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文档简介
1、1、净跨径 (Lj): 桥梁相邻两个桥墩或桥台之间的净距离2、计算跨径(l):梁式桥、板式桥涵指一跨之间支座中心线之间的水平距离;拱式桥涵指一3、跨之间两个拱脚截面形心之间的水平距离。4、标准跨径(L0): 梁式桥、板式桥涵以两桥(涵)墩中线间距离或桥(涵)墩中线与台背前缘间距为准;拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。5、多孔跨径总长(L):梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长;拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离。6、小桥涵的作用:保证“路基”连续保证水流畅通保证行车无阻。7、设计原则(“十字方针”):安全:行车安全,适用:使用要求,经济:建设和运营费用最低,美观:与周围景观环境相协调,环保
2、:取弃土的问题,防止水土流失8、设计要求:1行车要求:(1)满足平、纵、横面线形标准要求。(2)满足强度、刚度、稳定性要求。(3)满足桥涵净空的要求。2排水要求:(1)保证设计流量顺利宣泄(2)保证桥下一定的净空高度 3通航要求:满足内河通航标准(GB50139-2004)4跨线要求:(1)跨越铁路、公路、人行通道 ,(2)管线并行、交叉(电力、电信、油气等)5荷载要求:满足设计荷载的要求:高速和一级公路满足, 公路-级;二级及以下等级满足公路-级。6桥上线形及桥头引道要求:纵坡要求,引道路基的高度要求。9、测设任务:小桥涵测设包括小桥涵外业勘测和内业设计。10、外业勘测内容:1、资料收集及勘
3、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。11、内业设计内容:流量计算及孔径计算,小桥涵主要尺寸拟定,小桥涵立面布置,工程数量计算及施工图预算编制 。12、小型排水构造物:边沟、截水沟、排水沟、路拱、小桥、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽。13、小桥涵如何分类:1按建筑材料分:木、石、钢、砼、钢筋砼、预应力砼、砖、陶瓷、钢波纹管、石灰三合土等。2按构造形式分:小桥板、梁、拱;涵洞板、拱、箱、管。3按填土高度分:明涵填土高度50cm常用于低路堤和挖方地段的涵洞,浅沟渠。暗涵填土高度50cm常用于填方较高的路堤,深沟渠。 4按桥涵孔数:
4、单孔、双孔、多孔。5按水力性质分:无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。6涵洞洞身形式分:洞口抬高、洞口不太高、平置式坡涵、斜置式斜坡涵。7按桥涵使用功能分14、小桥涵选型要考虑的因素:路(等级、任务、性质);地(地形、地质、地震);水(水文、水力);施工(工期、技术、水平);造价(桥涵特点);材料(材料供应);养护(孔径不太小、洞身不宜太长)。15、各种不同小桥涵的优缺点:1石拱桥:优点(涵):造价低;施工工艺简单;坚固,寿命长;缺点建筑高度大;无法预制安装,工期长,不易修复;对地基要求高。2石盖板涵:优点造价低;建筑高度小;地基要求低;施工简单、便于修复缺点力学性能差泄水能力差。3钢筋混
5、凝土板桥(涵):优点建筑高度小;地基要求低;能工厂化预制安装,质量有保证;施工简单、便于修复。缺点造价较高。4钢筋混凝土圆管涵:优点力学性能好;构造简单,不需墩台,地基要求低;能工厂化预制安装,质量有保证;施工简单、便于修复。缺点孔径小(0.52m),泄水能力较小。5、钢筋混凝土箱涵:优点整体性好;对地基要求低;缺点造价高施工难度大。6倒虹吸涵洞(钢筋混凝土):优点流量较大(相对于铸铁倒虹吸涵洞);接头少,整体性好,渗漏少。缺点施工复杂、造价高;维修、养护困难。7钢波纹管涵:优点造价较低;构造简单,不需墩台,施工简单;能工厂化生产拼装,施工速度快;地基要求低;缺点用钢量大;耐久性问题需考虑。8
6、砖拱涵:优点造价低;不需要加工石料,施工方便;缺点砖强度低,承载能力低;抗冻、抗碱能力低。16、 各种涵洞适用跨径有哪些:1石拱桥:大于等于2m;2石盖板涵:小于2m;3钢筋混凝土板桥(涵):4钢筋混凝土圆管涵:1.5m6m;5、钢筋混凝土箱涵:适中;6倒虹吸涵洞(钢筋混凝土)0.5m3m;7钢波纹管涵8砖拱涵:0.75m3m。17、 小桥涵择位的原则:1)小桥涵位置应服从路线走向;2)地质条件好,河床稳定的河段;3)水文、水力条件好的河段;4)总体工程数量最省原则;5)涵洞方向位置应与水流方向一致;6)考虑施工、养护、维修的要求;7)考虑地形、地貌、水文及农田灌溉,间距不小于50m。 18、
7、 涵洞设置地点:1)平原区涵洞:沟心设涵;适当改沟;注意农田灌溉涵洞;沟通路基两侧水位。2)山岭区涵洞:顺沟设涵;改沟设涵;岸坡设涵;改沟合并;山脊线涵洞与排水沟比选;路基排水涵。19、 小桥涵址测绘范围:20、 汇水面积(A)的测法:用地形图求;实测;实测与估算相结合。21、 主河沟平均纵坡(Iz)的测法:有地形图可在图上量取;无地形图可现场实测。22、 主河沟长度(L)的测法:23、 汇水区平均宽度(B)的测法:一般利用地形图计算,先勾绘出汇水区范围线,近似求出汇水面积的型心c,垂直主河沟做一直线,交汇水区边界a,b两点,取此两点间距离即为汇水区平均宽度B。24、 汇水区平均横坡(lh)的
8、测法:一. 小流域水文特征: 小流域通常是指汇水面积小于100km2的小型沟,谷的范围,由于汇水面积小,小流域汇水区具有以下水文特征:洪水暴涨暴露,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。径流:陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海 洋、含水层或沙漠的水流的通称。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沿流程移动的距离,通常用m/s计量。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,通常用m3/s计量。暴雨:降雨强度和降雨量均相当大的雨。1h雨量等于大于16mm或24h内雨量等于或大于50mm的雨。洪水:流量大,水位高且具有
9、一定灾害的大水。洪峰流量、洪水总量及洪水过程通称洪水三要素。流域面积:流域分水线与河口断面之间所包围的平面面积。降雨强度:单位时间的降水量,mm/h或mm/d计量。雨量:一定时段内,从大气降落到地面的液态降水量,mm计量。设计流量:与设计洪水频率相应的流量(m3/s) 暴雨推理法: 一次暴雨降雨量在满足了植物滞留、洼地蓄水和表土储存后,当后续降雨强度超过入渗能力时,超渗的雨量将沿着坡面汇流进入河网。因而决定小流域洪峰流量大小的主要因素一般有降雨情况(降雨量、降雨强度、降雨的时空分布)和下垫面情况(地表植被、洼地蓄水、土壤入渗、蒸发,汇水区的特点)。原理: 运用成因分析与经验推断相结合的方法,从
10、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。Qs=f(暴雨资料,地区特征) 径流形成法:一、原理 :径流形成法是从分析汇水形成和影响地面径流的因素着手,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。二、影响径流流量的因素暴雨特径:降雨强度、降雨历时、降雨范围、降雨的均匀性。 汇水区特径: 汇水区面积及形状;汇水区地表情况:土壤类别、植物覆盖;汇水区地形:主河沟的纵坡、横坡、沟形明显与否,地表坑洼和平滑状况等。其它因素:汇水区内的湖泊、沼泽、苔草、森林具有调洪的能力。形态调查法:一、原理及步骤 原理:用调查
11、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。 步骤:设置形态断面;形态断面调查;形态断面处流量Qx计算;频率换算。将形态断面的流量Qx换算为设计频率的流量Qxs;桥(涵)址换算。将形态断面的设计流量Qxs换算为桥址断面的设计流量Qs直接类比法:以调查新建公路附近的原有公路、铁路小桥涵泄水情况入手,按水利计算公式反算其流量,借以推算拟建小桥涵设计流量的方法。其计算原理与形态调查法相近,只是用已有桥涵作为形态断面,代替认为设定的形态断面。二、步骤调查原有桥涵;计算通过原有桥涵下的洪峰流量Qg;折算原有桥涵处天然河床的
12、流量Qt;频率周期换算,将Qt换算为设计频率的流量Qts;桥涵址换算,将原有桥涵处设计流量Qts,换算为拟建桥涵的设计流量Qs三、运用条件: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;桥涵下无淤积或冲刷坑等现象;无大河倒灌,无水坝,漂流物或其他原因使河段阻塞或水位壅高等现象;无泥石流现象;洪水不漫出沟槽或很少漫出沟槽;原有桥涵与拟建桥涵应处于同一水系。 孔径:是指桥涵下过水净空的大小,它是桥涵设计的基本尺寸。桥梁的孔径通常用孔数和单孔跨径表示;涵洞孔径用孔数、单孔跨径和涵台高度表示;圆管涵则用涵管的孔数和内径表示。小桥涵孔径计算的特点:1
13、小桥的跨径与台高之间无一定比例关系,因而小桥孔径计算主要是解决跨径长度问题。涵洞的跨径与台高应有一定的比例关系,其经济比例通常为1:1-1:1.5。为此,涵洞孔径计算除解决跨径及涵洞高度。2、小桥沿水流方向的长度(即桥台宽度)较小,因此桥身断面的过水阻力较小,在进行水力计算时一般沿程阻力可忽略不计算。涵洞孔径小,孔道长,涵底具有一定的纵向排水坡度,水流经过涵洞时所受阻力较大,计算涵洞孔径时要考虑洞身过水阻力的影响。3、小桥孔径较大,为减少河床加固,允许不冲刷流速是小桥孔径计算的重要控制条件。涵洞孔径较小,通常都采取人工加固河床的措施来提高流速,以缩小孔径。控制涵前水深和孔径断面的高宽比例是涵洞
14、孔径计算的控制条件。4、小桥孔径较大,水流都不会淹没整个桥孔(漫水桥除外),孔径计算时都要求保证设计水位距桥梁底部有一定净空高度。涵洞为提高泄水能力,最大限度地缩小孔径,在孔径计算中要考虑水流充满洞身的情况。自由出流:ht 1.3hLj 非自由出流:ht >1.3hLj 无压力式:对于普通进水口:H 1.2hd (端墙式,八字式,平头式等)H-涵前水深hd-涵洞洞内净高 对于流线型进水口: H 1.4hd (喇叭形)H-涵前水深hd-涵洞洞内净高半压力式普通:H >1.2hd流线型进口,一般不出现半压式水力图式。3.压力式流线型进口:H >1.4hd i<iwi-涵底纵
15、坡iw-涵内摩阻坡度1 钢筋混凝土简支板桥 1整体式板桥:适用范围常用在10米左右跨径、不规则桥梁;截;形式实心板、矮肋板、异形板;施工方法整体现浇;注意事项对宽桥,通常设计为并列的两桥,为减小墩台宽度,可将人行道做成悬臂形式,从板的两侧挑出2装配式板桥:适用范围中小跨径公路桥梁;截面形式实心板、空心板(单孔、双孔);施工方法预制安装涵洞的组成: 涵洞分为洞身和洞口建筑两部分。 洞身作用:1)保证水流通过2)承受荷载压力和填土压力,并将其传递给地基。 洞身组成:承重结构、涵台、基础、防水层、伸缩缝等2. 洞口建筑作用:1)使水流进入涵洞顺畅;2)确保路基边坡稳定,免受水流冲刷。 洞口建筑组成:
16、进水口、出水口、沟床加固三部分。圆管涵组成:管身、基础、接缝、防水层 盖板涵组成:盖板、涵台、基础、铺底、沉降缝、防水层。拱涵(1m、1.5m、2m、2.5m、3m、4m)组成:基础、铺底、墩台、拱圈、护拱、拱上侧墙、沉降缝、排水设施箱涵组成:涵身、翼墙、基础、变形缝倒虹吸管涵组成:入口、出口、管身入口、出口:竖井式、缓坡式、斜管式管身:钢筋混凝土管、预应力混凝土管、钢管、预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 钢波纹管涵:管身结构每片波板边缘都冲有螺栓孔或铆钉孔,以备连接组装用,管壁28mm不等。 管座在波纹管底,不管其地基条件如何,都需要设置管座,使管座和管身紧密贴合,受力均匀。 钢波纹管涵与钢
17、筋混凝土箱涵相比优势如下:钢筋混凝土箱涵的跨径一般为2m5m,钢波纹管管径最大可达16m 。钢筋混凝土箱涵有专门的基础,钢波纹管涵没有 。钢筋混凝土箱涵一般需在涵洞中部设置一道变形缝,而钢波纹管涵没有,减少了渗漏的可能性 。 钢筋混凝土箱涵是薄壁结构,一般采用现场浇筑法施工,施工困难,工期长。钢波纹管采用工厂批量生产,现场拼装,生产条件好,施工速度快,质量有保证。 缺点: 管壁粗糙,过水能力比同孔径的钢筋混凝土管涵小;用钢量较大。涵洞洞口形式:八字形、端墙式、锥坡是、直墙式、扭坡式、平头式、走廊式、流线式。1、小桥涵的作用 保证“路基”连续保证水流畅通 保证行车无阻设计原则(“十字方针”)安全
18、:行车安全适用:使用要求经济:建设和运营费用最低美观:与周围景观环境相协调环保:取弃土的问题,防止水土流失设计要求:行车要求;排水要求;通航要求;跨线要求;荷载要求;桥上线形及桥头引道要求行车要求: (1)满足平、纵、横面线形标准要求。 (2)满足强度、刚度、稳定性要求。 (3)满足桥涵净空的要求。 排水要求: (1)保证设计流量顺利宣泄 (2)保证桥下一定的净空高度通航要求: 满足内河通航标准(GB50139-2004)跨线要求: (1)跨越铁路、公路、人行通道 (2)管线并行、交叉(电力、电信、油气等)荷载要求: 满足设计荷载的要求:高速和一级公路满足 公路-级;二级及以下等级满足公路-级
19、桥上线形及桥头引道要求5%5%4%测设内容及步骤:外业勘测: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、小桥涵址调查内业设计: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、工程数量计算及施工 图预算编制 道路排水系统: 纵向:边沟、截水沟、排水沟 横向:路拱、小桥、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽小桥与涵洞 主要区别在于单孔跨径和多孔跨径总长。 其它微小区别: 桥与路基断开,涵可看为路基的一部分; 桥为窄长,涵为宽短; 桥有桥面系,涵洞没有。小桥涵的分类:1、按建筑材料分 木、石、钢、砼、钢筋砼、预应力砼、砖、陶
20、瓷、钢波纹管、石灰三合土等。2、按构造形式分 板(木、石、砼) 小桥 梁(木、钢筋砼、钢) 拱(砖、石、砼、钢筋砼、钢) 板(木、石、砼) 涵洞 拱(木、石、砼、钢筋砼、钢) 箱(钢筋砼) 管(砼、钢筋砼、钢)按填土高度分: 明涵:填土高度50cm 常用于低路堤和挖方地段的涵洞,浅沟渠。 暗涵:填土高度50cm 常用于填方较高的路堤,深沟渠。 4、按桥涵孔数:单孔、双孔、多孔 5、按水力性质分:喇叭形或抬高式洞口 、普通涵洞 5、按涵洞水力性质分:无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞 6、涵洞洞身形式分:洞口不抬高、洞口抬高、平置式斜坡涵、斜置式斜坡涵、 7、按桥涵使用功能分1、 小桥涵概论
21、1. 净跨径 (Lj): 桥梁相邻两个桥墩或桥台之间的净距离2. 计算跨径(l):梁式桥、板式桥涵指一跨之间支座中心线之间的水平距离;拱式桥涵指一跨之间两个拱脚截面形心之间的水平距离。3. 标准跨径(L0):梁式桥、板式桥涵以两桥(涵)墩中线间距离或桥(涵)墩中线与台背前缘间距为准;拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。4. 多孔跨径总长(L):梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长;拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离。5. 小桥涵的作用:保证“路基”连续;保证水流畅通;保证行车无阻6. 小桥涵的作用体现(建设意义):小桥涵影响公路的造价,占总造价1520%;小桥涵影响公路的使用,公路泄洪的通道
22、;小桥涵影响农业生产,跨农业灌渠;小桥涵影响道路沿线群众生产生活,人行通道;小桥涵影响道路景观,道路景观的一部分。7. 设计原则(“十字方针”):安全:行车安全;适用:使用要求;经济:建设和运营费用最低;美观:与周围景观环境相协调;环保:取弃土的问题,防止水土流失。8. 小桥涵设计要求:行车要求:(1)满足平、纵、横面线形标准要求。 (2)满足强度、刚度、稳定性要求。 (3)满足桥涵净空的要求。 排水要求:(1)保证设计流量顺利宣泄 (2)保证桥下一定的净空高度通航要求:跨线要求:(1)跨越铁路、公路、人行通道 (2)管线并行、交叉(电力、电信、油气等)荷载要求:满足设计荷载的要求:高速和一级
23、公路满足 公路-级;二级及以下等级满足公路-级桥上线形及桥头引道要求:(1)纵坡要求 (2)引道路基的高度要求9. 测设任务:小桥涵测设包括小桥涵外业勘测和内业设计10. 测设内容及步骤:外业:资料收集及勘测准备 小桥涵结构类型选择 小桥涵位置选择 拟建小桥涵址处测量 小桥涵址调查内业:流量计算及孔径计算 小桥涵主要尺寸拟定 小桥涵立面布置工程数量计算及施工 图预算编制 11.道路排水系统:排水系统是公路的结构组成之一,为了确保路基稳定,不受自然水的侵害。 纵向:边沟、截水沟、排水沟 横向:路拱、小桥、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽12.其它小型排水构造物: 小桥与涵洞主要
24、区别在于单孔跨径和多孔跨径总长。其它微小区别:桥与路基断开,涵可看为路基的一部分;桥为窄长,涵为宽短;桥有桥面系,涵洞没有。漫水桥(洪水期容许桥面漫水、短期淹没的桥梁):用于容许短时中断交通的三、四级公路过水路面(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):用于容许短时中断交通的三、四级公路透水路堤:一般只在水流较小,水流含砂量较小的低等级公路上使用,在寒冷冰冻地区,不宜采用倒虹吸涵洞(为避免渠路干扰,利用倒虹吸原理修建的排水构造物):当路线穿过沟渠,路堤高度较低不足以修建明涵,或因灌溉需要,必须提高渠底建筑,架空渡槽又不能满足路上净空要求时,可修建这种涵洞。渡
25、槽(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)2、 小桥涵类型及选择1.小桥涵的分类:按建筑材料分:木、石、钢、砼、钢筋砼、预应力砼、砖、陶瓷、钢波纹管、石灰三合土等。按构造形式分 板(木、石、砼) 小桥 梁(木、钢筋砼、钢) 拱(砖、石、砼、钢筋砼、钢) 板(木、石、砼) 涵洞 拱(木、石、砼、钢筋砼、钢) 箱(钢筋砼) 管(砼、钢筋砼、钢)按填土高度分 明涵:填土高度50cm 常用于低路堤和挖方地段的涵洞,浅沟渠。 暗涵:填土高度50cm 常用于填方较高的路堤,深沟渠。按桥涵孔数:单孔 双孔 多孔按水力性质分:无压力式涵洞(涵洞
26、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(涵洞入口水流深度大于洞口高度,并在洞身全长范围内(进水口除外)都具有自由水面) 压力式涵洞(涵洞入口水流深度大于洞口高度,并在洞身全长范围内水面都充满水流且无自由水面)按涵洞洞身形式分:进口不抬高式涵洞 进口抬高式涵洞 平置式斜坡涵(阶梯涵:当沟床纵坡陡,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) 斜置式斜坡涵(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. 各类小桥涵的使用特点及使用条件(1) 石拱桥(涵) 特点:优点:造价低;施工工艺简单;坚固,寿命长
27、; 缺点:建筑高度大;无法预制安装,工期长,不易修复; 对地基要求高 使用条件:石料丰富;跨径2m;设计流量10m3/s; 路堤填土高度22.5m(2) 石盖板涵特点:优点:造价低;建筑高度小;地基要求低;施工简单、便于修复 缺点:力学性功能差 泄水能力差使用条件:跨径2m; 设计流量 10m3/s; 路堤填土高度22.5m(3) 钢筋混凝土板桥(涵)特点:优点:建筑高度小;地基要求低;能工厂化预制安装,质量有保证;施工简单、便于修复。 缺点:造价较高使用条件:缺乏石料;填土高度受限;高等级公路(4) 钢筋混凝土圆管涵 特点:优点:力学性能好;构造简单,不需墩台,地基要求低; 能工厂化预制安装
28、,质量有保证;施工简单、便于修复。 缺点:孔径小(0.52m),泄水能力较小 使用条件:设计流量 10m3/s(5) 钢筋混凝土箱涵 特点:优点:整体性好;对地基要求低 缺点:造价高 施工难度大 使用条件:一般用在高等级道路的人行通道(6) 倒虹吸涵洞(钢筋混凝土)特点:优点:流量较大(相对于铸铁倒虹吸涵洞);接头少,整 体性好,渗漏少; 缺点:施工复杂、造价高;维修、养护困难使用条件:不得已情况下用在流量较大的渠道上,尽可能用桥梁代替。(7) 钢波纹管涵特点:优点:造价较低;构造简单,不需墩台,施工简单;能工厂化生产拼装,施工速度快;地基要求低 缺点:用钢量大;耐久性问题需考虑使用条件:地基
29、条件差的地区适合采用(8) 砖拱涵特点:优点:造价低;不需要加工石料,施工方便 缺点:砖强度低,承载能力低;抗冻、抗碱能力低使用条件:车辆荷载小的农村公路,不能用于水含 碱量大或冰冻地区。3.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,按照适用、经济、安全、 美观和有利于环保的总原则进行设计。 因地制宜、就地取材、便于施工、养护。(标准化) 公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。 地形、地质、水文条件相适应。4. 选型因素:路(等级、任务、性质),地(地形、地质、地震),水(水文、水力),施工(工期、技术、水平),造价(桥涵特点),材料(材料供应),养护(孔径不太小、洞身不宜太长)5
30、. 小桥与涵洞技术比较:水文方面结构方面施工方面养护方面(课本32页)6. 单孔与多空的选择:相同的宣泄条件下,单孔比多孔经济得多,且挖基工作量及水下挖基工作量都比较小。一般情况下宜用单孔。多孔小桥涵通常是在建筑高度受限制无法采用单孔,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)墩的地基条件时才采用。六、小桥涵构造1.涵洞的组成:洞身和洞口建筑洞身:作用:(1)保证水流通过 (2)承受荷载压力和填土压力,并将其传递给地基。 组成:承重结构、涵台、基础、防水层、伸缩缝等洞口建筑 作用:(1)使水流进入涵洞顺畅; (2)确保路基边坡稳定,免受水流冲刷。 组成:进水口、出水口、沟床加固三
31、部分2. 涵洞洞身构造:(1) 圆管涵 组成:管身、基础、接缝、防水层(2) 盖板涵 组成:盖板、涵台、基础、铺底、沉降缝、防水层(3) 拱涵 组成:基础、铺底、墩台、拱圈、护拱、拱上侧墙、沉降缝、排水设施 (4) 箱涵 组成:涵身、翼墙、基础、变形缝(5) 倒虹吸管涵 组成:入口、出口、管身 (6) 钢波纹管涵 优点: 钢波纹管涵与钢筋混凝土圆管涵相比优势如下: 钢筋混凝土圆管涵管径一般为Ø0.5mØ2m,而钢波纹管管径范围更大,达Ø0.5mØ16m,适用性更强。钢筋混凝土圆管涵如与软弱地基需设混凝土或浆砌片石基础,而钢波纹管涵没有专门的基础。钢筋混凝
32、土圆管涵管节连接需要专门的接口构造,且连接效果不易保证,而钢波纹管涵管片良好连接后,成为一个整体,抗渗性好,渗漏的可能性小;钢波纹管涵管壁薄,自重小,运输和施工方便。钢波纹管涵与钢筋混凝土盖板涵相比优势如下: 钢筋混凝土盖板涵跨径一般为1.5m5m,钢波纹管管径范围更大,最大可达16m 。 钢筋混凝土盖板涵有专门的涵墩(台)、基础及洞身铺底,钢波纹管涵没有专门的墩台、基础和铺底 。 钢筋混凝土盖板涵需设置沉降缝,以防止不均匀沉降。钢波纹管涵不需设沉降缝,故涵洞渗漏的可能性小。 钢波纹管管片小,自重轻,几乎不需要起重设备,施工简单。 钢波纹管涵与钢筋混凝土箱涵相比优势如下: 钢筋混凝土箱涵的跨径
33、一般为2m5m,钢波纹管管径最大可达16m 。 钢筋混凝土箱涵有专门的基础,钢波纹管涵没有 。 钢筋混凝土箱涵一般需在涵洞中部设置一道变形缝,而钢波纹管涵没有,减少了渗漏的可能性 。 钢筋混凝土箱涵是薄壁结构,一般采用现场浇筑法施工,施工困难,工期长。钢波纹管采用工厂批量生产,现场拼装,生产条件好,施工速度快,质量有保证。 缺点: 管壁粗糙,过水能力比同孔径的钢筋混凝土管涵小;用钢量较大 3.出口沟床加固与防护的作用:防止不利冲刷。 局部冲刷产生的原因: (1)实际流速大于允许不冲刷流速;(2)水在出口为急流状态,下游为缓流 状态,从而形成旋流而产生冲刷;(3)出口与河床有交角。 加固措施:铺
34、砌加固、挑坎防护、特殊效能设施(急流槽、跌水、消力池)暴雨推理法计算过程: 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 Sp; 2、确定汇水区几何参数,包括汇水面积、主河沟长度、主河沟平均坡度、方法同径流形成 法; 3、计算损失参数 M 和汇流时间 t;4、按公式计算设计流量 Qp; 形态调查法计算过程: 1、设置形态断面;2、形态断面调查;3、形态断面处流量 Qx 的计算;4、频率换算;5、 桥址换算; 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
35、涵顶上的最低路堤高度;4、确定桥跨布孔方案; 小桥涵基础分类: 1、按建筑材料分:石料基础、砖基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础;2、按构造形态分: 整体式基础、非整体式基础;3、按工作条件分:刚性基础、柔性基础; 影响基础埋深的因素: 1 地基土壤强度;2、水流冲刷能力;3、地基冰冻程度; 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,
36、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
37、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。 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.
38、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
39、,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
40、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.
41、 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
42、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
43、. 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、
44、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,利农业,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
45、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
46、+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 2m。 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
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