[文章]：小桥涵设计中的几点不同看法

qinhl96

　?摘要　本文对小桥涵设计提出了几点不同看法。?
　?关键词　小桥涵设计　圆管涵　盖板涵

Some Difference views in small Bridge design
Zheng Chao yi
(Zhoukou Highway Administration Section)

　?Abstract?Some difference views in small bridge design have been presented in this paper.?
　?Key words?Small bridge designPipe culvertSlab culvert

　　为适应国民经济的发展，满足运输的需要，按照公路规划要求省内各主要干线公路的技术等级将逐步提高到二级或二级以上标准，在对现有公路的改善或改建中，将会遇到许多小桥涵的建设。小桥涵设计多采用1982年版《公路小桥涵手册》，手册对圆管涵从直径50cm至6.0m，每种类型又分成正交90°、斜交45°、60°、75°四种型式，该手册既便于设计，同时又便于施工，是一本具有很高参考价值的工具书。现对其中设计谈3点不同看法，供商榷。?
　?1圆管涵管节的节头处理?
　该《手册》设计圆管涵每节长1m，节头采用三油两毡柔性节头，沥青麻絮填缝，以避免由于路基出现不均匀沉陷，造成管节受剪切力而破坏。该设计从理论上讲是可行的，然而对施工却造成很多麻烦，增加工序，延长作业时间，浪费人力。在施工中，个别不负责任的承包商或施工人员为了加快进度而不讲质量，不严格按设计要求填塞沥青麻絮或减少刷油遍数，使节头处封闭不严而发生渗水，浸透路基而造成基层强度降低，路面出现沉陷，从而破坏路基路面的结构，为了避免出现上述现象，应尽量减少管节节头。以平原二级路为例，规范要求圆管涵涵顶填土高度不小于50cm，二级路路基宽12m，路面宽9m，一般平原地区路基高度在1.5m左右，这就要求管身长达到16m，采用每节管身长2m管代替1m管在许多地区都采用了，营运后，效果很好。即使这样还存在很多节头，从车辆荷载对管身作用的影响分析就要从最不利荷载对管身影响开始，而在路基横断面上找车辆最不利荷载就是车辆在该断面某个部位通行次数即作用次数较集中的部位。据观测在9m宽的路面内作用次数最多的位置如图1所示：


　　即车辆单向行驶时通常所处的车位边轮距油路边1m～1.5m位置最多。?
　　由于管身数量根据填土高度的不同存在两种型式，即单数管和双数管，而管节的奇偶性决定管身布局的不同，因此可按两种图示分析车辆对管身的作用影响。?
　　(1)从图2荷载分布可知。车辆荷载有1、2、3、4节共同分担，即使车辆靠中线行驶，其荷载同样有1、2、3、4分担。考虑到不同方向的车辆荷载不同，可在1与2之间设柔性节头，而同向的2和3，3与4之间可设成刚性节头，4与5之间设成柔性节头。





　　(2)从图3荷载分布可知，车辆荷载单向有1、2、3号共同分担，虽然有一部分力有反向的1号管承担，但分配的力较少，如同向的1、2、3号刚性相接，那么这部分较少的力又传递给另外2、3号管，而作用其上的力就管身本身具有的抗压及抗折能力就足以满足这部分力的要求，考虑到不同方向的车辆荷载不同，故可在1号与1号之间设置柔性节头，而单向的1号与2号，2号与3号之间可设成刚性，而3号与4号之间设成柔性。这样刚柔节头布局可总结为：?
　　单数管：路中心管与单向路基管之间设柔性，而单向路基宽度内管内节刚性，路基与边坡之间的节头设柔性，路肩以外边坡范围内的管节设刚性。?
　　双数管：路中心下设柔性，单向路基宽度内管节设刚性，路基与边坡之间的节头设柔性，路肩以外边坡范围内的管节设刚性。?
　　这样采用刚柔相接的方法设置节头，省时省力便于施工，同时也保证了管身的强度及稳定性。?
　?2桥头搭板在盖板涵设计中使用?
　　在桥梁设计时，为了避免因桥头与台背填土不均匀沉降产生高差造成桥头跳车而设计搭板，这种设计同样也可用到盖板涵设计中，虽然盖板涵跨径小，造价低，如搭板用到设计中会增加一定量的造价，但是与其产生的效果相比，这点增加的投资是微不足道的。?
　　在盖板涵施工中，首先是按照设计尺寸开挖基坑，而开挖的基坑宽度一般比设计跨径大2～3m，均摊到每侧，其宽度的富余量即为1.0～1.5m，在板安装后就要处理台背填土。在如此狭小的作业面内大型压实机具无法利用，只能采用小型夯实机具，如蛙式夯，链条夯等。即使在0～80cm范围内采用低剂量的石灰土处理，但是由于面窄，边多死角多，要达到压实要求，难度较大。事实上，常常会出现台背填土与两侧路基及涵背沉降量不一致，造成一定的沉降差而出现跳车现象，路面与台背接头部位出现病害如网裂、拥抱、啃边等，严重时会因填 土范围内产生不同程度的病害而导致整个结构的破坏。而避免出现跳车现象的最好办法就是在涵背后设置搭板，同时可适当减少基坑的开挖宽度，仅可供操作小型夯实机具即可。搭板长度设计可根据盖板涵的跨径大小不同控制在1.0～1.5m，在老路基上设置枕梁。这样通过 搭板的作用，减少行车荷载对台背填土的影响，降低其沉降量。并可把车辆荷载均匀分布到基层下面，避免了不均匀沉陷。同时避免面层因台背填土密度不均匀而产生沉陷、网裂等病害，减少水对基层的侵害，对保证基层强度减少养护经费，延长其使用寿命，都起到很好的作用。
　?3现浇小跨径盖板涵?
　　按《手册》要求盖板涵均设计成预制板，在施工中，如存在跨径、交角相同的盖涵，统一预制，即节省制模材料，也省时省力，在设计上，盖板涵的形式是根据实地的不同情况而决定的，一条被改善的路段会出现各种不同跨径与交角的盖板涵，如盖板都设计成预制，会给施工单位带来一些麻烦，增加制模时间，模板的重复使用率较低，投入的人力多，工期较长，不利于施工。面对上述情况，如采用现浇，小跨径斜交的板涵更能体现该方法的机动、方便的特点。只要台帽强度一到就可采用满堂支撑立模，桥面铺装与板同时浇筑，两道工序合成一道，即可满足设计要求，又可减少工作时间，模板不受板的外型结构限制，制作方便、迅速，可重复使用。但该方法受到跨径的限制，一般适用于跨径不大于0.3m的板涵，因为小桥涵施工多采用木支撑，而混凝土的自重大，当跨径大于3.0m时，其跨中木底模的载重能力明显减弱，纵向位移明显增大，混凝土板厚均匀度不易控制，因此当跨径大于3.0m时，仍可采用预制。

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　?关键词　小桥涵设计　圆管涵　盖板涵

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