TD65-04-2007第8.2节洞口构造.pdf

665 2012年4期西南公路XINANGONGLU 1 端式墙 又俗称一字式墙 一般在洞身端 1概述 部砌一垂直于洞身的挡土墙即是 见图1 其结构 简单 但水力条件欠佳 故仅适宜较窄的人工渠系或 1 1小桥涵在公路工程中的 地位 岩石沟床 无需集纳扩散水流 又无需加固沟床者 小桥涵虽然小 但数量多 据对全国195条公路 的统计资料 平均每公里4 6座 道 其投资占公 路总投资的20 56 1 2历史检验 1981年7月那场暴雨 仅四川就一次性冲毁小桥 475座 涵洞4647处 使不少路段几乎陷于瘫痪 其 中 既有水文勘测设计的失误 但更多是因为小桥 涵自身 特别是涵洞进出口 含沟床 设计处置不 翼墙式 八字翼墙 又俗称 八字式 当造成的 洞口由敞开斜置八字墙构成时 称八字式 见图 2颁布 公路涵洞设计细则 的意义 2 以其施工简单 工程量小 水力条件较好 曾 被列为最常采用的形式之一 其敞开角指翼墙基 在 公路涵洞设计细则 颁布以前涵洞设计只 线与水流方向的夹角 又叫扩散角 按最佳水力条 是在路线设计规范和桥梁设计规范中各附带几笔 件 进口宜13 出口宜10 但一般多依美观而 习惯设计成30 适宜沟床宽度大于孔径 需要集 纳 扩散水流者 其敞开角亦依此 扩散大小 而定 细则 从涵洞勘测 水文 当砌筑高度大于5m时 应按挡土墙验算其稳定性 水力计算 构造要求到结构设计皆予规范给出标准 3洞口类型及适用范围 笔者结合多年工作实践 就 细则 8 2洞口 构造 一节进行探讨 按水力条件 过涵水面曲线 可划分为普通型洞口和流线型洞口两大类 3 1普通型洞口 按其发展演变过程和关系分为下述七类 2 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007 以 下简称细则 的颁布 结束了涵洞设计没有独立的 标准或规范的历史 涵洞洞口设计探讨 兼论 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007第8 2节洞口构造 谢兴黄谢伟青 四川省公路工程咨询监理事务所成都 四川交通职业技术学院成都 1 6100412611130 摘要 涵洞洞口形成不仅关系到涵洞吞吐洪水 也关系到路堤的安危 洞口结构形式选择要与所在 沟谷的地形 地貌 水流量等紧密结合 对各种洞口类型及适用范围进行了介绍 提出防治水跃和利用跌水 消能是洞口设计成功的关键之一 关键词 中图分类号 文献标识码 涵洞洞口 水力条件 结构设计 图1端墙式洞口 图八字式洞口 直翼墙又俗称直墙式当涵洞一些涵洞采用 孔径与沟床宽度基本一致 无需集纳或扩散水流时 其敞开角亦为零 即可采用这种形式 其翼墙 相对较短铺砌圬工数量亦较小 由于目前设计涵洞 已偏向于不压缩沟床 故现在被列为最常用的形式 之一 有取代八字式之趋势 平头式 仅用于管涵 将洞口之端管按路 锥坡式 当沟床相对较宽阔 且孔径压缩 堤边坡特制成 领圈 状 见图7 仅适于涵洞对 又较大时 宜在端墙外配以锥形护坡即此式 见图 水流挤朿不大 且流速较小者 4 虽然铺砌 含锥坡 圬工量较大 但对较高 较大涵洞路堤边坡的稳定性特别有利 跌水井式 对傍山挖方路段的冲沟和以排 泄内边沟集流而设置的涵洞 因其进口涵底往往比 沟底还低 为衔接水流 常将涵洞进口前的这段冲 沟或边沟陡降为略低于涵底30cm以上的井池而谓跌 水井 见图5 兼起消能 沉沙作用 扭坡式 主要用于盖板涵 箱涵 拱涵之 洞身与较宽阔的梯形断面人工渠系的连接 将洞身矩 形过水断面渐变为人工渠系的梯形过水断面 见图 6 亦适宜我国南方水量较丰沛 自然沟床较深的 见图3 6 3 4 7 走廊式 由洞口两侧高度大致相等或平 行或末端渐次展开 过水断面渐次扩大 的翼墙组 成 见图8 可使涵前壅水 在进入洞身之前 提 早收缩降落 以减少其洞身计算高度 从而增大其过 流能力 适宜我国南方水量较丰沛 过水断面较深的 一些涵洞采用 5 图3直墙式洞口 图4锥坡式洞口 图6扭坡式洞口 图7平头式洞口 3 0 cm 图5跌水井式 注意 结构交界处应沉降缝 凡遇冲沟以跌水消能为宜 如 图所示 图走廊式洞口 谢兴黄 谢伟青涵洞洞口设计探讨 兼论 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007第8 2节洞口构造 4 2 8 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 665 2012年4期西南公路XINANGONGLU 1 端式墙 又俗称一字式墙 一般在洞身端 1概述 部砌一垂直于洞身的挡土墙即是 见图1 其结构 简单 但水力条件欠佳 故仅适宜较窄的人工渠系或 1 1小桥涵在公路工程中的 地位 岩石沟床 无需集纳扩散水流 又无需加固沟床者 小桥涵虽然小 但数量多 据对全国195条公路 的统计资料 平均每公里4 6座 道 其投资占公 路总投资的20 56 1 2历史检验 1981年7月那场暴雨 仅四川就一次性冲毁小桥 475座 涵洞4647处 使不少路段几乎陷于瘫痪 其 中 既有水文勘测设计的失误 但更多是因为小桥 涵自身 特别是涵洞进出口 含沟床 设计处置不 翼墙式 八字翼墙 又俗称 八字式 当造成的 洞口由敞开斜置八字墙构成时 称八字式 见图 2颁布 公路涵洞设计细则 的意义 2 以其施工简单 工程量小 水力条件较好 曾 被列为最常采用的形式之一 其敞开角指翼墙基 在 公路涵洞设计细则 颁布以前涵洞设计只 线与水流方向的夹角 又叫扩散角 按最佳水力条 是在路线设计规范和桥梁设计规范中各附带几笔 件 进口宜13 出口宜10 但一般多依美观而 习惯设计成30 适宜沟床宽度大于孔径 需要集 纳 扩散水流者 其敞开角亦依此 扩散大小 而定 细则 从涵洞勘测 水文 当砌筑高度大于5m时 应按挡土墙验算其稳定性 水力计算 构造要求到结构设计皆予规范给出标准 3洞口类型及适用范围 笔者结合多年工作实践 就 细则 8 2洞口 构造 一节进行探讨 按水力条件 过涵水面曲线 可划分为普通型洞口和流线型洞口两大类 3 1普通型洞口 按其发展演变过程和关系分为下述七类 2 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007 以 下简称细则 的颁布 结束了涵洞设计没有独立的 标准或规范的历史 涵洞洞口设计探讨 兼论 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007第8 2节洞口构造 谢兴黄谢伟青 四川省公路工程咨询监理事务所成都 四川交通职业技术学院成都 1 6100412611130 摘要 涵洞洞口形成不仅关系到涵洞吞吐洪水 也关系到路堤的安危 洞口结构形式选择要与所在 沟谷的地形 地貌 水流量等紧密结合 对各种洞口类型及适用范围进行了介绍 提出防治水跃和利用跌水 消能是洞口设计成功的关键之一 关键词 中图分类号 文献标识码 涵洞洞口 水力条件 结构设计 图1端墙式洞口 图八字式洞口 直翼墙又俗称直墙式当涵洞一些涵洞采用 孔径与沟床宽度基本一致 无需集纳或扩散水流时 其敞开角亦为零 即可采用这种形式 其翼墙 相对较短铺砌圬工数量亦较小 由于目前设计涵洞 已偏向于不压缩沟床 故现在被列为最常用的形式 之一 有取代八字式之趋势 平头式 仅用于管涵 将洞口之端管按路 锥坡式 当沟床相对较宽阔 且孔径压缩 堤边坡特制成 领圈 状 见图7 仅适于涵洞对 又较大时 宜在端墙外配以锥形护坡即此式 见图 水流挤朿不大 且流速较小者 4 虽然铺砌 含锥坡 圬工量较大 但对较高 较大涵洞路堤边坡的稳定性特别有利 跌水井式 对傍山挖方路段的冲沟和以排 泄内边沟集流而设置的涵洞 因其进口涵底往往比 沟底还低 为衔接水流 常将涵洞进口前的这段冲 沟或边沟陡降为略低于涵底30cm以上的井池而谓跌 水井 见图5 兼起消能 沉沙作用 扭坡式 主要用于盖板涵 箱涵 拱涵之 洞身与较宽阔的梯形断面人工渠系的连接 将洞身矩 形过水断面渐变为人工渠系的梯形过水断面 见图 6 亦适宜我国南方水量较丰沛 自然沟床较深的 见图3 6 3 4 7 走廊式 由洞口两侧高度大致相等或平 行或末端渐次展开 过水断面渐次扩大 的翼墙组 成 见图8 可使涵前壅水 在进入洞身之前 提 早收缩降落 以减少其洞身计算高度 从而增大其过 流能力 适宜我国南方水量较丰沛 过水断面较深的 一些涵洞采用 5 图3直墙式洞口 图4锥坡式洞口 图6扭坡式洞口 图7平头式洞口 3 0 cm 图5跌水井式 注意 结构交界处应沉降缝 凡遇冲沟以跌水消能为宜 如 图所示 图走廊式洞口 谢兴黄 谢伟青涵洞洞口设计探讨 兼论 公路涵洞设计细则 JTG TD65 04 2007第8 2节洞口构造 4 2 8 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 666 西南公路 2012 总目录西南公路 笔者在审图时常常看到如此设计 在雨季公路上亦3 2流线型洞口 主要指将洞身进口段从里向外逐渐升高 在洞曾碰到过如此水跃 正确设计是将进口沟床底改造 顶形成半个喇叭 流线 型 以减少其局部水头损铺砌成一段台阶 利用跌水消能 如前5所示 因 失 当其用于压力式涵洞 可保证将残留空气排为缓流变急必然要经过临界流 且产生平顺而急剧 尽 使水流得以充满 当其用于无压力式 则可增地水面降落 且利用每个台阶上出现的临界以上的 加涵前允许水深 提高其泄洪能力 水深作为水垫消能 实践证明其消能效果很好 除此之外 与普通型洞口布置毫无区别 也可 分为七类 但目前很少有人按此设计 大概嫌其麻 烦 不方便施工之原故 4斜交洞口布置 4 1斜交正做 5 2一字墙跌水井 可采取正交涵洞所有的各种类型 但为保证洞 目前 这种做法还比较 流行 先做涵洞 身端部与涵位中线垂直 其涵顶填土厚度必不一 再做洞口 致 为此 可顺其自然将端墙做成台阶式或斜坡 然而这种跌水井不符合按 水力学 和 河流 式 由于其水力条件欠佳 亦不会符合美学要求 动力学 的设计原理 一是未考虑水跃 二是未考 已基本上不再采用 虑消能与沉沙 水跃会直接冲入洞中 如图10所示 4 2斜交斜做 此乃设计大忌而被急流挟带而来的泥沙 亦将在水 为力求适应水力条件及美观要求 将洞身端部 跃静定后 堆积在洞中 严重影响泄洪 谨防路堤过 斜做成与路中线平行的这种形式最妥 其斜做洞口 水 又跌水井属在靠洞身侧开孔的四刚框架结构 的翼墙张角 应当依地形 地质 并视其所需集纳 当它不十分深阔时 可设计为四壁直立 等厚且较 或扩散水流之情况而定左右翼墙的扩散角亦可不 薄 以节省开挖和圬工 必要时 还可按整体式验 必一致 直翼墙的翼墙张角为零 算 以确定壁厚是否合理 又何必 拆分 它哩 凡斜交斜做的涵洞一般要求绘制平面布置图 而图10所示的做法虽省事 却易被水毁 对钢筋混凝土盖板涵为方便施工 最宜现浇 5防治水跃和利用跌水消能是洞口 设计的关键之一 以 细则 所绘跌水为例 简述说明如下 5 1边沟跌水井 纯粹的边沟跌水井很少 因为将内边沟的坡面 6结语 集流向外排走 往往不是孤立的 常常会选择在凹 涵洞在公路工程中占有重要地位 而涵洞洞口 曲底底部附近 且有冲沟之处 借自然沟槽泄洪 设计往往又是涵洞成败的关键 在选择洞口结构形 才不致发生引水去冲坡下房舍 田土 否则将开挖 式时要与所在沟谷的地形 地貌 汇水面积 水流 泄洪渠 量等紧密结合 并进行水力 水文方面的计算 作 冲沟下来的洪水 会因急流变缓流而发生水跃 好消能和防治水跃 不能直接照搬 细则 中的构 如图9所示 亦称射流 挑流 当山洪足够大时 造形式 水跃会冲上路肩 轻则影响行车 重则冲毁路面 图9边沟跌水井水流示意图 图10一字墙跌水井水流示意图 钢筋混凝土桥梁设计与施工中钢筋弯折半径与 长度扣减值计算 于健许钦 65 第一期 总第121期 岩土工程 行业动态 水平深孔控制爆破在广陕高速公路危岩处理中的应用 高位奋进 加快发展 实现四川交通跨越发展上大台阶 廖永和孙云华向可明 67 的目标高烽 2 其它 建设管理 美国NCAT环道试验的研究发现 2000年 2010年 成德南高速公路建设项目管理浅析 黄兵 11 孙程光张光勇 71 高原高速公路房屋建设特点 道路工程 曹钢周平蒋跃等 78 G317线俄岗路季节性冻土路基处治分析与设计 李升甫马洪生唐国汉 15 第二期 总第122期 生态公路理念在西南山地公路建设中的应用研究 李万明 19 水泥路面白加黑改造技术在三环路路面改造中的应用 道路工程 孙程光张光勇 22 G317线俄尔雅塘至岗托段公路改建保通设计与对策 粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响 达生润 25 陈登春李升甫何云勇等 2 国道318线东俄洛至海子山公路改建工程A2段路基设计 浅析气泡混合轻质土在山区高速公路滑坡路堤填筑中 刘明刚蔡贤俊黄厚罡 27 的应用 李勇文丽娜 张斌 6 乐山至雅安高速公路A2段公路排水综合设计 某三级公路稀浆封层配合比快速设计方法 黄明欢 10 刘明刚王强 30 山区高速公路弃土场设置及防护反思 桥梁工程 张斌李勇文丽娜 32 乐自高速公路岷江特大桥总体设计 刘清华 13 隧道工程 大跨径钢混结合箱梁施工技术方案 郑孝强 17 跨高速公路现浇桥支架施工问题研究 常浩 20 苟家山隧道进出口浅埋施工技术 张东许海峰 35 浅谈高墩大跨桥梁C60高强混凝土泵送施工技术 自进式管棚在溶洞处治中的应用 李锦华向可明 39 朱如荣田松柏代秦元 23 薛城隧道千枚岩地层围岩塌方处理方法研究 雷文敏 43 桥墩系梁设计对结构地震响应的分析 桥梁工程 彭伟向正松吴方燕 29 剑阁长岭大桥桥面连续的简明计算与构造 黄舣长江大桥主梁钢混结合段施工工