0.6
0.7
0.8

1.缓坡涵洞出水口河床加固处理
(2)无压力式涵洞下游，在涵洞出口八字墙或 锥坡范围内设置挑坎 挑坎由上坎、平台、下坎及截水墙组成。
2～3倍上坎高 (1/4～1/3)D 2/5D 1～2倍下坎高
上坎 >2/5D
平
台
下坎
h
D=200～400
挑坎的一般布置图(尺寸单位：cm)

2.陡坡涵洞出水口河床加固处理 陡坡涵洞：指涵洞底坡>5%
Qs B0 Nd hvbc
矩形桥孔断面：L=B0 梯形桥孔断面：L=B0+2m（1/2h+Δh)
若桥梁与水流斜交:
L L cos
选用标准跨径L0作为实际桥孔长度； 若 L L ，应按标准跨径复核出流状态； 0

L
10%
若与原出流状态不符，则应重新选择标准跨径， 直至误差<10%。
第9章 小桥和涵洞孔径计算
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7

小桥涵的类型与特点 小桥涵勘测 小桥涵位置选择 小桥孔径计算 涵洞孔径计算 小桥及涵洞的构造 涵洞进出口河床的处理
9.1 小桥涵的类型与特点
9.1.1 小桥涵划分
小桥和涵洞按跨径分类表 多孔跨径总长L（m） 小桥 涵洞 8≤ L ≤30 —— 小桥和涵洞的标准跨径表 0.75 1.0 1.25 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 13.0 16.0 单孔跨径L0（m） 5≤ L0 ≤20 L0 ≤5
小桥与大中桥孔径计算的异同 容许河床发生冲刷
大中桥 容许
设计流速
天然河槽断面平均流速
小桥
一般不容许
容许不冲刷流速
9.4.1 水流通过小桥的图式
水流图式 自由出流 判别标准 ht≤1.3hk
淹没出流
ht>1.3hk
ht ——桥下游天然水深； hk ——桥下临界水深。
9.4 小桥孔径计算
9.4.2 桥下允许不冲刷流速与 桥前允许雍水高度
9.1.2 小桥涵的分类
①管涵 ②盖板涵 1.按结构形式分 ③拱涵 ④箱涵 小桥涵 的分类 ⑤拱桥与板桥 ①木桥涵 ②石桥涵 2.按建筑材料分 ③混凝土桥涵 ④钢筋混凝土桥涵
9.1.2 小桥涵的分类
①无压力式 3.按水利特性分 ②半压力式 ③压力式 小桥涵 的分类
4.按填土高度分
①明涵
②暗涵
9.4 小桥孔径计算
普通式进水口H>1.2hT 进水口被淹没，出水口没； 流线型进水口，一般不出现 半压力式

工程中采用半压力式涵洞时 涵底纵坡 i≥ik
应避免采用i<ik的涵洞
H
H'
hT
H
h0
i
h0或hk
i
hc
h
h0或hk
hT
h
3. 压力式涵洞

进水口被淹没，整个洞身被 水流充满；
H
H
hT
h
i
hT
i

普通型进水口涵洞一般不出 现压力式水流图式 压力式涵洞出现的条件： ①进水口建筑物为流线型； ②H >1.4hT； ③ i<iW



4.确定路基和桥面最低 标高
1）确定河槽天然水深ht


假定一个水深h1 求A、R 计算v、Q

若
1 v R i n
2 1 3 2
Q Av
Q Qs 10% Qs
则ht=h1，否则，需重新 假定水深h2
2）确定桥下临界水深hk

可由临界函数求出
A Q Ak Q v hk Bk g Bk gA g
A Q A g Qs g Bk 3 2 Bk g Qs vk
3 k 2 s 3 k
3）水流图式判别
自由出流：ht≤1.3hk 淹没出流：ht>1.3hk

2.确定小桥孔径长度L
1）自由出流：
Qs g B Bk Nd 3 Nd vk
矩形桥孔断面：L=B 梯形桥孔断面：L=B+2mΔ h 2) 淹没出流：

砖拱涵 钢筋混凝土拱涵
涵洞洞身 形状
3.盖板涵 4.箱涵
石盖板涵 钢筋混凝土盖板涵
整体闭合式钢筋混凝 土框架结构
9.6.3 涵洞洞身构造
管身
混凝土浆砌片石基础
1.圆管涵
基础
垫层基础
混凝土整平层
接缝及防水层
平口接头填缝
企口接头填缝
盖板 拱圈 护拱 拱上侧墙 涵台
3.盖板涵
基础 洞身铺底 沉降缝 防水层 涵身
2.拱涵
涵台
基础
铺底
沉降缝 4.箱涵
翼墙
防水层、排水设施
基础
变形缝
9.6.4 涵洞洞口构造
1.八字式洞口
正八字式洞口
斜八字式洞口

洞口形式
2.端墙式洞口
3.跌水井洞口
9.6.5 涵洞基础
1.单独基础

洞口形式
2.整体基础
3.实体基础
9.7 涵洞进出口河床的处理
9.7.1 进水口河床加固处理

1.缓坡进水口河床加固 1)纵坡小于10%的顺直河沟的处理
3 k 2 s 2 s 2 k
2 k
vk vbc

矩形断面：
hk hk
宽浅梯形断面： h hk k 窄深梯形断面：
窄深梯形断面：

过水断面面积相等的原则确定hk
Bk h k ( Bk 2mhk )hk mhk2 hk Bk Bk2 4mBk h k 2m

临界断面水面宽度Bk
B0 1 s N Q d
同试算法，确定桥孔长度 （6）同试算法，计算桥头路基及桥面最低标高。
河床实际情况 建桥河段附近建材 桥下河床允许流速
河床天然水深
临界水深
出流形式
桥孔长度
桥前水深
否
设计要求 是
确定设计各要素
9.5 涵洞孔径计算
9.5.1 涵洞孔径计算特点
1.洞身断面的尺寸对工程数量影响较大; 2.涵洞孔径小、孔道长，水流过涵阻力较大; 3.通常采取人工加固措施来提高过涵流速; 4.孔径计算需考虑水流充满洞身的情况。
vc 2 g H hT
Q A 2 g H hT
3. 压力式涵洞
按水力学中的短管计算
v 2 g H l iW i hT
Q A 2 g H l iW i ht
(二) 标准法 1.无压力式涵洞 1）最小净高Δ 规定 ①盖板涵、箱涵： h<2.0m时，=0.10m； h≥2.0m时，=0.25m。 ②拱涵涵洞： hT≤1.0m时，=0.10m； hT =1.0~2.0m时，=0.15m； hT >2.0m时，=0.25m。

《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C302002), 对Δ 值的规定：
Δ 涵洞进口 净高(或内径)h(m) ≤3 >3
圆涵
拱涵
矩形涵
1 hT 4
≥0.75
1 hT 4
≥0.75
1 hT 6
≥0.5
1)最小净高Δ 规定 2)降落系数取0.87，而H′=hT –Δ H ' hT H 0.87 3)收缩断面的水深hc=0.9hk。 4)涵前的行近流速V0≈0，即H0=H。 5)最大允许流速Vmax规定为： L0=0.5~1.5m的拱涵、盖板涵: Vmax=4.5m/s； L0=2.0~4.0m的拱涵，盖板涵及所有的圆管涵: Vmax=6.0m/s。
Qs 1.69d

5 2
Qs d 1.69
B Qs
2 5
（2）盖板涵及箱涵
Qs 1.575BH

3 2
1.575H
3 2
（3）石拱涵
Qs 1.422BH
3 2
B
Qs 1.422H
3 2
2. 半压力式涵洞

水力计算根据水流穿过侧壁孔口出流公式，以收 缩断面处的比能来推算过涵流量和涵前水深。

1.缓坡涵洞出水口河床加固处理 缓坡涵洞：指涵洞底坡<5% (1)当河沟纵坡<15%，涵洞底坡<5%，其 出水口流速不大，出水口常采用延长铺砌、加 深截水墙的处理方法。 (2)无压力式涵洞下游，在涵洞出口八字墙或 锥坡范围内设置挑坎
1)铺砌加固的长度l
涵洞出口沟床的加固长度
加固长度 河床土质 亚粘土和亚砂土 重亚粘土和密实的亚 砂土 卵石，砾石 大卵石 当出口未淹没 当出口被淹没 时(自由式出流) 时(淹没式出流) 2.5q0.7 1.7q0.7

9.6 小桥及涵洞的构造
9.6.1 小桥组成 上部结构 承重结构
桥面系统
桥 墩

小桥组成
下部结构
桥
基
台
础
桥头路堤
附属工程 锥形护坡
护岸工程
调治构造物
9.6.2 涵洞组成
洞 身
进水口 洞 口

涵洞组成
出水口 锥体 河床加固铺砌
附属工程
路堤护坡 改沟渠道及护砌 路堤边坡检查台阶
9.6.3 涵洞洞身构造 1.圆管涵 钢筋混凝土预制管 石拱涵 2.拱涵
2.2q0.7
1.7q0.75 1.1q0.75
1.4q0.7
1.1q0.75 0.7q0.75
注：表中q为洞口建筑端点的单宽流量。
2)铺砌加固厚度