公路小桥涵勘测设计.ppt

重庆交通大学 土木与建筑学院,公路小桥涵勘测设计,重庆交通大学 土木与建筑学院,第一节 小桥涵的作用与划分,一、小桥涵的作用 1、保证“路基”连续 2、保证水流畅通 3、保证行车无阻 二、体现 1、小桥涵要影响公路的造价，1520% 2、小桥涵要影响公路的使用 3、小桥涵要影响农业生产,重庆交通大学 土木与建筑学院,事物分类的重要意义 划分标准：多孔跨径总长 L 单孔跨径 L0,1、桥涵的划分,重庆交通大学 土木与建筑学院,单孔跨径 L0 ：指标准跨径 梁式桥、板式桥涵以两桥（涵）墩中线间距离或桥（涵）墩中线与台背前缘间距为准； 拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。,L0,L0,石拱涵,盖板涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,多孔跨径总长 L 仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥及涵洞的一个指标，梁式桥、板式桥涵为多孔准跨径的总长；拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离；其他形式桥梁为桥面系车道长度。 净跨径 Lj 对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；对于拱式桥是每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水平距离。,重庆交通大学 土木与建筑学院,重庆交通大学 土木与建筑学院,桥涵的划分,公路工程技术标准（JTG B01-2003）的规定,重庆交通大学 土木与建筑学院,小桥涵设计原则及基本要求,一、设计原则 1、技术、经济、合理原则 2、因地制宜，就地取材和便于施工养护 3、利于农业生产原则 4、标准化、装配式的原则,重庆交通大学 土木与建筑学院,2.设计要求,1）行车要求 （1）满足平、纵面线形标准要求。 （2）满足桥涵净空的要求。 2）排水的要求 （1）保证设计流量顺利宣泄 （2）保证桥下一定的净空高度,重庆交通大学 土木与建筑学院,2.设计要求,3）通航要求,重庆交通大学 土木与建筑学院,2.设计要求,4）跨线要求,重庆交通大学 土木与建筑学院,2.设计要求,5）满足设计荷载要求 6）桥上线形及桥头引道要求,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、测设任务、内容及步骤,一、测设任务 小桥涵测设包括小桥涵外业勘测和内业设计两部分 外业勘测内业设计完成两图两表： 小桥设计图， 小桥工程数量表， 涵洞设计图， 涵洞工程数量表。,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、测设内容,外业勘测 1、资料收集及勘测准备 2、小桥涵结构类型选择 3、小桥涵位置选择 4、拟建小桥涵址处测量 5、小桥涵址调查,内业设计 6、设计流量计算及孔径确定 7、小桥涵主要尺寸拟定 8、小桥涵立面布置 9、工程数量计算及施工图预算编制,重庆交通大学 土木与建筑学院,第二节、小型排水构造物的类型特点及适用条件 part 2 small structures for drainage,公路排水系统 排水系统是公路的结构组成之一，为了确保路基稳定，不受自然水的侵害，公路就要修建排水系统 纵向：边沟、截水沟、排水沟 横向：路拱、小桥、涵洞、 漫水桥、 过水路面、透水路堤、 倒虹吸涵洞、 渡槽,重庆交通大学 土木与建筑学院,急流槽,汇水面积,边沟,截水沟,急流槽,挡土墙,跌水,盲沟,截水沟,截水沟,涵洞出口,路基的排水出口,排水总体布置,重庆交通大学 土木与建筑学院,边沟,重庆交通大学 土木与建筑学院,一、小桥与涵洞,涵洞 culvert： 主要是为宣泄地面水流（包括小河 流）而设置的横穿路基的小型排水构造物。 小桥 small bridge： 是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（如人行小道、机耕道等）而建造的构造物。,重庆交通大学 土木与建筑学院,小桥与涵洞的区别,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、漫水桥,1、定义：允许洪水，设计洪短期淹没桥面的公路桥跨结构。 2、应用条件：适用于雨量集中，洪水历时短暂，河床宽浅，河滩宽阔，两岸地形平坦，公路允许短期阻车的低级公路。,重庆交通大学 土木与建筑学院,漫水桥,3、要求： （1）桥位中心线应与洪水的流向互相垂直避免斜交。 （2）桥孔沿河床横断面宜设在河沟较深的地段上。 （3）尽量减小桥面和桥墩台的阻水面积，上部结构与墩台之间必须连结可靠，避免水流的冲刷毁坏。,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、过水路面,1、定义：用加固路基及路基边坡的方式，允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物。 类型： 一般过水路面 混合式过水路面 2、应用条件 （1）宜在流速较小，无底砂运动轻微，并且公路允许短期阻车的宽阔漫流地区。 （2）当傍山公路与宽而浅，且无明显河槽的山坡流水沟相交时，可设一般过水路面。,重庆交通大学 土木与建筑学院,过水路面,（3）当过水路堤高度大于0.5m0.6m，在一些经常流水但流量较小的河沟上，可配置盖板明涵。 （4）当过水路堤高度大于1m时，过水路面可与箱涵、圆管涵或漫水小桥等混合使用。 3、要求： （1）过水路面沿路线方向的两端应伸出设计水位相应的淹没处之外。 （2）过水路面应顺水流向设单斜10%20%的路面横向坡度。,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、透水路堤,1、定义： 用块、片石砌成路基，利用石块间空隙排水的构造物。 2、应用条件 （1）一般只在水流较小，水流含砂量较小的低等级公路上使用，在寒冷地区受冰冻影响，不宜用透水路堤； （2）构造简单，改造公路纵断面时没有特殊困难，且能通过任何荷载，有良好的抗震能力； （3）在地质构造复杂，经常有地下泉水潜流或地基土质不佳的地区，做桥涵墩台基础有较大困难时，做透水路堤尤为有利。 3、要求： （1）水流含砂量小 （2）冲刷小,重庆交通大学 土木与建筑学院,五、倒虹吸涵洞,1、定义：当横跨公路的沟渠，水面与路面高度相差不多，（甚至水面高于路面），修建明涵或设渡槽均无法满足要求时，为避免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物。 2、应用条件 （1）泥沙及杂物（漂流物）少的沟渠, 流速不能太小 （2）管道不宜埋置过深，以填土高度不超过3m为宜。 3、要求 一般是配合农田水利所需而采用。,重庆交通大学 土木与建筑学院,六、渡槽,1、定义：当横跨公路的沟渠很高，在其下足以保证行车净空时，在公路上空架设的横向排水构造物。 2、应用条件 原水道与路基设计标高相差较大 3、要求 应满足道路对净空与美化的要求。,重庆交通大学 土木与建筑学院,其他小型排水构造物,重庆交通大学 土木与建筑学院,总结,与等级有关： 漫水桥 过水路面 透水路堤,与等级无关，与标高有关： 倒虹吸涵洞 渡槽,重庆交通大学 土木与建筑学院,第二章 小桥涵类型及选择,21 小桥涵的分类 一、按建筑材料分 木、石、钢、砖、砼、钢筋混凝土、预应力混凝土、其他材料,重庆交通大学 土木与建筑学院,材料图片,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、按构造形式分,1、小桥板、梁、拱 2、涵洞管、板、拱、箱 石拱涵：养护费用低，经久耐用，超载 潜力大 板梁涵：石盖板涵适用于小跨径 L2M,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、按填土高度分,1、明涵：填土高度F150CM 要计冲击荷载 适用于低路堤和挖方地段的涵洞，浅沟渠。 2、暗涵：填土高度F150CM （管涵、拱涵） 适用于填方较高的路堤，深沟渠。,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、按空数分,重庆交通大学 土木与建筑学院,五、按水力性质分,、小桥 自由出流判定条件：ht1.3hlj 非自由出流判定条件：ht1.3hlj 、涵洞 无压力式 半压力式 压力式（倒虹吸管涵）,重庆交通大学 土木与建筑学院,六、涵洞按洞身形式分按立面布置形式分,按进口抬不抬高：进口抬高式 进口不抬高式 平置式：斜置式：,重庆交通大学 土木与建筑学院,七、按适用功能分,排洪涵（桥） 灌溉涵（桥） 交通涵（桥）：人行地道 人行天桥 立交桥,重庆交通大学 土木与建筑学院,八、按洞身平面布置分 正交涵（桥）： =900 斜交涵（桥）：=450、600、750 曲线涵（桥）,重庆交通大学 土木与建筑学院,九、按施工方法分,重庆交通大学 土木与建筑学院,十、小桥常见类型,重庆交通大学 土木与建筑学院,22 小桥涵类型选择,一、选型原则：设计选用原则 1、应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需要，按照适用、经济、安全和美观的总原则进行设计。 2、公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、选型考虑因素 路（等级、任务、性质） 地（形、质、震） 水（文、力） 施工（工期、技术、水平） 造价 材料 养护,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、各类小桥涵的特点及选用条件,石拱涵（桥） 石盖板涵 钢筋混凝土板桥（涵） 钢筋混凝土圆管涵 钢筋混凝土箱涵 双曲拱桥 拼装式钢筋混凝土卵形涵洞 泄水涵洞 倒虹吸涵洞,重庆交通大学 土木与建筑学院,重庆交通大学 土木与建筑学院,石拱涵（桥）,重庆交通大学 土木与建筑学院,石盖板涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、小桥涵选型的综合分析,、桥和涵的选择 （）流量的大小 （）路堤高度和河沟深浅 （）地基情况，以及材料等确定 、孔数选择 （1）优先选择单孔 （2）在建筑高度受限制时可采用双孔 尽量不多于3孔,重庆交通大学 土木与建筑学院,重庆交通大学 土木与建筑学院,第三章 小桥涵勘测,一、小桥涵勘测的目的： 在于搜集和初步整理出小桥涵设计所需要的外业资料。 二、小桥涵勘测方法： 勘测工作应深入现场。 三、小桥涵勘测内容： 1、拟建小桥（涵洞）址处和形态断面处的测量和水文勘测。 2、工程地质和地貌调查。 3、气象尤其是洪水期暴雨资料的收集。 4、建筑材料的供源调查 5、原有桥涵构造物和水利设施的情况 6、当地对拟建小桥涵的要求,重庆交通大学 土木与建筑学院,31 勘测工具和资料收集,一、准备小桥涵勘测外业需用的仪器工具,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、小桥涵勘测有关的技术标准 三、地形图 一般应收集比例尺为1：100001：50000的路线地形图 四、水文资料 五、气象资料 六、地质资料 七、其他,重庆交通大学 土木与建筑学院,32 小桥涵的位置选择,一、择位原则 1、小桥涵位置应服从路线走向 特殊情况下: （1）考虑桥涵在技术上不可行 （2）考虑总体工程数量过份增加，经济上不可行 （3）考虑过份降低路线标准，造成路线线形不合理 2、以路基排水相配合，形成系统 3、维护天然水系，确保水流畅通，做到上游河段顺直，出口水流平稳 4、总体工程数量最省原则，以降低工程造价,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、小桥涵沿路线布设的布置,1、天然河沟与路线相交处 2、农田灌溉渠与路线相交处 3、路基边沟排水渠 4、路线交叉处 5、其他设涵情况,重庆交通大学 土木与建筑学院,（1）纵坡成凹形处,重庆交通大学 土木与建筑学院,（2）纵坡由陡变缓处,重庆交通大学 土木与建筑学院,（3）陡坡急变处 （4）截水沟出口设涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,5、其他设涵情况 （1）如铺设管线 （2）路线通过村铺、居民区 （3）路线经过低洼处 （4）与路基病害整治配合设涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、桥位选择,桥位选择则小桥定位，它主要是确定小桥的中心里程桩号及桥轴线方向，以及跨河时路中线位置。 1、选择地点： 桥位应选择在河面窄、水流平缓、河段顺直、地质良好的河段。,重庆交通大学 土木与建筑学院,（1）路线跨越河湾时， P16，图32：,最好，较好， 应避免。,图3-2 河湾处桥位,重庆交通大学 土木与建筑学院,（2）路线跨越两河流交汇处，P16，图3-3。,选在汇合口处下游(1.52.0)B以外,图3-3 河流汇合口桥位,(1.52.0)B,重庆交通大学 土木与建筑学院,（3）沿溪线跨越支沟外，P16，图3-4。,图3-4 大河倒灌对桥位的影响,选在受大河壅水倒灌影响范围之外。,重庆交通大学 土木与建筑学院,（4）沿溪线与桥位配合： 利用河湾、“S”形，P16，图3-5,河段以及适当斜交的办法跨河，以创造较好的线形条件。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、桥位中线应尽量与水流方向垂直、建成正交桥 若不能正交，则桥梁墩台轴线方向，应尽量与 水流方向平行。P15，图3-1。 为了减少水流对桥墩台、路基边坡的冲刷。 3、桥位应选择在有利于布设两端引道的河段 4、桥位选择应尽量与路线配合，以创造良好线形和景观,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、涵位选择,涵洞定位，通常是沿着已确定路线方向前后移动，以选择一个合理而又经济的位置。 1、路线跨越小河沟时：（l0500m) 条件：汇水面积F10.1km2 原则和方式： (1)、若两沟相距较近时，可采取合并办法。 P19，图3-13，a、b、c,重庆交通大学 土木与建筑学院,重庆交通大学 土木与建筑学院,（2）、在回头曲线时，可考虑改沟，取消涵洞。 P19，图3-13，d （3）、河沟较深，边坡稳定时，可采取岸坡设涵。 P18，图3-12,重庆交通大学 土木与建筑学院,（4）、具体定位时 平原区： 、沟心设涵 、河沟转弯时，改沟：裁弯取直或改移河沟 、注意设农田灌溉涵洞和设涵后出口对农田的冲刷 山岭及丘陵区： 、顺沟设涵 、裁弯取直 、改沟合并 、岸坡没涵 、开沟取消涵洞 、山脊线， 以排水沟代替涵洞,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、路线穿越农田排灌边沟排水涵 3、在路基边沟（或水沟）出口处，设置边沟排水涵 4、路线交叉处（平交、立交） 5、特殊用途的设涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,33 小桥涵测量,一、目的 1、实地检查、实地钉设（中心桩） 2、提供路线设计资料 3、提供内业设计资料 二、定位 1、定位 （1）涵洞定中心里程桩号，定斜交角度（2）小桥定桥梁中心里程桩号（或桥轴两岸控制桩里程）、定斜交角度、定跨河时路中线位置,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、概念 （1）、斜交角度 路线前进方向与水流方向间的（右侧）夹角 （2）、斜度900-路中线的法线方向与水流方向的夹角 3、定位方法 （1）、位于直线上桥涵的定位 可直接用花杆穿线（或用经纬仪穿线）的办 法确定中桩。 （2）、位于曲线上桥涵的定位 多用切线支距法（或偏角法）。,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、断面测量 1、要求 （1）小桥沿路线方向测河床上、中、下游三个横断面。 （2）涵洞沿涵轴线方向测河沟纵断面。 2、方法 （1）抬杆法 （2）经纬仪法 四、平面图测绘,重庆交通大学 土木与建筑学院,34 小桥涵水文勘测 35 小桥涵工程地质调查 一、目的及主要内容 二、勘测方法 小桥涵工程地质的勘测：以调查为主，挖（钻）探为铺 1、 工程地质调查 一般公路采用 2、挖（钻）探、钎探高等级公路采用,重庆交通大学 土木与建筑学院,36 小桥涵综合调查 一、建筑材料调查 二、原有桥涵调查 三、其它调查,重庆交通大学 土木与建筑学院,第四章 小桥涵流量与孔径计算 41 流量计算 1、现状： 2、流量计算的特点： 3、应用： 迳流形成法 暴雨推理法 形态调查法 直接类比法,重庆交通大学 土木与建筑学院,1、原理 迳流形成法是从分析汇水区形成和地面迳流的因素着手，从而建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量。 2、影响迳流流量的因素 （1）、暴雨特征 （2）、汇水区特征,一、迳流形成法,重庆交通大学 土木与建筑学院,3、迳流形成法计算公式 （1）、成因简化公式： 公科所简化公式： (m3/s) （汇水面积F较小） （2）、迳流流量经验公式： F1.0km2 (m3/s) 当有降雨资料时 F10km2 (m3/s) F3km2 (m3/s),重庆交通大学 土木与建筑学院,4、迳流形成法计算资料的收集 （1）、汇水面积F （2）、主河沟平均坡度Iz （3）、土壤吸水类属的确定 （4）、汇水区植被调查 （5）、水库、湖泊情况调查，,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、 形态调查法 1、原理 通过建立形态断面，进行洪水调查，确定比较可靠的某一历史洪水位及其相应的频率，同时确定历史洪水在形态断面上的过水面积，相对应的洪水比降i等资料，据以确定流速v，推算形态断面的历史洪峰流量Qn，进而求得规定频率P时的设计流量Qp。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、方法与步骤 （1）、选择形态断面，并进行形态和洪水调查； （2）、推算历史洪水在形态断面处的流量Qn； （3）、进行频率换算 （4）、桥（涵）址换算 3、形态调查法资料的收集 （1）、调查历史洪水及相应频率 （2）、形态断面测量及设置 （3）、洪水比降测量,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、直接类比法 1、原理： 此法是当公路路线所跨越同河沟上、下游附近存在原有小桥涵时，可通过对原有桥涵的泄流等情况调查，然后经过计算，推求出原有小桥涵在历史洪水情况下的通过洪峰流量，并换算为原有桥涵处的天然流量，进而推算出原有桥涵处拟建小桥涵规定频率P的洪峰流量。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、方法和步骤： （1）对原有桥涵的孔径尺寸及情况进行调查； （2）推算历史洪水在原有桥涵下的流量； （3）折算为原有桥涵处的天然流量Qt （4）进行频率周期换算方法同形态调查法。 （5）桥（涵）址换算方法同形态调查法,重庆交通大学 土木与建筑学院,3、运用条件 （1）能调查到可靠的桥涵前洪水积水高度及相应的洪水频率； （2）桥涵对水流压缩较大或较大洪水时，在桥涵处产生临界水流； （3）（桥涵下）无淤积物或冲刷坑； （4）无大河倒灌，无大、漂流物； （5）无泥石流现象； （6）洪水不漫出河槽； （7）原桥与新桥在同一水系。,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、暴雨推理法 1、原理 运用成因分析与经验推断相结合的方法，从实测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，从而间接地推求设计流量，它是一种半理论半经验的计算方法。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、方法和步骤 （1）、根据桥涵位置所处不同地区查雨力等值曲线，确定频率为P的雨力SP； （2）、确定汇水区几何参数：汇水面积F（km2），主河沟长度L(km)，主河沟平均坡度Iz()； （3）、计算损失参数和汇流时间； （4）、按公式计算设计流量Qp,重庆交通大学 土木与建筑学院,3、暴雨推理公式 （1）、公科所推理公式：,（2）、经验公式： 经验公式： 经验公式：,重庆交通大学 土木与建筑学院,42 孔径计算 一、孔径的概念 孔径：指桥涵下过水净空的大小，它是桥涵设计的基本尺寸。 通常桥梁孔径用孔数和单孔跨径表示： 213m。 涵洞孔径用孔数，单孔跨径和涵台高度表示： 2250200cm2 （孔数标准跨径涵台高度） 圆管涵则用涵管的孔数和内径表示： 2150cm,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、孔径计算任务 1、确定可以接受的壅水高度 2、确定河床进出口加固的类型和尺寸 3、确定桥面和路堤的最低标高 4、确定桥涵的孔径尺寸大小,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、计算特点 1、小桥 （1）、跨径与台高之间无一定比例关系，孔径计算主要是解决跨径长度问题； （2）、桥身断面的过水阻力小（桥台宽度较小），沿程阻力忽略不计； （3）、一般不加固河床； （4）、要求有一定的净空高度，计算时按水力学的宽顶堰计算。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、涵洞 （1）、跨径与台高之间有一定比例关系，其经济比例通常为1111.5， 孔径计算要解决跨径及台高两个关系； （2）、考虑洞身过水阻力的影响，因为过水孔道长而小； （3）、通常人工加固河床，提高允许流速； （4）、洞身水流可充满洞身并可触及洞顶。,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、比较 1、共同点 （1）小桥、涵洞都应控制桥下、涵内的允许流速； （2）都需控制桥涵前的壅水高度。 2、不相同点 （1）孔径计算任务不相同 （2）孔径的控制条件不相同 小桥：V 桥 V允许 （解决跨径长度） 涵洞：涵前水深和断面高宽的比例 （3）计算参数的选择不相同 （4）计算理论和计算公式不相同,重庆交通大学 土木与建筑学院,I、小桥孔径计算 一、概念 1、 自由出流： 当下游水深小于或等于临界水深的1.3倍时，桥下的临界水流状态不会受到破坏，水面二次跌落，桥下水深为临界水深hlj，则为自由出流。 判定条件：ht1.3hlj 2、 非自由出流： 当桥下游水深大于临界水深的1.3倍时，进桥水流不能推开下游水面顶托的影响，流速有所降低，水面仅一次跌落，桥下水深为天然水深ht，则为非自由出流。 判定条件：ht1.3hlj,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、孔径计算方法及步骤： 1、确定天然水深ht （1）、试算出：（2）、公式法： 2、确定桥下临界水深hlj 3、判定水力图式 当ht1.3hlj时，为自由出流。 当ht1.3hlj时，为非自由出流。 4、确定桥梁跨径长度L A、自由出流 B、非自由出流 5、计算桥前水深H 自由出流 非自由出流 6、确定桥头路堤及桥面标高,重庆交通大学 土木与建筑学院,、涵洞孔径计算 一、水力图式的判定 1、 无压力式： 2、 半压力式： 3、 压力式：,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、孔径计算 1、以无压力式例，总结涵洞孔径计算的步骤 （1）、初拟洞内净高hd （2）、计算壅水高度H， 估算公式： （ 为净空高度，查表14，通常取0.87） （3）、由简化公式485490 计算跨径，取整为标准跨径L0 （4）、检查L0、hd是否满足经济断面要求（1：11：1.5） （5）、若基本符合比例，则计算结束，否则重拟hd，重新计算，直至合格。,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、压力式涵洞设计时，注意要点： 由于洞内压力大，流速高，涵前积水深，因而水流对涵洞及路基的破坏性较大，一般宜少采用 （1）洞身应采用砼或钢筋砼结构 （2）一般只限于单孔涵洞 （3）下、下游进出口应加固 （4）洞身接头不漏水、渗水 （5）路堤及涵洞基底应按静水压力及渗透作用验算稳定性,重庆交通大学 土木与建筑学院,第五章 涵洞构造 51 涵洞的组成 由洞身和洞口组成 一、洞身 洞身由承重构造物（盖板或拱圈）、涵台、基础、铺底、沉降绛、防水层等组成。是涵洞的主要部分。 洞身的作用：承受荷载压力和填土压力等，并将其传递给地基；保证水流通过。,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、洞口,洞口连接构造物，连接（洞身、路基、河道）由进水口、出水口，沟床加固三部分组成。 洞口的作用：使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。 洞口分进水口和出水口，位于涵洞上游侧的洞口称进水口，起集纳水的作用；位于涵洞下游侧的洞口称为出水口，起扩散水的作用。,重庆交通大学 土木与建筑学院,52 洞身构造及立面布置,一、圆管涵 组成：管身、基础、接缝及防水层 1、管身 圆管涵用孔径d0： 50cm、75cm、100cm、125cm、150cm、200cm。 对应的管壁厚度：6cm、8cm、10cm、 12cm、 14cm、 15cm 管身多采用预制安装，其预制长度通常有50cm和100cm两种。 管身直径： d050cm 可不加钢筋而用素砼 d0=50cm 采用单层钢筋 d0=75cm200cm 采用双层钢筋,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、基础 （1）砼和浆砌片石基础 （2）垫层基础 （3）砼平整层 3、接缝及防水层 （1）平口接头接缝：柔性接缝，半刚性、刚性 （2）企口接头接缝,重庆交通大学 土木与建筑学院,二 盖板涵 组成：盖板、涵台、基础、洞身铺底、伸缩缝、防水层 1 盖板：（石盖板、钢筋砼盖板） 2 涵台、基础及洞身铺底圬工砌体,重庆交通大学 土木与建筑学院,3、沉降缝 目的：防止不均匀沉降 沉降缝设置的位置和方法： （1）洞身沉降缝 （2）其他应设置沉降缝处 凡地基土质发生变化、基础埋置深度不一、基础对地基的荷载发生较大变化处、基础填挖交界处、采用填石垫高基础交界处，均应设置沉降缝。 （3）均匀岩石地基上的涵洞 （4）斜交涵洞：斜交正做，斜交斜做,重庆交通大学 土木与建筑学院,三、拱涵 组成：拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施 1 拱圈 材料：石料，砼，砖等，常用等截圆弧拱 矢跨比：f0/L0=1/2、1/3、1/4， （ f0/L0 1/6坦圆拱） 拱圈厚度：d=25cm 40cm 2 护拱 3 涵台、拱上侧墙、铺底、基础 4 排水设施及沉降缝,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、箱涵（又叫矩形涵） 组成：钢筋砼封闭薄壁结构，基础 1、洞身 （1）、洞身根据需要做成长方形断面或正方形断面； （2）、因施工较困难，造价较高，仅在软土地基上采用； （3）、箱涵壁厚一般为=22cm 35cm； （4）、箱涵内壁面四个角处往往做成450的斜面； （5）、钢筋砼箱涵一般在高等级公路上使用。 2、基础 一般为双层结构，上层为砼结构，下层为砂砾石垫层 3、翼墙 4、变形缝,重庆交通大学 土木与建筑学院,涵洞附属工程： 防水层 沉降缝 进出水口处理 涵洞缺口填土等。,重庆交通大学 土木与建筑学院,五、涵洞洞身立面布置 1 对平原微丘区： 布置原则：铺砌顶面标高及坡度应与天然河 沟沟底标高及沟底纵坡基本一致 2 对山岭重丘区： （1）缓坡涵的布置 注意 填方涵洞 不能抛填 （2）陡坡涵的布置 注意 阶梯涵,重庆交通大学 土木与建筑学院,53 洞口构造及类型 组成： 进水口和出水口 常用类型：八字式、端墙式、跌水井、 扭坡式、 走廊式、平头式、流线型等， 其中前三种较常用,重庆交通大学 土木与建筑学院,一、八字墙洞口 0 重力式结构，构造简单 0 常用于河沟平坦顺直，无明显河槽且沟底与涵底高差变化不大的情况。 概念： 斜度：涵轴线方向的垂线与路中线的夹角 水流扩散角：沿涵轴线方向翼墙向外侧的张角， 由经验知，多采用30，且左右对称。 翼墙斜度：八字墙墙身与路中线垂直方向的夹角。,重庆交通大学 土木与建筑学院,1、正交时，正八字墙洞口（=0，= ） （1）适用条件：用于河沟平坦顺直，无明显河槽，墙高小于5时，能有效地收集水流 大于5时，圬工体积过大，使用不经济 （2）潜入式八字墙：有时为了缩短翼墙长度，减小墙身数量，并使涵洞与沟槽顺接，可将翼墙末端做成矮墙的形式，称为潜入式八字墙。 （3）直墙式洞口（=0，= =0）,重庆交通大学 土木与建筑学院,2、斜交时，斜八字墙洞口 涵洞与路线斜交时，有两种做法： 斜交斜做：洞口帽石方向与路线方向平行； 斜交正做：洞口帽石方向与涵轴线方向垂直。 （1）、斜交斜做 当时，叫反翼墙，此时=00最经济； 当时，叫正翼墙，此时=+600为宜 （2）斜交正做 正做洞口的翼墙一般采用正翼墙，较长一侧的翼墙叫大翼墙，较短的叫小翼墙 大翼墙，愈小愈经济 小翼墙，=时最为经济 端墙和帽石，可设计成斜坡式或台阶式,重庆交通大学 土木与建筑学院,二、端墙式洞口 端墙式（又称一字墙式） 1、特点： 2、适用条件：与八字墙类似 3、形式（灵活）： 端墙+锥坡 P71 图5-24 a, b 端墙+排水沟 图5-24 c,d 端墙+挡土墙 图5-24 e 4、锥坡式洞口（端墙+锥坡） (H5m),重庆交通大学 土木与建筑学院,三、跌水井洞口 1、形式： （1）边沟跌水井洞口 P72 图5-26 （2）一字墙跌水井洞口 P72 图5-27 2、跌水井使用条件： （1）涵洞进口开挖大，以及天然沟槽与涵洞 进水口涵底的高差较大； （2）天然河沟纵坡大于50%； （3）路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求。 3、跌水井的作用 （1）使河槽或路基边沟与涵洞进口顺利连接； （2）消能：使涵洞洞身免受跌水冲刷。,重庆交通大学 土木与建筑学院,四、扭坡式洞口 五、平头式洞口 六、走廊式洞口 七、流线型洞口,重庆交通大学 土木与建筑学院,54 沟床加固及防护 一、进水口沟床加固 1 加固措施 P73 2 注意事项 二、出口沟床加固 1 冲刷产生的原因及类型 2 出水口沟床加固防护的作用及类型 （1）作用： （2）类型 铺砌加固形式：一般铺砌加固形式， 延长铺砌加深截水墙 挑坎防护 P78 图5-44 特殊消能设施 急流槽 河沟落差较大 P79 图5-47 跌水（单级或多级） 消力池 消力槛,重庆交通大学 土木与建筑学院,第六章 小桥涵设计 61 小桥涵基础设计 一、一般要求 1、足够的设计强度；2、耐久性；3、稳定性 二、基础类型及选择 1 按建筑材料分 （1）石料基础（25#以上）（2）砖基础（7.5#以上） （3）砼基础（15#以上） （4）钢筋砼基础（15#以上） 2 按构造型式分。 整体式基础 分离式基础 3 按工作条件分 （考虑变形？） 刚性基础 柔性基础,重庆交通大学 土木与