类型的确定，一般都要根据当地建筑材料、施工条件、地形、地貌等因素来确定。当地的建筑材料与施工条件有时直接影响工程造价与工期。

小桥涵类型的选型原则

桥梁选型时除须满足“安全、适用、经济、美观和有利于环保”的基本原则外，在具体确定类型时还应遵循如下原则：

3.2.1小桥涵类型选择应根据所在公路等级、使用任务、性质和将来发展的需要，综合各种因素和条件，经技术经济比较，权衡利弊确定。

3.2.2小桥涵类型选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工、养护的原则。一条公路上的桥涵类型应尽可能采用统一的标准形式，以利施工。

3.2.3桥涵类型选择应考虑农田排灌的需要。靠近村镇、城市、铁路及水利设施的桥涵，应结合有关方面的要求，并适当考虑综合利用，相互配合。

3.2.4小桥涵类型选择还应综合考虑桥涵址的自然特征和环境条件，结合路基高度和填料状况，考虑排洪和交通的需要。选择类型应与河沟特征及地形、地质、水文条件相适应。

对于小桥涵设计位置的选择

在公路小桥涵工程外业的调查时必须要与实地相结合，并在地形图上仔细认真的校对在初步设计中所确定桥涵的数量、位置以及结构类型等方面是否科学合理。在调查中所确定桥涵设置的合理性，所以就必须全面充分的考虑在排洪、农田水利的灌溉、综合排水功能和在通行道时对人和车通行的相关要求。只有全方面的，各个因素的考虑才能达到真正的符合公路小桥涵勘测设计的原则，做好设计，做到最好。而且随着我国国民经济的不断发展与建设，对于修建公路是其最根本的建设基础，如果在建设中出现了一些差错，就会给人民群众带来生活上的不便，在生产上造成很大的损失。所以，在公路勘测设计中，如果在允许的条件下，负责设计工作的人员必须要亲自参与到工程调查中，听取意见，必须从长远的规划效益出发，根据公路设计的要求与技术标准，在最终确定桥涵设计的数据和位置以及结构类型等方面，必须要结合实地的情况，以免在工程实施过程中出现一些状况，从而给工程设计造成变更的麻烦以及增加费用等问题。

小桥涵择位

小桥涵位置选择应根据小桥涵的用途，结合线路平、纵面和水文、地形、地质条件，以及道路、灌溉系统等要求综合考虑确定。

小桥涵择位时应遵循的原则

1）小桥涵位置应服从路线走向。由于单个小桥涵的工程数量不大，因而小桥涵位置一般是在路线走向基本确定的情况下来选择的。只有在特殊情况下（如路线遇大洼深沟、路线与河沟斜交较大等情况）才进一步权衡利弊，在不降低路线标准的条件下局部调整路线，使之从较好的桥涵位置通过。

2）小桥涵址应布设在地质条件良好、河床稳定的河段。

3）小桥涵址应选择在水文、水力条件较好的河段。不因小桥涵位置不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水淹田或使农业灌溉和正常交通受到影响。

4）择位选择要综合考虑各种因素并进行技术经济比较，使桥涵工程量最小，以减少工程造价和养护费用。

5）涵洞位置和方向的布设，宜与水流方向一致，避免因涵洞布设不当，引起上游水位壅高，淹没农田、村庄和路基，引起下游流速过大，加剧冲蚀沟岸及路基。

6）涵洞的设置应综合考虑施工、养护、维修的要求，降低建设和养护费用。

7）沿线涵洞布设密度应根据地形、地貌、水文及农田排灌等自然条件确定，但考虑路基施工压实方便，其涵洞间距不宜小于50m。

公路小桥涵的定位设计要求

公路小桥涵的定位设计主要就是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。

公路小桥涵设计流量及桥涵孔径的确定

在推算公路小桥涵设计的流量以及在确定桥涵的孔径时，必须要针对相关设计进行地形、植被、水文、土壤、气象和农田水利等相应资料的勘测收集。在通过对桥涵工程地质的调查，充分了解地基的承载力和地下水的情况以及地质构造等对构造物稳定性方面的影响作用。在针对相关建筑材料进行检测调查，可以更好的合理选择桥涵结构的类型。对于改建公路上通过对原有桥涵的调查，可以方便对原有桥涵提出利用或者改建的方案。在新修建的公路上，也可以用直接类比的方法确定新修建桥涵勘测设计的孔径和流量。在针对灌溉渠道的调查时，主要是可以方便确定桥涵的孔径和类型以及主要的加固方案。

公路小桥涵对于在结构类型上的选用

对于在公路小桥涵类型的选择方面一般是根据其水文、地形、工程造价、水力条件、施工的期限、施工的条件、建筑材料的主要情况以及养护维修的问题和地质的条件等多方面因素进行综合的考虑并加以确定。在针对小桥与涵洞的选择上主要就是根据路堤的高度、设计的流量、河床的纵坡和沟谷的深浅以及地基情况与建筑材料等因素来确定的。通常情况下在宣泄能力允许的范围之内，一般跨越常年的水流或都是季节性的水流漂浮物较少，并且不会受到路堤高度的限制时，应用涵洞会比小桥较经济。但是，如果设计的流量较大时，其河道里的漂浮物较多或者是有泥石流等，则两岸是有陡峭的深沟并且同时填土过高，这时就需应用小桥。

对于小桥勘测设计中的流量计算

在对小桥涵设计进行流量的计算（也就是水文的计算），它主要就是为了确定桥涵的孔径和型式。通常的计算方法主要包括在径流形成法、暴雨推理法、直接类比法以及形态调查法等几种方式。经过调查实践研究，在计算方法中应尽量应用适合本地区的相关参数和计算方法，并且同时要应用两种以上的方法进行计算，做到相互核对比较。根据一定数量的洪水调查资料，对调查算得的流量与按公式计算值进行比较，修正公式算的结果。通过调查既有桥涵通过的历史最大流量进行比较验证。

小桥涵形式的选择

应根据道路等级选择桥涵形式，等级低的可考虑采用临时性的桥涵，等级高的应选用永久性的小桥涵，在交通密度较小或季节性通车的低等级道路上，还可考虑修建漫水桥或过水路面等小型过水建筑物。不仅如此，选择桥涵形式时，还应考虑到道路今后的发展远景，选用的桥涵形式应便于今后的改建以及在运营时期的安全可靠性。

凡能修建单孔涵洞的，不宜修建多孔涵洞。高路堤时，设涵洞则洞身较长，设小桥则墩台较高，必须根据当时的实地情况在满足排水的前提下，从二者之间作合理选择；低路堤时，则可考虑设小桥，如要设涵洞，则需挖深沟槽，加大孔径或改用流线形涵洞入口。

如果路堤过低或处于路堑区段，也可考虑设置倒虹吸涵洞，而在水流有足够高度的情形下，亦可采用渡槽。

对于设计同一路线，在地形相近的路段，应尽量采用同样形式及跨径相同的构造物，以便于集中预制、节省模板、保证质量、加快施工进度。在贯彻就地取材原则的同时，应综合考虑运输条件。

根据设计流量的大小，小桥涵形式的一般选用顺序是：圆管涵一盖板涵一拱涵一小桥。设计流量在10m3/s左右时，一般宜采用圆管涵，如路堤高度不能满足圆管涵的要求，则宜采用盖板涵；设计流量在20m3/s左右时，若路堤能满足最小填土高度的要求，则宜采用盖板涵；设计流量在20m3/s ～80m3/s，特别是当路堤较高时，更宜采用拱涵；流量不小于80m3/s～100m3/s时，适宜采用小桥。但由于涵洞与小桥相比具有很多优点，因此，有时流量虽大，在泥砂、漂流物较少，不受路堤高度限制，而上游又允许积水等情况下，可以

采用多孔涵洞来代替小桥，但孔数不宜超过3孔～4孔，以免各孔流量不均造成涵涧淤塞

失效。

选择小桥涵形式时，最好采用已有标准图的桥涵，以便于设计与施工，小桥涵形式的选择也和气候、地形以及日后的养护维修有关。另外，车辆、行人、牲畜通过小桥涵，其形式、尺寸不仅应能满足目前需要，还应适当考虑今后的发展需要。

当小桥涵有通航要求时，需调查航道的等级，通航船舶的吨级，合理选择小桥涵形式。

钢筋混凝土盖板涵的选择

这是无石料地区常采用的一种类型，其主要特点是：

1)建筑高度较小，受填土高度限制小；

2)易于采用工厂预制，现场装配，施工简便迅速；

3)为简支结构，对地基条件要求不高；

4)遭受破坏后易于修复。

但由于需用水泥、钢筋等材料，一般造价较高。通常适用于石料短缺、填土高度受限制以及公路等级较高的情况。由于这类桥(涵)用钢材较多，在缺乏钢材的情况下，应尽量采用其他类型。

在地基承载力达150KPa 以上，板顶填土高度小于或等于10m时,可采用钢筋混凝土明板或暗板。盖板的应用范围最广，原因是其构造简单，自重较轻，对地基承载力的要求不会太高，维修起来方便。盖板更适应于低路堤段。当填土高度在5m以内时采用此种结构最多。若填土更高，则采用石拱为宜。在高速公路上采用明板涵结构，必须在明涵两头设置搭板，以防止产生跳车现象。

钢筋混凝土箱涵的选择

箱涵是一种闭合式的钢筋混凝土薄壁结构，多用于无石料地区。其主要特点是整体性能好、对地基适应性较强，但用钢量多、造价高，一般多用现场浇注施工，施工难度较大，通常使用于地基承载力较小的情况。由于箱涵整体性好、结构坚固、跨度尺寸适中，常用于高速公路人行通道。

箱型结构主要应用于软土地段，箱顶填土小于3m，对净宽、净高有特殊要求的小桥涵、特别是各类通道，宜采用此种结构。箱涵整体性强，但钢筋用量多，施工困难。需现浇搭支架施工。高速公路上的箱涵每座预算造价约在30万元以上，经济技术指标每延米1万元以上，造价非常高。

钢筋混凝土实心板、空心板桥的选择

当设计流量、沟形较大时，选择结构型式宜采用实心板、空心板结构。按规范要求，单孔跨径大于等于5m小于20m，或多孔跨径大于等于8m小于30m属于小桥范畴.在测设中定为小桥后，下部结构的确定主要依据以下几点:

1）当单孔孔径在5~8m，台身高度5m以内，地基承载力在200KPa以上，可采用轻型桥台，扩大基础。

2）当孔径大于等于8m台身高度5m左右，地基承载力250KPa以上，可采用重力式桥台，扩大基础；台身高度6m以上，地基承载力250KPa以上，采用U型桥台，扩大基础。采用U型台，结构简单，但圬工体积大，容易积水，使侧墙产生裂缝。

3）若地基承载力低，台身高度3~5m以内%可采用薄壁台身，下部采用钻孔灌柱桩基础；若台身高度小于3m或大于5m，则可采用桩柱式桥台接台前挡墙或采用暗板形式，采用暗板时，一定要进行桥的稳定性及抗倾覆性验算，保证结构的合理性。

结构类型的选择，应该根据目前和长远的需要，结合河沟地形特点和地质等天然条件，在保证设计水文和水力条件，满足人民群众利益的基础上，综合分析考虑，从中筛选出最佳方案。

结论

随着我国公路的不断修建，提高小桥涵的测设质量显得尤其重要。人们往往认为小桥涵的设计比大中桥容易，未引起足够的重视。但我认为搞好小桥涵的设计也并非一件容易的事。因为小桥涵数量多，遇到的问题也相对较多，工程中发生和反映的问题小桥涵占的比例较大。主要集中在小桥涵位置的设置和类型的选择。处理这些问题既耽误工期又增加投资，由此造成不良影响。因此，要想设计合理，少出差错，一定要吸取经验教训，合理选择小桥涵的位置和类型，只有全面综合考虑了各因素，才能确保路线的安全、舒适与经济。山区公路是公路网中的重要部分，建设比重越来越大，对水土保持和环境保护的要求也会越来越高。山区高速公路桥涵的勘察设计是坚持“可持续发展”的理念，本着实用、施工方便、环保、美观、经济等原则开展工作的，它为后期的工程建设提供了第一手的地质资料，是设计的灵魂和施工的根本。勘察设计人员应该结合山区高速公路的特点，抓住项目重点，把握好规律，积累经验，提交符合质量要求的勘察成果。

　 总之，随着我国公路工程不断发展，对于提高小桥涵的勘测质量工作就显得非常重要了。因此，对于小桥涵的勘测设计必须要科学合理，尽量避免差错的出现，积极地吸取实践经验，提高工程质量意识，以达到预期的效果。