高速公路匝道圆曲线上的涵长变更计算

摘要：高速公路匝道施工弯道半径往往比较小，用传统涵长计算公式计算涵长，经实际应用，发现有缺陷，文章从理论上分析其原因。

关键词：高速公路匝道 圆曲线 涵长变更计算

1 概述

在高速公路互通立交匝道施工中，经常会出现斜交涵洞，而由于地理环境复杂等原因，经常会变更，这时就会涉及到斜交涵洞的计算问题，而由于施工单位缺乏设计方面的经验，经常通过传统涵长计算公式计算，而经实际施工，当时不能发现是否偏位，等填土填到一定高度后，才发现一边短一边长的实际情况，给施工单位造成一定的经济损失。

通常遇到这种实际情况时，都认为是涵洞施工放样失误或者路基放样错误，后来经过认真地、反复地检查、校核，无法发现放样错在哪儿。

传统涵长计算公式为：L=(B+m*H)/(cosθ±m*i0±m*i1*sinθ)

式中字母含义：B―路基的宽度、H――涵顶填土高度、m――路基边坡的坡度值、i0――涵底纵坡、i1――路基纵坡。

传统涵长计算公式经过长时间的实践，证明是对的。后来经过几个高速路的实践，研究分析发现，主要原因是匝道上半径偏小，按照涵洞传统计算公式计算，只会造成弯道内侧偏短，外侧偏长的实际情况发生。在这里，我举一个我们在一条高速公路互通立交匝道施工中遇到的一个涵洞例子，以说明在匝道圆曲线上的斜交涵长计算方法，供有志者分享。

2 实例分析

该涵洞为φ1.5m圆管涵，壁厚16cm，左右路基宽各7.75m，斜交35°，涵底纵坡i1=2%，路面纵坡i2=3.2%,边坡1：1.5，弯道半径R=90m。其断面图如下：

按照传统涵长公式计算，其涵长为：

L左1={7.75+[85.600-(74.625+1.5+0.16)]*1.5}/(cos35°-2%*1.5+3.2%*1.5*sin35°)

L左1=26.598m

L右1={7.75+[84.820-(74.625+1.5+0.16)]*1.5}/(cos35°+2%*1.5-3.2%*1.5*sin35°)

L右1=25.015m

经实际放样后，发现内侧（右）偏短，外侧（左）偏长，具体经分析，重新计算后，如下：

画图，以O为圆心，A为中心桩号，左侧路基宽FA移到CO上（CE=FA），右侧路基AG移到DO上（DB=AG），E、A、D为路基中心线上的点，则

OB=90-25.015*cos35°=69.509

OC=90+26.598*cos35°=111.788

OA=R=90

则ABO中，L右=AB=69.509/sin35°*sin[arcsin(90*sin35°/69.509)- 35°]=27.176m

ACO中，L左=AC＝111.788/sin35°*sin[35°-arcsin(90/111.788*sin35°)]=25.431m[1]

则通过计算，左侧涵长L左应为25.431m，右侧涵长L右应为27.176m

3 结语

通过计算结果分析，按传统涵长计算公式计算，则实际左侧涵长长L左= L左1- L左=26.598-25.431=1.167m。

右侧涵长短L右=L右1-L右=25.015-27.176=-2.161m。

可见，涵洞在弯道上等于向弯道内侧偏移了一段距离。至于偏移多少，应和半径大小、斜交角度、路基宽度、边坡坡度、填土厚度、路基纵坡及涵底纵坡都有一定的关系。在匝道上涵洞的实际施工中，如不注意涵长的计算是否符合整个路基的实际情况，一则导致施工单位无法挽回的经济损失，二则影响施工单位的名誉，所以，匝道上斜交涵长计算一定要引起施工单位的足够重视。

在其他类似的道路涵洞施工中，以上涵长计算方法提供了相关的解决思路，可以作为参考的解决办法。

参考文献：

[1]小半径弯道内斜交涵的涵长计算.筑龙网.

作者简介：

刘和春，出生年份：1966年，男，籍贯：安徽巢湖，主要研究方向：测量及路桥工程方面。