公路与桥涵勘测设计与案例分析

1、公路小桥涵勘测设计重庆交通大学 土木与建筑学院急流槽汇水面积 边沟 截水沟急流槽挡土墙 跌水 盲沟截水沟截水沟涵洞出口 路基的排水出口 排水总体布置排水总体布置重庆交通大学 土木与建筑学院边沟 重庆交通大学 土木与建筑学院一、小桥与涵洞一、小桥与涵洞涵洞涵洞 culvertculvert： 主要是为宣泄地面水流（包括小河主要是为宣泄地面水流（包括小河 流）而流）而设置的横穿路基的小型排水构造物。设置的横穿路基的小型排水构造物。小桥小桥 small bridgesmall bridge： 是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障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

2、造的构造碍物（如人行小道、机耕道等）而建造的构造物。物。重庆交通大学 土木与建筑学院第二章第二章 小桥涵类型及选择小桥涵类型及选择 21 21 小桥涵的分类小桥涵的分类一、按建筑材料分一、按建筑材料分 木、石、钢、砖、砼、钢筋混凝土、预应木、石、钢、砖、砼、钢筋混凝土、预应力混凝土、其他材料。力混凝土、其他材料。重庆交通大学 土木与建筑学院二、按构造形式分二、按构造形式分1 1、小桥、小桥板、梁、拱板、梁、拱2 2、涵洞、涵洞管、板、拱、箱管、板、拱、箱 石拱涵：养护费用低，经久耐用，超载石拱涵：养护费用低，经久耐用，超载 潜力大潜力大 板梁涵：石盖板涵板梁涵：石盖板涵适用于小跨径适用于小跨径

3、 L L2M 2M 重庆交通大学 土木与建筑学院圆管涵重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院拱涵重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院盖板涵重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院箱涵重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院

4、重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院倒虹吸管涵重庆交通大学 土木与建筑学院三、按填土高度分三、按填土高度分1 1、明涵、明涵：填土高度：填土高度F F1 150CM 50CM 要计冲击荷载要计冲击荷载 适用于低路堤和挖方地段的涵洞，浅沟渠。适用于低路堤和挖方地段的涵洞，浅沟渠。2 2、暗涵：、暗涵：填土高度填土高度F F1 150CM 50CM （管涵、拱涵），适用于填方较高的路堤，深沟渠。（管涵、拱涵），适用于填方较高的路堤，深沟渠。 重庆交通大学 土木与建筑学

5、院四、按空数分四、按空数分重庆交通大学 土木与建筑学院五、按水力性质分五、按水力性质分、小桥、小桥 自由出流自由出流判定条件：判定条件：h ht t1.3h1.3hljlj 非自由出流非自由出流判定条件：判定条件：h ht t1.3h1.3hljlj、涵洞、涵洞 无压力式无压力式 半压力式半压力式 压力式（倒虹吸管涵）压力式（倒虹吸管涵） 重庆交通大学 土木与建筑学院六、涵洞按洞身形式分按立面布置形式分六、涵洞按洞身形式分按立面布置形式分按进口抬不抬高：进口抬高式按进口抬不抬高：进口抬高式 进口不抬高式进口不抬高式平置式：斜置式：平置式：斜置式：重庆交通大学 土木与建筑学院七、按适用功能分七、

6、按适用功能分 排洪涵（桥）排洪涵（桥） 灌溉涵（桥）灌溉涵（桥） 交通涵（桥）：人行地道交通涵（桥）：人行地道 人行天桥人行天桥 立交桥立交桥 重庆交通大学 土木与建筑学院八、按洞身平面布置分八、按洞身平面布置分正交涵（桥）：正交涵（桥）： =90 =900 0 斜交涵（桥）：斜交涵（桥）：=45=450 0、60600 0、75750 0曲线涵（桥）曲线涵（桥） 重庆交通大学 土木与建筑学院九、按施工方法分九、按施工方法分重庆交通大学 土木与建筑学院十、小桥常见类型十、小桥常见类型重庆交通大学 土木与建筑学院22 22 小桥涵类型选择小桥涵类型选择 一、选型原则：设计选用原则一、选型原则：设

7、计选用原则1 1、应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需、应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需要，按照适用、经济、安全和美观的总原则进要，按照适用、经济、安全和美观的总原则进行设计。行设计。2 2、公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。、公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。 重庆交通大学 土木与建筑学院二、选型考虑因素二、选型考虑因素路（等级、任务、性质）路（等级、任务、性质）地（形、质、震）地（形、质、震）水（文、力）水（文、力）施工（工期、技术、水平）施工（工期、技术、水平）造价造价材料材料养护养护 重庆交通大学 土木与建筑学院三、各类小桥涵的特点及选用条件三、各类小桥涵的特点及选用条

8、件石拱涵（桥）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双曲拱桥拼装式钢筋混凝土卵形涵洞泄水涵洞倒虹吸涵洞重庆交通大学 土木与建筑学院四、小桥涵选型的综合分析四、小桥涵选型的综合分析、桥和涵的选择、桥和涵的选择（）流量的大小（）流量的大小（）路堤高度和河沟深浅（）路堤高度和河沟深浅（）地基情况，以及材料等确定（）地基情况，以及材料等确定、孔数选择、孔数选择（1 1）优先选择单孔）优先选择单孔（2 2）在建筑高度受限制时可采用双孔）在建筑高度受限制时可采用双孔尽量不多于尽量不多于3 3孔孔 重庆交通大学 土木与建筑学院第三章第三章 小桥涵勘测小桥涵勘测 一、小桥涵勘测的目的：一、

9、小桥涵勘测的目的： 在于搜集和初步整理出小桥涵设计所需要的外业资料。在于搜集和初步整理出小桥涵设计所需要的外业资料。二、小桥涵勘测方法：二、小桥涵勘测方法： 勘测工作应深入现场。勘测工作应深入现场。三、小桥涵勘测内容：三、小桥涵勘测内容：1 1、拟建小桥（涵洞）址处和形态断面处的测量和水文勘测。、拟建小桥（涵洞）址处和形态断面处的测量和水文勘测。2 2、工程地质和地貌调查。、工程地质和地貌调查。3 3、气象尤其是洪水期暴雨资料的收集。、气象尤其是洪水期暴雨资料的收集。4 4、建筑材料的供源调查、建筑材料的供源调查5 5、原有桥涵构造物和水利设施的情况、原有桥涵构造物和水利设施的情况6 6、当地

10、对拟建小桥涵的要求、当地对拟建小桥涵的要求 重庆交通大学 土木与建筑学院31 勘测工具和资料收集勘测工具和资料收集 一、准备小桥涵勘测外业需用的仪器工具一、准备小桥涵勘测外业需用的仪器工具 用途用途仪器仪器 工具工具地形测量地形测量经纬仪、水准仪、花杆、皮尺、水准尺、手水准、经纬仪、水准仪、花杆、皮尺、水准尺、手水准、水平板仪水平板仪水文测量水文测量流速仪、浮标、测绳、测杆等流速仪、浮标、测绳、测杆等地质调查地质调查罗盘仪、地质锤、取样盒、锹、镐、小型取样钻罗盘仪、地质锤、取样盒、锹、镐、小型取样钻机机重庆交通大学 土木与建筑学院二、小桥涵勘测有关的技术标准二、小桥涵勘测有关的技术标准三、地形

11、图三、地形图 一般应收集比例尺为1：100001：50000的路线地形图四、水文资料四、水文资料五、气象资料五、气象资料六、地质资料六、地质资料七、其他七、其他重庆交通大学 土木与建筑学院32 小桥涵的位置选择小桥涵的位置选择 一、择位原则一、择位原则1 1、小桥涵位置、小桥涵位置应应服从路线走向服从路线走向特殊情况下特殊情况下: :（1 1）考虑桥涵在技术上不可行）考虑桥涵在技术上不可行（2 2）考虑总体工程数量过份增加，经济上不可行）考虑总体工程数量过份增加，经济上不可行（3 3）考虑过份降低路线标准，造成路线线形不合理）考虑过份降低路线标准，造成路线线形不合理2 2、以路基排水相配合，形

12、成系统、以路基排水相配合，形成系统3 3、维护天然水系，确保水流畅通，做到上游河段顺直，出、维护天然水系，确保水流畅通，做到上游河段顺直，出口水流平稳口水流平稳4 4、总体工程数量最省原则，以降低工程造价、总体工程数量最省原则，以降低工程造价重庆交通大学 土木与建筑学院二、小桥涵沿路线布设的布置二、小桥涵沿路线布设的布置1 1、天然河沟与路线相交处、天然河沟与路线相交处2 2、农田灌溉渠与路线相交处、农田灌溉渠与路线相交处3 3、路基边沟排水渠、路基边沟排水渠4 4、路线交叉处、路线交叉处5 5、其他设涵情况、其他设涵情况重庆交通大学 土木与建筑学院（1）纵坡成凹形处纵坡设计线地面线i1i2重

13、庆交通大学 土木与建筑学院（2）纵坡由陡变缓处 i1纵坡设计线地面线i2重庆交通大学 土木与建筑学院（3）陡坡急变处（4）截水沟出口设涵重庆交通大学 土木与建筑学院5、其他设涵情况（1）如铺设管线（2）路线通过村铺、居民区（3）路线经过低洼处（4）与路基病害整治配合设涵重庆交通大学 土木与建筑学院三、桥位选择三、桥位选择 桥位选择则小桥定位，它主要是确定小桥桥位选择则小桥定位，它主要是确定小桥的中心里程桩号及桥轴线方向，以及跨河时路的中心里程桩号及桥轴线方向，以及跨河时路中线位置。中线位置。1 1、选择地点：、选择地点： 桥位应选择在河面窄、水流平缓、河段顺直、桥位应选择在河面窄、水流平缓、河

14、段顺直、地质良好的河段。地质良好的河段。重庆交通大学 土木与建筑学院（1）路线跨越河湾时， P16，图32： 最好，较好， 应避免。图3-2 河湾处桥位重庆交通大学 土木与建筑学院（2）路线跨越两河流交汇处，P16，图3-3。选在汇合口处下游(1.52.0)B以外图3-3 河流汇合口桥位(1.52.0)B重庆交通大学 土木与建筑学院（3）沿溪线跨越支沟外，P16，图3-4。 图3-4 大河倒灌对桥位的影响洪水倒灌线支沟主河沟选在受大河壅水倒灌影响范围之外。重庆交通大学 土木与建筑学院（4）沿溪线与桥位配合： 利用河湾、“S”形，P16，图3-5 河段以及适当斜交的办法跨河，以创造较好的线形条件

15、。 重庆交通大学 土木与建筑学院2 2、桥位中线应尽量与水流方向垂直、建成正交桥、桥位中线应尽量与水流方向垂直、建成正交桥若不能正交，则桥梁墩台轴线方向，应尽量与若不能正交，则桥梁墩台轴线方向，应尽量与水流方向平行。水流方向平行。P15P15，图，图3-13-1。 为了减少水流对为了减少水流对桥墩台、路基边坡的冲刷。桥墩台、路基边坡的冲刷。3 3、桥位应选择在有利于布设两端引道的河段、桥位应选择在有利于布设两端引道的河段4 4、桥位选择应尽量与路线配合，以创造良好线形和、桥位选择应尽量与路线配合，以创造良好线形和景观景观重庆交通大学 土木与建筑学院四、涵位选择四、涵位选择 涵洞定位，通常是沿着

16、已确定路线方向前后移动，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。以选择一个合理而又经济的位置。1 1、路线跨越小河沟时：（、路线跨越小河沟时：（l l0 0500m)500m)条件：汇水面积条件：汇水面积F F1 10.1km0.1km2 2原则和方式：原则和方式：(1)(1)、若两沟相距较近时，可采取合并办法。、若两沟相距较近时，可采取合并办法。 P19P19，图，图3-133-13，a a、b b、c c 重庆交通大学 土木与建筑学院重庆交通大学 土木与建筑学院（2）、在回头曲线时，可考虑改沟，取消涵洞。P19，图3-13，d（3）、河沟较深，边坡稳定时，

17、可采取岸坡设涵。P18，图3-12重庆交通大学 土木与建筑学院（4 4）、具体定位时）、具体定位时平原区：平原区： 、沟心设涵、沟心设涵 、河沟转弯时，改沟：裁弯取直或改移河沟、河沟转弯时，改沟：裁弯取直或改移河沟 、注意设农田灌溉涵洞和设涵后出口对农田的冲刷、注意设农田灌溉涵洞和设涵后出口对农田的冲刷山岭及丘陵区：山岭及丘陵区： 、顺沟设涵、顺沟设涵 、裁弯取直、裁弯取直 、改沟合并、改沟合并 、岸坡没涵、岸坡没涵 、开沟取消涵洞、开沟取消涵洞 、山脊线，、山脊线， 以排水沟代替涵洞以排水沟代替涵洞重庆交通大学 土木与建筑学院2 2、路线穿越农田排灌边沟排水涵、路线穿越农田排灌边沟排水涵3

18、3、在路基边沟（或水沟）出口处，设置边沟排水涵、在路基边沟（或水沟）出口处，设置边沟排水涵4 4、路线交叉处（平交、立交）、路线交叉处（平交、立交）5 5、特殊用途的设涵、特殊用途的设涵重庆交通大学 土木与建筑学院33 小桥涵测量小桥涵测量 一、目的一、目的1 1、实地检查、实地钉设（中心桩）、实地检查、实地钉设（中心桩）2 2、提供路线设计资料、提供路线设计资料3 3、提供内业设计资料、提供内业设计资料二、定位二、定位1 1、定位、定位（1 1）涵洞）涵洞定中心里程桩号，定斜交角度（定中心里程桩号，定斜交角度（2 2）小桥小桥定桥梁中心里程桩号（或桥轴两岸控定桥梁中心里程桩号（或桥轴两岸控制

19、桩里程）、定斜交角度、定跨河时路中线位制桩里程）、定斜交角度、定跨河时路中线位置置重庆交通大学 土木与建筑学院2 2、概念、概念（1 1）、斜交角度）、斜交角度 路线前进方向与水流方向路线前进方向与水流方向间的（右侧）夹角间的（右侧）夹角（2 2）、斜度）、斜度90900 0-路中线的法线方向与水流方路中线的法线方向与水流方向的夹角向的夹角3 3、定位方法、定位方法（1 1）、位于直线上桥涵的定位）、位于直线上桥涵的定位 可直接用花杆穿线（或用经纬仪穿线）可直接用花杆穿线（或用经纬仪穿线）的办的办 法确定中桩。法确定中桩。（2 2）、位于曲线上桥涵的定位）、位于曲线上桥涵的定位 多用切线支距法

20、（或偏角法）。多用切线支距法（或偏角法）。重庆交通大学 土木与建筑学院三、断面测量三、断面测量1 1、要求、要求（1 1）小桥）小桥沿路线方向测河床上、中、下沿路线方向测河床上、中、下游三个横断面。游三个横断面。（2 2）涵洞）涵洞沿涵轴线方向测河沟纵断面。沿涵轴线方向测河沟纵断面。2 2、方法、方法（1 1）抬杆法）抬杆法（2 2）经纬仪法）经纬仪法四、平面图测绘四、平面图测绘重庆交通大学 土木与建筑学院34 34 小桥涵水文勘测小桥涵水文勘测35 35 小桥涵工程地质调查小桥涵工程地质调查一、目的及主要内容一、目的及主要内容二、勘测方法二、勘测方法小桥涵工程地质的勘测：以调查为主，挖（钻）

21、探小桥涵工程地质的勘测：以调查为主，挖（钻）探为铺为铺1 1、 工程地质调查工程地质调查 一般公路采用一般公路采用2 2、挖（钻）探、钎探、挖（钻）探、钎探高等级公路采用高等级公路采用重庆交通大学 土木与建筑学院36 36 小桥涵综合调查小桥涵综合调查 一、建筑材料调查一、建筑材料调查二、原有桥涵调查二、原有桥涵调查三、其它调查三、其它调查重庆交通大学 土木与建筑学院第四章第四章 小桥涵流量与孔径计算小桥涵流量与孔径计算41 流量计算流量计算 1、现状： 2、流量计算的特点： 3、应用： 迳流形成法 暴雨推理法 形态调查法 直接类比法重庆交通大学 土木与建筑学院1、原理 迳流形成法是从分析汇水

22、区形成和地面迳流的因素着手，从而建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量。2、影响迳流流量的因素（1）、暴雨特征（2）、汇水区特征一、迳流形成法一、迳流形成法重庆交通大学 土木与建筑学院3、迳流形成法计算公式（1）、成因简化公式：公科所简化公式： (m3/s) （汇水面积F较小） （2）、迳流流量经验公式：F1.0km2 (m3/s)当有降雨资料时 F10km2 (m3/s) F3km2 (m3/s).)(5423FzhQsFhQs.56. 0nsFkQ.32. FscQpFscQp.重庆交通大学 土木与建筑学院4、迳流形成法计算资料的收集（1）、汇水面积F（2）、主河沟平均坡度Iz（3

23、）、土壤吸水类属的确定（4）、汇水区植被调查（5）、水库、湖泊情况调查，重庆交通大学 土木与建筑学院二、 形态调查法形态调查法1、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，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。重庆交通大学 土木与建筑学院2、方法与步骤（1）、选择形态断面，并进行形态和洪水调查；（2）、推算历史洪水在形态断面处的流量Qn；（3）、进行频率换算（4）、桥（涵）址换算3、形态调查法资料的收集（1）、调查历史洪水及相应频率（2）、形态

24、断面测量及设置（3）、洪水比降测量重庆交通大学 土木与建筑学院 三、直接类比法直接类比法1、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。重庆交通大学 土木与建筑学院2、方法和步骤：（1）对原有桥涵的孔径尺寸及情况进行调查；（2）推算历史洪水在原有桥涵下的流量；（3）折算为原有桥涵处的天然流量Qt（4）进行频率周期换算方法同形态调查法。（5）桥（涵）址换算方法同形态调查法重庆交通大学 土木与建筑学院

25、3、运用条件（1）能调查到可靠的桥涵前洪水积水高度及相应的洪水频率；（2）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；（3）（桥涵下）无淤积物或冲刷坑；（4）无大河倒灌，无大、漂流物；（5）无泥石流现象；（6）洪水不漫出河槽；（7）原桥与新桥在同一水系。重庆交通大学 土木与建筑学院 四、暴雨推理法暴雨推理法1、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，它是一种半理论半经验的计算方法。重庆交通大学 土木与建筑学院2、方法和步骤（1）、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

26、SP；（2）、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()；（3）、计算损失参数和汇流时间；（4）、按公式计算设计流量Qp重庆交通大学 土木与建筑学院3、暴雨推理公式（1）、公科所推理公式：FSQnpp278. 0（2）、经验公式： 经验公式： 经验公式：2FSQmpp3FScQpp重庆交通大学 土木与建筑学院42 孔径计算孔径计算一、孔径的概念一、孔径的概念孔径：指桥涵下过水净空的大小，它是桥涵设计的基本尺寸。通常桥梁孔径用孔数和单孔跨径表示： 213m。涵洞孔径用孔数，单孔跨径和涵台高度表示： 2250200cm2 （孔数标准跨径涵台高度）圆管涵则

27、用涵管的孔数和内径表示： 2150cm重庆交通大学 土木与建筑学院二、孔径计算任务二、孔径计算任务1、确定可以接受的壅水高度2、确定河床进出口加固的类型和尺寸3、确定桥面和路堤的最低标高4、确定桥涵的孔径尺寸大小重庆交通大学 土木与建筑学院三、计算特点三、计算特点1、小桥（1）、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；（2）、桥身断面的过水阻力小（桥台宽度较小），沿程阻力忽略不计；（3）、一般不加固河床；（4）、要求有一定的净空高度，计算时按水力学的宽顶堰计算。重庆交通大学 土木与建筑学院2、涵洞（1）、跨径与台高之间有一定比例关系，其经济比例通常为1 11 1.5，孔径

28、计算要解决跨径及台高两个关系；（2）、考虑洞身过水阻力的影响，因为过水孔道长而小；（3）、通常人工加固河床，提高允许流速；（4）、洞身水流可充满洞身并可触及洞顶。重庆交通大学 土木与建筑学院四、比较四、比较1、共同点（1）小桥、涵洞都应控制桥下、涵内的允许流速；（2）都需控制桥涵前的壅水高度。2、不相同点（1）孔径计算任务不相同（2）孔径的控制条件不相同 小桥：V 桥 V允许 （解决跨径长度） 涵洞：涵前水深和断面高宽的比例（3）计算参数的选择不相同（4）计算理论和计算公式不相同重庆交通大学 土木与建筑学院I I、小桥孔径计算、小桥孔径计算一、概念一、概念 1 1、 自由出流：自由出流： 当下

29、游水深小于或等于临界水深的当下游水深小于或等于临界水深的1.31.3倍时，桥下的临界水倍时，桥下的临界水流状态不会受到破坏，水面二次跌落，桥下水深为临界水深流状态不会受到破坏，水面二次跌落，桥下水深为临界水深h hljlj，则为自由出流。则为自由出流。判定条件：判定条件：h ht t1.3h1.3hljlj 2 2、 非自由出流：非自由出流： 当桥下游水深大于临界水深的当桥下游水深大于临界水深的1.31.3倍时，进桥水流不能推开下倍时，进桥水流不能推开下游水面顶托的影响，流速有所降低，水面仅一次跌落，桥下水深为游水面顶托的影响，流速有所降低，水面仅一次跌落，桥下水深为天然水深天然水深h ht

30、t，则为非自由出流。，则为非自由出流。判定条件：判定条件：h ht t1.3h1.3hljlj重庆交通大学 土木与建筑学院二、孔径计算方法及步骤：1、确定天然水深ht（1）、试算出：（2）、公式法：2、确定桥下临界水深hlj3、判定水力图式当ht1.3hlj时，为自由出流。当ht1.3hlj时，为非自由出流。4、确定桥梁跨径长度L A、自由出流 B、非自由出流5、计算桥前水深H 自由出流 非自由出流6、确定桥头路堤及桥面标高重庆交通大学 土木与建筑学院、涵洞孔径计算、涵洞孔径计算一、水力图式的判定一、水力图式的判定 1、 无压力式： 2、 半压力式： 3、 压力式：重庆交通大学 土木与建筑学院

31、二、孔径计算二、孔径计算1、以无压力式例，总结涵洞孔径计算的步骤（1）、初拟洞内净高hd（2）、计算壅水高度H， 估算公式： （ 为净空高度，查表14，通常取0.87）（3）、由简化公式485490计算跨径，取整为标准跨径L0（4）、检查L0、hd是否满足经济断面要求（1：11：1.5）（5）、若基本符合比例，则计算结束，否则重拟hd，重新计算，直至合格。重庆交通大学 土木与建筑学院2、压力式涵洞设计时，注意要点： 由于洞内压力大，流速高，涵前积水深，因而水流对涵洞及路基的破坏性较大，一般宜少采用（1）洞身应采用砼或钢筋砼结构（2）一般只限于单孔涵洞（3）下、下游进出口应加固（4）洞身接头不漏

32、水、渗水（5）路堤及涵洞基底应按静水压力及渗透作用验算稳定性重庆交通大学 土木与建筑学院第五章第五章 涵洞构造涵洞构造51 涵洞的组成涵洞的组成由洞身和洞口组成一、洞身一、洞身洞身由承重构造物（盖板或拱圈）、涵台、基础、铺底、沉降绛、防水层等组成。是涵洞的主要部分。洞身的作用：承受荷载压力和填土压力等，并将其传递给地基；保证水流通过。重庆交通大学 土木与建筑学院二、洞口二、洞口洞口连接构造物，连接（洞身、路基、河道）由进水口、出水口，沟床加固三部分组成。洞口的作用：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。洞口分进水口和出水口，位于涵洞上游侧的洞口称进水口，起集纳水

33、的作用；位于涵洞下游侧的洞口称为出水口，起扩散水的作用。重庆交通大学 土木与建筑学院52 洞身构造及立面布置洞身构造及立面布置一、圆管涵一、圆管涵组成：管身、基础、接缝及防水层1、管身圆管涵用孔径d0： 50cm、75cm、100cm、125cm、150cm、200cm。对应的管壁厚度：6cm、8cm、10cm、 12cm、 14cm、 15cm管身多采用预制安装，其预制长度通常有50cm和100cm两种。管身直径： d050cm 可不加钢筋而用素砼 d0=50cm 采用单层钢筋 d0=75cm200cm 采用双层钢筋重庆交通大学 土木与建筑学院2、基础（1）砼和浆砌片石基础（2）垫层基础（3

34、）砼平整层3、接缝及防水层（1）平口接头接缝：柔性接缝，半刚性、刚性 （2）企口接头接缝重庆交通大学 土木与建筑学院二二 盖板涵盖板涵组成：盖板、涵台、基础、洞身铺底、伸缩缝、防水层1 盖板：（石盖板、钢筋砼盖板）2 涵台、基础及洞身铺底圬工砌体重庆交通大学 土木与建筑学院3、沉降缝 目的：防止不均匀沉降 沉降缝设置的位置和方法：（1）洞身沉降缝（2）其他应设置沉降缝处 凡地基土质发生变化、基础埋置深度不一、基础对地基的荷载发生较大变化处、基础填挖交界处、采用填石垫高基础交界处，均应设置沉降缝。（3）均匀岩石地基上的涵洞（4）斜交涵洞：斜交正做，斜交斜做重庆交通大学 土木与建筑学院三、拱涵三、

35、拱涵组成：拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施1 拱圈 材料：石料，砼，砖等，常用等截圆弧拱 矢跨比：f0/L0=1/2、1/3、1/4， （ f0/L0 1/6坦圆拱） 拱圈厚度：d=25cm 40cm2 护拱3 涵台、拱上侧墙、铺底、基础4 排水设施及沉降缝重庆交通大学 土木与建筑学院四、箱涵四、箱涵（又叫矩形涵）组成：钢筋砼封闭薄壁结构，基础1、洞身（1）、洞身根据需要做成长方形断面或正方形断面；（2）、因施工较困难，造价较高，仅在软土地基上采用；（3）、箱涵壁厚一般为=22cm 35cm；（4）、箱涵内壁面四个角处往往做成450的斜面；（5）、钢筋砼箱涵一般在高等级

36、公路上使用。2、基础 一般为双层结构，上层为砼结构，下层为砂砾石垫层3、翼墙4、变形缝重庆交通大学 土木与建筑学院 涵洞附属工程： 防水层 沉降缝 进出水口处理 涵洞缺口填土等。重庆交通大学 土木与建筑学院五、涵洞洞身立面布置五、涵洞洞身立面布置1 对平原微丘区： 布置原则：铺砌顶面标高及坡度应与天然河 沟沟底标高及沟底纵坡基本一致2 对山岭重丘区：（1）缓坡涵的布置 注意 填方涵洞 不能抛填（2）陡坡涵的布置 注意 阶梯涵 重庆交通大学 土木与建筑学院53 洞口构造及类型洞口构造及类型 组成： 进水口和出水口 常用类型：八字式、端墙式、跌水井、 扭坡式、 走廊式、平头式、流线型等， 其中前三

37、种较常用重庆交通大学 土木与建筑学院一、八字墙洞口一、八字墙洞口 0 重力式结构，构造简单 0 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。 概念： 斜度：涵轴线方向的垂线与路中线的夹角 水流扩散角：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：八字墙墙身与路中线垂直方向的夹角。重庆交通大学 土木与建筑学院1、正交时，正八字墙洞口（=0，= ）（1）适用条件：用于河沟平坦顺直，无明显河槽，墙高小于5时，能有效地收集水流大于5时，圬工体积过大，使用不经济（2）潜入式八字墙：有时为了缩短翼墙长度，减小墙身数量，并使涵洞与沟槽顺接，可将翼墙末端做成矮

38、墙的形式，称为潜入式八字墙。（3）直墙式洞口（=0，= =0）重庆交通大学 土木与建筑学院2、斜交时，斜八字墙洞口涵洞与路线斜交时，有两种做法：斜交斜做：洞口帽石方向与路线方向平行；斜交正做：洞口帽石方向与涵轴线方向垂直。（1）、斜交斜做当时，叫反翼墙，此时=00最经济；当时，叫正翼墙，此时=+600为宜（2）斜交正做正做洞口的翼墙一般采用正翼墙，较长一侧的翼墙叫大翼墙，较短的叫小翼墙大翼墙，愈小愈经济小翼墙，=时最为经济端墙和帽石，可设计成斜坡式或台阶式重庆交通大学 土木与建筑学院二、端墙式洞口二、端墙式洞口端墙式（又称一字墙式）1、特点：2、适用条件：与八字墙类似3、形式（灵活）： 端墙+

39、锥坡 P71 图5-24 a, b 端墙+排水沟 图5-24 c,d 端墙+挡土墙 图5-24 e 4、锥坡式洞口（端墙+锥坡） (H5m)重庆交通大学 土木与建筑学院三、跌水井洞口三、跌水井洞口1、形式：（1）边沟跌水井洞口 P72 图5-26（2）一字墙跌水井洞口 P72 图5-272、跌水井使用条件：（1）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；（2）天然河沟纵坡大于50%；（3）路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求。3、跌水井的作用（1）使河槽或路基边沟与涵洞进口顺利连接；（2）消能：使涵洞洞身免受跌水冲刷。重庆交通大学 土木与建筑学院四、扭坡式洞口四、扭坡式洞口五

40、、平头式洞口五、平头式洞口六、走廊式洞口六、走廊式洞口七、流线型洞口七、流线型洞口重庆交通大学 土木与建筑学院54 沟床加固及防护沟床加固及防护一、进水口沟床加固一、进水口沟床加固1 加固措施 P732 注意事项二、出口沟床加固二、出口沟床加固1 冲刷产生的原因及类型2 出水口沟床加固防护的作用及类型（1）作用：（2）类型 铺砌加固形式：一般铺砌加固形式， 延长铺砌加深截水墙 挑坎防护 P78 图5-44 特殊消能设施 急流槽 河沟落差较大 P79 图5-47 跌水（单级或多级） 消力池 消力槛重庆交通大学 土木与建筑学院 第九章: 小桥涵设计重庆交通大学 土木与建筑学院61 小桥涵基础设计小

41、桥涵基础设计一、一般要求1、足够的设计强度；2、耐久性；3、稳定性二、基础类型及选择1 按建筑材料分（1）石料基础（25#以上）（2）砖基础（7.5#以上） （3）砼基础（15#以上） （4）钢筋砼基础（15#以上） 2 按构造型式分。 整体式基础 分离式基础3 按工作条件分 （考虑变形） 刚性基础 柔性基础重庆交通大学 土木与建筑学院三、基础埋置深度三、基础埋置深度1、影响基础设计的因素：（1）地基土壤的承载力（2）水流的冲刷能力（3）地基冰冻程度2、要求（1）地基为基岩，清除风化层，可置；（2）地基为土壤，埋深为0.6m或1.0m ；（3）地基为淤泥或软弱层，可采用扩大基础， 块石挤淤换土

42、、砂垫层等措施；（4）小桥基础应在设计洪水位冲刷线以下；（5）置于冰冻线以下。重庆交通大学 土木与建筑学院五、软士地基加固的方法1、夯实法2、砂（土）桩挤密法3、小木桩挤密法4、砂垫层法（换土法）5、施喷发重庆交通大学 土木与建筑学院72 涵洞设计涵洞设计一、一般要求一、一般要求 二、绘图步骤二、绘图步骤1、整理外业资料，收集有关路线及路基设计资料，拟定主、整理外业资料，收集有关路线及路基设计资料，拟定主要尺寸，选定标准图；要尺寸，选定标准图；2、点绘河沟纵断面；、点绘河沟纵断面；3、绘路基设计线；、绘路基设计线；4、结合地面线和地质水文确定基础位置，至下而上出洞身、结合地面线和地质水文确定基

43、础位置，至下而上出洞身长度；长度；5、绘进出洞口图、平面图、横断面图及有关剖面图；、绘进出洞口图、平面图、横断面图及有关剖面图；6、计算并标出各部尺寸；、计算并标出各部尺寸；7、计算工程数量、编写说明、整理完成全图。、计算工程数量、编写说明、整理完成全图。三、涵洞设计成果三、涵洞设计成果 施工图设计阶段：涵洞设计图、涵洞工程数量表施工图设计阶段：涵洞设计图、涵洞工程数量表重庆交通大学 土木与建筑学院73 小桥设计小桥设计一、一般要求一、一般要求二、绘图步骤二、绘图步骤1、整理外业资料，收集有关路线及路基设计资料，拟定主、整理外业资料，收集有关路线及路基设计资料，拟定主要尺寸，选定标准图；要尺寸

44、，选定标准图；2、在立面图上点绘河床横断面，将上、中、下三个断面套、在立面图上点绘河床横断面，将上、中、下三个断面套绘在一张图上；绘在一张图上；3、绘立面图。一般自上而下绘制起拱线（或墩台顶面），、绘立面图。一般自上而下绘制起拱线（或墩台顶面），然后确定基础标高，再自下而上绘出全图。并计算每个然后确定基础标高，再自下而上绘出全图。并计算每个墩台高度。墩台高度。4、由立面及横断面图绘出平面图；、由立面及横断面图绘出平面图；5、根据需要，绘必要的细部结构、剖面图、大样图；、根据需要，绘必要的细部结构、剖面图、大样图；6、计算并标出各部尺寸；、计算并标出各部尺寸；7、计算工程数量、编写说明、整理完成

45、全图。、计算工程数量、编写说明、整理完成全图。三、小桥设计成果三、小桥设计成果 施工图设计阶段：小桥设计图、小桥工程数量表施工图设计阶段：小桥设计图、小桥工程数量表重庆交通大学 土木与建筑学院74 小桥涵设计的有关规定小桥涵设计的有关规定 一、图幅规定一、图幅规定 二、图例符号及单位规定二、图例符号及单位规定 重庆交通大学 土木与建筑学院第七章第七章 小桥涵工程数量小桥涵工程数量71 涵洞长度计算涵洞长度计算 涵长涵长沿涵洞中轴线，从进口涵台边缘到出口涵台边沿涵洞中轴线，从进口涵台边缘到出口涵台边缘之间的水平距离。护坡、挡土墙为准。（指涵洞出入缘之间的水平距离。护坡、挡土墙为准。（指涵洞出入口

46、两端墙外缘间的总长度，包括沉降缝、接缝在内，计口两端墙外缘间的总长度，包括沉降缝、接缝在内，计算精确至算精确至0.01m）影响涵洞长度的因素：影响涵洞长度的因素： 路基宽度（包括曲线路基加宽及路线间距加宽等）、路基宽度（包括曲线路基加宽及路线间距加宽等）、 路堤边坡率、路堤边坡率、 涵洞顶填土高度、涵洞顶填土高度、 出入口沟床高程、出入口沟床高程、 两端翼墙形状及斜交影响因素确定的。两端翼墙形状及斜交影响因素确定的。重庆交通大学 土木与建筑学院一、正交涵洞一、正交涵洞1、 路基边坡无变坡时涵长：L=L1+L2上游下游： imcaHmBL1111imcbHmBL1222重庆交通大学 土木与建筑学

47、院1、 基边坡有变化时 (m) (m)imcahHmmhBL11111imcbhHmmhBL11122重庆交通大学 土木与建筑学院二、斜交涵洞二、斜交涵洞 1、 斜洞口涵长 2、正洞口涵长（1）、帽石平置式（2）、帽石斜置式重庆交通大学 土木与建筑学院72 桥涵主体工程数量的计算桥涵主体工程数量的计算 一、一般要求一、一般要求二、拱圈二、拱圈三、侧墙三、侧墙四、桥（涵）墩四、桥（涵）墩五、护拱五、护拱六、拱体填料六、拱体填料重庆交通大学 土木与建筑学院73 涵洞洞口尺寸及工程数量涵洞洞口尺寸及工程数量 一、八字墙一、八字墙二、锥形护坡二、锥形护坡三、扭坡三、扭坡74 算例算例 一、涵长计算一、涵长计算二、洞口计算二、