小桥涵勘测设计 水力学与桥涵水文第二版 教学
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涵（填土高度大于或等于0.5m） 按水力性质：无压力式、半压力式、压力式 按底坡类型：缓坡涵洞、平坡涵洞、急坡及临界坡涵洞 按洞长对过水能力的影响：长涵、短涵
11
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
涵洞水流图式
缓坡涵洞
平坡涵洞
（图 14-20）
（图 14-21）
12
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
急坡及临界坡涵洞
（图 14-22）
无压涵洞水力计算
按明渠均匀流计算
详见第六章。
13
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
按明渠非均匀流计算
Q Ac 2g H0 hc
hc hk , Ac L0hc Ak
14-2 小桥孔径计算
将计算的L进至标准跨径，若相差大于10%，则
根据桥孔长度反算桥下流速和临界水深，复核
出流方式。
计算桥前水深
自由出流
H
hK
vK2
2g 2
v02 2g
淹没出流
H
ht
v2
2g 2
v02 2g
9
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算桥面和路基标高
桥面
2
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算特点
小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河 床加固铺砌类型，选择适当的容许流速作为设 计流速，而大中桥允许河底发生一定的冲刷， 一般采用天然河槽的平均流速作为设计流速。
小桥涵按下游天然水深可分为自由出流和淹没 出流。
基本思路
毁田、破坏排灌系统。
1
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-1 小桥涵位置选择
小桥涵位置选择的基本原则
服从路线走向。 逢沟设桥或涵。 适应路线平纵要求并与路基排水系统协调。 小桥轴线应与河沟流向垂直；涵洞轴线应与水
流方向一致，使进出口水流平顺畅通。 河段的河床地质良好，河道顺直。 主体及附属工程的全部工程量最小，造价最低。
H0
H
0v02
2g
hc
c vc2 2g 2
v0
Q A0
, A0
A0 H ,b, m
hk
2 2 2 1 2 2 3
H（0 按进口条件计算）
hk
2vm2 ax（按防冲刷条件计算）
g
（14-25）
14
根据实际，拟定河床加固类型→容许流速→根据设计 流量计算孔径和壅水高度
3
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
小桥泄流的淹没标准
小桥自由出流
ht 1.3hK
小桥淹没出流
ht 1.3hK
（图 14-14） a)自由出流； b)淹没出流
4
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
hK BK
BK2 4mBK hK 2m
临界流断面水面宽度
BK
AK2 g QP2
QP g vK3
判别出流方式 计算小桥孔径长度L
自由出流 考虑侧收，桥下需要的水面宽度
B
QP g
vK3
6
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
桥下断面为矩形 L B Nd 桥下断面为梯形 L B 2mh Nd （14-10）
K 0 H h D
（14-19）
桥头路堤 S 0 H
（14-20）
（图 14-19）
10
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
涵洞分类
按建筑材料：石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、钢波纹 管涵
按构造形式：管涵、盖板涵、拱涵、箱涵 按涵洞洞顶填土高度：明涵（填土高度小于0.5m）和暗
（图 14-15） a)自由出流； b)淹没出流
7
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
淹没出流
桥下过水断面的水深为ht，则桥下泄流过水断面平均宽 度（ht/2）为
B0
QP
htvP
桥下断面为矩形 桥下断面为梯形
L B0 Nd
L
B0
2m( 1 2
ht
பைடு நூலகம்
h)
Nd
8
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算程序
计算河槽天然水深
Q
A
1
21
R3i2
n
计算桥下临界水深
QP2 AK3
g BK
任意形状断面的平均临界水深
hK
AK BK
QP2 AK2 g
vK2 g
矩形断面
hK hK
5
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
宽浅梯形断面 hK hK
一般梯形断面
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-1 小桥涵位置选择
小桥涵的分类
小桥 ——多孔跨径8m≤L≤30m，单孔标准跨径 5m≤L0＜20m 。
涵洞 ——单孔标准跨径L0＜5m 。
小桥涵的设计原则
符合安全、经济、适用、美观的统一；适应所在公路的 等级标准、性质、使用任务及未来的发展 。
因地制宜，就地取材，便于施工养护 。 有利于生态环保，密切配合当地农田水利，避免淹田、
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
涵洞水流图式
缓坡涵洞
平坡涵洞
（图 14-20）
（图 14-21）
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
急坡及临界坡涵洞
（图 14-22）
无压涵洞水力计算
按明渠均匀流计算
详见第六章。
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
按明渠非均匀流计算
Q Ac 2g H0 hc
hc hk , Ac L0hc Ak
14-2 小桥孔径计算
将计算的L进至标准跨径，若相差大于10%，则
根据桥孔长度反算桥下流速和临界水深，复核
出流方式。
计算桥前水深
自由出流
H
hK
vK2
2g 2
v02 2g
淹没出流
H
ht
v2
2g 2
v02 2g
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算桥面和路基标高
桥面
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算特点
小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河 床加固铺砌类型，选择适当的容许流速作为设 计流速，而大中桥允许河底发生一定的冲刷， 一般采用天然河槽的平均流速作为设计流速。
小桥涵按下游天然水深可分为自由出流和淹没 出流。
基本思路
毁田、破坏排灌系统。
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-1 小桥涵位置选择
小桥涵位置选择的基本原则
服从路线走向。 逢沟设桥或涵。 适应路线平纵要求并与路基排水系统协调。 小桥轴线应与河沟流向垂直；涵洞轴线应与水
流方向一致，使进出口水流平顺畅通。 河段的河床地质良好，河道顺直。 主体及附属工程的全部工程量最小，造价最低。
H0
H
0v02
2g
hc
c vc2 2g 2
v0
Q A0
, A0
A0 H ,b, m
hk
2 2 2 1 2 2 3
H（0 按进口条件计算）
hk
2vm2 ax（按防冲刷条件计算）
g
（14-25）
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根据实际，拟定河床加固类型→容许流速→根据设计 流量计算孔径和壅水高度
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
小桥泄流的淹没标准
小桥自由出流
ht 1.3hK
小桥淹没出流
ht 1.3hK
（图 14-14） a)自由出流； b)淹没出流
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
hK BK
BK2 4mBK hK 2m
临界流断面水面宽度
BK
AK2 g QP2
QP g vK3
判别出流方式 计算小桥孔径长度L
自由出流 考虑侧收，桥下需要的水面宽度
B
QP g
vK3
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
桥下断面为矩形 L B Nd 桥下断面为梯形 L B 2mh Nd （14-10）
K 0 H h D
（14-19）
桥头路堤 S 0 H
（14-20）
（图 14-19）
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-3 涵洞孔径计算
涵洞分类
按建筑材料：石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、钢波纹 管涵
按构造形式：管涵、盖板涵、拱涵、箱涵 按涵洞洞顶填土高度：明涵（填土高度小于0.5m）和暗
（图 14-15） a)自由出流； b)淹没出流
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
淹没出流
桥下过水断面的水深为ht，则桥下泄流过水断面平均宽 度（ht/2）为
B0
QP
htvP
桥下断面为矩形 桥下断面为梯形
L B0 Nd
L
B0
2m( 1 2
ht
பைடு நூலகம்
h)
Nd
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
计算程序
计算河槽天然水深
Q
A
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21
R3i2
n
计算桥下临界水深
QP2 AK3
g BK
任意形状断面的平均临界水深
hK
AK BK
QP2 AK2 g
vK2 g
矩形断面
hK hK
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-2 小桥孔径计算
宽浅梯形断面 hK hK
一般梯形断面
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
14-1 小桥涵位置选择
小桥涵的分类
小桥 ——多孔跨径8m≤L≤30m，单孔标准跨径 5m≤L0＜20m 。
涵洞 ——单孔标准跨径L0＜5m 。
小桥涵的设计原则
符合安全、经济、适用、美观的统一；适应所在公路的 等级标准、性质、使用任务及未来的发展 。
因地制宜，就地取材，便于施工养护 。 有利于生态环保，密切配合当地农田水利，避免淹田、