公路小桥涵勘测设计：第六章 涵洞构造 (2)

1、第六章 涵洞构造,第一节 涵洞组成 第二节 涵洞洞身构造 第三节 涵洞洞口形式及构造 第四节 涵洞进出口河床加固及防护,第一节 涵洞的组成 由 洞身 和 洞口 建筑两部分组成。 一、洞 身 洞身通常由承重结构(如拱圈、盖板等)、涵台、基础以及防水层、伸缩缝等部分组成。 钢筋混凝土箱涵及圆管涵为封闭结构，涵身断面由箱节或管节组成。 为了便于排水，涵身还应有适当的纵坡，其最小坡度为03。,二、洞口建筑 洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。 洞口建筑由进水口、出水口 和 沟床加固三部分组成。 洞口的作用是： （1）使水流进出顺畅； （2）确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。 为使水流安全顺畅地通

2、过涵洞，减小水流对涵底的冲刷，需对涵洞洞身底面 及 进出口底面 进行加固铺砌，必要时在进出口前后还需设置调治构造物，进行沟床加固。,第二节 洞身构造及立面布置 一、圆 管 涵 主要由管身、基础、接缝 及 防水层组成。 1 管身 管身是管涵的主体部分，通常由钢筋混凝土构成。 管径有0.50m、0.75m、1.00m、125m、1.50m、2.00m六种。 管身多采用预制安装，其预制长度通常有0.5m和1.0m两种。 当管身直径do0.5时则采用 单层钢筋。 当直径为0 .75200m时则应用 双层钢筋。,圆管涵管身可有刚性与柔性之分： 当整节钢筋混凝土圆管无铰时为刚性管节； 当沿横截面圆周对称加

3、设4个铰时称柔性管节。,单孔及双孔圆管涵管身断面：,2基础 1) 混凝土或浆砌片石基础 （管座） 一般用于土质较软弱的地基上。基础厚度20cm，混凝土标号10号，基础顶面用C15级素混凝土做成八字斜面，使管身和基础连接成一体。 2) 混凝土平整层 在岩石地基上，可不作基础，仅在圆管下铺一层垫层混凝土，其厚度一般为5cm。,3) 垫层基础 在砂砾、卵石、碎石及密实均匀的粘土或砂土地基上，可采用砂砾石做垫层基础。垫层厚度 t 值视土质情况确定。 对于卵石、砾石、粗中砂及整体岩层地基t=o， 对于亚粘土、粘土及破碎岩层地基t=15cm； 在干燥地区的粘土、亚粘土、轻亚粘土及细砂地基t=30cm。,3

4、接缝及防水层,圆管涵多采用预制拼装施工，为防止圆管接头漏水，应作接缝处防水处理。 1）接口形式 平口、套接、企口三种 平接：管涵一般用此 套接：套管、套环两种(可用于低压的有压式管道) 企口：很少用,2)平接口构造： 刚性接口、半刚性接口、柔性接口三种。 （1）刚性接口 适用条件： 管基落在原状土上，土基密室、土质均匀。 设刚性管座（水泥混凝土管座)的接口： 水泥砂浆抹带、 钢丝网水泥砂浆抹带。,（2）半刚性接口 预制钢筋混凝土套环 石棉水泥 接口 一定程度上可防不均匀沉降，故较可靠； 地基较弱时用。,（3）柔性接口 填方上涵管； 地基不均匀； 非刚性管座的管节接口：砂或石灰做的弧形土基。 图

5、a，接缝用 热沥青浸炼过的麻絮 填塞，再用厚lmm2mm、宽15cm一20cm的铁皮缠扎，铁皮缠扎可做成两个半箍的形式，然后夹起来。 图b，接缝用热沥青浸炼的麻絮 填塞，然后用热沥青 填充，最后用涂满热沥青的油毛毡 裹 两层或用热沥青浸炼的防水纸八层，粘合在外表。,3）企口构造,4）防水层,防渗水侵蚀，一般用塑性粘土，厚度15-20mm.,二、盖板涵 由盖板、涵台、基础、洞身铺底、伸缩缝及防防水层等部分组成。,1盖板 盖板是涵洞的承重结构部分，可有石盖板或钢筋混凝土盖板。 跨径2m以下，石料丰富时，一般用石盖板。厚度随填土高度和跨径而异，一般15cm-40cm。一般石料强度等级应在MU40号以

6、上。 跨径大于2m 或 无石料地区，宜采用钢筋混凝土盖板，其厚度为25cm30cm，跨径为150m500m。,2涵台、基础及洞身铺底 一般用浆砌(或干砌)块、片石构成。砂浆强度等级为M5号。基础厚度一般60cm，铺底厚度一般为30cm。盖板涵的涵台(墩)宽度a及b,涵台(墩)基础宽度al和b1各自的常用值见表62。,3沉降缝及防水层 涵洞沿洞身长度方向应分段设置沉降缝，以防止不均匀沉降。 1) 涵洞与急流槽、端墙、翼墙等结构分段处设置沉降缝。沉降缝应贯穿整个断面(包括基础)，缝宽约2cm3cm。 2) 沉降缝沿洞身每隔3m6m设置一道； 3) 凡地基土质发生变化、基础埋置深度不同或基础地基压力

7、发生较大变化以及基础填挖交界处； 4) 凡采用填石抬高基础的涵洞，间距不大于3m。 5) 置于均匀岩石地基上的涵洞可不设置沉降缝。 6) 斜交正做涵洞，沉降缝与涵洞中心线垂直； 斜交斜做涵洞，沉降缝与路中心线平行，但拱涵、管涵的沉降缝应与涵洞中心线垂直。,沉降缝应用填充料填筑 1）基础顶面以下，填嵌沥青木板或沥青砂板，也可用粘土填入捣实，并在流水面边缘用1：3水泥砂浆填塞，深约15cm。 2）在基础顶面以上，接缝处 外侧 以热沥青浸制麻筋填塞，深度约5cm，内侧 以1：3水泥砂浆填塞，深约15cm，中间如有空隙可以填粘土。 3）在基础顶面以上，应顺沉降缝周围设置粘土保护层，厚度约20cm。,涵

8、洞防水层的作法如下： 1）各式钢筋混凝土涵洞的洞身及端墙，在基础面以上，凡被土掩埋部分的表面，均涂以两层热沥青，每层厚lcm1.5cm。 2）混凝土及石砌涵洞(包括端、翼墙)被土掩埋部分的表面，只需将圬工表面做平，无凹入存水部分，可以不设防水层。 3) 钢筋混凝土明涵，采用2cm厚防水砂浆或4cm6cm防水混凝土。 4) 石盖板涵盖板顶可用10cm15cm草筋胶泥糊顶防水层，并将表面做成拱形，以利排水。,三、拱涵,由拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施等部分组成。,1拱圈 拱圈是拱涵的承重结构部分，可由石料、混凝土、砖等材料构成。常采用等厚的圆弧拱。矢跨比常用12、13、1

9、4。一般不小于14，矢跨比小于16的叫坦圆拱，坦圆拱仅在建筑高度受限时采用。,拱涵的常用跨径为l00cm、150cm、 200cm、 250cm、 300cm、400cm。 拱涵拱圈厚度一般为25cm35cm。 石拱圈可有干砌和浆砌两种 拱圈厚度可按经验公式计算,2涵台(墩) 涵台(墩)是支撑拱圈并传递荷载至地基的圬工构造物。台(墩)高一般为50cm400cm， 台顶宽为45cm140cm，台身底宽为70cm一260cm，墩身宽度为50cm140cm。 涵台基础视地基土壤情况，分别采用整体式或分离式。 小跨径涵洞,对于松软地基上的涵洞，可采用整体式基础。 对于较大跨径的涵洞，宜采用分离式基础。

10、用支撑梁防止涵台台身在台背土体作用下产生水平位移，支撑梁用钢筋混凝土材料。台身施工完毕、涵底铺砌前支模施工支撑梁，一般原位现浇。,3护拱 作用：用于保护拱圈，防止荷载冲击。常用白灰砂浆或水泥砂浆砌片石构成。 护拱高度一般为矢高之半。,4拱上侧墙、铺底：多用水泥砂浆砌片石构成 拱上侧墙：指的是在实腹式拱桥 拱圈以上 沿桥纵向两侧设置的 挡土墙。 实腹拱桥：将桥腹用石或混凝土充填密实； 空腹拱桥：在大拱的左右拱肩上加筑小拱的桥拱，称空腹拱。,上图：空腹拱桥 下图：双曲空腹拱桥,5排水设施及沉降缝 排水设施设于拱背及台背，其作用主要是排除路基渗水，使拱圈免受水的浸蚀，以确保路基稳定。 沉降缝设置方法

11、同盖板涵。,四、箱涵 整体闭合式钢筋混凝土框架结构，有良好的整体性和抗震性能 。 箱涵施工较困难，造价高，仅在软地基及高等级公路上采用。 主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等部分组成。,1 涵身 涵身由钢筋混凝土组成，洞身断面一般为长方形或正方形。 2翼墙 翼墙在涵身靠洞口侧的两端，与洞身联成整体，为钢筋混凝土薄壁结构。壁厚一般为31cm41cm。 翼墙主要用于洞身与进出口锥坡的连接，支挡路基填土。 当采用八字墙洞口时，可不作翼墙。,3基础 箱涵基础一般为双层结构：下层为砂砾石垫层，厚度为40cm70cm；上层为混凝土结构，厚10cm。 4变形缝 变形缝均设在洞身中部，连同基础变形缝设置

12、一道。,主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等部分组成。,箱涵基础一般为双层结构。上层为混凝土结构，下层为砂砾石垫层。,翼墙在涵身靠洞口侧的两端，与洞身联成整体，为钢筋混凝土薄壁结构。壁厚一般为31cm41cm。,变形缝均设在洞身中部，连同基础变形缝设置一道。槽口设于顶、底板上面和侧墙外面。,五 倒虹吸管涵,按材料分类： 1钢筋混凝土管（圆管及箱型管） 2预应力钢筋混凝土管(有纵向预应力钢筋) 3钢管 4预应力钢筒混凝土管 按结构形式分类： 1竖井式 2缓坡式（进出口是斜坡明渠） 3斜井式,倒虹吸涵洞造价较高，接头处易漏水，易淤积堵塞，养护困难。,六、钢波纹管涵（桥）,优点 1，管节薄，

13、质量轻，易存放运输（拼接）组装快 2，柔性结构，抗震强，适应较大沉降变形 3，受冰冻、软土地基膨胀及湿陷黄土影响小 4，减少水泥、沙石用量。 缺点 1，粗糙系数大 2，耗钢材多,下列地区优先考虑：,1，不良地基（冰冻、软土地基膨胀及湿陷黄土） 2，人力资源缺乏地区（高海拔） 3，沙石缺乏地区 4，应急抢修，救灾,谨慎使用：,高速公路重要路段（钢材有腐蚀危险，使用寿命有限） 泥石流，排泄沙石流量大，流速高区段。 高填土（不同的施工方法，上部土对涵洞的压力不同，不一定等于上部填土重）。 大孔径、非圆截面。,七 通道,第三节 涵洞洞口形式及构造,涵洞洞口类型很多：八字式、端墙式、跌水井、扭坡式、平头

14、式、走廊式、流线型等。 八字式、端墙式、跌水井是常用的形式。,一、八字式洞口 1正八字式洞口 八字墙为重力式墙式结构 特点：构造简单、建筑结构较美观，施工简单，造价较低。 常用于河沟平坦顺直、无明显沟槽，且沟底与涵底高差变化不大的情况。,当墙身较高时(一般大于5m)，使用不够经济。 八字墙墙身砌筑对石料的形状和规格要求较高，一般需要用块片石搭配料石砌筑。 为缩短翼墙长度，减少墙身数量并使涵洞与沟槽顺接，可将翼墙末端做成矮墙的 潜入式八字墙.,八字翼墙墙身与路中线垂直方向的夹角叫扩散角。 按水力条件考虑、进口水流扩散角以 为宜，出口扩散角不宜大于 ，但工程上扩散角多采用 ，并且左右翼墙对称。 扩

15、散角过大则靠近翼墙处易产生涡流，致使冲刷加大，需因地制宜灵活设置。 当=0时，八字墙墙身与公路中线垂直，叫直墙式洞口。 适用于涵洞跨径与河沟宽度基本一致。 直墙式洞口翼墙短且洞口铺砌少，较为经济。,二、斜八字式洞口 斜交洞口：当涵洞与路线斜交时 基本做法 斜交斜做：洞身端部与路线平行。 斜交正做：洞身与正交相同，洞口端部高度调整。,翼墙斜度：1，2；（路垂线与翼墙夹角） ：水流扩散角，即沿涵轴线方向翼墙向外侧的张角， ：路垂线 与 涵洞轴线的夹角。也是涵轴线方向的垂线与路中线的夹角(即涵洞的斜度)，,反翼墙： 时，2= - 正翼墙： 时, 1= + ,（1）斜交斜做洞口：洞口帽石方向 与 路轴

16、线方向平行时。,正翼墙, 当1愈大，翼墙的工程数量亦愈大， 160度为宜。 反翼墙，当2=0时，翼墙工程数量最小，最经济。,（2）正做洞口：当 洞口帽石方向 与 涵轴线方向 垂直时。,正做洞口的翼墙一般采用正翼墙。 长的叫大翼墙； 短的叫小翼墙。,大翼墙的 角愈小愈经济， 小翼墙的 = 时最为经济。,斜交正做洞口的洞身与正交涵洞洞身相同，因而设计、施工比斜做洞口方便。但洞身长度比斜做时要长些，工程数量有所增加。 正做洞口由于两个翼墙的高度不同，因而其伸出的长短亦不一致，其翼墙尾端的连线应与路中线平行。 端墙和帽石可做成台阶式或斜坡式两种。,比 较：,在涵台两端修一垂直于台身并与台身同高的矮墙叫

17、端墙(又叫一字墙)。在端墙外侧，用砌石的椭圆锥坡或天然土坡或砌石护坡或挡土墙与天然沟槽和路基相连接，即构成各种形式的端墙式洞口 。,二、端墙式洞口,a)、b)沟床稳定、土质坚实情况用。 c)洞口有人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟上用。 d)为改善水力条件可在c)的沟底设置小锥坡 e)仅在洞口路基边坡设有直立式挡墙时才采用。,端墙配 锥形护坡洞口是最常用的一种洞口。 它比八字墙洞口水流条件要好些，因而多用于宽浅河沟或孔径压缩较大的情况。 其稳定性和经济性比八字墙好，因而它更适用于涵台较高的涵洞(一般大于5m) 。 能适应各种不同路基边坡的情况，灵活性比八字墙较强。,涵洞与路线斜交时，锥坡洞口一般

18、多用斜交正做洞口 可做成斜坡式或台阶式,当 天然河沟纵坡度大于50 或 路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求 时用。 边沟跌水井洞口：适用于内侧有挖方边沟涵洞的进水口 一字墙跌水井洞口：适用于一般陡坡沟槽跌水。,三、跌水井洞口,为使洞口与人工灌溉渠道水流顺畅，避免产生过大的水头损失或减少冲刷或淤积，用一段变边坡的过渡段。,四、扭坡式洞口,如过渡段过短，使扩散角过小，则宜引起主流脱离边墙而产生回流，致使水流过度集中，使下游渠道产生冲刷。进口收缩过渡段长度一般为渠道水深的46倍，出口扩散段还应适当加长。过渡段长度可用经验公式计算。,常用于钢筋混凝土管涵，因需制作特殊的洞口管节模板，费用较高，仅适

19、用于大批预制。 平头式洞口节省材料4585，但其水流条件较差，比八字墙洞口宜泄能力减少8一10。 除有条件较大数量生产使用外，一般很少采用。,五、平头式(领圈式)洞口,1、正交 2、斜交,六、走郎式洞口 走廊式洞口建筑由两个前后高度相等的平行墙构成，平行墙的端部在平面上做成圆曲线形。,洞口的进水口将壅水水位跌水由洞口改变至翼墙圆曲线的开始处。这种洞口施工较复杂，目前较少采用。 与直墙式比较。,c) 圆管涵时可用 喇叭式洞口: 由一块斜顶板a、两块侧墙b及两块曲线三角形板组成，适于大量预制及装配的圆管涵洞,盖板涵或箱涵，采用升高式，并可配以八字墙(或设曲线墙)。 b) 对于拱涵，为便于施工，采用

20、进口加高节段的方式。,七、流线型洞口 将涵洞进口端节在立面上升高形成流线型，有时平面也做成流线型，使沿涵长向的涵洞净空符合水流进洞逐渐收缩的实际情况。,第四版 教材,一、常用涵洞洞口 1、八字式洞口 2、端墙式洞口 3、跌水井洞口 4、扭坡式洞口 5、平头式式洞口 6、走廊式式洞口 7、流线型式洞口,二、特殊的涵洞洞口,1、倒虹吸（竖井式，缓坡式） 2、波纹管（直管延长、平头式、簸箕式） 3、斜交洞口 1）基本做法 a 斜交斜做：洞身端部与路线平行。 b 斜交正做：洞身与正交相同，洞口端部高度调整。 2）斜八字式（斜交斜做八字式，斜交正做八字式) 3）斜锥坡式（斜交正做端墙式） 4）平头式斜洞

21、口（正交、斜交正做） 4、其它形式洞口（护坡一字式，带圆形聚水池，上挡墙接跌水井，带沉淀池）,3斜交洞口：当涵洞与路线斜交时 1）基本做法 （1）斜交斜做：洞身端部与路线平行。 （2）斜交正做：洞身与正交相同，洞口端部高度调整。,翼墙斜度：1，2；（路垂线与翼墙夹角） 角为水流扩散角，即沿涵轴线方向翼墙向外侧的张角， 角为涵轴线方向的垂线与路中线的夹角(即涵洞的斜度)，也是路垂线与涵洞轴线的夹角。,反翼墙： 正翼墙：,正翼墙1愈大，翼墙的工程数量亦愈大， 160度为宜。 反翼墙，当2=0时翼墙工程数量最小，最经济。,2）斜八字洞口 （1）斜交斜做洞口：洞口帽石方向与路轴线方向平行时,（2）正做

22、洞口：当洞口帽石方向与涵轴线方向垂直时。,正做洞口的翼墙一般采用正翼墙。 长的叫大翼墙； 短的叫小翼墙。,大翼墙的角愈小愈经济，小翼墙的 时最为经济。,斜交正做洞口的洞身与正交涵洞洞身相同，因而设计、施工比斜做洞口方便。但洞身长度比斜做时要长些，工程数量有所增加。 正做洞口由于两个翼墙的高度不同，因而其伸出的长短亦不一致，其翼墙尾端的连线应与路中线平行。 端墙和帽石可做成台阶式或斜坡式两种。,比 较：,3）斜坡式洞口（斜交正做端墙式）,一般斜交正做，两侧锥坡大小不一，不美观，尽量减小斜交角度，使锥坡差异较小。,4）平头式斜洞口,4 其它形式洞口,1）波纹钢洞口 2）护坡一字墙式 3）带圆形聚水

23、池式 4）上挡墙接跌水井式 5）带沉淀池的八字式,第四节 涵洞进出口沟床加固及防护,一、进水口河床加固与防护： 1加固措施（进口处河沟纵坡不同，加固措施不同） 1)缓坡沟床加固: 河沟纵坡小于10、河沟顺直、纵坡平缓的情况下，仅对进口采用干砌片石铺砌加固。,图a)：铺砌长度通常采用10m。 图b)：当流速较慢，且为较大的多孔涵洞，可采用U形铺砌形式。,2)一般陡坡沟床加固 当河沟纵坡为1040时，沟槽开挖的边坡率采用1：4 1：10。除岩石沟槽外，河底和沟槽侧坡以及路基边沟均需用人工铺砌加固，加固的类型由水流速度而定。 图a)缓坡涵进口: 涵前沟底纵坡较陡，洞身纵坡平缓，水流在进口处由急突然变

24、缓易产生水跃，进口段缓坡段长度约为(12)Lo(Lo为涵洞孔径)。 图b)陡坡涵进口的: 洞内纵坡较大，水流呈急流状态，涵底坡度与涵前沟底纵坡基本平顺衔接，不设缓坡段。,3)陡坡沟床加固 涵前河沟纵坡大于50，需设跌水井，削减水能，减缓流速。 上游沟槽开挖坡度，视土质情况定，为加固河槽，跌水井与河槽连接处可采用吊沟或U型断面急流槽形式。 吊沟一般为梯形断面，非岩石土沟槽时沟壁应进行铺砌加固。 U型断面急流槽、为确保急流槽的稳定，槽底应每隔150cm200cm设一防滑墙。,还可在槽底增设人工加糙措施，加糙类型：,4)沟床特殊加固及防护措施,岩石挖方跌水井 当进水口为岩石沟槽时，可视地形情况，直接

25、在石方上开挖跌水井，上游沟槽开挖坡度一般为1：02。,小型挡石坝 当上游河沟水流带有较多砾石或石块时，为防止堵塞洞口，可在进口设置小挡石坝。,进口边沟加固 进口有跌水井,边沟为土质或土夹石,将沟底加宽,并对边沟加固. 进口设挡消能设施(消力池),设养护阶梯 设挡水墙 设拦沙墙(拱形墙式 直墙式),2注意问题,1）应特别注意使水流顺畅。 不宜片面追求缩短进口设施，强使水流拐弯或用折线拐弯。 2)进水口新开引水河沟应力求较短，禁止上游 开挖出现积水坑。与原河沟的衔接务必顺直。 3)陡坡涵可设养护踏步 4)上游铺砌与洞口衔接严密 5)进口与洞口端墙连接处设 伸缩沉降缝 6)铺砌材料用干砌片石 或浆砌

26、片石,二、出水口沟床加固与防护,1冲刷的产生及加固的作用 小桥涵孔径对河床有较大压缩，上游有较高壅水，桥涵内的流速特别是出口流速，比天然流速大。 小桥涵下游产生局部冲刷的原因主要有三： 1)实际流速大于土壤允许不冲刷流速。 2)当出口流速大于临界流速时，如果下游沟槽的坡度小于临界坡度，在出口形成水跃。 3)出口水流与河床形成交角，出口水流对河岸产生淘刷。,冲刷先在小桥涵下游冲成一个深坑，在洪水通过后，坑内长期积水，使坑内的边坡逐渐伸展，直至洞口，引起洞口破坏。 涵洞水毁 大部分都是由于出水口处理不当所致，而其中下游水毁 较上游多34倍。 对下游河床加固防护，有利于小桥涵的稳定，有适当利于缩小孔

27、径，减少造价。,2加固的类型 根据地形、地质条件和水流特性，通过水力计算慎重选择洞口扩散、缓流、消力等设施类型，并充分考虑使农业不受水害。 公路小桥涵下游防护加固的类型： 1)铺砌加固：一般铺砌加固； 延长铺砌 加 深截水墙 。 2)挑坎防护。 3)特殊消能设施：包括急流槽、跌水、消力池等。,3铺砌加固 1)一般的铺砌加固形式 在 洞身纵坡i15 的 缓坡涵洞 中，常只对下游河床作一般的加固铺砌。 水流经翼墙虽已扩散，但在下游河床中仍有冲刷现象发生。,一般在洞口末端设置截水墙，其埋置深度口应大于或等于洞身或翼墙基础深度。 截水墙外做干砌片石加固，以保护截水墙。,2)延长铺砌加深截水墙 当 天然

28、沟床 纵坡 较陡，则应采用延长铺砌的石块 或 混凝土块来抵抗高速的水流，用深埋的截水墙保护平砌的加固层，使端部不因淘空而水毁。,(1)延长铺砌长度的确定 当孔径较小且河床纵坡不大时，铺砌长度可取孔径的13倍。 当孔径较大时，铺砌长度 l 与 河床土质、单宽流量q及下游水流状态有关，可参照表6-10,式中 Q：涵洞设计流量； B：设计流量对应的沟槽宽。,(2)铺砌厚度的确定 加固厚度h2 水流在出口处扩散，水深变小，加固工程 要受到 自下而上 的静水压力（扬压力），加固工程的重量应大于该压力。,1水的密度，取l000kgm3， 2加固石块或混凝土的密度，取2650kgm3； h加固工程上的平均水

29、深(m)； hLi洞内临界水深(m)。 局部加厚h2 的 长度 约为加固全长的30，且不应小于15m。,认为铺砌上水流扩散较快，水深从临界水深变为h较快，而铺砌下的扬压力变化较慢，近似认为还是临界水深与h2的和。,加固厚度hl 加固厚度h1应根据小桥涵下扩散水流的设计流速(也可近似用出口处流速)及加固类型确定。通常采用单层片石铺砌，厚度为20cm30cm，下设10cm碎石垫层。,(3)截水墙及其埋置深度 垂裙（隔水墙、拦水墙）：其结构尺寸按挡土墙原理确定，用水泥砂浆浆砌。 斜裙（斜坡、防淘斜坡）：常用干砌片石砌筑，斜坡坡度不大于1：1。 水流顺斜坡流下时，最大流速位于水底，使斜裙的冲刷深度比垂

30、裙大。当斜坡度为1：2时，冲刷深度将增大1040，因此一般用垂裙比斜裙有利。,为防止加固末端的淘刷，无论垂裙或斜裙都应有一定的埋置深度t，其值必须大于加固工程末端的冲刷深度，并由下式决定： t=4/3 当很大时可用下式确定： t=+05 (m) 垂裙埋置深度与出口流速有关，也可参考表7-9确定。 当流速大于6ms时，应考虑设消力池、消力槛或加大孔径等措施。 冲刷深度计算： 1水流引起的冲刷值1 2)水跃引起的冲刷值2 3)流向偏斜引起的冲刷3,冲刷深度的计算 1） 水流引起的冲刷值1： 图中1-1为冲刷前的河底线， 2-2为冲刷后的河底线，冲刷前后单宽流量不变： 式中 V: 冲刷前洞口的实际流

31、速； Vy：冲刷后河底的允许不冲刷流速； hzs：冲刷前正常水深； hz：冲刷后正常水深 随着冲刷深度的增加，河床土壤的抗冲刷能力逐渐增加，则允许不冲刷流速随深度加大而堤高，其关系可近似地表示如下：,式中 V1：水深为1m时，河床土壤的允许不冲刷流速由涵洞手册4-31查得, 将Vy式代人式可得：,2)水跃引起的冲刷值2 根据水力计算，水跃产生的冲刷可用下式计算，如图,V，h跃前流速(ms)及跃前水深(m) K倾斜系数，当 较小时按下式让算 值后查表确定：,式中：h”不冲刷河床中跃后水深(m),t水跃后两个水滚组成的水深(m)，t14h” 折冲系数，当加固工程较短时口取135。 C加固长度系数，

32、表查得。,倾斜系数K值,L：水跃位置距固体边缘的距离 hzs：下游正常水深 如两种冲刷都有可能发生，则取1 2较大者。 一般来说：上游水深越大，加固工程越长；河床土壤的允许不冲刷流速越小则第一冲刷越大。,3)流向偏斜引起的冲刷3,式中： v：水流接近河岸的流速； m：河岸 边坡坡度 系数； ：水流流向与河岸夹角； d：土壤粒径，细粒土壤后一项可不记.,4挑坎防护（出口采用挑坎，是一种经济实用的防护措施） 1)挑坎的组成及作用 在自由流出的涵洞的下游，为变冲为淤，可在出水口设置一级、二级或三级挑坎。 挑坎由上坎、平台、下坎及 截水墙 四部分组成,在出口八字墙或锥坡范围内设置挑坎后，水流出桥涵后即被大坎上挑，抬高了水位，增加了表层流速，减小了底部流速，削弱了水流的扩散能力和扩散方向上的漩涡。 上坎以后，平台及下坎有保持出水口水位、削减水流冲刷能量和缩短出水口水跃长度的作用。 随后小坎又再次把冲刷位置挑离铺砌层末端，减少了冲刷。同时，由于小坎后的回流反而使铺砌层末端变冲刷为淤积。,2)挑坎尺寸及布置 (1)挑坎形式的选择：通常根据八字墙铺砌长度确定，,(2)上下坎间距D D值的大小与上游铺砌长度有关，铺砌越长，D值越大，铺砌越短，D值也就越小。一般D为20m40m。,(3)挑坎尺寸 出水口天然水深为15