涵洞的设计与计算 PPT

7
1-4、钢筋混凝土圆管涵 ☆ 力学性能好，对地基适应性较强； ☆ 构造简单，不需墩台； ☆ 污工数量少； ☆ 施工方便，可预制装配，工期短； ☆ 孔径较小
－－ 0.5m～2.0m，宣泄设计流量10m3/s以下。
☆ 单孔比较经济，多孔不宜超过3孔。
8
1-5、钢筋混凝土箱涵 ☆ 闭合式的薄壁结构。 ☆ 整体性能好、对地基适应性较强； ☆ 用钢量多、造价高； ☆ 常适于软地基； ☆ 因整体性好，结构坚固，跨度适中，常用于高速
◎当非岩石河沟纵坡在10％以下、岩石河沟纵坡在30 ％以下时，可采用斜置式斜坡涵； ◎并可结合地形、地质情况采用齿状基础、扶壁式基 础及台阶形基础等形式。
a）齿状基础；b）扶壁式基础；c）台阶式基础
16
2-2-2、斜坡布置形式（4）
◎当非岩石河沟纵坡大于10％，岩石河沟纵坡大于30 ％时，可采用平置式斜坡涵（阶梯式）。
（1）沿路线的合理布置 • 尽量保持河沟水流的天然状态，一般应一沟一涵 （2）涵洞与路线的正交和斜交布置 • 正交可使涵宽和涵身长度最小。 • 若正交能导致水流不畅，冲毁农田、堤坝或危及 涵洞、路堤本身时，不宜勉强正交，可斜交。
11
2-2、立面布置
3-2-1、平坦地段的一般形式 ◎天然沟床纵坡较小且 涵长较短时采用。 ◎洞底标高及坡度：
平置式斜坡涵
17
2-3、洞口形式选择
a）八字式； b）端墙式； c）锥坡式； d）直墙式; e）扭坡式； f）平头式； g）走廊式； h）流线型式
18
2-3-1、八字式
☆八字墙与涵洞轴线的交角，按水力条件最适宜 的角度设置：
～ 进口处13˚左右，出口处不宜大于10˚ ～ 一般都按30˚设置。
☆为缩短翼墙长度，可将末端建成与路线平行的 端墙。 ☆工程量小，水力条件好，施工简单，是最常用 的形式。
24
4-2、斜交 斜洞口 的涵长计算
L1 cos B1 ( H a iL1 )m C
B2 H a m C L2 cos im
B1 H a m C L1 cos im
25
4-3、斜交 正洞口 的涵长计算
B1 d m B1 L1 A1 A2 C tg ( H a iL1 ) cos 2 cos cos
3
1、类型选择及孔径确定
1-1、石拱涵 1-2、石盖板涵 1-3、钢筋混凝土盖板涵 1-4、钢筋混凝土圆管涵 1-5、钢筋混凝土箱涵 1-6、孔径确定
4
1-1、石拱涵 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 结构坚固，超载潜力大，寿命长 通常适用于盛产石料的地区； 设计流量一般大于10m3/s； 路堤填土高度在2m～2.5m以上； 跨径等于或大于2m； 地基条件较好。
4-1、正交涵洞的长度计算
B1 c
a
B2
(H－i*L1－a)
(H + i*L2 －b)
c i*L2
b
i*L1
L1
L2
23
4-1、正交涵洞的长度计算（续）
L1 B1 ( H a iL1 )m C
B1 ( H a)m C L1 1 im
B2 ( H b ) m C L2 1 im
21
2-3-4、直墙式
☆类似敞开角为零的八字式； ☆要求涵洞跨径与沟宽基本一致，且无需集纳与扩 散水流； ☆适用于边坡规则的人工渠道，以及窄而深、河床 纵断面变化不大的天然河沟； ☆翼墙短、洞口铺砌少，较为经济； ☆山区进水口前、迎陡坡设置的急流槽后，配合消 力池也常采用直墙式翼墙与之衔接。
22
4、 涵洞的计算
19
2-3-2、端墙式
☆ 在洞口端部砌一道垂直于洞身的挡土矮墙； ☆ 构造简单，水力条件不佳； ☆ 适用于人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟；
20
2-3-3、锥坡式
☆在端墙式的基础上将侧向伸出的锥形填土表面予以 铺砌； ☆视水流被侧向挤束程度和流速的大小，可用浆砌或 干砌。 ☆多用于宽浅河流及涵洞对水流压缩较大的河沟。 ☆圬工体积较大，不如八字式经济； ☆对于较大较高的涵洞，该结构的稳定性较好，是常 用形式。
公路人行通道。
9
1-6、孔径确定 ☆ 孔数主要根据设计流量大小、建筑高度、地基情
况等条件综合考虑确定。
☆ 一般情况下，宜采用单孔。 ☆ 宣泄条件相同时，单孔比多孔经济：
－－单孔：挖基及水下挖基工作量较小。 －－多孔：建筑高度受限，单孔断面太小；或： 单孔跨径过大而不经济时采用。
10
2、 涵洞布置 2-1、平面布置
－－原则上应与天然沟床的标高及坡度一致。 －－当天然沟床坡度较大时，可按下游洞口沟床标高控 制，按水流临界坡度（一般为1％～5％）设置，并在进 口做适当的开挖。
12
2-2-2、斜坡布置形式
◎天然沟床纵坡大于5％～10％时； ◎为使涵洞洞身与沟底天然坡度一致，并减少挖基土 石方数量和缩短涵洞长度，常采用斜坡布置形式。 ◎布置形式根据实际情况选择。
13
2-2-2、斜坡布置形式（1）
◎洞身不变仍作一般布置形式; ◎在进水口作跌水井或急流槽，使涵底与沟底顺接;
a）进口跌水井；b）进口急流槽
14
2-2-2、斜坡布置形式（2） ◎设置填方涵洞。
当附近有大量石方可供利用时，为减少涵洞工程数 量，可将涵基置于砌石(或填石)基地上。
15
2-2-2、斜坡布置形式（3）
5
1-2、石盖板涵 ☆ 与石拱涵一样能就地取材、结构坚固； ☆ 建筑高度较小； ☆ 对地基条件要求不高； ☆ 施工简便、易于修复； ☆ 力学性能较差
◎一般仅适用于跨径小于2m ； ◎设计流量通常在10m3/s ；
wk.baidu.com
6
1-3、钢筋混凝土盖板涵
☆ 建筑高度较小，不受填土高度限制； ☆ 能预制装配，施工简便迅速； ☆ 简支结构，对地基条件要求不高； ☆ 破坏后易修复。 ☆ 通常适用于 ◎石料短缺； ◎填土高度受限制； ◎公路等级较高；
Modular Unit-1002
涵洞的设计与计算
1
主
要
内
容
1、涵洞类型的选择及孔径确定 2、涵 洞 布 置 3、洞 口 形 式 选 择 4、涵 洞 长 度 计 算
2
概要
☆ 涵洞设计的一般原则
◎ 适用、经济、安全、美观
☆ 标准图的使用 ◎根据设计类型，选用相应类型的涵洞标准图；
◎根据设计荷载，查对相应设计荷载的涵洞设计图。