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【摘 要】在现有铁路参考图中，小孔径盖板涵设计最大填土高为20～25m，大孔径盖板涵最大填土高为8～15m，而在部分山区铁路专用线设计时，高填方处常有立交功能需求，小孔径涵洞不能满足要求，通过与桥梁方式比较，在填土小于25m的情况下盖板涵优势较为明显，需对高填土大孔径盖板涵进行特殊设计。本文通过一处立交工点的设计，来对高填土大孔径盖板涵设计进行简单介绍。
【关键词】高填土；大孔径；盖板涵设计
一、工程概况及特点
（一）工程概况
本工程位于新建地方铁路张礼至台头线区间，根据立交协议及设计洪水流量选择孔径样式为1-4.0m钢筋混凝土盖板箱涵，涵洞轴线与铁路正交设置，轨底至板顶填方厚度约21m。
（二）主要技术标准
1.铁路等级：国铁Ⅰ级。
2.设计荷载：铁路荷载：中-活载
道路荷载：公路-Ⅱ级。
3.铁路股道数：单线。
4.道路行车道数：双向2车道。
5.涵内净空：使用净高不小于4.5m。
（三）设计要点
1.盖板涵结构可按以下假定进行计算：盖板按简支计算，其跨度为两支承中心间距离，不考虑由边墙所作用的水平反力；边墙计算假定其上端与盖板铰接，下端与基础刚性固接。
2.盖板拟采用C35钢筋混凝土，边墙拟采用C35混凝土，基础拟采用C30混凝土。
二、盖板设计
（一）荷载计算
荷载计算时顺涵轴方向取1m宽进行计算，路堤填方作用于涵洞的竖向压力应计入附加土重，但考虑到线路使用一定时间，土壤沉降稳定后，附加土重会逐渐减少以致消失，若时间再久，高填土路堤会产生“卸载拱”作用，是土重比土柱质量还轻。线路建成初期的附加土重实际是一种短期荷载，具有施工荷载或主加附荷载性质，因此设计时计入附加土重时按主加附容许应力设计，考虑土柱重时，按主力的容许应力设计。
由相关参数计算得到H/D值为2.48，查表并内插计算系数K为1.474，按上述两种情况计算荷载值如表1（单位为kPa）：
由上表得两工况荷载总和之比为1.426，而HRB335钢筋及C35混凝土主加附容许应力与主力容许应力之比，分别为1.278及1.3，故荷载工况1控制设计。
（二）内力计算
根据工况1所得荷载，盖板按简支结构受均布力的计算模型计算内力汇总如表2：
（三）钢筋设计
1.主筋计算。
盖板厚度一般按平衡配筋決定，同时考虑抗裂性验算的要求。盖板跨中厚度设计为1.46m，板端厚度为1.39m，跨中配置HRB335钢筋22mm规格30根。主筋拉应力、混凝土挠曲压应力、混凝土剪应力及抗裂性检算均满足规范要求。
2.箍筋计算。
箍筋采用HPB235钢筋10mm规格，双肢5个，间距15cm，其计算结果满足箍筋承受主拉应力要求。
3.斜筋计算。
通过支点处的斜筋为23根，其余7根弯起，检算支点截面混凝土剪应力及Ω0区段内布置斜筋均满足要求。
三、洞身边墙设计
盖板涵边墙仍取1m宽的结构进行计算，假定其上端与盖板铰接，下端与基础刚性固结（拟定边墙底宽度为2.45m）。
根据相应计算公式计算边墙底截面偏心及应力如下：
ΣM=1021.3（kN·m），ΣN=2078.5（kN），e=ΣM/ΣN=0.491（m）<[e]（容许偏心[e]=2.45/4=0.613m），墙身底截面面积A=2.45（m2），墙身底截面抵抗矩：W=2.452/6=1.0（m3）墙身底截面应力：
σmax=ΣN/A+ΣM/W=1869.3（kPa）
σmin=ΣN/A-ΣM/W=-172.5（kPa）
考虑应力重分布后的最大压应力：
σmax=2ΣN/3（B/2-e）=1888.8（kPa）
σmax=1888.8（kPa）<[σ]=13000（kPa）
检算结果表明拟定边墙底宽度满足要求。边墙中部各截面一般不控制设计，故仅计算边墙底截面即可。
四、洞身基础设计
涵身基础采用刚性联合基础，设计时取顺涵轴方向取1.0m宽结构进行计算。基底应力设计时按双侧有活载和单侧有活载两种工况考虑（拟定基础厚度度为2.0m）。
（一）双侧有活载
M0=0（kN·m），N0=6273.8（kN），基底面积A=9.1（m2），基底应力：
σm=ΣN/A =689.4（kPa）
（二）单侧有活载
M0=59.8（kN·m），N0=6269.2（kN），基底截面抵抗矩W=13.8（m3），基底应力：
σm=ΣN/A+ΣM/W=-693.3（kPa）
以上计算结果表明刚性联合基础基底底最大压应力系单侧有活载工况控制设计.σm= -693.3（kPa）<[σ]=800（kPa），基础设计满足要求。
五、结束语
高填土大孔径盖板涵设计重点除以上所述的三方面设计内容外，还因考虑“马斯顿”效应，合理设置涵背回填及盖板顶回填填料参数及施工措施。高填土盖板涵的翼墙设计在如无特殊要求的情况下，可采用标准设计。
参考文献：
[1]铁路工程设计技术手册《涵洞与拱桥》.北京：中国铁道出版社.1994。
【关键词】高填土；大孔径；盖板涵设计
一、工程概况及特点
（一）工程概况
本工程位于新建地方铁路张礼至台头线区间，根据立交协议及设计洪水流量选择孔径样式为1-4.0m钢筋混凝土盖板箱涵，涵洞轴线与铁路正交设置，轨底至板顶填方厚度约21m。
（二）主要技术标准
1.铁路等级：国铁Ⅰ级。
2.设计荷载：铁路荷载：中-活载
道路荷载：公路-Ⅱ级。
3.铁路股道数：单线。
4.道路行车道数：双向2车道。
5.涵内净空：使用净高不小于4.5m。
（三）设计要点
1.盖板涵结构可按以下假定进行计算：盖板按简支计算，其跨度为两支承中心间距离，不考虑由边墙所作用的水平反力；边墙计算假定其上端与盖板铰接，下端与基础刚性固接。
2.盖板拟采用C35钢筋混凝土，边墙拟采用C35混凝土，基础拟采用C30混凝土。
二、盖板设计
（一）荷载计算
荷载计算时顺涵轴方向取1m宽进行计算，路堤填方作用于涵洞的竖向压力应计入附加土重，但考虑到线路使用一定时间，土壤沉降稳定后，附加土重会逐渐减少以致消失，若时间再久，高填土路堤会产生“卸载拱”作用，是土重比土柱质量还轻。线路建成初期的附加土重实际是一种短期荷载，具有施工荷载或主加附荷载性质，因此设计时计入附加土重时按主加附容许应力设计，考虑土柱重时，按主力的容许应力设计。
由相关参数计算得到H/D值为2.48，查表并内插计算系数K为1.474，按上述两种情况计算荷载值如表1（单位为kPa）：
由上表得两工况荷载总和之比为1.426，而HRB335钢筋及C35混凝土主加附容许应力与主力容许应力之比，分别为1.278及1.3，故荷载工况1控制设计。
（二）内力计算
根据工况1所得荷载，盖板按简支结构受均布力的计算模型计算内力汇总如表2：
（三）钢筋设计
1.主筋计算。
盖板厚度一般按平衡配筋決定，同时考虑抗裂性验算的要求。盖板跨中厚度设计为1.46m，板端厚度为1.39m，跨中配置HRB335钢筋22mm规格30根。主筋拉应力、混凝土挠曲压应力、混凝土剪应力及抗裂性检算均满足规范要求。
2.箍筋计算。
箍筋采用HPB235钢筋10mm规格，双肢5个，间距15cm，其计算结果满足箍筋承受主拉应力要求。
3.斜筋计算。
通过支点处的斜筋为23根，其余7根弯起，检算支点截面混凝土剪应力及Ω0区段内布置斜筋均满足要求。
三、洞身边墙设计
盖板涵边墙仍取1m宽的结构进行计算，假定其上端与盖板铰接，下端与基础刚性固结（拟定边墙底宽度为2.45m）。
根据相应计算公式计算边墙底截面偏心及应力如下：
ΣM=1021.3（kN·m），ΣN=2078.5（kN），e=ΣM/ΣN=0.491（m）<[e]（容许偏心[e]=2.45/4=0.613m），墙身底截面面积A=2.45（m2），墙身底截面抵抗矩：W=2.452/6=1.0（m3）墙身底截面应力：
σmax=ΣN/A+ΣM/W=1869.3（kPa）
σmin=ΣN/A-ΣM/W=-172.5（kPa）
考虑应力重分布后的最大压应力：
σmax=2ΣN/3（B/2-e）=1888.8（kPa）
σmax=1888.8（kPa）<[σ]=13000（kPa）
检算结果表明拟定边墙底宽度满足要求。边墙中部各截面一般不控制设计，故仅计算边墙底截面即可。
四、洞身基础设计
涵身基础采用刚性联合基础，设计时取顺涵轴方向取1.0m宽结构进行计算。基底应力设计时按双侧有活载和单侧有活载两种工况考虑（拟定基础厚度度为2.0m）。
（一）双侧有活载
M0=0（kN·m），N0=6273.8（kN），基底面积A=9.1（m2），基底应力：
σm=ΣN/A =689.4（kPa）
（二）单侧有活载
M0=59.8（kN·m），N0=6269.2（kN），基底截面抵抗矩W=13.8（m3），基底应力：
σm=ΣN/A+ΣM/W=-693.3（kPa）
以上计算结果表明刚性联合基础基底底最大压应力系单侧有活载工况控制设计.σm= -693.3（kPa）<[σ]=800（kPa），基础设计满足要求。
五、结束语
高填土大孔径盖板涵设计重点除以上所述的三方面设计内容外，还因考虑“马斯顿”效应，合理设置涵背回填及盖板顶回填填料参数及施工措施。高填土盖板涵的翼墙设计在如无特殊要求的情况下，可采用标准设计。
参考文献：
[1]铁路工程设计技术手册《涵洞与拱桥》.北京：中国铁道出版社.1994。