公路小桥涵勘测设计复习(河南城建学院).doc

公路小桥涵勘测设计名词解释1. 标准跨径：对于梁式桥或板式桥指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中心线至桥台台背前缘之间的距离。2. 八字墙洞口：涵台两端由敞开斜置八字墙构成的洞口，叫八字墙洞口。3. 阶梯涵：当涵床纵坡陡，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，叫阶梯涵。4. 矢跨比：拱桥中红圈或肋拱的计算矢高于计算跨径之比。5. 明涵：当涵洞洞顶填土高度小于0.5m时叫明涵。6. 暗涵：当涵洞洞顶填土高度大于或等于0.5m时叫暗涵。7. 无压力涵：涵洞入口水流深度小于洞口的高度，并在洞身全长范围内水面都不触入洞顶，洞内具有自由水面，叫无压力式涵洞。8. 半压力涵：涵洞入口水流深度大于洞口高度，但在洞身全长范围内（进水口处除外）都具有自由水面，叫半压力式涵洞。9. 压力涵：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，叫压力式涵洞。10. 斜交斜做：洞身与路线前进方向斜交，冒石与路线方向平行。11. 斜交正做：洞身与路线前进方向斜交，洞口帽石方向与涵轴线方向垂直。12. 刚性扩大浅基础：由砖，毛石，混凝土，灰土和三合土等材料组成，将尺寸控制在刚性角限定的范围内，基础埋深较小的墙下条基或柱下独立基础叫刚性扩大浅基础。13. 一字洞口：在涵台两端修一垂直于台身并与台身同高的矮墙，这样的洞口叫一字洞口。14. 跌水井：当天然河沟纵坡大于50%或路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求，涵洞进出口开挖打，以及天然河沟于洞口高差大是，卫士沟槽或路基边沟于涵洞进口连接，采用的洞口形式，叫跌水井。15. 急流槽：在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽。16. 小型排水构造物：小型排水构造物，是指汇水面积、过水流量小、工程数量较小的人工排水构造物填空和简答1. 小型排水构造物包括小桥、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽等。2. 小桥涵设计的基本原则是安全（荷载：强度，刚度，稳定性）、适用、经济、美观、有利于环境保护。3. 小桥涵勘测设计包括两大内容是外业调查和内业设计。4. 小桥涵流量计算方法有暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法四种。5. 涵洞由洞口和洞身两部分组成。常用的洞口形式有八字洞口，一字洞口，跌水井，（急流槽），扭坡式，平头式，走廊式，流线型。6. 涵洞施工图设计包括涵洞总体布置图、涵洞细部结构设计图（涵洞细部构造大样图）、工程数量表。7. 涵洞孔径表示方法：净跨径，计算跨径和标准跨径。8. 涵洞洞口的作用是：连接洞身、天然河沟和路基。9. 涵洞按水力性质分为压力涵，半压力涵和无压力涵。10. 我国现行的标准设计荷载标准是汽车一级和汽车二级11. 涵洞由洞口和洞身两部分构成。12. 小桥涵按照洞身构造形式，可以分为拱桥，板桥，钢架桥，拱涵，盖板涵，箱涵，圆管涵和阶梯涵几类。13. 影响小桥涵基础埋深的因素有地基土壤的强度（承载力的大小，应满足最小埋深1m），水流的冲刷能力（冲刷线以下不小于1m），地基冰冻的程度（埋于冰冻线下0.23m）。14. 小桥定位要调查什么？（里程桩号、路线与河沟的交角、水文、地形、地质条件。）小桥的中心桩号及桥轴线方向以及跨河沟时路中线位置15. 小桥外业调查的内容：外业勘测和调查确定小桥涵的位置并收集相关地形、地质、水文、水力、环境等资料，以便确定桥涵结构、孔径、洞口、洞口附属设施及洞身布置。 16. 小桥涵的选位原则是什么？（1）小桥涵位置应服从路线走向；（2）小桥涵址应布设在地质条件良好，河床稳定的河段；（3）小桥涵址应选择在水文、水力条件较好的河段；（4）综合比较选择经济方案；（5）涵洞位置和方向的布设，宜与水流方向一致；（6）应综合考虑施工、养护、维修的需要，降低建设和养护费用；（7）密度一般应做到一沟一涵（桥），若两涵洞相距过近（小于50m），视情况可合二为一。17. 小桥和涵洞的差异，怎么区分？跨径不同。多孔跨径总长大于等于8m小于等于30m的，单孔跨径大于等于5m小于等于20m的叫做小桥，单孔跨径小于5m的叫做涵洞；走向不同。桥的前进方向与路相同，涵洞的前进方向与路相切；宽度不同。桥的宽度直接由路基宽度确定，于路基填土高度无关，涵洞处路基顶面于路基同宽，二涵洞的长度则随路基填土高度增加而增长；小桥构造物处的路基一般是断开的，桥梁与路基间设有专门的国度结构物，而涵洞构造物处的路基一般是连续的；桥面设有专门的桥面系，涵洞则无桥面系构造（明涵除外）。18. 简述小桥涵在公路中的重要性和作用。重要性：（1）数量多、比重大、直接影响公路工程的进度、质量和造价；（2）分布广、类型多，直接影响公路营运的安全；（3）兴水利，里农业，直接影响农田水力灌溉；（4）设通道、利行人，直接影响沿线群众生产生活；（5）跨线桥，驾于路线上空，直接影响道路的景观。由此可见，小桥涵直接影响到工程的进度、质量和造价，关系到公路营运效率和安全，是设计沿线农田水利、居民生产生活以及道路景观的重大问题。作用：排水灌溉，作为通道，还可以用于跨越障碍物。19. 小桥涵基础埋深应满足什么要求？设于基岩上的基础，基础可直接置于基岩上，但应清除风化层；当地基为一般土壤河床，又无冲刷时，基础应埋于地面下不小于0.6m或1.0m深，有铺砌时，应设在铺砌层下1.0m深；当地基为一般淤泥或软弱层时，应根据地质情况采取加固措施；在有冲刷的河流上，小桥基础应在设计洪水位冲刷线以下不小于1.0m深。 冰冻对地基的影响较大，一般情况基础应埋于冰冻线以下0.25m深；基础埋深还应考虑基底土质情况，主要考虑地基土质的承载力，一般亲挂科下，基地的埋置深度不得小于1m。20. 常用的洞口形式有哪些？适用在什么情况下？常用的洞口形式有八字式洞口，一字洞口，跌水井，截水墙八字洞口：适用于洞口位于填方路段且地面较平缓处；一字墙洞口：适用于填方路段涵洞进出口设露肩墙；一字锥坡；适用于填方路段进出口；跌水井+一字墙适用于涵洞进口挖方时；一字墙+排水沟适用于出口为挖方路段；一字墙+急流槽适用于涵洞进出口沟底纵坡较大时的路段。21. 涵洞按结构形式分为哪些？各种形式的特点是什么，在什么情况下用合适？按照构造形式，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵 圆管涵的管身通常由钢筋混凝土构成，管径的大小根据排水要求选 择， 多采用预制安装，预制长度通常为 2米。拱涵一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，便于群众修建，是一种普遍的涵洞形式。盖板涵受力明确，构造简单，施工方便。盖板涵与单跨简支板梁桥的结构形式基本相同，只是盖板涵的跨径较小。箱涵不是盖板明渠，箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋砼浇筑起来的一个整体，可用来排水、过人及车辆通过。箱涵适用于软土地基，但造价就会高些。22. 涵洞外业调查的任务是什么？（1）资料收集及勘测准备；（2）对公路所经路段进行仔细调查，确定设桥涵的位置，路线与河沟的平面关系；（3）小桥涵结构类型选择（桥涵结构形式、孔径、洞口形式）；（4）拟建小桥涵址测量；（5）进行地质调查、地形调查、水文调查、气象调查、建筑材料供院以及原有桥涵和水利设施等的调查。小桥涵工程地质勘探的方法及其特点：以调查为主，挖（钻）探为辅。1、 工程地质调查：一般采用目测和访问相结合的方式；2、 挖（钻）探：当工程规模较大，地质条件比较复杂时，可用挖探、钎探或钻探；对简单地形地质条件的小桥涵，可只设一个勘探点，对于地质条件复杂，跨径较大的不应少于两个勘探点；按照宽顶堰流假定，小桥下的水流可有自由出流和非自由出流两种水力图示：自由出流：当下游水深小于或等于1.3倍时，桥下为临界水流状态；特点：桥下游天然水深不影响桥下水出流，桥下的过水量仅与桥下临界水深有关；非自由出流：当下游水深大于1.3倍临界水深时，由于下流水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深为天然水深，形成非自由出流；特点：此时桥下游水深直接影响桥下水流出流，使桥下流速降低。过水流量比自由出流有所减少；八字式洞口的适应条件：适用于涵洞跨径宽度基本与河沟宽度基本一致，无需集纳和扩散水流或仅为疏通两侧农田灌溉时的情况。端墙式洞口的适应条件：多用于宽浅河沟或孔径压缩较大的情况和函台较高的情况，能适应各种不同路基边坡的情况。压力式洞口的特点：进口完全被淹没，整个洞身被水流充满，无自由表面，整个洞身呈有压力状态。半压力式洞口的特点：进水口被淹没，但整个洞口仍有自由水面，洞口呈有压力状态小桥涵计算主要包括内容：1、 确定小桥涵孔径和孔数；2、确定河床加固的类型和尺寸，上下游所需消耗能力设施的类型和尺寸；3、计算确定壅水高度，小桥桥面最低高程或小桥涵顶上的最低路堤高度；4、确定桥跨布孔方案；公路小桥涵勘测设计理论知识汇编1、 小桥涵的作用：在公路跨越沟谷、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常修建各种横向排水构造物，以使沟谷河流、人工渠道穿过路基，使路基连续，确保路基不受水流冲刷侵袭，从而达到路基稳定。2、 桥涵的划分：按其多空跨径总长L和单孔跨径L0两项指标划分。3、 小桥涵设计原则：1)安全；2）适用；3）经济；4）美观；5）有利于环境保护。4、 小桥涵设计要求：行车要求、排水要求、通航要求、跨越要求等。5、 设计速度与车道宽度对应表：设计速度（Km/h）1201008060403020车道宽度（m）3.753.753.753.503.503.253.506、 公路桥涵设计荷载组成：车道荷载和车辆荷载，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。为使桥上线形与路线布设相互协调应满足：桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%，位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道不得大于3%。7、 锥坡与桥台两侧相交线的坡度，当有铺砌时，不宜陡于1:1；不受洪水冲刷的锥坡可采用不陡于1:1.25的坡度。8、 小型排水构造物：指汇水面积小、工程数量较小的人工构造物，主要包括：小巧、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽等。9、 小桥和涵洞的区别除按多空跨径总长和单孔跨径大小不同外，还有以下差异：1）小桥构造物处的路基一般是断开的，桥梁与路基间设有专门的过渡结构物而涵洞构造物处的路基一般是连续的，涵洞设于路堤之下，形成路堤中的一个排水孔洞；2）桥梁的宽度直接由路基宽度确定于路基填土高度无关。涵洞处路基顶面与路基同宽，而涵洞的长度则随路基填土高度增加而增长，与路基宽度、路基填土高度、路堤边坡坡度尺寸、形状等因素有关；3）桥面设有专门的桥面系，涵洞则无。10.过水路面：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。11.倒虹吸涵洞：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。12.小桥涵的分类：1）按洞身构造形式分管涵、盖板涵、板桥、梁桥、拱涵、拱桥、箱涵等；2）按填土分明涵【洞顶填土高度小于0.5m，用于低填方和挖方路段】、暗涵【洞顶填土高度大于或等于0.5m，用于高填方路段】；3）按水利性质分无压力式涵洞【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入洞顶，洞内具有自由水面】、半压力式涵洞、压力式涵洞；4）按桥涵平纵面布置分正交桥（涵）、斜交桥（涵）、曲线桥（涵）等。13.小桥类型：小桥为单孔跨径小于20m，多孔跨径总长小于等于30m的桥梁，常见形式：板式、拱式、钢架结构。14.钢筋混凝土板桥涵的特点：建筑高度较小，受填土高度限制较小；能采用工厂预制，现场装配，施工简便迅速；为简支结构，对路基条件要求不高；遭受破坏后易于修复。16.一般情况下，应在下列位置考虑设置小桥涵或涵洞： 天然河沟与路线相交处。凡路线与明显沟形的干沟、小溪、河流相交时，当路线上游汇水面积大于0.1km2时，原则上应设置涵洞。农田灌溉渠与路线相交处。路线经过农业区、跨越水渠、堰塘或水库的排水渠以及通过大片梯田影响农田灌溉时应考虑设置涵洞。路基边沟排水渠。在山区公路的山坡线，为排除路基挖方内侧边沟流水，应考虑设置涵洞。其间距一般不大于200m400m；在干旱山区，间距不大于400m500m。与其它路线交叉处。当路线与铁路、公路、大车路、人行路、农村机耕道及重要管线交叉，且路线又从其上方通过时，应考虑设置相应的小桥或涵洞。其它设涵情况：在平原区，路线通过较长的低洼地带及泥沼地带，为保证路基稳定，避免排水不畅及长期积水的情况，在地面具有天然纵坡的地方设置多道涵洞。如无灌溉和其它需要，涵洞间距一般是1km2km。平原区路线穿过天然积水洼地，也应考虑设置数道涵洞，以沟通路基两侧水位，平衡水压。路线紧靠村镇通过，要特别注意设涵，以排除村镇内地面汇流水。山区岩层破碎及坍方地段，雨季时经常有地下水从路基边坡冒出，为使路基边坡稳定，及时疏干地下水，应配合路基病害整治设置涵洞。17有关水文的基本术语解释：径流：陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层、或沙漠定的水流的统称。水位：自由水面相对于某一基面的高程。流速：水的质点在单位时间内沿流程移动的距离，常以m/s计量，计算时多用断面的平均流速。流量：单位时间内通过河渠或管道某一过水断面的水体体积，常以m3/s计量。设计流量：与设计洪水频率相应的流量。18水文计算方法：按推算原理分为两类1）根据流量观测资料推算设计流量 2）无流量观测资料的推算设计流量【据调查历史洪水位推算设计流量；据暴雨成因原理推算设计流量】19暴雨推理法的原理：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。它是一种半理论半经验的计算方法。20径流形成法：从分析汇水形成的影响地面径流的因素（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，求得设计流量的方法。21影响径流流量的因素：1）暴雨特征，产生最大流量的直接原因；2）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】。22形态调查法的原理：用调查河槽形态与历史洪水位的手段，取得河槽某一过水断面在该洪水位下的过水面积、平均流速及洪水频率资料，据以推算桥涵处设计流量的方法。23小桥涵水力计算的任务：解决小桥涵孔径尺寸问题，通过水力计算，确定桥涵孔径的大小，以确保设计流量顺利、安全通过桥涵下，而不发生不利冲刷、水毁以及不利的壅水。24小桥涵水力计算的内容：1）确定小桥涵的孔径和孔数；2）确定河床加固类型和尺寸，上下游需设立各种消能设施的类型和尺寸；3）计算并确定壅水高度、小桥桥面最低高程或小桥涵顶上的最低路堤高程；4）确定桥涵跨布孔方案。25公路桥涵水毁的成因分析：1）较大孔径的小桥、涵洞，由于基础埋深不够或为没必要的调治防护构造物，而致桥台及涵洞进出口被冲毁；2）涵洞压缩水流过大，在墩台周形成高速螺旋水流，造成剧烈的冲刷；3）公路沿线的小桥、涵洞布置的数量少，排水系统不完善等造成小桥涵堵塞，引起洪水漫流路面，冲蚀路肩乃至毁坏路基或桥涵；4）小桥涵进水口紧接陡坡，进水口处的路基及防护构造物由于洪水急流的顶冲而被冲毁；5）受资金、材料限制，公路等级低，缺少排水及防护构造物，使桥涵抗灾能力降低，严重则发生了水毁。26小桥涵水毁的防治：1）小桥涵的设计要合理，充分考虑位置的选定、结构的形式、净孔的大小、进出口等因素；2）平原地区的桥涵设计既要加大桥涵底纵坡，又要注意进出水口水流的纵向顺畅衔接；3）山区水流大，应铺砌加固桥涵下的河沟地面，以防止严重冲刷；4）对上游蜿蜒曲折的河沟段，可裁弯取直，改善水流条件。有时可在上游加设消力池等来降低流速，沉积泥沙。27水流的类型：临界流、缓流、急流三类。缓流：HhK,v vk,E0随H的增加而增大； 临界流：H=hK,v= vk,E0为最小；急流：Hvk,E0随H的增加而减小。28小桥涵水文勘测的任务：对桥涵位所在河沟的水文参数进行测量、调查和资料收集的工作。为推算桥涵设计流量和确定桥涵孔径提供有关的水文、地形、土壤、植被、气象及农田水利等方面的资料。29当需做水文、水力计算时，采用的方法有：1）暴雨推理法；2）径流形成法；3）形态调查法；4）直接类比法。30板是桥梁的主要承重结构，整体式简支板桥一般使用跨径在8m以下，其桥面宽度往往大于跨径。31为保证混凝土结构在设计年限内具有足够的耐久性，决定性因素是混凝土内的钢筋不被腐蚀。32板的边缘与钢筋间的净距（保护层）应不小于2m；设置钢筋网时，上下层钢筋的混凝土保护层厚度不得小于1.5m。33装配式板桥板块之间必须采用横向联结结构，以保证板块共同承担荷载作用。常用的横向联结方式有企口混凝土铰联结和钢板焊接联结。 企口混凝土铰接形式有：圆形、菱形和漏斗形三种。34.在铰缝内用C25C40细集料混凝土填实而成。35.事件证明：企口式混凝土铰能保证传递横向剪力，使各块板共同受力。36.主拱圈是拱桥的主要承重结构。37.拱圈各横向截面(或换算截面) 的形心连线称为拱轴线。38.涵洞是设于路基下的排水孔道，通常由洞身、洞口建筑两大部分组成。39.洞身的作用是：一方面保证水流通过；另一方面是直接承受荷载压力和填土压力，并将其传递给地基。洞身通常由承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台、基础以及防水层、伸缩等部分组成的。钢筋混凝土箱涵及圆管涵为封闭结构，涵台、涵板、基础联成整体，其涵身断面由箱节或管节组成，为了便于排水，涵洞涵身还应有适当的纵坡，其最小坡度为0.3%。40.洞口是洞身、路基和河道三者的连接构造物。洞口有进水口、出水口和沟床加固三部分组成，洞口的作用是：一方面使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；另一方面路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。41.沟床加固包括：进出口调治构造物，减少防冲设施等。42.圆管涵接口构造及防水层接口形式分为以下几种：平接口，套管接口，企口接口，套环接口。盖板涵按盖板材料不同有：石盖板涵和钢筋混凝土盖板涵之分。43.盖板涵是涵洞的承重结构部分，可有石盖板或钢筋混凝土盖板。 跨径在2m以下，石料丰富时，一般采用石盖板。其厚度和跨径随填土高度和跨径而异，一般为1540m。当跨径大于2m或在无石料地区时，宜采用钢筋混凝土盖板，其厚度为2530m，跨径为1.505.00m。44.涵洞延洞身长度方向应分段设置沉降缝，以防止不均匀沉降。45.拱涵各部分主要由：拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施等部分组成。46.箱涵为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能。 主要由：钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等部分组成。47.通道指城市道路、高速公路或一级公路路基下设置的供车辆或行人通过的小桥涵构造物，在城市道路上又叫人行通道。48.涵洞兼通道：为减少通道数量，在高速公路或一级公路上往往利用排水涵洞兼做人行道，这类涵洞的孔径应视人行流量及排水量流等确定，但最小跨径并不应小于4.00m49.常用涵洞洞口：八字式洞口：是由敞开斜置八字墙构成。 其特点是;构造简单、建筑结构较美观，施工简单，造价较低。 50.八字翼墙墙身与路中线垂直方向的夹角叫扩散角。 按水里条件考虑、经过试验，进口水流扩散角以13为宜，出口扩散角不宜大于10。但为便于集纳水流和减小出口翼墙末端的单宽流量，减小冲刷，扩散角多采用30，并且左右翼墙对称。51.斜交洞口的基本做法是：当涵洞与路线斜交时，其洞口形式根据洞身的构造不同可有斜交斜做和斜交正做两种。 52.进出水口沟床加固处理是与涵洞本身设置的坡度和涵洞上下游河沟的纵向坡度有关，凡涵洞设置坡度小于临界坡度，上下游河沟纵向坡度也也较小时，称为缓坡涵洞，反之称为陡坡涵洞。53.公路小桥涵下游防护加固类型，就其抵挡水流冲刷、稳定河床的作用可有以下类型：1.：铺砌加固，又可分为一般铺砌加固和延长铺砌加深截水墙两种形式；2:挑坎防护 3：特殊消能设施，包括急流槽、跌水、消力池等。54.涵洞受力特点是：1，涵洞与土体共同承受外荷载 2，涵洞的受力与施工方法有关 3，涵洞的受力与涵洞的洞身变形有关。55.涵洞受力的施工方法：1，顶推法施工 2，沟埋式施工 3，埋填式施工56.结构计算的基本方法是;1,按容许应力计算方法 2，按极限状态设计方法57.承载能力极限是指：桥涵结构或其构件达到最大承载力或出现不适应于继续承载的变形或变位状态。 其计算式以塑性理论为基础，以构造的破坏的工作阶段为依据：1，截面强度计算：作用在构件截面中引起的效应截面的承载力设计值 2，稳定验算：作用在结构或构件上产生的效应结构的承载力设计值 3，抗倾覆验算：作用引起的倾覆力距或滑动力结构的倾覆力矩或滑动力58.正常使用极限状态指：桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。 1，抗裂验算：作用在构件的特定部位所产生的拉应力作为适应和耐久性极限状态的应力控制值 2，裂缝宽度验算：作用在裂缝引起的宽度作为适应性和耐久性极限状态的裂缝宽度允许值 3，挠度验算：构件在作用下产生的变形作为实用性极限状态的变形允许值59.作用是指：施加在结构上的集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，前者称为直接作用，亦称为荷载，后者称为间接作用。60.公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用、偶然作用三类。 1， 永久作用分为：结构重力（包括附加重力）、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩或徐变作用、水的浮力、基础变位作用 ,2，可变作用包括：汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽