对永久性桥梁和涵洞水毁问题的探讨

对永久性桥梁和涵洞水毁问题的探讨

摘要：随着我国社会经济的不断发展，路桥工程也有了长足的发展。桥涵作为道路跨越河流的主要交通设施，是保证洪水渲泄、运输畅通的一个重要设施。然而，随着水患的爆发，桥梁时有水毁事故的发生。本文从设计方案和施工技术等方面客观的阐述了永久性桥梁和涵洞水毁的原因，并给出相关的解决措施。

关键词：永久性桥梁；涵洞；水毁问题

一、前言

桥梁作为道路道路跨越河流主要设施，肩负着宣泄洪水，保证运输畅通的重任。公路涵桥的建设是根据公路的使用任务、性质和对未来发展的需求进行的，遵循着适应、经济、安全的原则。随着我国经济的不断发展，路桥工程的建设也越来越多，国家对其的投入也越来越大，所以对公路的质量和使用年限也有了更高的要求。然而，我国每年都会有很多洪水发生，对公路工程造成毁灭性破坏。例如：1985年以来，兴安盟发生了多次大洪水，在1998年水毁了桥梁125座。给我国的经济带来严重的损失。在我国历年的水毁桥涵数量中，大部分是永久性桥梁与涵洞。这些永久性桥梁和涵洞共同具有的特点就是建成年限短。在公路的建设中，永久性桥梁和涵洞的造价无疑是最高的，同时也是最为复杂的，对于社会的经济发展影响也是最大的。桥梁和涵洞水毁的原因主要有：1、施工技术达不到要求；2、自然灾害引起的坍塌、冲毁；3、设计方案不符合要求；4、超重、超载等认为损坏的。下文主要针对桥梁和涵洞的施工技术标准和设计方案等方面对永久性桥涵的使用年限和水毁的原因进行探究，并给出相关的解决措施。

二、永久性桥梁和涵洞的使用年限

1、永久性桥梁和涵洞的定义

永久性桥梁是指使用耐久性材料建造的能够长期使用的桥梁。这是根据《公路工程名词术语》中的定义来说的。根据《公路工程技术标准》中桥涵洪水频率的规定，对桥涵抵御洪水能力进行探讨。

2、我国《公路工程技术标准》的变革

（1）《公路工程技术标准》是制定工程的设计方案、施工、验收、检验等步骤的参考依据。我国在1951年到1956年期间总共颁发了三次《公路工程设计准则》，用以表示对公路工程的重视。在1972年到1997年又先后四次颁发了《公路工程技术标准》。每次有关公路技术的标准制度的颁发都比以往的标准有了很大的进步。随着我国经济的不断进步，公路事业的发展也越来越快，《公路工程

技术标准》中对于公路工程的要求也越来越高，相关的规范也越来越严格。然而，我国颁发的《公路工程技术标准》有关路基、桥涵的洪水频率标准从1972年至今，并没有很大的改观。

（2）对永久性桥梁和涵洞抗洪水能力的分析

抵御洪水的能力是根据桥梁涵洞的分级来说的。如果遇到规定设计频率的洪水，桥梁涵洞是不会产生水毁的；而遇到比设计频率高的洪水时，由于桥梁涵洞的结构比地基结构更强，那么首先会导致路基毁坏。而路基毁坏后，桥梁涵洞所受压力降低，一般情况下，桥梁涵洞不会毁坏。如果在路基毁坏的情况下，桥梁涵洞也发生水毁，那么就是施工质量、施工材料和基础深埋的问题。在大型桥梁中，是根据洪水的流量来设计孔径的。一般情况下，基础的埋深应该根据洪水的频率冲刷深度来设计，而且要比基础深度更深，同时考虑到河槽发育情况、地形地势、地质、冻深、最小安全值等。桥梁的高度设计一般是按照水纹计算的基础上设计的，同时还要和周围的环境相和谐，从总体角度来确定桥高。因此，桥的高度比计算值一般情况下要高。所以中型桥梁的排水能力应该比较大，可以宣泄高一档次的洪水。

三、桥渡方案的水文分析计算

1、桥渡方案的水文分析计算任务

在《公路工程技术标准》中对桥渡方案的水文分析与计算有着明确的规定。其中桥渡方案的水文设计要素是确定桥位设计所需要宣泄洪水的最大宣泄量和对应的水流速度、冲刷深度等为桥梁的形状、大小、长度、基础埋深和防洪结构的确定提供准确数据。目前我国水文站建立的时间比较短，所以比较少，尤其是对于中小型河流的观测更是几乎没有，仅仅依靠水文站的观测资料进行桥梁的设计的机会并不多。我国在建国以来，大肆的进行水利、铁路和公路工程建设，从而得到了很多的水文资料和相关的水文分析计算经验，对人烟稀少的地区也优良大量的水文计算。所以，在道路桥涵的设计中，应该根据当地的实际情况进行探讨，并认真调查，掌握洪水爆发的频率，针对于此进行桥梁涵洞的设计，使永久性桥梁和涵洞永久化。

2、计算水文的基础前提

对洪水流量的统计方法有很多，目前我国主要使用的方法主要和数理统计法有关。但是采用数理统计法进行水文计算必须遵循桥梁使用期，河流流域的气候、地势地貌、地质情况、周围环境不发生明显变化的前提，同时在河流中也不能存在大型水工建筑物，导致影响水流的因素。这在客观上表示了建立桥涵后洪水的爆发和建立桥涵前的洪水爆发频率是一样的。对以往的洪水爆发频率有所了解就能推断未来一段时间内的洪水爆发情况。但是，不能满足以上要求，如植被大幅度减少、上游修建水库等，那么就需要校正推算方法。

3、在分析计算中应该考虑到的影响因素

天气的变化是无常的，所以在实际分析运算中，除了上述条件需要满足外，还要对气象、全球的温室效应情况进行分析。目前由于气象、温室效应等因素带来的反常的灾害性洪水在地球上日益增加。例如兴安盟在1985年以来，连续有发生了洪水，甚至百年一遇的洪水，这将对洪水流量的统计量增加。同时，要注意水文流域面积的变化。在扎鲁特旗中，为了增加水源，在河流上修建了引水渠，将河水引进开发地区，这样就增大了该地区的桥涵洪水实际面积的变化。而且河床的发育情况和发展趋势也是影响桥渡方案的抗洪能力的一个因素。在没有发育完成的河床中，水流的冲刷计算要将河槽造槽深度的深度计算在内。

四、使永久性桥梁与涵洞永久性

永久性桥梁与涵洞的水毁因素中，最主要的是桥渡方案的设计，其影响到施工质量、使用年限、桥梁的养护等。

1、桥梁的形状和基础深埋

桥梁的抗洪能力和桥的结构有着非常大的关系。桥梁很高，一样有可能被洪水淹没。在洪水中，一般情况下会存在大量的漂流物，会对桥体产生冲撞，所以桥梁上部结构不适合使用桁架等结构型式。对于桥梁的下部来说，使用钻孔灌注桩不但经济实用，还能抵御洪水冲刷。

2、永久性桥梁与涵洞的建造投资

一般情况下，永久性桥梁和涵洞水毁重建需要增加适量的孔径和桥高，更要增加基础埋深，其造价要比前桥高。当发生水毁后，相当于重新修建了一次桥，总共投入了2.2倍以上的初始建桥费用，其中并不包括水毁抢通费用及水毁后社会运输效益的损失。为了能够使永久性桥梁和涵洞的抗洪能力满足要求，能够长期使用，增加投资成本是必不可少的，否则将会浪费更多的资源。

五、结语

《公路工程技术标准》中对于桥涵的设计有着严格的标准，因此对于超过桥涵设计洪水频率的洪水一般情况下是不能造成桥涵水毁的。所以施工单位在施工时应该采用抵御冻拔、冲刷的钻孔灌注桩技术来构建下部结构。为了使桥涵能够长期使用，增加对桥梁建设的投资是必不可少的。同时道路桥梁监督方面应该严格监督施工进度，确保施工过程中不出现任何意外，使永久性桥梁与涵洞具有永久性。

参考文献：

[1] 吴高峰 王斌锋 贺兵：《浅谈涵洞的野外勘测方法》，《科技传播》，2010年24期

[2] 孟贵生：《公路水毁的防治措施》，《黑龙江科技信息》，2011年14期

[3] 张晋龙 贾彩萍：《论山区道路的水毁防治技术》，《山西交通科技》，2000年02期

[4] 李霞：《浅谈涵洞的养护工作》，《山西建筑》，2008年23期