浅谈某高填方涵洞通道的设计

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1、浅谈高填方涵洞通道的设计陆宇翔黄赞华（广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西南宁530011）摘要：本文分析了高填方涵洞通道设计中的关键问题，重点对涵台尺寸的验算、涵顶填土压力的计算及地基的处理进行讨论，并提出相应的看法和建议，为同类工程设计与施工提供参考。关键词：涵洞通道；涵台；土压力；地基处理；设计TheDesignofMassFillCulvertandTunnelLUYu-xiang（Aadcmyoftransportationplarrning,rcconnaissanccemddcsigningofGuangxi,Nannin

2、g,Guangxi,530011）Abstract:thearticleanalyzesthekeyproblemsinthedesignofmassfillculvertandtunnel,makesaemphasisdiscussionaboutcheckingcomputationofculvertwa11dimension,loadingcalculationsofthesoilfilledonthetopofculvertandfoundationtrcatmcnt,putsforwardcorrcspondingopinionsa

3、ndsuggestionsandgivesrefereneetosimilarconstructions.KeyWords:Culvertandtunnel；Culvertwall；Soilpressure；Foundationtreatment；Design0•前言涵洞通道是公路上常见的小型构造物，它是为了保证地面水流的宣泄、公路两侧交通流的正常运行而设置的，其设置的合理与否对整个公路的工程造价和使用质量有重要影响。近年来，随着山区高速公路的迅速发展，桥涵工程量所占的比例越来越大。由于山岭地区地形条件的限制，深挖高填是不可避免的，路线在跨越

4、某些U形或V形冲沟处，因地制宜地设置一些高填土的涵洞通道也是必要的。对于此类的涵洞通道，由于填土高超出了一般通用图的范围，常需进行单独设计。圆管涵一般适用于填土厚＜10米的情况，高填方（填土厚＞10米）的涵洞一般设计为盖板涵或箱涵。箱涵对地基条件的要求小，但它的配筋量较大，施工困难，造价高，它更适用于软土地基地段。一般的地质条件下，高填方涵洞更多的是采用盖板涵方案。盖板的配筋可按现行的技术标准、规范，根据结构设计原理的方法较易求得，目前也有许多通用图口J供参考。涵台台身尺寸、涵顶填土垂直压力的计算及地基处理是设计屮较为值得注意的问题，以下笔者

5、根据自己的设计体会，对这些问题提出自己的见解和看法，与同行一起探讨。1.涵台尺寸的验算涵洞通道的涵台材料一般为素混凝土，因此，涵台尺寸可采用《公路切工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)的公式进行强度和稳定验算，可把涵台看作为轻型桥台，按上下端为简支的竖粱进行计算。计算项口主要包括涵台的偏心距、偏心受压承载力、抗弯拉强度、抗剪强度、局部承压等。一般说来，抗压、抗剪、局部承压强度比较容易满足规范要求。在涵顶填土比较小的情况下，一般通过限制偏心距的办法來控制涵台尺寸的大小；若涵顶填土比较大，计算的偏心距e不满足W0.6s(s值为截面或换算截面

6、重心轴至偏心方向截面边缘的距离)时，规范规定按如下公式计算构件的承载力：YoNdW©——IV式中：轴向力设计值；Yo—结构重要性系数；A—构件截面面积，对于组合截面应按弹性模量比换算为换算截面面积；W—构件受拉边缘的弹性抵抗矩；仏记一构件受拉边层的弯曲抗拉强度设计值；e一轴向力偏心距；。一砌体偏心受压构件承载力影响系数。当构件截而的轴向力较小而偏心距e比较大，超过规范规定的限值时，截而的受拉边还有可能小于抗弯拉强度设计值，在这种情况下可按上述公式进行计算。按此公式验算，结构将不出现裂缝，因此就不需要通过限制偏心距的方法來控制结构的裂缝。由此可

7、见，对于高填土的涵洞通道，一般通过验算受拉边层的抗弯拉强度来控制涵台尺寸的大小。1.涵顶填土垂直压力的计算影响涵洞结构设计的因索冇多方面，对高填土的涵洞来说，控制荷载为涵顶覆土的垂直压力。公路规范一般按o=YH来计算土的垂直压应力，但此公式不能正确反映具休工况下涵顶的真实土压力。影响涵顶覆土垂直压力的因素较多，英屮涵顶覆土与其两侧土体的沉降差5是土压力大小的重要影响因素，考虑此影响，可按如下公式计算土的垂直压应力：o=KvH式

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10、：0—土的垂直压应力；K—不同工况下土的垂直压应力系数;Y一涵顶土体的容重；H—涵顶的填土高；两侧填土^////

11、////^4图1路堤填土沉降示意图如图1所示，在路基施工完成后，填土将发生一定的沉降，涵顶覆土与其两侧填土的沉降量有可能不一致，导致两者间产生摩擦力Fo若涵顶覆土的