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涵洞孔径计算

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小桥和涵洞孔径计算

小桥和涵洞孔径计算
深h0 = hk i<ik，涵内水深h0 ＞hk； 很少采用i<ik的涵洞
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'
hc hT h
H
h0 hT h
i
h 0或 h k
i
h 0或 h k
1.判别桥下水力图式
1）确定河槽天然水深ht 2）确定桥下临界水深hk 3）水流图式判别
2.确定小桥孔径长度L 1）自由式出流 2）淹没式出流
3.确定桥前水深H 1）自由式出流 2）淹没式出流
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
v
1
B 01Q sNd
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。
9.5.2 水流通过涵洞的图式
分类
出水口是否被下游淹没——自由式出流√
淹没式出流
行洪时洞口是否被淹没——无压力式
半压力式
压力式
涵洞的摩擦坡度iW
iW
Q2 A2C 2R

(整理)涵洞

(整理)涵洞

一、洞身及组成按涵洞构造形式和组成部分不同，洞身也有不同的形式。

现将常见的洞身形式分述如下：1.圆管涵(包括倒虹吸圆管涵)圆管涵洞身主要由各分段圆管节和支承管节的基础垫层组成，见图2-1。

当整节钢筋混凝土圆管无铰时，称为刚性管节; 当沿横截面圆周对称加设4个铰时，称为柔性管节(参见第六章第二节)。

圆管涵常用孔径d0为50 (农田灌溉时用) 、75、100、125、 150cm，对应的管壁厚度δ分别为6、8、10、12、14cm。

基础垫层厚度t根据基底土质确定，当为卵石、砾石、粗中砂及整体岩层地基时，t=0; 当为亚砂土、粘土及破碎岩层地基时，t=15cm 当为干燥地区的粘土、亚粘土、亚砂土及细砂的地基时t=30cm。

图2-1 圆管涵洞身d0-孔径(净跨);δ-管壁厚度;B-基底宽度;t-基础垫层厚度尺寸单位：cm2.盖板涵盖板涵洞身由涵台(墩)、基础和盖板组成。

盖板有石盖板及钢筋混凝土盖板等。

当跨径较小、洞顶具有一定填土高度时，可采用石盖板; 当跨径较大时，宜采用钢筋混凝土盖板，见图 2-2。

石盖板涵常用跨径L0为75、100、125cm，盖板厚度d随洞顶填土高度与跨径而变，一般在15～40cm之间。

作盖板的石料必须是不易风化的、无裂缝的优质石板。

钢筋混凝土盖板涵跨径为150、200、250、300、400cm，相应的盖板厚度d在15～22cm 之间。

当L0达500cm以上时为小桥，相应的盖板厚度d可在25～30cm之间。

圬工涵台(墩)的临水面一般采用垂直面，而涵台背面采用垂直或斜坡面，涵台(墩)顶面一般做成平面。

涵台顶面有时做成L型企口，使其在支承盖板的同时，借助盖板的支撑作用来加强涵台的稳定。

涵台(墩)的下部用砂浆与基础结成整体。

钢筋混凝土盖板涵的涵台(墩)上部往往比台(墩)身尺寸略大，做成台(墩)帽。

为了增加整体稳定性和抗震性，当跨径大于2m且涵洞较高时，可在盖板下或盖板间，沿涵长每隔2m增设一根支撑梁，也可分别在盖板两端和台(墩)帽内预埋栓钉，使盖板与台(墩)加强连结。

涵洞的设计

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。

涵洞孔径计算

涵洞孔径计算

涵洞孔径计算1、涵洞设计流量计算原则流域面积小于30 k m 2的河流，利用《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）中径流形成法公式计算流量，用经验公式复核。

2、计算公式计算公式1 -径流形成法公式 公式： 其中：Q p ：规定频率为p 时的洪峰流量（m 3/s ）； ψ：地貌系数，查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-5；h ：径流厚度（mm ），由暴雨分区、规定频率P%、土的吸水类属一级汇流时间确定，查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-9；z ：被植物或坑洼滞留的径流厚度（mm ），查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-10；F ：汇水区面积（km 2）；β：洪峰传播的流量折减系数，查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-11；γ：汇水区降雨量不均匀的折减系数，查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-12；δ：小水库（湖泊）调节作用影响洪峰流量的折减系数，查《公路涵洞设计细册》附录B 表B-13，本项目路线无小水库，则δ＝1。

计算公式2-经验公式法 经验公式Ⅲ：Q p =CS F其中：Q p ：规定频率为p 时的洪峰流量（m 3/s ）； C ：系数，C ＝0.4；S ：频率为P 的雨力（mm/h ），查四川省雨力（mm/h ）等值线图，S=90 F ：汇水面积（km 2）。

经验公式Ⅳ：Q p =KF n其中：Q P ：规定频率为p 时的洪峰流量（m 3/s ）； K ：迳流模量，K=0.74；()5423Fz h Q p -ψ=F：汇水区面积（km2）。

（1）、汇水面积流域面积从1：5000或1：10000的地形图上勾绘出汇水区范围，然后再以图形法求算面积。

（2）、设计流量本次所选的涵洞汇水面积均小于30 k m2，故采用径流形成法公式计算流量。

依以上参数，对路线上部分涵洞1%洪峰流量进行计算，结果见下表1-1。

表1-1 涵洞设计流量注：本次根据流域面积范围选择设计流量值。

3、涵洞孔径计算考虑本合同段区域的地形、地貌，涵洞选择无压力式较为适宜。

第八章-小桥和涵洞孔径计算

第八章-小桥和涵洞孔径计算

面的水深为ht,则桥下过水断面平均宽度为：
B0
Qs
ht vbc
Nd
（8-2-8）
B0—桥下过水断面的平均宽度(m)；
vbc—河床的容许(不冲刷)流速(m/s)，可按表8-2-1采用。
第二节 小桥孔径计算
❖ 若桥孔断面为矩形，则桥孔长度L=B0；
❖ 若桥孔断面为梯形，则桥孔长度为：
L
B0
2m( 1 2
❖ 小桥涵孔径大小应根据设计流量、河床特性及河床进出口加固类型所允许 的平均流速等来确定。
❖ 小桥涵孔径计算的目的在于合理确定桥涵孔径大小、河床加固的类型和尺 寸、壅水高度、桥涵处路基和桥涵顶面的最低高程。
小桥 涵洞
小桥和涵洞按跨径分类表 多孔跨径总长L（m） 8≤ L ≤30 ——
单孔跨径L0（m） 5≤ L0 ≤20 L0 ≤5
第一节 小桥和涵洞勘测
一、小桥和涵洞勘测的主要任务
❖ 小桥和涵洞勘测包括外业勘测和内业设计两部分。 ❖ 通过对公路沿线的地形、地质、水文、气象及农田水利设施等情况进
行勘测和调查，为桥涵设计以及水力计算提供必要的资料和依据。
二、小桥和涵洞勘测的主要工作内容
❖ 1、勘测前的准备工作 ❖ 2、小桥和涵洞位置的选择 ❖ 3、小桥和涵洞测量 ❖ 4、小桥和涵洞类型选择
ε—挤压系数；见表8-2-2；
N—桥墩个数； d —桥墩宽度(m)；
其他符号意义同前。
第二节 小桥孔径计算
挤压系数ε与流速系数值φ
桥台形状 单孔桥锥坡填土 单孔桥有八字翼墙
ε 0.90 0.85
多孔桥或无锥坡或桥 台伸出锥坡以外
拱脚淹没的拱桥
0.80 0.75
表8-2-2
φ 0.90 0.90

涵洞水力计算

涵洞水力计算

K0+438.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径汇水面积：20.432kmF =采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：，，100S p=3.261001S K u71.0p 11=⨯==β67.01m 76.02===ψλ，，()67.01432.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 92.313=设涵洞进水口净高：m5.2h d='涵前水深：m 39.287.065.25.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：m46.539.2581.192.31H581.1Q B 2323p=⨯=⨯=选一净跨径的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m 6L 0=m25.2L 581.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 95.1H 87.0H =='查表5-8，则涵洞净高6h ≥∆ 2.5m m 35.295.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定ck c k V V h h 、、、此时，临界水深m45.1H 6435.0==kh 收缩断面水深：m30.19.0k c==h h 收缩断面流速：s m 6V s m 4.09134.025.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=临界流速：sm 6V m 68.3V 9.0V y c k=〈==（3）计算临界坡度：水力半径：m98.045.12645.16h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %356.098.068.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，故选取涵洞m5.20.32⨯-K1+268.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径（按25年一遇）汇水面积：2km65.1F =采用经验公式，设计流量：3F CS Q p pλβ=其中：，，70S p=42.20701S K u 71.0p11=⨯==β67.00.36C 07.13===λβ，，67.007.165.17036.0Q 1001⨯⨯=sm 45.473=设涵洞进水口净高：m5.2h d='涵前水深：m 39.287.065.25.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：10mm 40.939.2366.145.47H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径的拱涵，此时涵前实际水深：m 10L 0=m29.2L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m99.1H 87.0H =='查表5-8，则涵洞净高6h ≥∆ 2.5mm 39.299.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 35.1H 591.0==kh 收缩断面水深：m22.19.0k c==h h 收缩断面流速：s m 6V s m 4.13134.029.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=临界流速：sm 6V s m 72.3V 9.0V y c k=〈==（3）计算临界坡度：水力半径：m06.135.121035.110h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22k k i %328.006.172.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，故选取涵洞m5.20.52⨯-K3+692.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径汇水面积：20.854mF =采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：，，100S p=3.261001S K u71.0p 11=⨯==β67.01m 76.02===ψλ，，()67.01854.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 39.503=设涵洞进水口净高：m3h d='涵前水深：m 87.287.063387.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：8mm 59.787.2366.139.50H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径的拱涵，此时涵前实际水深：m 8L 0=m77.2L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m41.2H 87.0H =='查表5-8，则涵洞净高6h ≥∆3mm 89.241.256H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 78.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m60.19.0k c==h h收缩断面流速：s m 6V s m 4.55134.077.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=临界流速：m 6V m 10.4V 9.0V y c k=〈==（3）计算临界坡度：水力半径：m23.178.12878.18h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %326.023.11.4016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，考虑甲方排水要求，故选取涵洞m5.40.42⨯-K4+832.50涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径汇水面积：2m598.0F =采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp pλψ=其中：，，100S p=3.261001S K u71.0p 11=⨯==β67.01m 76.02===ψλ，，()67.01598.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=m 68.393=设涵洞进水口净高：m2h d='涵前水深：m 92.187.062287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：m11m 92.1092.1366.168.39H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径的拱涵，此时涵前实际水深：m 11L 0=m87.1L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m63.1H 87.0H =='查表5-8，则涵洞净高6h ≥∆2mm 96.163.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定ck c k V V h h 、、、此时，临界水深m 20.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m08.19.0k c==h h 收缩断面流速：sm 6V s m 74.3134.087.1134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=临界流速：sm 6V s m 37.3V 9.0V y c k =〈==（3）计算临界坡度：水力半径：m99.02.12112.111h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %297.099.037.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，考虑甲方排水要求，故选取涵洞m25.5-2⨯K5+291.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径汇水面积：20.65kmF =采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp pλψ=其中：，，100S p=3.261001S K u71.0p 11=⨯==β67.01m 76.02===ψλ，，()67.0165.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 94.413=设涵洞进水口净高：m0.2h d='涵前水深：m 92.187.060.20.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：m97.992.1581.194.41H581.1Q B 2323p =⨯=⨯=选一净跨径的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m 10L 0=m92.1L 581.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m67.1H 87.0H =='查表5-8，则涵洞净高6h ≥∆ 2.0m m 004.267.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 24.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m12.19.0k c==h h 收缩断面流速：s m 6V m 785.3134.092.1134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=临界流速：m 6V m 41.3V 9.0V y c k=〈==（3）计算临界坡度：水力半径：m99.024.121024.110h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %304.099.041.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，故选取涵洞m0.20.52⨯-。

涵洞


3 涵洞的构造
b)端墙式 特点：洞口建筑为垂直涵洞纵轴线、部分挡住路堤边坡的矮 墙，涵身高度由涵前雍水高度或路肩高度决定。构造简单， 但水力性能不好，仅适用于小流速、低冲刷的渠道。
3 涵洞的构造
c)锥坡式 特点：是在端墙式的基础上将侧向伸出的锥形填土表面予以 铺砌。圬工体积较大，不够经济，但稳定性好，适用于较高 大的涵洞，也是较常用的形式。
涵身：由钢筋混凝土构成，洞口断面一般为长方形或正方形。
箱涵常用的跨径有200cm、250cm、300cm、400cm、450cm等，
壁厚一般为22～35cm。
基础 ：箱涵基础一般为双层结构。上层为混凝土结构，厚 10cm；
下层为砂砾垫层，厚度为40～70cm。 变形缝 ：一般设在洞身中部，连同基础变形缝设置一道通缝。 设于顶、底板的上面和侧墙的外面。
4 涵洞施工
单孔无圬工基础管涵洞身安装程序 注：砂垫层底宽，非严重冰冻地区为b，严重冰冻地区为a，即上下同宽
4 涵洞施工
夯实机
⑶ 涵底陡坡台阶式基础管涵
4 涵洞施工
施工特点
沟底纵坡很陡时，为防止涵 洞基础和管节向下滑移，每 段长度一般为3～5m，台阶 高差一般不超过相邻涵节最 小壁厚的3/4。如破度较大 可按2～3m分段或加大台阶 高度，但不应大于0.34m， 且台阶处的净空高度不小于 1.0m此时在低处的涵顶上 应设挡墙，以掩盖可能产生 的缝隙。 无圬工基础的陡坡管涵，只可采用 管节斜置的办法，斜置的坡度不得 大于5％。
涵洞
目录
1 2 概述
分类 3
4 构造形式及识读方法
工程施工
1 涵洞的概述
定义：涵洞：是公路或铁
路与沟渠、道路相交的地方 ，使水、人流、车流从路下 通过的小型构造物。

最新9小桥和涵洞孔径计算


L
L
cos
选用标准跨径L0作为实际桥孔长度；
若
L0
L
，应按标准跨径复核出流状态；
10%
L
若与原出流状态不符，则应重新选择标准跨径，
直至误差<10%。
3. 确定桥前水深H
1）自由出流：
Hhk
vk2
2g2
vH 2 2g
2) 淹没出流
v2
Hht 2g2
vH 2 2g
4. 确定路基和桥面最低标高
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。
9.5.2 水流通过涵洞的图式
分类
出水口是否被下游淹没——自由式出流√
淹没式出流
行洪时洞口是否被淹没——无压力式
9小桥和涵洞孔径计算
9.1 小桥涵的类型与特点
9.1.1 小桥涵划分
小桥 涵洞
小桥和涵洞按跨径分类表
多孔跨径总长L（m） 单孔跨径L0（m）
8≤ L ≤30 ——
5≤ L0 ≤20 L0 ≤5
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
1）确定河槽天然水深ht
假定一个水深h1 求A、R
计算v、Q
v
1
21
R3i2
n
若
Q Qs 10%
Qs
Q Av
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
B A k k 3Q gs2 hkB A k kgQ A k 2 s2v g 2 k vk vbc

9-小桥和涵洞孔径计算


④钢筋混凝土桥涵：以钢筋混凝土为主要承重结构建造的桥 钢筋混凝土桥涵： 涵。由于此类材料坚固耐用，力学性能好，是高等级公路 由于此类材料坚固耐用，力学性能好， 常用的类型。 常用的类型。 按力学性能的不同，分为：钢筋混凝土管涵、钢筋混凝土 按力学性能的不同，分为：钢筋混凝土管涵、 板涵、钢筋混凝土板梁桥、钢筋混凝土箱涵、 板涵、钢筋混凝土板梁桥、钢筋混凝土箱涵、钢筋混凝土 拱涵、钢筋混凝土拱桥等。 拱涵、钢筋混凝土拱桥等。
第9章 小桥和涵洞孔径计算 章
14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 小桥涵勘测设计内容 小桥涵位置选择 小桥涵勘测与调查 小桥涵类型选择与布置 小桥孔径计算 涵洞孔径计算 小桥及涵洞构造
14.4 小桥涵的类型选择与布置
一 小桥涵分类
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
⑤其他材料组成的涵洞：涵洞孔径小，也可以采用其他材料， 其他材料组成的涵洞：涵洞孔径小，也可以采用其他材料， 如砖、陶瓷、铸铁、钢波纹管、实惠三合土等。 如砖、陶瓷、铸铁、钢波纹管、实惠三合土等。
3、按水力特性分类 水流通过涵洞时，按其深度的不同，可分为无压力式、 水流通过涵洞时，按其深度的不同，可分为无压力式、 半压力式与压力式三种类型。 半压力式与压力式三种类型。 ①无压力式：涵洞入口处的水流深度小于涵洞口的高度，并 无压力式：涵洞入口处的水流深度小于涵洞口的高度， 且在整个涵洞长度范围内水面均不与洞顶接触，水流呈自 且在整个涵洞长度范围内水面均不与洞顶接触， 由水面状态。 由水面状态。

09-小桥和涵洞孔径计算


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9.2 小桥孔径计算
二、小桥孔径计算
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9.2 小桥孔径计算
二、小桥孔径计算
小桥水力计算的内容：
根据设汁流量Qs，河床加固类型所对应的最大容许流速 ，确定满足过流能力和防冲条件的孔径以及对应的桥前雍水 高度等。 计算方法：试算法。 拟定河床加固类型，确定桥下河床的容许流速；再根据 容许流速与设计流量，通过计算确定孔径大小与雍水高度； 与允许的雍水高度进行比较，从而判断是否需调整孔径值， 直至达到允许的雍水高度。
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9.3 涵洞孔径计算
Hale Waihona Puke 一、涵洞的组成和分类箱涵：又称矩形涵或方涵，与盖板涵相似。建 2. 涵洞的分类 造材料一般用混凝土或钢筋混凝土等。铁路矩形涵 的顶板、边墙、底板连成整体。对特软地基采用箱 涵较为有利，但施工困难、造价较高。 圆形涵：又称圆管涵，简称圆涵或圆管，常用 钢筋混凝土制作。填土高度为 1～15米。欧美一些 国家多采用皱纹铁管。皱纹铁管通常由钢板弯成半 圆形或拱形管片，以上下两片或数片组合而成。这 种管片可在工厂制造，运至工地安装。圆形涵受力 性能好，工程量小，施工方便,但它的过水能力差。 孔径较小（一般为1.5米以下）的涵洞采用圆管涵式 居多。
按其水力性能可分为无压力式涵洞（水面都低于洞顶），半压力式 涵洞（水面淹没入口），压力式涵洞（流水充满整个洞身）； 按其构造类型可分为拱涵、盖板式涵、箱涵、圆形涵、倒虹吸涵等 。
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9.3 涵洞孔径计算
2. 涵洞的分类
一、涵洞的组成和分类
拱涵:洞身由拱圈、边墙和基础组成,一般用砖、石和混凝土建造。填 土高度为 1～20米。拱涵需有较高的路基和坚实的地基。在石料丰富，地
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涵洞计算
1、涵洞的布设
本路段小桥涵设置时主要考虑了：上游洞口应考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵利于施工，又经济简便，所以大部分形式均采用无压力式圆管涵形式。

本设计所取标准跨径为1.0m 。

本设计中涵洞的位置以及孔径见表1所示：
管涵的标准跨径通常取50、75、100、125、150（cm ）。

下面以排水总体规划图中K16+708处的涵洞计算为例。

采用的方法为径流形成法，此法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，是公路部门目前普遍使用的一种计算方法，该公式只适用于汇水面积F ≤30 km 2的小流域。

汇水面积：0.0312km ，主河沟平均比降：12.4%，流域土壤吸水类属：Ⅲ，年平均降雨量：793mm ，设计洪水频率1/50，汇流时间：30min ，径流系数：0.95，粗糙度系数n=0.014。

我国公路系统最常采用的是公路科学研究所提出的简化公式，其中未
考虑洪峰削减的公式为：由涵洞设计手册得洪峰流量计算：。

()βγδϕ5
42
30m z -h F Q =
式中 Q P ——规定频率为P 时的雨洪设计流量（m 3/s ）
F ——汇水面积（km 2） h ——暴雨径流厚度（mm ） Z ——被植物或坑挖滞流的径流厚度
φ——地貌系数，根据地型、汇水面积F 、主河沟平均坡
度I z 决定
β——洪峰传播的流量折减系数，由汇水面积重心至桥涵
的距离（L 0＝0.3Km<1Km ）及汇水区的类型（丘陵汇 水区）综合查表3.2－10得 γ——汇水区降雨不均匀的折减系数
δ——考虑湖泊或小水库调节作用对洪峰流量影响的折
减系数
根据已知条件查《公路桥涵设计手册·涵洞》表4-8、表4-11、表4-12、表4-13、表4-14、表4-15，分别得地貌系数0ϕ取0.09，常用迳流厚度h 取53mm ，植物坑洼滞留的迳流厚度z 取10mm ，洪峰传播的流量折减系数β取1、降水不均匀折减系数γ取1.0、小水库（湖泊）调节折减系数δ取1。

()βγδϕ5
42
30m z -h F Q = =0.09×(53-10)23×0.0315
4×1×1×1
=1.58s /m 3 1、确定涵洞孔径d
查《公路排水设计手册》（人民交通出版社 姚祖康编著）公式
（3.3-18）得管径与流量关系式52
5352gk
Q d k d b A gd Q k k ===或，式中系数
k=k 13/k 2,为充满度h/d 的函数。

初选临界水深h k 时的充满度为8
.0=d
h k。

表3.3-3得k=0.382。

则管径d 为：
5
2
382
.081.958.1⨯=
d =0.92m 取管径为1.0m 。

2、临界水深h k
以d=1.0m 代入计算时，得
2545
.00.181.958.1g 5
2
52=⨯==d Q k 。

查表得相应的725.0=d h k ，故临界水深h k ：
m 725.00.1725.0=⨯=k h 。

由于B=2.5<3m,查《公路桥涵设计通用规范》（JTG_D60-2004）得盖板涵净高4
h d
≥
∆，查《公路桥涵设计手册·涵洞》公式5-28得涵前水深:87
.00.87'
∆-==d k h H h 则涵洞净高d h ：d h ≥34
87.0⨯⨯k h =⨯⨯=725.087.03
40.8122m
因此内径为1.0m 的钢筋混凝土圆管涵满足排洪要求。

考虑此处的原有排水系统并结合当地实际降水情况，所以钢筋混凝土圆管涵取内径为1.5m 。