摘 要： 通过盖板涵和箱涵的计算方法比较，可以便捷的选出结构种类和结构模式。结合佛开高速公路扩建对成品油管道安全性的影响进行实例计算，采取盖板涵等保护措施以保证管道安全运行。
珠三角成品油管道鹤山—江门段建于2005年，沿佛开高速公路两侧伴行敷设。管径为一般地段φ 406.4×7.1 mm、穿越地段φ 406.4×9.5 mm，设计压力均为10.0 MPa，管道材质为L415，螺旋缝埋弧焊钢管，采用加强级双层熔结环氧粉末（加强级DPS）外防腐层加强制电流阴极保护，运行压力7.0 MPa，管道沿线芯光缆伴行敷设。因高速公路在原址扩建，造成输油管道与高速公路安全距离不足和被占压，需采取相应的保护措施。
（1）盖板涵内可先填土再盖盖板，能防止气体集聚；而箱涵内部难以填充密实，需在两端另设露出地面的通气管，既不美观也容易被破坏（图 2）。
（2）盖板涵是静定结构，适宜于地基承载力较好的地方；箱涵是多次超静定结构，结构稳定性好，适宜于地基承载力较弱处。
（4）盖板涵属于简支结构，盖板不与边墙或基座刚接；箱涵属于刚性结构，与盖板涵的配筋差别较大，更加复杂且要求更高。
（6）盖板涵可以预制盖板进行安装，施工简单，箱涵适合整体预制，整体现浇和顶进，施工工艺复杂。
根据《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61―2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力。
需要设定如下参数：汽车荷载等级、净跨径L0（m）、计算跨径L （m）、盖板厚d （m）、盖板宽b（m）、砼强度等级、受力主筋、钢筋间距（m）、钢筋轴心抗压强度fsd （MPa）、路面结构层和填土平均容重γ 2(t)、安全结构重要性系数γ 0、环境类别、单侧搁置长度（m）、填土高H （m）、净保护层厚度c （m）、砼轴心抗压强度fcd （MPa）、砼轴心抗拉强度ftd （MPa）、钢筋总面积As (m2)、盖板容重γ 1(t)。
根据《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60―2004)中4.3.4规定：计算涵洞顶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做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线关于车辆荷载的规定：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62―2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb 的规定: HRB335钢筋的相对界限受压区高度 x≤ξb· h0 。
JTG D62-2004中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算规定：对于板式受弯构件，公式可乘以1.25提高系数，即
JTG D62―2004 中6.4关于裂缝宽度验算规定: 环境类别为II类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20 mm。
板顶填土高度h0 （m）、土容重γ1 （t）、土的内摩擦角α0 （°）、盖板单侧搁置长度L0 （m）、净跨径L1 （m）、计算跨径L （m）、涵洞斜交角度α （°）、正标准跨径L2 （m）、板间接缝长度L3 （m）、横向钢筋等级、单侧基础襟边总宽b0（m）、洞身长度L4 （m）、盖板厚度 d （m）、盖板宽度b （m）。
根据需要受拉钢筋的最小截面积 As ，在涵洞中设计的受拉钢筋的截面积 Ar ，实际钢筋截面积 Ar ≥最小钢筋截面积 As ， 正截面强度满足要求。
设计荷载作用下的内力计算，计算水平土压力产生的弯矩，涵台基础距路面高度H ，破坏棱体长L ，荷载布置宽度为19 m,布载长度为5.5 m,等代土层为4.5 m，则
盖板及其之上填土压力 P1 =填土高×(标准跨径/2)×土容重+盖板厚度×标准跨径/2×盖板容重 ，涵台顶部的填土压力 P2 =填土高×(台顶宽-盖板搁置长度)×土容重 ，
佛开高速扩建项目位置处，汽车荷载等级最高为汽车―20级，净跨径L0 =8 m，计算跨径L =10 m，盖板厚d =0.05 m，盖板宽b =0.3 m，砼强度等级为、钢筋间距为0.4 m，钢筋轴心抗压强度fsd =4.2 MPa，路面结构层和填土平均容重γ 2=2，安全结构重要性系数γ 0=3，环境类别为二类，单侧搁置长度为0.6 m，填土高 H =1.2 m，净保护层厚度c =0.5 m，砼轴心抗压强度 fcd =3.4 MPa，砼轴心抗拉强度ftd =5.8 MPa，钢筋总面积As =3.3 m2 ，盖板容重γ 1=1.3 t。
经计算裂缝宽度Wfk =0.56 mm，不满足Wfk ≤0.20 mm的条件。斜截面抗剪承载力为3.2 MPa，而实际剪切应力的计算值为3.6 MPa，不满足安全要求。因此，佛开高速扩建项目实施后，无法保障石油管道的安全，需要增加保护措施。
经现场踏勘，并依据佛开高速扩建项目涉石油管道统计表进行现场排查后，输油管道与高速公路相对位置不足需要采取的保护措施见表 1。
对输油管道采取就地保护的方式，避免了额外征租地和工程时间过长的问题，可有效避免输油管道受到外力的影响造成管道变形、破裂等危害。在管道同高速公路相遇中，需要根据地质条件，公路要求等，合理选择保护形式。通过盖板涵和箱涵的计算方法比较，可以便捷的选出结构种类和结构模式，如有更加精确的计算模型或公式，望能深入探讨。
作者：陈宇红， 1969年生，本科学历，现任中国石化销售有限公司华南分公司茂名管理处处长，主要从事成品油管道储运的生产安全管理、外管道运营管理、储罐建设、管道改扩建等工作。
