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涵洞的设计



同理可得: 涵洞长度:
1 W上 a m( H h1 ) L上 1 mi 1 W下 a m( H h2 ) L下 1 mi L L上 L下
2、路堤边坡有两个数值时,方法同上,可得:
1 W上 m1 H1 m2 ( H 2 h1 ) a L上 1 m2 i 1 W下 m1 H1 m2 ( H 2 h2 ) a L下 1 m2 i
线 a b W 入 H h d h L 路 上 下 1 2 中 口 心 线

i 0 W上 a H (h1 d ) m
W上 a H (h1 L上 i ) m W上 a m ( H h1 ) L上 m i

习题
72.在Ⅰ、Ⅱ级铁路上设置涵洞时,应:①按流量 Q1%选择孔径并按Q1%检算路堤高度;②按Q2%选择 孔径并按Q2%检算路堤高度;③按流量Q1%选择孔 径并按Q2%检算路堤高度;④按流量Q2%选择孔径 并按Q1%检算路堤高度。( ) 73.新建涵洞设置上拱度时应使:①进口流水槽面, 低于或等于涵中即涵洞中心的流水槽面;②涵中 的流水槽面高于进口流水槽面;③进口流水槽面 高于或等于涵中的流水槽面。( )
(三)箱涵 优点:施工期限较拱涵短,对地基承载力 较拱涵低。 缺点:钢筋用量比拱涵多。 适用范围:要求排洪量大,地质条件差,路 堤高度小,不宜设置拱涵的工点。
三、确定拱涵孔径 (一)排洪涵孔径的确定(步骤) 首先根据已知的设计流量Q2%,从表中查 出适宜孔径;按设计流量Q1%查该孔径的涵 前积水深H。 然后按水力条件要求H+0.5m应不高于现 有路堤高度;按结构条件要求的最小路堤 高度应不高于现有路堤高度。 若现有路堤高度不足或涵前积水太深, 应另选用较大孔径或将单孔改为双孔。

三、涵洞布置
平面布置
(1)沿路线的合理布置 尽量保持河沟水流的天然状态,一
般应一沟一涵 (2)涵洞与路线的正交和斜交布置 正交可使涵宽和涵身长度最小。 若正交能导致水流不畅,冲毁农田、 堤坝或危及涵洞、路堤本身时,不 宜勉强正交,可斜交。
立面布置
关于坡涵
a)齿状基础;
b)扶壁式基础;
涵洞长度:
L L上 L下
2、当入口翼墙位于线路下坡端时
θ 水流方向
L上
L下
(H h )m W b sin acos 1 上 2 L cos ( jsin i)m 上 (H h )mW b sin acos 1 下 2 L cos ( jsin i)m 下

习题
74.钢筋砼圆形涵洞如孔径较小,一般采用:①整 体基础;②非整体基础;③遇土质均匀,下沉量 不大的地基,可设置;④有基涵洞;⑤无基涵洞。 ( ) 75.用于小型农田灌渠和小量排洪的涵洞,宜选择: ①钢筋砼圆涵;②石拱涵;③箱涵。( ) 76.设翼墙式进出口的正交涵洞:①帽石,一字墙 必与路肩平行;②帽石,一字墙不一定与路肩平 行;③帽石必与路肩平行,一字墙不一定与路肩 平行。( )
(二)上拱度 1、所谓预留上拱度是指将涵洞中的流水 槽面(或交通涵的路面)标高提高一个数 值,以期经过一段时间运营后,涵洞标高 下降至原定值而稳定下来。(上拱度值 见教材表) 2、新涵洞一般要预留上拱度,基底为岩 石、洞顶填方厚度不足2以及坡度较陡的 涵洞,可不设上拱度。
(三)换填土壤 若基底为松软土壤,其下不深有硬层 时,可挖除松软土壤换填砂加卵石至硬 层。 (四)坚硬岩石上的基础 涵洞基底为坚硬密实且节理少的岩层, 可不做边墙和基础。 七、涵洞出入口的铺砌防护 入口采用干砌片石; 出口采用浆砌片石。
习题
略述涵洞整体式基础,分离式基础的特点 与适用范围。(10分) 陡坡涵洞有何特点?与一般涵洞有何不同? 陡坡涵洞宜采用哪种类型。为什么?不宜 采哪种类型,为什么?(13分)

THE END
下次授课内容: 线路复测与桥轴线测量 作业:无 请同学们做好预习及复习工作,谢谢!
CLASS IS OVER THANK YOU
涵洞长度:
L L上 L下
六、涵洞基础设计 涵洞基础设计包括选定基础类型、确 定基础尺寸、决定基础埋置深度及措施 等。 (一)基础类型、尺寸及埋置深度 1、整体基础厚度的确定 两边墙传来的压力分布线须在基底面 以上相交。据此,得出各种孔径涵洞基 础的最小厚度。具体见教材表
2、基础埋置深度 涵洞基础的埋置深度都从沟底中心算起 出入口端翼墙基础深度,主要根据冲刷 深度确定; 洞身基础深度按基底应力确定。

二、选择涵洞的类型 依据: →水流情况 →设计流量 →路堤填方高度 →地质条件 →材料供应 →施工期限 →用途 →经济指标等

常用的涵洞有哪些类型?并略述各自的特 点与适用范围。(14分)
各类涵洞的特点及适用范围如下: (一)圆涵 优点:施工快,工程量小等。 缺点:过水能力小,易产生淤泥。 适用范围:小型的农田灌溉和小量的排洪 (二)拱涵 优点:排洪能力大,可就地取材。 缺点:地基承载力要求高,施工复杂,圬工量大 适用范围:地质条件较好,附近有良好石料来源

习题
79、拱涵入口处往往采用提高节,其作用 是__________。 80、位于良好石质地基上的涵洞可不设沉 降缝。这是因为_____________。 81、涵洞设置出入口的作用是 ____________。

习题

略述确定排洪涵洞与交通涵洞孔径的方法。 (13分) 何谓涵洞整体式基础,分离式基础的特点 与适用范围。(10分)
本节课讲授内容
涵洞的设计,陡坡涵洞
为了您的美好前程,请认真听讲,谢谢!
第三节
涵洞的设计
一、涵洞设计的一般原则 (一)就地取材,尽量采用石砌圬工。 (二)广泛套用标准设计。 (三)在一定线路范围内应尽量减少涵洞 类型。 (四)各式涵洞的长度视其净高h(或内 径)而定。
h=0.75m,长度不宜超过10m; h=1.0m,长度不宜超过15m; h=1.25m,长度不宜超过25m; h≥1.5m,长度不受限制. (五)排洪涵洞的最小孔径不应小于1.0m; 灌溉渠涵洞孔径一般不应小于0.75m。 (六)增建第二线或改建既有线时,可参 考旧涵孔径。
c)台阶式基础
习题
73、山区陡坡涵洞往往地质条件好,最宜 采用钢筋混凝土圆形涵洞。( ) 74、若涵洞基地土质较差,下面不深就是 岩石层,应将此薄层松软土壤挖除,换填 砂加卵石至基地标高即可下基。( ) 75、涵洞设置上拱度后,涵洞中心流水槽 面不得高于入口流水槽面。( )

习题
76、钢筋混凝土盖板箱涵的盖板与边墙的 连接是刚性连接。( ) 77、钢筋混凝土圆涵如采用无基型式并设 一定的厚度的砂垫层,则洞身管节之间可 设沉降缝。( ) 78、涵洞的沉降缝又称伸缩缝。( )
第四节
陡坡涵洞
一、定义:涵洞坡度大于临界坡度,这类涵 洞称为陡坡涵洞。 二、组成: 涵洞本身:出入口、洞身、基础 上游引水河槽:急流槽、缓流井 下游出水河槽:急流槽、跌水、铺砌
(一)急流槽(底部):沟底设横肋条 沟底成锯齿状 沟底设立方块 (二)缓流井 又称跌水井,作用是短距离消减水流 过大的动能,减轻对涵洞的冲刷,并把入 口较宽的沟糟与较窄的涵洞衔接起来。 相邻两涵段的最大高差,不应超过洞 顶壁厚的3/4;错台高度最大不超过0.7m, 且错台处的净空高度不小于1m。
涵洞长度:
L L上 L下
(二)斜交涵洞长度计算 1、当入口翼墙位于线路上坡端时
θ 水流方向
L上
L下
(H h )m W b sin acos 1 上 2 L cos ( jsin i)m 上
(H h )mW b sin acos 2 下 2 L cos ( jsin i)m 下

77.涵洞的标准设计是按临界坡度设计的。若涵洞 的设计坡度小于临界坡度,则洞内水深:①加大; ②不变;③减小。( ) 78.位于山区的陡坡涵洞不宜采用:①钢筋砼管涵; ②石拱涵;③箱涵。( ) 79.在地质较差,路肩高度较小,排洪量较大的情 况设置涵洞时,应选用:①石拱涵;②钢筋砼管 涵;③箱涵。( )

习题
79、钢筋混凝土圆涵的沉降缝外侧和管节接缝外 侧,在管座襟边以上与土接触部分,均应铺设防 水层。( ) 80、涵洞的流水坡度大则过水能力强,故设计涵 洞时,流水坡度越大越好。( ) 81、设在冻土中的涵洞,在涵洞全长范围内,基 础的埋置深度都受冻结深度之影响。( ) 82、任何情况下,涵洞的出入口河床都必须铺砌 防护。( )

习题
80.陡坡涵洞是指涵洞的坡度超过:①20‰; ②30‰;③10‰;④临界坡度。( ) 81.陡坡涵洞的涵身坡度:①一般以分平置, 设置错台而成;②一般把洞身按流水坡度 斜置而成。( )

习题
76、Ⅰ、Ⅱ、级铁路涵洞设计时,应按流 量利用标准图水力特征表选择孔径,然后按 流量________检算路堤高度。 77、涵洞的标准设计,都是按_______坡度 设计的。 78、陡坡涵洞的急流槽是指坡度 __________的人工沟槽。
(二)灌溉涵及交通涵孔径的确定 涵前积水比排洪涵控制严格,不宜压 缩原有渠道过水断面,宜选用较大孔径。 交通涵孔径的大小应根据当地交通情 况而定。
四、涵洞的布置 (一)涵洞的平面布置 原则:涵洞在平面上的布置,主要使水流 顺畅排泄。 1、正交涵洞:涵洞中心线与线路正交。 2、斜交涵洞:线路方向与天然河道斜交, 且当改河或涵洞出口发生水流直冲农田、 房舍、道路时,宜采用斜交涵洞;斜交 角度不宜大于45度。
(二)涵洞的立面布置 1、确定涵洞流水槽面的标高 天然沟床:流水槽面按原沟底标高布置. 河 床:先以线路中线的河床标高为涵洞的 流水槽面标高,再根据具体情况确定出入口标高。 2、确定涵洞坡度 应尽量采用临界坡度作为涵洞的设计坡度. 在平坦地区原沟坡度平缓,涵身坡度不应大于 原沟坡度。
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