涵洞的类型与构造

1、江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设第十九章第十九章 涵洞的类型与构造涵洞的类型与构造 【掌握掌握】19.1 19.1 涵洞的分类涵洞的分类 【重点掌握重点掌握】 19.2 19.2 洞身和洞口构造洞身和洞口构造 【重点掌握重点掌握】 19.3 19.3 涵洞测设涵洞测设江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设19.1 19.1 涵洞的分类涵洞的分类19.1.119.1.1涵洞的分类涵洞的分类 1.1.按建筑材料分类按建筑材料分类1.1.石涵石涵 分分类：石盖板涵和石拱涵。类：石盖板涵和石拱涵。 特点：造价、养护费用低、节省钢材和水泥。特点：造价、养护费

2、用低、节省钢材和水泥。 适用条件：产石资源丰富地区适用条件：产石资源丰富地区 。 2.2.混凝土涵混凝土涵 分类：现场浇筑分类：现场浇筑 、预制成拱涵、圆管涵和小跨径。、预制成拱涵、圆管涵和小跨径。 特点：节省钢材、易于预制。特点：节省钢材、易于预制。 适用条件：产石非丰富地区、跨径较小的涵洞适用条件：产石非丰富地区、跨径较小的涵洞。 3. 3.钢筋混凝土涵钢筋混凝土涵 分类：管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。分类：管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。 特点：涵身坚固、经久耐用、养护费用少，便于运输特点：涵身坚固、经久耐用、养护费用少，便于运输 江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 适用条

3、件：产石非丰富地区，跨径较大的涵洞。适用条件：产石非丰富地区，跨径较大的涵洞。 4. 砖涵砖涵 分类：砖拱涵分类：砖拱涵 特点：取材容易、强度低。特点：取材容易、强度低。 适用条件：非水流含碱量大或冰冻地区适用条件：非水流含碱量大或冰冻地区。 5. 其它材料涵洞其它材料涵洞 分类分类: 陶瓷管涵、铸铁管涵、波纹管涵、石灰三合陶瓷管涵、铸铁管涵、波纹管涵、石灰三合 土拱涵。土拱涵。2. 按构造形式分类按构造形式分类 1. 管涵管涵 特点：造价低、不需墩台、圬工数量少。特点：造价低、不需墩台、圬工数量少。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 2. 盖板涵盖板涵 特点：构造简单

4、、易于维修。特点：构造简单、易于维修。 适用条件：低路基上修建。适用条件：低路基上修建。 3. 拱涵 特点：承载能力大、砌筑容易。特点：承载能力大、砌筑容易。 适用条件：跨越深沟、高路堤。适用条件：跨越深沟、高路堤。 4. 箱涵 特点：整体性强、用钢量多、造价高、施工困难特点：整体性强、用钢量多、造价高、施工困难 3. 按洞顶填土情况分类按洞顶填土情况分类 1. 明涵明涵 特点：洞顶不填土。特点：洞顶不填土。 适用条件：低路堤或沟渠。适用条件：低路堤或沟渠。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 2、暗涵、暗涵 特点：洞顶填土大于特点：洞顶填土大于50cm 适用条件：高路堤

5、、深沟渠。适用条件：高路堤、深沟渠。4. 按水力性能分类按水力性能分类 1. 无压力式涵洞无压力式涵洞 特点：进口水流深度小于洞口高度，水流流径全涵特点：进口水流深度小于洞口高度，水流流径全涵 保持自由保持自由 水面水面。 2. 半压力式涵洞半压力式涵洞 特点：进口水流深度大于洞口高度，水流仅在进口特点：进口水流深度大于洞口高度，水流仅在进口 处充满洞口，在涵洞其面。处充满洞口，在涵洞其面。 3. 有压力式涵洞有压力式涵洞 特点；涵前壅水较高，全涵内充满水，无自由水特点；涵前壅水较高，全涵内充满水，无自由水。 4. 倒虹吸管倒虹吸管 特点：路线两侧水深都大于涵洞进出水口高度，特点：路线两侧水深

6、都大于涵洞进出水口高度，江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 水口设置竖井，水流身。水口设置竖井，水流身。 要求：涵洞宜设计成无压力式的要求：涵洞宜设计成无压力式的 。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设19.2 洞身和洞口构造洞身和洞口构造19. 2. 1 涵洞的组成和要求涵洞的组成和要求 1.涵洞的组成：由洞身和洞口建筑组成的排水构造涵洞的组成：由洞身和洞口建筑组成的排水构造 物。物。 2.要求：有满足计流量的、坚固和稳定，洞口建筑要求：有满足计流量的、坚固和稳定，洞口建筑 物与洞身和路基边坡衔接要良好。物与洞身和路基边坡衔接要良好。19. 2.

7、 2 洞身构造洞身构造1.组成组成: 承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台、承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台、 基础、防水层、伸缩缝等。基础、防水层、伸缩缝等。2.作用作用：保证水流通过：保证水流通过,直接承受荷载压力和填土压直接承受荷载压力和填土压 力，并将其传递给地基。力，并将其传递给地基。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 3. 分类分类 A、管涵、管涵 （1） 圆管涵洞身组成：各分段圆管节和支承的圆管涵洞身组成：各分段圆管节和支承的 基础垫层。基础垫层。 （2） 刚性管涵：在横断面上是一个刚性圆环刚性管涵：在横断面上是一个刚性圆环 四铰管涵：可布置在天然地基或砂垫层

8、上四铰管涵：可布置在天然地基或砂垫层上 （3）常用孔径：）常用孔径：d=75cm、100cm、125cm、 150cm、 200cm。 对应管壁高度对应管壁高度=8cm、10cm、12cm、 14cm 、 15cm。 （4）基础垫层厚度）基础垫层厚度t的确定的确定 t=0为基底土质为卵石、砾石、粗中砂及整体为基底土质为卵石、砾石、粗中砂及整体 岩石地基。岩石地基。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 t=15为基底土质为亚砂土、粘土及破碎为基底土质为亚砂土、粘土及破碎 岩层地基。岩层地基。 t=30为基底土质为干燥地区的粘土、亚粘土、为基底土质为干燥地区的粘土、亚粘土、

9、亚砂土及细砂地基。亚砂土及细砂地基。 B.盖板涵盖板涵 （1）组成）组成:由涵台（墩）、基础和盖板组成。由涵台（墩）、基础和盖板组成。 （2）常用跨径：钢筋混凝土盖板涵）常用跨径：钢筋混凝土盖板涵 LkLk=150cm=150cm、200cm、250cm、300cm、400cm. 相对应的相对应的 d=15cm-22cm。 （3）做法：圬工涵台（墩）的临水面一般采用垂直）做法：圬工涵台（墩）的临水面一般采用垂直 面，背水面采用垂直或斜坡面面，背水面采用垂直或斜坡面。 （4）基础的分类）基础的分类 分离式：适用地基较好分离式：适用地基较好 。 江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课

10、程建设 整体式：适用地基较差。整体式：适用地基较差。 C.拱涵拱涵 （1）组成：拱圈和涵台（墩）组成）组成：拱圈和涵台（墩）组成 （2）常用跨径：）常用跨径：Lk=150cm、200cm、250cm、 300cm、400cm、500cm. 相应相应d=2535cm （3）做法；涵台（墩）临水面为竖直面，）做法；涵台（墩）临水面为竖直面， 背面为斜坡背面为斜坡。 4.洞身分段及接头处理洞身分段及接头处理 a.洞身分段：沿纵向分成数段。一般洞身分段：沿纵向分成数段。一般36cm， 每段之间设沉降缝，基础也分开每段之间设沉降缝，基础也分开。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设

11、b.目的；防止荷载分布不均匀及基底土壤性质不目的；防止荷载分布不均匀及基底土壤性质不 同引起的不均匀沉降而开裂。同引起的不均匀沉降而开裂。 c.接头处理：在沉降缝处填塞浸涂沥青的木板或接头处理：在沉降缝处填塞浸涂沥青的木板或 浸以沥青的麻絮。浸以沥青的麻絮。 5.山坡涵洞洞身构造山坡涵洞洞身构造 a. 跌水式底槽：适用于底坡小于跌水式底槽：适用于底坡小于12.5%。 组成：由垂直缝分开的管节组成，组成：由垂直缝分开的管节组成， 每节有独立的水每节有独立的水 。 b. 急流坡式底槽：适用坡度大于急流坡式底槽：适用坡度大于12.5%。 形式：齿形和台阶形。形式：齿形和台阶形。 c.小坡度底槽：适用

12、于地质情况不好，不允许修建小坡度底槽：适用于地质情况不好，不允许修建 坡度较大的涵洞时坡度较大的涵洞时。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设19.2.3 洞口建筑洞口建筑 1. 组成：组成： 由进口和出水口两部分组成。由进口和出水口两部分组成。 2. 作用作用：使涵洞与河道顺接、流水顺畅；使涵洞与河道顺接、流水顺畅； 确保路基边坡稳定、免受冲刷。确保路基边坡稳定、免受冲刷。 4. 要求：要求：洞口进水口河床必须铺砌洞口进水口河床必须铺砌 。 5. 正交涵洞的洞口建筑正交涵洞的洞口建筑 （1）端墙式）端墙式 特点：构造简单、泄水能力小。特点：构造简单、泄水能力小。 构造要求

13、：由一垂直于涵洞轴线的竖直端墙以及构造要求：由一垂直于涵洞轴线的竖直端墙以及 盖于其上的帽石和设在其下的基础组成。盖于其上的帽石和设在其下的基础组成。 江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 （2） 八字式八字式 特点：工程量较小、水力性能、施工简单、造低。特点：工程量较小、水力性能、施工简单、造低。 构造要求：在洞口两侧设张开成八字形的翼墙。构造要求：在洞口两侧设张开成八字形的翼墙。 （3）走廊式）走廊式 特点：降低了涵洞设计高度，泄水能力大，特点：降低了涵洞设计高度，泄水能力大， 施工困难。施工困难。 （4）平头式）平头式 特点：泄水能力中等。特点：泄水能力中等。 构造

14、要求：采用混凝土圆管涵。构造要求：采用混凝土圆管涵。 6. 斜交涵洞的洞口建筑斜交涵洞的洞口建筑 （1）斜交斜做）斜交斜做 江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 特点：费工较多，外型美观，适应流水。特点：费工较多，外型美观，适应流水。 构造要求：洞身端部与路线平行。构造要求：洞身端部与路线平行。 （2）斜交正做）斜交正做 特点：构造简单。特点：构造简单。19.4 出水口河床加固处理方法出水口河床加固处理方法 1、缓坡涵洞、缓坡涵洞：涵洞设置坡度小于临界坡度，：涵洞设置坡度小于临界坡度， 上下游河沟纵向坡度也较小。上下游河沟纵向坡度也较小。 2、陡坡涵洞：、陡坡涵洞：涵洞设

15、置坡度大于临界坡度时涵洞设置坡度大于临界坡度时 3、纵坡涵洞进水口沟床加固、纵坡涵洞进水口沟床加固 （1）新开挖的沟底和沟槽侧向边坡均采用）新开挖的沟底和沟槽侧向边坡均采用 人工加固人工加固 江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 （2） 岩石地基必须才用工人加固。岩石地基必须才用工人加固。 （3）加固类型：当水流挟带泥土较多，可在）加固类型：当水流挟带泥土较多，可在 进水口处设深度约进水口处设深度约0.5m的沉沙池。的沉沙池。4、陡坡涵洞进水口沟加固、陡坡涵洞进水口沟加固 （1）涵前河沟纵坡小于）涵前河沟纵坡小于50%时，可按陡坡设置，时，可按陡坡设置， 涵底坡度与涵前沟

16、底纵坡，可直接平顺衔接，涵底坡度与涵前沟底纵坡，可直接平顺衔接， 采用人工铺砌。采用人工铺砌。 （2）涵前河沟纵坡）涵前河沟纵坡50%时，可在进口处设置跌水时，可在进口处设置跌水 或消水池、消力槛。或消水池、消力槛。 分类：上游沟槽铺砌加固成梯形截面分类：上游沟槽铺砌加固成梯形截面 上游沟槽铺砌加固成矩形截面，槽底每隔上游沟槽铺砌加固成矩形截面，槽底每隔 1.52.0m设防滑墙一道。设防滑墙一道。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设5.出水口沟床加固出水口沟床加固 （1） 加固的类型加固的类型a.铺砌加固铺砌加固一般铺砌、延长铺砌加深截水墙。一般铺砌、延长铺砌加深截水墙。

17、b.挑坎防护挑坎防护表层流速增加，底部流速大大减小。表层流速增加，底部流速大大减小。c.特殊消能设施特殊消能设施急流槽、跌水、消力池急流槽、跌水、消力池 。适用于：纵坡大于适用于：纵坡大于15（陡坡涵（陡坡涵 ）。）。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设19.3 涵洞测设涵洞测设19. 3. 1 涵洞的野外勘测涵洞的野外勘测 （一）涵洞位置的确定（一）涵洞位置的确定 小桥涵位置原则上应服从路线走向。桥涵中心桩小桥涵位置原则上应服从路线走向。桥涵中心桩号可根据已定的路线走向及水流向确定，用时方向架或号可根据已定的路线走向及水流向确定，用时方向架或有读盘的水准仪，测量桥涵与路

18、线的夹角。有读盘的水准仪，测量桥涵与路线的夹角。 要求：要求： 1.一沟一涵一沟一涵：凡路线跨越明显的干沟、小溪时，：凡路线跨越明显的干沟、小溪时， 原则上均应设涵。原则上均应设涵。 2.农田灌溉涵农田灌溉涵：路线经过农田，跨越灌溉用渠必须：路线经过农田，跨越灌溉用渠必须 设置灌溉涵。设置灌溉涵。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 3.路基沟排水涵：路基沟排水涵：通常每隔通常每隔200400cm应设置一道应设置一道 涵洞，其具体位置可根据路线纵、横涵洞，其具体位置可根据路线纵、横 断面及实断面及实 际地形情况设置。际地形情况设置。 4.路线交叉涵：路线交叉涵：但路线与铁

19、路、公路、机耕道平面但路线与铁路、公路、机耕道平面 交叉时交叉时 ,应设水涵。应设水涵。 5.其他情况：其他情况：路线通过积水洼地、池塘、泥沼地带时，路线通过积水洼地、池塘、泥沼地带时， 为沟通公路两侧水位应设置涵洞。为沟通公路两侧水位应设置涵洞。19. 3. 2 水文资料调查水文资料调查 1.形态调查法：形态调查法：此法是通过调查河槽形态断面、平均此法是通过调查河槽形态断面、平均 流数及洪水或然率等资料来确定设计流量的法流数及洪水或然率等资料来确定设计流量的法 。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 2.直接类比法：直接类比法：此法是从河流上下游原有小桥涵的使此法是从河

20、流上下游原有小桥涵的使 用情况来拟订新建小桥涵的设计流用情况来拟订新建小桥涵的设计流 量和孔径的方法量和孔径的方法 。 3.径流形式法：径流形式法：此法通过调查汇水面积等资料此法通过调查汇水面积等资料 来确定设计流量的方法来确定设计流量的方法 。（三）河沟横断面测量（三）河沟横断面测量 一般沿路线方向测量涵址中线横断面。一般沿路线方向测量涵址中线横断面。 （四）河沟纵断面及河沟比降测量（四）河沟纵断面及河沟比降测量（五）涵址平面示意图勾绘（五）涵址平面示意图勾绘 勾绘时一般是先按比例绘好路线和涵洞方向的关系图，再用勾绘时一般是先按比例绘好路线和涵洞方向的关系图，再用目测的方法将地形、地貌、地物

21、等勾绘在示意图上。必要是可用目测的方法将地形、地貌、地物等勾绘在示意图上。必要是可用平板仪实测地形图平板仪实测地形图。江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设（六）小桥涵地质调查（六）小桥涵地质调查 a.调查原有构造物基础情况调查原有构造物基础情况 b.挖深法挖深法 c.钻探法钻探法 19.3.3涵洞设计涵洞设计 （一）涵洞设计的一般原则（一）涵洞设计的一般原则 适用、经济、安全、美观适用、经济、安全、美观 （二）涵洞类型的选择（二）涵洞类型的选择 1. 地形、地质、水文和水力条件地形、地质、水文和水力条件 2. 经济造价经济造价江西交通职业技术学院路桥工程系桥梁与隧道教研室精品课程建设 3.材料选择和施工条件材料选择和施工条件 4.