小橋和涵洞勘測(cè)、孔徑計(jì)算及設(shè)計(jì)

1第一節(jié)小小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)01第二節(jié)小小橋孔孔徑計(jì)算02第三節(jié)涵涵洞設(shè)設(shè)計(jì)03小橋和涵洞洞勘測(cè)、孔孔徑計(jì)算及及設(shè)計(jì)2小橋和涵洞洞勘測(cè)的主主要任務(wù)小橋和涵洞洞勘測(cè)的主主要工作內(nèi)內(nèi)容12第一節(jié)小橋和涵洞洞勘測(cè)3一、小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)的主要任任務(wù)小橋和涵洞洞勘測(cè)包括括外業(yè)勘測(cè)和內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)兩部分通過(guò)對(duì)公路路沿線的地地形、地質(zhì)質(zhì)、水文、、氣象及農(nóng)農(nóng)田水利設(shè)設(shè)施等情況況進(jìn)行勘測(cè)測(cè)和調(diào)查，，為橋涵設(shè)設(shè)計(jì)以及水水力計(jì)算提提供必要的的資料和依依據(jù)。4二、小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)的主要工工作內(nèi)容1、勘測(cè)前的的準(zhǔn)備工作作（1）地形資料料：搜集公公路沿線1:10000-1:50000的地形圖，，要求能獲獲得必要的的流域面積積、主河溝溝平均縱坡坡度等資料料。（2）地質(zhì)資料料：搜集區(qū)區(qū)域地質(zhì)特特征資料、、地形圖及及土質(zhì)類別別。（3）水文資料料：小橋涵涵所在地附附近水文站站歷年實(shí)測(cè)測(cè)最大流量量及其相應(yīng)應(yīng)的洪水位位或歷史洪洪水位痕跡跡、沿河溝溝上下游河河床變遷情情況、水工工構(gòu)造物等等資料。5二、小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)的主要工工作內(nèi)容（4）氣象資料料：當(dāng)?shù)貧鈿庀笳灸?、、月平均降降雨量，暴暴雨?qiáng)度和和所持續(xù)時(shí)時(shí)間，年內(nèi)內(nèi)最高、最最低氣溫，，主導(dǎo)風(fēng)向向和風(fēng)力等等。（5）其他資料料：若為改改建或修復(fù)復(fù)工程，需需向原設(shè)計(jì)計(jì)、施工和和養(yǎng)護(hù)部門門搜集有關(guān)關(guān)工程的測(cè)測(cè)設(shè)、施工工及竣工資資料，了解解該工程的的使用、養(yǎng)養(yǎng)護(hù)、水毀毀等情況，，并征詢小小橋涵改建建的意見(jiàn)。。（6）組織與配配備完成該該工程勘測(cè)測(cè)任務(wù)的人人員、儀器器和工具等等。6二、小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)的主要工工作內(nèi)容2、小橋和涵涵洞位置的的選擇小橋和涵洞洞位置的選選擇應(yīng)以服服從路線走走向，保證證排水順暢暢和路基穩(wěn)穩(wěn)定，降低低工程造價(jià)價(jià)為原則。。（1）山嶺及丘丘陵區(qū)小橋橋涵位置的的確定①一般為一一溝一涵，，間距不宜宜大于300m。當(dāng)匯水區(qū)區(qū)很小時(shí)，，兩河溝相相距很近，，可改溝合合并。但要要注意開(kāi)挖挖排水溝或或加深、加加寬邊溝；；做好舊河河溝的堵塞塞、截水墻墻及路基加加固工程。。782、小橋和涵涵洞位置的的選擇②涵位與路路基排水系系統(tǒng)密切配配合。92、小橋和涵涵洞位置的的選擇③路線的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角較大（（大于90°），平曲線線半徑較小小，進(jìn)入彎彎道前的縱縱坡大于4%，在彎道起起（終）點(diǎn)點(diǎn)附近應(yīng)設(shè)設(shè)置涵洞。。102、小橋和涵涵洞位置的的選擇④凹形豎曲曲線的低處處或路線由由陡變緩，，在此200m內(nèi)又無(wú)其他他涵洞，在在低點(diǎn)或變變坡點(diǎn)附近近應(yīng)設(shè)置涵涵洞。112、小橋和涵涵洞位置的的選擇（2）平原區(qū)小小橋和涵洞洞位置的確確定①根據(jù)天然然排洪系統(tǒng)統(tǒng)，有利于于農(nóng)業(yè)灌溉溉設(shè)置小橋橋和涵洞，，并避免橋橋涵出口對(duì)對(duì)耕地造成成沖蝕。②路線通過(guò)過(guò)較長(zhǎng)的低低洼及泥沼沼地帶時(shí)，，在具有天天然縱坡地地段，可適適當(dāng)多設(shè)置置涵洞，以以防排水不不暢及長(zhǎng)期期積水。③路線靠近近村莊時(shí)，，要注意設(shè)設(shè)置涵洞，，以便及時(shí)時(shí)排除村內(nèi)內(nèi)的地面積積水。④小橋和涵涵洞的位置置應(yīng)選擇在在河床地質(zhì)質(zhì)良好、地地基承載力力較大的河河段。12二、小橋和和涵洞勘測(cè)測(cè)的主要工工作內(nèi)容3、小橋和涵涵洞測(cè)量主要包括河河溝橫斷面面、河溝縱縱斷面及河河溝比降測(cè)測(cè)量并測(cè)繪繪橋涵址平平面圖。4、小橋和涵涵洞類型的的選擇13水流通過(guò)小小橋的圖式式小橋孔徑計(jì)計(jì)算12第二節(jié)小橋孔徑計(jì)計(jì)算141、斷面比能能單位質(zhì)量液液體相對(duì)于于基準(zhǔn)面的的機(jī)械能能一、水流通通過(guò)小橋的的圖式152、臨界水深深在斷面形式式與流量給給定的條件件下,相對(duì)應(yīng)于斷斷面比能最小時(shí)時(shí)的水深163、寬頂堰堰：渠底抬抬高形成的的局部障礙礙壁寬頂堰：＜10按照寬頂堰堰理論分析析計(jì)算小橋橋下的水流流2.5＜17條件：特點(diǎn)：橋下水深為為臨界水深深橋下水流出出流不受下下游天然水水深影響1、自由式出出流一、水流通通過(guò)小橋的的圖式182、淹沒(méi)式出出流條件：特點(diǎn)：橋下臨界水水深被下游游水深淹沒(méi)沒(méi)，橋下水深為為下游天然然水深下游水深影影響橋下水水流出流。。一、水流通通過(guò)小橋的的圖式19二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））小橋孔徑的的計(jì)算方法法與大中橋橋不同：（1）大中橋允允許橋下產(chǎn)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牡臎_刷小橋不允許許橋下發(fā)生生沖刷，需需進(jìn)行人工工鋪砌（2）大中橋橋橋下斷面設(shè)設(shè)計(jì)流速為為天然河槽槽平均流速速小橋根據(jù)鋪鋪砌的類型型取允許不不沖刷流速速作為設(shè)計(jì)流速。20二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））21二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））1、判別橋下下水流圖式式（1）確定小橋橋下游河槽槽天然水深深ht外業(yè)調(diào)查：：河床橫斷面面圖假設(shè)不同水水深:計(jì)算相應(yīng)于于的流流速和流量量比較與22（2）確定橋下下臨界水深深矩形斷面,寬淺梯形斷斷面深而窄的梯梯形斷面1、判別橋下下水流圖式式23（3）水流圖式式判別當(dāng)ht≤1.3hk時(shí)，自由式式出流；當(dāng)ht＞1.3hk時(shí)，淹沒(méi)式式出流。1、判別橋下下水流圖式式24二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））2、確定小橋橋孔徑長(zhǎng)度度（1）自由式出出流近似認(rèn)為矩形斷面梯形斷面252、確定小橋橋孔徑長(zhǎng)度度（2）淹沒(méi)出流流近似認(rèn)為矩形斷面梯形斷面26二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））3、確定橋前前水深H（1）橋下為自自由式出流流，橋前水水深H按下式計(jì)算算：H—橋前水深；；—流速系數(shù)，，見(jiàn)表9-2-2；vH—水深為H的橋前斷面面的行近流流速。27二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））3、確定橋前前水深H2）橋下為淹淹沒(méi)式出流流，橋前水水深H按下式計(jì)算算：V—由采用的橋橋孔長(zhǎng)度計(jì)計(jì)算的橋下下流速。28二、小橋孔孔徑計(jì)算（（試算法））4、確定路基基和橋面最最低高程橋頭路基最最低高程=河床最低點(diǎn)點(diǎn)高程+H+△橋面最低高高程=河床最低點(diǎn)點(diǎn)高程+H+J+D29小橋和涵洞洞類型的選選擇）水流通過(guò)涵涵洞的水力力圖式12第三節(jié)涵洞設(shè)計(jì)涵洞孔徑計(jì)計(jì)算3涵洞進(jìn)出口口處理430一、小橋和和涵洞類型型的選擇1、小橋和涵涵洞的選擇擇影響小橋涵涵類型的因因素主要有有兩個(gè)：流量流量小或季季節(jié)性水流流，無(wú)漂浮浮物，泥沙沙少—涵洞流量大，漂漂浮物及泥泥沙多—小橋路堤填土高高度填土高度小小，滿足壅壅水要求—涵洞填土高度過(guò)過(guò)大—小橋小橋涵類型型的選擇還還要考慮河河溝縱坡及及建筑材料料31一、小橋和和涵洞類型型的選擇2、涵洞的類類型及其適適用情況涵洞由洞身身、洞口、、基礎(chǔ)三個(gè)個(gè)部分組成成。32一、涵洞類類型的選擇擇1、圓管涵承載結(jié)構(gòu)——素砼或鋼筋筋混凝土圓圓管圓管涵孔徑徑一般為0.75~2.0m最小填土厚厚度50cm不設(shè)涵臺(tái)，，基礎(chǔ)構(gòu)造造簡(jiǎn)單受力性能好好，工程數(shù)數(shù)量少，造造價(jià)低多孔時(shí)不宜宜超過(guò)三孔孔33342、蓋板涵承載結(jié)構(gòu)——石蓋板或鋼鋼筋混凝土土蓋板蓋板涵孔徑徑一般為1.0~4.0m設(shè)支承蓋板板的涵臺(tái)，，多采用圬圬工輕型橋橋臺(tái)蓋板涵可為為明涵，也也可為暗涵涵352、蓋板涵基礎(chǔ)可采用用整體式基基礎(chǔ)或分離離式基礎(chǔ)臺(tái)身底部設(shè)設(shè)鋼筋混凝凝土支撐梁梁36373、拱涵承載結(jié)構(gòu)——圬工或鋼筋筋混凝土拱拱圈拱涵孔徑一一般為1.0~4.0m可用于明涵涵或暗涵383、拱涵基礎(chǔ)與蓋板板涵同承載潛力大大，但對(duì)地地基承載能能力要求高高涵臺(tái)與蓋板板涵類似，，但設(shè)背坡坡39404、箱涵承載結(jié)構(gòu)——封閉的鋼筋筋混凝土箱箱型框架結(jié)結(jié)構(gòu)箱涵孔徑一一般為2.0~4.0m414、箱涵采用雙層基基礎(chǔ)，上層層為10cn厚的混凝土土，下層為40~70cm的砂礫墊層層鋼筋用量大大，施工麻麻煩，多用用于軟土地地基或高速公路的通通道425、倒虹吸涵涵在路基填土土不高，路路線兩側(cè)水水深高于路路基高度，，或在淺路塹塹處，可采采用倒虹吸吸涵。43二、水流通通過(guò)涵洞的的水力圖式式1、無(wú)壓力式式特點(diǎn)：洞身身內(nèi)水流全全具有自由由液面。條件：普通式：流線型：44二、水流通通過(guò)涵洞的的水力圖式式2、半壓力式式特點(diǎn)：進(jìn)進(jìn)水口口口被水淹淹沒(méi)，洞洞內(nèi)部分分水面具具有自由由液面條件：普通式：：流線型：：不出現(xiàn)現(xiàn)出水口不不被湮沒(méi)沒(méi)45二、水流流通過(guò)涵涵洞的水水力圖式式3、壓力式式特點(diǎn)：整整個(gè)洞身身被水充充滿，不不具有自自由液面面條件：普通式：：不出現(xiàn)現(xiàn)流線型：：或出水口口被淹沒(méi)沒(méi)46三、涵洞洞孔徑計(jì)計(jì)算（1）無(wú)壓力力式涵洞洞進(jìn)水口口處，涵涵內(nèi)的最最高水面面與涵洞洞頂之間間要保持持一個(gè)最最小凈空空高度△△。1、無(wú)壓力力式涵洞洞47三、涵洞洞孔徑計(jì)計(jì)算1、無(wú)壓力力式涵洞洞（2）從涵前前水深H到進(jìn)口水水深H’的降落系系數(shù)取0.87（3）收縮斷斷面的水水深hc=0.9hk，涵前的的行近流流速v0≈0，即H0≈H。（4）涵洞出出口處或或收縮斷斷面處的的最大允允許流速速48三、涵洞洞孔徑計(jì)計(jì)算無(wú)壓力式式涵洞的的基本公公式實(shí)際工程程中，涵涵洞孔徑徑多按照照標(biāo)準(zhǔn)圖圖的水力力計(jì)算資資料采用用。492、半壓力力式涵洞洞半壓力式式涵洞的的水力計(jì)計(jì)算，常常以涵前前斷面和和進(jìn)口收收縮斷面面作為計(jì)計(jì)算斷面面，根據(jù)據(jù)能量方方程來(lái)推推算流量量和涵前前水深。。其基本本公式為為：503、壓力式式涵洞為充分利利用斷面面，達(dá)到到縮小孔孔徑的目目的，壓壓力式涵涵洞一般般采用進(jìn)進(jìn)水口升升高式的的洞口建建筑，使使涵頂與與水流線線形基本本一致。?；竟綖椋海?11、涵洞洞洞口形式式的選擇擇四、涵進(jìn)進(jìn)出口處處理（1）八字翼翼墻式或或錐形護(hù)護(hù)坡式洞洞口適用于平坦順直直、河溝溝較寬、、縱斷面面高差變變化不大大的河溝和和孔徑有有一定壓壓縮的情情況。521、涵洞洞洞口形式式的選擇擇（2）一字墻墻護(hù)坡洞洞口適用于邊坡規(guī)則則的人工工渠道或或在窄而而深、水水流比較較集中、河河床縱斷斷面變化化不大的的天然河河溝。53（3）跌水井井式洞口口1、涵洞洞洞口形式式的選擇擇適用于涵底高程程低于路路基邊溝溝溝底高高程的情情況541、涵洞洞洞口形式式的選擇擇（4）流線型型洞口既適用于于壓力式式涵洞，，又適用用于無(wú)壓壓力式涵涵洞，多用于蓋蓋板涵和和拱涵555）斜交涵涵洞洞口口當(dāng)涵洞與與路線斜斜交時(shí)，，洞口布布置常見(jiàn)見(jiàn)的有兩兩種。斜交正做做：洞口口斷面與與涵洞軸軸線垂直直，與路路中心線斜交——圓管涵和和斜度大大的拱涵涵斜交斜做做：洞口口斷面與與路中線線平行，，與涵洞洞軸線斜交——多用56四、涵洞洞進(jìn)出口口處理（1）進(jìn)水洞洞口溝床床加固處處理1）緩坡涵涵洞進(jìn)水水口溝床床加固①縱坡小小于10%的順直河河溝翼墻間采采用干砌砌片石鋪砌加固固。對(duì)流流速較小、孔孔徑較大大的多孔涵洞洞，可采采用U形鋪砌。2、進(jìn)出口口溝床加加固處理理57②涵前天天然河溝溝縱坡為為10%~40%1）緩坡涵涵洞進(jìn)水水口溝床床加固開(kāi)挖、護(hù)護(hù)坡1