小桥和涵洞勘测、孔径计算及设计

1第一节小小桥和和涵洞勘测测01第二节小小桥孔孔径计算02第三节涵涵洞设设计03小桥和涵洞洞勘测、孔孔径计算及及设计2小桥和涵洞洞勘测的主主要任务小桥和涵洞洞勘测的主主要工作内内容12第一节小桥和涵洞洞勘测3一、小桥和和涵洞勘测测的主要任任务小桥和涵洞洞勘测包括括外业勘测和内业设计两部分通过对公路路沿线的地地形、地质质、水文、、气象及农农田水利设设施等情况况进行勘测测和调查，，为桥涵设设计以及水水力计算提提供必要的的资料和依依据。4二、小桥和和涵洞勘测测的主要工工作内容1、勘测前的的准备工作作（1）地形资料料：搜集公公路沿线1:10000-1:50000的地形图，，要求能获获得必要的的流域面积积、主河沟沟平均纵坡坡度等资料料。（2）地质资料料：搜集区区域地质特特征资料、、地形图及及土质类别别。（3）水文资料料：小桥涵涵所在地附附近水文站站历年实测测最大流量量及其相应应的洪水位位或历史洪洪水位痕迹迹、沿河沟沟上下游河河床变迁情情况、水工工构造物等等资料。5二、小桥和和涵洞勘测测的主要工工作内容（4）气象资料料：当地气气象站年、、月平均降降雨量，暴暴雨强度和和所持续时时间，年内内最高、最最低气温，，主导风向向和风力等等。（5）其他资料料：若为改改建或修复复工程，需需向原设计计、施工和和养护部门门搜集有关关工程的测测设、施工工及竣工资资料，了解解该工程的的使用、养养护、水毁毁等情况，，并征询小小桥涵改建建的意见。。（6）组织与配配备完成该该工程勘测测任务的人人员、仪器器和工具等等。6二、小桥和和涵洞勘测测的主要工工作内容2、小桥和涵涵洞位置的的选择小桥和涵洞洞位置的选选择应以服服从路线走走向，保证证排水顺畅畅和路基稳稳定，降低低工程造价价为原则。。（1）山岭及丘丘陵区小桥桥涵位置的的确定①一般为一一沟一涵，，间距不宜宜大于300m。当汇水区区很小时，，两河沟相相距很近，，可改沟合合并。但要要注意开挖挖排水沟或或加深、加加宽边沟；；做好旧河河沟的堵塞塞、截水墙墙及路基加加固工程。。782、小桥和涵涵洞位置的的选择②涵位与路路基排水系系统密切配配合。92、小桥和涵涵洞位置的的选择③路线的转转角较大（（大于90°），平曲线线半径较小小，进入弯弯道前的纵纵坡大于4%，在弯道起起（终）点点附近应设设置涵洞。。102、小桥和涵涵洞位置的的选择④凹形竖曲曲线的低处处或路线由由陡变缓，，在此200m内又无其他他涵洞，在在低点或变变坡点附近近应设置涵涵洞。112、小桥和涵涵洞位置的的选择（2）平原区小小桥和涵洞洞位置的确确定①根据天然然排洪系统统，有利于于农业灌溉溉设置小桥桥和涵洞，，并避免桥桥涵出口对对耕地造成成冲蚀。②路线通过过较长的低低洼及泥沼沼地带时，，在具有天天然纵坡地地段，可适适当多设置置涵洞，以以防排水不不畅及长期期积水。③路线靠近近村庄时，，要注意设设置涵洞，，以便及时时排除村内内的地面积积水。④小桥和涵涵洞的位置置应选择在在河床地质质良好、地地基承载力力较大的河河段。12二、小桥和和涵洞勘测测的主要工工作内容3、小桥和涵涵洞测量主要包括河河沟横断面面、河沟纵纵断面及河河沟比降测测量并测绘绘桥涵址平平面图。4、小桥和涵涵洞类型的的选择13水流通过小小桥的图式式小桥孔径计计算12第二节小桥孔径计计算141、断面比能能单位质量液液体相对于于基准面的的机械能能一、水流通通过小桥的的图式152、临界水深深在断面形式式与流量给给定的条件件下,相对应于断断面比能最小时时的水深163、宽顶堰堰：渠底抬抬高形成的的局部障碍碍壁宽顶堰：＜10按照宽顶堰堰理论分析析计算小桥桥下的水流流2.5＜17条件：特点：桥下水深为为临界水深深桥下水流出出流不受下下游天然水水深影响1、自由式出出流一、水流通通过小桥的的图式182、淹没式出出流条件：特点：桥下临界水水深被下游游水深淹没没，桥下水深为为下游天然然水深下游水深影影响桥下水水流出流。。一、水流通通过小桥的的图式19二、小桥孔孔径计算（（试算法））小桥孔径的的计算方法法与大中桥桥不同：（1）大中桥允允许桥下产产生适当的的冲刷小桥不允许许桥下发生生冲刷，需需进行人工工铺砌（2）大中桥桥桥下断面设设计流速为为天然河槽槽平均流速速小桥根据铺铺砌的类型型取允许不不冲刷流速速作为设计流速。20二、小桥孔孔径计算（（试算法））21二、小桥孔孔径计算（（试算法））1、判别桥下下水流图式式（1）确定小桥桥下游河槽槽天然水深深ht外业调查：：河床横断面面图假设不同水水深:计算相应于于的流流速和流量量比较与22（2）确定桥下下临界水深深矩形断面,宽浅梯形断断面深而窄的梯梯形断面1、判别桥下下水流图式式23（3）水流图式式判别当ht≤1.3hk时，自由式式出流；当ht＞1.3hk时，淹没式式出流。1、判别桥下下水流图式式24二、小桥孔孔径计算（（试算法））2、确定小桥桥孔径长度度（1）自由式出出流近似认为矩形断面梯形断面252、确定小桥桥孔径长度度（2）淹没出流流近似认为矩形断面梯形断面26二、小桥孔孔径计算（（试算法））3、确定桥前前水深H（1）桥下为自自由式出流流，桥前水水深H按下式计算算：H—桥前水深；；—流速系数，，见表9-2-2；vH—水深为H的桥前断面面的行近流流速。27二、小桥孔孔径计算（（试算法））3、确定桥前前水深H2）桥下为淹淹没式出流流，桥前水水深H按下式计算算：V—由采用的桥桥孔长度计计算的桥下下流速。28二、小桥孔孔径计算（（试算法））4、确定路基基和桥面最最低高程桥头路基最最低高程=河床最低点点高程+H+△桥面最低高高程=河床最低点点高程+H+J+D29小桥和涵洞洞类型的选选择）水流通过涵涵洞的水力力图式12第三节涵洞设计涵洞孔径计计算3涵洞进出口口处理430一、小桥和和涵洞类型型的选择1、小桥和涵涵洞的选择择影响小桥涵涵类型的因因素主要有有两个：流量流量小或季季节性水流流，无漂浮浮物，泥沙沙少—涵洞流量大，漂漂浮物及泥泥沙多—小桥路堤填土高高度填土高度小小，满足壅壅水要求—涵洞填土高度过过大—小桥小桥涵类型型的选择还还要考虑河河沟纵坡及及建筑材料料31一、小桥和和涵洞类型型的选择2、涵洞的类类型及其适适用情况涵洞由洞身身、洞口、、基础三个个部分组成成。32一、涵洞类类型的选择择1、圆管涵承载结构——素砼或钢筋筋混凝土圆圆管圆管涵孔径径一般为0.75~2.0m最小填土厚厚度50cm不设涵台，，基础构造造简单受力性能好好，工程数数量少，造造价低多孔时不宜宜超过三孔孔33342、盖板涵承载结构——石盖板或钢钢筋混凝土土盖板盖板涵孔径径一般为1.0~4.0m设支承盖板板的涵台，，多采用圬圬工轻型桥桥台盖板涵可为为明涵，也也可为暗涵涵352、盖板涵基础可采用用整体式基基础或分离离式基础台身底部设设钢筋混凝凝土支撑梁梁36373、拱涵承载结构——圬工或钢筋筋混凝土拱拱圈拱涵孔径一一般为1.0~4.0m可用于明涵涵或暗涵383、拱涵基础与盖板板涵同承载潜力大大，但对地地基承载能能力要求高高涵台与盖板板涵类似，，但设背坡坡39404、箱涵承载结构——封闭的钢筋筋混凝土箱箱型框架结结构箱涵孔径一一般为2.0~4.0m414、箱涵采用双层基基础，上层层为10cn厚的混凝土土，下层为40~70cm的砂砾垫层层钢筋用量大大，施工麻麻烦，多用用于软土地地基或高速公路的通通道425、倒虹吸涵涵在路基填土土不高，路路线两侧水水深高于路路基高度，，或在浅路堑堑处，可采采用倒虹吸吸涵。43二、水流通通过涵洞的的水力图式式1、无压力式式特点：洞身身内水流全全具有自由由液面。条件：普通式：流线型：44二、水流通通过涵洞的的水力图式式2、半压力式式特点：进进水口口口被水淹淹没，洞洞内部分分水面具具有自由由液面条件：普通式：：流线型：：不出现现出水口不不被湮没没45二、水流流通过涵涵洞的水水力图式式3、压力式式特点：整整个洞身身被水充充满，不不具有自自由液面面条件：普通式：：不出现现流线型：：或出水口口被淹没没46三、涵洞洞孔径计计算（1）无压力力式涵洞洞进水口口处，涵涵内的最最高水面面与涵洞洞顶之间间要保持持一个最最小净空空高度△△。1、无压力力式涵洞洞47三、涵洞洞孔径计计算1、无压力力式涵洞洞（2）从涵前前水深H到进口水水深H’的降落系系数取0.87（3）收缩断断面的水水深hc=0.9hk，涵前的的行近流流速v0≈0，即H0≈H。（4）涵洞出出口处或或收缩断断面处的的最大允允许流速速48三、涵洞洞孔径计计算无压力式式涵洞的的基本公公式实际工程程中，涵涵洞孔径径多按照照标准图图的水力力计算资资料采用用。492、半压力力式涵洞洞半压力式式涵洞的的水力计计算，常常以涵前前断面和和进口收收缩断面面作为计计算断面面，根据据能量方方程来推推算流量量和涵前前水深。。其基本本公式为为：503、压力式式涵洞为充分利利用断面面，达到到缩小孔孔径的目目的，压压力式涵涵洞一般般采用进进水口升升高式的的洞口建建筑，使使涵顶与与水流线线形基本本一致。。基本公公式为：：511、涵洞洞洞口形式式的选择择四、涵进进出口处处理（1）八字翼翼墙式或或锥形护护坡式洞洞口适用于平坦顺直直、河沟沟较宽、、纵断面面高差变变化不大大的河沟和和孔径有有一定压压缩的情情况。521、涵洞洞洞口形式式的选择择（2）一字墙墙护坡洞洞口适用于边坡规则则的人工工渠道或或在窄而而深、水水流比较较集中、河河床纵断断面变化化不大的的天然河河沟。53（3）跌水井井式洞口口1、涵洞洞洞口形式式的选择择适用于涵底高程程低于路路基边沟沟沟底高高程的情情况541、涵洞洞洞口形式式的选择择（4）流线型型洞口既适用于于压力式式涵洞，，又适用用于无压压力式涵涵洞，多用于盖盖板涵和和拱涵555）斜交涵涵洞洞口口当涵洞与与路线斜斜交时，，洞口布布置常见见的有两两种。斜交正做做：洞口口断面与与涵洞轴轴线垂直直，与路路中心线斜交——圆管涵和和斜度大大的拱涵涵斜交斜做做：洞口口断面与与路中线线平行，，与涵洞洞轴线斜交——多用56四、涵洞洞进出口口处理（1）进水洞洞口沟床床加固处处理1）缓坡涵涵洞进水水口沟床床加固①纵坡小小于10%的顺直河河沟翼墙间采采用干砌砌片石铺砌加固固。对流流速较小、孔孔径较大大的多孔涵洞洞，可采采用U形铺砌。2、进出口口沟床加加固处理理57②涵前天天然河沟沟纵坡为为10%~40%1）缓坡涵涵洞进水水口沟床床加固开挖、护护坡1