《铁路桥梁施工与维护（第2版）》课件 项目9 涵洞构造与施工

任务9.1涵洞构造CONTENTS01涵洞的分类目录02涵洞的构造涵洞的分类PART01一、涵洞的分类一、涵洞的分类圆

管

涵一、涵洞的分类盖

板

涵一、涵洞的分类盖板涵盖板安装拱涵一、涵洞的分类箱

涵一、涵洞的分类箱

涵一、涵洞的分类（一）按建筑材料分类1．石涵：是以石料为主要材料建造的，包括石盖板涵和石拱涵。石涵造价、养护费用低，且可节省钢材和水泥。在产石地区应优先考虑采用石涵。2．混凝土涵：是以混凝土为主要材料建造的，可现场浇筑或预制成拱涵、圆管涵和小跨径盖板涵。该种涵洞节省钢材，便于预制，但损坏后修理和养护较困难。

3．钢筋混凝土涵：是以钢筋混凝土为主要材料建造的，可用于管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。钢筋混凝土涵涵身坚固，经久耐用，养护费用少。管涵、盖板涵安装运输便利，但耗钢量较多，预制工序多，造价较高。4．其他材料涵洞：有钢波纹管涵、铸铁管涵、陶瓷管涵等。一、涵洞的分类1．管涵：受力性能和对地基的适应性能较好，不需墩台，圬工数量少，造价低。2．盖板涵：构造简单，易于维修。有利于在低路堤上修建。跨径较小时可用石盖板，跨径较大时可用钢筋混凝土盖板。3．拱涵：适宜于跨越深沟或高路堤时采用。拱涵承载能力大，砌筑技术容易掌握。4．箱涵：适宜于软土地基。整体性强，但用钢量多，造价高，施工较困难。（二）按构造形式分类一、涵洞的分类1．明涵：洞顶不填土或填土高度小于50cm，通常适用于低路堤，浅沟渠。2．暗涵：洞顶填土高度大于或等于50cm，适用于高路堤，深沟渠路段采用。（三）按洞顶填土情况分类一、涵洞的分类通过涵洞的水流深度不同，直接影响涵洞过水的水力状态，从而产生不同的涵洞水力计算图式。按涵洞过水水力性质不同，涵洞可分为无压力式、半压力式、有压力式和倒虹吸管四种。涵洞宜设计成无压力式的。（四）按水力性能分类一、涵洞的分类1．无压力式涵洞：进口水流深度小于洞口高度，水流流经全涵保持自由水面。2．半压力式涵洞：进口水流深度大于洞口高度，但水流仅在进口处充满洞口，在涵洞其他部分都是自由水面。3．有压力式涵洞：涵前壅水较高，全涵内充满水流，无自由水面。

（四）按水力性能分类一、涵洞的分类4．倒虹吸管：当路线穿过沟渠，路堤高度很低或在浅挖方地段通过，填、挖高度不足，难以修建明涵时，或因灌溉需要，必须提高渠底高程，但建筑架空渡槽又不能满足路上净空要求时，常修建倒虹吸管。路线两侧水深都大于涵洞进出水口高度，进出水口设置竖井，水流充满全涵身。（四）按水力性能分类一、涵洞的分类1．平置式：洞身呈台阶布置形式，基础平置，又叫阶梯涵。2．斜置式：洞身呈斜坡布置，基础斜置。平置式和斜置式涵洞统称斜坡涵洞。（六）按适用功能分类按适用功能，涵洞可分为排洪涵、灌溉涵和交通涵三类。（七）按洞身平面布置分类按洞身平面布置，涵洞分为正交涵洞和斜交涵洞。（五）按洞身形式分类涵洞的构造PART02二、涵洞的构造涵洞是由洞身及洞口建筑组成的排水构造物。洞身的作用：承受荷载压力和土压力并将其传递给地基，保证水流的通过。洞口建筑的作用：连接着洞身及道路边坡，并与洞身较好地衔接形成良好的泄水条件，确保道路边坡稳定。位于涵洞上游的洞口称为进水口，位于涵洞下游的洞口称为出水口。二、涵洞的构造涵洞的组成轨底；2—路肩；3—路堤；4—洞身；5—基础；6—沉降缝；7—翼墙；8—端墙；9—一字墙；10—碎石垫层；11—垂裙；12—沟床铺砌；13—锥体护坡；14—流向二、涵洞的构造1．管涵圆管涵洞身主要由各分段圆管节和支承管节的基础垫层组成。当整节钢筋混凝土圆管涵无铰时，称为刚性管涵。刚性管涵在横断面上是一个刚性圆环。管壁内钢筋有内外两层，钢筋可加工成单个的环状钢筋或螺旋筋。圆管涵常用孔径d0为0.75m、l.0m、1.25m、1.5m、2.0m，一般不大于2.5m，对应的管壁厚度

分别为8cm、l0cm、12cm、14cm、15cm。（一）洞身构造二、涵洞的构造基础垫层厚度t根据基底土质确定，当为卵石、砾石、粗中砂及整体岩石地基时，t=0；当为亚砂土、粘土及破碎岩层地基时，t=15cm；当为干燥地区的粘土、亚粘土、亚砂土及细砂的地基时，t=30cm。（一）洞身构造二、涵洞的构造2．盖板涵盖板涵洞身由涵台（墩）、基础和盖板组成。盖板有石盖板和钢筋混凝土盖板等。钢筋混凝土盖板涵跨径为1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m，相应的盖板厚度d为15～22cm。3．拱涵拱涵洞身主要由拱圈和涵台(墩)组成(图15-3)。拱圈一般采用等截

面圆弧拱，跨径为1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m，相应拱圈厚度d为25～35cm。涵台(墩)临水面为竖直面，背面为斜坡，以适应拱脚较大水平推力的要求。基础有整体式和分离式两种。（一）洞身构造二、涵洞的构造二、涵洞的构造4．箱涵箱涵为整体闭合式钢筋混凝土框架结构（图15-4），具有良好的整体性和抗震性能。由于箱涵施工较困难，造价高，仅在软基上采用。箱涵主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等部分组成。箱涵涵身断面一般为长方形或正方形，常用跨径为2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m。箱涵壁厚一般为22cm～35cm，内壁面四个折角处往往做成45°的斜面，以增大转角处的刚度，其尺寸为5cm×5cm。（一）洞身构造二、涵洞的构造4．箱涵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31cm～41cm。翼墙主要用于洞身与进出口锥坡的连接，支挡路基填土。（一）洞身构造总结1.涵洞的分类2.涵洞的构造谢谢观看THANKYOU铁路桥梁与隧道工程教研室任务9.2涵洞施工主讲人：李福林铁路桥梁与隧道工程教研室CONTENTS01施工放样目录施工放样PART01一、施工放样（一）按建筑材料分类

涵洞施工设计图是施工放样的依据，根据设计中心里程，在地面上标定位置并设置涵洞纵向轴线。正交涵洞的轴线垂直于路线中线，斜交涵洞的轴线与路线中线前进方向的右侧成斜交角θ，θ与90°之差称为斜度。一、施工放样涵洞轴线确定后量出上下游涵长，考虑进出口是否顺畅，当无须改善时，用小木桩标定涵端，用大木桩控制涵洞轴线，并以轴线为基准测定基坑和基础在平面上的所有尺寸，用木桩标出。测量放样时，应注意涵洞长度、涵底标高的正确性。对位于曲线和陡坡上的涵洞应考虑加宽、超高和纵坡的影响。（一）按建筑材料分类一、施工放样1．管涵施工程序

（1）单孔有圬工基础管涵

①

挖基坑并准备修筑管涵基础的材料；②

砌筑圬工基础或浇筑混凝土基础；③

安装涵洞管节，修筑涵管出入口端墙、翼墙及涵底(端墙外涵底铺装)；④

铺设涵管防水层及修整；⑤

铺设涵管顶部防水粘土(设计需要时)，填筑涵洞缺口填土及修建加固工程。（一）按建筑材料分类一、施工放样1．管涵施工程序

（2）单孔无圬工基础管涵①

挖基、备料；②

在捣固夯实的天然土表层或砂垫层上，修筑截面为圆弧状的管座，其深度等于管壁的厚度；③

在圆弧管座上铺设垫层的防水层，然后安装管节，管节间接缝宜留1cm宽，缝中填塞防水材料；（一）按建筑材料分类一、施工放样1．管涵施工程序

（2）单孔无圬工基础管涵④

在管节的下侧再用天然土或砂砾垫层材料作培填料，并捣实至设计高程所示，并切实保证培填料与管节密贴。再将防水层向上包裹管节，防水层外再铺设粘性土，水平径线以下的一部分特别填土，应立即填筑，以免管节下面的砂垫层松散，并保证其与管节密贴。在严寒地区这部分特别填土必须填筑不冻胀土料；⑤

修筑管涵出入口端墙、翼墙及两端涵底和整修工作。（一）按建筑材料分类一、施工放样（一）按建筑材料分类一、施工放样（3）双孔有圬工基础管涵可参考单孔有圬工基础管涵和双孔无圬工基础管涵施工程序进行施工。

（一）按建筑材料分类一、施工放样（4）双孔无圬工基础管涵①

挖基、备料；②

在捣固夯实的天然土表层或砂垫层上修筑圆弧状管座，其深度等于管壁的厚度；③

安装右边管并铺设防水层，在左边一管节未安装前，在砂垫层上先铺设垫底的防水层，然后按同样方法安装管节。管节间接缝尽量抵紧，管节内外接缝均以M10水泥砂浆填塞；

（一）按建筑材料分类一、施工放样（一）按建筑材料分类2.管涵基础修筑（1）地基土为岩石管节下采用无圬工基础，管节下挖去风化层后，填筑0.4m厚砂垫；出入口两端墙、翼墙下，在岩石层上用C15混凝土作基础，其埋置深度至风化层下0.15～0.25m，并最小等于管壁厚度加5cm。风化层过深时，可改用片石圬工，最深不大于1m。管节下为硬岩时，可用混凝土抹成与管节密贴的垫层。（2）地基土为砾、卵石土或砾砂、粗砂、中砂、细砂或匀质粘性土管节下一般采用无圬工基础，对砾、卵石土先用砂填充地基土空隙并夯实，然后填筑0.4m厚砂垫层；对粗、中、细砂地基土表层应夯实；对匀质粘性地基土应做砂垫层；出入口两端端墙、翼墙的圬工基础埋置深度，设计无规定时为1.0m。（一）按建筑材料分类一、施工放样（3）地基土为粘性土管节下应采用0.5m厚的圬工基础，出入口两端端墙、翼墙基础埋置深度为1.0～1.5m；当地下水冻结深度不深时，埋深应等于冻结深度；当冻结深度大于1.5m时，可在圬工基础下用砂夹卵石换填至冻结深度。（一）按建筑材料分类一、施工放样圆管涵施工一、施工放样混凝土和钢筋混凝土拱涵(包括半环涵即无涵台身的各种曲线的拱涵)、盖板涵、箱涵的施工分为现场浇筑和在工地预制安装两大类，在此简单介绍后一种施工方法。1．预制构件结构的要求（1）拱圈、盖板、箱涵节等构件预制长度，应根据起重设备和运输能力决定，但应保证结构的稳定性和刚度，一般不小于1m，但亦不宜太长。（2）拱圈构件上应设吊装孔，以便起吊。吊孔应考虑平吊及立吊两种，安装后可用砂浆将吊孔填塞。箱涵节、盖板和半环节等构件，可设吊孔，也可于顶面设立吊环。吊环位置、孔径大小和制环用钢筋应符合设计要求，并要求吊钩伸入吊环内和吊装时吊环筋不断裂。安装完毕，环筋应锯掉或割掉。（二）混凝土和钢筋混凝土拱涵、盖板涵和箱涵一、施工放样（3）若采用钢丝绳捆绑起吊可不设吊孔或吊环。

2．构件运输

构件达到设计强度并经检查质量和尺寸大小符合要求后，才能搬运。3．施工和安装（1）基础、拱涵和盖板涵的涵台身

基础根据地基土类别和基础类型采用就地浇筑的施工方法。台身大都采用砌筑结构，可参看有关施工技术规范。（二）混凝土和钢筋混凝土拱涵、盖板涵和箱涵一、施工放样（2）上部构件的安装

拱圈、盖板、箱涵节的安装技术要求如下：①

安装之前应再检查构件尺寸、涵台尺寸和涵台间距离，并核对其高程，调整构件大小位置使与沉降缝重合；②

拱座接触面及拱圈两边均应凿毛(沉降缝处除外)并浇水湿润，用灰浆砌筑。灰浆坍落度宜小一些，以免流失；③

构件砌缝宽度一般为1cm，拼装每段的砌缝应与设计沉降缝重合；④

构件可用扒杆、链滑车或汽车吊进行吊装。（二）混凝土和钢筋混凝土拱涵、盖板涵和箱涵一