学文网【摘要】国内一些管理单位、高等院校以及设计单位通过对一些已建高速公路涵洞进行调查发现，相当多的涵洞存在病害。本文对公路涵洞设计进行了探讨。
【关键词】公路；涵洞；结构设计
前言
随着我国公路工程投资建设规模的快速发展，作为公路工程附属结构的涵洞的数量与日俱增。国内一些管理单位、高等院校以及设计单位通过对一些已建高速公路涵洞进行调查发现，相当多的涵洞存在病害，譬如：洞身不均匀沉降导致路面开裂；涵洞渗水、积水；洞身局部开裂；沉降缝错位、撕裂等等，不一而足。
1 涵洞定义
根据《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》(以下简称《通用规范》)第1.0.11条规定，桥梁和涵洞以单孔跨径5m为界，单孔跨径
2 设计规程、规范
与桥梁相比，涵洞的技术复杂程度较低、工程规模较小。但，因为它横穿公路，又不同于路外一般的排水构造物，结构措施不到位或地基处理不当都可能会产生病害并危及道路安全。
在《细则》颁布前，公路涵洞没有专用设计规范，仅在《通用规范》和《公路场工桥涵设计规范》（JTG D61-2005)中能见到一些原则性的、简单的规定，所占篇幅较少。设计人员采用的设计规范具有较大的随意性。结构设计人员往往首先采用自己最熟悉的本专业的规范，如：建筑结构规范、给排水结构规范、桥梁规范或水工规范等等，甚至经常出现混用不同规范体系的情况，这是很不合理的，可能导致设计结果在安全度、适用性方面留下隐患。随着《细则》的颁布实施，公路涵洞设计以公路体系规范作为设计依据，规范体系较为完整、全面，也更具针对性。
2.1 规程、规范的使用原则建议
2.1.1 建议以公路规范体系作为设计依据。
2.1.2 不同规范体系不能混用。虽然结构专业现行各规范体系基本都遵照以概率理论为基础的极限状态设计方法，但各规范体系所采用的目标可靠指标可能不同，如表1所示。各规范体系的材料强度分项系数、荷载分项系数、荷载组合规定、计算公式都不尽相同。显而易见，混用规范体系很容易造成设计结果的可靠度不足或偏大，因此，应避免这种做法。
2.1.3 各规范体系虽不能混用，但可以相互补充、局部引用。这主要指一些特定荷载的取值和计算方法、一些特定结构的结构分析方法、特定的构造措施等在不同规范体系之间的取长补短和相互借鉴。例如:过路圆形管涵的结构设计可以部分借鉴排水管道规范，因为排水管道规范关于管道及接口、管基的内容要比《细则》更为详尽，也更加权威。应该特别注意的是，为了避免混用规范体系，在局部引用其它体系规范时，一定要在设计依据中明确指出引用某规范的某一章节，甚至某一公式。那种将所能想到的规范名称统统列在设计说明书中的做法是不可取的。
2.2 建议采用的设计规程、规范
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004) ;《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04-2007);《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT-GD63-2007) ; 《公路工程抗震设计规范》 ( JTJ 004-89);《公路污工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) ;《给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程》(CECS 143 ：2002)第6一8章;《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》( CECS117：2000);《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 (CCES 01-2004,2005年修订版)。以上规程、规范应随着版本的不断更新采用最新颁布施行的版本。根据工程的具体情况，这些规范可适当取舍。
3 结构设计标准
3.1 设计基准期
《通用规范》第1.0.6条规定:公路桥涵结构的设计基准期为100年。
3.2 设计使用年限
***颁布的《建设工程勘察设计管理条例》第二十六条明确规定“编制施工***设计文件，应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要，并注明建设工程合理使用年限”。
目前，我国公路体系规范对于桥涵结构设计使用年限未做规定，这不仅与国际惯例不符，也与我国《建设工程勘察设计管理条例》的要求相背离。国际上对桥隧等基础设施工程的设计使用年限多为100年，且有进一步延长的趋势。如:欧共体规定为100年，美国规定为不小于75-100年，日本建筑学会规范规定为100年；在国内，现行铁路、地铁规范明确规定为100年，工民建规范规定为5-100年，且均为强制性条文。显然，在这方面我国公路体系规范已欠全面。为了适应国际化发展趋势并满足国内法律法规的要求，公路桥涵逐步完善设计使用年限的规定势在必行，设计单位、设计人员对此应有足够的认识。
设计使用年限指的是“正常设计、正常施工、正常使用、正常维护”条件下工程在技术性能上能满足安全和使用要求的最低年限。可以看出，体现设计人员责任的最主要部分是“正常设计”，内容包括采用合适的设计基准期、采用正确的原则和方法进行承载能力极限状态、正常使用极限状态设计以及足够耐久性的设计。在设计文件中列出设计使用年限并非意味着设计单位或个人单方面对设计使用年限的***承诺，它要靠设计、施工、管理与维护各方的共同努力来实现。
根据中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(以下简称《指南》)第3.2.2条，公路混凝土涵洞的设计使用年限分级为一、二级，对应的设计使用年限分别为100年、50年。见表2。
这样的规定是合适的，虽然涵洞的技术复杂程度较低、工程规模较小，但其维修、翻建或拆除不仅会影响路面结构，而且会影响到路基，不仅会造成较大的经济损失，对交通的干扰也很大，会严重影响道路的使用功能。
3.3 安全等级和结构重要性系数
建议涵洞结构的安全等级为二级，结构重要性系数γ0=1.0。
《通用规范》第1.0.6条、《细则》第9.1.2条规定:涵洞结构的安全等级为三级，结构重要性系数γ0=0.9，标准偏低，与《指南》规定的涵洞的设计使用年限不匹配。换个角度考虑，正因为涵洞在整个道路工程中所占比重较小，适当提高其设计标准还是划算的。
参考文献
[1]北京市市***工程设计研究总院.给水排水工程结构设计规范 ( GBJ69-84)编制说明.1984年
[2]冯忠居.公路涵洞设计细则(讲稿).2007.9
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