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摘要：随着社会的发展与进步，重视高速公路小桥涵的布置与设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍高速公路小桥涵的布置与设计的有关内容。
关键词高速公路；小桥涵；布置；原则；设计；
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
引言
小桥涵是为跨越小沟坎及路基横向排水而设置的构造物,是路基工程的重要组成部分。小桥涵设计是否合理,是公路排水设计的重要环节,直接关系到路基的稳定、工程的造价及使用质量，而在山区,因其地形复杂、山势险峻、坡陡沟深的特点,为高速公路建设制造了诸多困难,小桥涵的正确布设就显得更为重要。
一、小桥涵的重要性小桥涵的重要性
小桥涵在公路工程中的作用和建设意义可归纳为以下几点。
1）数量多、比重大，直接影响公路工程的进度、质量和造价 就个体而言，小桥涵工程数量较小，但对整条公路来说，因其分布全线，工程量占有很大比重。一般平原区每公里有1～3道，山区3～5道，据全国195条三、四级公路资料统计，小桥涵投资占公路总投资的20.56％，其投资额为大、中桥的三倍左右。在高等级公路上，其所占比例更大。可见，小桥涵的设计与布置是否合理，对于整条公路的造价和使用质量都有很大影响。
2）分布广、类型多，直接影响公路营运的安全 小桥涵是公路防御洪水的重要结构物，沿线分布广、类型多，其跨径拟定、结构选择、轴线与水流方向的夹角确定、进出口处理以及台背回填等都与公路整体工程质量及安全运营有着密切关系，不能轻视。在使用中常常因为设计不当，造成较大水毁，不仅影响行车安全，而且给工程带来损失。
3）兴水利，利农业，直接影响农田水利灌溉 公路是带状的线形结构物，通过农业区的公路，农田灌溉涵的设置十分重要，因此设计中应解决好农路结合问题，确实保护好农民的利益，充分考虑农田灌溉和农业水利的需求，处理不好，不仅影响农业生产，冲毁农田和庄舍，而且也影响公路的营运。
二、小桥涵布置原则
2.1 总体布置 ①山区小桥涵选址应根据地形、地质、水文等条件，结合全线排水系统，合理布置，以达到排水泄洪的目的。②小桥涵位置总体上应符合延线线形的布置要求，一般要在地形有利、地质条件良好、河床稳定的位置，以确保桥涵基础的稳定。同时要避免因小桥涵位置的不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水淹田等影响正常交通的不良后果。③小桥纵轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。当河沟水流方向与路线不垂直时，为了使水流畅通，避免形成较严重的涡流现象，减轻对路堤和桥涵洞口及基础的冲刷，宜斜交布置。④在山口冲积扇地区，应分别设置小桥涵，不宜强行改沟至低洼处，两积扇间洼地，亦应布置小桥涵。
2.2 平面布置 ①小桥涵位置最好选择河道顺直、水流平缓段，以减少水流对桥台的冲刷，也可减少墩台基础及河岸防护加固工程数量。②山区公路小桥涵一般应为一沟一涵，尤其是在降雨量大，暴雨集中，植被稀疏的地段，河沟不宜合并设涵。③当地势较平坦，汇水面积不大，两沟间距很近，具备沟通合并条件，在不影响上游河流正常泄洪的情况下，通过经济技术比较后，工程造价低，技术合理，方可两沟合并设涵，但应注意做好相邻河沟间排水沟的连接及路基防护。④当原沟底纵坡很陡，路基填土较高，不宜沿沟设涵，可移位，改设在边坡一侧。
2.3 立面布置 ①涵台高度应按水力计算的要求确定，最好不用加高涵台或加高侧墙的方法来缩短涵长。对于管涵在设计中采用标准管节，用加高端墙调整涵长，也是常用的做法，但因故需要大幅度增加端墙高度以缩短涵长时，需做经济比较。②当河沟的比降较陡，附近有大量石方可以利用，而修建陡坡涵造价较大时，则涵基可设置砌石基底以缩短涵长。③根据现场条件需设计陡坡涵时，应充分利用地形和地质条件，做到经济合理，并注意结构的稳定性，对非岩石河沟，其纵坡小于10%时，可采用斜置式基础，基底做成齿状，或出口做成扶壁式，对岩石（风化层）河沟，采用斜置式基础时，其纵坡也不应大于30%，否则应采用台阶式基础。
2.4 孔径选择 山区公路在选择孔径时，要考虑山洪的影响。山洪携带大量泥砂和落石，对桥涵、路基有巨大破坏力。对有大量淤塞或落石滚移的位置，尚应根据落石的尺寸定出适当的孔径。
三、小桥涵的设计要点
3.1设计流量的计算
流量是小桥涵设计中确定构造物孔径和形式的一个主要依据。山区流域面积大都坡度陡、流速快，流量计算与实际洪水情况的相符程度将直接关系到整个高速公路的安全使用和工程造价。
目前我国對山区和丘陵地区的小桥涵流量计算多采用径流形成法、暴雨推理法（包括暴雨强度公式、推理公式和经验公式）、经验公式和直接类比法，各种流量计算方法因有不同的产生背景和制定原理，所以计算结果各不相同，有时差别较大。这就要求设计人员根据地区特点和使用经验，对各种计算方法得出的结果进行对比，合理的选择适合的流量计算的公式。
3.2平面位置的设计
在高速公路平面布设小桥涵时，应做到进出口要顺，水流要稳，不发生紊流、漩涡等现象，从而保证其能顺畅宣泄洪水，使路线通过区域不会因为桥涵布设的不当而造成冲毁桥涵、路基、积水淹田等现象发生，同时要全面综合考虑比较，使桥涵的总工程量最小，尽可能的降低工程造价。一般考虑一下原则：①顺沟设置，一沟一涵。在地形陡峭的山区和丘陵地区小桥涵的布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交且路线与涵洞夹角设置不宜过小。②合并沟渠，减少工程量。在较平坦的地方，汇水面积不大，在不影响上游河流排水的情况下可将相邻的河沟间设置排水沟连接。③结合平纵排水选择小桥涵位置。④结合实际地形和地质条件。如在连续鸡爪沟形中，在沿路线纵坡方向边沟汇水可行的条件下，可将两沟合并设置一个小桥或涵洞。上游距沟头距离较短的冲沟，可将沟填筑至边沟标高而不设置构造物。⑤涵位高度和形式的综合考虑。对位于容易产生泥石流的路段，最好采用一桥孔跨越，从而减少泥石流对桥涵的危害。⑥水塘下游处要重点考虑。当路线从山坡附近经过时，要设置涵洞以防止暴雨时溃坝淹没路基。⑦山区路段是否存在山泉要加以考虑。
以上是平面小桥涵布设的一般原则，由于在山区的高速公路设计中有很多不可预见的因素，这就要求在设计中要灵活运用，因地制宜。
3.3立面形式的设计
小桥涵的结构形式的设计要结合地形、水文、地质、路线的要求来确定。还要做到进口顺直、基础牢固、出口不落空。同时还要满足设计流量的要求，做到水流通畅。其中最重要的就是进、出口的处理。
当天然河谷、冲沟的坡度较缓时，小桥涵依照实际地形设置。按较小缓坡（i≤0.3%）向上游延伸设置涵底铺砌，要注意上游与原沟底坡度一致，如果容易产生较大冲刷的，则最好将小桥涵的铺砌标高比原沟底标高降低20cm左右，以保证原沟冲刷后小桥涵底面不高于河床。当天然河谷的坡度较陡（i≥3），而小桥涵基础通过缓坡处理时，常用的方式有将涵底做成分段阶梯型基础、调整涵洞方向、进出口处开挖砌护、出口跌水等方式。
四、养护及加固设计
小桥涵养护以预防为主。由于山区地形条件的影响,山区小桥涵比其它地区小桥涵更容易出现积水、淤泥、冰塞、冻涨等破坏。这就要求养护部门加大抽查频率,注意小桥涵铺砌裂缝的产生。如果发现了问题及时加固。小桥涵病害一般的原因有:地基承载力不足,填土压实不够,涵洞砌筑质量差等。加固设计一般以填土土压力与一个最不利演算荷载进行计算,加固材料一般是钢筋混凝土材料,根据计算结果进行加固配筋。常用的加固方式有注浆加固与衬砌加固,一般先对有病害涵洞进行灌浆补强然后在进行衬砌加固施工。
结束语
小桥涵设计是路线、路基、整体设计中的重要容,应引起足够重视，特别是对于设计中经常忽略的问题，应该谨慎对待，设计人员在任务分配时应因地制宜考虑小桥涵设计隐含的特殊性，小桥涵运营后期的养护与加固也是设计者应考虑的因素，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。
参考文献
[1]娄红生,杨建华.公路小桥涵设计的几个要素[J].建筑与发展，2009,(11).
[2]王文辉,牛天生,孟炜.对目前公路小桥涵设计的体会[J].黑龙江交通科技,2005,(3).
[3]高磊,小桥涵设计要点浅析[J].城市建设理论研究,2011,(16).
关键词高速公路；小桥涵；布置；原则；设计；
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
引言
小桥涵是为跨越小沟坎及路基横向排水而设置的构造物,是路基工程的重要组成部分。小桥涵设计是否合理,是公路排水设计的重要环节,直接关系到路基的稳定、工程的造价及使用质量，而在山区,因其地形复杂、山势险峻、坡陡沟深的特点,为高速公路建设制造了诸多困难,小桥涵的正确布设就显得更为重要。
一、小桥涵的重要性小桥涵的重要性
小桥涵在公路工程中的作用和建设意义可归纳为以下几点。
1）数量多、比重大，直接影响公路工程的进度、质量和造价 就个体而言，小桥涵工程数量较小，但对整条公路来说，因其分布全线，工程量占有很大比重。一般平原区每公里有1～3道，山区3～5道，据全国195条三、四级公路资料统计，小桥涵投资占公路总投资的20.56％，其投资额为大、中桥的三倍左右。在高等级公路上，其所占比例更大。可见，小桥涵的设计与布置是否合理，对于整条公路的造价和使用质量都有很大影响。
2）分布广、类型多，直接影响公路营运的安全 小桥涵是公路防御洪水的重要结构物，沿线分布广、类型多，其跨径拟定、结构选择、轴线与水流方向的夹角确定、进出口处理以及台背回填等都与公路整体工程质量及安全运营有着密切关系，不能轻视。在使用中常常因为设计不当，造成较大水毁，不仅影响行车安全，而且给工程带来损失。
3）兴水利，利农业，直接影响农田水利灌溉 公路是带状的线形结构物，通过农业区的公路，农田灌溉涵的设置十分重要，因此设计中应解决好农路结合问题，确实保护好农民的利益，充分考虑农田灌溉和农业水利的需求，处理不好，不仅影响农业生产，冲毁农田和庄舍，而且也影响公路的营运。
二、小桥涵布置原则
2.1 总体布置 ①山区小桥涵选址应根据地形、地质、水文等条件，结合全线排水系统，合理布置，以达到排水泄洪的目的。②小桥涵位置总体上应符合延线线形的布置要求，一般要在地形有利、地质条件良好、河床稳定的位置，以确保桥涵基础的稳定。同时要避免因小桥涵位置的不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水淹田等影响正常交通的不良后果。③小桥纵轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。当河沟水流方向与路线不垂直时，为了使水流畅通，避免形成较严重的涡流现象，减轻对路堤和桥涵洞口及基础的冲刷，宜斜交布置。④在山口冲积扇地区，应分别设置小桥涵，不宜强行改沟至低洼处，两积扇间洼地，亦应布置小桥涵。
2.2 平面布置 ①小桥涵位置最好选择河道顺直、水流平缓段，以减少水流对桥台的冲刷，也可减少墩台基础及河岸防护加固工程数量。②山区公路小桥涵一般应为一沟一涵，尤其是在降雨量大，暴雨集中，植被稀疏的地段，河沟不宜合并设涵。③当地势较平坦，汇水面积不大，两沟间距很近，具备沟通合并条件，在不影响上游河流正常泄洪的情况下，通过经济技术比较后，工程造价低，技术合理，方可两沟合并设涵，但应注意做好相邻河沟间排水沟的连接及路基防护。④当原沟底纵坡很陡，路基填土较高，不宜沿沟设涵，可移位，改设在边坡一侧。
2.3 立面布置 ①涵台高度应按水力计算的要求确定，最好不用加高涵台或加高侧墙的方法来缩短涵长。对于管涵在设计中采用标准管节，用加高端墙调整涵长，也是常用的做法，但因故需要大幅度增加端墙高度以缩短涵长时，需做经济比较。②当河沟的比降较陡，附近有大量石方可以利用，而修建陡坡涵造价较大时，则涵基可设置砌石基底以缩短涵长。③根据现场条件需设计陡坡涵时，应充分利用地形和地质条件，做到经济合理，并注意结构的稳定性，对非岩石河沟，其纵坡小于10%时，可采用斜置式基础，基底做成齿状，或出口做成扶壁式，对岩石（风化层）河沟，采用斜置式基础时，其纵坡也不应大于30%，否则应采用台阶式基础。
2.4 孔径选择 山区公路在选择孔径时，要考虑山洪的影响。山洪携带大量泥砂和落石，对桥涵、路基有巨大破坏力。对有大量淤塞或落石滚移的位置，尚应根据落石的尺寸定出适当的孔径。
三、小桥涵的设计要点
3.1设计流量的计算
流量是小桥涵设计中确定构造物孔径和形式的一个主要依据。山区流域面积大都坡度陡、流速快，流量计算与实际洪水情况的相符程度将直接关系到整个高速公路的安全使用和工程造价。
目前我国對山区和丘陵地区的小桥涵流量计算多采用径流形成法、暴雨推理法（包括暴雨强度公式、推理公式和经验公式）、经验公式和直接类比法，各种流量计算方法因有不同的产生背景和制定原理，所以计算结果各不相同，有时差别较大。这就要求设计人员根据地区特点和使用经验，对各种计算方法得出的结果进行对比，合理的选择适合的流量计算的公式。
3.2平面位置的设计
在高速公路平面布设小桥涵时，应做到进出口要顺，水流要稳，不发生紊流、漩涡等现象，从而保证其能顺畅宣泄洪水，使路线通过区域不会因为桥涵布设的不当而造成冲毁桥涵、路基、积水淹田等现象发生，同时要全面综合考虑比较，使桥涵的总工程量最小，尽可能的降低工程造价。一般考虑一下原则：①顺沟设置，一沟一涵。在地形陡峭的山区和丘陵地区小桥涵的布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交且路线与涵洞夹角设置不宜过小。②合并沟渠，减少工程量。在较平坦的地方，汇水面积不大，在不影响上游河流排水的情况下可将相邻的河沟间设置排水沟连接。③结合平纵排水选择小桥涵位置。④结合实际地形和地质条件。如在连续鸡爪沟形中，在沿路线纵坡方向边沟汇水可行的条件下，可将两沟合并设置一个小桥或涵洞。上游距沟头距离较短的冲沟，可将沟填筑至边沟标高而不设置构造物。⑤涵位高度和形式的综合考虑。对位于容易产生泥石流的路段，最好采用一桥孔跨越，从而减少泥石流对桥涵的危害。⑥水塘下游处要重点考虑。当路线从山坡附近经过时，要设置涵洞以防止暴雨时溃坝淹没路基。⑦山区路段是否存在山泉要加以考虑。
以上是平面小桥涵布设的一般原则，由于在山区的高速公路设计中有很多不可预见的因素，这就要求在设计中要灵活运用，因地制宜。
3.3立面形式的设计
小桥涵的结构形式的设计要结合地形、水文、地质、路线的要求来确定。还要做到进口顺直、基础牢固、出口不落空。同时还要满足设计流量的要求，做到水流通畅。其中最重要的就是进、出口的处理。
当天然河谷、冲沟的坡度较缓时，小桥涵依照实际地形设置。按较小缓坡（i≤0.3%）向上游延伸设置涵底铺砌，要注意上游与原沟底坡度一致，如果容易产生较大冲刷的，则最好将小桥涵的铺砌标高比原沟底标高降低20cm左右，以保证原沟冲刷后小桥涵底面不高于河床。当天然河谷的坡度较陡（i≥3），而小桥涵基础通过缓坡处理时，常用的方式有将涵底做成分段阶梯型基础、调整涵洞方向、进出口处开挖砌护、出口跌水等方式。
四、养护及加固设计
小桥涵养护以预防为主。由于山区地形条件的影响,山区小桥涵比其它地区小桥涵更容易出现积水、淤泥、冰塞、冻涨等破坏。这就要求养护部门加大抽查频率,注意小桥涵铺砌裂缝的产生。如果发现了问题及时加固。小桥涵病害一般的原因有:地基承载力不足,填土压实不够,涵洞砌筑质量差等。加固设计一般以填土土压力与一个最不利演算荷载进行计算,加固材料一般是钢筋混凝土材料,根据计算结果进行加固配筋。常用的加固方式有注浆加固与衬砌加固,一般先对有病害涵洞进行灌浆补强然后在进行衬砌加固施工。
结束语
小桥涵设计是路线、路基、整体设计中的重要容,应引起足够重视，特别是对于设计中经常忽略的问题，应该谨慎对待，设计人员在任务分配时应因地制宜考虑小桥涵设计隐含的特殊性，小桥涵运营后期的养护与加固也是设计者应考虑的因素，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。
参考文献
[1]娄红生,杨建华.公路小桥涵设计的几个要素[J].建筑与发展，2009,(11).
[2]王文辉,牛天生,孟炜.对目前公路小桥涵设计的体会[J].黑龙江交通科技,2005,(3).
[3]高磊,小桥涵设计要点浅析[J].城市建设理论研究,2011,(16).