桥梁工程-涵洞的设计,陡坡涵洞

（二）上拱度 • 1、所谓预留上拱度是指将涵洞中的流水 槽面(或交通涵的路面)标高提高一个数 值,以期经过一段时间运营后,涵洞标高 下降至原定值而稳定下来。（上拱度值 见教材表） • 2、新涵洞一般要预留上拱度,基底为岩 石、洞顶填方厚度不足2以及坡度较陡的 涵洞，可不设上拱度。
（三）换填土壤 若基底为松软土壤，其下不深有硬层 时，可挖除松软土壤换填砂加卵石至硬 层。 （四）坚硬岩石上的基础 涵洞基底为坚硬密实且节理少的岩层， 可不做边墙和基础。 七、涵洞出入口的铺砌防护 入口采用干砌片石； 出口采用浆砌片石。

同理可得: 涵洞长度:
1 W上 a m( H h1 ) L上 1 mi 1 W下 a m( H h2 ) L下 1 mi L L上 L下
2、路堤边坡有两个数值时,方法同上,可得:
1 W上 m1 H1 m2 ( H 2 h1 ) a L上 1 m2 i 1 W下 m1 H1 m2 ( H 2 h2 ) a L下 1 m2 i
第四节
源自文库
陡坡涵洞
一、定义：涵洞坡度大于临界坡度，这类涵 洞称为陡坡涵洞。 二、组成： 涵洞本身：出入口、洞身、基础 上游引水河槽：急流槽、缓流井 下游出水河槽：急流槽、跌水、铺砌
（一）急流槽（底部）：沟底设横肋条 沟底成锯齿状 沟底设立方块 （二）缓流井 又称跌水井，作用是短距离消减水流 过大的动能，减轻对涵洞的冲刷，并把入 口较宽的沟糟与较窄的涵洞衔接起来。 相邻两涵段的最大高差，不应超过洞 顶壁厚的3/4；错台高度最大不超过0.7m， 且错台处的净空高度不小于1m。
习题
• 79、拱涵入口处往往采用提高节，其作 用是__________。 • 80、位于良好石质地基上的涵洞可不设 沉降缝。这是因为_____________。 • 81、涵洞设置出入口的作用是 ____________。
习题
• 略述确定排洪涵洞与交通涵洞孔径的方 法。（13分） • 何谓涵洞整体式基础，分离式基础的特 点与适用范围。（10分）
习题
• 80.陡坡涵洞是指涵洞的坡度超过：① 20‰；②30‰；③10‰；④临界坡度。 （ ） • 81.陡坡涵洞的涵身坡度：①一般以分平 置，设置错台而成；②一般把洞身按流 水坡度斜置而成。（ ）
习题
• 76、Ⅰ、Ⅱ、级铁路涵洞设计时，应按 流量利用标准图水力特征表选择孔径,然 后按流量________检算路堤高度。 • 77、涵洞的标准设计，都是按_______坡 度设计的。 • 78、陡坡涵洞的急流槽是指坡度 __________的人工沟槽。
习题
• 略述涵洞整体式基础，分离式基础的特 点与适用范围。（10分） • 陡坡涵洞有何特点？与一般涵洞有何不 同？陡坡涵洞宜采用哪种类型。为什么？ 不宜采哪种类型，为什么？（13分）
THE END
下次授课内容： 线路复测与桥轴线测量 作业:无 请同学们做好预习及复习工作，谢谢！
CLASS IS OVER THANK YOU
习题
• 72.在Ⅰ、Ⅱ级铁路上设置涵洞时，应：①按 流量Q1%选择孔径并按Q1%检算路堤高度；②按 Q2%选择孔径并按Q2%检算路堤高度；③按流量 Q1%选择孔径并按Q2%检算路堤高度；④按流量 Q2%选择孔径并按Q1%检算路堤高度。（ ） • 73.新建涵洞设置上拱度时应使：①进口流水 槽面，低于或等于涵中即涵洞中心的流水槽面； ②涵中的流水槽面高于进口流水槽面；③进口 流水槽面高于或等于涵中的流水槽面。（ ）
习题
• 74.钢筋砼圆形涵洞如孔径较小，一般采用： ①整体基础；②非整体基础；③遇土质均匀， 下沉量不大的地基，可设置；④有基涵洞；⑤ 无基涵洞。（ ） • 75.用于小型农田灌渠和小量排洪的涵洞，宜 选择：①钢筋砼圆涵；②石拱涵；③箱涵。 （ ） • 76.设翼墙式进出口的正交涵洞：①帽石，一 字墙必与路肩平行；②帽石，一字墙不一定与 路肩平行；③帽石必与路肩平行，一字墙不一 定与路肩平行。（ ）
入口 a
b W上
线 路 中 心 线
W下 W H
h1 d

i 0 00 tan
h2
L上 L
L下
L上 W上 a b
W上 a H (h1 d ) m
W上 a H (h1 L上 i ) m W上 a m ( H h1 ) L上 m i
• 77.涵洞的标准设计是按临界坡度设计的。若 涵洞的设计坡度小于临界坡度，则洞内水深： ①加大；②不变；③减小。（ ） • 78.位于山区的陡坡涵洞不宜采用：①钢筋砼 管涵；②石拱涵；③箱涵。（ ） • 79.在地质较差，路肩高度较小，排洪量较大 的情况设置涵洞时，应选用：①石拱涵；②钢 筋砼管涵；③箱涵。（ ）
涵洞长度:
L L上 L下
六、涵洞基础设计 涵洞基础设计包括选定基础类型、确 定基础尺寸、决定基础埋置深度及措施 等。 （一）基础类型、尺寸及埋置深度 1、整体基础厚度的确定 两边墙传来的压力分布线须在基底面 以上相交。据此，得出各种孔径涵洞基 础的最小厚度。具体见教材表
2、基础埋置深度 涵洞基础的埋置深度都从沟底中心算起 出入口端翼墙基础深度，主要根据冲刷 深度确定； 洞身基础深度按基底应力确定。
习题
• 76、钢筋混凝土盖板箱涵的盖板与边墙 的连接是刚性连接。（ ） • 77、钢筋混凝土圆涵如采用无基型式并 设一定的厚度的砂垫层，则洞身管节之 间可设沉降缝。（ ） • 78、涵洞的沉降缝又称伸缩缝。（ ）
习题
• 79、钢筋混凝土圆涵的沉降缝外侧和管节接缝 外侧，在管座襟边以上与土接触部分，均应铺 设防水层。（ ） • 80、涵洞的流水坡度大则过水能力强，故设计 涵洞时，流水坡度越大越好。（ ） • 81、设在冻土中的涵洞，在涵洞全长范围内， 基础的埋置深度都受冻结深度之影响。（ ） • 82、任何情况下，涵洞的出入口河床都必须铺 砌防护。（ ）
涵洞长度:
L L上 L下
（二）斜交涵洞长度计算 1、当入口翼墙位于线路上坡端时
θ 水流方向
L上
L下
(H h )m W b sin acos 1 上 2 L cos ( jsin i)m 上
(H h )mW b sin acos 2 下 2 L cos ( jsin i)m 下
b）扶壁式基础；
c）台阶式基础
习题
• 73、山区陡坡涵洞往往地质条件好，最 宜采用钢筋混凝土圆形涵洞。（ ） • 74、若涵洞基地土质较差，下面不深就 是岩石层，应将此薄层松软土壤挖除， 换填砂加卵石至基地标高即可下基。 （ ） • 75、涵洞设置上拱度后，涵洞中心流水 槽面不得高于入口流水槽面。（ ）
（二）涵洞的立面布置 1、确定涵洞流水槽面的标高 天然沟床:流水槽面按原沟底标高布置. 河 床:先以线路中线的河床标高为涵 洞的流水槽面标高,再根据具体情况确定出入 口标高。 2、确定涵洞坡度 应尽量采用临界坡度作为涵洞的设计坡度. 在平坦地区原沟坡度平缓,涵身坡度不应 大于原沟坡度。
五、涵洞长度计算 （一）正交涵洞长度计算 1、路堤边坡仅有一个数值时
（二）灌溉涵及交通涵孔径的确定 涵前积水比排洪涵控制严格，不宜压 缩原有渠道过水断面，宜选用较大孔径。 交通涵孔径的大小应根据当地交通情 况而定。
四、涵洞的布置 （一）涵洞的平面布置 原则：涵洞在平面上的布置，主要使水流 顺畅排泄。 1、正交涵洞:涵洞中心线与线路正交。 2、斜交涵洞:线路方向与天然河道斜交， 且当改河或涵洞出口发生水流直冲农田、 房舍、道路时，宜采用斜交涵洞；斜交 角度不宜大于45度。
• 三、涵洞布置 –平面布置 –（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。
–立面布置 •关于坡涵
a）齿状基础；
（三）箱涵 优点：施工期限较拱涵短，对地基承载力 较拱涵低。 缺点：钢筋用量比拱涵多。 适用范围:要求排洪量大,地质条件差,路 堤高度小,不宜设置拱涵的工点。
三、确定拱涵孔径 （一）排洪涵孔径的确定（步骤） 首先根据已知的设计流量Q2%，从表中查 出适宜孔径；按设计流量Q1%查该孔径的涵 前积水深H。 然后按水力条件要求H+0.5m应不高于现 有路堤高度；按结构条件要求的最小路堤 高度应不高于现有路堤高度。 若现有路堤高度不足或涵前积水太深， 应另选用较大孔径或将单孔改为双孔。
本节课讲授内容
涵洞的设计,陡坡涵洞
为了您的美好前程，请认真听讲，谢谢！
第三节
涵洞的设计
一、涵洞设计的一般原则 （一）就地取材，尽量采用石砌圬工。 （二）广泛套用标准设计。 （三）在一定线路范围内应尽量减少涵洞 类型。 （四）各式涵洞的长度视其净高h（或内 径）而定。
•
h=0.75m,长度不宜超过10m; h=1.0m,长度不宜超过15m; h=1.25m,长度不宜超过25m; h≥1.5m,长度不受限制. （五）排洪涵洞的最小孔径不应小于1.0m； 灌溉渠涵洞孔径一般不应小于0.75m。 （六）增建第二线或改建既有线时，可参 考旧涵孔径。
二、选择涵洞的类型 依据: →水流情况 →设计流量 →路堤填方高度 →地质条件 →材料供应 →施工期限 →用途 →经济指标等
• 常用的涵洞有哪些类型？并略述各自的 特点与适用范围。（14分）
各类涵洞的特点及适用范围如下： （一）圆涵 优点：施工快，工程量小等。 缺点：过水能力小，易产生淤泥。 适用范围:小型的农田灌溉和小量的排洪 （二）拱涵 优点:排洪能力大，可就地取材。 缺点:地基承载力要求高,施工复杂,圬工量大 适用范围:地质条件较好,附近有良好石料来源
涵洞长度:
L L上 L下
2、当入口翼墙位于线路下坡端时
θ 水流方向
L上
L下
(H h )m W b sin acos 1 上 2 L cos ( jsin i)m 上 (H h )mW b sin acos 1 下 2 L cos ( jsin i)m 下