基础工程课程设计讲课教案

《公路小桥涵勘测设计》课程设计说明书

专业名称：道路与桥梁工程

年级班级：道桥

学生姓名：

指导教师：

河南理工大学土木工程学院

二○一六年六月30日

一：设计资料

1.0设计资料

D弯道QZ处需设置一道涵洞，测得断面资料贵州山岭重丘区四级公路J

30

如下：

沟心处地面高638.46m，沟床为密实的砾石土，路线设计资料为：平曲线半R=40m，纵坡i=+3%，路基宽度为7.5m，路面宽度6.0m，路拱纵坡2%，径

z

路肩横坡3%，挖方边坡1:0.75,填方边坡1:1.5。

设计荷载：公路-Π级

设计洪水频率：1/25 最大冰冻深度：1.0m 地震烈度: 8度

1.1设计任务

完成一道2×2m ，石板涵设计，包括涵洞的纵剖面图和洞身横断面图，比例1:100涵洞类型：选用2×2m ，石板涵设计。

进出水口形式

洞口类型很多，平头式、端墙式、锥坡式等，各种洞口用在不同位置，其中八字式洞口构造简单，建筑结构美观，施工简单造价较低。所以本次设计涵洞的进出口形式选用八字式洞口。

涵洞的水文、水力计算

2.0.涵洞的水文计算

本次设计采用暴雨推理法计算涵洞的设计流量。

兰州市某公路上的石沟桥，汇水面积为0.552k m ，主河沟长度为1.3km ，主河沟平均坡度00025z I =；河床为砂砾夹卵石，河岸为粉质粘土，地表为黄土层，划分为Ⅲ类土；地处丘陵区；该工程无实测流量资料，现用暴雨推理法推求

p

Q 。

用推理公式计算:

A

S Q n

p p )(

278.0%

2%2μτ

-⨯===

查暴雨等值线图可得，p =30mm/h S 汇流时间的计算：

北方公式：τ=3K

1

α⎛⎫

查附表1-4得,丘陵区62.03=K 71.01=α 所以：=0.245h τ

先查暴雨递减指数n 值分区图4-5，，即Ⅲ类分区，查附表1-1，当=τ0.245h ，应取n=0.62。

损失参数计算:

北方公式：11βμp S K =，p=2%

查附表1-3 Ⅲ类土得：;84.0;75

.011==βK 故：=28.36μ mm/h 以上数据代入流量计算公式：

A S Q

n p p )(278.0%

2%

2μτ

-⨯===

=

0.55300.278-28.360.550.245⎛⎫

⨯⨯ ⎪⎝⎭

= 3

5.6m s

2.1.涵洞水力计算

初定涵洞净空高度 2.0d h m =；

进水口和壅水降落细数87.0=β；

进口涵洞净空高度m 5.0=∆；

涵前水深：

2.00.5 1.70.87

d h H m β

-∆

-=

==；

盖板涵的涵洞净宽：

32 1.5

5.6

1.61.575 1.575 1.7

s Q B m H ===⨯

根据《公路桥涵标准图》钢筋混凝土盖板涵泄水能力及水力计算表确定所选定型涵洞有关数据：

所以取涵洞净宽即跨径 1.6B m =

二：进出口结构尺寸及计算书

2.0.拟定常规尺寸

（1）涵底纵坡I 涵：根据河沟纵断面地面线的天然纵坡拟定为2.5%。 （2）铺地厚度h 铺底：拟定为30cm 厚的浆砌片石。

（3）涵底高程H 涵：按涵底中心地面高程下挖（清底）cm 30~20推算。 （4）涵洞埋深（从铺地算起往下至基础底面）：要大于当地冻深1.0m 。 （5）进、出水洞口形式采用八字墙，洞口尺寸： ①八字墙垂直顶宽a=40cm ； ②墙身与其基础垂直襟边e 取20cm ； ③墙身背面垂直背坡取4:1；

④墙身端部断面的高度h 端：以端部露出底面高cm 40~20推算； ⑤墙身根部断面高度h 根 ：按帽石底面算起至基础之高差； ⑥本涵桥面板厚20cm ，铺装层厚9cm ，台帽厚取20cm 。

2.1.本涵洞经拟定的尺寸

1.八字墙端部高度露出地面高度拟定为20cm ，根部高度以其基础顶面自安

全带出檐的下缘降低10cm 考虑，八字墙垂直顶宽取为40cm ，垂直背坡取为4:1。

2.基础埋深根据当地冻深确定为120cm ，表于出口端部相应位置。 3 .基础厚度拟定为60cm ，填土厚度为1.5m 。

4.涵底铺砌拟定为30cm ，浆砌片石，表于铺底处。

5 .涵身与基础按同一坡度设计，坡度取为3%，表于相应铺底顶面。

6 .截水墙宽度取为40cm ，埋深与基础同深，并将其宽度表于截水墙处。

2.2涵洞纵断面上有关尺寸和高程的计算

2.2.1.洞身部分的高程和尺寸

（1）由涵洞的经济跨高比为1:1∼1:1.5，由上已求出B=1.6m,所以涵洞的高度取H 涵高 =1.6m

（2）涵底高程计算

根据涵位中心桩号原地面高程（在此以沟H 表示）减去30cm 清底厚度（即清h ）得出，

即 -638.460.3638.16H H h m

==-=涵

沟清

涵洞进出口处的设计高程

=638.46-0.2+12.5 2.5%=628.57m H ⨯进

=638.46-0.2-12.5 2.5%=628.96m

H ⨯出

将此高程值标于设计草图相应中心桩号铺底顶面处。

由填土厚度1.5m ，涵位中心桩号638.46m ，涵洞进出口的建筑高度1.90m ，

路基的中心处的设计高程为

H 路基 =H 沟+h 清底 +h 进 +h 填 =638.46+0.3+1.90+1.5