廣東省交通運運輸廳科技計計劃項目涵洞標準化設設計宣貫匯報報廣東省公路勘勘察規劃設計計院股份有限限公司2014年8月目錄

1以往設計、施施工中存在的的主要問題

2參考圖的基本本情況

3參考圖的結構構計算

4

5普通鋼筋布置置

6技術經濟指標標分析

7使用注意事項項及適用范圍圍參考圖的專題題研究與技術術改進一、以往設計計、施工中存存在的主要問問題1、問卷調查——成立專門調查查小組，設置置涵洞專題的的研究問卷，，發往建設、、管理單位開開展調研；2、現場調研——2012年7～8月，赴廣惠、、廣肇、湛徐徐、茂湛、渝渝湛、京珠南南及粵贛等高高速公路現場場調研，與養養護管理人員員座談，了解解運營期涵洞洞病害情況，，以及對設計計改善的意見見、建議；3、檢測報告收集——收集涵洞定期期檢查報告：：廣深（2009年）、湛徐（（2011～2012年度）、茂湛湛（2010年）、渝湛（（2010年）、廣肇（（2010年）、廣清（（2009年）、粵贛（（2011年）。4、標準圖收集——收集交通部、廣東東省和其他省省院等15家單位的標準圖（參參考圖），進進行對比分析析。一、以往設計計、施工中存存在的主要問問題調研方式與對對象一、以往設計計、施工中存存在的主要問問題調研方式與對對象2012年8月，我司組織織調查小組，，并邀請潮惠惠業主、設計計總體單位代代表共赴《公路涵洞設計計細則》編寫單位——河北省交通規規劃設計院調調研。使用情況梅大高速（粵粵東）韶贛高速（粵粵北）云羅高速（粵粵西）西二環高速（（粵中）包茂高速（粵粵西）潮惠高速（粵粵東）蓋板涵：使用頻率最高高(224個)，常用跨徑4m(71.5%)，通車項目無無6m跨徑，設計項項目中占一定定比例，其他他跨徑占比例例不高，分布布較分散，常常用凈高3m、3.5m、4m，填土范圍0.5～10.95m。圓管涵：使用廣泛(215個)，常用孔徑D150cm占97.3%，填土高度范范圍為0.5～13.95m。箱涵：相對較少使用用(70個)，所用到箱涵涵的項目中，，跨徑為4m、6m的類型相對多多些。拱涵：平原區較少使使用，部分山山區公路使用用(68個)，遠低于蓋板板涵，跨徑有有3m、4m、5m，未見小跨徑徑，填土高度度范圍3～22.7m。已通車項目設計項目一、以往設計計、施工中存存在的主要問問題功能性病害洞口堵塞、洞洞內淤積洞口阻塞洞口長草洞內泥沙淤積積高速公路圓管管涵孔徑取消消1.0和1.25m,采用1.5和1.8m。一、以往設計計、施工中存存在的主要問問題功能性病害危害：影響涵洞排水水功能，造成成路基排水不不暢、河道宣宣泄功能減弱弱；原因：涵底設計高程程與實際不符符，洞口后期期沉降較大，，洞口平面與與河道銜接不不順，堵塞物物清理不及時時，涵底縱坡坡偏??；措施建議：涵洞位置及數數量應整體考考慮、合理布布設，盡量減減少后期沉降降，養護部門門及時對洞口口、洞內的堵堵塞物及錐坡坡長草進行清清理；高速公公路建議選擇擇孔徑不小于于1.5m的圓圓管管涵涵，，方方便便清清淤淤。。洞口口堵堵塞塞、、洞洞內內淤淤積積一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題功能能性性病病害害通道道涵涵長長時時間間水水浸浸、、涵頂頂刮刮擦擦、、涵涵洞洞廢廢棄棄涵洞洞廢廢棄棄通道道涵涵水水浸浸涵頂頂刮刮擦擦蓋板板涵涵、、箱箱涵涵和和拱拱涵涵均均增增設設5m凈高高的的涵涵洞洞類類型型。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題功能能性性病病害害危害害：：影響響通通道道涵涵的的正正常常使使用用，，給給周周邊邊交交通通的的出出行行造造成成困困難難，，影影響響安安定定團團結結；；原因因：：涵內內排排水水系系統統不不暢暢或或未未設設置置；；涵涵洞洞凈凈空空不不足足，，超超高高車車輛輛違違規規通通行行；；管管理理不不善善，，涵涵洞洞遭遭廢廢棄棄；；措施施建建議議：：應根根據據銜銜接接道道路路實實際際情情況況，，合合理理設設置置縱縱坡坡，，盡盡量量避避免免洞洞身身位位于于凹凹曲曲線線底底部部，，洞洞內內設設置置排排水水設設施施并并保保持持排排水水順順暢暢，，養養護護部部門門及及時時疏疏?？?；；設設置置明明顯顯的的限限高高標標志志，，必必要要時時設設限限高高門門架架。。水浸浸、、涵涵頂頂刮刮擦擦、、廢廢棄棄一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害斜裂裂縫縫縱向向裂裂縫縫網狀狀裂裂縫縫各類類裂裂縫縫病病害害一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害各類類裂裂縫縫病病害害縱向向裂裂縫縫拱頂頂縱縱裂裂橫向向裂裂縫縫墻身身豎豎裂裂嚴格格按按照照強強度度和和裂裂縫縫雙雙標標準準控控制制配配筋筋。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害危害害：：導致致鋼鋼筋筋銹銹蝕蝕，，危危害害結結構構安安全全原因因：：溫度度影影響響和和混混凝凝土土收收縮縮引引起起表表面面短短細細裂裂縫縫；；結結構構厚厚度度偏偏小小、、配配筋筋不不夠夠、、超超載載和和不不均均勻勻沉沉降降等等原原因因引引起起結結構構性性裂裂縫縫；；施施工工措措施施不不當當導導致致施施工工裂裂縫縫；；措施施：：采用用更更合合理理的的結結構構尺尺寸寸和和配配筋筋率率（（適適當當考考慮慮超超載載影影響響）），，加加強強防防裂裂鋼鋼筋筋網網的的設設置置；；嚴嚴格格施施工工措措施施，，保保證證施施工工質質量量；；各類類裂裂縫縫病病害害一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害底部部涌涌砂砂填料料脫脫落落沉降降縫縫滲滲水水沉降降縫縫錯錯臺臺沉降降縫縫病病害害細化化防防止止沉降降縫縫滲水水涌涌砂砂的的措措施施。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害危害害：：水流流沖沖刷刷將將臺臺背背回回填填砂砂帶帶出出，，造造成成臺臺背背淘淘空空。。原因因：：不均均勻勻沉沉降降引引起起錯錯臺臺現現象象；；填填縫縫料料填填塞塞不不密密實實、、老老化化脫脫落落致致使使沉沉降降縫縫滲滲水水，，水水流流將將臺臺背背回回填填砂砂帶帶出出，，產產生生涌涌砂砂現現象象，，造造成成臺臺背背淘淘空空。。措施施建建議議：：填縫縫料料宜宜采采用用熱熱瀝瀝青青浸浸泡泡麻麻絮絮，，不不宜宜采采用用乳乳化化瀝瀝青青浸浸泡泡；；蓋蓋板板涵涵的的預預制制蓋蓋板板頂頂面面加加鋪鋪油油毛毛氈氈層層；；蓋蓋板板涵涵、、箱箱涵涵臺臺后后回回填填砂砂改改為為非非黏黏性性土土。。沉降降縫縫病病害害一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題技術術性性病病害害其他他病病害害1、、執執行行《《防防腐腐規規范范》》有有關關砼砼標標號號和和保保護護層層厚厚度度的的規規定定，，解解決決砼砼剝剝落落的的問問題題；；2、、在八字字墻墻邊邊緣緣外外加加鋪鋪2m長長的的鋪鋪砌砌，，解解決決洞洞口口鋪鋪砌砌沖沖刷刷的的問問題題。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題病害害匯匯總總及及預預防防建建議議現場場調調查查還還收收集集到到的的其其他他常常見見病病害害如如下下：：①軟軟基基段段涵涵洞洞兩兩側側出出現現明明顯顯的的跳跳車車現現象象；；②漿漿砌砌片片石石和和塊塊石石砼砼施施工工質質量量難難保保證證，，維維修修人人員員緊緊缺缺；；③通通道道口口積積水水現現象象，，洞洞口口的的橫橫向向排排水水溝溝及及其其蓋蓋板板破破損損較較嚴嚴重重。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況二、、參考考圖圖的的基基本本情情況況(1)技術術標標準準技術術標標準準設計計基基準準期期：：100年；；汽車車荷荷載載等等級級：：公公路路-ⅠⅠ級；；設計計安安全全等等級級：：三三級級；；環境境類類別別：：Ⅰ類（（一一般般環環境境））；；二、、參考考圖圖的的基基本本情情況況(2)圓管管涵涵編制制內內容容圓管管涵涵孔孔徑徑為為1.5m、1.8m。(3)蓋板板涵涵二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況(4)箱涵涵編制制內內容容二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況(5)拱涵涵編制制內內容容二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況主要要構構造造尺尺寸寸(1)圓管管涵涵圓管管涵涵孔孔徑徑為為1.5m、1.8m；壁壁厚厚均均采采用用20cm，標標準準管管節節長長1m，兩端端通通過過0.5m輔助助管管節節及及斜斜管管節節調調整整。。二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況主要要構構造造尺尺寸寸(2)蓋板板涵涵預制制蓋蓋板板標標準準寬寬度度取取99cm，現現澆澆蓋蓋板板標標準準寬寬度度為為400cm；蓋蓋板板厚厚度度、、涵涵臺臺及及基基礎礎尺尺寸寸根根據據不不同同的的跨跨徑徑、、凈凈高高及及填填土土高高度度計計算算取取值值。二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況主要要構構造造尺尺寸寸(3)箱涵涵箱涵涵的的頂頂底底板板和和側側墻墻的的厚厚度度，，根根據據不不同同的的跨跨徑徑、、凈凈高高及及填填土土厚厚度度計計算算取取值值。。頂頂底底板板厚厚度度從從0.3m～0.7m，側側墻墻厚厚度度從從0.28m～0.6m。二、、參參考考圖圖的的基基本本情情況況主要要構構造造尺尺寸寸(4)拱涵涵拱圈圈的的矢矢跨跨比比為為1/2；4m跨徑徑拱拱涵涵的的拱拱圈圈厚厚度度為為50cm，6m跨徑徑拱拱涵涵的的拱拱圈厚厚度度為為70cm；涵臺臺、、護護拱拱及及基基礎礎尺尺寸寸根根據不不同同的的跨跨徑徑、、凈凈高高及及填填土厚厚度度計計算算取取值值。。三、、參考考圖圖的的結結構構計計算算三、、參考考圖圖的的結結構構計計算算(1)設計計基基準準期期《04橋規規》結構構耐耐久久性性采用用值值：：設設計計基基準準期期100年。。(2)涵洞洞環環境境類類別別與與環環境境作作用用等等級級《06防腐腐規規范范》環境境分分類類及及作作用用等等級級①廣東東省省屬屬熱熱帶帶和和亞亞熱熱帶帶季季風風氣氣候候區區，，基基本本無無凍凍融融環環境境和和除除冰冰鹽鹽環環境境。。②涵涵洞洞所所處處一一般般環環境境：：整整體體埋埋于于土土中中、、溫溫濕濕度度相相對對穩穩定定；；蓋蓋板板、、拱拱圈圈處處于于非非干干濕濕交交替替的的室室外外環環境境，，而而涵涵身身為為表表面面頻頻繁繁與與水水接接觸觸的的干干濕濕交交替替構構件件，，底底板板靠靠近近地地表表、、濕濕度度受受地地下下水水位位影影響響。。沿沿海海個個別別地地區區可可能能處處于于有有腐腐蝕蝕性性環環境境。。采用用值值：：考考慮慮““一一般般環環境境””，，作作用用等等級級確確定定為為蓋蓋板板、、拱拱圈圈為為B級，，其其他他為為C級。。結構構耐耐久久性性三、、參參考考圖圖的的結結構構計計算算(3)混凝凝土土材材料料要要求求結合合以以往往工工程程經經驗驗，，若若混混凝凝土土強強度度用用到到C40，現現澆澆大大體體積積混混凝凝土土的的水水化化熱熱較較大大，，混混凝凝土土表表面面易易產產生生早早期期裂裂紋紋。。結構構耐耐久久性性三、、參參考考圖圖的的結結構構計計算算(4)混凝凝土土最最小小保保護護層層cmin=40mm，C≥≥cmin+△△注：：實實際際采采用用砼砼等等級級比比上上表表規規定定低低5Mpa，相相應應保保護護層層厚厚度度比比規規定定增增加加5～10mm；低10Mpa，增加加10～15mm。施工誤誤差△△：預制0mm，現澆澆5mm保護層層最小小厚度度保護層層設計計厚度度結構耐耐久性性三、參參考圖圖的結結構計計算

環境作用等級砼強度

等級主筋最小保護層厚度(mm)凈保護層厚度(mm)圓管涵CC404030蓋板、拱圈BC353530蓋板涵、拱涵的涵臺、基礎CC305530箱涵CC355030上表為為根據據“設設計標標準化化第一一、第第二次次專家家委員員會的的會議議紀要要”及及后期期討論論后所所得的的結論論。結構耐耐久性性三、參參考圖圖的結結構計計算結構耐耐久性性(5)裂縫寬寬度限限制①《06防腐規規范》第4.3.10條—干濕交交替的的一般般環境境裂縫縫寬度度不超超過0.25mm；②《04橋規》第6.4.2條—Ⅰ類環境境的鋼鋼筋砼砼構件件裂縫縫寬度度不超超過0.20mm。采用值值：裂裂縫寬寬度限限制0.20mm。三、參參考圖圖的結結構計計算(1)材料參參數取取值①重重力密密度：：填土土19kN/m3，砼(片石砼砼)25kN/m3，鋼筋筋砼26kN/m3；②內內摩擦擦角：：回填填土30°°，回填填砂35°°；③鋼鋼筋抗抗拉強強度設設計值值：HPB300、HRB400分別為為250MPa和330MPa；④素素砼抗抗拉、、壓強強度設設計值值采用用《05圬工規規范》規范取取值；；鋼筋砼砼拉、、壓強強度設設計值值采用用《04橋規》規范取取值。。參數取取值三、參參考圖圖的結結構計計算(2)安全等等級采用值值：安安全等等級為為三級級，重重要性性系數數γ0＝0.9，嚴格以以承載載能力力和裂裂縫雙雙控。。《04橋規》《07涵洞細細則》參數取取值三、參參考圖圖的結結構計計算參數取取值①荷荷載等等級：：公路路－I級，車車輛荷荷載。。②車車輛荷荷載引引起的的豎向向土壓壓力：：車輪按按其著著地面面積的的邊緣緣向下下30°°角進行行分布布，當幾幾個車車輪的的壓力力擴散散線重重疊時時，擴擴散面面積以以最外外邊的的擴散散線為為準。。暗涵不不考慮慮沖擊擊系數數。③車車輛荷荷載引引起的的土側側壓力力：換換算成成等代代均布布土層層厚度度計算算。(3)汽車荷荷載橫向布布置縱向布布置三、參參考圖圖的結結構計計算參數取取值①填填土高高度大大于8m的涵洞洞計算算中，，不考考慮車車輛荷荷載產產生的的影響響，僅僅考慮慮涵身身自重重、豎豎向和和水平平向土土壓力力，并并進行行荷載載組合合。。②超超重車車僅對對低填填土涵涵洞受受力影影響較較大。。三、參參考圖圖的結結構計計算(4)豎向壓壓力強強度增增大系系數參數取取值《07涵洞細細則》K值隨h/D呈先增增大后后減小小的趨趨勢涵頂填填土豎豎向壓壓力強強度qv=Kγγh三、參參考圖圖的結結構計計算地震主主動土土壓力力按《公路工工程抗抗震規規范》JTJB02-2013附錄A考慮，，取設設計基基本地地震動動峰值值加速速度為為0.20g（0.30g）的水水上情情況，，地震震角按按3°進行計計算；；水平平地震震慣性性力按按《公路工工程抗抗震規規范》JTJB02-2013第9.0.3條和第第7.2.3條考慮慮。在在地震震液化化地區區，涵涵洞基基礎應應與路路基加加固措措施同同時考考慮。。經計算算，考考慮地地震作作用的的偶然然組合合荷載載效應應比不不考慮慮地震震作用用的基基本組組合荷荷載效效應小小，因因此地地震作作用不不控制制結構構受力力。參數取取值(5)地震因因素三、參參考圖圖的結結構計計算根據《細則》的規定，箱箱涵體內外外的溫度變變化值可按按±(10～15oC)考慮；從上上表看出溫溫差對箱涵涵結構的受受力影響較較大，故設設計考慮溫溫差15°進行設計。。參數取值(6)溫度作用影影響三、參考圖圖的結構計計算計算分析(1)涵洞的泄水水能力及水水力計算三、參考圖圖的結構計計算(2)圓管涵三、參考圖圖的結構計計算根據《07涵洞細則》，混凝土圓圓管涵的設設計僅考慮慮車輛荷載載、圓管涵涵自重和填填土產生的的等效荷載載的作用組組合。不計計算管壁環環向壓力和和徑向剪力力，僅考慮慮彎矩作用用效應。填土和汽車車荷載：M=0.137qR2（1-λ）λ=tan2(45-φφ/2)圓管自重：：M=0.369γtR2混凝土圓管管涵結構應應按《04橋規》的規定進行行承載能力力極限狀態態的承載能能力(強度)和正常使用用極限狀態態下的裂縫縫寬度的驗驗算。計算分析蓋板兩端簡簡支涵臺兩端簡簡支涵臺與蓋板板鉸接與基礎固結結(1)蓋板的長度度與寬度之之比大于等等于2時，按簡支支單向板計計算。(2)分離式涵臺臺:作為上下端端簡支的豎豎梁計算。。(3)整體式涵臺臺身按上端端與蓋板不不可移動的的鉸接、下下端與基礎礎固結計算算。(3)蓋板涵(EXCEL表格計算)三、參考圖圖的結構計計算計算分析(3)蓋板涵(EXCEL表格計算)三、參考圖圖的結構計計算高填土整體體式蓋板涵涵與基礎底底板框架計計算模型位移法計算分析(3)蓋板涵(現澆蓋板的的合理寬度度分析)三、參考圖圖的結構計計算結論：L0=2、、4、6m蓋板涵，，當B1=400cm,現澆澆板鋼筋含含量與預制制單向板鋼鋼筋含量相相差不大，，取B1=400m是經濟合合理的且現現澆板寬不不至于過小小。最大彎矩處處最大彎矩處處涵長向涵長向跨徑向跨徑向計算分析(4)箱涵三、參考圖圖的結構計計算①采用矩矩形框架超超靜定結構構計算，涵涵底地基反反力假設為為直線分布布。②邊界條條件：剛性性約束底板板水平方向向位移。③考慮車車輛荷載、、覆土豎向向壓力、臺臺側主動土土壓力和涵涵身自重；；不考慮剪剪切變形、、砼收縮效效應，涵體內外的的溫度變化化按±15oC考慮。④荷載施施加：橫、、縱向車輪輪布置按公公路的車輛輛荷載方式式布置。midas板單元計算分析(4)箱涵(斜交箱涵整整體扭轉)三、參考圖圖的結構計計算有限元模型型圖荷載施加約束約束涵端延長段段斜交角度≥≥30°時，斜交箱箱涵的整體體扭矩較大大，對于斜斜交角度≥≥30°，本次標準準圖不推薦薦采用一字字墻。計算分析(4)箱涵(一字墻計算算)三、參考圖圖的結構計計算單元類型：：板單元邊界條件：：涵身側固結結，不考慮慮墻前土體體對一字墻墻約束。荷載：一字墻自重重、墻后主主動土壓力力(分解為：垂垂直于墻面面的正壓力力和平行于于墻面的摩摩擦力)，不考慮墻墻前被動土土壓力，考考慮地震作作用。配筋率：≤166kg/m3一字墻midas模型(懸臂結構)主彎矩(左圖)和對應的主主軸力計算分析(5)拱涵(全斷面計算算模型)三、參考圖圖的結構計計算拱圈按無鉸鉸拱計算，，矢跨比采用用1/2。拱腳與涵臺臺身固結，，涵臺身與與整體式基基礎固結，，形成彈性性框架結構構解算內力力。邊界條件：：在拱圈側、涵涵臺側、基基礎底設置置彈性支撐撐。不考慮曲率率、剪切變變形、溫度度作用效應應和混凝土土收縮效應應，考慮彈彈性壓縮的的影響。不考慮車車輛荷載載，僅考考慮覆土土豎向壓壓力、臺臺側主動動土壓力力和涵身身自重。。計算分析析(5)拱涵(拱圈彈性性壓縮的的影響)三、參考考圖的結結構計算算結論：彈彈性壓縮縮對內力力的影響響不可忽忽略。Midas模型已計入彈彈性壓縮縮計算分析析(5)拱涵(矢跨比分分析)三、參考考圖的結結構計算算結論：失失跨比采采用1/2對拱圈受受力有利利。凈寬×凈高6×5拱頂填土厚15mm側10000m底80000單位：kN,m矢跨比拱肋最大彎矩拱腳最大彎矩底板最大彎矩地基應力1/2432270668832.81/2.5433333652848.81/3473418644857.7計算分析析(5)拱涵(地基類型型不同，，m值影響)三、參考考圖的結結構計算算若考慮涵涵臺、地地基與拱拱圈的共共同作用用，地基基抗力系系數對拱拱圈和底底板內力力產生較較大的影影響。右表為不不同m值在覆土土豎向壓壓力作用用下拱圈圈和底板板內力變變化的比比較。結論：①m值增大，，拱圈、底底板的內內力、應應力均減減?。ü肮叭S力力除外）），臺身身應力也也減小，，但基底底壓力增增大。②m值增大，，拱頂正正彎矩減減小，拱拱腳負彎彎矩減小小并有可可能變成成正彎矩矩。③本次次設計取取m=80000kN/m4進行計算算。計算分析析(6)八字墻三、參考考圖的結結構計算算1、單元類類型：實實體單元元2、邊界條條件：基基礎底為為豎向只只受壓；；約束基基礎側的的水平向向線位移移；3、荷載：：八字墻墻自重、、墻后(含基礎)主動土壓壓力(分解為：：垂直于于墻面的的正壓力力和平行行于墻面面的摩擦擦力)、考慮地地震作用用；4、結構尺尺寸調整整：墻頂厚度度由原來來的40cm增加至55cm，臺背斜斜度由4：1調整為3.5：1；基底應應力不大大于200kpa。5、八字墻墻張角：：考慮墻墻后土壓壓力的影影響，對蓋板涵涵、箱涵涵和拱涵涵，因墻墻高較高高，張角角取為20°；圓管涵涵因墻高高較矮，，張角取取為30°。八字墻midas的3D模型最大拉應應力：0.4MPa最大壓應應力:0.28MPa計算分析析四、參考圖的的專題研研究及改改進措施施(1)、高填方方涵洞地地基承載載力與穩穩定性四、參考圖的的專題研研究及改改進措施施以往涵洞洞地基承承載力基基本容許許值的計計算直接接采用上上部荷載載所產生生地基應應力，沒沒有考慮慮側填土土對地基基容許承承載力的的提高作作用，使使得涵洞洞地基加加固設計計偏于保保守，造造成較大大的投資資浪費。?！豆窐蚝鼗c與基礎設設計規范范》第3.3.4條考慮深深度和寬寬度修正正邊界條件件是基于于無限體體，涵洞洞地基與與其邊界界條件不不符合。。專題研究究采用三維維空間程程序ABAQUS，對填高高20m的D1.5圓管涵、、6x5m蓋板涵、、6x5m拱涵進行行分析。。分析分別別采用天天然地基基承載能能力150kPa、280kPa兩種地基基情況分分析其受受力和穩穩定性。。下面以6X5m蓋板涵，，天然地地基承載載李280kPa為例介紹紹。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施專題研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施沿路表面面中線豎豎向位移移（U3）變化曲曲線土體位移移計算得出出涵洞位位置的豎豎向沉降降小于一一般路堤堤的豎向向沉降，，涵洞位位置路表表沉降值值為8.14cm，一一般路堤堤表面中中心沉降降值為9.22cm，涵洞洞頂和一一般路堤堤的沉降降差為1.08cm。土體的最最大位移移發生在在路堤兩兩側坡腳腳處，最最大水平平位移為為1.776cm，，涵洞所所處位置置土體的的水平位位移很小小，地基基和路堤堤具有較較好的穩穩定性。。土體水平平位移（（U2）分布云云圖專題研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施涵洞頂土土壓力涵洞位置置最大土土壓力為為516.4kPa，一般路路堤處土土壓力值值為364.4kPa，則馬斯斯頓效應應的涵洞洞荷載放放大系數數為1.31。專題研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施穩定性分分析按強度折折減法進進行穩定定性分析析，通過過涵洞中中心位置置橫斷面面的穩定定安全系系數為1.95，一般路路堤橫斷斷面的穩穩定安全全系數為為1.48。沿涵洞洞中心斷斷面的地地基穩定定性，要要高于一一般路堤堤斷面的的穩定性性，在路路堤穩定定的情況況下，涵涵洞位置置斷面即即穩定，，地基處處于彈性性平衡狀狀態；專題研究究四、參考圖的的專題研研究及改改進措施施加載作用用下涵洞洞底部中中心位置置地基土體表面面壓力和和沉降關關系（P-S）曲線涵洞底部中心心位置地基土土體表面壓力力和沉降關系系（P-S）曲線承載力分析專題研究增大涵洞荷載載，獲得較完完整的涵洞基基底地基土P-S曲線，地基土土的破壞形式式為典型的局局部剪切破壞壞形式，地基基容許承載力力可考慮按涵涵洞結構允許許的沉降變形形來控制四、參考圖的的專題研究及及改進措施分析地基土在在涵洞和路堤堤荷載作用下下的承載力特特性，一般路路堤底部中心心點處荷載與與位移之間基基本呈線性關關系，說明地地基土處于彈彈性階段，地地基處于安全全狀態以涵洞地基工工后沉降不大大于20cm為控制條件，，在不同的地地基條件和涵涵頂填土高度度情況下，按按沉降控制的的地基承載力力容許值均大大于規范公式式修正值專題研究下表為凈跨徑徑×凈高為4.0×4.0m的蓋板涵在不不同填土高度度下的[fa0]對比：四、參考圖的的專題研究及及改進措施專題研究填土高Th(m)地基承載力基本容許值[fa0]以往項目此次參考圖2.0≤Th≤4.01501004.0≤Th≤6.01501206.0≤Th≤8.01501208.0≤Th≤10.020016010.0≤Th≤12.025016012.0≤Th≤14.030018014.0≤Th≤16.038020016.0≤Th≤18.0420200四、參考圖的的專題研究及及改進措施整體式蓋板涵涵與基礎底板板框架計算模模型(2)、高填土整體體式蓋板暗涵涵力學分析及及造價對比專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施基本組合荷載載效應彎矩圖圖（8.0m<Th≤10m）專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施6.0x5.0m(8.0m<Th≤10m)整體式蓋板底底板厚度參數結果表當基礎底板與與涵身線剛比比λ越大，涵身外外側受拉彎矩矩越小，底板板節點下側受受拉彎矩越小小，底板跨中中上側受拉彎彎矩則越大。。底板厚度(cm)涵身厚度(cm)底板與涵身線剛度比λ涵臺底彎矩(kN·m)底板節點彎矩(kN·m)底板跨中彎矩(kN·m)120707.4530.6626.7-1161.11507014.5402.6499.1-1296.01807025.0346.6420.5-1372.1專題研究從涵身、底板板的外形、尺尺寸配筋形式式出發，比較較各種類型的的配筋形式對對蓋板涵經濟濟指標的影響響。四、參考圖的的專題研究及及改進措施類型1-a（圬工-圬工-鋼筋砼）一般般構造涵身及基礎鋼鋼筋橫斷面布布置圖專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施類型1-b一般構造地板局部挖空空類型1-c一般構造地板中部減薄薄專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施類型1-d一般構造臺身改為鋼筋筋砼結構地板減薄類型2一般構造專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施類型3臺身鋼筋構造造臺身基礎均改改為鋼筋砼結結構類型3基礎鋼筋構造造專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施類型4臺身鋼筋構造造臺身基礎均采采用鋼筋砼結結構，基礎改改為T形斷面類型4基礎鋼筋構造造專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施6.0x5.0m蓋板涵（8.0m<Th≤10m）造價比較表表配筋類型蓋板涵身基礎每延米總價造價增加率(與參考圖對比)C35砼（元）鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)類型1-a4857668346243816615259925759類型1-b485766836712381695630542864411.2%類型1-c48576683532038164212542262041.7%類型1-d48576683671238159062799273396.1%類型2485766834000373343232849264442.7%類型34857668339283423394663832922013.4%類型44857668339283423337861692843810.4%專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施6.0x5.0m蓋板涵（18.0m<Th≤20.0m）造價比較表表配筋類型蓋板涵身基礎每延米總價造價增加率

(與參考圖對比)C35砼（元）鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)類型1-a63951045654973816773419733698

類型1-b639510456696038173945362369479.6%類型1-c639510456622838169734430348633.5%類型1-d639510456696038163004430349223.6%類型26395104564106415353204332347623.2%類型3639510456403444064664109984095221.5%類型463951045640344406476092713932121.8%專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施七種配筋類型型中，類型1-a造價最低，類類型1-c與類型2每延米造價基基本相當，造造價較高的為為類型1-b、類型3和類型4。臺身基礎底面面采用圬工結結構，基礎頂頂面采用鋼筋筋砼結構具有有經濟性。全部采用鋼筋筋砼結構經濟濟性最差。造價對比分析析結論：調整基礎與臺臺身線剛度比比，使得臺身身受力偏心距距接近并小于于第一類偏壓壓偏心距限值值最為經濟。。專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施根據《公路圬工橋涵涵設計規范》（JTGD61-2005），圬工驗算算分為二類：：當偏心距小于于限值（0.6s，見表4.0.9）時，按4.0.8-3計算：偏心距限值四、參考圖的的專題研究及及改進措施偏心距限值四、參考圖的的專題研究及及改進措施（2）當偏心距大大于限值時，，按下式計算算：偏心距限值四、參考圖的的專題研究及及改進措施下表為涵身厚70cm，底板厚170cm的6x5m整體式基礎蓋蓋板涵涵身承承載力采用兩兩種計算公式式的計算結果果：相同偏心距下下，第一類與與第二類承載載力計算結果果驗算類型偏心距情況偏心距(cm)偏心值限值cm（0.6s）墩身厚度（cm）基礎厚度(cm)抗壓承載力(kN)第一類/第二類備注第一類偏小距≤0.6s21.2217017031023.64式4.0.8-3第二類偏小距>0.6s853

式4.0.10-1同樣的偏心距距下，第一類類（式4.0.8-3）計算得到的的承載力是第第二類（式4.0.10-1）計算值的3.64倍。所以整體體式基礎蓋板板涵設計時應應盡量調整底底板與涵身的的線剛度比，，使得涵身受受力滿足第一一類圬工偏壓壓構件的要求求。偏心距限值(3)、高填方涵洞洞的垂直土壓壓力集中系數數Ks取值研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施Ks取值研究垂直土壓力集集中系數Ks是指涵頂垂直直土壓力實測測值σc與涵頂理論計計算的土柱自自重γH之比。垂直土壓力集集中系數Ks綜合反映了高高填方涵洞工工程的地基、、地形特點、、填土高度與與涵洞結構的的共同作用性性狀，是解決決涵洞結構設設計計算荷載載的依據，也也是高填方涵涵洞結構工后后能否正常運運營的技術控控制指標。什么是垂直土土壓力集中系系數垂直土壓力集集中系數Ks的重要性四、參考圖的的專題研究及及改進措施美國衣阿華大大學馬斯頓（（Marston）教授于1913年發表了論文文《溝埋管涵荷載載理論及水泥泥管、陶土管管和污水管的的試驗》，提出了馬斯斯頓（Marston）理論，上述述效應也稱之之為馬斯頓效效應。Ks取值研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施Marston計算模型Ks取值研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施各國規范中土土壓力的計算算公式與系數數Ks取值研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施調研國內外研究成果室內模型試驗驗成果現場測試成果果現有數值模擬擬分析成果運用數值模擬擬分析進行補補充歸納提出合理的控控制參數研究問題的思思路：Ks取值研究主要結論：（1）涵洞跨徑D、填土高度H、溝谷寬度B、地基土模量量Ed與Ks值正相關，填填土模量Et、溝谷坡度α與Ks值負相關。四、參考圖的的專題研究及及改進措施Ks取值研究（3）溝谷地形的的坡體在一定定程度上分擔擔了涵頂土柱柱重量，降低低了涵頂垂直直土壓力的應應力集中，因因此建議工程程實際中盡可可能保留溝槽槽。（2）隨著填土高高度H的增加，涵洞洞垂直土壓力力集中系數Ks值呈逐漸增大大，當H/D=2.5~5時為最大，之之后趨于穩定定并略有減小小。四、參考圖的的專題研究及及改進措施涵洞型式邊坡坡度α（°）溝谷寬度B（m）H/DB/D=3B/D=10B/D≥20圓管涵01.5~1.72.5~5451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7拱涵01.5~1.7451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7蓋板涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5箱涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5涵洞垂直土壓壓力集中系數數Ks參考值Ks取值研究(4)、高填土涵洞洞的減載方案案探討四、參考圖的的專題研究及及改進措施目前針對高填填方涵洞的減減載措施大都都是通過調整整涵頂平面上上覆填土的沉沉降，來實現現將作用在涵涵頂的填土荷荷載向臺背外外側填土轉移移，以減小涵涵頂荷載的目目的。涵洞-填土共同作用用機理示意圖圖涵洞減載原理理示意減載探討涵洞的主要減減載措施有：：中松側實法、、提高涵臺背背后填土壓實實度或采用低低壓縮性材料料、采用柔性性填料（EPS）、先填后挖挖法、加筋減減載法。四、參考圖的的專題研究及及改進措施減載探討對涵洞地基進進行加固處理理時，地基加加固后的模量量不宜過高，，在滿足地基基承載力要要求的基礎礎上，應盡盡量采用柔柔性的地基基處理方法法。（5）、耐久性性同時考慮《公路鋼筋混混凝土及預預應力混凝凝土橋涵設設計規范》(JTGD62-2004)和《公路工程混混凝土結構構防腐蝕技技術規范》(JTG/TB07-01-2006)對耐久性的的要求，較較大地提高高了耐久性性。四、參考圖圖的專題研研究及改進進措施改進措施（6）、臺后填填料蓋板涵和箱箱涵的臺后后填土采用用非黏性土土，不只限限于中粗砂砂、石屑、、碎石等。。四、參考圖圖的專題研研究及改進進措施改進措施（7）、增大設設計范圍四、參考圖圖的專題研研究及改進進措施與部頒通用用圖比較，，圓管涵、蓋蓋板涵和拱拱涵，填土土高度擴展展至20m。箱涵，填土土高度擴展展至6m。凈跨徑增加加至6m跨徑。改進措施（8）、其他技技術改進為減弱洞口口處沖刷，，洞口鋪砌砌向外延伸伸了2m。。對沉降縫采采取了特殊殊的防水、、防漏砂措措施。涵頂頂底底板板主主筋筋未未設設置置起起彎彎，，優優化化后后主主筋筋數數量量增增加加較較少少，，更更容容易易保保證證結結點點附附近近的的斜斜截截面面抗抗彎彎承承載載力力，，且且施施工工更更便便利利。。四、、參參考考圖圖的的專專題題研研究究及及改改進進措措施施改進進措措施施防水水、、防防漏漏砂砂措措施施其他他措措施施：：擋擋砂砂板板四、、參參考考圖圖的的專專題題研研究究及及改改進進措措施施改進進措措施施配筋筋形形式式變變化化部頒頒標標準準圖圖配配筋筋形形式式此次次標標準準圖圖配配筋筋形形式式四、、參參考考圖圖的的專專題題研研究究及及改改進進措措施施改進進措措施施五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(1)圓管管涵涵五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(2)蓋板板涵涵———蓋板板五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(2)蓋板板涵涵———整體體式式基基礎礎五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(3)箱涵涵(以6mx3m為例例)五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(4)拱涵涵———拱圈圈五、、普普通通鋼鋼筋筋布布置置(4)拱涵涵———整體體式式基基礎礎六、、技技術術經經濟濟指指標標分分析析六、、技技術術經經濟濟指指標標分分析析(1)圓管管涵涵孔徑徑1.5m，管管壁壁厚厚20cm，隨隨填填土土高高0.5m至20m,每延延米米造造價價從從3049元~3839元；；孔徑徑1.8m，管管壁壁厚厚20cm，隨隨填填土土高高0.5m至20m,每延延米米造造價價從從3636元~4871元。。經濟濟指指標標六、、技技術術經經濟濟指指標標分分析析(2)蓋板板涵涵(分離離式式基基礎礎)凈跨跨x凈寬寬：：2mx2m，填填土土高高度度從從0.5m~8m，每每延延米米造造價價：：4235~4838元；；凈跨跨x凈寬寬：：4mx3m，填填土土高高度度從從0.5m~8m，每每延延米米造造價價：：9976~12304元；凈跨x凈寬：：4mx4m，填土土高度度從0.5m~8m，每延延米造造價：：12472~14827元；凈跨x凈寬：：6mx3m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：14093~16891元；凈跨x凈寬：：6mx4m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：15755~18579元；凈跨x凈寬：：6mx4.5m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：17093~19943元；凈跨x凈寬：：6mx5m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：17583~21437元。經濟指指標六、技技術經經濟指指標分分析(2)蓋板涵涵(整體式式基礎礎)凈跨x凈寬：：2mx2m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：4757~7399元；凈跨x凈寬：：4mx3m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：11151~18790元；凈跨x凈寬：：4mx4m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：13039~20956元；凈跨x凈寬：：6mx3m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：17607~31808元；凈跨x凈寬：：6mx4m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：19581~33949元；凈跨x凈寬：：6mx4.5m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：22078~35755元；凈跨x凈寬：：6mx5m，填土土高度度從0.5m~20m，每延延米造造價：：23050~36273元；經濟指指標六、技技術經經濟指指標分分析(3)箱涵凈跨x凈寬：：2mx2m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：8074~8465元；凈跨x凈寬：：4mx3m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：17207~20113元；凈跨x凈寬：：4mx4m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：18460~21587元；凈跨x凈寬：：6mx3m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：29283~35838元；凈跨x凈寬：：6mx4m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：30915~37865元；凈跨x凈寬：：6mx4.5m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：31788~38954元；凈跨x凈寬：：6mx5m，填土土高度度從0.5m~6m，每延延米造造價：：32590~39942元。經濟指指標六、技技術經經濟指指標分分析(4)拱涵跨徑4m：涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：4mx2m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：15060~17117元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：4mx2.5m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：16392~18541元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：4mx3m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：17837~19987元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：4mx4m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：21012~23254元；跨徑6m：涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：6mx3m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：26663~29696元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：6mx4m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：30050~33128元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：6mx4.5m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：31950~35075元；涵洞跨跨徑x涵臺高高度：：6mx5m，填土土高度度從8m~20m，每延延米造造價：：33842~37012元；經濟指指標六、技技術經經濟指指標分分析根據省省路基基標準準圖的的要求求:在非反反開挖挖處臺臺后填填土同同路基基相同同的填填筑要要求，，鑒于于路基基一般般采用用土路路基，，故省省標準準圖以以砂性土土進行對對比：標準圖圖臺后后回填填（砂砂性土土）每每延米米造價價比此此前工工程的的回填填造價價均要要低，，要低24.2%~142.4%。其中中中粗粗砂最最貴、、其次次為碎碎石和和石屑屑。臺后填填土造造價價對比比六、技技術經經濟指指標分分析省標準準圖根根據《公路橋橋涵地地基與與基礎礎設計計規范范》（JTGD63-2007）對地地基承承載力力進行行了修修正，，較于于以往往工程程（以以包茂茂三個個涵洞洞為例例）或或者各各通用用圖，，省標標準圖圖地基基承載載力容容許值值有了了較大大程度度的降降低：：（1））相對于于省標標準圖圖，以往工工程要求的的地基基承載載力容容許值值要大大75%~100%。。（2））對同同一個個涵洞洞，根根據以以往工工程的的地基基承載載力容容許值值，地地基須須進行行碎石石換填填或者者強夯夯置換換處理理，而而根據據省標標準圖圖要求求的地地基承承載力力容許許值，，地基基僅進進行砂砂礫墊墊層換換填甚甚至不不進行行地基基處理理。