广东设计标准化05-涵洞标准化设计宣贯.ppt

1、广东省交通运输厅科技计划项目 涵洞标准化设计宣贯汇报,广东省公路勘察规划设计院股份有限公司 2014年8月,目 录,以往设计、施工中存在的主要问题,参考图的基本情况,参考图的结构计算,普通钢筋布置,技术经济指标分析,使用注意事项及适用范围,参考图的专题研究与技术改进,一、以往设计、施工中存在的主要问题,1、问卷调查成立专门调查小组，设置涵洞专题的研究问卷，发往建设、管理单位开展调研； 2、现场调研2012年78月，赴广惠、广肇、湛徐、茂湛、渝湛、京珠南及粤赣等高速公路现场调研，与养护管理人员座谈，了解运营期涵洞病害情况，以及对设计改善的意见、建议； 3、检测报告收集收集涵洞定期检查报告：广深（

2、2009年）、湛徐（20112012年度）、茂湛 （2010年）、渝湛（ 2010年）、广肇（2010年）、广清（2009年）、粤赣（2011年）。 4、标准图收集收集交通部、广东省和其他省院等15家单位的标准图（参考图），进行对比分析。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,调研方式与对象,一、以往设计、施工中存在的主要问题,调研方式与对象,2012年8月，我司组织调查小组，并邀请潮惠业主、设计总体单位代表共赴公路涵洞设计细则编写单位河北省交通规划设计院调研。,使用情况,梅大高速（粤东）,韶赣高速（粤北）,云罗高速（粤西）,西二环高速（粤中）,包茂高速（粤西）,潮惠高速（粤东）,盖板涵：使用频

3、率最高(224个)，常用跨径4m(71.5%)，通车项目无6m跨径，设计项目中占一定比例，其他跨径占比例不高，分布较分散，常用净高3m、3.5m、4m，填土范围0.510.95m。 圆管涵：使用广泛(215个)，常用孔径D150cm占97.3%，填土高度范围为0.513.95m。 箱涵：相对较少使用(70个) ，所用到箱涵的项目中，跨径为4m、6m的类型相对多些。 拱涵：平原区较少使用，部分山区公路使用(68个)，远低于盖板涵，跨径有3m、4m、5m，未见小跨径，填土高度范围322.7m。,已通车项目,设计项目,一、以往设计、施工中存在的主要问题,功能性病害,洞口堵塞、洞内淤积,洞口阻塞,洞口

4、长草,洞内泥沙淤积,高速公路圆管涵孔径取消1.0和1.25m,采用1.5和1.8m。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,功能性病害,危害：影响涵洞排水功能，造成路基排水不畅、河道宣泄功能减弱； 原因：涵底设计高程与实际不符，洞口后期沉降较大，洞口平面与河道衔接不顺，堵塞物清理不及时，涵底纵坡偏小； 措施建议：涵洞位置及数量应整体考虑、合理布设，尽量减少后期沉降，养护部门及时对洞口、洞内的堵塞物及锥坡长草进行清理；高速公路建议选择孔径不小于1.5m的圆管涵，方便清淤。,洞口堵塞、洞内淤积,一、以往设计、施工中存在的主要问题,功能性病害,通道涵长时间水浸、 涵顶刮擦、涵洞废弃,涵洞废弃,通道涵水

5、浸,涵顶刮擦,盖板涵、箱涵和拱涵均增设5m净高的涵洞类型。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,功能性病害,危害：影响通道涵的正常使用，给周边交通的出行造成困难，影响安定团结； 原因：涵内排水系统不畅或未设置；涵洞净空不足，超高车辆违规通行；管理不善，涵洞遭废弃； 措施建议：应根据衔接道路实际情况，合理设置纵坡，尽量避免洞身位于凹曲线底部，洞内设置排水设施并保持排水顺畅，养护部门及时疏浚；设置明显的限高标志，必要时设限高门架。,水浸、涵顶刮擦、废弃,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病害,斜裂缝,纵向裂缝,网状裂缝,各类裂缝病害,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病害,各类裂缝

6、病害,纵向裂缝,拱顶纵裂,横向裂缝,墙身竖裂,严格按照强度和裂缝双标准控制配筋。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病害,危害：导致钢筋锈蚀，危害结构安全 原因：温度影响和混凝土收缩引起表面短细裂缝；结构厚度偏小、配筋不够、超载和不均匀沉降等原因引起结构性裂缝；施工措施不当导致施工裂缝； 措施：采用更合理的结构尺寸和配筋率（适当考虑超载影响），加强防裂钢筋网的设置；严格施工措施，保证施工质量；,各类裂缝病害,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病害,底部涌砂,填料脱落,沉降缝渗水,沉降缝错台,沉降缝病害,细化防止沉降缝渗水涌砂的措施。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病

7、害,危害：水流冲刷将台背回填砂带出，造成台背淘空。 原因：不均匀沉降引起错台现象；填缝料填塞不密实、老化脱落致使沉降缝渗水，水流将台背回填砂带出，产生涌砂现象，造成台背淘空。 措施建议：填缝料宜采用热沥青浸泡麻絮，不宜采用乳化沥青浸泡；盖板涵的预制盖板顶面加铺油毛毡层；盖板涵、箱涵台后回填砂改为非黏性土。,沉降缝病害,一、以往设计、施工中存在的主要问题,技术性病害,其 他 病 害,1、执行防腐规范有关砼标号和保护层厚度的规定，解决砼剥落的问题； 2、在八字墙边缘外加铺2m长的铺砌，解决洞口铺砌冲刷的问题。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,病害汇总及预防建议,现场调查还收集到的其他常见病害如

8、下： 软基段涵洞两侧出现明显的跳车现象； 浆砌片石和块石砼施工质量难保证，维修人员紧缺； 通道口积水现象，洞口的横向排水沟及其盖板破损较严重。,一、以往设计、施工中存在的主要问题,二、参考图的基本情况,二、参考图的基本情况,(1) 技术标准,技术标准,设计基准期：100年； 汽车荷载等级：公路-级； 设计安全等级：三级； 环境类别：类（一般环境）；,二、参考图的基本情况,(2) 圆管涵,编制内容,圆管涵孔径为1.5m、1.8m。,(3) 盖板涵,二、参考图的基本情况,(4) 箱涵,编制内容,二、参考图的基本情况,(5) 拱涵,编制内容,二、参考图的基本情况,主要构造尺寸,(1) 圆管涵,圆管涵

9、孔径为1.5m、1.8m；壁厚均采用20cm，标准管节长1m， 两端通过0.5m辅助管节及斜管节调整。,二、参考图的基本情况,主要构造尺寸,(2) 盖板涵,预制盖板标准宽度取99cm，现浇盖板标准宽度为400cm；盖板厚度、涵台及基础尺寸根据不同的跨径、净高及填土高度计算取值。,二、参考图的基本情况,主要构造尺寸,(3) 箱涵,箱涵的顶底板和侧墙的厚度，根据不同的跨径、净高及填土厚度计算取值。顶底板厚度从0.3m0.7m，侧墙厚度从0.28m0.6m。,二、参考图的基本情况,主要构造尺寸,(4) 拱涵,拱圈的矢跨比为 1/2； 4m跨径拱涵的拱圈厚度为 50cm，6m跨径拱涵的拱 圈厚度为70

10、cm； 涵台、护拱及基础尺寸根 据不同的跨径、净高及填 土厚度计算取值。,三、参考图的结构计算,三、参考图的结构计算,(1) 设计基准期,04桥规,结构耐久性,采用值：设计基准期100年。,(2) 涵洞环境类别与环境作用等级,06防腐规范环境分类及作用等级,广东省属热带和亚热带季风气候区，基本无冻融环境和除冰盐环境。 涵洞所处一般环境：整体埋于土中、温湿度相对稳定；盖板、拱圈处于非干湿交替的室外环境，而涵身为表面频繁与水接触的干湿交替构件，底板靠近地表、湿度受地下水位影响。沿海个别地区可能处于有腐蚀性环境。,采用值：考虑“一般环境”，作用等级确定为盖板、拱圈为B级，其他为C级。,结构耐久性,三

11、、参考图的结构计算,(3) 混凝土材料要求,结合以往工程经验，若混凝土强度用到C40，现浇大体积混凝土的水化热较大，混凝土表面易产生早期裂纹。,结构耐久性,三、参考图的结构计算,(4) 混凝土最小保护层,cmin=40mm，Ccmin+,注：实际采用砼等级比上表规定低5Mpa，相应保护层厚度比规定增加510mm；低10Mpa，增加1015mm。,施工误差： 预制0mm，现浇5mm,保护层最小厚度,保护层设计厚度,结构耐久性,三、参考图的结构计算,上表为根据“设计标准化第一、第二次专家委员会的会议纪要”及后期讨论后所得的结论。,结构耐久性,三、参考图的结构计算,结构耐久性,(5) 裂缝宽度限制,

12、06防腐规范第4.3.10条 干湿交替的一般环境裂缝宽度不超过0.25mm； 04桥规第6.4.2条 类环境的钢筋砼构件裂缝宽度不超过0.20mm。 采用值：裂缝宽度限制0.20mm。,三、参考图的结构计算,(1) 材料参数取值, 重力密度：填土19kN/m3，砼(片石砼) 25kN/m3，钢筋砼26kN/m3； 内摩擦角：回填土30，回填砂35； 钢筋抗拉强度设计值：HPB300 、HRB400分别为250MPa 和330MPa； 素砼抗拉、压强度设计值采用05圬工规范规范取值； 钢筋砼拉、压强度设计值采用04桥规规范取值。,参数取值,三、参考图的结构计算,(2) 安全等级,采用值：安全等级

13、为三级，重要性系数00.9 ， 严格以承载能力和裂缝双控。,04桥规,07涵洞细则,参数取值,三、参考图的结构计算,参数取值, 荷载等级：公路I级，车辆荷载。 车辆荷载引起的竖向土压力：车轮按其着地面积的边缘向下30角进行分布，当几个车轮的压力扩散线重叠时，扩散面积以最外边的扩散线为准。暗涵不考虑冲击系数。 车辆荷载引起的土侧压力：换算成等代均布土层厚度计算。,(3) 汽车荷载,横向布置,纵向布置,三、参考图的结构计算,参数取值, 填土高度大于8m的涵洞计算中，不考虑车辆荷载产生的影响，仅考虑涵身自重、竖向和水平向土压力，并进行荷载组合 。 超重车仅对低填土涵洞受力影响较大。,三、参考图的结构

14、计算,(4) 竖向压力强度增大系数,参数取值,07涵洞细则,K值随h/D呈先增大后减小的趋势,涵顶填土竖向压力强度qv=Kh,三、参考图的结构计算,地震主动土压力按公路工程抗震规范JTJ B02-2013附录A考虑，取设计基本地震动峰值加速度为0.20g（0.30g）的水上情况，地震角按3进行计算；水平地震惯性力按公路工程抗震规范JTJ B02-2013第9.0.3条和第7.2.3条考虑。在地震液化地区，涵洞基础应与路基加固措施同时考虑。 经计算，考虑地震作用的偶然组合荷载效应比不考虑地震作用的基本组合荷载效应小，因此地震作用不控制结构受力。,参数取值,(5) 地震因素,三、参考图的结构计算,

15、根据细则的规定，箱涵体内外的温度变化值可按(1015oC)考虑；从上表看出温差对箱涵结构的受力影响较大，故设计考虑温差15进行设计。,参数取值,(6) 温度作用影响,三、参考图的结构计算,计算分析,(1) 涵洞的泄水能力及水力计算,三、参考图的结构计算,(2) 圆管涵,三、参考图的结构计算,根据07涵洞细则，混凝土圆管涵的设计仅考虑车辆荷载、圆管涵自重和填土产生的等效荷载的作用组合。不计算管壁环向压力和径向剪力，仅考虑弯矩作用效应。 填土和汽车荷载： M= 0.137q R2（1-） =tan2(45-/2) 圆管自重： M=0.369tR2 混凝土圆管涵结构应按04桥规的规定进行承载能力极限

16、状态的承载能力(强度)和正常使用极限状态下的裂缝宽度的验算。,计算分析,盖板两端简支,涵台两端简支,涵台与盖板铰接,与基础固结,(1)盖板的长度与宽度之比大于等于2时，按简支单向板计算。 (2)分离式涵台:作为上下端简支的竖梁计算。(3)整体式涵台身按上端与盖板不可移动的铰接、下端与基础固结计算。,(3) 盖板涵(EXCEL表格计算),三、参考图的结构计算,计算分析,(3) 盖板涵(EXCEL表格计算),三、参考图的结构计算,高填土整体式盖板涵与基础底板框架计算模型,位移法,计算分析,(3) 盖板涵(现浇盖板的合理宽度分析),三、参考图的结构计算,结论：L0=2、4、6m盖板涵，当B1=400

17、cm,现浇板钢筋含量与预制单向板钢筋含量相差不大，取B1=400m是经济合理的且现浇板宽不至于过小。,最大弯矩处,最大弯矩处,涵长向,涵长向,跨径向,跨径向,计算分析,(4) 箱涵,三、参考图的结构计算, 采用矩形框架超静定结构计算，涵底地基反力假设为直线分布。 边界条件：刚性约束底板水平方向位移。 考虑车辆荷载、覆土竖向压力、台侧主动土压力和涵身自重；不考虑剪切变形、砼收缩效应，涵体内外的温度变化按15oC考虑。 荷载施加：横、纵向车轮布置按公路的车辆荷载方式布置。,midas板单元,计算分析,(4) 箱涵(斜交箱涵整体扭转),三、参考图的结构计算,有限元模型图,荷载施加,约束,约束,涵端延

18、长段,斜交角度30时，斜交箱涵的整体扭矩较大，对于斜交角度30，本次标准图不推荐采用一字墙。,计算分析,(4) 箱涵(一字墙计算),三、参考图的结构计算,单元类型：板单元边界条件：涵身侧固结，不考虑墙前土体对一字墙约束。荷载：一字墙自重、墙后主动土压力(分解为：垂直于墙面的正压力和平行于墙面的摩擦力)，不考虑墙前被动土压力，考虑地震作用。配筋率：166kg/m3,一字墙midas模型 (悬臂结构),主弯矩(左图)和对应的主轴力,计算分析,(5) 拱涵(全断面计算模型),三、参考图的结构计算,拱圈按无铰拱计算，矢跨比采用1/2。拱脚与涵台身固结，涵台身与整体式基础固结，形成弹性框架结构解算内力。

19、 边界条件：在拱圈侧、涵台侧、基础底设置弹性支撑。 不考虑曲率、剪切变形、温度作用效应和混凝土收缩效应，考虑弹性压缩的影响。 不考虑车辆荷载，仅考虑覆土竖向压力、台侧主动土压力和涵身自重。,计算分析,(5) 拱涵(拱圈弹性压缩的影响),三、参考图的结构计算,结论：弹性压缩对内力的影响不可忽略。,Midas模型 已计入弹性压缩,计算分析,(5) 拱涵(矢跨比分析),三、参考图的结构计算,结论：失跨比采用1/2 对拱圈受力有利。,计算分析,(5) 拱涵(地基类型不同，m值影响),三、参考图的结构计算,若考虑涵台、地基与拱圈的共同作用，地基抗力系数对拱圈和底板内力产生较大的影响。 右表为不同m值在覆

20、土竖向压力作用下拱圈和底板内力变化的比较。,结论： m值增大，拱圈、底板的内力、应力均减小（拱圈轴力除外），台身应力也减小，但基底压力增大。 m值增大，拱顶正弯矩减小，拱脚负弯矩减小并有可能变成正弯矩。 本次设计取m=80000kN/m4 进行计算。,计算分析,(6) 八字墙,三、参考图的结构计算,1、单元类型：实体单元2、边界条件：基础底为竖向只受压；约束基础侧的水平向线位移；3、荷载：八字墙自重、墙后(含基础)主动土压力(分解为：垂直于墙面的正压力和平行于墙面的摩擦力) 、考虑地震作用；4、结构尺寸调整：墙顶厚度由原来的40cm增加至55cm，台背斜度由4：1调整为3.5：1；基底应力不大

21、于200kpa。5、八字墙张角：考虑墙后土压力的影响，对盖板涵、箱涵和拱涵，因墙高较高，张角取为20；圆管涵因墙高较矮，张角取为30。,八字墙midas的3D模型,最大拉应力：0.4MPa 最大压应力: 0.28MPa,计算分析,四、参考图的专题研究及改进措施,(1)、高填方涵洞地基承载力与稳定性,四、参考图的专题研究及改进措施,以往涵洞地基承载力基本容许值的计算直接采用上部荷载所产生地基应力，没有考虑侧填土对地基容许承载力的提高作用，使得涵洞地基加固设计偏于保守，造成较大的投资浪费。 公路桥涵地基与基础设计规范第3.3.4条考虑深度和宽度修正 边界条件是基于无限体，涵洞地基与其边界条件不符合

22、。,专题研究,采用三维空间程序ABAQUS，对填高20m的D1.5圆管涵、6x5m盖板涵、6x5m拱涵进行分析。 分析分别采用天然地基承载能力150kPa、280kPa两种地基情况分析其受力和稳定性。 下面以6X5m盖板涵，天然地基承载李280kPa为例介绍。,四、参考图的专题研究及改进措施,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,沿路表面中线竖向位移（U3）变化曲线,土体位移 计算得出涵洞位置的竖向沉降小于一般路堤的竖向沉降，涵洞位置路表沉降值为8.14cm，一般路堤表面中心沉降值为9.22 cm，涵洞顶和一般路堤的沉降差为1.08 cm。 土体的最大位移发生在路堤两侧坡脚处，最大水平位移

23、为1.776 cm，涵洞所处位置土体的水平位移很小，地基和路堤具有较好的稳定性。,土体水平位移（U2）分布云图,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,涵洞顶土压力 涵洞位置最大土压力为516.4kPa，一般路堤处土压力值为364.4kPa，则马斯顿效应的涵洞荷载放大系数为1.31。,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,稳定性分析 按强度折减法进行稳定性分析，通过涵洞中心位置横断面的稳定安全系数为1.95，一般路堤横断面的稳定安全系数为1.48。沿涵洞中心断面的地基稳定性，要高于一般路堤断面的稳定性，在路堤稳定的情况下，涵洞位置断面即稳定，地基处于弹性平衡状态；,专题研究,四、参考图的

24、专题研究及改进措施,加载作用下涵洞底部中心位置地基 土体表面压力和沉降关系（P-S）曲线,涵洞底部中心位置地基土体表面压力和沉降关系（P-S）曲线,承载力分析,专题研究,增大涵洞荷载，获得较完整的涵洞基底地基土P-S曲线，地基土的破坏形式为典型的局部剪切破坏形式，地基容许承载力可考虑按涵洞结构允许的沉降变形来控制,四、参考图的专题研究及改进措施,分析地基土在涵洞和路堤荷载作用下的承载力特性，一般路堤底部中心点处荷载与位移之间基本呈线性关系，说明地基土处于弹性阶段，地基处于安全状态,以涵洞地基工后沉降不大于20cm为控制条件，在不同的地基条件和涵顶填土高度情况下，按沉降控制的地基承载力容许值均大

25、于规范公式修正值,专题研究,下表为净跨径净高为4.0 4.0m的盖板涵在不同填土高度下的fa0对比：,四、参考图的专题研究及改进措施,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,整体式盖板涵与基础底板框架计算模型,(2)、高填土整体式盖板暗涵力学分析及造价对比,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,基本组合荷载效应弯矩图（8.0mTh10m）,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,6.0 x5.0m(8.0mTh10m)整体式盖板底板厚度 参数结果表,当基础底板与涵身线刚比越大，涵身外侧受拉弯矩越小，底板节点下侧受拉弯矩越小，底板跨中上侧受拉弯矩则越大。,专题研究,从涵身、底板的外形、尺

26、寸配筋形式出发，比较各种类型的配筋形式对盖板涵经济指标的影响。,四、参考图的专题研究及改进措施,类型1-a（圬工-圬工-钢筋砼）一般构造,涵身及基础钢筋横断面布置图,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,类型1-b 一般构造,地板局部挖空,类型1-c 一般构造,地板中部减薄,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,类型1-d一般构造,台身改为钢筋砼结构,地板减薄,类型2 一般构造,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,类型3台身钢筋构造,台身基础均改为钢筋砼结构,类型3基础钢筋构造,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,类型4台身钢筋构造,台身基础均采用钢筋砼结构，基础改为T形断

27、面,类型4基础钢筋构造,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,6.0 x5.0m盖板涵（8.0mTh10m）造价比较表,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,6.0 x5.0m盖板涵（18.0mTh20.0m）造价比较表,专题研究,四、参考图的专题研究及改进措施,七种配筋类型中，类型1-a造价最低，类型1-c与类型2每延米造价基本相当，造价较高的为类型1-b、类型3和类型4。 台身基础底面采用圬工结构，基础顶面采用钢筋砼结构具有经济性。 全部采用钢筋砼结构经济性最差。,造价对比分析结论：,调整基础与台身线刚度比，使得台身受力偏心距接近并小于第一类偏压偏心距限值最为经济。,专题研究,四、

28、参考图的专题研究及改进措施,根据公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005），圬工验算分为二类： 当偏心距小于限值（0.6s，见表4.0.9）时，按4.0.8-3计算：,偏心距限值,四、参考图的专题研究及改进措施,偏心距限值,四、参考图的专题研究及改进措施,（2）当偏心距大于限值时，按下式计算：,偏心距限值,四、参考图的专题研究及改进措施,下表为涵身厚70cm，底板厚170cm的6x5m整体式基础盖板涵涵身承载力采用两种计算公式的计算结果： 相同偏心距下，第一类与第二类承载力计算结果,同样的偏心距下，第一类（式4.0.8-3）计算得到的承载力是第二类（式4.0.10-1）计算值的3.64倍

29、。所以整体式基础盖板涵设计时应尽量调整底板与涵身的线刚度比，使得涵身受力满足第一类圬工偏压构件的要求。,偏心距限值,(3)、高填方涵洞的垂直土压力集中系数Ks取值研究,四、参考图的专题研究及改进措施,Ks取值研究,垂直土压力集中系数Ks是指涵顶垂直土压力实测值c与涵顶理论计算的土柱自重H之比。,垂直土压力集中系数Ks综合反映了高填方涵洞工程的地基、地形特点、填土高度与涵洞结构的共同作用性状，是解决涵洞结构设计计算荷载的依据，也是高填方涵洞结构工后能否正常运营的技术控制指标。,什么是垂直土压力集中系数,垂直土压力集中系数Ks的重要性,四、参考图的专题研究及改进措施,美国衣阿华大学马斯顿（Mars

30、ton）教授于1913年发表了论文沟埋管涵荷载理论及水泥管、陶土管和污水管的试验，提出了马斯顿（Marston）理论，上述效应也称之为马斯顿效应。,Ks取值研究,四、参考图的专题研究及改进措施,Marston计算模型,Ks取值研究,四、参考图的专题研究及改进措施,各国规范中土压力的计算公式与系数,Ks取值研究,四、参考图的专题研究及改进措施,室内模型试验成果,现场测试成果,现有数值模拟分析成果,运用数值模拟分析进行补充归纳,提出合理的控制参数,研究问题的思路：,Ks取值研究,主要结论： （1）涵洞跨径D、填土高度H、沟谷宽度B、地基土模量Ed与Ks值正相关，填土模量Et、沟谷坡度与Ks值负相关

31、。,四、参考图的专题研究及改进措施,Ks取值研究,（3）沟谷地形的坡体在一定程度上分担了涵顶土柱重量，降低了涵顶垂直土压力的应力集中，因此建议工程实际中尽可能保留沟槽。,（2）随着填土高度H的增加，涵洞垂直土压力集中系数Ks值呈逐渐增大，当H/D=2.55时为最大，之后趋于稳定并略有减小。,四、参考图的专题研究及改进措施,涵洞垂直土压力集中系数Ks参考值,Ks取值研究,(4)、高填土涵洞的减载方案探讨,四、参考图的专题研究及改进措施,目前针对高填方涵洞的减载措施大都是通过调整涵顶平面上覆填土的沉降，来实现将作用在涵顶的填土荷载向台背外侧填土转移，以减小涵顶荷载的目的。,涵洞-填土共同作用机理示

32、意图,涵洞减载原理示意,减载探讨,涵洞的主要减载措施有：中松侧实法、提高涵台背后填土压实度或采用低压缩性材料、采用柔性填料（EPS）、先填后挖法、加筋减载法。,四、参考图的专题研究及改进措施,减载探讨,对涵洞地基进行加固处理时，地基加固后的模量不宜过高，在满足地基承载力要求的基础上，应尽量采用柔性的地基处理方法。,（5）、耐久性 同时考虑公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)和公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范(JTG/T B 07-01-2006)对耐久性的要求，较大地提高了耐久性。,四、参考图的专题研究及改进措施,改进措施,（6）、台后填料 盖板涵和箱涵的台后填

33、土采用非黏性土，不只限于中粗砂、石屑、碎石等。,四、参考图的专题研究及改进措施,改进措施,（7）、增大设计范围,四、参考图的专题研究及改进措施,与部颁通用图比较， 圆管涵、盖板涵和拱涵，填土高度扩展至20m。 箱涵，填土高度扩展至6m。 净跨径增加至6m跨径。,改进措施,（8）、其他技术改进 为减弱洞口处冲刷，洞口铺砌向外延伸了2m。 对沉降缝采取了特殊的防水、防漏砂措施。 涵顶底板主筋未设置起弯，优化后主筋数量增加较少，更容易保证结点附近的斜截面抗弯承载力，且施工更便利。,四、参考图的专题研究及改进措施,改进措施,防水、防漏砂措施,其他措施：挡砂板,四、参考图的专题研究及改进措施,改进措施,

34、配筋形式变化,部颁标准图配筋形式,此次标准图配筋形式,四、参考图的专题研究及改进措施,改进措施,五、普通钢筋布置,五、普通钢筋布置,(1) 圆管涵,五、普通钢筋布置,(2) 盖板涵盖板,五、普通钢筋布置,(2) 盖板涵整体式基础,五、普通钢筋布置,(3) 箱涵(以6mx3m为例),五、普通钢筋布置,(4) 拱涵拱圈,五、普通钢筋布置,(4) 拱涵整体式基础,六、技术经济指标分析,六、技术经济指标分析,(1) 圆管涵,孔径1.5m，管壁厚20cm，随填土高0.5m至20m,每延米造价从3049元3839元； 孔径1.8m，管壁厚20cm，随填土高0.5m至20m,每延米造价从3636元4871元

35、。,经济指标,六、技术经济指标分析,(2) 盖板涵(分离式基础),净跨x净宽：2mx2m，填土高度从0.5m8m，每延米造价：42354838元； 净跨x净宽：4mx3m，填土高度从0.5m8m，每延米造价：997612304元； 净跨x净宽：4mx4m，填土高度从0.5m8m，每延米造价：1247214827元； 净跨x净宽：6mx3m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1409316891元； 净跨x净宽：6mx4m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1575518579元； 净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1709319943元； 净跨x净宽：6mx5

36、m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1758321437元。,经济指标,六、技术经济指标分析,(2) 盖板涵(整体式基础),净跨x净宽：2mx2m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：47577399元； 净跨x净宽：4mx3m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：1115118790元； 净跨x净宽：4mx4m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：1303920956元； 净跨x净宽：6mx3m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：1760731808元； 净跨x净宽：6mx4m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：1958133949元； 净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度

37、从0.5m20m，每延米造价：2207835755元； 净跨x净宽：6mx5m，填土高度从0.5m20m，每延米造价：2305036273元；,经济指标,六、技术经济指标分析,(3) 箱涵,净跨x净宽：2mx2m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：80748465元； 净跨x净宽：4mx3m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1720720113元； 净跨x净宽：4mx4m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：1846021587元； 净跨x净宽：6mx3m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：2928335838元； 净跨x净宽：6mx4m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：30915

38、37865元； 净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：3178838954元； 净跨x净宽：6mx5m，填土高度从0.5m6m，每延米造价：3259039942元。,经济指标,六、技术经济指标分析,(4) 拱涵,跨径4m： 涵洞跨径x涵台高度：4mx2m，填土高度从8m20m，每延米造价：1506017117元； 涵洞跨径x涵台高度：4mx2.5m，填土高度从8m20m，每延米造价：1639218541元； 涵洞跨径x涵台高度：4mx3m，填土高度从8m20m，每延米造价：1783719987元； 涵洞跨径x涵台高度：4mx4m，填土高度从8m20m，每延米造价：21

39、01223254元； 跨径6m： 涵洞跨径x涵台高度：6mx3m，填土高度从8m20m，每延米造价：2666329696元； 涵洞跨径x涵台高度：6mx4m，填土高度从8m20m，每延米造价：3005033128元； 涵洞跨径x涵台高度：6mx4.5m，填土高度从8m20m，每延米造价：3195035075元； 涵洞跨径x涵台高度：6mx5m，填土高度从8m20m，每延米造价：3384237012元；,经济指标,六、技术经济指标分析,根据省路基标准图的要求:在非反开挖处台后填土同路基相同的填筑要求，鉴于路基一般采用土路基，故省标准图以砂性土进行对比 ：,标准图台后回填（砂性土）每延米造价比此前

40、工程的回填造价均要低，要低24.2%142.4%。其中中粗砂最贵、其次为碎石和石屑。,台后填土造价对比,六、技术经济指标分析,省标准图根据公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）对地基承载力进行了修正，较于以往工程（以包茂三个涵洞为例）或者各通用图，省标准图地基承载力容许值有了较大程度的降低：,（1）相对于省标准图，以往工程要求的地基承载力容许值要大75%100%。 （2）对同一个涵洞，根据以往工程的地基承载力容许值，地基须进行碎石换填或者强夯置换处理，而根据省标准图要求的地基承载力容许值，地基仅进行砂砾垫层换填甚至不进行地基处理。,地基处理造价对比,六、技术经济指标分析,针对包茂中的三个涵洞，以往工程的处理方案每延米造价要 比省标准图的地基处理方案造价要高18002319元。,地基处理造价对比,六、技术经济指标分析,综合造价对比,省标准图4x4（14.0mTh16m）整体式盖板涵每延米综合造价比以往工程少27.2%。,七、使用注意事项及适用范围,七、使用注意事项及适用范围,(1) 圆管涵,1）填土高度为0.5m20m。 2）圆管涵参考图适用于圆管涵纵坡3%的情况。 3）圆管涵参考图的洞口形式为八字墙，八字墙按1：1.5和1:1.75的边坡坡率进行设计。 4）汽车荷载