浅谈高等级公路中涵洞的勘测设计 - 图文-

市l政I与l路l桥科衰蓬蠢浅谈高等级公路中涵洞的勘测设计陈创峰(广州公路工程公司。广东广州510507摘要:提出公路的病害大部分是由水害引起的,针对高等级公路常见的水害问题。提出通过合理的涵洞布设和完善的引、排水系统加以解决。通过介绍涵洞外业勘测应注意的问题、涵洞的流量计算、孔径选择、进出水口的处理、水利涵的设计,阐述如何进行涵洞勘测设计,做到既安全可靠、经济实用、方便施工,又能满足排水要求。关键词:道路工程;涵洞;设计近年来,为了适应不断发展的经济建设需要,各地掀起了大规模公路建设的热潮,其中,高等级公路以其路况好、车速快、通行能力强、流通量大的优点而备受重视,是新建、扩建或改建干线公路主要采用的标准。与此同时,我们也看到造成公路中断或影响通车的公路病害,大部分是由水害引起的。由此可见。如何降低水害对公路交通的危害,特别是降低对作为社会流通大动脉的高等级公路的危害。是当前日益突出的问题。众所周知,洪水冲毁路基、桥涵,或者渗入路堤中,引起路基土含水量增大。强度下降,最终破坏路基。因此,只有通过合理的涵洞布设和完善的引、排水系统,才能将公路水害的影响降到最低程度。下面,将就高等级公路中涵洞的勘测设计做一些探讨。l外业勘测时应注意的问题涵洞的外业勘测是所有后继工作的基础和依据,因此,涵洞的外业勘测必须做到准确、详细、清楚,除了积极、主动的向当地居民了解有关情况外,还应使用全站仪、钢尺或其他可以确保精度要求的测量工具进行测量。以保证涵洞方向、偏角、高程和距离的标准。一般来讲,在涵洞外业勘测时是无法准确确定涵位处的填挖高度的。因此在测量时要注意量取足够的数据,另外,由于正交涵洞的工程量最少,施工也便于控制,因而在相同条件下尽量使涵洞布置成正交。而从以往的情况看来,涵洞布置成正交还是斜交。除了排水要求外。在很多时候与添土高度有关。因此在外业勘测时,可以在不同的位置,不同的斜交角多测几组数据,在进行内业时在根据填挖高度进行选择。涵位选定后,接着进行涵位地质情况的调查,主要采用挖探或用麻花钻钻探。只有弄清地质情况,才能在内业设计中采取相应措施确保涵洞的稳定及安全。此外,应对涵洞可能进、出水口位的设置,并对涵洞汇水流域内的地形、地貌、土壤、植被和水渠走向,做尽可能准确的调查。便于涵洞流量的计算。所有的外业调查资料应做到字迹清楚,描述准确,记录详细,最好配有简图,以便其他设计人员据此进行内业设计。2涵洞流量的计算在流量计算前,应首先确定涵洞的汇水面积,一般应在地图上描绘。此时须注意汇水区域内是否存在池塘、水库及引、排水设施等地物,以便对它们的存在所引起的流量计算偏差进行修正。涵洞的流量计算公式有好几类,如暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法等,可根据不同情况选用,数采用以下的径流公式:Q=‘Pm-Z3/2F4/5。式中:P流量目前大多较高。4进、出水口的处理旷—地貌系数。根据地形特征,汇水面积,主河沟的平均坡长确定。}r—径流厚度。根据暴风分区。设计洪水频率,汇水区域的土壤吸水类属,以及汇流时间确定。z-—-}带留的径流厚度。根据地形、植被截留雨水的能力确定。F’_—忙水面积。由上述公式可以看出,在外业勘测过程中收集的地形、地貌、植被、土壤的资料主要就是为了计算流量。这里需要特别指出的是汇水区域内的植被问题。由于公路一旦建成通车,在其未来的十几年内不会有大的变动,而在这段时间里,汇流区域内的植被情况有可能发生重大变化,这势必影响到流量的计算,这时可以采用不同的植被参数计算出不同的流量进行比较,对上游地势狭窄,主河沟较陡的,可以取大值。3涵洞孔径及形式的选择选择涵洞的孔径,除了依据设计流量外,还要考虑涵前雍水对上游造成的影响。此外,为了便于清淤和养护,即使设计流量较小。涵洞选用的孔径也不能太小,一般涵长超过25m的,净高或孔径应不小于1.25m,超过45m的,应不小于1.5m。这是与低等级公路涵洞孔径的选择要求是不一样的。另外,由于建设工期紧,质量要求高,在高等级公路建设中,涵洞形式大多采用钢筋砼圆管涵和盖板涵的形式,而在一些特殊地区,如软土地区则采用箱涵,石拱涵则很少采用,甚至不用。这是因为石拱涵的砌筑质量不易控制,且工期较长,而且对地基承载力要求较高。圆管涵的圬工数量少,造价低,可以大规模集中预制,便于控制质量,安装简易、快速。对地基承载力要求较低。另外,由于大型筑路机的使用,可以使路基填土压实度大大提高。圆管涵甚至可以直接修筑在路基填土上,这一点,对于流量不大而纵坡又较陡的地方非常适用。而过去这种地形通常需要设置阶梯盖板涵或者采用数量很大的于片石基础。盖板涵对于涵顶填土的最小高度没有限制,甚至可以在涵顶直接铺筑路面,且盖板也可以大规模集中预定,安装简易快速,从而缩短工期,缺点就是钢筋用量较多,且涵台也采用浆砌圬工,质量和进度易受影响。箱涵整体性强,适用于软土地基,但造价涵洞的进、出水口起到调节水流流速、流态和流向的作用,并保护涵洞、附近路基边坡。以及上、下游河床不受冲刷破坏,因此进、出水口设施的设置必须坚固耐用,并结合地形,本着合理的汇积和扩散、平顺地与原沟渠相衔接的原则,灵活布设。对于冲刷较厉害和容易产生涡流的部位,必要时可以加固。另外,还须注意当出水口流速较大时,应设置相应的消能设施,避免冲刷边坡、河床或农田设施。5水利涵的勘测设计众所周知,水利是农业的命脉,修建公路的同时。必须注意对农田水利设施的保护和恢复。水利涵的布设,首先必须在外业勘测时,弄清农田水利设施的各种情况.弄清来源、走向以及灌溉的方式,先定涵洞位置,在农田地段,水利涵的间距在150-200m为宜。一般水利涵的水流量较小,且农田地段的地质情况较差,通常采用圆管涵。有时根据情况。需要设置与水利涵相配套的引水沟。另外,水利涵的布设也应与排水涵相结合,条件许可时应使涵洞兼备排水灌溉的功能,避免涵洞过密。节省投资。在一些山区地带,水利渠沿路线的干扰很大,这时候可以考虑大规模改移渠道。具体做法是:在路基边坡上设置平台,宽度最好不小于3m,在平台上设置水渠。然后在合适的位置设置涵洞,将水渠接回原沟,并注意做好水渠的防渗漏工作,避免对路基产生不利影响。总之,只要本着安全可靠、经济实用、方便施工的原则,一切从防止洪水危害出发,灵活处理,就可以做好涵洞布设这项工作。参考文献【l】JTGD60-2004,公路桥涵通用规范fsl.【2】JTGD30-2004,公路路基设计规范fSl.【3】JTJ041—2000,公路桥涵施工技术规范【S1.北京:人民交通出版社,2000.责任编辑:杨帆-193-万方数据浅谈高等级公路中涵洞的勘测设计作者:陈创峰作者单位:广州公路工程公司,广东,广州,510507刊名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANGSCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATION年,卷(期:2008,(1引用次数:0次参考文献(3条1.JTGD60-2004.公路桥涵通用规范2.JTGD30-2004.公路路基设计规范3.JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范2000相似文献(10条1.期刊论文刘保健.谢永利.程海涛.刘怡林.LIUBao-jian.XIEYong-li.CHENGHai-tao.LIUYi-lin上埋式公路涵洞地基及基础的设计-长安大学学报(自然科学版2006,26(3为了探讨上埋式公路涵洞的地基及基础的工作机理、提高设计水平,分析了目前地基承载力的确定与地基及基础的设计方法;通过首次给出的涵洞、填土体、地基及基础共同工作机理模型,分析了公路涵洞的受力及其与土体的共同工作性状.结果表明:公路涵洞工程的地基及基础设计不能套用基底压力小于地基承载力的原有原则;涵洞与地基刚度越大,涵顶上作用的土压力就越大.建议涵洞上部土压力按顾安全公式计算;地基承载力确定原则为涵洞基础下与涵侧土堤下地基承载力相等.2.期刊论文郑益民.张哲.倪宏革.ZHENGYi-min.ZHANGzhe.NIHong-ge基于构件的涵洞CAD软件开发的研究-公路2005(6将当今软件业最新的软构件技术融入涵洞CAD软件开发之中,提出基于构件的涵洞CAD软件开发的基本原理,在领域分析的基础上进行了涵洞CAD系统总体设计,并划分了涵洞CAD系统的软构件.根据涵洞CAD领域内软构件资源匮乏的情况,提出利用目前软件市场上丰富的基础构件来集成涵洞CAD软构件的构思,并给出了基于构件的涵洞CAD软件总体设计图.3.期刊论文翁效林.谢永利.刘保健.WENGXiao-lin.XIEYong-li.LIUBao-jian高填方路堤涵洞碎散体填土成拱效应离心模型-长安大学学报(自然科学版2008,28(2为了对高填方路堤涵洞上部碎散体填土压力性状进行较为直观合理的分析,通过离心模型试验,研究了不同边界条件下高填方涵洞垂直土压力随填土高度变化的规律以及涵洞周围填土位移场的变化情况.试验结果表明:由于受沟谷地形的影响,涵洞上部碎散体填土达到一定高度后将会产生具有不稳定性的成拱效应;平坦地形设涵,在上部碎散体填土达到一定高度且在涵中填土沉降量大于涵侧填土沉降量的情况下,土体中将产生成拱效应;由于高填方涵洞上方路基填料是不同于岩石的碎散体,所以高填方涵洞上方的拱效应具有不稳定的特点.4.期刊论文康佐.杨晓华.谢永利.刘保健.KANGZuo.YANGXiao-hua.XIEYong-li.LIUBao-jian高填路堤下涵洞病害机理-长安大学学报(自然科学版2006,26(2针对某高填路堤涵洞实体工程的病害,采用压力盒、水准仪及沉降观测仪器对其进行了全程监控,依据所测压力、沉降以及裂缝形态阐述了涵洞裂缝的产生机理,并从地基、基础、填土等方面分析了涵洞病害产生的因素,推定了涵洞基础扭转破坏的运动过程.指出在涵洞设计中应综合考虑地形因素,避免产生"扁担效应",同时在现场施工过程中应采取合理的施工速度.5.期刊论文康佐.谢永利.冯忠居.杨晓华.KANGZuo.XIEYong-li.FENGZhong-ju.YANGXiao-hua应用离心模型试验分析涵洞病害机理-岩土工程学报2006,28(6利用离心模型试验,通过模拟实际依托工程的地基形式、回填材料、沟坡地形以及施工工艺,分析了涵洞发生病害的全过程,利用图片测量软件再现了土体、涵洞结构体、地基相互作用的过程,阐述了涵洞纵向不均匀沉降所产生的"扁担效应"对涵洞结构破坏的机理,根据实录影像描述了涵洞模型裂缝的发展形式,并与实际病害工程对比.6.期刊论文刘晓曦.岑国平.王旭.刘一通.LiuXiaoxi.CenGuoping.WangXu.LiuYitong路堤下涵洞沉降监测及有限元计算-武汉理工大学学报(交通科学与工程版2009,33(3为研究路堤下涵洞的沉降特性,对某路堤下涵洞的沉降进行现场监测,并建立有限元计算模型,得出涵洞断面的沉降分布情况,计算结果与工程实测吻合较好.涵洞基础的弹性模量对涵顶沉降的影响最大,当弹性模屠从40MPa降至5MPa时,涵顶沉降值增大4.39倍,其他材料的弹性模量对涵顶沉降不敏感.回填土和地基土的泊松比对涵顶沉降值的影响较大.7.期刊论文黄大新浅谈高等级公路中涵洞的勘测设计-中国科技信息2005(15提出公路的病害大部分是由水害引起的,针对高等级公路常见的水害问题,提出通过合理的涵洞布设和完善的引、排水系统加以解决.通过介绍涵洞外业勘测应注意的问题、涵洞的流量计算、孔径选择、进出水口的处理、水利涵的设计,阐述如何进行涵洞勘测设计,做到既安全可靠、经济实用、方便施工,又能满足排水要求.8.期刊论文杨锡武.张永兴.YANGXi-wu.ZHANGYong-xing山区公路高填方涵洞加筋桥减载方法及其设计理论研究-岩石力学与工程学报2005,24(9提出了高填方涵洞加筋桥减载方法及加筋桥减载原理,通过模型试验证明了高填方涵洞加筋桥减载的有效性及影响加筋桥减载效果的因素.根据加筋桥减载原理和模型试验结果,建立了加筋桥减载的结构力学模型,推导了加筋桥减载结构设计的计算公式,包括加筋桥的加筋设计荷载计算公式、加筋桥的数量(层数计算公式、加筋桥的锚固长度计算公式以及加筋桥的加筋长度(跨径计算公式等,为加筋桥减载结构设计提供了较全面的理论计算依据,并通过现场涵洞测试证明了加筋桥减载的良好效果.模型试验和现场测试表明,加筋桥减载具有减载效果好、施工工艺简单和结构性能安全可靠等优点,不但适用于高填方涵洞减载,而且适用于其他各种填埋式地下洞室的减载.9.期刊论文周文欢.谢永利.郭大进高填路堤下圆管涵典型断面研究-公路交通科技2010,27(2对常用几何尺寸不同填土高度下的圆管涵采用数值模拟的方法进行了建模计算,得出了不同工况下圆管涵洞的受力性状.结合有限元应力云图及有限元计算结果对不同工况下圆管涵控制断面环向应力及控制设计的弯矩进行了分析,绘制了弯矩图.利用结构简化计算方法对有限元方法计算结果进行了验算比较,得出了高填路堤下圆管涵典型断面.计算结果表明:采