广东设计标准化05涵洞标准化设计宣贯

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

1以往设计、施工中存在的主要问题

2参考图的基本情况

3参考图的结构计算

4

5普通钢筋布置

6技术经济指标分析

7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7～8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（2009年）、湛徐（2011～2012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0.5～10.95m。圆管涵：使用广泛(215个)，常用孔径D150cm占97.3%，填土高度范围为0.5～13.95m。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3～22.7m。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害斜裂缝纵向裂缝网状裂缝各类裂缝病病害一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题技术性病害害各类裂缝病病害纵向裂缝拱顶纵裂横向裂缝墙身竖裂严格按照强强度和裂缝缝双标准控控制配筋。。一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题技术性病害害危害：导致钢筋锈锈蚀，危害害结构安全全原因：温度影响和和混凝土收收缩引起表表面短细裂裂缝；结构构厚度偏小小、配筋不不够、超载载和不均匀匀沉降等原原因引起结结构性裂缝缝；施工措措施不当导导致施工裂裂缝；措施：采用更合理理的结构尺尺寸和配筋筋率（适当当考虑超载载影响），，加强防裂裂钢筋网的的设置；严严格施工措措施，保证证施工质量量；各类裂缝病病害一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题技术性病害害底部涌砂填料脱落沉降缝渗水水沉降缝错台台沉降缝病害害细化防止沉降缝渗水涌砂的的措施。一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题技术性病害害危害：水流冲刷将将台背回填填砂带出，，造成台背背淘空。原因：不均匀沉降降引起错台台现象；填填缝料填塞塞不密实、、老化脱落落致使沉降降缝渗水，，水流将台台背回填砂砂带出，产产生涌砂现现象，造成成台背淘空空。措施建议：：填缝料宜采采用热沥青青浸泡麻絮絮，不宜采采用乳化沥沥青浸泡；；盖板涵的的预制盖板板顶面加铺铺油毛毡层层；盖板涵涵、箱涵台台后回填砂砂改为非黏黏性土。沉降缝病害害一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题技术性病害害其他病病害1、执行《《防腐规范范》有关砼砼标号和保保护层厚度度的规定，，解决砼剥剥落的问题题；2、在八字墙边缘缘外加铺2m长的铺铺砌，解决决洞口铺砌砌冲刷的问问题。一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题病害汇总及及预防建议议现场调查还还收集到的的其他常见见病害如下下：①软基段涵涵洞两侧出出现明显的的跳车现象象；②浆砌片石石和块石砼砼施工质量量难保证，，维修人员员紧缺；③通道口积积水现象，，洞口的横横向排水沟沟及其盖板板破损较严严重。一、以往设设计、施工工中存在的的主要问题题二、参考图图的基本情情况二、参考图的基基本情况(1)技术标准技术标准设计基准期期：100年；汽车荷载等等级：公路路-Ⅰ级；设计安全等等级：三级级；环境类别：：Ⅰ类（一般环环境）；二、参考图的基基本情况(2)圆管涵编制内容圆管涵孔径径为1.5m、1.8m。(3)盖板涵二、参考图图的基本情情况(4)箱涵编制内容二、参考图图的基本情情况(5)拱涵编制内容二、参考图图的基本情情况主要构造尺尺寸(1)圆管涵圆管涵孔径径为1.5m、1.8m；壁厚均采采用20cm，标准管节节长1m，两端通过0.5m辅助管节及及斜管节调调整。二、参考图图的基本情情况主要构造尺尺寸(2)盖板涵预制盖板标标准宽度取取99cm，现浇盖板板标准宽度度为400cm；盖板厚厚度、涵涵台及基基础尺寸寸根据不不同的跨跨径、净净高及填填土高度度计算取取值。二、参考考图的基基本情况况主要构造造尺寸(3)箱涵箱涵的顶顶底板和和侧墙的的厚度，，根据不不同的跨跨径、净净高及填填土厚度度计算取取值。顶顶底板厚厚度从0.3m～0.7m，侧墙厚厚度从0.28m～0.6m。二、参考考图的基基本情况况主要构造造尺寸(4)拱涵拱圈的矢矢跨比为为1/2；4m跨径拱涵涵的拱圈圈厚度为为50cm，6m跨径拱涵涵的拱圈厚度为为70cm；涵台、护护拱及基基础尺寸寸根据不同的的跨径、、净高及及填土厚度计计算取值值。三、参考图的的结构计计算三、参考图的的结构计计算(1)设计基准准期《04桥规》结构耐久久性采用值：：设计基基准期100年。(2)涵洞环境境类别与与环境作作用等级级《06防腐规范范》环境分类类及作用用等级①广东省属属热带和和亚热带带季风气气候区，，基本无无冻融环环境和除除冰盐环环境。②涵洞所所处一般般环境：：整体埋埋于土中中、温湿湿度相对对稳定；；盖板、、拱圈处处于非干干湿交替替的室外外环境，，而涵身身为表面面频繁与与水接触触的干湿湿交替构构件，底底板靠近近地表、、湿度受受地下水水位影响响。沿海海个别地地区可能能处于有有腐蚀性性环境。。采用值：：考虑““一般环环境”，，作用等等级确定定为盖板板、拱圈圈为B级，其他他为C级。结构耐久久性三、参考考图的结结构计算算(3)混凝土材材料要求求结合以往往工程经经验，若若混凝土土强度用用到C40，现浇大大体积混混凝土的的水化热热较大，，混凝土土表面易易产生早早期裂纹纹。结构耐久久性三、参考考图的结结构计算算(4)混凝土最最小保护护层cmin=40mm，C≥cmin+△注：实际际采用砼砼等级比比上表规规定低5Mpa，相应保保护层厚厚度比规规定增加加5～10mm；低10Mpa，增加10～15mm。施工误差差△：预制0mm，现浇5mm保护层最最小厚度度保护层设设计厚度度结构耐久久性三、参考考图的结结构计算算

环境作用等级砼强度

等级主筋最小保护层厚度(mm)净保护层厚度(mm)圆管涵CC404030盖板、拱圈BC353530盖板涵、拱涵的涵台、基础CC305530箱涵CC355030上表为根根据“设设计标准准化第一一、第二二次专家家委员会会的会议议纪要””及后期期讨论后后所得的的结论。。结构耐久久性三、参考考图的结结构计算算结构耐久久性(5)裂缝宽度度限制①《06防腐规范范》第4.3.10条—干湿交替替的一般般环境裂裂缝宽度度不超过过0.25mm；②《04桥规》第6.4.2条—Ⅰ类环境的的钢筋砼砼构件裂裂缝宽度度不超过过0.20mm。采用值：：裂缝宽宽度限制制0.20mm。三、参考考图的结结构计算算(1)材料参数数取值①重力力密度：：填土19kN/m3，砼(片石砼)25kN/m3，钢筋砼砼26kN/m3；②内摩摩擦角：：回填土土30°，回填砂砂35°；③钢筋筋抗拉强强度设计计值：HPB300、HRB400分别为250MPa和330MPa；④素砼砼抗拉、、压强度度设计值值采用《05圬工规范范》规范取值值；钢筋砼拉拉、压强强度设计计值采用用《04桥规》规范取值值。参数取值值三、参考考图的结结构计算算(2)安全等级级采用值：：安全等等级为三三级，重重要性系系数γ0＝0.9，严格以承承载能力力和裂缝缝双控。。《04桥规》《07涵洞细则则》参数取值值三、参考考图的结结构计算算参数取值值①荷载载等级：：公路－－I级，车辆辆荷载。。②车辆辆荷载引引起的竖竖向土压压力：车轮按其其着地面面积的边边缘向下下30°角进行分分布，当几个个车轮的的压力扩扩散线重重叠时，，扩散面面积以最最外边的的扩散线线为准。。暗涵不考考虑冲击击系数。。③车辆辆荷载引引起的土土侧压力力：换算算成等代代均布土土层厚度度计算。。(3)汽车荷载载横向布置置纵向布置置三、参考考图的结结构计算算参数取值值①填土土高度大大于8m的涵洞计计算中，，不考虑虑车辆荷荷载产生生的影响响，仅考考虑涵身身自重、、竖向和和水平向向土压力力，并进进行荷载载组合。。②超重重车仅对对低填土土涵洞受受力影响响较大。。三、参考考图的结结构计算算(4)竖向压力力强度增增大系数数参数取值值《07涵洞细则则》K值随h/D呈先增大大后减小小的趋势势涵顶填土土竖向压压力强度度qv=Kγh三、参考考图的结结构计算算地震主动动土压力力按《公路工程程抗震规规范》JTJB02-2013附录A考虑，取取设计基基本地震震动峰值值加速度度为0.20g（0.30g）的水上上情况，，地震角角按3°进行计算算；水平平地震惯惯性力按按《公路工程程抗震规规范》JTJB02-2013第9.0.3条和第7.2.3条考虑。。在地震震液化地地区，涵涵洞基础础应与路路基加固固措施同同时考虑虑。经计算，，考虑地地震作用用的偶然然组合荷荷载效应应比不考考虑地震震作用的的基本组组合荷载载效应小小，因此此地震作作用不控控制结构构受力。。参数取值值(5)地震因素素三、参考考图的结结构计算算根据《细则》的规定，，箱涵体体内外的的温度变变化值可可按±(10～15oC)考虑；从从上表看看出温差差对箱涵涵结构的的受力影影响较大大，故设设计考虑虑温差15°进行设计计。参数取值值(6)温度作用用影响三、参考考图的结结构计算算计算分析析(1)涵洞的泄泄水能力力及水力力计算三、参考考图的结结构计算算(2)圆管涵三、参考考图的结结构计算算根据《07涵洞细则则》，混凝土土圆管涵涵的设计计仅考虑虑车辆荷荷载、圆圆管涵自自重和填填土产生生的等效效荷载的的作用组组合。不不计算管管壁环向向压力和和径向剪剪力，仅仅考虑弯弯矩作用用效应。。填土和汽汽车荷载载：M=0.137qR2（1-λ）λ=tan2(45-φ/2)圆管自重重：M=0.369γtR2混凝土圆圆管涵结结构应按按《04桥规》的规定进进行承载载能力极极限状态态的承载载能力(强度)和正常使使用极限限状态下下的裂缝缝宽度的的验算。。计算分析析盖板两端端简支涵台两端端简支涵台与盖盖板铰接接与基础固固结(1)盖板的长长度与宽宽度之比比大于等等于2时，按简简支单向向板计算算。(2)分离式涵涵台:作为上下下端简支支的竖梁梁计算。。(3)整体式涵涵台身按按上端与与盖板不不可移动动的铰接接、下端端与基础础固结计计算。(3)盖板涵(EXCEL表格计算算)三、参考考图的结结构计算算计算分析析(3)盖板涵(EXCEL表格计算算)三、参考考图的结结构计算算高填土整整体式盖盖板涵与与基础底底板框架架计算模模型位移法计算分析析(3)盖板涵(现浇盖板板的合理理宽度分分析)三、参考考图的结结构计算算结论：L0=2、4、、6m盖盖板涵，，当B1=400cm,现浇浇板钢筋筋含量与与预制单单向板钢钢筋含量量相差不不大，取取B1=400m是经经济合理理的且现现浇板宽宽不至于于过小。。最大弯矩处处最大弯矩处处涵长向涵长向跨径向跨径向计算分析(4)箱涵三、参考图图的结构计计算①采用矩矩形框架超超静定结构构计算，涵涵底地基反反力假设为为直线分布布。②边界条条件：刚性性约束底板板水平方向向位移。③考虑车车辆荷载、、覆土竖向向压力、台台侧主动土土压力和涵涵身自重；；不考虑剪剪切变形、、砼收缩效效应，涵体内外的的温度变化化按±15oC考虑。④荷载施施加：横、、纵向车轮轮布置按公公路的车辆辆荷载方式式布置。midas板单元计算分析(4)箱涵(斜交箱涵整整体扭转)三、参考图图的结构计计算有限元模型型图荷载施加约束约束涵端延长段段斜交角度≥≥30°时，斜交箱箱涵的整体体扭矩较大大，对于斜斜交角度≥≥30°，本次标准准图不推荐荐采用一字字墙。计算分析(4)箱涵(一字墙计算算)三、参考图图的结构计计算单元类型：：板单元边界条件：：涵身侧固结结，不考虑虑墙前土体体对一字墙墙约束。荷载：一字墙自重重、墙后主主动土压力力(分解为：垂垂直于墙面面的正压力力和平行于于墙面的摩摩擦力)，不考虑墙墙前被动土土压力，考考虑地震作作用。配筋率：≤166kg/m3一字墙midas模型(悬臂结构)主弯矩(左图)和对应的主主轴力计算分析(5)拱涵(全断面计算算模型)三、参考图图的结构计计算拱圈按无铰铰拱计算，，矢跨比采用用1/2。拱脚与涵台台身固结，，涵台身与与整体式基基础固结，，形成弹性性框架结构构解算内力力。边界条件：：在拱圈侧、涵涵台侧、基基础底设置置弹性支撑撑。不考虑曲率率、剪切变变形、温度度作用效应应和混凝土土收缩效应应，考虑弹弹性压缩的的影响。不考虑车辆辆荷载，仅仅考虑覆土土竖向压力力、台侧主主动土压力力和涵身自自重。计算分析(5)拱涵(拱圈弹性压压缩的影响响)三、参考图图的结构计计算结论：弹性性压缩对内内力的影响响不可忽略略。Midas模型已计入弹性性压缩计算分析(5)拱涵(矢跨比分析析)三、参考图图的结构计计算结论：失跨跨比采用1/2对拱圈受力力有利。净宽×净高6×5拱顶填土厚15mm侧10000m底80000单位：kN,m矢跨比拱肋最大弯矩拱脚最大弯矩底板最大弯矩地基应力1/2432270668832.81/2.5433333652848.81/3473418644857.7计算分析(5)拱涵(地基类型不不同，m值影响)三、参考图图的结构计计算若考虑涵台台、地基与与拱圈的共共同作用，，地基抗力力系数对拱拱圈和底板板内力产生生较大的影影响。右表为不同同m值在覆土竖竖向压力作作用下拱圈圈和底板内内力变化的的比较。结论：①m值增大，拱圈、底板板的内力、、应力均减减小（拱圈圈轴力除外外），台身身应力也减减小，但基基底压力增增大。②m值增大，拱拱顶正弯矩矩减小，拱拱脚负弯矩矩减小并有有可能变成成正弯矩。。③本次设设计取m=80000kN/m4进行计算。。计算分析(6)八字墙三、参考图图的结构计计算1、单元类型型：实体单单元2、边界条件件：基础底底为竖向只只受压；约约束基础侧侧的水平向向线位移；；3、荷载：八八字墙自重重、墙后(含基础)主动土压力力(分解为：垂垂直于墙面面的正压力力和平行于于墙面的摩摩擦力)、考虑地震震作用；4、结构尺寸寸调整：墙顶厚度由由原来的40cm增加至55cm，台背斜度度由4：1调整为3.5：1；基底应力力不大于200kpa。5、八字墙张张角：考虑虑墙后土压压力的影响响，对盖板涵、、箱涵和拱拱涵，因墙墙高较高，，张角取为为20°；圆管涵因因墙高较矮矮，张角取取为30°。八字墙midas的3D模型最大拉应力力：0.4MPa最大压应力力:0.28MPa计算分析四、参考图的专专题研究及及改进措施施(1)、高填方涵涵洞地基承承载力与稳稳定性四、参考图的专专题研究及及改进措施施以往涵洞地地基承载力力基本容许许值的计算算直接采用用上部荷载载所产生地地基应力，，没有考虑虑侧填土对对地基容许许承载力的的提高作用用，使得涵涵洞地基加加固设计偏偏于保守，，造成较大大的投资浪浪费。《公路桥涵地地基与基础础设计规范范》第3.3.4条考虑深度度和宽度修修正边界条件是是基于无限限体，涵洞洞地基与其其边界条件件不符合。。专题研究采用三维空空间程序ABAQUS，对填高20m的D1.5圆管涵、6x5m盖板涵、6x5m拱涵进行分分析。分析析分分别别采采用用天天然然地地基基承承载载能能力力150kPa、280kPa两种种地地基基情情况况分分析析其其受受力力和和稳稳定定性性。。下面面以以6X5m盖板板涵涵，，天天然然地地基基承承载载李李280kPa为例例介介绍绍。。四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施专题题研研究究四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施沿路路表表面面中中线线竖竖向向位位移移（（U3）变变化化曲曲线线土体体位位移移计算算得得出出涵涵洞洞位位置置的的竖竖向向沉沉降降小小于于一一般般路路堤堤的的竖竖向向沉沉降降，，涵涵洞洞位位置置路路表表沉沉降降值值为为8.14cm，，一一般般路路堤堤表表面面中中心心沉沉降降值值为为9.22cm，，涵涵洞洞顶顶和和一一般般路路堤堤的的沉沉降降差差为为1.08cm。。土体体的的最最大大位位移移发发生生在在路路堤堤两两侧侧坡坡脚脚处处，，最最大大水水平平位位移移为为1.776cm，，涵涵洞洞所所处处位位置置土土体体的的水水平平位位移移很很小小，，地地基基和和路路堤堤具具有有较较好好的的稳稳定定性性。。土体体水水平平位位移移（（U2）分分布布云云图图专题题研研究究四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施涵洞洞顶顶土土压压力力涵洞洞位位置置最最大大土土压压力力为为516.4kPa，一一般般路路堤堤处处土土压压力力值值为为364.4kPa，则则马马斯斯顿顿效效应应的的涵涵洞洞荷荷载载放放大大系系数数为为1.31。专题题研研究究四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施稳定定性性分分析析按强强度度折折减减法法进进行行稳稳定定性性分分析析，，通通过过涵涵洞洞中中心心位位置置横横断断面面的的稳稳定定安安全全系系数数为为1.95，一一般般路路堤堤横横断断面面的的稳稳定定安安全全系系数数为为1.48。沿沿涵涵洞洞中中心心断断面面的的地地基基稳稳定定性性，，要要高高于于一一般般路路堤堤断断面面的的稳稳定定性性，，在在路路堤堤稳稳定定的的情情况况下下，，涵涵洞洞位位置置断断面面即即稳稳定定，，地地基基处处于于弹弹性性平平衡衡状状态态；；专题题研研究究四、、参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施加载载作作用用下下涵涵洞洞底底部部中中心心位位置置地地基基土体体表表面面压压力力和和沉沉降降关关系系（（P-S）曲曲线线涵洞洞底底部部中中心心位位置置地地基基土土体体表表面面压压力力和和沉沉降降关关系系（（P-S）曲曲线线承载载力力分分析析专题题研研究究增大大涵涵洞洞荷荷载载，，获获得得较较完完整整的的涵涵洞洞基基底底地地基基土土P-S曲线线，，地地基基土土的的破破坏坏形形式式为为典典型型的的局局部部剪剪切切破破坏坏形形式式，，地地基基容容许许承承载载力力可可考考虑虑按按涵涵洞洞结结构构允允许许的的沉沉降降变变形形来来控控制制四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施分析析地地基基土土在在涵涵洞洞和和路路堤堤荷荷载载作作用用下下的的承承载载力力特特性性，，一一般般路路堤堤底底部部中中心心点点处处荷荷载载与与位位移移之之间间基基本本呈呈线线性性关关系系，，说说明明地地基基土土处处于于弹弹性性阶阶段段，，地地基基处处于于安安全全状状态态以涵涵洞洞地地基基工工后后沉沉降降不不大大于于20cm为控控制制条条件件，，在在不不同同的的地地基基条条件件和和涵涵顶顶填填土土高高度度情情况况下下，，按按沉沉降降控控制制的的地地基基承承载载力力容容许许值值均均大大于于规规范范公公式式修修正正值值专题题研研究究下表表为为净净跨跨径径×净高高为为4.0××4.0m的盖盖板板涵涵在在不不同同填填土土高高度度下下的的[fa0]对比比：：四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施专题题研研究究填土高Th(m)地基承载力基本容许值[fa0]以往项目此次参考图2.0≤Th≤4.01501004.0≤Th≤6.01501206.0≤Th≤8.01501208.0≤Th≤10.020016010.0≤Th≤12.025016012.0≤Th≤14.030018014.0≤Th≤16.038020016.0≤Th≤18.0420200四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施整体体式式盖盖板板涵涵与与基基础础底底板板框框架架计计算算模模型型(2)、高高填填土土整整体体式式盖盖板板暗暗涵涵力力学学分分析析及及造造价价对对比比专题题研研究究四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施基本本组组合合荷荷载载效效应应弯弯矩矩图图（（8.0m<Th≤≤10m）专题题研研究究四、、参参考考图图的的专专题题研研究究及及改改进进措措施施6.0x5.0m(8.0m<Th≤≤10m)整体体式式盖盖板板底底板板厚厚度度参数数结结果果表表当基基础础底底板板与与涵涵身身线线刚刚比比λ越大大，，涵涵身身外外侧侧受受拉拉弯弯矩矩越越小小，，底底板板节节点点下下侧侧受受拉拉弯弯矩矩越越小小，，底底板板跨跨中中上上侧侧受受拉拉弯弯矩矩则则越越大大。。底板厚度(cm)涵身厚度(cm)底板与涵身线刚度比λ涵台底弯矩(kN·m)底板节点弯矩(kN·m)底板跨中弯矩(kN·m)120707.4530.6626.7-1161.11507014.5402.6499.1-1296.01807025.0346.6420.5-1372.1专题题研研究究从涵涵身身、、底底板板的的外外形形、、尺尺寸寸配配筋筋形形式式出出发发，，比比较较各各种种类类型型的的配配筋筋形形式式对对盖盖板板涵涵经经济济指指标标的的影影响响。。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施类型1-a（圬工-圬工-钢筋砼））一般构构造涵身及基基础钢筋筋横断面面布置图图专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施类型1-b一般构造造地板局部部挖空类型1-c一般构造造地板中部部减薄专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施类型1-d一般构造造台身改为为钢筋砼砼结构地板减薄薄类型2一般构造造专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施类型3台身钢筋筋构造台身基础础均改为为钢筋砼砼结构类型3基础钢筋筋构造专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施类型4台身钢筋筋构造台身基础础均采用用钢筋砼砼结构，，基础改改为T形断面类型4基础钢筋筋构造专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施6.0x5.0m盖板涵（（8.0m<Th≤10m）造价比比较表配筋类型盖板涵身基础每延米总价造价增加率(与参考图对比)C35砼（元）钢筋(元)C30砼(元)钢筋(元)C30砼(元)钢筋(元)类型1-a4857668346243816615259925759类型1-b485766836712381695630542864411.2%类型1-c48576683532038164212542262041.7%类型1-d48576683671238159062799273396.1%类型2485766834000373343232849264442.7%类型34857668339283423394663832922013.4%类型44857668339283423337861692843810.4%专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施6.0x5.0m盖板涵（（18.0m<Th≤20.0m）造价比比较表配筋类型盖板涵身基础每延米总价造价增加率

(与参考图对比)C35砼（元）钢筋(元)C30砼(元)钢筋(元)C30砼(元)钢筋(元)类型1-a63951045654973816773419733698

类型1-b639510456696038173945362369479.6%类型1-c639510456622838169734430348633.5%类型1-d639510456696038163004430349223.6%类型26395104564106415353204332347623.2%类型3639510456403444064664109984095221.5%类型463951045640344406476092713932121.8%专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施七种配筋筋类型中中，类型型1-a造价最低低，类型型1-c与类型2每延米造造价基本本相当，，造价较较高的为为类型1-b、类型3和类型4。台身基础础底面采采用圬工工结构，，基础顶顶面采用用钢筋砼砼结构具具有经济济性。全部采用用钢筋砼砼结构经经济性最最差。造价对比比分析结结论：调整基础础与台身身线刚度度比，使使得台身身受力偏偏心距接接近并小小于第一一类偏压压偏心距距限值最最为经济济。专题研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施根据《公路圬工工桥涵设设计规范范》（JTGD61-2005），圬工工验算分分为二类类：当偏心距距小于限限值（0.6s，见表4.0.9）时，按按4.0.8-3计算：偏心距限限值四、参考考图的专专题研究究及改进进措施偏心距限限值四、参考考图的专专题研究究及改进进措施（2）当偏心心距大于于限值时时，按下下式计算算：偏心距限限值四、参考考图的专专题研究究及改进进措施下表为涵身厚70cm，底板厚厚170cm的6x5m整体式基基础盖板板涵涵身身承载力力采用两两种计算算公式的的计算结结果：相同偏心心距下，，第一类类与第二二类承载载力计算算结果验算类型偏心距情况偏心距(cm)偏心值限值cm（0.6s）墩身厚度（cm）基础厚度(cm)抗压承载力(kN)第一类/第二类备注第一类偏小距≤0.6s21.2217017031023.64式4.0.8-3第二类偏小距>0.6s853

式4.0.10-1同样的偏偏心距下下，第一一类（式式4.0.8-3）计算得得到的承承载力是是第二类类（式4.0.10-1）计算值值的3.64倍。所以以整体式式基础盖盖板涵设设计时应应尽量调调整底板板与涵身身的线刚刚度比，，使得涵涵身受力力满足第第一类圬圬工偏压压构件的的要求。偏心距限限值(3)、高填方方涵洞的的垂直土土压力集集中系数数Ks取值研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施Ks取值研究究垂直土压压力集中中系数Ks是指涵顶顶垂直土土压力实实测值σc与涵顶理理论计算算的土柱柱自重γH之比。垂直土压压力集中中系数Ks综合反映映了高填填方涵洞洞工程的的地基、、地形特特点、填填土高度度与涵洞洞结构的的共同作作用性状状，是解解决涵洞洞结构设设计计算算荷载的的依据，，也是高高填方涵涵洞结构构工后能能否正常常运营的的技术控控制指标标。什么是垂垂直土压压力集中中系数垂直土压压力集中中系数Ks的重要性性四、参考考图的专专题研究究及改进进措施美国衣阿阿华大学学马斯顿顿（Marston）教授于于1913年发表了了论文《沟埋管涵涵荷载理理论及水水泥管、、陶土管管和污水水管的试试验》，提出了了马斯顿顿（Marston）理论，，上述效效应也称称之为马马斯顿效效应。Ks取值研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施Marston计算模型Ks取值研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施各国规范范中土压压力的计计算公式式与系数数Ks取值研究究四、参考考图的专专题研究究及改进进措施调研国内外研究成果室内模型型试验成成果现场测试试成果现有数值值模拟分分析成果果运用数值值模拟分分析进行行补充归归纳提出合理理的控制制参数研究问题题的思路路：Ks取值研究究主要结论论：（1）涵洞跨跨径D、填土高高度H、沟谷宽宽度B、地基土土模量Ed与Ks值正相关关，填土土模量Et、沟谷坡坡度α与Ks值负相关关。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施Ks取值研究究（3）沟谷地地形的坡坡体在一一定程度度上分担担了涵顶顶土柱重重量，降降低了涵涵顶垂直直土压力力的应力力集中，，因此建建议工程程实际中中尽可能能保留沟沟槽。（2）随着填填土高度度H的增加，，涵洞垂垂直土压压力集中中系数Ks值呈逐渐渐增大，，当H/D=2.5~5时为最大大，之后后趋于稳稳定并略略有减小小。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施涵洞型式边坡坡度α（°）沟谷宽度B（m）H/DB/D=3B/D=10B/D≥20圆管涵01.5~1.72.5~5451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7拱涵01.5~1.7451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7盖板涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5箱涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5涵洞垂直直土压力力集中系系数Ks参考值Ks取值研究究(4)、高填土土涵洞的的减载方方案探讨讨四、参考考图的专专题研究究及改进进措施目前针对对高填方方涵洞的的减载措措施大都都是通过过调整涵涵顶平面面上覆填填土的沉沉降，来来实现将将作用在在涵顶的的填土荷荷载向台台背外侧侧填土转转移，以以减小涵涵顶荷载载的目的的。涵洞-填土共同同作用机机理示意意图涵洞减载载原理示示意减载探讨讨涵洞的主主要减载载措施有有：中松侧实实法、提提高涵台台背后填填土压实实度或采采用低压压缩性材材料、采采用柔性性填料（（EPS）、先填填后挖法法、加筋筋减载法法。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施减载探讨讨对涵洞地地基进行行加固处处理时，，地基加加固后的的模量不不宜过高高，在满足地地基承载载力要求求的基础础上，应应尽量采采用柔性性的地基基处理方方法。（5）、耐久久性同时考虑虑《公路钢筋筋混凝土土及预应应力混凝凝土桥涵涵设计规规范》(JTGD62-2004)和《公路工程程混凝土土结构防防腐蚀技技术规范范》(JTG/TB07-01-2006)对耐久性性的要求求，较大大地提高高了耐久久性。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施改进措施施（6）、台后后填料盖板涵和和箱涵的的台后填填土采用用非黏性性土，不不只限于于中粗砂砂、石屑屑、碎石石等。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施改进措施施（7）、增大大设计范范围四、参考考图的专专题研究究及改进进措施与部颁通通用图比比较，圆管涵、、盖板涵涵和拱涵涵，填土土高度扩扩展至20m。箱涵，填填土高度度扩展至至6m。净跨径增增加至6m跨径。改进措施施（8）、其他他技术改改进为减弱洞洞口处冲冲刷，洞洞口铺砌砌向外延延伸了2m。对沉降缝缝采取了了特殊的的防水、、防漏砂砂措施。。涵顶底板板主筋未未设置起起弯，优优化后主主筋数量量增加较较少，更更容易保保证结点点附近的的斜截面面抗弯承承载力，，且施工工更便利利。四、参考考图的专专题研究究及改进进措施改进措施施防水、防防漏砂措措施其他措施：：挡砂板四、参考图图的专题研研究及改进进措施改进措施配筋形式变变化部颁标准图图配筋形式式此次标准图图配筋形式式四、参考图图的专题研研究及改进进措施改进措施五、普通钢钢筋布置五、普通钢钢筋布置(1)圆管涵五、普通钢钢筋布置(2)盖板涵——盖板五、普通钢钢筋布置(2)盖板涵——整体式基础础五、普通钢钢筋布置(3)箱涵(以6mx3m为例)五、普通钢钢筋布置(4)拱涵——拱圈五、普通钢钢筋布置(4)拱涵——整体式基础础六、技术经经济指标分分析六、技术经经济指标分分析(1)圆管涵孔径1.5m，管壁厚20cm，随填土高高0.5m至20m,每延米造价价从3049元~3839元；孔径1.8m，管壁厚20cm，随填土高高0.5m至20m,每延米造价价从3636元~4871元。经济指标六、技术经经济指标分分析(2)盖板涵(分离式基础础)净跨x净宽：2mx2m，填土高度度从0.5m~8m，每延米造造价：4235~4838元；净跨x净宽：4mx3m，填土高度度从0.5m~8m，每延米造造价：9976~12304元；净跨x净宽：4mx4m，填土高度度从0.5m~8m，每延米造造价：12472~14827元；净跨x净宽：6mx3m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：14093~16891元；净跨x净宽：6mx4m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：15755~18579元；净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：17093~19943元；净跨x净宽：6mx5m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：17583~21437元。经济指标六、技术经经济指标分分析(2)盖板涵(整体式基础础)净跨x净宽：2mx2m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：4757~7399元；净跨x净宽：4mx3m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：11151~18790元；净跨x净宽：4mx4m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：13039~20956元；净跨x净宽：6mx3m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：17607~31808元；净跨x净宽：6mx4m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：19581~33949元；净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：22078~35755元；净跨x净宽：6mx5m，填土高度度从0.5m~20m，每延米造造价：23050~36273元；经济指标六、技术经经济指标分分析(3)箱涵净跨x净宽：2mx2m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：8074~8465元；净跨x净宽：4mx3m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：17207~20113元；净跨x净宽：4mx4m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：18460~21587元；净跨x净宽：6mx3m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：29283~35838元；净跨x净宽：6mx4m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：30915~37865元；净跨x净宽：6mx4.5m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：31788~38954元；净跨x净宽：6mx5m，填土高度度从0.5m~6m，每延米造造价：32590~39942元。经济指标六、技术经经济指标分分析(4)拱涵跨径4m：涵洞跨径x涵台高度：：4mx2m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：15060~17117元；涵洞跨径x涵台高度：：4mx2.5m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：16392~18541元；涵洞跨径x涵台高度：：4mx3m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：17837~19987元；涵洞跨径x涵台高度：：4mx4m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：21012~23254元；跨径6m：涵洞跨径x涵台高度：：6mx3m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：26663~29696元；涵洞跨径x涵台高度：：6mx4m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：30050~33128元；涵洞跨径x涵台高度：：6mx4.5m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：31950~35075元；涵洞跨径x涵台高度：：6mx5m，填土高度度从8m~20m，每延米造造价：33842~37012元；经济指标六、技术经经济指标分分析根据省路基基标准图的的要求:在非反开挖挖处台后填填土同路基基相同的填填筑要求，，鉴于路基基一般采用用土路基，，故省标准准图以砂性土进行对比：标准图台后后回填（砂砂性土）每每延米造价价比此前工工程的回填填造价均要要低，要低24.2%~142.4%。其中中粗粗砂最贵、、其次为碎碎石和石屑屑。台后填土造造价对比比六、技术经经济指标分分析省标准图根根据《公路桥涵地地基与基础础设计规范范》（JTGD63-2007）对地基承承载力进行行了修正，，较于以往往工程（以以包茂三个个涵洞为例例）或者各各通用图，，省标准图图地基承载载力容许值值有了较大大程度的降降低：（1）相对于省标标准图，以往工程要求的地基基承载力容容许值要大大75%~100%。。（2）对同同一个涵洞洞，根据以以往工程的的地基承载载力容许值值，地基须须进行碎石石换填或者者强夯置换换处理，而而根据省标标准图要求求的