涵洞设计指南

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公路工程咨询工作指南
圆管涵、盖板暗涵设计
五种直径，由于当前公路等级不断提高，为便于养护清淤，本参考图取消 0.75m 孔径的 管涵，对于管径 2m 的管涵，实践中较少采用，可考虑采用盖板涵或者箱涵代替。故本 次参考图仅保留了 1.00、1.25、1.50m 三种直径圆管涵。设计荷载由汽－20、挂-100 和汽-超 20、挂-120 两种荷载改为公路-Ⅰ级。公路-Ⅱ级荷载可参照使用。
三、设计过程：
3.1 尺寸拟定与构造处理： 3.1.1 圆管涵构造尺寸及施工安装 圆管涵主要由管身、基础、接缝及防水层组成。管身是主体部分，一般由钢筋混凝
土制成，管壁厚随管径大小和填土高度而异。为方便管节预制及采用，参考图仅按管径 大小区分管壁厚，填土高度的差异则通过调整管节内螺旋主筋直径和间距体现。参考图 设 1m、1.25m、1.5m 三种管径，管壁厚分别为 0.12m、0.14m、0.16m，比部颁标准图相Hale Waihona Puke Baidu应管径壁厚 0.02m，原因有如下几点：①参考图设计荷载采用公路-Ⅰ级车辆荷载；②
缺点：钢筋混凝土圆管涵直径较小，仅能满足流量小、有足够填土高度的情况。 1.2 钢筋混凝土盖板暗涵：
钢筋混凝土盖板暗涵适用于无石料地区且要求过水面积较大，涵洞顶填土高度大于 等于 0.5m时的情况。填土高度小于 0.5m时按明涵设计。钢筋混凝土盖板暗涵根据基础 类型分为分离式和整体式两种类型，其跨越能力根据需要在 1.5～5m之间选择，一般分 为：1.5、2.00、2.50、3.00、4.00 五种标准跨径，可满足圆管涵与小桥之间跨径的要 求。当设计流量在 20m3/s以上时，一般采用盖板涵。盖板涵构造简单，施工及维修较易， 预制盖板可实现施工的标准化和装配化，质量容易控制。
2.2.3 主要参考文献： 1、 顾克明、苏清红、赵嘉行《涵洞》人民交通出版社 2001.4 2、 江祖铭、王崇礼《墩台与基础》人民交通出版社 1991.12 3、 《公路桥涵标准图 钢筋混凝土盖板涵》TJ/GQB 003-2003 4、 《公路桥涵标准图 钢筋混凝土圆管涵》TJ/GQB 015-98 5、 刘培文等《公路小桥涵设计示例》人民交通出版社 2004.11 6、 凌治平等《基础工程》人民交通出版社 1997.10 7、 《桥梁设计常用数据手册》人民交通出版社 2005.12
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圆管涵、盖板暗涵设计
分离式断面
图 3-2 盖板涵构造
整体式断面
3.1.2.1 盖板
钢筋混凝土盖板是盖板涵的承重部分，其厚度随填土高度和跨径而异。盖板的计算 高度按 d1 计，为提高盖板强度在盖板跨中加厚为 d2。预制盖板宽度为 99cm。在特殊情 况下标准盖板亦可现浇，但应按预制盖板的尺寸分块现浇。当涵洞为斜交时，涵身部分 中板以正交预制板铺设，两端洞口部分以梯形现浇钢筋混凝土板构成。盖板与涵台搭接 长度 C5 根据跨径不同分为 20 和 30cm。盖板必须在混凝土强度达到设计强度的 70%以上 时才能进行脱模、移动和堆放。预制盖板堆放时应在板块端部采用两点搁支，不得将顶 底面倒置。盖板安装后，必须清扫冲洗，充分湿润后再在板与台背间、板与板之间的缝 内用小石子填塞顶紧并填塞 M10 砂浆。盖板与涵台之间设置两层石油沥青麻布油毡，使 用石油沥青胶结料粘结。
缺点：分离式盖板暗涵整体性不强，在地基条件差而跨越要求较大时，较难满足 地基要求。 1.3 公司钢筋混凝土圆管涵和盖板暗涵参考图（试用版）（以下简称“参考图”）介绍：
公司钢筋混凝土圆管涵和盖板暗涵参考图（试用版）于 2008 年 6 月编制完成，已 交付各设计部门试用。
1.3.1 钢筋混凝土圆管涵参考图 钢筋混凝土圆管涵参考图按无压式和半压力式管涵设计，出水口为自由堰流。参考 图根据现行规范的要求和相应计算公式，并总结过去圆管涵使用中的经验和教训拟定而 成。原部颁《钢筋混凝土圆管涵标准图（98 版）》有 0.75、1.00、1.25、1.50、2.00m
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圆管涵、盖板暗涵设计
《公路工程咨询工作指南》 ――钢筋混凝土圆管涵和盖板暗涵设计
一、钢筋混凝土圆管涵和盖板暗涵结构特点及适应范围： 1.1 钢筋混凝土圆管涵
钢筋混凝土圆管涵适用于缺少石料地区且有足够填土高度的小跨径暗涵，一般采用 单孔，多孔时不宜超过 3 孔。钢筋混凝土圆管涵的直径根据需要在 0.75～1.5m之间选 择，一般分为：0.75、1.00、1.25、1.50、2.00m五种标准直径。钢筋混凝土圆管涵对 基础的适应性及受力性能好，不需墩台，圬工数量少，造价低。管涵施工方法简单，安 装运输便利，质量容易控制，工期短。当设计流量在 10m3/s左右时，一般采用圆管涵。
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圆管涵、盖板暗涵设计
《公路涵洞设计细则》中新增规定：路堤为新填土时，涵洞填土重力的竖向压力强度提 高系数 K 在 1.04～1.45 之间，即填土重力增加 4%～45%；③等代土层厚度 h 统一按不 同路宽对应的车辆荷载最大值进行计算；④按《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》 的规定，本参考图确定圆管涵环境作用等级为 C 级，C 级环境作用等级要求混凝土保护 层最小厚度为 4cm。管节分标准管节和调整长度的辅助管节，标准管节长 1m，辅助管节 长 0.5m。管涵基础采用 C20 混凝土，基础底面铺设 20cm 厚的砂垫层。当地基承载力不 满足设计要求时，应根据实际情况采用适当的方法对涵底地基进行处理。管节节间采用 平口接头填缝，具体构造：节间缝隙采用沥青浸过的麻絮填塞，外面圈裹两道满涂热沥 青的油毛毡或四层沥青浸制麻布，粗铅丝绑扎固定。洞口型式统一采用八字墙，八字墙 洞口水流条件较好，造价亦较低。圆管涵的纵坡不宜大于 3%，当纵坡>3%时，涵洞应按 陡坡涵另行设计，应充分利用地形和地质条件，做到经济合理，并注意结构的稳定性。 进出水口设置消能措施，如跌水井、急流槽等形式，结合具体工程需要补充设计。
4、 结构设计安全等级：三级
跨径 L （m） 1.50 2.00 2.50 3.00
4.00
涵台高度 H （m）
1.0、1.5、2.0 1.5、2.0、2.5 2.0、2.5 、3.0 2.5 、3.0、3.5 2.5 、3.0、3.5、
4.0
涵顶填土高度 Th （m）
0.5-2.0、2.0- 4.0 4.0- 6.0、6.0-8.0
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圆管涵、盖板暗涵设计
6、 《公路涵洞设计细则》（JTG D65-04-2007）； 7、 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）； 8、 《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-2006
0.5＜H≤4.0 6.0＜H≤8.0
4.0＜H≤6.0 8.0＜H≤10.0
1.3.1.2 主要材料：
结构部位
石料
砂浆
混凝土
钢筋
涵洞身 涵洞基础 八字墙墙身 八字墙基础
帽石 隔水墙 洞口铺砌
－ － － － － MU30 片石 MU30 片石
－ － － － － （M7.5） （M7.5）
C40
R235，HRB335
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≤80cm，并根据涵台尺寸表确定是否配筋。当整体式基础采用片石混凝土材料时，厚度 Hd 根据计算需要确定。
（3）八字墙墙身及基础可分别选用两种材料：C20 混凝土和 C20、MU30 片石混凝土。
二、设计输入：
2.1 技术标准与设计规范： 1、 《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）； 2、 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）； 3、 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》（JTG D62－2004）； 4、 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000）； 5、 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63－2007）；
3.1.2.2 涵台、基础、支撑梁及涵底铺砌 涵台可选用 C40 混凝土和 C30、MU40 片石混凝土两种材料修筑。参考图分别以这两 种材料出图，设计时可根据工程的具体情况选用。涵台顶面做成 L 型企口，在支撑盖板 的同时，借助盖板的支撑作用来加强涵台自身的稳定。涵台下部与基础结成整体。 涵洞基础分为分离式和整体式两种型式。分离式基础厚度分 60cm 和 100cm 两种， 根据基底应力和襟边宽度的要求选用。为了增强整体稳定性和抗震性，在涵台底沿涵长 每隔 2m 设一道支撑梁，高度 40cm。整体式基础采用混凝土材料时，规定基础厚度 Hd
1.3.1.1 技术指标
1、 孔径：1.0、1.25、1.5m
2、 斜交角：0°、10°、20°、30°、40°、45°（涵洞轴线与路线法线之夹角）
3、 荷载等级：公路 －Ⅰ级
4、 结构设计安全等级：三级
孔径 d（m） 1.00 1.25 1.50
管 壁 厚 (m) 0.12 0.14 0.16
填土高度 H（m）
C20
－
C20
－
C20
－
C25
－
C20
－
C20
－
注：涵底和洞口铺砌可分别选用两种材料：C20、MU30 片石混凝土和 M7.5、MU30 浆砌片石。
1.3.2 钢筋混凝土盖板涵参考图
钢筋混凝土盖板涵按无压式涵洞设计。参考图根据现行规范要求和计算公式，并总 结过去盖板涵使用中的经验和教训拟定而成。原部颁《钢筋混凝土盖板涵标准图（2003 版）》有 1.50、2.00、2.50、3.00、4.00m 五种计算跨径，本次参考图改此五种跨径为 净跨径，即盖板涵跨径相应标准图增大 40～60cm。填土高度与部颁标准图相同，取 0.5～ 8m 高。设计荷载由汽－20、挂-100 和汽-超 20、挂-120 两种荷载改为公路-Ⅰ级。公路 -Ⅱ级荷载可参照使用。
2.2 资源准备
2.2.1 资料： 1、 以前的研究成果和相关资料（计算文件、勘测、勘察）； 2、 涵洞水文、水力、地质等勘测、勘察资料成果； 3、 设计规范和标准的掌握和理解； 4、 列出尚待收集的有关资料，并制定资料收集计划。
2.2.2 计算方式及软件： 1、 圆管涵、盖板涵结构计算 Excel 表格 2、 POWERCULVERT X 公路涵洞 CAD 系统 3、 配筋设计以及验算附属小程序
地基容许承载力 [б0]KPa
200、250 300、350
400
1.3.2.2 主要材料：
结构部位 盖板 台身
涵台基础 八字墙墙身
石料 －
MU40 片石 MU40 片石 MU30 片石
砂浆 － － － －
混凝土 C40
C30（C40） C30（C40）
C20
钢筋 HRB335
－ HRB335
－
八字墙基础 帽石
1.3.2.1 技术指标 1、 跨径：1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 m （净跨径）
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2、 斜度：0°、10°、20°、30°、40°（涵洞轴线与路线法线之夹角）
3、 荷载等级：公路-Ⅰ级
涵底铺砌 支撑梁 洞口铺砌
MU30 片石 －
MU30 片石 －
MU30 片石
－ － （M7.5） － （M7.5）
C20
－
C25
－
C20
－
C40
R235，HRB335
C20
－
注：（1）盖板暗涵台身和基础可分别选用两种材料：C40 混凝土和 C30、MU40 片石混凝土；
（2）涵底和洞口铺砌可分别选用两种材料：C20、MU30 片石混凝土和 M7.5、MU30 浆砌片石；
单孔断面
双孔断面
图 3-1 圆管涵构造
3.1.2 盖板暗涵构造尺寸及施工安装 盖板暗涵主要由盖板、涵台、基础、涵底铺砌、支撑梁、沉降缝及防水层组成。分 离式盖板暗涵的涵台下为分离式基础，涵台间由支撑梁和涵底铺砌连接；整体式盖板涵 由底板连接涵台为整体，形成 U 型框架结构。
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