小议山区公路小桥涵优化设计及经济性分析

来源:用户上传      作者:林银姬

　　摘   要：山区公路作为国家基建项目工程开展的重点与难点，多年来，相关部门一直探索先进的施工技术与合理的施工方案。小桥涵作为山区公路建设重要组成部分，不仅关系到山区农业水利发展，同时维系山区经济基础建设。传统小桥涵建造技术虽然比较简单，但却暴露出诸多问题。在前期设计时，由于缺乏综合优化设计，往往造成工程预算超支、延误工期等问题。本文意在通过对山区公路小桥涵整体设计方案的深层次分析，探索相应优化措施，为降低小桥涵工程成本与提升工程质量提出行之有效的建议。
　　关键词：山区公路  小桥涵  优化设计  经济性
　　山区公路整体设计方案的制定，需要面对复杂的地质与自然问题。如何做到在结合施工地段实际情况的基础上，优化设计方案，保证工程质量，减少不必要的工程支出，是众多从业人员正在面对的难题。有关单位的工作人员应走出办公室，积极主动前往施工地点勘测实际情况，结合专业知识，全面考虑有关问题的解决办法。在解决实际问题的基础上，合理开展小桥涵优化设计，针对可突破点深入发掘合适的优化方案。
　　1  小桥涵的基本概念与重要意义
　　1.1 基本概念
　　小桥涵是统称概念，主要内容包括小桥与涵洞，涵洞与小桥建筑具有不同功能。山区公路在建设时，常常需要处理复杂、严峻的自然情况与地质条件。当公路面对规模较小的河流山川、天然山谷或者人为建造的建筑设施阻碍公路建设时，就可以配合小桥的使用解决该类问题。小桥多为多孔跨径结构，总长度一般为8～30m，而单孔跨径结构一般为6～20m。涵洞的主要作用为疏导排泄地面积水，基本构造是横穿路基、规模较小的排水建筑。涵洞的单孔跨径一般不大于5m。
　　1.2 重要意义
　　小桥涵建筑在实际道路施工时具有重要作用与现实意义，公路建设是国家基建项目工程的基础与重要组成部分，公路建设需要应对数量繁多，并且影响实际施工进程的复杂因素。小桥涵建筑规模较小，可以轻松自如地面对苛刻的地质条件与自然情况;特别是对于山区公路的基建项目，小桥涵建设关系到农村田地与水利水电等相关农业工程发展，有关部门应给予高度重视。通过结合多年来实际工程项目工作经验，小桥涵主要分布在以道路为主的伞线上，针对山区等地质复杂的地区，具有施工建设工作量较大，并且项目投资巨大等特点;根据实际估算，仅小桥涵建筑投入资金就需要大约占据整体建设工程投资的20%。介于此，小桥涵施工方案的设计与优化关系到总体建设资金成本支出，并且对工程整体质量产生较大影响。
　　2  山区公路小桥涵的优化设计
　　2.1 山区公路小桥涵位置选择
　　公路小桥涵的地理位置选择应结合施工现场实际情况，依照施工地点地形图合理制定小桥涵建造方案。工程建设方案优化的要点，在于以施工地点实际情况为基础，合理改进设计方案，因地制宜增强建筑设施的效用。首先，相关单位及部门应详细了解施工地段的地质条件与土质情况，结合资金投入与现有技术，设计小桥涵的数量与位置。小桥涵虽然能够增进公路应对复杂地貌的能力，但绝不是以数量的多少作为评判整体工程质量的标准。科学合理的位置与数量，才能真正发挥小桥涵的作用。山区公路建设旨在为该地居民提供与外界交流的渠道，而不是阻碍山区农业发展的天堑。
　　2.2 山区公路小桥涵平面设计
　　作为一项大型工程建设的基础，设计方案与图纸的完备是工程按期交付的必要条件。迎合实际、思虑周全、设计全面的设计图纸与方案能够有效规避实际施工时出现质量问题与安全隐患，特别针对施工地点复杂的山区公路建设项目。设计方应对施工地点全局把控，对不同问题对症下药，及时采取改沟设涵举措。例如：对河沟比较宽浅的河流，河流纵坡应是平缓的;对河床较浅，流量较小的河流，小桥涵功能方案设计应以防水、排水、引水为主，重点考虑在此地点设置小桥涵是否会对下游农耕田地产生影响。对两条距离比较近，并且水流平缓，汇水区面积极小的两条沟渠，在实际施工时可以适当对符合上述内容的情况，采取改沟合的办法，以此减小涵洞建造数量。
　　2.3 山区公路小桥涵结构类型
　　小桥涵结构类型的选用受到多方条件的限制，具有一定局限性。一般情况下，山区小桥涵结构类型需要考虑施工地段地形、水文情况、水力、项目成本预算、施工技术与机械设备、建材与日后建筑保养维护等多方面因素的影响。小桥涵设计应根据河流流量、河床纵坡以及沟谷深浅决定选用何种建筑材料。小桥涵在保证泄洪能力的前提下，尽量选择跨越水流飘浮物少且路堤高度适中的水流流域，此举可以有效减少涵洞建设成本;而当应对水流湍急或是流域内漂浮物较多的河流，并且河流两岸具有险峻深沟时，此时应选用小桥结构。
　　2.4 山区公路小桥涵勘测设计中关于河流流量计算的问题
　　水文条件，即关于小桥涵整体建筑流量的计算设计，主要内容如下：通过计算确定小桥涵的孔径与型式结构。主要的计算方法为暴雨推算法、直接类比法、形态调查法、径流形成法等;计算方法的选用依据应参照施工地区的地质条件、降水情况与自然条件等。通过实地勘测与调查，以获得的详实准确数据为基础计算小桥涵建设的水文条件。计算时应选用多种方法进行比照，以此检测计算数据的准确性与合理性。
　　3  山区公路小桥涵经济性分析
　　3.1 桥涵选址优化的经济型分析
　　由上文可知，小桥涵位置合理选取可以有效增进公路功能，并且相应缩减有关小桥涵建设的预算成本。桥涵位置选择与河流水位关系密切，会对河流水位产生较大影响。因此，有关企业单位的优化设计部门，可以通过将涵洞建造在封闭汇水区最低位置的举措改进设计方案。该举可以保障涵洞对水流排泄与控制涡流现象的功能达标，同时保证涵洞出口与水流走向高度一致。为维系小桥涵的基本功能，由于涵洞与原地面距离缩减程度比较大;设计方案在改进时，需要为涵洞增加两个竖井，借此控制地面差过度产生的影响与问题。但一个问题解决的同时，会产生新的问题。此项改进方案若投入使用，将会增加施工难度与成本投入，给施工方造成巨大压力。设计人员重新考量施工地点实际情况，针对问题产生的原因，选择将预先设定好的涵洞位置平移。这样，既减少增设两个竖井的资源投入，并且降低施工方施工难度。通过核算成本支出，这一项优化措施有效减少工程造价，同时保证整体工程进度加快。
　　3.2 地质影响控制的经济性分析
　　地质条件是影响山区公路建设的首要因素，有关单位需要依据施工地段实际地质条件，作出相应的优化改进措施。施工地点因为依山傍水，土质常年被积水浸泡，土质较为松软，该地段承载力较弱。为确保小桥涵建设工程质量，就必须对该地段的淤泥污水进行清理，选用土质相对硬实，并且不会对该地段生态产生影响的土壤回填，此举可以提高该地段承载力。该项优化方案需要优化之处，是小桥涵主要功能设计方向应为排水与通行。因为优化方案在实际施工时具有较大的难度，施工方仍能采取涵洞平移的方法改进;选用地势相对较高的地点，加以挖设疏通进水口，以此保证涵洞集水能力。施工方同时考虑涵洞对施工地段附近居民农田造成的影响，取消一些预先设计好的涵洞，通过边沟排水法替代涵洞，此举可以有效降低工程成本。
　　4  结语
　　山区公路建设情况复杂多变，相关施工单位不仅需要多方考量施工方案的合理性，并且应从维护施工地段附近居民利益的角度出发，尽力减少对耕田与水质的破坏。为山区修造公路是一项利国利民的大型工程，为的是造福百姓。有关单位应积极探寻完善的工程设计方案，结合实际情况合理进行小桥涵优化设计。
　　参考文献
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　　[2] 朱雪锋.公路桥涵设计探析[J].交通世界，2018（26）：131-132.
　　[3] 马秉生.山区公路小桥涵设计原则和优化对策[J].住宅與房地产，2018（22）：75.
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