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涵洞水力计算

附录P 涵洞（或隧洞）水力计算

P.0.1 涵洞水流流态可按以下情况进行判别：圆形、拱形涵洞进口水深h1≤1.1D（洞高）或矩形涵洞h1≤1.2D时，为无压力流；圆形、拱形涵洞h1>1.1D或矩形涵洞h1>1.2D，且洞长L≤l0（洞内回水曲线长度）+2.7D时，为半压力流；圆形、拱形或矩形涵洞h1>1.5D，且L>l0+2.7D时，为压力流。

P.0.2 无压力流可按下列情况进行判别：

1 淹没流与非淹没流的判别：

0≤i（洞底坡降）≤ik（洞底临界坡度），且涵洞出口水深h2≤（1.2～1.25）h k（洞内临界水深）或h2≤（0.75～0.77）H0（计及流速水头的涵洞进口水头）时，为非淹没流；反之，则为淹没流。I>i k，且L≤（8～15）h1时，仍可按上述标准判别涵洞是否淹没。

2 长洞与短洞的判别：

i≈0时，且L ≤（52～64）h1或L ≤（86～106）h k时，为短洞；反之，则为长洞。0＜i≤i k，且L ≤（52～83）h1或L ≤（86～138）h k时，为短洞；反之，则为长洞。，i ＞i k且L≥4h1时，均按短洞进行水力计算。

P.0.3 无压力流过水能力可按下列公式计算：

1 涵洞为短洞时：

式中 Q——涵洞设计流量（m3/s）；

m——无压力流时的流量系数；

B——矩形涵洞底宽（m），涵洞为非矩形断面时，按公式（P.0.3-3）计算；

g——重力加速度（m/s2）；

H0——计及流速水头的涵洞进口水头（m）；

m0——进口轮廓形状系数，可根据进口型式，由表P.0.3查得；

A h——相应于涵洞进口水深的过水断面面积（m2）；

2x2.5m箱涵计算书

已知计算条件：

涵洞的设计安全等级为三级，取其结构重要性系数：1.0

涵洞桩号= K0+000至K0+724.65

设计荷载等级=城－A 箱涵净跨径= 2米

箱涵净高= 2.5米

箱涵顶板厚= .4米

箱涵侧板厚= .4米

板顶填土高= 9米

填土容重= 18千牛/立方米

钢筋砼容重= 26千牛/立方米

混凝土容重= 24千牛/立方米

水平角点加厚= .15米

竖直角点加厚= .15米

涵身混凝土强度等级= C30

钢筋等级= Ⅲ级钢筋

填土内摩擦角= 30度

基底允许应力= 160千牛/立方米

顶板拟定钢筋直径= 14毫米

每米涵身顶板采用钢筋根数= 9根

底板拟定钢筋直径= 14毫米

每米涵身底板采用钢筋根数= 9根

侧板拟定钢筋直径= 12毫米

每米涵身侧板采用钢筋根数= 5根

荷载基本资料：

土系数 K = 1.489286

恒载产生竖直荷载p恒=251.66千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=54千牛/平方米

恒载产生水平荷载ep2=73.8千牛/平方米

汽车产生竖直荷载q汽=2.11千牛/平方米

汽车产生水平荷载eq汽=.7千牛/平方米

计算过程

重要说明：

角点(1)为箱涵左下角,角点(2)为箱涵左上角,角点(3)为箱涵右上角,角点(4)为箱涵右下角

构件(1)为箱涵顶板,构件(2)为箱涵底板,构件(3)为箱涵左侧板,构件(4)为箱涵右侧板

1>经过箱涵框架内力计算并汇总,结果如下(单位为：千牛.米)：

a种荷载(涵顶填土及自重)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -54.70137kN.m Na1 = Na2 = 0kN

涵洞模板计算书

一、墙身模板计算

K51+025涵洞墙身高度H=5.78m，厚度1.2m，每段长度6m。

1、混凝土采用坍落度为60mm～90mm的普通混凝土，混凝土重力密度γ

3，浇筑速度2.5m/h，浇筑入模温度T=30o C。

c=25KN/m

根据侧压力计算公式β1=1.0，β2=1.0

公式1

F=0.22γc t oβ1β2υ1/2

=0.22γc200/（T+15）β1β2υ1/2

=0.22×24×200/（30+15）×1.2×1.15×2.51/2

=51.3kN/㎡

公式2

F=γc H=25×5.78=144.5kN/㎡

按取最小值，则最大侧压力为51.3kN/㎡

2、外楞间距计算

按三跨以上连续梁进行计算

（1）抗弯强度验算：本墙身模板内楞为横向肋骨，间距a=0.45m，

外楞为纵向肋骨。

Ф48mm钢管的截面抵抗距W=Π（d14-d24）/32d1

=3.14*（484-41.54）/（32*48）

=4788N/mm3

强度设计值ƒ=215MPa

根据公式外楞最小间距

mm 667450103.51478821510103=⨯⨯⨯⨯==-Fa fW b

模板现外楞间距600mm < b=667mm

满足要求

（2）挠度计算

Ф48mm 钢管的弹性模量E=2.1×105，

惯性矩I=WR=4788*24=11.5×104

容许挠度值[w ]=3mm ，则外楞最小间距 []mm 828450103.513105.11101.215015034544=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-Fa w EI b

模板现外楞间距600mm < b=828mm

涵洞模板计算书

一、墙身模板计算

K51+025涵洞墙身高度H=5.78m，厚度1.2m，每段长度6m。

1、混凝土采用坍落度为60mm～90mm的普通混凝土，混凝土重力密度γ

3，浇筑速度2.5m/h，浇筑入模温度T=30o C。

c=25KN/m

根据侧压力计算公式β1=1.0，β2=1.0

公式1

F=0.22γc t oβ1β2υ1/2

=0.22γc200/（T+15）β1β2υ1/2

=0.22×24×200/（30+15）×1.2×1.15×2.51/2

=51.3kN/㎡

公式2

F=γc H=25×5.78=144.5kN/㎡

按取最小值，则最大侧压力为51.3kN/㎡

2、外楞间距计算

按三跨以上连续梁进行计算

（1）抗弯强度验算：本墙身模板内楞为横向肋骨，间距a=0.45m，

外楞为纵向肋骨。

Ф48mm钢管的截面抵抗距W=Π（d14-d24）/32d1

=3.14*（484-41.54）/（32*48）

=4788N/mm3

强度设计值ƒ=215MPa

根据公式外楞最小间距

m m 667450103.51478821510103=⨯⨯⨯⨯==-Fa fW b

模板现外楞间距600mm < b=667mm

满足要求

（2）挠度计算

Ф48mm 钢管的弹性模量E=2.1×105，

惯性矩I=WR=4788*24=11.5×104

容许挠度值[w ]=3mm ，则外楞最小间距 []mm 828450103.513105.11101.215015034544=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-Fa w EI b

模板现外楞间距600mm < b=828mm

接长涵洞计算书K6+611.3 12.53m钢筋混凝土箱涵计算书

K6÷611.31-2.5*3布筋混凝土箱涵计算书1.设计依据：

《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)

《公路垮工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)

《公路涵洞设计规范》JTG/T3365-02-2020

2.设计资料：

设计荷载:城-A级

涵洞净利径10=2.5m

涵洞净高hθ=3m

涵洞水平板厚6=0.45m

涵洞侧板厚t=0.45m

涵洞倒角高度CI=O.2m

涵洞倒角宽度c2=0.2m

保护层厚度=0.04m

涵身碎标号=C35碎

主受力钢筋级别=HRB400

顶板钢筋直径=25ιmn

侧板钢筋直径=25mm

顶板钢筋间距=0.15m

涵顶填土高H=4.141m

±容重丫1=18kN∕m'3

钢筋混凝土容重Y2=25kN∕m^3

士的内摩擦角0=30度

基础襟边宽=0.3m

基础厚度=0.2m

基础级数=1

基础容重=22kN∕m^3

基底容许应力=200kPa

涵洞计算跨径IP=IO+t=2.95m

涵洞计算高度hp=hθ+δ=3.45m

3.恒蒙计算：

填土垂直压力PI=K*丫l*H=105.163kN∕m^2箱节自重p2=丫2*6=11.25kN∕m^2

恒载竖宜压力P恒=116.413kN∕m'2

土的侧压力系数人=0.333

恒载水平压力顶板处epl=24.845kN∕m^2

恒载水平压力底板处ep2=48.245kN∕m-2 4.活就计算:

纵向分布宽度a=6.382m

横向分布宽度b=10.282m

1孔(5-2.5)m箱涵计算书

1-(5-2.5)m箱涵计算书

已知计算条件：

涵洞的设计安全等级为三级，取其结构重要性系数：.9

涵洞桩号= K1+384.00

箱涵净跨径= 5米

箱涵净高= 2.5米

箱涵顶板厚= .4米

箱涵侧板厚= .4米

板顶填土高= .27米

填土容重= 18千牛/立方米

钢筋砼容重= 25千牛/立方米

混凝土容重= 22千牛/立方米

水平角点加厚= .3米

竖直角点加厚= .3米

涵身混凝土强度等级= C25

钢筋等级= II级钢筋

填土内摩擦角= 35度

基底允许应力= 250千牛/立方米

顶板拟定钢筋直径= 20毫米

每米涵身顶板采用钢筋根数= 11根

底板拟定钢筋直径= 20毫米

每米涵身底板采用钢筋根数= 11根

侧板拟定钢筋直径= 20毫米

每米涵身侧板采用钢筋根数= 6根

荷载基本资料：

土系数 K = 1.04

恒载产生竖直荷载p恒=17.55千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=1.99千牛/平方米恒载产生水平荷载ep2=18.09千牛/平方米

汽车产生竖直荷载q汽=150.02千牛/平方米

汽车产生水平荷载eq汽=18.4千牛/平方米

计算过程

重要说明：

角点(1)为箱涵左下角,角点(2)为箱涵左上角,角点(3)为箱涵右上角,角点(4)为箱涵右下角

构件(1)为箱涵顶板,构件(2)为箱涵底板,构件(3)为箱涵左侧板,构件(4)为箱涵右侧板

1>经过箱涵框架内力计算并汇总,结果如下(单位为：千牛.米)：

a种荷载(涵顶填土及自重)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -27.75287kN.m

涵洞模板计算书

模板计算
一、侧模计算
1、计算荷载
涵洞浇筑混凝土侧压力Pm = K*γ*h
K —掺缓凝外加剂的修正系数，取K=1；
T —混凝土浇筑时的温度，取最小值，T=30°C；
ν—混凝土的浇注速度,取ν=2.0m/h；
h —有效压头高度；
当ν/ T ≤0.035时，h=0.22+24.9×ν/T；当ν/ T >0.035时，h=1.53+3.8×ν/T。
荷载：q=Ph=0.5×25=12.5N/mm
∠50×5×50的截面系数W=7.89× ，惯性矩I=11.21× ，横肋为两端带悬臂梁，利用弯矩分配法计算得弯矩如图：
由弯矩图可得最大弯矩 878906.25N·mm
强度验算：
<215Mpa，可满足要求。
挠度验算：悬臂部分挠度
= < 满足要求
跨中部分：
Pm
42.72
3、模板结构计算
（1）面板计算
强度计算
侧板面板采用厚度为4mm钢板，加劲小肋间距L=0.25m，取面板为1cm宽度进行计算
板区格中面板四面固结，lx=ly=250mm,lx/ ly=1
面板截面系数W = bh2/6 = 10×4×4/6=26.67mm3
作用于1cm宽的面板上的压力q =(wk.baidu.com2.72+4)×0.01 =0.5 N/mm

涵洞计算书(带公式)

盖板涵洞

工程量计

算

部位项目名称

盖板

洞身

洞口

洞身结合

部

八字翼墙基础

八字翼墙截水墙八字翼墙墙身八字翼墙铺砌八字翼墙基础八字翼墙截水墙

八字翼墙墙身

八字翼墙铺砌洞口

左八字翼墙右八字翼墙

25.58×29=741.82

12.9×29=374.1

34.13×29=989.77

0×29=0

29×0.28×1.9=15.428

（(0.7+1.25）×2.18/2-0.28×0.2)×2×29=120.031

（(0.7+4）×2.18/2-0.28×0.2)×2×29=293.886

0.6×4.6×29=80.04

0.6×4.6×2×29=160.08

1.5×0.4×29=17.4

0.5×2.5×0+(0+0)×1.5/2×2.5+(0.5+0.5)×0/2×(0+0)/2×2=0

16.4×(0.6×0.5×2+(1.5+0.5×2)×0.4)=26.24

(0.5+1.29666587)×2.39/2×0-(3.99+2.9)×2.18/2×1.025+0.5×1.85×2×

1.2975+0.7525×

涵洞力学计算书很全面

2米净跨径.686米填土暗盖板涵整体计算

一.盖板计算

1.设计资料

汽车荷载等级：城-B级；环境类别：Ⅱ类环境；

净跨径：L0=2m；单侧搁置长度：0.35m；计算跨径：L=2.3m；填土高：H=.686m；盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=4cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度f cd=11.73Mpa；轴心抗拉强度f td=1.04Mpa；主拉钢筋等级为HRB400；抗拉强度设计值f sd=330Mpa；

主筋直径为20mm，外径为22mm，共11根，选用钢筋总面积A s=0.003456m2

盖板容重γ1=25kN/m3；土容重γ2=21kN/m3

根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力

2.外力计算

1) 永久作用

(1) 竖向土压力

q=γ2·H·b=21×.686×0.99=14.26194kN/m

(2) 盖板自重

g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+30)×0.99/2 /100=7.43kN/m

2) 由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.4的规定：

计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长

4.计算书(涵洞)

盖板基础数据

说明：

1、本表计算某涵洞盖板工程数量，有计算的时候必须写计算公式，计算公式可以在下面单独书写，表格里面填写计算数据过程即可。

2、如果有斜交的涵洞，需要先按按照正交盖板格式计算，再最后一行叠加汇总。

涵洞计算书(带公式)

(
0.50
+
1.00 )
部
M7.5浆砌片、块石一字墙墙身
(
0.60
+
1.77 )×
右
M7.5浆砌片石一字墙基础
(
0.50
+
1.00 )
盖板涵洞工程量计算
）× 2.50 / 2 - 0.20 × 0.20 ) × 2 × 9.10
× 9.10
+
( 0.30 + 0.80 ) × 2.00 /
0.40 × 2 + ( 2.00 + 0.40 ×
= 15.30
= 13.11
涵洞净宽即高 (m)
盖板厚(m)
盖板搭接长 (m)
2
0.2
0.2
涵洞台身顶宽
涵洞台身高（不包括基础
厚）
涵洞台身基础高
涵洞台身基础宽（包括
襟边）
涵底铺砌厚
0.6
2.5
0.6
2.23
0.3
涵洞台身背坡 0.333
跌井背坡
跌井底长跌井顶宽
0.25
左一字墙高（不包括基
础）
1
左一字墙基础高H1
0.3
左一字墙基础高H2
左一字墙基宽
左一字墙填土高(不包括盖板厚）
6.41

涵洞计算书

一、计算条件

1、填土高度9米，洞顶至路面高度；

2、填土容重18KN/m3，钢筋混凝土容重25KN/m3；

3、填土内摩擦角取30°；

4、车辆荷载，按照公路一级，按照两车道计算车辆荷载（计算填土高9米的范围）；

二、盖板受力计算

1、盖板上填土重量

q=rHb=18*9*1=162KN/m

2、盖板自重

q=rhb=25*0.52*1=13KN/m

3、车辆荷载

填土厚度大于0.5米，不计汽车冲击力，按照规范涵洞设计，使用车辆荷载计算不使用车道荷载。车辆荷载布置如下：

oi ：

IO120

Q140

j£L

:Jr

3.0

7.0

(«)比面旳和

计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下作用30度角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时,扩散面积以最外边的扩散线为准。

车辆荷载横向分布宽度为：

(0.6/2+9*tan30°)=5.493m>1.8m 车轮的压力扩散线相重叠，按照

车轮的压力扩散线相重叠计算车辆荷载横向分布宽度。

a=(0.62+9*tan30°)X 2+2X 1.8+1.3=15.9m

车辆荷载纵向分布长度度为：

(0.2/2+9*tan30°)=5.293<7m小于两后轮距离，两后轮车轮的压力线不重叠。车辆荷载分布长度为:

b=(0.2/2+9*tan30°)*2+1.4=11.986m

车辆荷载分布的压力强度为：

q=G/a*b=(140+140)*2/15.9*11.986=2.94KN/m2(G为两辆车车后轴载总和)，填土较高车辆荷载影响不大。

4、盖板设计荷载

涵洞水力计算

1、涵洞宽1.3m,高1.7m

按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002

计算得：最大通过流量2987.34 L/s

Q=c ω√Ri 手册76页

2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)

3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2 按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/s

1、河渠水力计算公式流量计算：

Q=c ω√Ri

Q －雨水量（m 3/s ）

R －水力半径（m ）

i －河渠底坡 q(暴雨强

度)5a

Ψ－径流系数F-汇水面积Q-降雨量T1 m T2 T T+33.2 182.404692

0.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2

C －流速系数（谢才系数）

ω－过水断面面积（m 2）

桥过水断面宽10.2m,高0.65m

按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002

计算得：最大通过流量2987.34 L/s

2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)

q(暴雨强

度)5a

Ψ－径流系数F-汇水面积Q-降雨量T1 m T2 T T+33.2 182.404692

涵洞模板设计计算书【完整版】

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××铁路云南段站前三标涵洞模板设计计算书

复核：

编制日期：2021．4．21

1、底板施工外模设计..................................................................................... 错误!未定义书签。

1.1底板外模尺寸..................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2底板外模板材料选择......................................................................... 错误!未定义书签。

1.3设计计算............................................................................................. 错误!未定义书签。

荷载计算........................................................................................... 错误!未定义书签。

建模计算........................................................................................... 错误!未定义书签。

1-2.5m×2.5m涵洞计算书

1-2.5m×2.5m盖板涵计算书

一、基本参数

涵洞设计安全结构重要性系数：0.9

涵洞类型：盖板涵

适用涵洞桩号: JK0+048.08, JK3+094.874

设计荷载等级:公路一级

最大布载宽度=23.016(m)

板顶最高填土高度=1.195(m)

土容重=18 KN/m3

土的内摩擦角=35度

盖板单侧搁置长度=20cm

净跨径=250(cm)

计算跨径=270cm

涵洞斜交角度=0度

正标准跨径=290cm

板间接缝长度=2cm

受力主筋：11根直径为18mm的HRB335钢筋，间距为9cm 单侧基础襟边宽=25cm

盖板厚度22cm

盖板宽度=99cm

盖板容重=25千牛/立方米

盖板抗压强度=13.8MPa

盖板抗拉强度=1.39MPa

涵台顶宽度=75cm

涵台底宽度=75cm

涵台高度=250cm

涵台容重=23千牛/立方米

台身抗压强度=14.5MPa

基础级数=2

每级基础高度=60cm

基础容重=23千牛/立方米铺底厚度=40

铺底容重=23千牛/立方米基底容许应力=250

每延米铺底宽度=40cm 单侧基础襟边宽=25cm

1-2.5m×2.5m盖板涵洞身断面

二、盖板计算

1.恒载内力计算

系数 K = 1.114

q土= K ×土容重×填土高度 = 23.96kN

q自 = 盖板容重×盖板厚度 = 5.5kN

恒载产生的支座剪力 V恒=(q土 + q自) ×净跨径 / 2=36.82kN 恒载产生的跨中弯矩 M恒=1 / 8 × (q土 + q自) ×计算跨径2 = 26.84kN·M

2.活载计算

箱涵计算书

4Ⅱ14
min
mm2
0.002≤ρ min≤0.006 牛腿上部2/3*h0范围内的水平箍筋总截面面积Ash≥0.5*As 6Ⅱ12 是否配置 Asb≥2*As/3 3Ⅱ14 0.0015≤ρ min≤0.006 mm2 mm2 mm2
水平箍筋Ash 选用钢筋弯起钢筋截面面积选用钢筋最小配筋率ρ min
砼*1*4
13
h=
5m t/m t t/m t/m
qB+qB’ q3+2*P/l
楼板传来的荷载 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 2 3 4 5 6 7 8 荷载标准值g 荷载设计值G a 裂缝控制系数β 牛腿宽度b 保护层厚度as 牛腿高度h 牛腿外边缘高度h1 c 牛腿底面倾斜角α 有效高度h0 ftk 竖向力Fvs 牛腿受压面积A fc p
箱涵计算书（张奉华制作）
序号 1 2 3 4 13 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 H/B= GB 二.侧向土压力的计算 1.侧墙顶端侧压力q1= 2.侧墙底部侧压力q2= 3.Gσ = 三.涵洞的内水压力计算基本尺寸垂直作用边墙P'β = 竖直作用底板Pβ = Gβ = 四.涵洞的外水压力计算基本尺寸 1.外水静水压力计算 P'β = 总浮力G'β = 2.均匀外水压力计算 P'o= 四.内力计算简图无压涵洞 h0= 4 顶部为0，底部=h0*γ h0*γ