涵洞计算
加_第六章__涵洞结构计算详解
情况四：基底不变形，路堤压实不好
涵洞横向扩大纵向压缩（图中未示）
PZ PB F
PZ PB F
2）刚性管
情况一：涵洞基底变形，未压实的路堤沉降
①刚性涵洞的基底压力和沉降，一般较邻近路堤 下为大。 ②填土作用于涵洞上的压力，大于洞顶土柱的重 力。
PZ PB F
③ 涵洞变形，竖直方向直径减小，水平方向直 径增加。
3）荷载组合及内力
（1）跨中弯矩：
lp——盖板计算跨径(m) lo——盖板净跨径(m)； h——盖板厚度(m)。
1 2 M 恒 ( g g z )l p 8 l p l0 h
M活
pc c (l p )(1 ) 4 2
c——压力扩散面积的长度c =a， 1+μ——冲击系数，按规范取用。
情况二: 涵洞基底不变形，路堤有沉降 ①填土作用于涵洞的压力，大于洞顶土 柱的重力。 ②涵洞变形不影响其上的压力数值。
情况三：基底变形， 路堤压实很好，不发 生压缩变形。
整体沉降
情况四：基底不变形， 涵上路堤压实良好。 填土对涵洞产生的压 力等于洞顶土柱重力
结论：
(1)对铰式涵洞，填土对涵洞的压力总是 小于或等于洞顶土柱重力；对于刚性涵 洞，其洞顶上的土压力总是大于洞顶土 柱重力。 (2)从实用角度看，情况一和情况二最为 常见； (3)从受力的角度看，铰式体系比刚性体 系更为有利。
第六章 涵洞结构计算
第一节 涵洞结构计算概要 —、概述
涵洞在各种外荷载的作用下的内力计算，由强度和稳定条 件的要求的确定涵洞断面尺寸，结构及钢筋配筋的数量。
洞身的结构计算： 1 涵洞外荷载计算； 2 钢筋混凝土圆管涵计算； 3 钢筋混凝土盖板涵计算． 4 钢筋混凝土箱涵计算等。
涵洞计算
【掌握】第一节 涵洞长度计算 【掌握】第二节 洞口建筑工程数量计 算
-
第一节 涵洞长度计算
一、正交涵洞长度计算
c a i*L1
B1
B2
(H－i*L1－a)
(H + i*L2 －b) c
i*L2 b
L1
-
L2
L 1 B 1 (H a i1 L )m C
L1B1(H 1iam )mC
L1B1(H 1a iim 1B)mC
L 2 B 2 W ( H b i2 L i 1 W ) m C
L 2B 2W (H 1 ibm i1 W )m C
-
2.i1和i方向相反时
L 1 B 1 W ( H a i1 W ) m C
L 1B 1W (H 1 ia m i1 W )m C
L 2 B 2 ( H b i2 L
3.涵洞与路线斜交，考虑路基纵坡影响时 HL1i2sia n
L 1B 1(H c a o a L 1 i2 sism ia n )m C
(a c i) L o m 1 L 1 i 2 s m sa i B 1 n ( H a ) m C
(3)墙顶面面积：
AC1m02(Hh)
-
二、矩形护坡 1.矩形护坡的布置形式 （1）涵洞与路线正交 （2）涵洞与路线斜交： 正布置和斜布置（常用） 2.一个矩形护坡的体积计算 （1）矩形护坡体积
-
① 片石砌体 V 1V 外 V 内 1 12 m(H n3H 03)
② 砂砾垫层
V2
t1 t
V1
③ 锥心填土
2. 翼墙的体积计算
（1）墙身体积：
单个翼墙外形：
-
： 单个翼墙外形
涵洞结构计算详解ppt课件
假定管顶填土压力一部分由涵管承受，一部分由沟槽边 摩擦力分担。
除无粘性的砂及卵石外，槽边摩擦力颇大，可减小涵管 的压力。
普通土吸水饱和时，上述摩擦力或粘结力减小，涵洞所 承受的荷重加大。
涵洞承受的最大荷载：
gv C B2
涵身两侧土颗粒的垂直位移大于涵身上部土颗粒的垂直位 移，从而将产生方向向下的摩擦力。
作用于涵顶上的垂直土压力增加，除涵顶部的土柱质量外， 还应包括向下的摩擦力，涵洞的垂直和水平力将逐渐 增加。
5
3）涵洞的受力与洞身变形有关
柔性管 E ( t )3 1 ES r
刚性管 E ( t )3 1 ES r
第六章 涵洞结构计算
第一节 涵洞结构计算概要 —、概述
涵洞在各种外荷载的作用下的内力计算，由强度和稳定条 件的要求的确定涵洞断面尺寸，结构及钢筋配筋的数量。
洞身的结构计算：
1 涵洞外荷载计算；
2 钢筋混凝土圆管涵计算；
3 钢筋混凝土盖板涵计算．
4 钢筋混凝土箱涵计算等。
1
二、涵洞受力特点及受力图式
再进行回填。 回填时 填土必然要产生沉降 变形，槽壁对会
填土产生摩擦力，涵洞上的土压力一般小于沟 内填土柱的重量。
4
(3)填埋式施工
在填方地段的涵洞，一般是先安装涵洞，然后再在其上分 层填筑路基。
涵管两侧填土的可压缩性较刚性涵身的可压缩性大得多。 涵洞两侧的填土厚度也大于管顶填土厚度。
2
2）涵洞的受力与施工方法有关
（1）顶推法施工 为避免在涵洞施工中进行大开挖，
或为保证已成路基生性时用。 仅在距地面较深处取土，施工中被
扰动的土体仅限同周围较近的土体。 作用于涵洞上部压力为与涵洞顶宽
涵洞计算公式
第六章 涵洞设计与放样第一节 涵长计算一、正交涵洞长度计算〔一〕无超高加宽时： B 上=B 下=0.5B H —路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。
h 上、h 下——涵洞上下游洞口建筑高度。
m —路基边坡率 i0——涵底坡度L 上、L 下——涵洞上下游水平长度〔m 〕。
L 上=i0m 1h -H m ⋅++上）（上BL 下=i0m 1h -H m ⋅-+下）（下B涵洞总长L= L 上+L 下假设缘石外低端不在路基边坡延长线时，h 上、h 下用h 上+t 、h 下+t 代替，t ——厚，a ——宽〔二〕有超高加宽时〔设在平曲线内〕 1、i0与i1方向一致图6-1无超高加宽时涵长计算L 上=i0m 1i1B h -H m ⋅+⋅++）上（上BL 下=i0m 1Wi1W h -H m ⋅-+⋅-+）下（下BB 上、B 下——半个标准路基宽 W ——路基加宽 涵洞总长L= L 上+L 下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。
2、i0与i1方向相反 L 上=i0m 1i1h -H m ⋅+⋅-++）上（上W W BL 下=i0m 1i1B h -H m ⋅-⋅++）下（下B涵洞总长L= L 上+L 下〔三〕斜交斜做涵洞因：L 上•cos α=B 上+m 〔H- h 上- L 上•i0〕+a 所以：L 上=i0m c a h -H m ⋅+++αos B 上）（上同理：L 下=i0m c ah -H m ⋅-++αos B 下）（下图6-2有超高加宽时涵长计算1图6-3有超高加宽时涵长计算2图6-4斜交斜做涵长计算实训工程：根据条件计算涵洞长度。
实训时间：2课时。
第二节涵址测量一、涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的方法〔经违仪〕确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。
曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。
切线支距法步骤：1、预估ZY到涵中心桩的曲线长。
2、查切线支距X 、Y ，或根据曲线长和偏角计算X 、Y 。
涵洞模板计算书
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γ3，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1F=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2F=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满足要求3、拉杆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。
2根Ф48mm 钢管的截面抵抗距W=2*4788=9576N/mm 3强度设计值ƒ=215MPa根据公式外楞最小间距m m 944450103.51957621510103=⨯⨯⨯⨯==-Fa fW b模板现外楞间距750mm < b=944mm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=2×11.5×104=23×104容许挠度值[w ]=3mm ，则外楞最小间距 []mm 985450103.5131023101.215015034544=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-Fa w EI b模板现外楞间距750mm < b=985mm满足要求4、拉杆拉力计算工程使用拉杆横向间距a=0.6m ，纵向间距b=0.75m拉杆承受最大拉力P=F ·A=F ·a ·b=51.3×0.6×0.75=23.1kN工程中使用Ф16对拉螺栓容许拉力为24.5kN ，满足要求。
箱涵、涵洞半压力流和非淹没压力流水力计算程序
半压力流涵洞计算适用条件：1.2D<H<1.5D,h<D(H为进口水深，D为涵洞高，△Z=a.q2^2/(2g.φ^2.hs^2)-a.q2^2/(2g.hc2^2) 1.093 d1=σ0.hc2-hs-△Z0.880池深差：d1-d0.000 3）消力池长度计算：水跃长度Lj=6.9×(hc2-hc1)20.62斜坡段长度Ls=m×(P+d) 5.64消力池长度：Lsj=Ls+β.Lj21.10三、消力池底板厚度计算1.基本资料消力池进口处的单宽流量q(m3/s.m)17.692上游总水头H0(m) 6.748消力池底板计算系数k1(可采用0.15～0.20）0.15消力池底板安全系数k2(可采用1.1～1.3） 1.2消力池底板的饱和重度γb(kN/m3)24消力池跃前收缩水深hc1(m) 1.912消力池跃后水深hc2(m) 4.900消力池跃前收缩断面流速Vc(m/s)9.253 2.按抗冲要求计算消力池底板厚度t(m)1.02取消力池的底板厚度（等厚）为：t= 1.1 3.按抗浮要求验算消力池底板顶面的水重（水深为跃后水深）：W=γ.hc249.00消力池底板上的脉动压力（跃前收缩断面流速水头的5%）2.18 Pm=0.05γ.Vc^2/(2g)消力池底板底面的扬压力：U=γ(hc2+t)60.00消力池底板安全系数： 2.00抗浮安全系数k2大于1.1～1.3,安全四、海漫长度计算基本资料消力池末端单宽流量qs=Q/B217.692上游总水头T0(m) 6.748海漫长度计算系数ks7当满足： 6.779246595海漫长度：47.45五、海漫长末羰沟槽冲刷深度及防冲槽计算基本资料海漫末端水深hm(m) 3.5沟槽土质允许不冲流速[V0]1渠槽末端宽度Bs(m)6海漫长末端单宽流量qm=Q/Bs7.667海漫长末端沟槽冲刷深度：dm=1.1qm/[V0]-hm 4.933公式来洞计算洞宽B源：《灌溉与适应计算备注例题黄色底纹标记为需要手动输入部分463.5300.002为半压力流 4.70.72.81.05点选进口型式八字墙自动选择0.67自动选择0.744.7+1.05*0.7^2/(2*9.81) 4.7346/(0.67*3.5*(2*9.81*(4.726+0.002*30-0.74*3.5))^0.5) 2.99。
涵洞计算公式
第六章 涵洞设计与放样第一节 涵长计算一、正交涵洞长度计算（一）无超高加宽时： B 上=B 下=0.5BH —路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。
h 上、h 下——涵洞上下游洞口建筑高度。
m —路基边坡率 i0——涵底坡度L 上、L 下——涵洞上下游水平长度（m ）。
L 上=i0m 1h -H m ⋅++上）（上BL 下=i0m 1h -H m ⋅-+下）（下B涵洞总长L= L 上+L 下若缘石外低端不在路基边坡延长线时，h 上、h 下用h 上+t 、h 下+t 代替，t ——厚，a ——宽（二）有超高加宽时（设在平曲线内） 1、i0与i1方向一致 L 上=i0m 1i1B h -H m ⋅+⋅++）上（上BL 下=i0m 1W i1W h -H m ⋅-+⋅-+）下（下BB 上、B 下——半个标准路基宽 W ——路基加宽 涵洞总长L= L 上+L 下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。
图6-2有超高加宽时涵长计算12、i0与i1方向相反L 上=i0m 1i1h -H m ⋅+⋅-++）上（上W W BL 下=i0m 1i1B h -H m ⋅-⋅++）下（下B涵洞总长L= L 上+L 下（三）斜交斜做涵洞因：L 上•cos α=B 上+ m （H- h 上- L 上•i0）+a 所以： L 上=i0m c ah -H m ⋅+++αos B 上）（上同理：L 下=i0m c ah -H m ⋅-++αos B 下）（下实训项目：根据已知条件计算涵洞长度。
实训时间：2课时。
图6-3有超高加宽时涵长计算2图6-4斜交斜做涵长计算第二节 涵址测量一、 涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的办法（经违仪）确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。
曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。
切线支距法步骤：1、预估ZY 到涵中心桩的曲线长。
2、查切线支距X 、Y ，或根据曲线长和偏角计算X 、Y 。
加_第六章__涵洞结构计算详解
PZ PB F
情况二：涵洞基底不变形，而路堤有沉降
洞顶填土对涵洞的压力小于洞顶填土土 柱的重力，即： 涵洞直径竖直方向减少 ΔD值，水平方向 增加ΔD值。
PZ PB F
情况三：基底变形，但路堤压实很好不发 生压缩变形
此时涵洞下及邻近路堤下的基底变形相 同，涵洞的压力等于洞顶土柱重力。
2）涵洞的受力与施工方法有关
（1）顶推法施工 为避免在涵洞施工中进行大开挖， 或为保证已成路基生性时用。 仅在距地面较深处取土，施工中被 扰动的土体仅限同周围较近的土体。 作用于涵洞上部压力为与涵洞顶宽 相对应的拱内部分的土压力。
2)沟埋式施工主挖方地段设置的涵洞
一般施工时多先挖沟槽，然后放置施工涵管， 再进行回填。 回填时 填土必然要产生沉降 变形，槽壁对会 填土产生摩擦力，涵洞上的土压力一般小于沟 内填土柱的重量。
3）涵洞的受力与洞身变形有关
E t 3 柔性管 ( ) 1 ES r E t 3 刚性管 ( ) 1 ES r
E——管料弹性模量 ES——回填土的压缩模量 t——管壁厚； r——管的平均半径。
2．在各种情况下，涵洞受力及变形图式
1)柔性涵管——四种受力情况
情况一：涵洞基底变形，未压实的路堤沉降 · 由于涵顶土柱加涵身自重对基底的压力小于邻近路堤 对基底的压力： ①涵洞下的基底沉降小于邻近的路堤下基底的沉降: ②洞顶 填土对涵洞 的压力小于洞顶土柱的重力
2)外荷载计算
(1)恒载 盖板顶填土垂直压力
g H
g z 1h
盖板自重
（2）车辆荷载引起的垂直压力
涵洞计算——精选推荐
涵洞计算1、涵洞的布设本路段小桥涵设置时主要考虑了：上游洞口应考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵利于施工，又经济简便，所以大部分形式均采用无压力式圆管涵形式（除K2+190处，设置盖板涵）。
本设计所取标准跨径为1.0m。
本设计中涵洞的位置以及孔径见表8－3所示：表8-3 涵洞一览表采用的方法为径流形成法，此法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，是公路部门目前普遍使用的一种计算方法，该公式只适用于汇水面积F≤30 km2的小流域。
汇水面积：0.13km2，主河沟平均比降：12.4%，流域土壤吸水类属：Ⅲ，年平均降雨量：793mm ，设计洪水频率1/50，汇流时间：30min，径流系数：0.95，粗糙度系数n=0.014。
我国公路系统最常采用的是公路科学研究所提出的简化公式，其中未考虑洪峰削减的公式为：由涵洞设计手册得洪峰流量计算：。
Qm??0?h-zF3245式中QP——规定频率为P时的雨洪设计流量（m3/s）F——汇水面积（km2）h——暴雨径流厚度（mm）Z——被植物或坑挖滞流的径流厚度φ——地貌系数，根据地型、汇水面积F、主河沟平均坡度Iz决定β——洪峰传播的流量折减系数，由汇水面积重心至桥涵的距离（L0＝0.3Km<1Km）及汇水区的类型（丘陵汇水区）综合查表3.2－10得γ——汇水区降雨不均匀的折减系数δ——考虑湖泊或小水库调节作用对洪峰流量影响的折减系数根据已知条件查《公路桥涵设计手册·涵洞》表4-8、表4-11、表4-12、表4-13、表4-14、表4-15，分别得地貌系数?0取0.09，常用迳流厚度h取45mm，植物坑洼滞留的迳流厚度z取10mm，洪峰传播的流量折减系数β取1、降水不均匀折减系数γ取1.0、小水库（湖泊）调节折减系数δ取1。
Qm??0?h-zF=3.64m3/s1、确定涵洞孔径d查《公路排水设计手册》（人民交通出版社姚祖康编著）公式Ak3Q2Q2（3.3-18）得管径与流量关系式5?5?k或d?，式中系数gdbkdgk3245 =0.09×(45-10)×0.13×1×1×1 3245k=k13/k2,为充满度h/d的函数。
涵洞计算
3、河床纵坡对八字翼墙长度影响的计算
1）正做洞口翼墙
计算公式（通用于正、斜交涵洞，但用于斜交涵洞时，式中m代m0代替）
上游下游
G上=m(H上-h上）/（1+mi0)G下=m(H下-h下）/（1-mi0)
2）斜做洞口翼墙（用于斜交涵洞之洞口帽石与路线平行时）
上游下游
G上=m(H上-h上）*cosφ/（cosφ+mi0)G下=m(H下-h下）*cosφ/（cosφ-mi0)
二、八字翼墙工程数量表编制说明及使用示例
1、墙身体积
V身=c*m0*(H2-h2)/2+m*(H3-h3)/6n0
对于斜坡端墙式洞口的大、小翼墙，式中H-h应分别为H1-h1及H2-h2，计算出的体积按大翼墙-(c*△*G)/2,小翼墙+(c*△*G2)/2修正。
2、一个墙基体积
V基=m0*(c+e1+e2)*(H-h)*d+m0*(H2-h2)*d/(2*n0)+(e1+e2+c+h/n0)*e*d
式中：d——八字翼墙基础厚度
3、一个翼墙顶面面积
A顶=c*(1+m02)1/2*(H-h)
对于斜坡端墙式洞口的大、小翼墙，因基顶面为斜面，故改按下式计算：
A’顶=A顶*(1+i2)1/2
4、河床纵坡影响的修正
当考虑河床纵坡影响时，翼墙各部工程数量可根据洞口正做与斜做的不同，相应地乘以cosφ/(cos φ±mi0)或1/（1±m0i0）。
涵洞八字墙计算公式
涵洞八字墙计算公式帽缘缘石砼=(Q6+R6+涵长计算!E6+0.1)*0.2*0.35*2隔水墙=(Y6*TAN(RADIANS(K6))+Y6*TAN(RADIANS(ABS(L6)))+涵长计算!E6+0.4)*F6*0.4*2洞身铺砌=涵长计算!Y6*涵长计算!E6*J6洞口铺砌=(Y6*TAN(RADIANS(K6))+2*涵长计算!E6/COS(RADIANS(涵长计算!C6))+Y6*TAN(RADIANS(ABS(L6))))*Y6*J6V =Z6+AA6V基= =(D6*(Q6+U6+W6)*(N6-M6)*G6+D6/(2*O6)*(N6^2-M6^2)*G6)*2+(D6*(R6+V6+X6)*(N6-M6)*G6+D6/(2*P6)*(N6^2-M6^2)*G6)*2V身= =(1/2*Q6*D6*(N6^2-M6^2)+D6/(6*O6)*(N6^3-M6^3))*2+(1/2*R6*D6*(N6^2-M6^2)+D6/(6*P6)*(N6^3-M6^3))*2G= =D6*(N6-M6)e2正翼墙= =I6/COS((A TAN(TAN(RADIANS(K6))-1/(D6*O6))))e2反翼墙= =IF(L6<0,I6/COS((A TAN(TAN(RADIANS(ABS(L6)))+1/(D6*P6)))),I6/COS((ATAN(TAN(RADIANS(ABS(L6)))-1/(D6*P6)))))e1正翼墙= =I6/COS(RADIANS(K6))e1反翼墙= =I6/COS(RADIANS(L6))c1正= =Q6+N6/O6c1反= =R6+N6/P6c正= =H6/(COS(RADIANS(K6)))c反= =H6/(COS(RADIANS(L6)))n0正= =(E6+SIN(RADIANS(K6))/D6)*COS(RADIANS(K6))n0反= =IF(L6<0,(E6-SIN(RADIANS(ABS(L6)))/D6)*COS(RADIANS(L6)),(E6+SIN(RADIANS(ABS(L6)))/D6)*COS(RADIANS(L6)))H= =涵长计算!F6+涵长计算!G6+F6-G6h= =F6-G6+0.2β1= =IF(C6<10,30,IF(C6>=30,55,35))β2 =IF(C6<10,30,IF(C6>=30,-20,0))涵长计算净跨径L0= =IF(D6<3,D6-0.4,D6-0.6)路肩标高左侧==IF(N6=0,K6+(B6-S6*TAN(RADIANS(C6))-J6)*L6-P6*(S6-R6/2),K6+(B6-S6*TAN(RADIANS(C6))-J6)*L6+(M6-ABS(B6-S6*TAN(RADIANS(C6))-J6))^2/(2*N6))-P6*(S6-R6/2)路肩标高右侧==IF(N6=0,K6+(B6+T6*TAN(RADIANS(C6))-J6)*L6-Q6*(T6-R6/2),K6+(B6+T6*TAN(RADIANS(C6))-J6)*L6+(M6-ABS(B6+T6*TAN(RADIANS(C6))-J6))^2/(2*N6))-Q6*(T6-R6/2)涵长L左=(S6+O6*(U6-H6-F6-G6))/(COS(RADIANS(C6))+O6*I6) 涵长L右=(T6+O6*(V6-H6-F6-G6))/(COS(RADIANS(C6))-O6*I6) 涵长L全长=W6+X6。
涵洞计算书
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/m2、盖板自重q=rhb=25*0.52*1=13KN/m3、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：3oi ：IO12014Q14011j£L1:Jr3.07.0~5(«)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q=1.2(q+q)+1.4q=1.2X(162+13)+1.4X2.94=214.12KN/m设土自汽(板宽1米)5、盖板作用于台帽的竖向力计算N=1/2X L X q=1/2X(4+0.3/2)X214.12=444.30KN计设三、台身受力计算1、土侧压力计算1)、土体破坏棱体长度计算，按照规范L°二H*tan(45°-©/2)=(9+4.77)*tan(45°-30°/2)=7.95m(大于两后轮距离，车辆两后轮作用于破坏棱体)2)、车辆荷载换算成土层厚h0=G/BL0r=2X(140+140+120)/(4.9X7.95X18)=1.14m3)盖板中心点处土侧压力强度e A=r X H A X tan2(tan(45°-G/2)AAH A=9+0.052/2+1.14=10.4e A=18X10.4X tan2(45°-30°/2)=62.34KN/m2A4)基础中心点处土侧压力强度e b=r X H B X tan2(45°-G/2)H B=1+0.052/2+0.4+3.1+0.75=14.91e=18X14.91X tan2(tan(45°-30°/2)=89.37KN/m2B5)土侧压力作用弯矩计算计算宽度取1m,受力简图如下:用迈达斯计算跨中最大弯矩为：200KNM，最大弯矩处距离A点2.35米。
涵洞水文计算
水文计算书一、计算公式本路段各桥涵处汇水面积F≤30km2，根据《涵洞设计细则》径流形成法计算。
计算公式如下：Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδQ p——规定频率为P％时的雨洪设计流量；Ψ——地貌系数；h——径流厚度；z——被植物或坑洼滞留的径流厚度；F——汇水面积；β——洪峰传播的流量折减系数；γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数；δ——小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数；二、典型桥涵处水文计算：1、k3+685涵洞处：设计洪水频率1/100。
汇水面积在1：10000地形图上勾划，F＝5.6km2，汇水区内水库面积f＝1.7 km2。
主河沟平均坡度3.8‰，属平原地形，地貌系数取值0.07。
汇水面积重心至桥涵的距离L＝2.5km，洪峰传播折减系数为0.925。
水库湖泊所占面积30％，折减系数δ为0.91。
暴雨分区为第5区。
降雨不均匀折减系数为1。
汇水区内分布有水稻土（约30％）、粘土（约30％），壤土（约40％），表土吸水类属为I、II、III类。
径流厚度h＝56×0.3+48×0.3+46×0.4＝49.6，取50。
汇水区内为中等稠度林和水平带梗的梯田，被植物或坑洼滞留的径流厚度z取25。
Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδ＝0.07×（50-25）^1.5×5.6^0.8×0.925×1×0.91＝29.22（m3/s）查公路道路设计资料集——《涵洞》，净跨径3.4×净高3.4的钢筋砼盖板涵泄水能力Q＝31.59（m3/s），为统一跨径，且该处河沟宽4m，深2.5m，故设1-4×3.5涵洞排洪。
涵洞计算.pdf
162附录H 涵洞流态判别及过流能力计算 H.0.1 涵洞水流流态决定过流能力所采用的计算公式。
涵洞的流态主要根据进口水深、出口水深与洞高的关系，分为无压流、半压力流、非淹没压力流及淹没压力流，其判别标准为： 1 时D H 2.1≤当h<D ，为无压流；当h ≥D ，为淹没压力流。
2 1.2D<H ≤1.5D 时当h<D ，为半压力流；当h ≥D ，为淹没压力流。
3 H>1.5D 时当h<D ，为非淹没压力流，当h ≥D ，为淹没压力流。
式中 H——从进口洞底算起的上游进口水深（m ）； h——从出口洞底算起的下游出口水深（m ）； D——洞高（m ）。
H.0.2 无压流涵洞流态还与洞身长度有关，分为长洞与短洞，其判别标准为：L<8H 时为短洞；L ≥8H 时为长洞。
式中的L 为洞身身长度（m ），H 的意义同前。
H.0.3 涵洞过流能力按下列不同流态分别计算：1 无压流涵洞过流能力可按公式（H.03—1）～ 公式（H.0.3--4）计算2302H g mB Q σε= （H.0.3--1）g v H H 220ε+= （H.0.3--2）4.000131.2⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=H h H h s sσ （H.0.3--3）163iL h h s −= (短洞) （H.0.3--4）式中 Q——涵洞过流量（m 3/s ）；B——洞宽（m ）；m——流量系数，可近似采用m=0.36；ε——侧收缩系数，可近似取ε=0.95；H 0——包括行近流速水头在内的进口水深（m ），按公式（H.0.3--2）计算求得；g——重力加速度，g=9.81（m/s 2）； h s ——洞进口内水深（m ），对短洞，可按公式（H.0.3--4）计算求得，对长洞需以出口水深为控制水深，从出口断面向上游推算水面线以确定洞进口内水深；σ——淹没系数，可按公式（H.0.3--3）计算求得或按表H.0.3—1查得。
涵洞的类型、计算、施工
涵洞第一节涵洞类型及构造涵洞是为宣泄地面水流而设置的横穿路基的排水构造物，由洞身和洞口建筑两部分组成，如图5—l。
图5—l 涵洞的组成a)洞口b)洞身一．涵洞的分类〔一〕按建筑材料分1．石涵2．混凝土涵3．钢筋混凝土涵〔二〕按构造型式分1．圆管涵2．板涵3．拱涵4．箱涵〔三〕按洞顶填土的情况分明涵是指洞顶不填土或填土小于50cm的涵洞，适用于低路堤、浅沟渠；暗涵是指洞顶填土大于50厘米的涵洞，适用于高路堤、深沟渠。
〔四〕按水力性能分1．无压力式涵洞入口处水深小于洞口高度，有自由水面。
2．半压力式涵洞入口处水深大于洞口高度，水流仅在进水口处充满洞口，其它部分均具有自由水面。
3．压力式涵洞入口处水深大于洞口高度，在涵洞全长的范围内都充满水流，无自由水面。
4．倒虹吸管涵二、涵洞的构造〔一〕洞身构造1．圆管涵1)管身是管涵的主体部分，多采用钢筋混凝土预制安装，圆管涵洞身由分段的圆管节和支撑管节的基础垫层组成，见图5-2。
图5-2 圆管涵洞身①混凝土或浆砌片石基础如〔图5-4a〕，一般用于土质较软弱的地基上。
②垫层基础在砂砾、卵石、碎石及密实均匀的粘土或砂土地基上，可做垫层基础，如图5—2。
③混凝土平整层在岩石地基上，可不作基础，在圆管下铺一层混凝土，其厚度一般为5cm，如图5-4 b)图5—4 圆管涵基础(尺寸单位：cm)a)软弱地基；b)混凝土平整面3〕接缝及防水层圆管涵多采用预制拼装施工，为防圆管接头漏水，应作接缝处防水处理，其形式如下：①平口接头缝a．如图5-5a)，b．如图5-5b)，c．如图5—5c)，图5—5 平口接头缝②企口接头缝企口接头缝亦有三种形式，如图5—6。
图5—6 企口接头缝2．盖板涵洞身由盖板、涵台〔墩〕、基础、洞底铺砌、伸缩缝及防水层等部分组成〔如图5-7〕。
图5-7 盖板涵各组成部分1) 盖板盖板是涵洞的承重结构部分，其厚度一般为15cm～40cm。
做盖板石料强度等级应在40号以上。
涵洞计算
① 片石砌体
V1
V外
V内
1 mn(H
12
3
H03 )
② 砂砾垫层
V2
t1 t
V1
③ 锥心填土
V3 V外 V1 V2
(2) 锥坡基础体积
V
S 4
b0 d
1 4
(a
b)Kb0
d
1 4
K (m
n)H
2e b0 b0d
式中：K—周长系数
三、路基有超高加宽时正交涵洞的长度计算 1. i1和i方向一致时
L1 B1 (H a iL1 i1B)m C
L1
B1
(H
a i1B)m C 1 im
L2 B2 W (H b iL2 i1W )m C
L2
B2
W
(H b i1W )m C 1 im
C
B2 (H b)m C
L2
1 im
L1、L2—涵洞上、下游半部长度; B1、B2—上下游路基宽度; a、b—进、出水口帽石顶面至基础顶面的
高度； C—帽石宽度；
H—路基边缘至涵底中心的距离。
二、斜交涵洞长度计算
1.斜交斜做（洞口与路线平行）
L1cosa= B1+(H-a-L)m+C
L2
B2
(H
b L2i2 sin
cosa • im
a)m
C
(cos a • im)L2 L2i2msin a B2 (H b)m C
L2
B2 (H b)m C
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涵洞模板计算
一、荷载：
2mkN/G?1 1）以下楼板木模板为0.75，此处保守取①模板及支架自重：（4m k1②盖板自重：232m/?14.4kN0q?24kN/m?.6mm/24kN） a.砼砼32m/66kN6?0m1.1kN/.?0.q?1.1kN）钢
筋 b.钢筋G?q?q?15.06kN/m∴k2钢筋砼2mkN/2.5Q?当计算模板和直接支承模板的小梁时，条：4.1.2 第1 ③施工人员、机械荷载：（k12m5kN/2.kN.52均布活载可取，再用集中荷载进行验算，比较两者所得弯矩值取其大值）22m/?Q2kNm/2kN④振捣混凝土时产生的荷载：）k2二、荷载组合：
（1）计算承载力时荷载组合
①由可变荷载效应控制的组合：
?25.6（保守考虑，取消0.9可变荷载系数）
②由永久荷载效应控制的组合：
S应从以上两个组合值中取最不利值确定：荷载效应组合的设计值
（2）验算挠度时的荷载组合形式：
三、涵洞顶板计算
（1）面板计算：（根据《JGJ 162-2008》 5.2.1，按简支跨进行计算，取b=1m宽板带为计算单元）（次楞300mm）间距取
①材料信息：
??223?mm/29N?mmE?9?10N/由于胶合板材料未最终确定，，胶合板厚度取12mm，材料信息：
23mm/?E?610N暂保守取值mm1000计算单元取②强度验算面板抗弯计算符合承载力要求∴
③刚度验算f0.465111???）200430400l400∴刚
度验算符合要求
600mm、计算宽度b=0.3）次楞木计算：（主楞间距取）（2①材料信息：
??223?mm/?11Nmm/E10N9??9070?次楞木采用的杉木：，②模型建立。
实际的悬挑况情两楞虑外，情况另还需考次的端程合要定的跨计次楞算数假需符工q?S?0.3?7.83kN/m1建模，取三跨作连续梁计算，两端自由端留300mm，如下图
支座反力如下图：
③强度验算
弯矩运算结果如下：
∴满足要求
③抗剪验算
弯矩运算结果如下：
∴满足要求
③挠度验算
建模，取三跨作连续梁计算，如下图
支座反力如下图：
622材料弹性模量，抗弯刚度mkN?EI??E?91038kN/m.25得到变形值：
f0.132611??）600400400l∴刚度验算符合要求900mmR?5.17kN主楞木计算：3）（（立杆纵距取（计，由次楞建模得，主楞支承次楞的支座反力为R?3.81kN）（计算挠度）算承载力时），①材料信息
主楞木采用10×10的方木
60?0.072?kN/m21q?.2g?1.k1000主楞木自重：②模型建立
支座反力如下图：
③强度验算
∴强度验算合格
④抗剪验算
⑤刚度验算
计算挠度时，建立模型如下：
支座反力如下：
622mkN??74.979E??10kN/mEI材料弹性模量，抗弯刚度得到变形值：
f0.701811??）600400l400∴刚度验算合格
（4）立杆稳定验算（以3m高涵洞为例）
架体自重作用于单根立杆的荷载包括：①立杆自重②水平杆自重③竖向剪刀撑自重④水平剪刀撑⑤可调托撑
根据以上荷载：保守估计作用在单根立杆上的架体自重为：kN51.G?Z本计算不考虑风荷载
脚手架立杆沿涵长方向布设间距为0.9m，沿线路方向布设间距为0.6m
取立杆伸出顶层水平杆长度a=650mm，立杆计算长度系数μ=1，取立杆计算长度附加系数k=1.155
立杆计算长度为：
l2.888?1000????0长细比230?753????182.i1.58?10∴长细比满足要求的立杆承载力，其取值应根据计算立杆自由端高度h=250mm0.25×1000=mm650a?0和对应的立杆承载力线性插入取值。
mma?200P?25.532kN根据线性差值法可得：250计算可变控制荷载组合：
=1.2×(1.393+0.2+(24+1.1)×0.6)×0.9×0.6+1.4×(2+1.35×0.5)×0.9×0.6
=12.814kN
由永久荷载控制的组合：
N=1.35×[G+G+(G+G)×h]×l×l+1.4×0.7×(Q+κQ)×l×l b
b1kDK2k3kaak2Z=1.35×(1.393+0.2+(24+1.1)×0.6)×0.9×0.6+1.4×0.7×(2+1.35×0.5)
×0.9×0.6
=13.556kN
N=max（N，N）=max(12.814,13.556)=13.556kN≤P=25.532kN25012所以，立杆满足要求。
．。