盖板涵、拱涵的整体式基础设计计算
各种涵洞工程图识图
各种涵洞工程图识图、算量，完虐教科书！2017—02—28 筑业造价涵洞是常见的道路工程泄水构筑物.涵洞结构复杂多变，识读工程图让人摸不着头脑,经常由于尺寸判断失误而造成工程返工。
下面小编就带你深入认识各种涵洞,用3D模型图手把手教你怎么识读涵洞工程图及工程量计算。
涵洞分类(1）按建筑材料分类涵洞按建筑材料分类有钢筋混凝土涵、混凝土涵、砖涵、石涵、木涵、金属涵等。
（2)按构造形式分类涵洞按构造形式分为圆管涵、拱涵、箱涵、盖板涵等，工程上多用此类分法.（3)按孔数分类涵洞按孔数分有单孔、双孔、多孔等。
（4）按洞顶有无覆盖土分类涵洞可分为明涵和暗涵(洞顶填土大于50cm)等.涵洞组成涵洞是由洞口、洞身和基础三部分组成的排水构筑物。
如下图所示为钢筋混凝土圆管涵立体分解图，从中可以了解涵洞各部分的名称、位置和构造。
涵洞工程图涵洞从路面下方穿过道路,埋置于路基土层中，尽管涵洞的种类很多，但图示方法基本相同。
涵洞工程图主要由立面图（纵剖面图）、平面图、侧面图和必要的构造详图（如涵身断面图、构件钢筋结构图、翼墙断面图）、工程数量表、附注等组成，各种图形表达涵洞的结构形状及尺寸，工程数量表给出全涵各构件的材料及数量，附注说明一些图中无法表达的内容，如尺寸单位、施工方法和注意事项等。
工程图特点(1)在图示表达时，涵洞工程图以水流方向为纵向(即与路线前进方向垂直布置)，并以纵剖面图代替立面图,剖切平面通过涵洞轴线。
(2)平面图一般不考虑涵洞上方的覆土,或假想土层是透明的。
平面图上有时不画出洞身基础的投影,而在立面图和断面图中表达。
（3）洞口正面布置图在侧面投影图位置作为侧面图，当进、出水洞口形状不一样时，则需分别画出其进、出水洞口布置图.如图7—4中,侧面投影是洞口正面图。
(4)洞身断面图、钢筋布置图、翼墙断面图等也可能在另一张图中表达。
读图方法先概括了解,后深入细读；先整体、后局部，再综合起来想象整体。
〈概括了解>（1）从标题栏、角标及图样上的注释中了解名称、尺寸单位、涵洞所处的位置(里程桩号)及有关要求。
涵洞设计标准图（含圆管涵.、拱涵、盖板涵、倒虹吸），共42张
涵洞的类型、计算、施工DOC
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。
盖板涵计算书很全面
盖板涵计算书（参考版）一、盖板计算1、设计资料盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力。
×盖板涵洞整体布置图2、外力计算1）永久作用（1）竖向土压力q=K×γ2×H =×20×= kN/m（2）盖板自重g=γ1×d=25×= kN/m2）有车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）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。
车辆荷载顺板跨长：La=c轮+2×H×tan30°=+23/3= m车辆荷载垂直板跨长：Lb=d轮+2×H×tan30°=+23/3=单个车轮重：P=70*=91 kN车轮重压强：p=a b =PL L91/（×）= kN/m23、内力计算及荷载组合1）由永久作用引起的内力 跨中弯矩：M1=（q+g ）×L 2/8=（+）× /8= kN??m 边墙内侧边缘处剪力：V1=（q+g ）×L 0/2=（+）× /2= kN 2）由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩：aa 2p -b2=4L L L M ⎛⎫ ⎪⎝⎭=**（）*4= kN边墙内侧边缘处剪力：aa 00p b -2=L L L V L ⎛⎫ ⎪⎝⎭= ***（2）/5= kNaa p -b 2=4L L L M ⎛⎫ ⎪⎝⎭a a 0p b -2=L L L V L ⎛⎫ ⎪⎝⎭3）作用效应组合 跨中弯矩：γ0Md=（+）=×（×+×）= kN??m 边墙内侧边缘处剪力：γ0Vd=（+）=（×+×）= kN??m 4、持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度h0=h-As=（++2）= m1）砼受压区高度x=fsd×As/fcd/b=300× = m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》ξb的规定：HRB400钢筋的相对界限受压区高度ξb=x≤ξb×h0=×=砼受压区高度满足规范要求。
盖板涵通用计算教学内容
Ml=1.0M1+0.4M2= 77.97 受拉钢 筋的应力
σss=Ms/0.87/As/h0= 98.31
kN.m kN.m Mpa
钢筋表面形状系数C1= 1.00
作用长 期效应影
C2=1+0.5Ml/Ms=
受力性质系数C3= 1.15
裂缝宽
kN.m
0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0= 605.63
kN
≥γ0Vd= 122.87
1.25×0.5×10-3·α2·ftd·b·h0= 188.35 kN ≥γ0Vd= 122.87
m
,同时不小于 0.2
kN kN
23
5.裂缝宽 度根计据算《 公路中钢6.筋4 关于环裂境缝类 别为作I用I类短 期效应组
可不进 行斜(J截TG面 D62-
= 122.87288 kN.m 截面有效高度 h0= (d-c-2.2/2)/100= 0.219 x=fsd·As/fcd/b= 0.093 m
x≤ξb·h0= 0.123 m
ρ=100·As/b/d= 1.772
,不小于 45ftd/f
0.223
fcd·b·x(h0-x/2)= 220.013 kN.m ≥ γ0Md= 104.85
0.6
台身轴心抗压强度fcd= 2.77
m； Mpa；
台身直接抗剪强度fvd= 0.336
Mpa；
铺底材料： M7.5浆砌片石；
铺底容重： 23
kN/m³；
24
2.台身验 算1) 水平 力
台身基础验算简图
车辆荷
载等代土
破坏棱体破裂面与竖直线间夹角的正切值tan tan （cot tan）tan
盖板涵通用计算
一.盖板计算1.设计资料适用涵洞桩号:BK1+746；公路-Ⅰ级； 安全结构重要性系数γ0：0.93m；Ⅱ类环境；3.2m；0.2m；26cm； 1.992m；0.99m；3cm；C30；13.8Mpa； 1.39Mpa；12根直径为228cm；0.0045616m²；280Mpa； 26kN/m³；20kN/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.钢筋间距:1-3.0m×1.6m盖板涵洞身断面路面结构层和填土平均容重γ2=盖板涵计算书盖板宽b=净保护层厚度c=砼强度等级：砼轴心抗压强度fcd=环境类别： 汽车荷载等级： 盖板厚d= 净跨径：L 0= 计算跨径：L= 填土高：H=单侧搁置长度：钢筋总面积As= 盖板容重γ1=砼轴心抗拉强度ftd=mm的HRB335钢筋,受力主筋：钢筋轴心抗压强度fsd=2.外力计算1) 永久作用 (1) 竖向土压力46.43kN/m(2) 盖板自重6.69kN/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 D60-2015)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 D60-2015)中4.3.1关于车辆荷载的规定： 车辆荷载顺板跨长3.90m车辆荷载垂直板跨长7.30m 车轮重 PP=560kN车轮重压强L19.68kN/m²3.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力 跨中弯矩67.99kN.m边墙内侧边缘处剪力79.68kN 2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩边墙内侧边缘处剪力跨中弯矩γ0q=K·γ2·H·b= p=P/La/Lb= V1=(q+g)·L 0/2= M1=(q+g)·L²/8= g=γ1·d·b/100= La=1.6+2·H·tan30°= Lb=5+2·H·tan30°= M2=p·L²·b/8= V2=p·L 0·b/2=γ01) 砼受压区高度0.093m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于 相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。
涵洞(圆管涵、拱涵、箱涵、盖板涵)标准化设计宣贯
保护层最小厚度
保护层设计厚度
施工误差△： 预制0mm，现浇5mm
注：实际采用砼等级比上表规定低5Mpa，相应保护层厚度比规定 增加5～10mm；低10Mpa，增加10～15mm。
三、参考图的结构计算
结构耐久性
环境作用 砼强度 主筋最小保 净保护层
等级
等级 护层厚度(mm) 厚度(mm)
圆管涵
C
C40
沉降缝渗水
底部涌砂
细化防止沉降缝 渗水涌砂的措施。
填料脱落
沉降缝错台
一、以往设计、施工中存在的主要问题 沉降缝病害
技术性病害
危害：水流冲刷将台背回填砂带出，造成台背淘空。
原因：不均匀沉降引起错台现象；填缝料填塞不密实、 老化脱落致使沉降缝渗水，水流将台背回填砂带出，产
生涌砂现象，造成台背淘空。
措施建议：涵洞位置及数量应整体考虑、合理布设，尽 量减少后期沉降，养护部门及时对洞口、洞内的堵塞物 及锥坡长草进行清理；高速公路建议选择孔径不小于 1.5m的圆管涵，方便清淤。
一、以往设计、施工中存在的主要问题
功能性病害
通道涵长时间水浸、 涵顶刮擦、涵洞废弃
通道涵水浸
盖板涵、箱涵和拱 涵均增设5m净高的 涵洞类型。
λ=tan2(45-φ/2)
圆管自重：
M=0.369γtR2
混凝土圆管涵结构应按《04桥规》的规定进行承载能力极限状态的承载
能力(强度)和正常使用极限状态下的裂缝宽度的验算。
三、参考图的结构计算
(3) 盖板涵(EXCEL表格计算)
盖板两端简支
涵台两端简支
计算分析
涵台与盖板铰接 与基础固结
(1)盖板的长度与宽度之比大于等于2时，按简支单向板计算。 (2)分离式涵台:作为上下端简支的竖梁计算。 (3)整体式涵台身按上端与盖板不可移动的铰接、下端与基础固结计算。
盖板涵计算书公式
4.5米净跨径1米填土暗涵盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L0=4.5m；单侧搁置长度：0.30m；计算跨径：L=4.76m；填土高：H=1m；盖板板端厚d1=26cm；盖板板中厚d2=35cm；盖板宽b=1.00m；保护层厚度c=4cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度f cd=13.8Mpa；轴心抗拉强度f td=1.39Mpa；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度标准值f sd=280Mpa；盖板容重γ1=26kN/m3；土容重γ2=18kN/m32.外力计算1) 永久作用(1) 竖向土压力q=γ2·H·b=18×1×1.00=18kN/m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=26×(26+35)×1.00/2 /100=7.93kN/m2) 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L a=0.2+2·H·tan30=0.2+2×1×0.577=1.35m车辆荷载垂直板跨长L b=0.6+2·H·tan30=0.6+2×1×0.577=1.75m车轮重P=70kN车轮重压强Lp=P/L a/L b=70/1.35/1.75=29.45kN/m23.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=(18.00+7.93)×4.762/8=73.44kNm边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L0/2=(18.00+7.93)×4.5/2=58.34kN2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p·L a·(L-L a/2)/4=29.45×1.35×(4.76-1.35/2)/4=40.72kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p·L a·(L0-L a/2)/L0=29.45×1.35×(4.5-1.35/2)/4.5=33.89kNm3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0M d=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×73.44+1.4×40.72)=130.62kNm边墙内侧边缘处剪力γ0V d=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×58.34+1.4×33.89)=105.71kN4.截面设计拟用主筋为HRB335级钢筋，直径为16mm，外径为17.5mm，单根面积为2.011cm2 1) 截面有效高度h0=d1-c-1.75/2=26-4-.875=0.211m2) 试算受压区高度x0=h0-(h02-2γc·γ0·M d/f cd/b/103)1/2=0.211-(0.2112-2×1.25×130.62/13.8/1.00/1000)1/2=0.066m3) 计算钢筋面积A s0=f cd·x0·b/f sd=13.8×0.066×1.00/280=0.003276m2选用主筋为HRB335级钢筋，直径为16mm，共17根，选用钢筋总面积A s=0.003419m25.持久状况承载能力极限状态计算1) 砼受压区高度x=f sd·A s/f cd/b=280×0.003419/13.8/1.00=0.069m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。
盖板涵盖板计算
实际混凝土受压区高度x=
38.6
mm
最小配筋率ρ： 实际配筋率ρ1:
0.223% 0.635%
最终配筋率0.635%
配筋满足要求
正截面抗弯承载力验算：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯
计算值：
128.957
KN*m
正截面抗弯承载
台身轴心抗压强度设计值fcd台身弯矩抗拉强度ftd台身直接抗剪强度fvd回填土内摩擦角将台身简化为上端铰支下端固结模型取台宽b099m进行计算1水平力破坏棱体长度l0h1d12htan452计算长度b
一、 盖板
设计资料：
涵洞净跨径L： 板顶填土H： 主受力钢筋级别335
3.00m 2.70m Φ20
盖板支点厚度h1： 土容重γ1：
主受力钢筋间距：
0.30m 20KN/m³ 0.12m
1.外力计算：
1.恒载：
填土垂直压力q=土容重*填土高*板宽=
53.46KN/m
板自重垂直压力qz=盖板容重*盖板平均高度*板宽=
7.72KN/m
2.活载
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：
作用短期效应组合：
Ms=1.0*M1+0.7*M2=
96.278
KN*m
作用长期效应组合：
M长=1.0*M1+0.4*M2= 受拉钢筋应力：
90.709
KN*m
δss=Ms/0.87/As/h0=
222.679
Mpa
钢筋表面形状系数C1：
1
作用长期效应影响系数C2： 1.471
盖板涵涵洞计算
计算条件涵洞设计安全结构重要性系数：0.9 涵洞桩号:K0+150.00设计荷载等级=城－A验算荷载等级(兼容老规范)=城－A 布载宽度=13(m)板顶填土高度=4.1015(m)土容重=18千牛/立方米土的内摩擦角=30度盖板单侧搁置长度=20cm净跨径=300(cm)计算跨径=320cm涵洞斜交角度=0度正标准跨径=340cm板间接缝长度=2cm横向钢筋等级=II级钢筋单侧基础襟边总宽=30cm洞身长度29(m)盖板厚度30cm盖板宽度=100cm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=60cm涵台底宽度=107.5cm涵台高度=190cm涵台容重=23千牛/立方米台身抗压强度=7.82MPa整体式基础=False基础级数=1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单侧基础襟边总宽=30cm盖板计算1.恒载内力计算系数K = 1.372864q土= K * 土容重* 填土高度= 101.3544kNq自= 盖板容重* 盖板厚度= 7.5kN恒载产生的支座剪力V恒=(q土+ q自) * 净跨径/ 2=163.2816kN恒载产生的跨中弯矩M恒=1 / 8 * (q土+ q自) * 计算跨径^ 2 = 139.3336kN·M2.活载计算设计荷载等级:城－A布载宽度=13米用动态规划法求得设计荷载作用下盖板上产生的最大弯矩和剪力冲击力系数U = 0最大弯矩M设= M设* (1 + U)=17.50052* (1 + 0)=17.50052kN·M最大剪力V设= V设* (1 + U)=20.50843* (1 + 0)=20.50843kN.3.荷载组合(1)承载能力极限状态效应组合Md = 1.2 * M恒+ 1.4 * M设= 191.7011kN*mV支= 1.2 * V恒+ 1.4 * V设=224.6497kN(2)正常使用极限状态效应组合正常使用极限状态效应组合短期组合Msd = M恒+ 0.7 * M设= 151.584kN*m正常使用极限状态效应组合长期组合Mld = M恒+ 0.4 * M设= 146.3339kN*m4.构件计算(1) 正截面强度计算截面有效高度h0 = 260mm盖板宽度b = 1000mm盖板抗压强度fcd = 13.8MPa钢筋抗拉设计强度fsd = 340MPa按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第5.2.2-1和5.2.2-2公式，计算最小钢筋截面积As由r0 * Md <= fcd * b * x * (h0 - x/2) ,可得x由fsd * As = fcd * b * x ,可得Asx = 53.6132 <= ξb*h0 = 143,截面受压高度符合要求!根据计算需要受拉钢筋的最小截面积As = 2176.065mm^2在涵洞中设计的受拉钢筋的截面积Ar = 4084.071mm^2实际钢筋截面积Ar = 4084.071mm^2 >= 最小钢筋截面积As =2176.065mm^2 , 正截面强度满足要求。
盖板涵、拱涵的整体式基础设计计算
盖板涵、拱涵的整体式基础设计计算元信文【摘要】对盖板涵、拱涵的整体武基础进行受力分析研究,把整体式基础看作类似于桥面板的结构,特地基反力作用于其上进行结构分析.明确了涵洞整体式基础的受力分析和设计计算方法,以及整体基础式涵洞的应用范围.通过具体设计算例,使得设计者能够很快掌握整体式基础的设计方法.%This article carries out force analysis and study on monolithic foundation used in both the slab culvert and the arch culvert. Regarding the monolithic foundation as a structure similar to the bridge deck, then the subsoil reaction force were supposed to act on the structure. Also this article gives the methods for force analysis and design calculation of culvert's monolithic foundation, and defines the application range of the culvert with monolithic foundation as well. Through detailed design case, designers can quickly master the design method of monolithic foundation.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】4页(P63-66)【关键词】盖板涵;拱涵;整体式基础;结构分析【作者】元信文【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300142【正文语种】中文【中图分类】U448.211 用整体基础式盖板涵替代钢筋混凝土箱涵在公路、铁路涵洞设计中,经常会遇到涵洞地基承载力较小的情况,比如软塑黏土、淤泥土、新黄土等情况,这些地基土的基本承载力一般不大于140 kPa,设计方案为进行基础换填或者做复合地基,涵洞基础做整体基础。
盖板涵结构设计计算
米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L0=；单侧搁置长度：；计算跨径：L=；盖板板端厚d1=40cm；盖板板中厚d2=40cm；盖板宽b=；保护层厚度c=4cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度f cd=；轴心抗拉强度f td=；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值f sd=280Mpa；主筋直径为25mm，外径为27mm，共45根，选用钢筋总面积A s=涵顶铺装厚H1=15cm；涵顶表处厚H2=1cm；盖板容重γ1=25kN/m3；涵顶铺装容重γ2=25kN/m3；涵顶铺装容重γ3=1kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中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) 涵顶铺装及涵顶表处自重q=(γ2·H1+γ3·H2)·b=(25×+1××=m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(40+40)×2 /100=m2) 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)中关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长L a=车轮重P=280kN根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中关于汽车荷载冲击力的规定：汽车荷载的局部加载，冲击系数采用车轮重压强p=·P/L a=×280/=m3.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=+×8=边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L0/2=+×2=2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p·L a·(L/=××=边墙内侧边缘处剪力V2=p·L a·(L0-L a/2)/L0+p·L a·/L0=××=3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0M d=+=××+×=边墙内侧边缘处剪力γ0V d=+=××+×=4.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度h0=2===1) 砼受压区高度x=f sd·A s/f cd/b=280×=根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=。
涵洞设计细则(4)
2.各类涵洞的适用条件 2.各类涵洞的适用条件
1) 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土管涵适用于缺少石料地区有足够填 土高度的小跨径暗涵.一般采用单孔;多孔时不 宜超过3孔.
四 一 2) 钢筋混凝土盖板涵 钢筋混凝土盖板涵适用于无石料地区且过水面 积较大的明涵或暗涵. 拱涵适用于跨越深沟或高路堤. 3) 拱涵 4) 钢筋混凝土箱涵 钢筋混凝土箱涵适用于软土地基. 5) 石盖板涵 石盖板涵适用于石料丰富,且过水流量较小的 小型涵洞. 6) 倒虹吸管涵适用于路堑挖方高度不能满足设置 倒虹吸管涵 渡槽的净空要求时的灌溉渠道,不适用于排洪河 沟. 7) 钢波纹管涵 钢波纹管涵适用于地基承载力较低,或有较大 沉降与变形的路基. 规 定 般
四 一 5) 涵洞内径或净高不宜小于0.75m;涵洞长度大于 规 15m但小于30m时,其内径或净高不宜小于1.0m; 定 涵洞长度大于30m且小于60m时,其内径或净高不 宜小于1.25m;涵洞长度大于60m时,其内径或净 高不宜小于1.5m. 当旧路改建,拓宽时,如原涵洞状态良好,其孔 当旧路改建,拓宽时 径和长度可视具体情况而定. 寒冷地区的涵洞内径及净高应考虑涎流冰的影响. 寒冷地区 般
四 10) 涵洞的洞身和出入口一定范围内的沟床,路 基坡面,锥体填方均应铺砌加固.出入口铺砌的 平面 形式应根据沟形确定,对于无明显沟槽者, 出口平面宜采用等腰梯形,其铺砌角可取为20°; 铺砌材料应按铺砌层上最大流速确定,铺砌末端 必须设截水墙. 当沟床为岩石或不被洪水冲移的大块石,漂石所 覆盖时,沟床可不作铺砌.在纵坡陡,流速大的 河沟,必要时还需设置急流槽,跌水及相应的消 能措施,并应在端墙外端底部设置截水墙.在沟床 铺砌的端部,亦应设置截水墙. 般 规 定 一
四 一 4) 预制混凝土拱圈和钢筋混凝土盖板的宽度应 视起重及运输能力而定,但应保证构件的强度和 刚度,其宽度不应小于1.0m.当需加宽时,可按 0.5m的倍数增加.预制钢筋混凝土圆形管节的长 度不宜小于1.0m. 5) 施工时涵洞应设上拱度 施工时涵洞应设上拱度,除高填土和长,大 孔径涵洞需要计算外,一般涵洞的预设拱度,可 按表4.4.5的规定设置.但入口流水槽面的高程 不宜低于涵身中部流水槽面的高程. 规 定 般
现行规范下盖板涵的结构验算
1
一 概述
2.不同涵洞类型的优缺点以及比选
构造形式
适用性
优缺点
管涵 盖板涵 拱涵
有足够填土高度的小跨径暗涵
过水面积较大时，低路堤上的 明涵或一般路堤的暗涵
跨越深沟或高路堤时设置，山 区石料资源丰富，可用石拱涵
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
构造较简单，维修容易，跨径较小 时用石盖板，较大时用钢筋混凝土盖 板
一 概述
1.当前国内高速公路的发展趋势
我国是一个多山的国家，尤其是西南和西北部分地区，
地势起伏大。随着我国经济的发展和山区高等级公路的大
量修建，路基填土高度不断增大，高填土涵洞更是屡见不
鲜。由于以往的通用图无法满足现有高填土涵洞的设计需
求，如何能安全经济的设计涵洞也就成为了摆在设计人员
面前的一个难题。
4.1正截面抗弯承载力验算
盖板横截面有效高度 ：
h0
h
c
R0 2
其中c为混凝土保护层厚度，R0为主筋外径
20
二 盖板验算
4.持久状况承载能力极限状态
（1）永久作用引起的内力 由于永久作用是均布荷载，所以弯矩M1及剪力V1的计
算公式为：
M1
(q
g) 8
L2
V1
(q
g) 2
L0
15
二 盖板验算
3.作用
3.3内力计算
（2）可变作用（车辆荷载）引起的内力
当La>L时，由车辆荷载引起的外荷载为均布荷载，且
满布：
p L2 b M2 8
V2
p L0 b 2
式中γ1为盖板的重力密度。
（2）土的重力
q 2 H b
圆管涵 说 明(涵洞)
说明一、技术标准及设计规范：本设计图编制主要依据交通部标准进行编制。
1、《公路工程技术标准》JTJ001-972、《公路桥涵设计通用规范》JT021-893、《公路钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》JT023-854、《公路桥涵地基与基础设计规范》JT024-855、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JT022-85二、设计内容及主要技术标准（一）设计内容1、钢筋混凝土圆管涵2、钢筋混凝土盖板暗3、钢筋混凝土盖板明涵4、洞口工程通用图洞口工程包括：（1）八字翼墙式洞口（2）一字翼墙式洞口（3）跌井式进水口5、钢筋混凝土拱涵（二）主要技术标准1、设计荷载：汽车-超20级，挂车-120。
2、涵洞跨径、净空及地基土的容许承载力（1（4三、其他（一）本设计图按涵底坡度为平坡时绘制，设计时应按实际地形及设计流量，选择合适的涵底坡度，如涵底纵坡小于5%时，则基础及涵底铺砌可倾斜布置，涵底纵坡大于5%时，涵治基础底部宜每隔3~5米设置防滑横隔墙或把基础做成阶梯形，涵底纵坡大于10%时，涵洞洞身及基础应分段做成阶梯形。
（二）本设计图未考虑涵洞预留拱度，施工时可参考施工技术规范办理。
说明（一）一、主要材料：1、管身砼：30号砼。
2、管身钢筋：纵向钢筋采用I级钢筋；螺旋主筋采用II级钢筋。
3、基础：管身基础采用20号砼，八字墙、一字墙基础均采用15号砼。
4，洞口：1)八字墙身和一字墙身及帽石采用20号砼。
2)洞口铺砌、一字墙护坡、隔水墙均采用7.5号浆砌片石，片石标号不小于30号。
3)勾缝材料用7.5号砂浆。
二、设计要点：（一）设计计算：1、采用容许应力、极限应力两种方法分别对截面进行了应力与裂缝计算。
2、活载计算理论：按刚性管节计算即不考虑管节的变形，也不考虑涵洞顶土柱和周围填土间的摩擦力，采用角度分布法计算，半无限弹性体理论核算。
3、管节配筋按纯弯板断面分析，采用双向配筋管壁设置内外圈两层钢筋，并根据管径大小区别配用不同等级的钢筋，管节配筋由裂缝控制设计。
盖板涵结构设计计算
4.8米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L=4.8m；单侧搁置长度：0.30m；计算跨径：L=5.1m；盖板板端厚d1=40cm；盖板板中厚d2=40cm；盖板宽b=6.60m；保护层厚度c=4cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度fcd =13.8Mpa；轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值fsd=280Mpa；主筋直径为25mm，外径为27mm，共45根，选用钢筋总面积As=0.022091m2涵顶铺装厚H1=15cm；涵顶表处厚H2=1cm；盖板容重γ1=25kN/m3；涵顶铺装容重γ2=25kN/m3；涵顶铺装容重γ3=1kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规》(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) 涵顶铺装及涵顶表处自重q=(γ2·H1+γ3·H2)·b=(25×0.15+1×0.01)×6.60=24.82kN/m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(40+40)×6.60/2 /100=66.00kN/m2) 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》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长La=0.2m车轮重P=280kN根据《公路桥涵设计通用规》(JTG D60-2004)中4.3.2关于汽车荷载冲击力的规定：汽车荷载的局部加载，冲击系数采用1.3车轮重压强p=1.3·P/La=1.3×280/0.20=1820.00kN/m3.力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=(24.82+66.00)×5.12/8=295.27kNm边墙侧边缘处剪力V1=(q+g)·L/2=(24.82+66.00)×4.8/2=217.96kN2) 由车辆荷载引起的力跨中弯矩M2=p·La·(L/2-0.7)=1820.00×0.20×(5.10/2-0.7)=673.40kNm边墙侧边缘处剪力V2=p·La·(L-La/2)/L+p·La·(L-1.5)/L=1820.00×0.20×(4.80-0.20/2)/4.80+1820.00×0.20×(4.80-1.5)/4.80 =606.67kN3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×295.27+1.4×673.40)=1167.37kNm 边墙侧边缘处剪力γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×217.96+1.4×606.67)=999.80kN 4.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h0=d1-c-2.7/2=40-4-1.350=34.7cm=0.347m1) 砼受压区高度x=fsd ·As/fcd/b=280×0.022091/13.8/6.60=0.068m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。
2003钢筋混凝土盖板涵
交通部文件交公路发[2003]395号关于发布公路桥涵标准图《钢筋混凝土盖板涵》及《石、混凝土预制块拱涵》的通知各省、自治区交通厅，北京市交通委员会，上海市市政工程管理局，天津市市政工程局，重庆市交通委员会，各有关单位；现批准发布公路桥涵标准图《钢筋混凝土盖板涵》、《石、混凝土预制块拱涵》，作为交能行业标准从2003年10月起施行。
我部1993年发布的《钢筋混凝土盖板涵（JT/GQB003-93）》、《石、混凝土预制块拱涵（JT/GQB 004-93）》同时作废。
该批图纸由中交公路规划设计院主持修订并负责审查（审查意见见附件二），经中国工程建设标准化协会公路工程委员会桥梁专业工作委员会组织专家审查，再次修订后由中交公路规划设计院出版发行。
该标准图由中交公路规划设计院负责解释。
请各单位在使用时切实掌握标准图说明中规定的适用条件及设计、施工要点，严格按图设计施工，确保工程质量。
中华人民共和国交通部2003．9．17设计说明一、技术标准与设计规范：1、交通部部颁标准《公路工程技术标准》JTJ 001-972、交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-893、交通部部颁标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-854、交通部部颁标准《公路桥涵地基及基础设计规范》JTJ 024-855、交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000二、技术指标1、净跨径：1.5、2.0、2.50、3.00、4.00米2、斜度：0o、10o、20o、30o、40o（涵洞轴线与路线法线之夹角）3、荷载等级：汽车——20级，挂车——100；汽车——超20级，挂车——1204、涵洞净跨径、净空及地基土的容许承载力：三、主要材料四、设计要点1、盖板采用简支板计算图式进行设计。
按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算和验算。
2、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。
米净跨径明盖板涵整体计算
2米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L=2m；单侧搁置长度：；计算跨径：L=；盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=；保护层厚度c=3cm；混凝土强度等级为C25；轴心抗压强度fcd =；轴心抗拉强度ftd=；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值fsd=280Mpa；主筋直径为20mm，外径为22mm，共14根，选用钢筋总面积As=涵顶铺装厚H1=.001cm；涵顶表处厚H2=.001cm；盖板容重γ1=25kN/m3；涵顶铺装容重γ2=25kN/m3；涵顶铺装容重γ3=23kN/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) 涵顶铺装及涵顶表处自重q=(γ2·H1+γ3·H2)·b=(25×+23××=m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+30)×2 /100=m2) 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4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长La=车轮重P=70kN根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.2关于汽车荷载冲击力的规定：汽车荷载的局部加载，冲击系数采用车轮重压强p=·P/La=×70/=m3.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=+×8=边墙内侧边缘处剪V1=(q+g)·L/2=+×2/2=2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p·La·(L-La/2)/4=××边墙内侧边缘处剪力V2=p·La·(L-La/2)/L+p·La·/L0 =×× =3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0Md=+=××+×=边墙内侧边缘处剪力γ0Vd=+=××+×=4.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h=2=30-3-1.100== 1) 砼受压区高度x=fsd ·As/fcd/b=280×=根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=。