公路小桥涵设计 第6版 课件全套 第1-9章绪论、小桥涵类型及选择-桥涵养护与维修

重庆交通大学公路小桥涵设计DesignofHighwayShortSpanBridgeandCulvert基本要求了解小桥涵位置的选择及确定水文调查的方法，孔径计算的要求和方法、桥涵位测量的要求和方法，涵洞的分类及主要几种形式的结构构造及要求，小桥和涵洞的布图要求，小桥和涵洞设计图的尺寸计算和工程数量计算方法重点是掌握小桥和涵洞的勘测设计各个环节和每个环节与现场实际的结合，最后设计出既符合实际又经济、坚固、美观、实用的小桥涵设计图学习特点本课程为工程实际应用学科，实践性强要联系实际，带着问题去学，收效更大相关课程《道路勘测设计》《路基路面工程》《桥涵水文》《工程地质学》《基础工程》标准规范《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）《公路涵洞设计规范》(JTG/T3365-02-2020)《公路路线设计规范》（JTGD20—2017）《公路路基设计规范》（JTGD30—2015）《公路排水设计规范》（JTG/TD33-2012）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）《公路圬工桥涵设计规范》(JTG3361-2025)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363—2019）…………授课的主要内容第四章第三章第五章第二章小桥涵类型及选择小桥涵水文计算小桥涵水力计算小桥涵勘测第八章第七章第九章第六章小桥涵构造小桥涵设计桥涵养护与维修小桥涵尺寸与工程量计算第一章绪论第一章小桥涵概述1.1小桥涵1.2小型排水构造物1.1小桥涵涵洞(Culvert)主要是为宣泄地面水流（包括小河流）而设置的横穿路基的小型排水构造物小桥(Shortspanbridge)主要是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（如人行小道、机耕道等）而建造的构造物1.1小桥涵涵洞的特点跨径小孔径小使用灵活对基础要求不高小桥的特点跨径较大对基础要求较高一、小桥涵作用与划分作用保证“路基”连续保证水流畅通保证行车无阻重要性体现数量多、比重大，影响公路工程的进度、质量和造价分布广、类型多，直接影响公路营运的安全兴水利、利农业，直接影响农田水利灌溉设通道、利行人，直接影响沿线群众生产生活跨线桥，架路上，直接影响道路的景观一、小桥涵作用与划分划分根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)划分标准：多孔跨径总长L

和单孔跨径Lk一、小桥涵作用与划分概念单孔跨径，系标准跨径

Lk梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准拱式桥和涵洞以净跨径为准拱式桥涵梁（板）式桥涵LjllLkLkLj一、小桥涵作用与划分一、小桥涵作用与划分桥涵标准跨径规定如下：0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m涵洞5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m小桥20m、25m、30m、35m中桥40m、45m、50m大桥《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)一、小桥涵作用与划分概念多孔跨径总长梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系车道长度。板或梁：拱：LLkLkLkLkL一、小桥涵作用与划分概念净跨径对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；对于拱式桥是每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水平距离。计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，即拱轴线两端点之间的水平距离。桥梁全长有桥台的桥梁应为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁应为桥面系长度。一、小桥涵作用与划分二、小桥涵设计原则及基本要求设计原则安全：以人为本，安全第一耐久：百年桥梁，二十年路适用：综合考虑各项使用要求环保：保护优先、预防为主、防治结合、注重实效经济：用料省、工期短、造价低、养护费用少美观：造型优美、环境协调二、小桥涵设计原则及基本要求二、小桥涵设计原则及基本要求设计要求满足行车要求满足排水的要求满足通航净空的要求满足跨线的要求满足设计荷载的要求满足使用年限的要求满足桥上线形及桥头引道的要求三、小桥涵测设任务、内容、步骤及成果测设任务外业勘测内业设计外业勘测内业设计设计资料准备地质、地形水文、气象三、小桥涵测设任务、内容、步骤及成果内容及步骤1、资料收集及勘测准备2、小桥涵结构类型选择3、小桥涵位置选择4、拟建小桥涵址处测量5、小桥涵址调查6、流量计算及孔径计算7、小桥涵主要尺寸拟定8、小桥涵立面布置9、工程数量计算及概预算编制外业勘测内业设计三、小桥涵测设任务、内容、步骤及成果主要成果小桥设计图小桥工程数量表涵洞设计图涵洞工程数量表1.2小型排水构造物小型横向排水构造物小桥、涵洞漫水桥、过水路面、透水路堤倒虹吸涵洞、渡槽1.2小型排水构造物边沟急流槽急流槽跌水截水沟截水沟截水沟涵洞

消力设施道路排水系统汇水区小桥及涵洞小桥小桥位置路基断开，桥宽与路基填土无关涵洞涵洞位置路基连续，涵长与路基填土有关名称与路基关系宽度决定因素构造小桥与路基断开，有专门过渡构造物由路基宽度确定设有专门的桥面系涵洞路基一般连续，涵洞设于路堤下涵长与路基宽度、路基填土高度、路堤边坡坡度尺寸形状有关无桥面系构造（明涵除外）小桥与涵洞的区别漫水桥定义指洪水期容许桥面漫水、短期淹没的桥梁应用条件雨量集中，洪水历时短暂，河床宽浅，河滩宽阔，两岸地形平坦，公路容许有限度中断交通的三、四级公路要求桥位中心线应与洪水流向互相垂直，避免斜交桥孔沿河床横断面宜设在河沟较深的地段上尽量减小桥面和桥墩台阻水面积，上部结构与墩台之间必须连结可靠，避免水流的冲刷毁坏漫水桥过水路面定义指用加固路面、路肩及路基边坡的方式，允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物应用条件适用于流速较小、无底砂运动或底砂运动轻微，并且公路容许有限度中断交通的三、四级公路，常用于宽阔漫流地区的河流要求沿路线方向的两端应伸出设计水位相应的淹没处之外应顺水流向设单斜10%～20%的路面横向坡度过水路面透水路堤定义是一种用块、片石干砌成路堤，利用石块孔隙排水的构造物应用条件一般用于流量小、水流含沙量少的低等级公路在寒冷地区受冰冻影响，不宜使用优点构造简单，改造公路纵断面时没有特殊困难，且能通过任何荷载，有良好的抗震能力在地质构造复杂，经常有地下泉水潜流或地基土质不佳的地区，做桥涵墩台基础有较大困难时，做透水路堤尤为有利透水路堤石砌透水路堤带管涵透水路堤倒虹吸涵洞定义当横跨公路的沟渠水面与路面高差较小，而不能满足设置涵洞的最小建筑高度要求时，为避免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物应用条件一般是配合农田水利所需而采用缺点造价高接头处易漏水容易淤塞，养护困难倒虹吸涵洞渡槽定义当横跨公路的沟渠被公路截断，又不能改移，且沟渠下足以保证行车净空高度时，在公路上空架设的横向排水构造物应用条件一般用于农田灌溉排水，很少用于排洪注意事项应满足道路对净空与美化的要求渡槽公路与公路等级有关漫水桥过水路面透水路堤与公路等级无关，与标高有关倒虹吸涵洞渡槽路基其他小型排水构造物路基地表排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水和急流槽、蒸发池、油水分离池等路基地下排水设施当地下水埋藏浅或无固定含水层时，可采用隔离层、排水垫层、暗沟、渗沟当地下水埋藏深或存在固定含水层时，可采用仰斜式排水孔、渗井、排水隧洞等1.2小型排水构造物1.2小型排水构造物1.2小型排水构造物公路排水系统（DrainageSystem）路界地表排水：路面表面排水、中央分隔带排水、超高段排水、坡面排水路面内部排水：路面边缘排水系统、排水基层、排水垫层路界地下排水：当地下水埋藏浅或无固定含水层时，可采用隔离层、排水垫层、暗沟、渗沟；当地下水埋藏深或存在固定含水层时，可采用仰斜式排水孔、渗井、排水隧洞等公路构造物、下穿道路及沿线设施排水：桥面排水、桥（涵）台和支挡结构物排水、隧道排水、下穿道路排水、沿线设施排水特殊地区及特殊路段排水：多年冻土地区、膨胀土地区、黄土地区、盐渍土地区、滑坡路段、水环境敏感路段等1.2小型排水构造物路基地表水排水设置与施工要求项目内容边沟设置要求（1）挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟（2）路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟施工要求（1）平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值（2）边沟的加固：土质地段当沟底纵坡大于3%时应采取加固措施；采用干砌片石对边沟进行铺砌时，应选用有平整面的片石，各砌缝要用小石子嵌紧；采用浆砌片石铺砌时，砌缝砂浆应饱满，沟身不漏水；若沟底采用抹面时，抹面应平整压光截水沟设置要求（1）在无弃土堆的情况下，截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离视土质而定，如系一般土质至少应离开5m，对黄土地区不应小于10m并应进行防渗加固（2）路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆脚1～5m，弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10m，弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡（3）山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少2.0m，并用挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间，修筑向沟倾斜坡度为2%的护坡道或土台，使路堤内侧地面水流入截水沟排出施工要求（1）截水沟长度超过500m时应选择适当的地点设出水口，将水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口，截水沟必须有牢靠的出水口，必要时须设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接（2）为防止水流下渗和冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固，地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段，对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口，均应采用加固措施防止渗漏和冲刷沟壁项目内容排水沟设置要求排水沟是将边沟、截水沟、取（弃）土坑和路基附近低洼处汇集的水引向路基以外，排入附近的天然沟谷、自然水道或桥涵，以形成完整的路基排水系统施工要求（1）排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线，其半径不宜小于10m，排水沟长度根据实际需要而定，通常不宜超过500m（2）排水沟沿路线布设时，应离路基尽可能远一些，距路基坡脚不宜小于3～4m。大于沟底、沟壁土的容许冲刷流速时，应采取边沟表面加固措施跌水与

急流槽设置水流通过坡度大于10%，水头高差大于1.0m的陡坡地段或特殊陡坎地段时，宜设置跌水或急流槽施工要求（1）跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构，跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定，多级台阶的各级高度可以不同，其高度与长度之比应与原地面坡度相适应（2）急流槽的纵坡不宜超过1：1.5，同时应与天然地面坡度相配合。当急流槽较长时，槽底可用几个纵坡，一般是上段较陡，向下逐渐放缓（3）当急流槽很长时，应分段砌筑，每段不宜超过10m，接头用防水材料填塞，密实无空隙（4）急流槽的砌筑应使自然水流与涵洞进、出口之间形成一个过渡段，基础应嵌入地面以下，基底要求砌筑抗滑平台并设置端护墙（5）路堤边坡急流槽的修筑，应能为水流入排水沟提供一个顺畅通道，路缘石开口及流水进入路堤边坡急流槽的过渡段应连接圆顺蒸发池设置气候干旱且路域范围排水困难地段，可利用沿线的取土坑或专门设置蒸发池汇集地表水施工要求（1）用取土坑作蒸发池时与路基坡脚间的距离不应小于5～10m。面积较大的蒸发池至路堤坡脚的距离不得小于20m，坑内水面应低于路基边缘至少0.6m（2）坑底部应做成两侧边缘向中部倾斜0.5%的横坡。取±坑出入口应与所连接的排水沟或排水通道平顺连接（3）蒸发池的容量不宜超过200～300m³，蓄水深度不应大于1.5～2.0m。池周围可用土埂围护，防止其他水流入池中（4）蒸发池的设置不应使附近地区泥沼化及影响当地环境卫生路基地下水排水设置与施工要求项目内容排水沟暗沟设置要求（1）当地下水位较高，潜水层埋藏不深时，可采用排水沟或暗沟截流地下水及降低地下水位，沟底宜埋入不透水层内（2）沟壁最下一排渗水孔（或裂缝）的底部宜高出沟底不小于0.2m（3）排水沟或暗沟设在路基旁侧时，宜沿路线方向布置，设在低洼地带或天然沟谷处时，宜顺山坡的沟谷走向布置施工要求（1）排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时，应在沟壁与含水量地层接触面的高度处，设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔（2）沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作反滤层（3）沿沟槽每隔10～15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝渗沟设置要求（1）为降低地下水位或拦截地下水，可在地面以下设置渗沟（2）渗沟有填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种，三种渗沟均应设置排水层（或管、洞）、反滤层和封闭层施工要求（1）填石渗沟在渗沟的底部和中间用较大碎石或卵石（粒径3～5cm）填筑，在碎石或卵石的两侧和上部，按一定比例分层（层厚约15cm），填较细颗粒的粒料（中砂、粗砂、砾石），作成反滤层（2）管式渗沟适用于地下水引水较长、流量较大的地区。当管式渗沟长度100～300m时，其末端宜设横向泄水管分段排除地下水（3）洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段，洞壁宜采用浆砌片石砌筑，洞顶应用盖板覆盖，盖板之间应留有空隙，使地下水流入洞内，洞式渗沟的高度要求同管式渗沟1.2小型排水构造物项目内容渗井设置要求当路基附近的地面水或浅层地下水无法排除，影响路基稳定时，可设置渗井，将地面水或地下水经渗井通过下透水层中的钻孔流入下层透水层中排除施工要求（1）渗井直径50～60cm，井内填置材料按层次在下层透水范围内填碎石或卵石，上层不透水层范围内填砂或砾石，填充料应采用筛洗过的不同粒径的材料，应层次分明，不得粗细材料混杂填塞，井壁和填充料之间应设反滤层（2）渗井离路堤坡脚不应小于10m，渗水井顶部四周（进口部除外）用粘土筑堤围护，井顶应加筑混凝土盖，严防渗井淤塞检查井设置要求为检查维修渗沟，每隔30～50m或在平面转折和坡度由陡变缓处宜设置检查井施工要求（1）检查井一般采用圆形，内径不小于1.0m，在井壁处的渗沟底应高出井底0.3～0.4m，井底铺一层厚0.1～2.0m的混凝土（2）深度大于20m的检查井，除设置检查梯外，还应设置安全设备（3）井口顶部应高出附近地面约0.3～0.5m，并设井盖1.2小型排水构造物1.2小型排水构造物截水沟溃开急流槽+边沟跌水+涵洞消力坎+消力池第二章小桥涵类型及选择2.1小桥涵的分类2.2小桥涵类型选择第二章小桥涵类型及选择按桥涵的建筑材料分按桥涵的孔数分按桥涵的使用功能分按桥涵的平纵面布置分按桥涵的施工方法分小桥类型涵洞类型按桥涵的建筑材料分木桥涵石桥涵混凝土桥涵钢筋混凝土桥涵其他材料组成的涵洞砖涵陶瓷管涵铸铁管涵波纹钢管涵石灰三合土涵按桥涵的建筑材料分木桥涵按桥涵的孔数分单孔双孔多孔按桥涵的孔数分单孔双孔多孔按桥涵的使用功能分排洪涵（桥）灌溉涵（桥）渠涵（桥）交通涵（桥）人行地道人行天桥立交桥按桥涵的平纵面布置分平面布置形式正交涵(桥)：α=90°

斜交涵(桥)：α=45°、60°、75°曲线涵(桥)：曲桥曲做、曲桥直做、曲桥折做立面布置形式平桥：i≤3%

坡桥：i>3%山区公路常用的桥(涵)形式弯桥（涵）坡桥（涵）斜桥（涵）按桥涵的平纵面布置分按桥涵的施工方法分桥涵施工现浇砌筑预制拼装涵洞施工明挖修筑顶进施工小桥类型板桥按受力特点有简支板、连续板及悬臂板之分按截面形式不同有现浇实心矩形板、肋板、预制实心、空心、半预制现浇，以及各种异形板小桥类型拱桥按建筑材料分有石拱桥、砖拱桥、混凝土拱桥按拱圈静力图式有三铰拱、两铰拱及无铰拱小桥类型刚架桥定义：是指桥跨结构（主梁）和墩台（支柱）整体固结的桥梁优点：受力条件好、外形尺寸小、桥下净空大、混凝土数量少缺点：钢筋用量大，基础造价高形式：直柱式、斜腿式涵洞类型涵洞按洞身断面结构形式分板涵拱涵管涵箱涵涵洞类型按填土高度分明涵填土高度小于50cm

低填方和挖方路段要计冲击荷载暗涵填土高度大于等于50cm填方较高路段管涵、拱涵（拱效应）涵洞类型涵洞类型涵洞类型涵洞按水力性质分无压力式涵洞入口水流深度小于洞口高度，并在洞身全长范围内水面都不触及洞顶，洞内具有自由水面的涵洞半压力式涵洞入口水流深度大于洞口高度，但在洞身全长范围内（进水口除外）都具有自由水面的涵洞压力式涵洞入口水流深度大于洞口高度，并在洞身全长范围内都充满水流且无自由水面的涵洞涵洞类型涵洞按洞身形式分缓坡涵进口不抬高式涵洞：全部洞身等高、基础平置的涵洞，常用的洞身形式进口抬高式涵洞：适应涵洞过水面的壅水曲线，将涵洞进口端一定长度范围的涵台抬高的洞身形式

涵洞类型涵洞按洞身形式分斜坡涵平置式涵洞：当河沟纵坡较陡，为适应地形，将洞身做成台阶形式，涵管分节，基础平置的涵洞，又称阶梯涵。山区公路常用斜置式涵洞：在斜坡上设置涵洞，有时也可将基础斜置，并设置齿墙嵌入地基，以抵抗滑移2.2小桥涵类型选择选型原则选型因素各类小桥涵特点及使用条件小桥与涵洞选择的综合分析单孔与多孔的选择各类涵洞选择的综合资料选型原则应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需要，按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的基本原则进行选型设计应符合因地制宜、就地取材和便于施工养护原则应适当考虑农田排灌的需要应综合考虑桥涵址的自然特征和环境条件，结合路堤高度和填料状况，考虑排洪和交通的需要选型因素道路的等级、性质和任务地形、地质、水文和水力条件工程造价筑路材料施工条件养护维修条件其他因素地震因素交通因素各类小桥涵特点及使用条件石拱桥（涵）石盖板涵钢筋混凝土板桥（涵）钢筋混凝土圆管涵钢筋混凝土箱涵倒虹吸管涵钢波纹管涵砖拱涵各类小桥涵特点及使用条件石拱桥（涵）——优点能充分利用天然石料，不需钢材，只需少量水泥，因而造价低，工程费用少施工技术简单，专用设备少，适于地方修建结构坚固，自重及超载潜力大，使用寿命长各类小桥涵特点及使用条件石拱桥（涵）——缺点拱式结构需要较大的建筑高度不能进行工厂预制装配，遭受破坏后难于修复具有施工时占用劳力较多、工期较长以及对地基要求较高各类小桥涵特点及使用条件石拱桥（涵）——使用条件适用于盛产石料的地区设计流量一般大于10m3/s填土高度在2～2.5m以上跨径等于或大于2m地基条件较好等各类小桥涵特点及使用条件钢筋混凝土板桥（涵）——优点建筑高度较小，受填土高度限制较小易于采用工厂预制，现场装配，施工简便迅速为简支结构，对地基条件要求不高遭受破坏后易于修复各类小桥涵特点及使用条件钢筋混凝土板桥（涵）——缺点需要水泥、钢筋等材料，造价较高钢筋混凝土板桥（涵）——使用条件适用于石料短缺、填土高度受限制以及公路等级较高的情况各类小桥涵特点及使用条件钢筋混凝土圆管涵——特点力学性能好，对地基的适应性较强，结构简单不需墩台，圬工数量少，施工方便适于工厂预制，便于装配运输，工期较短钢筋混凝土圆管涵——使用条件适用于孔径0.5～2.0m，设计流量在10m3/s以下各类小桥涵特点及使用条件钢筋混凝土箱涵——特点整体性能好、对地基适应性较强用钢量多、造价高、一般多用现场浇筑施工施工难度较大钢筋混凝土箱涵——使用条件适用于地基承载力较小的情况常用于高速公路人行通道各类小桥涵特点及使用条件钢波纹管涵主要特点1）结构受力合理，荷载分布均匀，并具有一定的适应变形能力2）有利于标准化设计、工厂规模化生产，易于结构工程质量控制3）施工工期短、速度快、设备简单，不受季节和环境影响；用于临时工程和抢险工程，优势明显4）后期养护工作量小，养护成本低5）有利于改善特殊地基处的不均匀沉降问题；有利于改善软土地基结构与路堤交界处的“错台”现象；有利于能解决北方寒冷冰冻地区和沿海软土地区等对涵洞混凝土结构的破坏问题各类小桥涵特点及使用条件钢波纹管涵适用条件1）相应波形必须具有足够的壁厚，确保波纹涵管结构在受负荷时最大应力低于钢结构的容许应力（或屈服应力）2）波纹涵管的防腐处理必须不低于一定的要求，以确保一定年限内波纹涵管具有足够的耐腐蚀能力；钢板壁厚应适当考虑防腐富余量3）波纹涵管能够承受标准荷载引起的变形，不至产生非线性破坏，且不影响其上结构层的功能各类小桥涵特点及使用条件钢波纹管涵适应地区1）不良岩土地基的涵洞，包括多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等2）人力资源缺乏或高危险、高原缺氧等的地区工程3）砂石资源缺乏地区，水泥、钢材等运距较远的边远地区4）为加快施工进度、达到快速通车目的的应急抢救、救灾等工程小桥与涵洞选择的综合分析小桥与涵洞技术经济比较水文方面：设计水位、过水能力、流速等结构方面：荷载作用、地形地质、基地应力施工方面：施工机具、施工工艺、施工配合养护方面：小桥养护工作量较涵洞大小桥与涵洞选择的综合分析小桥与涵洞选用条件涵洞选用条件小桥选用条件单孔与多孔的选择一般情况下，宜采用单孔多孔小桥涵通常是在建筑高度受限制或因修建单孔跨径过大而不经济且河床中有良好的修建桥（涵）墩的地基条件时采用各类涵洞选择的综合参考资料各类涵洞适用跨径各类涵洞选择的综合参考资料考虑材料不同的选型各类涵洞选择的综合参考资料考虑结构不同的选型各类涵洞选择的综合参考资料考虑水力性质不同的选型第三章小桥涵勘测3.1小桥涵勘测概述3.2小桥涵位置选择3.3小桥涵测量3.4小桥涵水文勘测

3.5小桥涵工程地质调查3.6小桥涵综合调查及记录3.1小桥涵勘测概述目的、内容及要求勘测准备目的、内容及要求目的收集和整理出小桥涵设计所需的水文、水力、地形、地质、环境以及其他资料和数据内容及要求确定涵洞的位置、交角、结构类型、孔径、涵底高程、地基土壤类别、基础形式、洞口布置及附属工程等勘测准备仪具准备资料收集地形图水文资料气象资料地质资料其他资料用途仪器与工具地形测量GPS、全站仪、经纬仪、水准仪、花杆、皮尺、手水准水文测量流速仪、浮标、测绳、测杆等地质调查罗盘仪、地质锤、取样盒、锹、镐、小型取样钻机仪器与工具3.2小桥涵位置选择择位原则小桥涵设置地点小桥涵具体定位择位原则小桥涵位置应服从路线走向小桥涵址应布设在地质良好、河床稳定的河段小桥涵址应选择在水文、水力条件较好的河段位置选择要综合考虑各种因素并进行经济技术比较，使桥涵工程量（包括桥涵主体及附属工程）最小，以减少工程造价和养护费用涵洞位置和方向的布设宜与水流方向一致涵洞的设置应综合考虑施工、养护、维修的要求，降低建设和养护费用。沿线涵洞布设密度应根据地形、地貌、水文及农田排灌等自然条件确定小桥涵设置地点跨沟桥(涵)——天然河沟与路线相交处跨渠桥(涵)——农田灌溉渠与路线相交处边沟桥(涵)——路基边沟排水渠出口处交叉桥(涵)——路线交叉处水流出口处特殊桥(涵)——其他设涵情况较长的低洼地带和泥沼地带天然积水洼地靠近村镇配合路基病害整治设涵小桥涵设置地点跨沟桥(涵)小桥涵设置地点跨渠桥(涵)小桥涵设置地点边沟桥(涵)小桥涵设置地点交叉桥(涵)小桥涵设置地点其他桥(涵)小桥涵具体定位小桥位置的确定小桥定位主要是确定小桥的中心里程桩号及桥轴线方向，以及跨河时路中线位置桥轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。如不能正交，应使墩台轴线与流水方向平行，设斜桥小桥涵具体定位小桥位置的确定桥位最好选在河道顺直、水流平缓段，当路线遇河湾时，最好把桥位选在河湾上游。小桥涵具体定位小桥位置的确定桥位最好选择在河床地质良好、地基承载力较大的河段，尽量避免在岩溶、滑坡、泥沼、盐渍土及其他地质不良地段通过桥位宜选择在河流狭窄、河滩较窄较高、岔流少的河段跨河，以缩短桥长，减少工程数量小桥涵具体定位小桥位置的确定沿溪线跨越支沟时，桥位应尽量选在受大河壅水倒灌影响范围以外小桥涵具体定位小桥位置的确定桥位选择应尽量使两岸桥头土石方较少，利于路线衔接，并避免两岸不良地质地段沿溪线路线与桥位布置要密切配合。在可能条件下应利用河湾、“S”形河段以及适当的斜交的办法跨河，以创造较好的线形条件小桥涵具体定位涵洞位置的确定涵洞定位通常是沿着已确定路线方向前后移动，以选择一个合理而又经济的位置小桥涵具体定位涵洞位置的确定平原区涵位

1)沟心设涵：正交并使进水口对准上游沟心2)适当改沟：裁弯取直、改移河沟3)注意设农田灌溉涵洞4)注意在低洼地带设涵小桥涵具体定位涵洞位置的确定山岭及丘陵区涵位1)顺沟设涵：尽量符合水流方向，不强求正交2)改沟设涵：河沟宽浅、河沟平缓、流速较小

小桥涵具体定位涵洞位置的确定山岭及丘陵区涵位3)路基排水涵：凹竖曲线处、陡缓坡变坡处陡坡急弯处、截水沟出口处

小桥涵具体定位涵洞位置的确定山岭及丘陵区涵位4)岸坡设涵：缩短涵长5)改沟合并：相邻较近、汇水面积小、纵坡小

流速小、含沙量少小桥涵具体定位涵洞位置的确定山岭及丘陵区涵位6)山脊线以排水沟代替涵洞7)河湾处设涵：应设在水流集中的一侧8)应尽量避免布置在可能错动的断层、

崩塌、滑坡及岩溶发育等不良地质路段小桥涵具体定位涵洞位置的确定特殊条件下涵洞位置的确定1斜交涵洞定位2水库地区涵洞定位3泥石流地区涵洞定位4灌溉建筑物的涵洞定位5通航和交通涵洞定位6一涵多用时的定位3.3小桥涵测量

内容及目的桥涵位中桩敷设桥涵址断面测量桥涵址地形测量3.3小桥涵测量

小桥定位定桥梁中心里程桩号（或桥轴两岸控制桩里程）定斜交角度定跨河时路中线位置涵洞定位定中心里程桩号定斜交角度概念斜交角度斜度内容及目的内容桥涵位中桩敷设桥涵址断面测量桥涵位地形测量目的通过测量实地确定桥涵位，核对桥涵位是否恰当，布设是否合理，并敷设桥涵位中心桩与路线测量密切配合，及时提供路线设计所必需的资料，如控制高程、线形要求等通过测量为桥涵内业设计提供断面、地面高程及设计所需的其他有关资料桥涵位中桩敷设实地确定桥涵位时中桩敷设直线上的桥涵位：花杆穿线、全站仪穿线桥涵位中桩敷设实地确定桥涵位时中桩敷设曲线上的桥涵位：切线支距法、偏角法桥涵址断面测量测量要求小桥：沿路线方向测河床横断面(上、中、下游)涵洞：沿水流方向测河沟纵断面测量方法小桥：高差法（相对、绝对）涵洞：抬杆法（经纬仪法）记录方法小桥：桩号/高程或高差涵洞：高差/平距桥涵址断面测量测量要求小桥：沿路线方向测河床横断面(上、中、下游)桥涵址断面测量测量要求涵洞：沿水流方向测河沟纵断面桥涵址断面测量测量方法小桥：高差法（相对、绝对）桥涵址断面测量测量方法涵洞：抬杆法（经纬仪法）桥涵址断面测量记录方法小桥：桩号/高程或高差编号里程高程里程编号高程1K3+100253.647+137.00239.492+106.92248.958+142.52240.273+110.13246.179+146.20242.964+114.52244.3010+147.40245.005+116.59239.6311+154.18250.106+120.90239.78桥涵址断面测量记录方法涵洞：高差/平距桥涵址地形测量

3.4小桥涵水文勘测任务及内容小桥涵水文调查小汇水流域水文资料收集与参数的确定任务及内容水文勘测任务水文勘测是指对桥涵位所在河沟的水文参数进行测量、调查和资料收集工作任务是为推算桥涵设计流量和确定孔径提供有关的水文、地形、土壤、植被、气象以及农田水利等方面的资料主要内容汇水区大小、沟槽情况、水流情况、河床纵坡地表植被覆盖及土壤情况、洪水情况小桥涵水文调查洪水调查调查河段选择调查方法：访问调查、洪痕调查、查阅历史文献、水文资料的调查水文资料的审查：可靠性、代表性、独立性、一致性河道及既有涉河工程调查河道调查的主要内容既有涉河工程调查的主要内容小汇水流域水文资料收集与参数的确定径流形成法资料收集汇水区面积A主河沟平均纵坡Iz汇水区平均宽度B及横向平均坡度Ih土壤类属调查形态调查法资料收集调查历史洪水及相应频率形态断面测量及设置洪水比降测量小汇水流域水文资料收集与参数的确定径流形成法资料收集汇水区面积A1)利用地形图求算2)实测：交汇法、绕行法、辐射法3)实测与估算相结合的方法小汇水流域水文资料收集与参数的确定径流形成法资料收集主河沟平均纵坡Iz1)有地形图：作纵断面图，等面积切割2)无地形图：河沟形成处与桥涵处高差除以平距3.5小桥涵工程地质调查目的、内容及要求勘探方法目的、内容及要求目的了解桥涵地基的承载能力、地质构造和地下水情况及其对桥涵构造物稳定性的影响为桥涵位确定和基础设计提供资料，以保证桥涵构造物的稳定主要内容地基土壤名称、颜色、所含成分、密实程度、含水量与可塑状态地下水情况岩层走向、倾角、风化程度以及桥涵位处的地质构造，对小桥涵有影响的地质现象等目的、内容及要求一般要求勘察重点：底层岩性、地质构造、地基覆盖层厚度及承载力、基岩埋深、风化程度等调查与测绘：地质纵断面图勘探：轴线上勘探点不少于1个测试：结合勘探进行原位测试资料要求：地质调查表、勘探点柱状图勘探方法小桥涵工程地质勘探，以调查为主，挖(钻)探为辅工程地质调查一般采用目测和访问相结合的方法适用于工程规模较小，地质条件比较简单适用于一般公路挖（钻）探适用于工程规模较大，地质条件比较复杂适用于高等级公路地形和地质条件较简单的小桥涵，原则上只设置1个勘探点地形条件复杂、跨径较大的小桥涵或较长的涵洞，勘探点不小于2个（桥涵中心桩处和出口处）勘探方法挖（钻）探小桥涵工程地质纵断面图3.6改河工程勘察

改河工程勘察是指山区公路工程设计中需要局部、小范围、小规模调整现有河道、冲沟、渠系的专门工程地质勘察。

一般是在不改变河道、冲沟、渠系过水功能,不改变当地水环境和地质环境的原则下布置两阶段勘察。

初步勘察阶段以基本查明改修地段的地质、水文地质条件,施工的条件和风险为主;详细勘察阶段则在评价地质环境适宜性的基础上,分段评价地基地质条件、防渗条件和河道、冲沟岸坡、渠道边坡稳定性等。改河工程初步勘察勘察范围勘察精度及工作量技术要求及评价内容主要成果3.6改河工程勘察改河工程详细勘察勘察范围勘察精度及工作量技术要求及评价内容主要成果3.7涵址、地下通道、人行天桥勘察

涵是下穿路基等的过水工程,除评价过水条件,勘察地形、地质、水文、水力条件外,应注重收集、利用相邻路段的勘察成果和资料。

地下通道与涵有类似的结构特征,但须充分考虑人畜通行安全。

人行天桥跨主干道等,墩、台地基地质条件为评价重点。

涵址、地下通道、人行天桥的勘察成果内容有限,可采用评价表,但各项工程应绘制布设地段的工程地质纵横断面,为设计提供依据和参数。涵址勘察勘察范围勘察精度及工作量技术要求及评价内容主要成果3.7涵址、地下通道、人行天桥勘察地下通道勘察勘察范围勘察精度及工作量技术要求及评价内容主要成果3.7涵址、地下通道、人行天桥勘察人行天桥勘察勘察范围勘察精度及工作量技术要求及评价内容主要成果3.8小桥涵综合调查及记录建筑材料调查原有桥涵调查其他调查小桥涵调查记录建筑材料调查目的：为了经济合理地选择桥涵的结构类型原则：就地取材，因地制宜方法：采取调查与实地勘查相结合内容：工程材料的产地、蕴藏量、质量、规格、运距、运输条件成果：沿线筑路材料料场表、材料供应布置图原有桥涵调查原有桥涵的结构型式、洞口式样、加固类型及各部分主要尺寸修建年月及使用情况，包括损毁及修复情况桥涵孔径及长度，与路线的相对位置，并判断可利用的部分及承载能力调查洪水时桥涵前的水头高度和下游河沟的天然水深，并判断相应的洪水频率当原有构造物与新建桥涵距离较远时，则应勘测二者之汇水面积、主河沟长度以及地形地、地质等的差别情况其他调查灌溉渠道调查当桥涵下兼作行人、牲畜、大车、汽车或船的通道时，则需调查有关跨径、净空及位置的要求桥涵濒临大河时，应对大河倒灌、大河每年及25年或50年一遇的洪水位高程进行调查调查山洪暴发时有无泥沙、石块、柴草、竹木等沿河沟冲下，并查明其数量、尺寸及产生原因小桥涵附近如有水文站、气象站等，应视需要收集有关气温、雨量、风力、冰冻及地震资料小桥涵调查记录勘测记录须知记录格式第四章小桥涵水文计算4.1小流域水文计算概要4.2暴雨推理法4.3迳流形成法4.4形态调查法4.5直接类比法4.6特殊情况水文计算及各方法比较、核对4.1小流域水文计算概要小流域水文特征有关水文的基本术语水文计算方法小流域水文特征洪水暴涨暴落，破坏性较大缺乏水文观测资料流量小，洪水历时短暂暴雨是形成洪峰流量的根本原因有关水文的基本术语径流：指陆地上的降水汇流到河流等水流的通称水位：指自由水面相对于某一基面的高程流速：指水的质点在单位时间内沿流程移动距离流量：单位时间内通过某一过水断面的水体体积暴雨：指降雨强度和降雨量均相当大的雨洪水：流量大、水位高且具有一定灾害性的大水流域面积：分水线与河口断面间包围的平面面积降雨强度：指单位时间的降雨量雨量：一定时段从大气降落到地面的液态降水量设计流量：指与设计洪水频率相应的流量水文计算方法根据流量观测资料推算设计流量分析整理观测的水文资料，绘制经验频率曲线计算水文参数用适线法选定水文参数，作理论频率曲线和经验频率曲线，相比较后，反复调整参数值，直至两曲线吻合为止根据理论频率曲线求算设计流量无观测资料推算设计流量根据调查历史洪水位推算设计流量根据暴雨成因的原理推算设计流量4.2暴雨推理法原理及步骤计算公式原理及步骤原理运用成因分析与经验推断相结合的方法，从实测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，从而间接地推求设计流量是一种半理论半经验的计算方法原理及步骤步骤根据桥涵位置所处不同地区查雨力等值曲线，确定频率为P的雨力SP确定汇水区几何参数：汇水面积F（km2），主河沟长度L(km)，主河沟平均坡度Iz(‰)计算损失参数μ和汇流时间τ按公式计算设计流量Qp计算公式交通部公路科研院推荐公式经验公式算例4.3径流形成法径流的形成影响径流流量的因素径流形成法计算公式算例径流的形成径流形成法原理迳流形成法是从分析汇水形成和影响地面迳流的因素（如暴雨强度、汇水面积、土壤类型、地形等）着手，建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量降雨过程流域蓄渗坡面漫流河槽集流消退地面径流净雨在流域内形成的地表水流降雨净雨损失径流的形成影响径流流量的因素暴雨特征暴雨是产生最大流量的直接原因因素有：降雨强度、历时、范围以及均匀性降雨历时大于汇流时间，降雨面积大于汇水面积汇水区特征汇水面积的大小及形状汇水地表情况汇水区地形其他因素：水库、湖泊等径流形成法计算公式径流成因简化公式公路科学研究院汇水面积F较小径流流量经验公式汇水面积F＜10km2当有降雨资料时汇水面积F＜3km2

形态调查法原理及步骤形态调查法计算公式算例原理及步骤原理通过建立形态断面，进行洪水调查，确定比较可靠的某一历史洪水位及其相应的频率，同时确定历史洪水在形态断面上的过水面积ω，相对应的洪水比降i等资料，据以确定流速v，推算形态断面的历史洪峰流量Qn，进而求得规定频率P时的设计流量Qp。步骤选择形态断面，并进行形态和洪水调查推算历史洪水在形态断面处的流量Qn进行频率换算桥（涵）址换算形态调查法计算公式形态断面处的洪峰流量Qx同一流速：不同流速：形态断面处流速的确定用均匀流公式计算按沉积物粒径或土的类属特征估算按河湾两侧洪水高差估算形态调查法计算公式频率计算按流量模比系数换算按多年平均流量推算按周期换算系数推算形态调查法计算公式桥（涵）址换算如桥（涵）址处为所选形态断面，或两者相距很近，估算流量相差在±10%左右，可不进行换算如超过此范围，换算式为当桥涵处距形态断面很近，且两处地形无明显差别，而汇水面积A≤30km2当无汇水面积资料，只有主河沟长度时4.5直接类比法原理、步骤及运用条件直接类比法计算公式算例原理、步骤及运用条件原理此法是当公路路线所跨越同河沟上、下游附近存在原有小桥涵时，可通过对原有桥涵的泄流等情况调查，然后经过计算，推求出原有小桥涵在历史洪水情况下的通过洪峰流量，并换算为原有桥涵处的天然流量，进而推算出原有桥涵处拟建小桥涵规定频率P的洪峰流量原理、步骤及运用条件步骤对原有桥涵的孔径尺寸及情况进行调查推算历史洪水在原有桥涵下的流量折算为原有桥涵处的天然流量Qt进行频率周期换算，方法同形态调查法桥（涵）址换算，方法同形态调查法原理、步骤及运用条件运用条件能调查到可靠的桥涵前洪水积水高度及相应的洪水频率桥涵对水流压缩较大或较大洪水时，在桥涵处产生临界水流桥涵下无淤积物或冲刷坑无大河倒灌，无大、漂流物无泥石流现象洪水不漫出河槽原桥与新桥在同一水系直接类比法计算公式通过原有桥涵洪峰流量的计算小桥计算涵洞计算原有桥涵处天然河床流量的折算4.6特殊情况水文计算及各方法比较、核对特殊情况水文计算桥涵合并的流量计算泥石流流量计算岩溶地区流量计算水泡、沼泽地区流量计算各流量计算方法比较及核对方法比较核对及验证第五章

小桥涵水力计算5.1小桥涵水力计算概要5.2小桥水力计算5.3涵洞水力计算5.4确定小桥涵孔径经验方法5.1小桥涵水力计算概要任务及内容小桥涵水力计算的特点小桥涵孔径计算的一般要求小桥涵孔径与水毁小桥涵水流状态分析任务及内容任务小桥涵水力计算主要是解决小桥涵孔径尺寸问题孔径的概念：指桥涵下过水净空的大小孔径的表示：1)桥梁孔径用孔数和单孔跨径表示1-13m2)涵洞孔径用孔数、单孔跨径和涵台高度表示1-250×200cm2（孔数-标准跨径×涵台高度）3)圆管涵则用涵管的孔数和内径表示1-150cm任务及内容任务孔径计算的任务是：在足以宣泄设计洪水流量并保证桥涵前壅水不致过高、桥涵下流速不致冲刷河床或结构物的条件下，通过水力计算确定合理经济的桥涵孔径尺寸任务及内容内容确定小桥涵孔径和孔数确定河床加固的类型和尺寸计算并确定可以接受的壅水高度确定小桥桥面最低或小桥涵顶上的最低路堤高程确定桥（涵）跨布孔方案小桥涵水力计算的特点小桥孔径计算的特点跨径与台高之间无一定比例关系，孔径计算主要是解决跨径长度问题桥身断面的过水阻力小（桥台宽度较小），沿程阻力忽略不计一般不加固河床要求桥下有一定的净空高度涵洞孔径计算的特点跨径与台高之间有一定比例关系，其经济比例通常为1：1～1：1.5，孔径计算要解决跨径及台高两个关系考虑洞身过水阻力的影响，因为过水孔道长而小通常人工加固河床，提高允许流速洞身水流可充满洞身并可触及洞顶小桥涵水力计算的特点小桥和涵洞孔径计算的比较共同点小桥和涵洞都应控制桥下、涵内的流速小桥和涵洞都需控制桥涵前的壅水高度不相同点孔径计算任务不相同孔径的控制条件不相同计算参数的选择不相同计算理论和计算公式不相同小桥涵孔径计算的一般要求小桥涵孔径必需保证设计洪水、流水和漂流物等安全通过；必需满足交通、农田灌溉、排涝和排碱等的合理需要；同时要考虑桥涵前积水影响路堤的稳定和农田村舍的受淹影响，防止出口水流冲刷耕地，便利施工和养护等方面的因素，通过全面分析，从而选定孔径小桥涵孔径不应单凭流量计算资料确定，其他如流域水文特征、沟槽形态、地质特点、冲淤情况、人类活动等对桥涵孔径大小都会产生影响，在确定孔径时，应充分给予考虑小桥涵孔径应采用标准跨径，并应大于规定的最小孔径要求小桥宜设计为非自由出流状态，涵洞应设计为无压力式。桥下净空、涵内净空应符合规定，涵前水深应小于或等于涵洞净高的1.15倍有压涵洞水压力较大，沉陷缝处容易漏水，危及基础和路堤，仅在特殊情况下采用涵洞可设计成单孔或双孔，不宜采用多孔小桥涵孔径样式，在同一区段内应力求简化，以便于施工及养护维修小桥涵孔径与水毁公路桥涵水毁的成因分析基础埋置深度不够涵洞压缩水流过大桥涵布置数量少，排水系统不完善进口紧接较陡山坡，洪水急流顶冲资金投入不足，质量标准不高小桥涵水毁的防治注意小桥涵设计的合理性平原区注意进出口水流的纵向顺畅衔接山区注意选择好出口河床加固措施注意改善水流条件，设置上游效能减速设施小桥涵孔径与水毁泥石流堵塞涵洞修建高速公路时建设的涵洞，交通涵兼排水涵涵洞地势低，连接下游的排水沟太小，再加上淤泥堵塞才导致涵洞常年积水小桥涵水流状态分析小桥涵水流状态临界流缓流急流临界流及其水力参数临界水深临界流速临界坡度5.2小桥水力计算小桥水力计算图式方法步骤表解法求算孔径小桥水力计算图式自由出流概念：当下游水深小于或等于临界水深的1.3倍，桥下为临界水流状态，则为自由出流判别条件：ht≤1.3hLj非自由出流概念：当下游水深大于临界水深的1.3倍，由于下游水位的顶托作用，桥下水深即为天然水深，则为非自由出流判别条件：ht＞1.3hLj方法步骤判定桥下水力图式确定天然水深1)试算法：假定不同水位下的天然水深，求得流量，与已知的设计流量相差不超过10%，则为之2)公式法：将河床断面规则化方法步骤判定桥下水力图式确定桥下临界水深

桥下平均临界水深

对于矩形及宽的梯形桥孔断面

对于狭长和深的梯形桥孔断面方法步骤判定桥下水力图式判定水力图式当ht≤1.3hLj时，为自由出流当ht＞1.3hLj时，为非自由出流自由出流非自由出流方法步骤确定桥梁跨径长度自由出流单孔桥：多孔桥：对于矩形及宽的梯形桥孔断面对于狭长和深的梯形桥孔断面方法步骤确定桥梁跨径长度非自由出流对于矩形及宽的梯形桥孔断面对于狭长和深的梯形桥孔断面a)自由出流；b)淹没出流

方法步骤计算桥面水深H自由出流非自由出流方法步骤确定桥头路堤及桥面最低高程路堤最低高程=河床最低高程+H+Δ

（m）桥面最低高程=河床最低高程+H+Δ1+K（m）5.3涵洞水力计算涵洞水力图式孔径计算倒虹吸涵洞孔径计算涵洞水力图式无压力式对于普通型进水口对于流线型进水口半压力式对于普通型进水口对于流线型进水口，一般不出现半压力式压力式对于普通型进水口，一般不出现有压力式对于流线型进水口孔径计算初拟洞内净高hd计算壅水高度H，估算公式5-56由简化公式计算出跨径B，取整到L0检查L0、hd是否满足经济断面要求若基本符合比例，则计算结束不符合要求，调整hd，再计算，直到合格为止孔径计算压力式涵洞洞身应采用砼或钢筋砼结构一般只限于单孔涵洞上、下游进出口应加固洞身接头不漏水、渗水路堤及涵洞基底应验算稳定性5.4确定小桥孔径经验方法估算法对于有明显河槽、河岸稳定、无冲刷现象并可调查到洪水位的河沟，可按以下三种情况估定孔径1)洪水不溢槽，水深小于0.5m的，以水面宽度一半来估定2)洪水不溢槽，水深超过0.5m的，以水面宽度与沟底宽度之和的一半来估算确定3)洪水不溢槽，采用沟顶的宽度，在考虑溢槽水深和泛滥宽度，酌情加大孔径5.4确定小桥孔径经验方法估算法对于冲刷痕迹显著的河床，最好在上下游选择比较稳定的河段，参照以上方法估定对于河槽明显、河岸稳定，但调查不到洪水位时，可用河沟顶宽和底宽之和的一半来估算确定无明显河槽时，应估计过水面积，估算流量，拟定孔径如能调查到历史洪水位，则可根据拟定采用洪水位的水面宽度和水深确定5.4确定小桥孔径经验方法不考虑水文条件的情况地区地形复杂、工程艰巨地段，为了避免高填深挖而设计的旱桥（涵），以及山区狭窄的干谷和瀑布型的深沟，可直接根据地形结合路线要求、基础条件以及经济原则确定孔径人工排灌渠道上的桥涵，应根据灌溉流量和当地水力部门及有关单位意见确定去孔径桥涵下兼作其他通道时，应按相应的净空要求定考虑养护方便按最小孔径设涵第六章小桥涵构造6.1常见小桥的组成6.2涵洞的组成6.3涵洞洞身构造6.4涵洞洞口形式及构造6.5涵洞进出口加固及防护6.1常见小桥的组成钢筋混凝土简支板桥拱桥刚架桥钢筋混凝土简支板桥整体式板桥跨径小于8m纵横向均需配筋装配式板桥矩形实心板桥空心板桥装配式板桥的横向联结拱桥组成上部结构：主拱圈和拱上建筑下部结构：桥墩、桥台和基础刚架桥组成桥跨结构(主梁)墩台(支柱)特点梁主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力受力状态介于梁桥和拱桥之间同样的跨径在相同荷载作用下，刚架桥的正弯矩比梁式桥要小刚架桥的建筑高度就可以降低刚架桥施工比较困难6.2涵洞的组成组成洞身洞口洞身组成承重构造物（盖板或拱圈）、涵台、基础、铺底、沉降缝、防水层等组成作用保证水流通过承受荷载压力和填土压力并将其传递给地基要求结构坚固稳定：材料要选好通过设计流量：孔径要适中洞口组成进水口、出水口，沟床加固三部分组成作用使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷要求连接洞身、路基、河道：洞口类型选择要合理保护路基，防治水冲刷：沟床加固措施要适当6.3涵洞洞身构造圆管涵(pipeculvert)盖板涵(slapculvert)拱涵(archculvert)箱涵(boxculvert)圆管涵圆管涵组成主体：管身、基础附属：接缝、防水层圆管涵管身圆管涵管身通常由钢筋混凝土构成多采用预制安装，预制长度通常有0.5m和1.0m圆管涵管身直径d0<50cm，可不加钢筋而用素砼直径d0=50cm，采用单层钢筋直径d0=75～200cm，采用双层钢筋圆管涵管身壁厚随管径大小和填土高度而变化刚性管节：无铰时柔性管节：有铰时孔径d05075100125150200壁厚δ6810121415圆管涵基础混凝土和浆砌片石基础

一般用于土质较软弱的地基上，基础厚度20cm圆管涵基础垫层基础

用于砂砾、卵石、碎石及密实均匀的黏土地基上，厚度一般为15cm；在干燥地区的黏土、亚黏土、轻亚粘土及细砂地基，厚度为30cm圆管涵基础砼平整层

用于岩石地基上，不做基础，仅在圆管下铺一层垫层混凝土，最小厚度5cm圆管涵接口构造及防水层接口形式：平接、套接、企口接适用于管涵的一般均为平接套接有套管和套环两种，套管适用于小口径管，套环适用于较大口径企口一般少采用圆管涵圆管涵接口构造及防水层平接口接缝形式：刚性、柔性、半刚性刚性接适用于：①要求管基落在原状土上，土基比较密实，沿管身方向地基土质比较均匀。②设有刚性管座的接口柔性接适用于：①处于填方上的管涵；②地基不均匀或地基经过处理管身有不均匀沉陷时；③非刚性基础，如用砂或石灰土做的弧形土基半刚性接适用于：①地基较弱的情况；②地基不均匀或地基经过处理管身有不均匀沉陷圆管涵刚性接缝半刚性接缝柔性接缝圆管涵接口构造及防水层企口接缝形式：刚性、柔性、半刚性圆管涵接口构造及防水层防水层：一般采用塑性粘土，厚为15～20cm盖板涵盖板涵组成主体：盖板、涵台、基础、洞身铺底附属：伸缩缝、防水层盖板涵盖板盖板涵盖板盖板是涵洞的承重结构部分有石盖板和钢筋砼盖板石盖板：①当跨径较小，洞顶具有一定填土高度时，可采用；

②跨径L0≤2m,板厚d=15～40cm，并随洞顶填土高度及跨径而变；

③石料必须是不易风化的、无裂缝的优质石板，石料强度等级MU40号以上。钢筋砼盖板：①当跨径较大，L0＞200cm，或在无石料地区采用；

②板厚d=25～30cm。盖板涵涵台、基础及洞身铺底一般用浆砌（或干砌）块石、片石构成砂浆强度等级为M50基础厚度一般60cm，铺底厚度一般30cm盖板涵沉降缝及防水层沉降缝设置目的：防止地基不均匀沉降盖板涵沉降缝及防水层沉降缝设置要求：1)涵洞与急流槽、端墙、翼墙等结构分段处设置。盖板涵沉降缝及防水层2)沉降缝沿洞身一般每隔3～6m设置一道，具体位置需结合地基土质变化情况及路堤高度而定。3)凡地基土质发生变化、基础埋置深度不同或基础对地基的压力发生较大变化处以及基础填挖交界处，均应设置沉降缝。4)凡采用填石抬高基础的涵洞，都应设置沉降缝，其间距不宜大于3m。5)置于均匀岩石地基上的涵洞可不设置沉降缝。6)斜交斜做涵沉降缝应与路中线平行，斜交正做涵沉降缝应与涵洞中心线垂直。盖板涵沉降缝及防水层沉降缝填充盖板涵沉降缝及防水层沉降缝填充1)基础襟边以下，填嵌沥青木板或沥青砂板，也可用黏土填入捣实，并在流水面边缘用水泥砂浆填塞，深约5cm。2)基础襟边以下，接缝处外侧以热沥青浸制麻筋填塞，深约5cm，内侧以水泥砂浆填塞，深约15cm。3)基础襟边以上，应顺沉降缝周围设置黏土保护层，厚度约20cm。盖板涵沉降缝及防水层防水层1)各式钢筋砼涵洞，在基础面以上，凡被土掩埋部分的表面，均涂以两层热沥青2)混凝土及石砌涵洞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防水砂浆或防水混凝土4)石盖板涵板顶可用草筋胶泥糊顶防水层，并将表面做成拱形，以利排水拱涵拱涵组成主体：拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底附属：沉降缝、防水层、排水设施拱涵拱圈拱圈是拱涵的承重结构拱涵拱圈材料：石料、砼、砖等，常用等截圆弧拱矢跨比：常用1/2、1/3、1/4，一般不小于1/4坦圆拱：矢跨比小于1/6，建筑高度受限时用拱圈厚度：d=25～35cm拱涵涵台（墩）支撑拱圈并传递荷载至地基的圬工构造物涵台基础视地基土壤情况，分别采用整体式或分离式。整体式基础用于卵形拱及小跨径涵洞或松软地基上的涵洞；分离式基础用于较大跨径涵洞。拱涵护拱作用：用于保护拱圈材料：白灰砂浆或水泥砂浆砌片石构成高度：一般为矢高之半拱涵拱上侧墙、铺底多用水泥砂浆砌片石构成拱涵排水设施及沉降缝排水设施设于拱背及台背，作用主要是排除路基渗水，使拱圈免受水的侵蚀，确保路基稳定沉降缝设置方法同盖板涵拱涵排水设施及沉降缝沉降缝设置方法同盖板涵箱涵箱涵箱涵特点整体闭合式钢筋混凝土框架结构具有良好的整体性和抗震性施工较复杂且造价高适用仅在较软地基上采用一般在高等级公路上采用箱涵组成主体：涵身、翼墙、基础附属：变形缝箱涵涵身洞身根据需要做成长方形断面或正方形断面箱涵壁厚一般为δ=22～35cm箱涵内壁面四个角处往往做成450的斜面箱涵翼墙在涵身洞口侧的两端，与洞身联成整体钢筋混凝土薄壁结构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，可不用翼墙箱涵基础一般为双层结构上层为混凝土结构，厚度10cm下层为砂砾石垫层，厚度40～70cm箱涵变形缝设于洞身中部连同基础变形缝一道设计6.4涵洞洞口形式及构造组成：进水口和出水口作用：连接、保护常用类型八字式、端墙式、跌水井扭坡式、平头式、走廊式、流线型常用涵洞洞口八字式洞口特点：重力式结构，构造简单，建筑结构较美观，施工简单，造价较低适用条件：常用于河沟平坦顺直、无明显河槽，且沟底与涵底高差变化不大的情况常用涵洞洞口潜入式八字墙为缩短翼墙长度，减少墙身数量并使涵洞与沟槽顺接，将翼墙末端做成矮墙的八字墙常用涵洞洞口直墙式洞口八字墙墙身与公路中线垂直的洞口形式适用于涵洞跨径与河沟宽度基本一致，无需集纳和扩散水流仅为疏通两侧农田灌溉时的情况常用涵洞洞口八字式洞口参数涵洞斜度f：涵轴线与路中线的法线方向的夹角水流扩散角θ：沿涵轴线方向翼墙向外侧的张角，由经验知，多采用30°，且左右对称翼墙斜度β：八字墙墙身与路中线法线方向的夹角常用涵洞洞口正八字墙洞口：f=0斜八字墙洞口：f≠0直墙式洞口：f=0，θ=β=0常用涵洞洞口正八字墙洞口路中线与涵轴线相互垂直涵洞长度短，造价低，施工方便常用涵洞洞口斜八字墙洞口斜交斜做：洞口帽石方向与路中线方向平行。斜交正做：洞口帽石方向与涵轴线方向垂直。常用涵洞洞口斜交斜做八字墙洞口正翼墙是向涵轴线外侧方向倾斜β1

角的翼墙反翼墙是向涵轴线内侧方向倾斜β2

角的翼墙正翼墙：β1

≤60°经济反翼墙：β2＝0°经济常用涵洞洞口斜交正做八字墙洞口大翼墙是涵轴线与路中线相交为锐角侧的翼墙小翼墙是涵轴线与路中线相交为钝角侧的翼墙大翼墙：β1

愈小愈经济小翼墙：β2

=0°时最为经济常用涵洞洞口斜交正做八字墙洞口端墙和帽石可做成台阶式或斜坡式两种常用涵洞洞口端墙式洞口端墙：在涵台两端修一垂直于台身并与台身同高的矮墙（又称一字墙式）类型：端墙+锥坡、端墙+排水沟、端墙+挡土墙a)、b)锥坡式c)边沟式d)边沟小锥坡式e)挡墙式常用涵洞洞口锥坡式洞口（端墙+锥坡）适用条件：与八字墙类似水力性能、稳定性、经济性、灵活性比八字式好多用于宽浅河沟或孔径压缩较大的情况更适用于涵台较高的涵洞常用涵洞洞口斜锥坡式洞口一般多采用斜交正做形式外观上不对称、不美观，尽量减小斜交角度常用涵洞洞口跌水井洞口形式①边沟跌水井洞口——适用于内侧有挖方边沟涵洞的洞口

②一字墙跌水井洞口——适用于一般陡坡沟槽跌水陡坡河沟水常用涵洞洞口跌水井洞口使用条件①天然河沟纵坡大于50%②路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求③涵洞进口开挖大，以及天然沟槽与涵洞进水口涵底的高差较大常用涵洞洞口扭坡式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设于洞口与渠道之间，即构成扭坡式洞口常用涵洞洞口平头式洞口平头式洞口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，仅适用于大批预制。常用涵洞洞口走廊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。常用涵洞洞口流线型洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口特殊的涵洞洞口倒虹吸洞口波纹管涵洞口斜交洞口护坡一字式洞口带圆形聚水池洞口上挡墙接跌水井洞口带沉淀池的八字式洞口涵洞洞口综合比较洞口形式适用性优缺点八字式平坦顺直、纵断面高差不大的河沟。配合路堤边坡设置，广泛用于需收纳、扩散水流处水力性能较好，施工简单，工程量较小，应用广泛直墙式涵洞跨径与沟宽基本一致，无需集纳与扩散水流的河沟、人工渠道水力性能良好，工程量少。在山区能配合集流槽、消力池使用，应用不广泛端墙式平原地区流速很小，流量不大的河沟、水渠构造简单，造价低，但水力性能较差锥坡式宽浅河沟上，对水流压缩较大的涵洞，常与较高、较大的涵洞配合水力性能较好，能增强高路堤洞口、洞身的稳定性，但工程量较大，应用广泛跌水井式沟槽纵坡较大，涵洞进口为挖方，以及天然沟槽与进口高差较大的涵洞水力性能较好，具有消能、集水、降坡的功能。井内沉淀泥沙应经济清理扭坡式涵身迎水面坡度与人工水渠、河沟侧向边坡不一致时采用水力性能较好，水流对涵洞冲刷小。施工工艺较复杂。平头式水流过涵洞侧向挤束不大，流速较小，洞口管节需大批使用，可集中生产时采用节省材料，工艺较复杂，水力性能较差走廊式需收纳、扩散水流的无压力式涵洞，涵洞孔径偏小时采用水力性能较好，工程量比八字式多，施工较麻烦流线型需通过流速、流量较大的水流，路幅较宽，涵身较长，大量使用时充分发挥涵洞孔径的宣泄能力，水力性能较好，但施工工艺复杂，材料用量较多各类洞口比较表6.5涵洞进出口沟床加固及防护一般要求进水口沟床加固与防护出水口沟床加固与防护进水口沟床加固与防护加固措施根据河床地形、地质、水文条件确定缓坡沟床加固：天然河沟纵坡小于10％较陡沟床加固：天然河沟纵坡10％～40％陡坡沟床加固：天然河沟纵坡大于50％沟床特殊加固：挡石、挡水、挡砂等进水口沟床加固与防护加固措施缓坡沟床加固

河沟顺直、纵坡平缓

仅对进口采用干砌片石加固

铺砌长度通常为1.0m

整体铺砌：孔径较小时

局部铺砌：孔径较大时进水口沟床加固与防护加固措施一般陡坡沟床加固

适当开挖，再对边坡和沟底进行铺砌（浆砌）

沟槽开挖的边坡坡率采用1:4～1：10

缓坡涵设置缓坡段，长度约为（1～2）孔径

陡坡涵可不设置缓坡涵进水口沟床加固与防护加固措施陡坡沟床加固采用消能减速设施——首先关水，然后再处理

处理方法一：下挖做多级跌水，层层减速

处理方法二：上埋桩、板、坎等加糙设施进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施

岩石挖方跌水井进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施小型挡石坝进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施进口边沟加固进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施进口挡槛效能设施进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施设养护阶梯的进口进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施设挡水墙的进口进水口沟床加固与防护加固措施沟床特殊加固及防护措施设有挡砂墙的进口进水口沟床加固与防护注意问题在设置各类型进口加固设施时，应特别注意使水流顺畅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陡坡涵进口可视具体情况设置踏步，以便养护人员上下