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1、【模块编号】MU-10-02MU-10-02Modular Unit-1002 涵洞的设计与计算涵洞的设计与计算1【模块编号】MU-10-02MU-10-02主主 要要 内内 容容1、涵洞类型的选择及孔径确定、涵洞类型的选择及孔径确定 2、涵、涵 洞洞 布布 置置 3、洞、洞 口口 形形 式式 选选 择择 4、涵、涵 洞洞 长长 度度 计计 算算 2【模块编号】MU-10-02MU-10-02概要概要 涵洞设计的涵洞设计的一般原则一般原则 适用、经济、安全、美观适用、经济、安全、美观 标准图的使用标准图的使用根据设计类型，选用相应类型的涵洞标准图；根据设计类型，选用相应类型的涵洞标准图；根据设
2、计荷载，查对相应设计荷载的涵洞设计图。根据设计荷载，查对相应设计荷载的涵洞设计图。3【模块编号】MU-10-02MU-10-021、类型选择及孔径确定、类型选择及孔径确定1-1、石拱涵、石拱涵 1-2、石盖板涵、石盖板涵 1-3、钢筋混凝土盖板涵、钢筋混凝土盖板涵 1-4、钢筋混凝土圆管涵、钢筋混凝土圆管涵 1-5、钢筋混凝土箱涵、钢筋混凝土箱涵 1-6、孔径确定、孔径确定4【模块编号】MU-10-02MU-10-021-1、石拱涵、石拱涵 结构坚固，超载潜力大，寿命长结构坚固，超载潜力大，寿命长 通常适用于盛产石料的地区；通常适用于盛产石料的地区；设计流量一般大于设计流量一般大于10m10m
3、3 3/s/s；路堤填土高度在路堤填土高度在2 2以上；以上；跨径等于或大于跨径等于或大于2m2m；地基条件较好。地基条件较好。5【模块编号】MU-10-02MU-10-021-2、石盖板涵、石盖板涵 与石拱涵一样能就地取材、结构坚固；与石拱涵一样能就地取材、结构坚固；建筑高度较小；建筑高度较小；对地基条件要求不高；对地基条件要求不高；施工简便、易于修复；施工简便、易于修复；力学性能较差力学性能较差一般仅适用于跨径小于一般仅适用于跨径小于2m 2m；设计流量通常在设计流量通常在10m10m3 3/s/s；6【模块编号】MU-10-02MU-10-021-3、钢筋混凝土盖板涵、钢筋混凝土盖板涵
4、建筑高度较小，不受填土高度限制；建筑高度较小，不受填土高度限制；能预制装配，施工简便迅速；能预制装配，施工简便迅速；简支结构，对地基条件要求不高；简支结构，对地基条件要求不高；破坏后易修复。破坏后易修复。通常适用于通常适用于 石料短缺；石料短缺；填土高度受限制；填土高度受限制；公路等级较高；公路等级较高；7【模块编号】MU-10-02MU-10-021-4、钢筋混凝土圆管涵、钢筋混凝土圆管涵 力学性能好，对地基适应性较强；力学性能好，对地基适应性较强；构造简单，不需墩台；构造简单，不需墩台；污工数量少；污工数量少；施工方便，可预制装配，工期短；施工方便，可预制装配，工期短；孔径较小孔径较小m
5、m2.0m2.0m，宣泄设计流量，宣泄设计流量10m10m3 3/s/s以下。以下。单孔比较经济，多孔不宜超过单孔比较经济，多孔不宜超过3 3孔。孔。8【模块编号】MU-10-02MU-10-021-5、钢筋混凝土箱涵、钢筋混凝土箱涵 闭合式的薄壁结构。闭合式的薄壁结构。整体性能好、对地基适应性较强；整体性能好、对地基适应性较强；用钢量多、造价高；用钢量多、造价高；常适于软地基；常适于软地基；因整体性好，结构坚固，跨度适中，常用于高速因整体性好，结构坚固，跨度适中，常用于高速公路人行通道。公路人行通道。9【模块编号】MU-10-02MU-10-021-6、孔径确定、孔径确定 孔孔数数主主要要根
6、根据据设设计计流流量量大大小小、建建筑筑高高度度、地地基基情情况等条件综合考虑确定。况等条件综合考虑确定。一般情况下，宜采用单孔。一般情况下，宜采用单孔。宣泄条件相同时，单孔比多孔经济：宣泄条件相同时，单孔比多孔经济：单孔：挖基及水下挖基工作量较小。单孔：挖基及水下挖基工作量较小。多孔：建筑高度受限，单孔断面太小；或：多孔：建筑高度受限，单孔断面太小；或：单孔跨径过大而不经济时采用。单孔跨径过大而不经济时采用。10【模块编号】MU-10-02MU-10-022、涵洞布置涵洞布置 2-12-1、平面布置、平面布置（1）沿路线的合理布置）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
7、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）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。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。涵洞、路堤本身时，不宜勉强正交，可斜交。11【模块编号】MU-10-02MU-10-022-2、立面布置、立面布置 3-2-1、平坦地段的一般形式、平坦地段的一般形式天然沟床纵坡较小且天然沟床纵坡较小且 涵长较短时采用。涵长较短时采用。洞底标高及坡度：洞底标高及坡度：原则上应与天然沟床的标高及坡度一致。原则上应与天
8、然沟床的标高及坡度一致。当天然沟床坡度较大时，可按下游洞口沟床标高控制，当天然沟床坡度较大时，可按下游洞口沟床标高控制，按水流临界坡度（一般为按水流临界坡度（一般为15）设置，并在进口做）设置，并在进口做适当的开挖。适当的开挖。12【模块编号】MU-10-02MU-10-022-2-2、斜坡布置形式斜坡布置形式天然沟床天然沟床纵纵坡大于坡大于5 51010时时；为为使涵洞洞身与沟底天然坡度一致，并减少挖基土使涵洞洞身与沟底天然坡度一致，并减少挖基土石方数量和石方数量和缩缩短涵洞短涵洞长长度，常采用斜坡布置形式。度，常采用斜坡布置形式。布置形式布置形式根据实际情况选择。根据实际情况选择。13【模
9、块编号】MU-10-02MU-10-022-2-2、斜坡布置形式斜坡布置形式（1 1）洞身不变仍作一般布置形式洞身不变仍作一般布置形式;在进水口作跌水井或急流槽，使涵底与沟底顺接在进水口作跌水井或急流槽，使涵底与沟底顺接;a a）进口跌水井；）进口跌水井；b b）进口急流槽）进口急流槽14【模块编号】MU-10-02MU-10-022-2-2、斜坡布置形式斜坡布置形式（2 2）设置填方涵洞。设置填方涵洞。当附近有大量石方可供利用时，为减少涵洞工程数当附近有大量石方可供利用时，为减少涵洞工程数量，可将涵基置于砌石量，可将涵基置于砌石(或填石或填石)基地上。基地上。15【模块编号】MU-10-02
10、MU-10-022-2-2、斜坡布置形式斜坡布置形式（3 3）当非岩石河沟纵坡在当非岩石河沟纵坡在1010以下、岩石河沟纵坡在以下、岩石河沟纵坡在3030以下时，可采用斜置式斜坡涵；以下时，可采用斜置式斜坡涵；并可结合地形、地质情况采用齿状基础、扶壁式基并可结合地形、地质情况采用齿状基础、扶壁式基础及台阶形基础等形式。础及台阶形基础等形式。a a）齿状基础；）齿状基础；b b）扶壁式基础；）扶壁式基础；c c）台阶式基础）台阶式基础16【模块编号】MU-10-02MU-10-022-2-2、斜坡布置形式斜坡布置形式（4 4）当非岩石河沟纵坡大于当非岩石河沟纵坡大于1010，岩石河沟纵坡大于，岩
11、石河沟纵坡大于3030时，可采用平置式斜坡涵（阶梯式）。时，可采用平置式斜坡涵（阶梯式）。平置式斜坡涵平置式斜坡涵 17【模块编号】MU-10-02MU-10-022-3、洞口形式选择、洞口形式选择a a）八字式；）八字式；b b）端墙式；）端墙式；c c）锥坡式；）锥坡式；d d）直墙式）直墙式;e e）扭坡式；）扭坡式；f f）平头式；）平头式；g g）走廊式；）走廊式；h h）流线型式）流线型式18【模块编号】MU-10-02MU-10-022-3-1、八字式八字式八八字字墙墙与与涵涵洞洞轴轴线线的的交交角角，按按水水力力条条件件最最适适宜宜的角度设置：的角度设置：进口处进口处1313左
12、右，出口处不宜大于左右，出口处不宜大于1010 一般都按一般都按3030设置。设置。为为缩缩短短翼翼墙墙长长度度，可可将将末末端端建建成成与与路路线线平平行行的的端墙。端墙。工工程程量量小小，水水力力条条件件好好，施施工工简简单单，是是最最常常用用的形式。的形式。19【模块编号】MU-10-02MU-10-022-3-2、端墙式端墙式 在洞口端部砌一道垂直于洞身的挡土矮墙；在洞口端部砌一道垂直于洞身的挡土矮墙；构造简单，水力条件不佳；构造简单，水力条件不佳；适用于人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟；适用于人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟；20【模块编号】MU-10-02MU-10-022-3-3
13、、锥坡式锥坡式在在端端墙墙式式的的基基础础上上将将侧侧向向伸伸出出的的锥锥形形填填土土表表面面予予以以铺砌；铺砌；视视水水流流被被侧侧向向挤挤束束程程度度和和流流速速的的大大小小，可可用用浆浆砌砌或或干砌。干砌。多用于宽浅河流及涵洞对水流压缩较大的河沟。多用于宽浅河流及涵洞对水流压缩较大的河沟。圬工体积较大，不如八字式经济；圬工体积较大，不如八字式经济；对对于于较较大大较较高高的的涵涵洞洞，该该结结构构的的稳稳定定性性较较好好，是是常常用形式。用形式。21【模块编号】MU-10-02MU-10-022-3-4、直墙式直墙式类似敞开角为零的八字式；类似敞开角为零的八字式；要要求求涵涵洞洞跨跨径径
14、与与沟沟宽宽基基本本一一致致，且且无无需需集集纳纳与与扩扩散水流；散水流；适适用用于于边边坡坡规规则则的的人人工工渠渠道道，以以及及窄窄而而深深、河河床床纵断面变化不大的天然河沟；纵断面变化不大的天然河沟；翼墙短、洞口铺砌少，较为经济；翼墙短、洞口铺砌少，较为经济；山山区区进进水水口口前前、迎迎陡陡坡坡设设置置的的急急流流槽槽后后，配配合合消消力池也常采用直墙式翼墙与之衔接。力池也常采用直墙式翼墙与之衔接。22【模块编号】MU-10-02MU-10-024、涵洞的计算涵洞的计算 4-1、正交涵洞的长度计算正交涵洞的长度计算acci*L1i*L2b(Hi*L1a)(H+i*L2 b)L2B1B2L123【模块编号】MU-10-02MU-10-024-1、正交涵洞的长度计算正交涵洞的长度计算（续）（续）24【模块编号】MU-10-02MU-10-024-2、斜交、斜交 斜洞口斜洞口 的涵长计算的涵长计算25【模块编号】MU-10-02MU-10-024-3、斜交、斜交 正洞口正洞口 的涵长计算的涵长计算26【模块编号】MU-10-02MU-10-02【属于【属于4】涵洞洞口建筑的工程量计算涵洞洞口建筑的工程量计算 1 1）八字墙体积计算；）八字墙体积计算；2 2）锥坡体积计算；）锥坡体积计算；仅为公式应用，可参见教材或工具书，从略。27