小橋涵課程設(shè)計計算書 - 01

1、目 錄1.設(shè)計任務(wù)書- 1 -1.1.設(shè)計時間及地點- 1 -1.2.設(shè)計時間及地點- 1 -1.3.設(shè)計資料- 1 -1.4.設(shè)計任務(wù)- 2 -.- 2 -1.5.設(shè)計紀(jì)律要求- 2 -1.6.設(shè)計日期- 2 -2.設(shè)計方案的擬定- 3 -2.1.選擇涵洞類型- 3 -2.2.進(jìn)出水口形式- 3 -3.涵洞水文、水力計算- 4 -3.1.涵洞水文計算- 4 -3.2.涵洞水力計算- 5 -4.幾何設(shè)計- 6 -4.1.尺寸擬定- 6 -4.2.涵洞縱斷面上有關(guān)尺寸和高程的計算- 6 -4.3.涵洞平面圖上有關(guān)幾何尺寸計算- 8 -4.4.半洞身和洞口立面圖上有關(guān)尺寸計算- 9 -4.5.局部

2、剖面圖的尺寸- 9 -5.工程數(shù)量計算- 12 -5.1.蓋板- 12 -5.2.涵洞計算- 12 -5.3.八字墻計算- 12 -5.4.截水墻- 13 -5.5.洞口鋪砌- 14 -5.6.鋪底- 14 -5.7.鋪底層- 14 -參考文獻(xiàn)- 15 -河南理工公路小橋涵勘測設(shè)計課程設(shè)計說明書課 程 名 稱: 公路小橋涵勘測設(shè)計 題 目: 鋼筋混凝土蓋板涵設(shè)計 專 業(yè): 道路橋梁與渡河工程 學(xué) 生 姓 名: 那一瞬間 學(xué) 號: . 指 導(dǎo) 教 師: . 設(shè) 計 教 室: 10#B603 .課程設(shè)計成績：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時成績（30）技術(shù)水平與實際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書撰寫質(zhì)量（45）總 分

3、（100）等級指導(dǎo)教師簽名： 年 月 1. 設(shè)計任務(wù)書1.1. 設(shè)計時間及地點1、設(shè)計時間2012-2013學(xué)年第二學(xué)期第14周（6月3日6月7日）2、設(shè)計地點十號教學(xué)樓B601、B602、B6031.2. 設(shè)計時間及地點1、設(shè)計目的本課程設(shè)計通過一個常用、典型的涵洞的設(shè)計（包括水文計算、水力計算、涵洞幾何設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算等），讓學(xué)生將所學(xué)到的理論知識與設(shè)計方法運用于具體的設(shè)計實踐中，提高專業(yè)設(shè)計能力及創(chuàng)造性思維能力，使所學(xué)知識能夠融會貫通。2、設(shè)計要求（1）學(xué)生需認(rèn)真閱讀課程設(shè)計任務(wù)書，熟悉有關(guān)設(shè)計資料及參考資料，熟悉各種設(shè)計規(guī)范的有關(guān)內(nèi)容，認(rèn)真完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容。（2）學(xué)生均應(yīng)在教師指

4、導(dǎo)下，在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成規(guī)定的內(nèi)容和工作量。（3）課程設(shè)計的成果為計算書1份和手工A3圖2張以上。要求計算書內(nèi)容計算準(zhǔn)確、文字通順、書寫工整。要求圖紙、圖面布置合理、正確清晰、符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定，用工程字注文。1.3. 設(shè)計資料 1、工程概況某山嶺重丘區(qū)三級公路上K13+975.21處，擬建一道涵洞，測得斷面資料如下：溝心處地面高638.46米，溝床為密實的礫石土，在其上游1.2處設(shè)一形態(tài)斷面，實測得河溝形態(tài)斷面如圖1所示。主河溝平均縱坡I=10，河床為嚴(yán)重堵塞和彎曲的周期性流水，匯水區(qū)為類土，經(jīng)調(diào)查10年一遇的洪水位為179.30米，形態(tài)斷面和橋址處匯水面積為A1=5.0，A2=6。

5、路線設(shè)計資料為：縱坡i=+2%，路基寬度為8米，路面寬度7米，路拱橫坡2%，路肩橫坡3%，挖方邊坡1：0.75，填方邊坡1：1.5。2、設(shè)計荷載公路級3、設(shè)計洪水頻率及最大冰凍深度設(shè)計洪水頻率：1/25最大冰凍深度：1.0 米3、地震烈度8度圖1 河溝形態(tài)斷面圖1.4. 設(shè)計任務(wù)進(jìn)行水文計算確定設(shè)計流量，完成一道石臺鋼筋混凝土蓋板涵設(shè)計（也可選擇采用鋼筋混凝土圓管涵、石拱涵或箱涵，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和方案比選，選擇最佳方案進(jìn)行設(shè)計。）本課程設(shè)計要求每位學(xué)生根據(jù)所給定的設(shè)計資料，獨立完成一道蓋板涵或拱涵，進(jìn)出口形式（八字墻、錐坡）自定，圖幅采用三號圖，長度不足可按倍數(shù)加長，全套設(shè)計圖主要內(nèi)容有：涵洞

6、布置圖（三視圖）；結(jié)構(gòu)配筋圖及細(xì)部構(gòu)造圖；進(jìn)出口結(jié)構(gòu)尺寸及計算書；工程數(shù)量表及計算說明書；設(shè)計總說明。.1.5. 設(shè)計紀(jì)律要求1、設(shè)計中要自主完成，杜絕抄襲現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)類同者，設(shè)計成績按零分計。2、正常上課期間所有設(shè)計學(xué)生必須到教室進(jìn)行設(shè)計，上午8：00 12：00，下午14：00 16：00，不得遲到和早退。3、設(shè)計期間指導(dǎo)教師實行不定期點名制度，兩次無故不到者設(shè)計成績降級。四次無故不到者設(shè)計成績?yōu)椴患案瘛?、由于設(shè)計時間較緊，希望同學(xué)們克服困難，按時、認(rèn)真完成本次設(shè)計任務(wù)。1.6. 設(shè)計日期2013年6月3日6月7日. . 2013年5月21日2. 設(shè)計方案的擬定2.1. 選擇涵洞類型由設(shè)計

7、任務(wù)書可知需要在某三級公路上擬建一道交通涵洞，涵洞類型有石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵、鋼筋混凝土箱涵、倒虹吸管涵波紋管涵、磚拱涵。這些涵洞類型中，石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵都只適用于設(shè)計流量在10m3/s以下的河流，由后面計算可知這些涵洞的泄水能力不能滿足本次設(shè)計；而倒虹吸管涵是用于灌溉的因此也不符合；而磚拱涵的承載能力很低，因此也不符合本次設(shè)計需求。結(jié)合各類型涵洞特點和設(shè)計需求以及達(dá)到總造價最低的原則，本次設(shè)計需用鋼筋混凝土蓋板涵。2.2. 進(jìn)出水口形式八字式洞口構(gòu)造簡單，建筑結(jié)構(gòu)美觀，施工簡單造價較低。常用于河溝平坦順直、無明顯溝槽，且溝底與涵底高差變化不大

8、的情況。結(jié)合以上各洞口類型特點和設(shè)計資料，本次設(shè)計涵洞進(jìn)出口形式選用八字式洞口。3. 涵洞水文、水力計算3.1. 涵洞水文計算本設(shè)計采用形態(tài)調(diào)查法計算涵洞的設(shè)計流量。形態(tài)調(diào)查法是用調(diào)查河槽形態(tài)與歷史洪水位的手段，取得河槽某一過水?dāng)嗝嬖谠摵樗坏倪^水?dāng)嗝?、平均流速及洪水頻率資料，據(jù)以推算橋涵處設(shè)計流量的方法。3.1.1. 形態(tài)斷面處的洪峰流量據(jù)實測河溝斷面計算見表3-13-1 復(fù)式斷面水力計算公式樁 號床面高程（m）水深（m）平均水深（m）高程差間距過水?dāng)嗝鏉裰?79.300.651.310.651.64+400178.01.31.750.935.253.13+403177.12.22.400.

9、424.82.04+405176.72.61.602.04.57.24.92+409178.70.60.300.60.50.150.78+410179.301118.0512.51水力半徑即平均水深：形態(tài)斷面處流速的確定用謝才滿寧公式計算。當(dāng)主河溝平均縱坡I=10，河床為嚴(yán)重堵塞和彎曲的周期性流水。查表得粗糙系數(shù)m=15。全斷面平均流速：歷史洪峰流量：3.1.2. 頻率周期換算按流量模比系數(shù)換算，由類土查表得。由和,查表得。則： 3.1.3. 橋址換算則： 3.2. 涵洞水力計算假設(shè)涵洞凈空高度；進(jìn)水口和壅水降落細(xì)數(shù)；進(jìn)口涵洞凈空高度；則涵前水深：；蓋板涵的涵洞凈寬：； 根據(jù)公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖鋼筋

10、混凝土蓋板涵泄水能力及水力計算表確定所選定型涵洞有關(guān)數(shù)據(jù)：跨徑： ;凈跨徑： ;凈高： ;臨界水深： ;臨界流速： ;泄洪能力： 4. 幾何設(shè)計4.1. 尺寸擬定4.1.1. 擬定常規(guī)尺寸（1）涵底縱坡根據(jù)河溝縱斷面地面線的天然縱坡擬定為1%（2）鋪地厚度：擬定為30cm厚的漿砌片石。（3）涵底高程：按涵底中心地面高程下挖（清底）推算。（4）涵洞埋深（從鋪地算起往下至基礎(chǔ)底面）：要大于當(dāng)?shù)貎錾?.0m。（5）進(jìn)、出水洞口形式采用八字墻，洞口尺寸：八字墻垂直頂寬a=40cm；墻身與其基礎(chǔ)垂直襟邊e取20cm；墻身背面垂直背坡取4:1；墻身端部斷面的高度：以端部露出底面高推算；墻身根部斷面高度：按

11、帽石底面算起至基礎(chǔ)之高差；本涵橋面板厚30cm，鋪裝層厚9cm，臺帽厚取20cm。4.1.2. 本涵洞經(jīng)擬定的尺寸1. 八字墻端部露出地面的高度擬定為20cm，根部高度以其基礎(chǔ)頂面自安全帶出檐的下緣降低10cm考慮，八字墻垂直頂寬取40cm，垂直背坡取為4:1，墻身基礎(chǔ)與涵身基礎(chǔ)等厚為50cm，并與涵身做成同一坡度，即1%，標(biāo)于進(jìn)出水口的端部。2. 基礎(chǔ)埋深根據(jù)當(dāng)?shù)貎錾畲_定為120cm，標(biāo)于出口端部相應(yīng)位置處。3. 基礎(chǔ)厚度擬定為70cm。4. 涵底鋪砌擬定為30cm厚的漿砌片石。5. 涵身與基礎(chǔ)按同一坡度設(shè)計，坡度取為1%，標(biāo)于相應(yīng)鋪底頂面。6. 截水墻寬度取為40cm，埋深與基礎(chǔ)同深，并將

12、其寬度標(biāo)于進(jìn)出口截水墻處。7. 涵洞緣石高取30cm，寬取30cm。4.2. 涵洞縱斷面上有關(guān)尺寸和高程的計算4.2.1. 洞身部分的高程和尺寸(1) 路基設(shè)計高程根據(jù)路基設(shè)計表結(jié)合小橋涵野外調(diào)查設(shè)計卡，查算出涵位中心樁號處的路基設(shè)計高程分別為：再設(shè)計草圖上用高程引出線將以上數(shù)據(jù)標(biāo)于設(shè)計草圖相應(yīng)位置處。(2) 涵底高程計算根據(jù)涵位中心樁號處原地面高程（在此以表示）減去30cm清底厚度（即）得出，即 將此高程值標(biāo)于設(shè)計草圖相應(yīng)中心樁號鋪底頂面處。(3) 確定進(jìn)出口處的建筑高度及涵洞中心涵臺高度進(jìn)水洞口高度 出水洞口凈高 涵洞中心凈高 將以上計算結(jié)果標(biāo)于設(shè)計草圖相應(yīng)位置。進(jìn)出水口建筑高度涵洞中心涵

13、臺高度其中為涵臺基礎(chǔ)頂面至鋪底頂面的距離，其值為基礎(chǔ)埋深減去基礎(chǔ)厚度，本設(shè)計基礎(chǔ)埋深取120cm，基礎(chǔ)厚度取70cm，故設(shè)計取。4.2.2. 涵長計算 涵洞全長：4.2.3. 進(jìn)出水口八字翼墻計算尺寸本設(shè)計進(jìn)出水口處八字翼墻基礎(chǔ)埋深與涵身埋深取值相同，翼墻基礎(chǔ)厚度。（1） 進(jìn)水口處翼墻根部斷面高度： ；翼墻端部斷面高度： ；上式中10cm為使八字翼墻美觀，在墻頂設(shè)的一個小平臺高度，20cm為翼墻端部斷的露出地面的高度。（2）出水口處翼墻根部斷面高度：；翼墻端部斷面高度：其中10cm為根部高度自安全帶出檐降低10cm；120cm為基礎(chǔ)埋深；70cm為基礎(chǔ)厚度；20cm為翼墻端部露出地面的高度。4

14、.3. 涵洞平面圖上有關(guān)幾何尺寸計算4.3.1. 凈跨徑根據(jù)流量計算結(jié)果選擇，本設(shè)計依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖，采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，鋼筋混凝土板在兩邊涵臺上各搭接30cm，故取，將此數(shù)據(jù)標(biāo)于平面設(shè)計草圖上的相應(yīng)位置。4.3.2. 涵臺半剖面和平面圖上的有關(guān)尺寸（1）涵臺底面的底寬參考公路橋涵設(shè)計手冊本涵臺底面的底寬取50cm。（2）基礎(chǔ)襟邊寬度取20cm。 將以上數(shù)據(jù)標(biāo)于剖面和半平面圖的設(shè)計草圖相應(yīng)位置。4.4. 半洞身和洞口立面圖上有關(guān)尺寸計算(1) 安全帶尺寸板涵邊部快件采用預(yù)制和安全帶一起澆筑，故安全帶長度與板長相同，板長取400cm，扣除兩側(cè)的預(yù)留縫隙各2cm，因此取396cm，標(biāo)于相應(yīng)草圖的位置。(2)

15、涵臺高度前已算過為512cm。(3) 臺帽厚度前以取定為20cm。(4) 設(shè)計板厚前以取定為30cm。(5) 橋面鋪裝前以取定為6cm防水混凝土加3cm瀝青混凝土鋪裝，共9cm。(6) 涵臺基礎(chǔ)尺寸將上述六項的尺寸標(biāo)于洞身剖面圖上。4.5. 局部剖面圖的尺寸根據(jù)現(xiàn)場地形進(jìn)行的進(jìn)出口布置結(jié)果，進(jìn)出口各有一對八字墻水流擴散角相同，取，故本設(shè)計進(jìn)出水口八字墻左右對稱。4.5.1. 翼墻根部和端部斷面背坡根據(jù)公式式中：八字墻張角，即； 涵洞斜交角； 水流擴散角；其余符號含義同前。4.5.2. 翼墻墻身根部斷面與基礎(chǔ)頂面的交線的垂線間夾角由公式得：因為本涵為正交涵，水流擴散角皆為，上下游四個八字墻左、右

16、各堆成。因此有，即：4.5.3. 上下游洞口根部斷面總高度上游洞口：下游洞口： 4.5.4. 翼墻墻身根部與端部斷面墻頂，順端墻方向平面投影寬度考慮八字墻根部小平臺的影響，經(jīng)計算進(jìn)水口兩個八字墻根部斷面墻底順墻方向投影寬度出水口兩個八字翼墻根部斷面墻底順端墻方向投影寬度進(jìn)水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度出水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度4.5.5. 翼墻洞口正投影長度上式中預(yù)加的15cm為八字墻頂小平臺的長度。4.5.6. 翼墻基礎(chǔ)襟邊順洞墻端部斷面的平面投影長度和翼墻基礎(chǔ)垂直襟邊寬度取20cm,則：4.5.7. 八字翼墻的總張口大小4.5.8. 翼墻基礎(chǔ)平面尺寸計

17、算進(jìn)水口左翼墻基礎(chǔ)根部寬度： 進(jìn)水口左翼墻基礎(chǔ)端部寬度： 進(jìn)水口右翼墻基礎(chǔ)根部寬度： 進(jìn)水口右翼墻基礎(chǔ)端部寬度： 出水口左翼墻基礎(chǔ)根部寬度： 出水口左翼墻基礎(chǔ)端部寬度： 出水口右翼墻基礎(chǔ)根部寬度： 出水口右翼墻基礎(chǔ)端部寬度： 工程量5. 工程數(shù)量計算根據(jù)公路小橋涵設(shè)計手冊的標(biāo)準(zhǔn)圖，該涵洞共需0.99m寬中板11塊，0.89m邊塊2塊，計算出該涵洞的工程數(shù)量如下。5.1. 蓋板(1) 主筋（22）：(2) 架立鋼筋（12）：(3) 箍筋（8）：(4) 預(yù)制板混凝土（C30）：5.2. 涵洞計算(1) 臺帽：混凝土（C20）：(2) 臺墻：臺身采用M10砂漿30號片石，其工程量為：(3) 基礎(chǔ)：基

18、礎(chǔ)采用M7.5砂漿砌30號片石，其工程量為：5.3. 八字墻計算5.3.1. 八字墻身八字墻身采用M7.5砂漿砌30號片石。(1) 進(jìn)洞口翼墻墻身工程數(shù)量： (2) 出洞口翼墻墻身工程數(shù)量：故八字墻身的總體積為：5.3.2. 八字墻基八字墻基采用M7.5砂漿砌30號片石。進(jìn)口單個翼墻基礎(chǔ)：其中：故八字墻基礎(chǔ)的總體積為：5.4. 截水墻截水墻采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：5.5. 洞口鋪砌洞口鋪砌采用M7.5砂漿30號片石。其工程數(shù)量為：5.6. 鋪底洞口鋪砌采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：5.7. 鋪底層鋪裝層采用C30混凝土。其工程數(shù)量為：材料項目工程數(shù)量表鋼筋混凝土M10砂漿砌30號塊石M7.5砂漿砌30號塊石20128C30C20單 位涵身蓋板及帽石14