暗板涵的填土高度分析
(1.锡林郭勒盟乾图交通设计有限责任公司；2.锡林浩特市交通局，内蒙古 锡林浩特 026000)
摘 要：针对高等级公路中的暗板涵，存在的病害通过对暗板涵的设计与施工的实践，总结分析了暗板涵的最小填土高度的确定方法。
关键词：暗板涵；填土高度；填料分析
中图分类号：U449 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)05—0091—02
由于涵洞跨径小，造价低，在低等级公路中对它不够重视，公路上往往出现了很多涵洞病害，如桥头跳车等，严重影响行车的平稳性和安全性。随着国民经济的超速发展，交通事业蒸蒸日上，日新月异，高等级公路的建设进入了快车道。在高等级公路中选择什么形式的涵洞，成了非常重要的主题，通过暗板涵在高等级公路中的广泛的应用，达到了良好的效果。以国道207线锡林浩特至乌日图塔拉段一级公路为例，此公路全长94km，全线设暗板涵90道，虽然暗板涵在此条公路中所占比例较少，但是如果暗板涵在设计和施工中得不到很好的实施，将直接会影响此条公路的工程质量。因此，暗板涵的设计与施工是否得当，对公路整体工程质量和结构使用效果将有很大的影响。下面从两方面阐述分析暗板涵的填土高度对工程的影响。
1 暗板涵的填土高度对工程的影响
1.1 分析暗板涵的结构受力特点
以装配式钢筋混凝土正交暗板涵为例，上部构造设计要点为：预制板按简支板计算内力，不考虑涵台传来的水平力；计算涵洞上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下按30°扩散，当几个车轮的扩散线相重叠时扩散面积以最外边扩散线为准。下部构造设计要点为：计算涵台内力时，将分离式基础盖板涵结构型式简化成盖板与涵底铺砌为横向支撑，涵台为上下端简支的竖梁，承受台后的水平压力；对整体式基础盖板涵涵洞，按一端简支，一端固定的竖梁计算；台后荷载换算成土柱高度，计算台后土压力；基底承压应力按平均应力计算。当板上填土高度逐渐增大，可变荷载对结构的影响逐渐变小，当填土高度达到一定高度时，可变荷载对结构的影响不再明显，也就是上部填料对冲击作用缓冲明显，对结构震动幅度很小，使结构不会产生疲劳破坏。众所周知，暗板的危险状态主要是由于抗弯能力不足而引起的，当板上填土高度增大时，由于填土减弱了车辆对结构的动力作用，使局部剪力值下降，但填土超过一定高度后，虽然车轮对结构的作用仍然在减少，但恒载对结构的作用变的越来越明显，支点剪力的增加主要来自恒载，并且其增加程度大于车轮对结构的衰减速度，致使剪力值回升，因此涵洞规范规定暗板涵的填土高度不宜大于10m，不宜小于0.5m，如果小于0.5m，必须做成明板涵。
1.2 分析暗板涵的填料因素
高等级公路的暗板涵上的填料一般分为路面结构层、土层。国道207线锡林浩特至乌日图塔拉段一级公路路面结构为7cm沥青混凝土高级路面，基层、底基层均为20cm厚的水泥稳定级配碎石，垫层为20cm厚天然碎石，路面结构层共计67cm。涵顶填土厚度较小的涵洞，在荷载作用下台身会产生较大的偏心距，设计必须考虑适当加大了按弯曲抗拉强度验算条件计算的台身宽度。考虑到暗板涵上填料的压实是施工中最难控制的，如何确保洞顶压实度符合规范要求，给设计与施工提出了更高的要求。此段公路是这样做的，暗板涵上的填料厚度最小按92cm控制，最大填土是312cm，除了保证路面结构层外，必须再保证有一层填土，这样一来为施工压实带来了便利，填土应合理使用填筑材料，选用摩擦角大、强度高、透水性好的填料，如砂砾、砾石、级配碎石、石灰稳定土等，还要提高填筑材料的压实度，影响填土压实效果的主要因素有含水量、碾压层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数等，首先要调整填筑材料的含水量，由击实试验所得的击实曲线图有一峰值，此处的干容重为最大，称为最大干容重，与之对应的含水量则称为最佳含水量。只有在最佳含水量的情况下压实效果最好，同时其压实的土水稳定性最好；其次，压实机械对一定含水量填筑材料的压实状态有很大影响，填土分层的压实厚度、压实遍数和压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，施工当中，洞顶填土高度不足0.5m厚时，严禁采用机械压实，只允许人工夯实；0.5～2m，采用静压，静压吨位15t以下；2～3m，振动压路机的激振力只允许20t以下。由于在设计时充分考虑了填料的施工因素，使施工质量达到了要求，国道207线锡林浩特至乌日图塔拉段一级公路竣工三年来，暗板涵至今没有出现病害，为此条公路带来了很好的社会效益。
2 结论
通过以上对暗板涵填土的设计与施工的分析，总结了暗板涵对填土高度的要求，优化了暗板涵的设计与施工方法，为暗板涵的广泛应用打下了良好的基础。
［参考文献］
［1］ 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.（JTG D60-2004）［S］.
［2］ 中华人民共和国行业标准.公路涵洞设计细则.（JTG/T D65-04-2007）［S］.
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