公路涵洞设计的若干问题探讨.doc

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1、公路涵洞设计的若干问题探讨【摘要】涵洞是公路排水系统的重要组成部分，也是公路横向排水道数最多的人工构造物。本文对公路涵洞设计的若干问题进行了探讨。【关键词】公路涵洞涵位选择设计中图分类号：［TU279.7+2］文献标识码：A文章编号：涵洞作为高速公路的排水构造物之一，与桥梁、边沟、排水沟、截水沟等一起组成了公路的排水体系。在普通公路的排水体系中，由于指标较低、资金少等原因，桥梁数量少、规模小，涵洞是最重要的排水沟造物，在高速公路中，涵洞也是重要的排水构造物，据近几年的不完全统计，高速公路中涵洞（包括灌溉用）及兼排水通道数量

2、达每公里3~5个，约占公路总造价的15%0一、涵洞的组成与分类1、涵洞的组成涵洞是路基下的一个过水孔道，由洞身、洞口和基础等组成，洞身是过水孔道的主体，它一方面保证水流通过，另一方面也直接承受荷载压力和填土压力，并将其传给地基。洞身通常由承重结构物（拱圈、盖板等）、涵台、基础以及防水层沉降缝等部分组成。涵洞洞底还应有铺砌并有适当的纵坡坡度，以利于排水，其最小坡度为0.4%。洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。涵洞洞口形式较多，作用和特点各异。涵洞设计洞口设计十分重要且洞口与洞身及基础需分别设计，施工时分别施工。修建洞口

3、建筑首先使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；其次是确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。位于涵洞上游侧的洞口称为出水口。进水口设计中应能达到“束水导流”的作用，出水口应能起到“散水防冲”的作用。2、涵洞的分类按建筑材料分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、其它材料组成的涵洞（砖、陶瓷、铸铁、钢波纹管、石灰三合土等，少用）；按构造形式分为管涵（常用圆管）、盖板涵、拱涵、箱涵；按水力性质分为无压力式、半压力式、压力式（倒虹吸涵）。二、洞身构造及适用条件1、钢筋混凝土管涵主要由管身、基础、接缝及防水层构成。适用于缺少石料地区有足够填土高

4、度的小跨径暗涵。一般采用单孔；多孔时不宜超过3孑L,纵坡W3%,每隔4-6m应设置一道沉降缝。图1管涵工程实例图2、盖板涵主要由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝、防水层等构成。钢筋混凝土盖板涵适用于无石料地区且过水面积较大的明涵或暗涵。石盖板涵适用于石料丰富、口过水流量较小的小型涵洞。图2钢筋栓盖板涵工程实例图3、拱涵拱涵主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施组成。适用于跨越深沟或高路堤。图3殓拱涵工程实例图4、箱涵主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等组成。箱涵为整体闭合式钢筋混凝十•框架结构，所以具有良好

5、的整体性及抗震性能。一般仅在软土基上采用。图4箱涵工程实例图三、涵洞的设计1、涵址测量涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的办法（经违仪）确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。切线支距法步骤：1、预估ZY到涵中心桩的曲线长。2、查切线支距X、Y,或根据曲线长和偏角计算X、Yo3、沿切线方向量X、垂直距离Y得中心桩。4、若该点不是河沟中心，则再估。测斜交角度、高程宜线上的斜交角度涵洞的斜交角度指的是涵洞的屮心线与道路屮线垂直方向的夹角。在直线上测量涵洞的斜交角度相对比较容易，其测量步骤如下：1、

6、立经纬仪于涵洞中桩，对中、整平。2、瞄准线路的中线方向。3、转动水平盘，拨转900角，读数m。4、顺时针或逆时针转动水平盘，瞄准河沟正中心，读数n。5、斜交角度：顺时针转时为a二n-m；逆时针转时为a=m-n□曲线上的斜交角度曲线上斜交角度的测量首先要找到该中桩的切线方向，由切线方向拨转900得出线路屮线的垂直方向，Z后才能测量出斜交角度。因此，曲线段的斜交角度的测量关键是找到该点的切线方向。测量步骤：立仪于ZY(HY)点，对中、整平，瞄准交点方向，读数ni。转动水平盘，瞄准涵洞屮桩，读数叽n-m为ZY到涵洞中桩的曲线所对

7、应的弦切角。搬动仪器到涵洞中桩，对中整平。瞄准ZY点。拨角n-m,得该点的切线方向。旋转水平读盘900得该点的垂直方向，读数0。旋转水平盘，瞄准河沟中心方向，读数P。p-o为斜交角度。断血测量涵洞作一纵剖面图，上下游各测15—20M。涵位平面图一般不测地形图，但地形复杂时测，范围为河槽宽的4倍。比例1：200-1：500,等高线lm—根，平坦地0.5m—根。2、圆管构造设计圆管涵按无压力式和半压力式管涵设计，出水口为自由堰流。%1.圆管涵按承载能力极限状态和正常使用极限状态两种方法分别对截面进行强度与裂缝宽度验算。%1•计

8、算理论：按刚性管节计算即不考虑管节的变形，不考虑涵洞顶土柱和周围填土间的摩擦力，采用角度分布法计算，半无限弹性体理论核算。%1•管节配筋按纯弯板断面分析，采用双向配筋管壁设置内外圈两层钢筋,管节配筋由裂缝控制设计。%1•汽车荷载作为可变作用，填土及管身自重作为永久作用按规范要求进行效应组合。%1•土重：