公路小桥涵勘测设计复习资料第一章小桥涵概论1.小桥涵的作用:①保证“路基”连续;②保证水流畅通;③保证行车无阻。
2.小桥涵的作用的体现:①小桥涵要影响公路的造价,15—20%;②小桥涵要影响公路的使用;③小桥涵要影响农业生产。
3.桥涵的划分标准:①多孔跨径总长L;②单孔跨径L0。
4.单孔跨径L0:指标准跨径。
梁式桥、板式桥涵以两桥(涵)墩中线间距离或桥(涵)墩中线与台背前缘间距为准;拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。
5.多孔跨径总长L:仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥及涵洞的一个指标,梁式桥、板式桥涵为多孔准跨径的总长;拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离;其他形式桥梁为桥面系车道长度。
6.净跨径Lj:对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距;对于拱式桥是每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水平距离。
7.《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)的规定:8.小桥涵设计原则:安全、适用、经济、美观、有利于环保(①技术、经济、合理原则;②因地制宜,就地取材和便于施工养护;③利于农业生产原则;④标准化、装配式的原则)。
9.小桥涵设计要求:①行车要求(满足平、纵面线形标准要求;满足桥涵净空的要求);②排水的要求(保证设计流量顺利宣泄;保证桥下一定的净空高度);③通航要求;④跨线要求;⑤满足设计荷载要求;⑥桥上线形及桥头引道要求。
10.小桥涵测设内容:外业勘测:①资料收集及勘测准备;②小桥涵结构类型选择;③小桥涵位置选择;④拟建小桥涵址处测量;⑤小桥涵址调查。
内业设计:①设计流量计算及孔径确定;②小桥涵主要尺寸拟定;③小桥涵立面布置;④工程数量计算及施工图预算编制。
11.公路排水系统的作用:排水系统是公路的结构组成之一,为了确保路基稳定,不受自然水的侵害。
12.公路排水系统的组成:①纵向:边沟、截水沟、排水沟;②横向:路拱、小桥、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽。
13.涵洞:主要是为宣泄地面水流(包括小河流)而设置的横穿路基的小型排水构造物。
14.小桥:是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物(如人行小道、机耕道等)而建造的构造物。
15.漫水桥:允许洪水,设计洪短期淹没桥面的公路桥跨结构。
16.漫水桥适用条件:适用于雨量集中,洪水历时短暂,河床宽浅,河滩宽阔,两岸地形平坦,公路允许短期阻车的低级公路。
17.漫水桥的建造要求:①桥位中心线应与洪水的流向互相垂直避免斜交;②桥孔沿河床横断面宜设在河沟较深的地段上。
;③尽量减小桥面和桥墩台的阻水面积,上部结构与墩台之间必须连结可靠,避免水流的冲刷毁坏。
18.过水路面:用加固路基及路基边坡的方式,允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物。
分为一般过水路面和混合式过水路面。
19.过水路面应用条件:①宜在流速较小,无底砂运动轻微,并且公路允许短期阻车的宽阔漫流地区;③当过水路堤高度大于0.5m—0.6m,在一些经常流水但流量较小的河沟上,可配置盖板明涵;④当过水路堤高度大于1m时,过水路面可与箱涵、圆管涵或漫水小桥等混合使用。
20.过水路面建造要求:①过水路面沿路线方向的两端应伸出设计水位相应的淹没处之外;②过水路面应顺水流向设单斜10%—20%的路面横向坡度。
21.透水路堤:用块、片石砌成路基,利用石块间空隙排水的构造物。
22.透水路堤应用条件:①一般只在水流较小,水流含砂量较小的低等级公路上使用,在寒冷地区受冰冻影响,不宜用透水路堤;②构造简单,改造公路纵断面时没有特殊困难,且能通过任何荷载,有良好的抗震能力;③在地质构造复杂,经常有地下泉水潜流或地基土质不佳的地区,做透水路堤尤为有利。
23.透水路堤的建造要求:①水流含砂量小;②冲刷小。
24.倒虹吸涵洞:当横跨公路的沟渠,水面与路面高度相差不多,(甚至水面高于路面),修建明涵或设渡槽均无法满足要求时,为避免渠路干扰,利用倒虹吸原理修建的排水构造物。
25.倒虹吸涵洞的应用条件:①泥沙及杂物(漂流物)少的沟渠,流速不能太小;②管道不宜埋置过深,以填土高度不超过3m为宜。
26.倒虹吸涵洞的建造要求:一般是配合农田水利所需而采用。
27.渡槽:当横跨公路的沟渠很高,在其下足以保证行车净空时,在公路上空架设的横向排水构造物。
应用条件:原水道与路基设计标高相差较大。
建造要求:应满足道路对净空与美化的要求。
28.与等级有关的排水系统:①漫水桥;②过水路面;③透水路堤。
与等级无关,与标高有关的排水系统:①倒虹吸涵洞;②渡槽。
第二章小桥涵类型及选择1.小桥涵按建筑材料分:木、石、钢、砖、砼、钢筋混凝土、预应力混凝土、其他材料。
2.小桥涵按构造形式分:①小桥—板、梁、拱;②涵洞—管、板、拱、箱(石拱涵:养护费用低,经久耐用,超载潜力大;板梁涵:石盖板涵——适用于小跨径L<2M)。
3.小桥涵按填土高度分:①明涵:填土高度F1<50CM,要计冲击荷载,适用于低路堤和挖方地段的涵洞,浅沟渠;②暗涵:填土高度F1≥50CM(管涵、拱涵),适用于填方较高的路堤,深沟渠。
4.小桥涵按孔数分:①单孔;②双孔;③多孔。
5.小桥涵按水力性质分:小桥:①自由出流——判定条件:ht≤1.3hlj;②非自由出流——判定条件:ht>1.3hlj。
涵洞:①无压力式;②半压力式;③压力式(倒虹吸管涵)。
6.涵洞按洞身形式分(按立面布置形式分):①进口抬高式涵洞;②进口不抬高式涵洞;③平置式斜坡涵;④斜置式斜坡涵。
7.小桥涵按适用功能分:①排洪涵(桥);②灌溉涵(桥);③渠涵;④交通涵(桥)(人行地道、人行天桥、立交桥)。
8.小桥涵按洞身平面布置分:①正交涵(桥):α=900;②斜交涵(桥):α=450、600、750;③曲线涵(桥)。
9.小桥涵按施工方法分:①现浇砌筑;②预制拼装。
公路施工涵洞可分为:①明挖修筑涵洞;②顶进涵洞(顶入法、顶拉法、对拉法、中继间法、牵引法)。
10.小桥常见类型:①板桥;②拱桥;③钢架桥。
11.小桥涵类型选用原则:①应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需要,按照适用、经济、安全和美观的总原则进行设计;②公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。
12.小桥涵选型考虑因素:①路(等级、任务、性质);②地(形、质、震);③水(文、力);④施工(工期、技术、水平);⑤造价;⑥材料;⑦养护。
13.小桥涵选型的综合分析:①桥和涵的选择(流量的大小、路堤高度和河沟深浅、地基情况,以及材料等确定);②孔数选择(优先选择单孔、在建筑高度受限制时可采用双孔尽量不多于3孔)。
第三章小桥涵勘测1.小桥涵勘测的目的:在于搜集和初步整理出小桥涵设计所需要的外业资料。
2.小桥涵勘测方法:勘测工作应深入现场。
3.小桥涵勘测内容:①拟建小桥(涵洞)址处和形态断面处的测量和水文勘测;②工程地质和地貌调查;③气象尤其是洪水期暴雨资料的收集;④建筑材料的供源调查;⑤原有桥涵构造物和水利设施的情况;⑥当地对拟建小桥涵的要求。
4.准备小桥涵勘测外业需用的仪器工具:①地形测量:经纬仪、水准仪、花杆、皮尺、水准尺、手水准、水平板仪;②水文测量:流速仪、浮标、测绳、测杆等;③地质调查:罗盘仪、地质锤、取样盒、锹、镐、小型取样钻机。
5.小桥涵的位置选择原则:①小桥涵位置应服从路线走向(特殊情况下:考虑桥涵在技术上不可行;考虑总体工程数量过份增加,经济上不可行;考虑过份降低路线标准,造成路线线形不合理);②以路基排水相配合,形成系统;③维护天然水系,确保水流畅通,做到上游河段顺直,出口水流平稳;④总体工程数量最省原则,以降低工程造价。
6.小桥涵沿路线布设的布置:①天然河沟与路线相交处;②农田灌溉渠与路线相交处;③路基边沟排水渠;④路线交叉处;⑤其他设涵情况。
7.小桥涵沿路线布设的布置:①纵坡成凹形处;②纵坡由陡变缓处;③陡坡急变处;④截水沟出口设涵。
8.桥位选择:桥位选择则小桥定位,它主要是确定小桥的中心里程桩号及桥轴线方向,以及跨河时路中线位置。
①选择地点:桥位应选择在河面窄、水流平缓、河段顺直、地质良好的河段;②桥位中线应尽量与水流方向垂直、建成正交桥若不能正交,则桥梁墩台轴线方向,应尽量与水流方向平行,为了减少水流对桥墩台、路基边坡的冲刷;③桥位应选择在有利于布设两端引道的河段;④桥位选择应尽量与路线配合,以创造良好线形和景观。
9.涵位选择:涵洞定位,通常是沿着已确定路线方向前后移动,以选择一个合理而又经济的位置。
①路线跨越小河沟时:(l0<500m)条件:汇水面积F1≥0.1km2;②路线穿越农田排灌边沟排水涵;③在路基边沟(或水沟)出口处,设置边沟排水涵;④路线交叉处(平交、立交);⑤特殊用途的设涵。
10.涵位选择原则和方式:①若两沟相距较近时,可采取合并办法;②在回头曲线时,可考虑改沟,取消涵洞;③河沟较深,边坡稳定时,可采取岸坡设涵。
11.具体定位时:平原区:①沟心设涵;②河沟转弯时,改沟:裁弯取直或改移河沟;③注意设农田灌溉涵洞和设涵后出口对农田的冲刷。
山岭及丘陵区:①顺沟设涵;②裁弯取直;③改沟合并;④岸坡没涵;⑤开沟取消涵洞;⑥山脊线,以排水沟代替涵洞。
12.小桥涵测量目的:①实地检查、实地钉设(中心桩);②提供路线设计资料;③提供内业设计资料。
13.小桥涵测量定位:①涵洞——定中心里程桩号,定斜交角度;②小桥——定桥梁中心里程桩号(或桥轴两岸控制桩里程)、定斜交角度、定跨河时路中线位置。
14.斜交角度(α)——路线前进方向与水流方向间的(右侧)夹角。
15.斜度(900-α)——路中线的法线方向与水流方向的夹角。
16.定位方法:①位于直线上桥涵的定位,可直接用花杆穿线(或用经纬仪穿线)的办法确定中桩;②位于曲线上桥涵的定位,多用切线支距法(或偏角法)。
17.断面测量要求:①小桥——沿路线方向测河床上、中、下游三个横断面;②涵洞——沿涵轴线方向测河沟纵断面。
断面测量方法:①抬杆法;②经纬仪法。
18.小桥涵工程地质调查勘测方法:以调查为主,挖(钻)探为铺。
工程地质调查——一般公路采用。
、挖(钻)探、钎探——高等级公路采用。
第四章小桥涵流量计算1.小桥涵流量计算方法:①径流形成法;②暴雨推理法;③形态调查法;④直接类比法。
2.径流形成法原理:径流形成法是从分析汇水区形成和地面迳流的因素着手,从而建立这些因素与设计流量的函数关系,求得设计流量。
3.影响迳流流量的因素:①暴雨特征;②汇水区特征。
4.径流形成法计算公式:5.迳流形成法计算资料的收集:①汇水面积F(实测与估算相结合);②主河沟平均坡度Iz(等面积切割法计算);③土壤吸水类属的确定;④汇水区植被调查;⑤水库、湖泊情况调查。
6.暴雨推理法原理:运用成因分析与经验推断相结合的方法,从实测的暴雨资料入手,应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系,从而间接地推求设计流量,它是一种半理论半经验的计算方法。