高速路涵洞方案比選研究范文
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《北方交通》2014年第五期
1涵洞設計流量計算
1.1徑流形成法徑流形成法是從分析匯水區域的形成和影響地面徑流的因素(如暴雨強度、匯水面積、匯水時間、土壤類別、地表植被等)入手，建立相關因素和設計流量的關系。
1.2暴雨推理法暴雨推理法是一種半理論半經驗的計算方法，通過損失參數和匯流時間來計算設計流量，公式體現我國南北方的地區差異性，其中各地的雨力等值線、土壤分類等參數可以查詢相關圖表。
1.3地區經驗法國內大多省份在考慮到各地的流域特征、氣候等多種因素基礎上，建立起了當地的計算小流域面積洪水流量的方法，誤差范圍較小，也有一定的參考價值。
2涵洞泄水能力確定
在經過多種水文計算比較，確定涵洞設計流量之后，下一步最重要的就是確定涵洞的孔徑，也就是涵洞的水力計算。但目前的《公路涵洞設計細則》對水力計算的影響參數考慮過多，應用較為不便。所以本文將參考相關資料，給出適合北方地區的流量計算公式。另外，已有的《公路橋涵標準圖》中對于蓋板涵的泄水能力計算，給出的涵洞凈跨徑和目前常用的凈跨徑不符，所以本文將結合實際，對原有的標準圖進行補充和完善。高速公路新建涵洞必須設計為無壓力式的，根據《公路橋涵設計通用規范》，涵洞內頂點至洞內設計洪水頻率標準水位的凈高應符合表1。采用式(4)～式(7)，對目前高速公路中常用尺寸的涵洞，給出相應的泄水能力計算，具體計算結果見表2～表4，該表的出現，對設計人員在已知設計流量情況下，擬定涵洞尺寸，具有極其重要的意義。
在求出高速公路常用尺寸的涵洞泄水能力后，對涵洞方案比選就比較簡單了。本文作者結合多年設計經驗，綜合考慮各種涵洞的優缺點、適應性、安全性及經濟性，分類別給出了涵洞位于不同區段、不同地質條件、不同填方高度的方案比選結論。(1)涵洞位于軟土地基無通行需求時，采用波紋管涵;有通行需求時，選用箱型通道，需配合地基處理。(2)Qp處于(0～10m3/s)互通、樞紐范圍時，優先采用鋼筋混凝土圓管涵;正常段落時，考慮后期養護，優先采用2m跨徑的蓋板涵。(3)Qp處于(10～20m3/s)高填土路基段，優先采用2m跨徑的拱涵;正常段落時，優先采用3m跨徑的蓋板涵。(4)Qp處于(20～40m3/s)高填土路基段，優先采用3m跨徑的拱涵;正常段落時，優先采用4m跨徑的蓋板涵。(5)當Qp在40m3/s以上時，可考慮多孔涵洞與小橋的方案比較。需要強調的是，多孔涵洞的經濟性及泄洪能力較小橋差。
4結論
高速公路涵洞方案的最終確定，受現場地形、地物、荷載等級、填土高度、地基承載力、通行需求、當地建筑材料、工程造價等諸多因素影響，單獨考慮一個或者兩個因素，很難最終確定一個涵洞的建設方案，本文僅從涵洞最基本的功能—排水入手，研究出對于不同設計流量范圍，應選用的涵洞結構型式，旨在為廣大設計人員提供一定的參考。
作者：王東單位：山西省交通規劃勘察設計院