1、重慶交通大學 土木與建筑學院公路小橋涵勘測設計重慶交通大學 土木與建筑學院第一節 小橋涵的作用與劃分 一、小橋涵的作用 1、保證“路基”連續 2、保證水流暢通 3、保證行車無阻二、體現 1、小橋涵要影響公路的造價，1520% 2、小橋涵要影響公路的使用 3、小橋涵要影響農業生產重慶交通大學 土木與建筑學院事物分類的重要意義劃分標準：多孔跨徑總長 L 單孔跨徑 L01、橋涵的劃分重慶交通大學 土木與建筑學院單孔跨徑 L0 ：指標準跨徑 梁式橋、板式橋涵以兩橋（涵）墩中線間距離或橋（涵）墩中線與臺背前緣間距為準； 拱式橋涵、箱涵、圓管涵以凈跨徑為準。L0L0石拱涵蓋板涵重慶交通大學 土木與建筑學院

2、 多孔跨徑總長 L 僅作為劃分特大橋、大橋、中橋、小橋及涵洞的一個指標，梁式橋、板式橋涵為多孔準跨徑的總長；拱式橋涵為兩岸橋臺內起拱線的水平距離；其他形式橋梁為橋面系車道長度。 凈跨徑 Lj 對于梁式橋是指設計洪水位上相鄰兩個橋墩（或橋臺）之間的凈距；對于拱式橋是每孔拱跨兩拱腳截面最低點之間的水平距離。重慶交通大學 土木與建筑學院L0L0L蓋板涵L0L0L石 拱 涵重慶交通大學 土木與建筑學院橋涵的劃分公路工程技術標準（JTG B01-2003）的規定橋涵類型多孔跨徑總長 L單孔跨徑 L0特大橋L500L0100大橋100L50040L0100中橋30L10020L040小橋8L305L020

3、涵洞L8L05重慶交通大學 土木與建筑學院小橋涵設計原則及基本要求一、設計原則一、設計原則1、技術、經濟、合理原則 2、因地制宜，就地取材和便于施工養護 3、利于農業生產原則 4、標準化、裝配式的原則 重慶交通大學 土木與建筑學院2.設計要求1）行車要求 （1）滿足平、縱面線形標準要求。（2）滿足橋涵凈空的要求。 2）排水的要求 （1）保證設計流量順利宣泄 （2）保證橋下一定的凈空高度 重慶交通大學 土木與建筑學院2.設計要求3）通航要求重慶交通大學 土木與建筑學院2.設計要求4）跨線要求重慶交通大學 土木與建筑學院2.設計要求5）滿足設計荷載要求6）橋上線形及橋頭引道要求重慶交通大學 土木與

4、建筑學院三、測設任務、內容及步驟三、測設任務、內容及步驟 一、測設任務一、測設任務 小橋涵測設包括小橋涵外業勘測和內業設計兩部分 外業勘測內業設計完成兩圖兩表： 小橋設計圖， 小橋工程數量表， 涵洞設計圖， 涵洞工程數量表。重慶交通大學 土木與建筑學院二、測設內容二、測設內容外業勘測外業勘測1、資料收集及勘測準備2、小橋涵結構類型選擇3、小橋涵位置選擇4、擬建小橋涵址處測量5、小橋涵址調查內業設計內業設計6、設計流量計算及孔徑確定7、小橋涵主要尺寸擬定8、小橋涵立面布置9、工程數量計算及施工圖預算編制 重慶交通大學 土木與建筑學院第二節、小型排水構造物的類型特點及適用條件第二節、小型排水構造物

5、的類型特點及適用條件part 2 small structures for drainage 公路排水系統 排水系統是公路的結構組成之一，為了確保路基穩定，不受自然水的侵害，公路就要修建排水系統 縱向：邊溝、截水溝、排水溝 橫向：路拱、小橋、涵洞、 漫水橋、 過水路面、透水路堤、 倒虹吸涵洞、 渡槽重慶交通大學 土木與建筑學院急流槽匯水面積 邊溝 截水溝急流槽擋土墻 跌水 盲溝截水溝截水溝涵洞出口 路基的排水出口 排水總體布置排水總體布置重慶交通大學 土木與建筑學院邊溝 重慶交通大學 土木與建筑學院一、小橋與涵洞涵洞 culvert： 主要是為宣泄地面水流（包括小河 流）而設置的橫穿路基的小型

6、排水構造物。小橋 small bridge： 是為公路跨越小河流、山谷等天然或人工障礙物（如人行小道、機耕道等）而建造的構造物。重慶交通大學 土木與建筑學院小橋與涵洞的區別重慶交通大學 土木與建筑學院二、漫水橋二、漫水橋1、定義：允許洪水，設計洪短期淹沒橋面的公路橋跨結構。2、應用條件：適用于雨量集中，洪水歷時短暫，河床寬淺，河灘寬闊，兩岸地形平坦，公路允許短期阻車的低級公路。重慶交通大學 土木與建筑學院漫水橋3、要求：（1）橋位中心線應與洪水的流向互相垂直避免斜交。（2）橋孔沿河床橫斷面宜設在河溝較深的地段上。（3）盡量減小橋面和橋墩臺的阻水面積，上部結構與墩臺之間必須連結可靠，避免水流的沖

7、刷毀壞。重慶交通大學 土木與建筑學院三、過水路面三、過水路面 1、定義：用加固路基及路基邊坡的方式，允許洪水期水流從路面上流過的排水構造物。 類型： 一般過水路面 混合式過水路面2、應用條件（1）宜在流速較小，無底砂運動輕微，并且公路允許短期阻車的寬闊漫流地區。（2）當傍山公路與寬而淺，且無明顯河槽的山坡流水溝相交時，可設一般過水路面。重慶交通大學 土木與建筑學院過水路面（3）當過水路堤高度大于0.5m0.6m，在一些經常流水但流量較小的河溝上，可配置蓋板明涵。（4）當過水路堤高度大于1m時，過水路面可與箱涵、圓管涵或漫水小橋等混合使用。3、要求：（1）過水路面沿路線方向的兩端應伸出設計水位相

8、應的淹沒處之外。（2）過水路面應順水流向設單斜10%20%的路面橫向坡度。重慶交通大學 土木與建筑學院四、透水路堤四、透水路堤 1、定義：用塊、片石砌成路基，利用石塊間空隙排水的構造物。2、應用條件（1）一般只在水流較小，水流含砂量較小的低等級公路上使用，在寒冷地區受冰凍影響，不宜用透水路堤；（2）構造簡單，改造公路縱斷面時沒有特殊困難，且能通過任何荷載，有良好的抗震能力；（3）在地質構造復雜，經常有地下泉水潛流或地基土質不佳的地區，做橋涵墩臺基礎有較大困難時，做透水路堤尤為有利。3、要求：（1）水流含砂量小 （2）沖刷小 重慶交通大學 土木與建筑學院五、倒虹吸涵洞五、倒虹吸涵洞 1、定義：當

9、橫跨公路的溝渠，水面與路面高度相差不多，（甚至水面高于路面），修建明涵或設渡槽均無法滿足要求時，為避免渠路干擾，利用倒虹吸原理修建的排水構造物。2、應用條件（1）泥沙及雜物（漂流物）少的溝渠, 流速不能太小（2）管道不宜埋置過深，以填土高度不超過3m為宜。3、要求 一般是配合農田水利所需而采用。重慶交通大學 土木與建筑學院六、渡槽六、渡槽 1、定義：當橫跨公路的溝渠很高，在其下足以保證行車凈空時，在公路上空架設的橫向排水構造物。2、應用條件原水道與路基設計標高相差較大3、要求應滿足道路對凈空與美化的要求。 重慶交通大學 土木與建筑學院其他小型排水構造物重慶交通大學 土木與建筑學院總結與等級有關

10、： 漫水橋 過水路面 透水路堤與等級無關，與標高有關： 倒虹吸涵洞 渡槽 重慶交通大學 土木與建筑學院第二章第二章 小橋涵類型及選擇小橋涵類型及選擇 21 小橋涵的分類小橋涵的分類一、按建筑材料分一、按建筑材料分 木、石、鋼、磚、砼、鋼筋混凝土、預應力混凝土、其他材料重慶交通大學 土木與建筑學院材料圖片重慶交通大學 土木與建筑學院二、按構造形式分二、按構造形式分1、小橋板、梁、拱2、涵洞管、板、拱、箱 石拱涵：養護費用低，經久耐用，超載 潛力大 板梁涵：石蓋板涵適用于小跨徑 L2M 重慶交通大學 土木與建筑學院三、按填土高度分三、按填土高度分1、明涵：填土高度F150CM 要計沖擊荷載 適用于

11、低路堤和挖方地段的涵洞，淺溝渠。2、暗涵：填土高度F150CM （管涵、拱涵） 適用于填方較高的路堤，深溝渠。 重慶交通大學 土木與建筑學院四、按空數分重慶交通大學 土木與建筑學院五、按水力性質分五、按水力性質分、小橋 自由出流判定條件：ht1.3hlj 非自由出流判定條件：ht1.3hlj、涵洞 無壓力式 半壓力式 壓力式（倒虹吸管涵） 重慶交通大學 土木與建筑學院六、涵洞按洞身形式分按立面布置形式分六、涵洞按洞身形式分按立面布置形式分按進口抬不抬高：進口抬高式 進口不抬高式平置式：斜置式：重慶交通大學 土木與建筑學院七、按適用功能分七、按適用功能分排洪涵（橋） 灌溉涵（橋） 交通涵（橋）：

12、人行地道 人行天橋 立交橋 重慶交通大學 土木與建筑學院八、按洞身平面布置分八、按洞身平面布置分正交涵（橋）： =900 斜交涵（橋）：=450、600、750曲線涵（橋） 重慶交通大學 土木與建筑學院九、按施工方法分重慶交通大學 土木與建筑學院十、小橋常見類型重慶交通大學 土木與建筑學院22 小橋涵類型選擇小橋涵類型選擇 一、選型原則：設計選用原則一、選型原則：設計選用原則1、應根據所在公路的使用任務、性質和將來發展需要，按照適用、經濟、安全和美觀的總原則進行設計。2、公路橋涵應適當考慮農田排灌的需要。 重慶交通大學 土木與建筑學院二、選型考慮因素二、選型考慮因素路（等級、任務、性質）地（形

13、、質、震）水（文、力）施工（工期、技術、水平）造價材料養護 重慶交通大學 土木與建筑學院三、各類小橋涵的特點及選用條件三、各類小橋涵的特點及選用條件石拱涵（橋）石蓋板涵鋼筋混凝土板橋（涵）鋼筋混凝土圓管涵鋼筋混凝土箱涵雙曲拱橋拼裝式鋼筋混凝土卵形涵洞泄水涵洞倒虹吸涵洞重慶交通大學 土木與建筑學院重慶交通大學 土木與建筑學院石拱涵（橋）重慶交通大學 土木與建筑學院石蓋板涵重慶交通大學 土木與建筑學院四、小橋涵選型的綜合分析四、小橋涵選型的綜合分析、橋和涵的選擇（）流量的大小（）路堤高度和河溝深淺（）地基情況，以及材料等確定、孔數選擇（1）優先選擇單孔（2）在建筑高度受限制時可采用雙孔盡量不多于3

14、孔 重慶交通大學 土木與建筑學院重慶交通大學 土木與建筑學院第三章第三章 小橋涵勘測小橋涵勘測 一、小橋涵勘測的目的：一、小橋涵勘測的目的： 在于搜集和初步整理出小橋涵設計所需要的外業資料。二、小橋涵勘測方法：二、小橋涵勘測方法： 勘測工作應深入現場。三、小橋涵勘測內容：三、小橋涵勘測內容：1、擬建小橋（涵洞）址處和形態斷面處的測量和水文勘測。2、工程地質和地貌調查。3、氣象尤其是洪水期暴雨資料的收集。4、建筑材料的供源調查5、原有橋涵構造物和水利設施的情況6、當地對擬建小橋涵的要求 重慶交通大學 土木與建筑學院31 勘測工具和資料收集勘測工具和資料收集 一、準備小橋涵勘測外業需用的儀器工具一

15、、準備小橋涵勘測外業需用的儀器工具 用途儀器 工具地形測量經緯儀、水準儀、花桿、皮尺、水準尺、手水準、水平板儀水文測量流速儀、浮標、測繩、測桿等地質調查羅盤儀、地質錘、取樣盒、鍬、鎬、小型取樣鉆機重慶交通大學 土木與建筑學院二、小橋涵勘測有關的技術標準二、小橋涵勘測有關的技術標準三、地形圖三、地形圖 一般應收集比例尺為1：100001：50000的路線地形圖四、水文資料四、水文資料五、氣象資料五、氣象資料六、地質資料六、地質資料七、其他七、其他重慶交通大學 土木與建筑學院32 小橋涵的位置選擇小橋涵的位置選擇 一、擇位原則一、擇位原則1、小橋涵位置應服從路線走向特殊情況下:（1）考慮橋涵在技術

16、上不可行（2）考慮總體工程數量過份增加，經濟上不可行（3）考慮過份降低路線標準，造成路線線形不合理2、以路基排水相配合，形成系統3、維護天然水系，確保水流暢通，做到上游河段順直，出口水流平穩4、總體工程數量最省原則，以降低工程造價重慶交通大學 土木與建筑學院二、小橋涵沿路線布設的布置二、小橋涵沿路線布設的布置1、天然河溝與路線相交處2、農田灌溉渠與路線相交處3、路基邊溝排水渠4、路線交叉處5、其他設涵情況重慶交通大學 土木與建筑學院（1）縱坡成凹形處縱坡設計線地面線i1i2重慶交通大學 土木與建筑學院（2）縱坡由陡變緩處 i1縱坡設計線地面線i2重慶交通大學 土木與建筑學院（3）陡坡急變處（4

17、）截水溝出口設涵重慶交通大學 土木與建筑學院5、其他設涵情況（1）如鋪設管線（2）路線通過村鋪、居民區（3）路線經過低洼處（4）與路基病害整治配合設涵重慶交通大學 土木與建筑學院三、橋位選擇三、橋位選擇 橋位選擇則小橋定位，它主要是確定小橋的中心里程樁號及橋軸線方向，以及跨河時路中線位置。1、選擇地點： 橋位應選擇在河面窄、水流平緩、河段順直、地質良好的河段。重慶交通大學 土木與建筑學院（1）路線跨越河灣時， P16，圖32： 最好，較好， 應避免。圖3-2 河灣處橋位重慶交通大學 土木與建筑學院（2）路線跨越兩河流交匯處，P16，圖3-3。選在匯合口處下游(1.52.0)B以外圖3-3 河流

18、匯合口橋位(1.52.0)B重慶交通大學 土木與建筑學院（3）沿溪線跨越支溝外，P16，圖3-4。 圖3-4 大河倒灌對橋位的影響洪水倒灌線支溝主河溝選在受大河壅水倒灌影響范圍之外。重慶交通大學 土木與建筑學院（4）沿溪線與橋位配合： 利用河灣、“S”形，P16，圖3-5 河段以及適當斜交的辦法跨河，以創造較好的線形條件。 重慶交通大學 土木與建筑學院2、橋位中線應盡量與水流方向垂直、建成正交橋若不能正交，則橋梁墩臺軸線方向，應盡量與水流方向平行。P15，圖3-1。 為了減少水流對橋墩臺、路基邊坡的沖刷。3、橋位應選擇在有利于布設兩端引道的河段4、橋位選擇應盡量與路線配合，以創造良好線形和景觀

19、重慶交通大學 土木與建筑學院四、涵位選擇四、涵位選擇 涵洞定位，通常是沿著已確定路線方向前后移動，以選擇一個合理而又經濟的位置。1、路線跨越小河溝時：（l0500m)條件：匯水面積F10.1km2原則和方式：(1)、若兩溝相距較近時，可采取合并辦法。 P19，圖3-13，a、b、c 重慶交通大學 土木與建筑學院重慶交通大學 土木與建筑學院（2）、在回頭曲線時，可考慮改溝，取消涵洞。P19，圖3-13，d（3）、河溝較深，邊坡穩定時，可采取岸坡設涵。P18，圖3-12重慶交通大學 土木與建筑學院（4）、具體定位時平原區： 、溝心設涵 、河溝轉彎時，改溝：裁彎取直或改移河溝 、注意設農田灌溉涵洞和

20、設涵后出口對農田的沖刷山嶺及丘陵區： 、順溝設涵 、裁彎取直 、改溝合并 、岸坡沒涵 、開溝取消涵洞 、山脊線， 以排水溝代替涵洞重慶交通大學 土木與建筑學院2、路線穿越農田排灌邊溝排水涵3、在路基邊溝（或水溝）出口處，設置邊溝排水涵4、路線交叉處（平交、立交）5、特殊用途的設涵重慶交通大學 土木與建筑學院33 小橋涵測量小橋涵測量 一、目的一、目的1、實地檢查、實地釘設（中心樁）2、提供路線設計資料3、提供內業設計資料二、定位二、定位1、定位（1）涵洞定中心里程樁號，定斜交角度（2）小橋定橋梁中心里程樁號（或橋軸兩岸控制樁里程）、定斜交角度、定跨河時路中線位置重慶交通大學 土木與建筑學院2、

21、概念（1）、斜交角度 路線前進方向與水流方向間的（右側）夾角（2）、斜度900-路中線的法線方向與水流方向的夾角3、定位方法（1）、位于直線上橋涵的定位 可直接用花桿穿線（或用經緯儀穿線）的辦 法確定中樁。（2）、位于曲線上橋涵的定位 多用切線支距法（或偏角法）。重慶交通大學 土木與建筑學院三、斷面測量三、斷面測量1、要求（1）小橋沿路線方向測河床上、中、下游三個橫斷面。（2）涵洞沿涵軸線方向測河溝縱斷面。2、方法（1）抬桿法（2）經緯儀法四、平面圖測繪四、平面圖測繪重慶交通大學 土木與建筑學院34 小橋涵水文勘測小橋涵水文勘測35 小橋涵工程地質調查小橋涵工程地質調查一、目的及主要內容一、目

22、的及主要內容二、勘測方法二、勘測方法小橋涵工程地質的勘測：以調查為主，挖（鉆）探為鋪1、 工程地質調查 一般公路采用2、挖（鉆）探、釬探高等級公路采用重慶交通大學 土木與建筑學院36 小橋涵綜合調查小橋涵綜合調查 一、建筑材料調查一、建筑材料調查二、原有橋涵調查二、原有橋涵調查三、其它調查三、其它調查重慶交通大學 土木與建筑學院第四章第四章 小橋涵流量與孔徑計算小橋涵流量與孔徑計算41 流量計算流量計算 1、現狀： 2、流量計算的特點： 3、應用： 逕流形成法 暴雨推理法 形態調查法 直接類比法重慶交通大學 土木與建筑學院1、原理 逕流形成法是從分析匯水區形成和地面逕流的因素著手，從而建立這些

23、因素與設計流量的函數關系，求得設計流量。2、影響逕流流量的因素（1）、暴雨特征（2）、匯水區特征一、逕流形成法一、逕流形成法重慶交通大學 土木與建筑學院3、逕流形成法計算公式（1）、成因簡化公式：公科所簡化公式： (m3/s) （匯水面積F較小） （2）、逕流流量經驗公式：F1.0km2 (m3/s)當有降雨資料時 F10km2 (m3/s) F3km2 (m3/s).)(5423FzhQsFhQs.56. 0nsFkQ.32. FscQpFscQp.重慶交通大學 土木與建筑學院4、逕流形成法計算資料的收集（1）、匯水面積F（2）、主河溝平均坡度Iz（3）、土壤吸水類屬的確定（4）、匯水區植被

24、調查（5）、水庫、湖泊情況調查，重慶交通大學 土木與建筑學院二、 形態調查法形態調查法1、原理 通過建立形態斷面，進行洪水調查，確定比較可靠的某一歷史洪水位及其相應的頻率，同時確定歷史洪水在形態斷面上的過水面積，相對應的洪水比降i等資料，據以確定流速v，推算形態斷面的歷史洪峰流量Qn，進而求得規定頻率P時的設計流量Qp。重慶交通大學 土木與建筑學院2、方法與步驟（1）、選擇形態斷面，并進行形態和洪水調查；（2）、推算歷史洪水在形態斷面處的流量Qn；（3）、進行頻率換算（4）、橋（涵）址換算3、形態調查法資料的收集（1）、調查歷史洪水及相應頻率（2）、形態斷面測量及設置（3）、洪水比降測量重慶交

25、通大學 土木與建筑學院 三、直接類比法直接類比法1、原理： 此法是當公路路線所跨越同河溝上、下游附近存在原有小橋涵時，可通過對原有橋涵的泄流等情況調查，然后經過計算，推求出原有小橋涵在歷史洪水情況下的通過洪峰流量，并換算為原有橋涵處的天然流量，進而推算出原有橋涵處擬建小橋涵規定頻率P的洪峰流量。重慶交通大學 土木與建筑學院2、方法和步驟：（1）對原有橋涵的孔徑尺寸及情況進行調查；（2）推算歷史洪水在原有橋涵下的流量；（3）折算為原有橋涵處的天然流量Qt（4）進行頻率周期換算方法同形態調查法。（5）橋（涵）址換算方法同形態調查法重慶交通大學 土木與建筑學院3、運用條件（1）能調查到可靠的橋涵前洪

26、水積水高度及相應的洪水頻率；（2）橋涵對水流壓縮較大或較大洪水時，在橋涵處產生臨界水流；（3）（橋涵下）無淤積物或沖刷坑；（4）無大河倒灌，無大、漂流物；（5）無泥石流現象；（6）洪水不漫出河槽；（7）原橋與新橋在同一水系。重慶交通大學 土木與建筑學院 四、暴雨推理法暴雨推理法1、原理 運用成因分析與經驗推斷相結合的方法，從實測的暴雨資料入手，應用地區綜合分析方法來分析暴雨資料和地區特征關系，從而間接地推求設計流量，它是一種半理論半經驗的計算方法。重慶交通大學 土木與建筑學院2、方法和步驟（1）、根據橋涵位置所處不同地區查雨力等值曲線，確定頻率為P的雨力SP；（2）、確定匯水區幾何參數：匯水面

27、積F（km2），主河溝長度L(km)，主河溝平均坡度Iz()；（3）、計算損失參數和匯流時間；（4）、按公式計算設計流量Qp重慶交通大學 土木與建筑學院3、暴雨推理公式（1）、公科所推理公式：FSQnpp278. 0（2）、經驗公式： 經驗公式： 經驗公式：2FSQmpp3FScQpp重慶交通大學 土木與建筑學院42 孔徑計算孔徑計算一、孔徑的概念一、孔徑的概念孔徑：指橋涵下過水凈空的大小，它是橋涵設計的基本尺寸。通常橋梁孔徑用孔數和單孔跨徑表示： 213m。涵洞孔徑用孔數，單孔跨徑和涵臺高度表示： 2250200cm2 （孔數標準跨徑涵臺高度）圓管涵則用涵管的孔數和內徑表示： 2150cm重

28、慶交通大學 土木與建筑學院二、孔徑計算任務二、孔徑計算任務1、確定可以接受的壅水高度2、確定河床進出口加固的類型和尺寸3、確定橋面和路堤的最低標高4、確定橋涵的孔徑尺寸大小重慶交通大學 土木與建筑學院三、計算特點三、計算特點1、小橋（1）、跨徑與臺高之間無一定比例關系，孔徑計算主要是解決跨徑長度問題；（2）、橋身斷面的過水阻力小（橋臺寬度較小），沿程阻力忽略不計；（3）、一般不加固河床；（4）、要求有一定的凈空高度，計算時按水力學的寬頂堰計算。重慶交通大學 土木與建筑學院2、涵洞（1）、跨徑與臺高之間有一定比例關系，其經濟比例通常為1 11 1.5，孔徑計算要解決跨徑及臺高兩個關系；（2）、考

29、慮洞身過水阻力的影響，因為過水孔道長而小；（3）、通常人工加固河床，提高允許流速；（4）、洞身水流可充滿洞身并可觸及洞頂。重慶交通大學 土木與建筑學院四、比較四、比較1、共同點（1）小橋、涵洞都應控制橋下、涵內的允許流速；（2）都需控制橋涵前的壅水高度。2、不相同點（1）孔徑計算任務不相同（2）孔徑的控制條件不相同 小橋：V 橋 V允許 （解決跨徑長度） 涵洞：涵前水深和斷面高寬的比例（3）計算參數的選擇不相同（4）計算理論和計算公式不相同重慶交通大學 土木與建筑學院I、小橋孔徑計算、小橋孔徑計算一、概念一、概念 1、 自由出流：當下游水深小于或等于臨界水深的1.3倍時，橋下的臨界水流狀態不會

30、受到破壞，水面二次跌落，橋下水深為臨界水深hlj，則為自由出流。判定條件：ht1.3hlj 2、 非自由出流：當橋下游水深大于臨界水深的1.3倍時，進橋水流不能推開下游水面頂托的影響，流速有所降低，水面僅一次跌落，橋下水深為天然水深ht，則為非自由出流。判定條件：ht1.3hlj重慶交通大學 土木與建筑學院二、孔徑計算方法及步驟：1、確定天然水深ht（1）、試算出：（2）、公式法：2、確定橋下臨界水深hlj3、判定水力圖式當ht1.3hlj時，為自由出流。當ht1.3hlj時，為非自由出流。4、確定橋梁跨徑長度L A、自由出流 B、非自由出流5、計算橋前水深H 自由出流 非自由出流6、確定橋頭

31、路堤及橋面標高重慶交通大學 土木與建筑學院、涵洞孔徑計算、涵洞孔徑計算一、水力圖式的判定一、水力圖式的判定 1、 無壓力式： 2、 半壓力式： 3、 壓力式：重慶交通大學 土木與建筑學院二、孔徑計算二、孔徑計算1、以無壓力式例，總結涵洞孔徑計算的步驟（1）、初擬洞內凈高hd（2）、計算壅水高度H， 估算公式： （ 為凈空高度，查表14，通常取0.87）（3）、由簡化公式485490計算跨徑，取整為標準跨徑L0（4）、檢查L0、hd是否滿足經濟斷面要求（1：11：1.5）（5）、若基本符合比例，則計算結束，否則重擬hd，重新計算，直至合格。重慶交通大學 土木與建筑學院2、壓力式涵洞設計時，注意要

32、點： 由于洞內壓力大，流速高，涵前積水深，因而水流對涵洞及路基的破壞性較大，一般宜少采用（1）洞身應采用砼或鋼筋砼結構（2）一般只限于單孔涵洞（3）下、下游進出口應加固（4）洞身接頭不漏水、滲水（5）路堤及涵洞基底應按靜水壓力及滲透作用驗算穩定性重慶交通大學 土木與建筑學院第五章第五章 涵洞構造涵洞構造51 涵洞的組成涵洞的組成由洞身和洞口組成一、洞身一、洞身洞身由承重構造物（蓋板或拱圈）、涵臺、基礎、鋪底、沉降絳、防水層等組成。是涵洞的主要部分。洞身的作用：承受荷載壓力和填土壓力等，并將其傳遞給地基；保證水流通過。重慶交通大學 土木與建筑學院二、洞口二、洞口洞口連接構造物，連接（洞身、路基、

33、河道）由進水口、出水口，溝床加固三部分組成。洞口的作用：使涵洞與河道順接，使水流進出順暢；確保路基邊坡穩定，使之免受水流沖刷。洞口分進水口和出水口，位于涵洞上游側的洞口稱進水口，起集納水的作用；位于涵洞下游側的洞口稱為出水口，起擴散水的作用。重慶交通大學 土木與建筑學院52 洞身構造及立面布置洞身構造及立面布置一、圓管涵一、圓管涵組成：管身、基礎、接縫及防水層1、管身圓管涵用孔徑d0： 50cm、75cm、100cm、125cm、150cm、200cm。對應的管壁厚度：6cm、8cm、10cm、 12cm、 14cm、 15cm管身多采用預制安裝，其預制長度通常有50cm和100cm兩種。管身

34、直徑： d050cm 可不加鋼筋而用素砼 d0=50cm 采用單層鋼筋 d0=75cm200cm 采用雙層鋼筋重慶交通大學 土木與建筑學院2、基礎（1）砼和漿砌片石基礎（2）墊層基礎（3）砼平整層3、接縫及防水層（1）平口接頭接縫：柔性接縫，半剛性、剛性 （2）企口接頭接縫重慶交通大學 土木與建筑學院二二 蓋板涵蓋板涵組成：蓋板、涵臺、基礎、洞身鋪底、伸縮縫、防水層1 蓋板：（石蓋板、鋼筋砼蓋板）2 涵臺、基礎及洞身鋪底圬工砌體重慶交通大學 土木與建筑學院3、沉降縫 目的：防止不均勻沉降 沉降縫設置的位置和方法：（1）洞身沉降縫（2）其他應設置沉降縫處 凡地基土質發生變化、基礎埋置深度不一、基

35、礎對地基的荷載發生較大變化處、基礎填挖交界處、采用填石墊高基礎交界處，均應設置沉降縫。（3）均勻巖石地基上的涵洞（4）斜交涵洞：斜交正做，斜交斜做重慶交通大學 土木與建筑學院三、拱涵三、拱涵組成：拱圈、護拱、拱上側墻、涵臺、基礎、鋪底、沉降縫及排水設施1 拱圈 材料：石料，砼，磚等，常用等截圓弧拱 矢跨比：f0/L0=1/2、1/3、1/4， （ f0/L0 1/6坦圓拱） 拱圈厚度：d=25cm 40cm2 護拱3 涵臺、拱上側墻、鋪底、基礎4 排水設施及沉降縫重慶交通大學 土木與建筑學院四、箱涵四、箱涵（又叫矩形涵）組成：鋼筋砼封閉薄壁結構，基礎1、洞身（1）、洞身根據需要做成長方形斷面或

36、正方形斷面；（2）、因施工較困難，造價較高，僅在軟土地基上采用；（3）、箱涵壁厚一般為=22cm 35cm；（4）、箱涵內壁面四個角處往往做成450的斜面；（5）、鋼筋砼箱涵一般在高等級公路上使用。2、基礎 一般為雙層結構，上層為砼結構，下層為砂礫石墊層3、翼墻4、變形縫重慶交通大學 土木與建筑學院 涵洞附屬工程： 防水層 沉降縫 進出水口處理 涵洞缺口填土等。重慶交通大學 土木與建筑學院五、涵洞洞身立面布置五、涵洞洞身立面布置1 對平原微丘區： 布置原則：鋪砌頂面標高及坡度應與天然河 溝溝底標高及溝底縱坡基本一致2 對山嶺重丘區：（1）緩坡涵的布置 注意 填方涵洞 不能拋填（2）陡坡涵的布置

37、 注意 階梯涵 重慶交通大學 土木與建筑學院53 洞口構造及類型洞口構造及類型 組成： 進水口和出水口 常用類型：八字式、端墻式、跌水井、 扭坡式、 走廊式、平頭式、流線型等， 其中前三種較常用重慶交通大學 土木與建筑學院一、八字墻洞口一、八字墻洞口 0 重力式結構，構造簡單 0 常用于河溝平坦順直，無明顯河槽且溝底與涵底高差變化不大的情況。 概念： 斜度：涵軸線方向的垂線與路中線的夾角 水流擴散角：沿涵軸線方向翼墻向外側的張角， 由經驗知，多采用30，且左右對稱。 翼墻斜度：八字墻墻身與路中線垂直方向的夾角。重慶交通大學 土木與建筑學院1、正交時，正八字墻洞口（=0，= ）（1）適用條件：用

38、于河溝平坦順直，無明顯河槽，墻高小于5時，能有效地收集水流大于5時，圬工體積過大，使用不經濟（2）潛入式八字墻：有時為了縮短翼墻長度，減小墻身數量，并使涵洞與溝槽順接，可將翼墻末端做成矮墻的形式，稱為潛入式八字墻。（3）直墻式洞口（=0，= =0）重慶交通大學 土木與建筑學院2、斜交時，斜八字墻洞口涵洞與路線斜交時，有兩種做法：斜交斜做：洞口帽石方向與路線方向平行；斜交正做：洞口帽石方向與涵軸線方向垂直。（1）、斜交斜做當時，叫反翼墻，此時=00最經濟；當時，叫正翼墻，此時=+600為宜（2）斜交正做正做洞口的翼墻一般采用正翼墻，較長一側的翼墻叫大翼墻，較短的叫小翼墻大翼墻，愈小愈經濟小翼墻，

39、=時最為經濟端墻和帽石，可設計成斜坡式或臺階式重慶交通大學 土木與建筑學院二、端墻式洞口二、端墻式洞口端墻式（又稱一字墻式）1、特點：2、適用條件：與八字墻類似3、形式（靈活）： 端墻+錐坡 P71 圖5-24 a, b 端墻+排水溝 圖5-24 c,d 端墻+擋土墻 圖5-24 e 4、錐坡式洞口（端墻+錐坡） (H5m)重慶交通大學 土木與建筑學院三、跌水井洞口三、跌水井洞口1、形式：（1）邊溝跌水井洞口 P72 圖5-26（2）一字墻跌水井洞口 P72 圖5-272、跌水井使用條件：（1）涵洞進口開挖大，以及天然溝槽與涵洞 進水口涵底的高差較大；（2）天然河溝縱坡大于50%；（3）路基縱

40、斷面設計不能滿足涵洞建筑高度要求。3、跌水井的作用（1）使河槽或路基邊溝與涵洞進口順利連接；（2）消能：使涵洞洞身免受跌水沖刷。重慶交通大學 土木與建筑學院四、扭坡式洞口四、扭坡式洞口五、平頭式洞口五、平頭式洞口六、走廊式洞口六、走廊式洞口七、流線型洞口七、流線型洞口重慶交通大學 土木與建筑學院54 溝床加固及防護溝床加固及防護一、進水口溝床加固一、進水口溝床加固1 加固措施 P732 注意事項二、出口溝床加固二、出口溝床加固1 沖刷產生的原因及類型2 出水口溝床加固防護的作用及類型（1）作用：（2）類型 鋪砌加固形式：一般鋪砌加固形式， 延長鋪砌加深截水墻 挑坎防護 P78 圖5-44 特殊

41、消能設施 急流槽 河溝落差較大 P79 圖5-47 跌水（單級或多級） 消力池 消力檻重慶交通大學 土木與建筑學院第六章第六章 小橋涵設計小橋涵設計61 小橋涵基礎設計小橋涵基礎設計一、一般要求一、一般要求1、足夠的設計強度；2、耐久性；3、穩定性二、基礎類型及選擇二、基礎類型及選擇1 按建筑材料分（1）石料基礎（25#以上）（2）磚基礎（7.5#以上） （3）砼基礎（15#以上） （4）鋼筋砼基礎（15#以上） 2 按構造型式分。 整體式基礎 分離式基礎3 按工作條件分 （考慮變形？） 剛性基礎 柔性基礎重慶交通大學 土木與建筑學院三、基礎埋置深度三、基礎埋置深度1、影響基礎設計的因素：（1）地基土壤的承載力（2）水流的沖刷能力（3）地基冰凍程度2、要求（1）地基為基巖，清除風化層，可置；（2）地基為土壤，埋深為0.6m或1.0m ；（3）地基為淤泥或軟弱層，可采用擴