第五章 涵洞设计
- 格式:doc
- 大小:173.50 KB
- 文档页数:5
涵洞工程设计方案一、项目概述随着城市化的进程,道路交通建设不断发展,涵洞作为道路建设中的重要组成部分,其设计方案显得尤为重要。
本项目旨在设计一套涵洞工程方案,以满足道路交通建设需求,并保障道路交通的顺畅和安全。
二、设计原则1. 安全性原则:涵洞工程的设计应保证施工安全和使用安全,遵循国家相关标准和规范,确保涵洞结构稳固,安全可靠。
2. 经济性原则:在实现安全和功能要求的前提下,尽可能节约成本,减少资源浪费,提高设计施工的经济性。
3. 环保原则:遵循绿色建筑理念,尽可能减少对自然环境的影响,减少对自然资源的消耗,选择环保材料和施工工艺。
4. 实用性原则:根据实际道路交通需求,综合考虑涵洞功能和使用要求,确保设计方案的实用性和便利性。
5. 美观性原则:注重涵洞的外观设计,使之与周边环境相协调,提升城市道路的整体形象。
三、设计内容1. 基本功能涵洞工程作为道路交通建设的重要部分,其基本功能是保证交通畅通、通水和排水,适当控制洪水,保障路基稳定等。
2. 结构形式涵洞工程主要采用箱涵、圆形涵洞、椭圆形涵洞等形式,根据实际情况选择合适的结构形式。
3. 材料选用涵洞工程的材料选用应考虑结构稳固、耐久性强、抗冲刷能力好等因素,一般选用混凝土、钢筋混凝土、铸铁等材料。
4. 设计参数涵洞工程的设计参数包括涵洞长度、断面尺寸、墙厚、覆土厚度、设计洪水位、水流速度等,需要综合考虑交通需求和地质条件等因素进行确定。
5. 排水处理针对不同地质条件和水文条件,涵洞工程需要进行合理的排水处理,避免洪涝灾害,保证道路交通畅通。
6. 施工工艺涵洞工程的施工工艺需要考虑到地质情况、环境条件、设备设施等因素,采用合理施工工艺,保证工程质量。
7. 环境保护在设计过程中,需要注重环境保护措施,避免对自然环境造成破坏,减少环境污染,保护生态平衡。
四、设计流程1. 调研勘察进行工程规划的前期调查,了解道路交通情况、地质环境、水文条件等情况,为设计提供基础数据。
5公路涵洞设计涵洞布设技术要求公路涵洞是指为了改善交通条件,解决道路与铁路、水道等相交时的交通障碍而在道路下设置的通行设施。
在公路建设中,涵洞是一种常见的交通设施,其设计与布设要求直接关系到涵洞的安全性和使用效果。
一、涵洞设计技术要求:1.涵洞的尺寸要与通行的车辆类型相匹配,必须满足公路设计规范中设定的最小通行断面要求。
2.涵洞的设计应充分考虑排水功能,要确保涵洞周围的地表水能够顺利排除,避免洞内积水影响通行安全。
3.涵洞的设计要符合交通运输部门制定的技术标准和规范,以确保涵洞的结构安全可靠,能够承受预期设计寿命内的荷载和环境影响。
4.涵洞的设计应考虑地质条件和地形地貌的影响,合理选择涵洞的位置和断面形式,以确保施工便利和工程质量。
5.涵洞的设计要考虑通行安全,根据道路的流量和车辆类型确定涵洞的通行方式和灯光设备设置,同时考虑应急疏散通道等防护措施。
二、涵洞布设技术要求:1.涵洞的布设应尽量与道路线形相匹配,且考虑到道路的平缓度和弯道半径等因素。
2.涵洞的布设应符合公路建设相关法律法规的规定,例如距离住宅区和商业区的安全距离、与其他涵洞、桥梁的位置关系等。
3.涵洞的布设要保证道路通行与铁路、水道等交叉的安全性,避免可能的交通冲突和事故。
4.涵洞的布设应遵循“合理经济、可行有效、便于施工、易于维护”的原则,在设计上尽量减少对自然环境的破坏。
5.涵洞的布设还需要考虑道路拓宽、环境保护、土地复垦、排土场布置等因素。
必要时需要与相关部门进行协商和沟通,确保涵洞的安装不会对环境产生不利影响。
总之,公路涵洞的设计和布设技术要求直接关系到涵洞的安全性、使用效果以及对交通运输的影响。
在设计涵洞时,需要全面考虑涵洞的尺寸、排水功能、结构安全、地质条件、通行安全等方面的要求。
涵洞的布设应与道路线形相匹配,遵循相关法规和规范,确保道路通行与其他交通设施的安全,并在布设过程中注重环境保护和可持续发展。
第二章 PCVX中的涵洞设计方式的原理及其基本流程1. PCVX中支持的涵洞设计方式在PCVX中,支持涵洞的设计方式包括:一套通用图+每道涵洞的布置图;每道涵洞均有布置图和细部构造图。
1、一套通用图+每道涵洞的布置图是对项目中的每一涵洞只绘制布置图,不单独提供构造图,其主要构件的构造图通过"通用图"的形式体现,涵洞施工时,根据通用图查表获得相应结构尺寸和配筋参数以及单位工程数量,通过这种方式设计涵洞时,应该将通用图作为设计成果的一部分交付出版。
一般说来,在PCVX中,每个规范文件都对应着一套通用图。
在实际的工程应用中,此种方法也叫:"通用图+布置图"。
在"一套通用图+每道涵洞的布置图"的设计方式下:涵洞的上部和下部的圬工工程量来自于PCVX的实际计算,但其设计参数来自于规范文件;其所有的配筋来自于规范文件。
此种设计方式下设计涵洞,PCVX提供了标准图管理器来绘制和编辑标准图。
标准图管理器可以管理图纸,批量替换图框等。
2、每道涵洞均有布置图和细部构造图:就是对项目中的每一道涵洞都绘制布置图和配套构件的细部构造图(如盖板的配筋图)。
涵洞施工时,可以完全脱离通用图。
在实际的工程应用中,此种方法也叫:"一涵一图(配筋图)"。
在此种情况下,用户可以通过pcvx提供的"套用规范"或者"交互套用规范"功能有选择性的采用一些规范数据。
在"每道涵洞均有布置图和细部构造图"的设计方式下,所有的涵洞的工程量都是根据实际的涵洞设计参数通过一定的工程算法得到。
2. 一套通用图+每道涵洞的布置图的原理及其基本流程一套通用图+每道涵洞的布置图的设计方式应用于一般的公路涵洞设计中。
本节主要介绍了PCVX中采用"一套通用图+每道涵洞的布置图"方式设计涵洞时候的基本流程和原理。
涵洞设计规范涵洞设计规范一、涵洞的设计要符合道路和交通规划的要求,能够满足交通运输的需要。
1.设计应根据道路类型和交通量确定涵洞的规模和形式。
涵洞可采用明渠、暗渠、管道等形式,应根据道路的交通量、流量以及洪水量等因素综合考虑,确保能够顺利引导道路上的雨水和地下水。
2.涵洞的设计宜满足交通运输的要求,确保过车时的通行安全。
涵洞内部要有足够的空间以供车辆通行,通行时不得有尖锐的转弯或突然出现的障碍物。
3.涵洞的设计宜考虑环境保护和节能减排要求。
适当设置涵洞的照明设施,以提高夜间的可见性,并采用节能和环保的照明设备。
二、涵洞的设计要考虑地质和水文条件,确保结构的稳定性和相对安全。
1.地质勘察和解决地下水问题。
在设计涵洞前,要进行详细的地质勘察,了解地层条件,避免建设过程中发生地质灾害。
对于地下水问题,应采取相应的措施,以保证涵洞在地下水对结构的影响下能够保持相对稳定。
2.涵洞的设计应根据地质条件确定适合的结构形式。
根据地质条件,选择合适的涵洞结构形式,如顶管、箱涵等,以确保结构的稳定性和相对安全。
三、涵洞的设计要考虑维修和检查的便利性,确保其使用寿命和安全性能。
1.涵洞的设计应考虑维修和检查的便利性。
合理设置检查孔和检查井,以便于检查涵洞是否出现损坏和疏通,及时进行维修和清理。
2.涵洞的设计应考虑使用寿命和安全性能。
根据使用要求和设计标准,确定涵洞的使用寿命,并采取相应的措施确保安全性能。
如在涵洞的结构上设置防撞设施,防止车辆撞击结构物,保证运行安全。
四、涵洞的出入口设计应符合交通规划的要求,确保交通运输的畅通。
1.涵洞的出入口设计要合理,确保交通顺畅。
根据道路类型和交通量确定出入口的数量和规模,并设置合理的转弯半径和上下坡度,以提高交通的安全和效率。
2.涵洞的出入口应设置交通信号或交通标志,以保证车辆顺利经过。
在出入口处设置相应的交通信号或交通标志,提醒驾驶员注意并遵守交通规则,确保交通的安全和流畅。
5道路排水设计及桥涵方案设计5.1 道路排水设计道路排水系统包括路基排水、路面排水和中央分隔带排水三部分。
路基排水系统包括边沟和排水沟。
设计中通过边沟、排水沟、桥涵等排水构造物将水排入天然河沟,以形成完整的排水系统。
因此道路排水系统设计包括路基排水设计、路面排水设计和中央分隔带排水设计。
5.1.1路基排水设计路基排水主要通过两侧的边沟和集水沟及挡水土堤来进行。
边沟将汇集的路面水、路基边坡排入河沟或排入排水涵洞中,或用排水沟引离路基。
路线经过河塘地段时,设置填筑式边沟,或直接通过河塘排水,一般不应将水排入鱼塘。
路基路面排水的一般原则如下:1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合处置、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系;2)沟槽的顶面高度应高出设计水位0.1~0.2m。
边沟纵坡一般不小于0.5%,特殊情况下可减至0.3%。
边沟长度原则上不超过300m,最大不超过500m。
当边沟与沟渠、道路发生交叉时,一般将边沟水直接排入排水沟,遇灌溉沟渠时,则考虑将边沟水向两侧排除,当边沟必须穿越道路时,设置边沟过路涵穿越。
边沟(排水沟)出水口与较大河沟相接处,当可能发生冲刷时采用急流槽将水引入河沟中。
根据地势走向情况,以及周围天然河沟的分布情况,同时在排水沟设计中尽量减少填方量。
该路段排水沟设计如下,各段边沟起始桩号、沟底纵坡列表(5.1)。
5.1.2中央分隔带排水中央分隔带采用锯齿型,并植草绿化防目眩。
为排除中央分隔带下渗水,采用纵向碎石盲沟结合横向塑料排水管排出中间带填土渗水。
盲沟采用矩形断面,宽60m,深20~38cm,纵坡不小于0.3%,其沟底及侧壁、中间带土基表面以及中央分隔带路面结构外侧采用2cm厚水泥砂浆抹面并涂沥青防渗层及铺设防渗土工布。
碎石盲沟顶面铺一层透水土工布,以防中间带填土污染碎石盲沟而降低透水功能,中央分隔带纵向碎石盲沟内贯穿埋设φ5cm中空耐压塑料管,每间隔50~70m设置较盲沟地面底20cm得集水槽,集水槽内埋设带孔塑料三通管并于横向φ8cm聚氯乙烯硬塑料排水管相接,将中央分隔带中下渗水排出路基以外。
涵洞的设计方案
涵洞是一种道路给水排水设施,以解决道路交叉口相交道路或人车行经点的排水问题,使道路交叉口正常通行并确保道路安全。
涵洞的设计方案涉及到哪些方面呢?下面是一个700字的涵洞设计方案。
涵洞的设计方案需要考虑以下几个方面:地形条件、水文条件、交通条件、结构条件和材料选择。
首先,在地形条件上,需要考虑涵洞所处的地形高程、地势起伏等因素。
根据实地勘察,确定涵洞的进、出口位置和深度。
其次,在水文条件上,需要考虑涵洞所在区域的降雨情况、地表水位、地下水位等。
根据降雨量、径流系数和洪峰流量,计算涵洞的设计流量,并确定涵洞的断面尺寸。
然后,在交通条件上,需要考虑涵洞所处的道路交通状况、交通流量等。
根据道路的等级和规模,确定涵洞的通行能力,包括通行流量和通行速度。
接着,在结构条件上,需要考虑涵洞的结构形式、所需的抗力、稳定性等。
根据涵洞的使用年限和所处地质情况,选择合适的结构形式,包括箱涵、拱形涵洞、圆管涵洞等。
最后,在材料选择上,需要考虑涵洞的材料强度、耐久性和可维护性等。
根据涵洞的使用要求和预算限制,选择合适的材料,包括混凝土、钢材、钢筋混凝土等。
综上所述,涵洞的设计方案需要综合考虑地形条件、水文条件、交通条件、结构条件和材料选择。
通过合理设置涵洞的进、出口位置和断面尺寸,确保涵洞能够正常运行并满足交通需求,同时保证涵洞的结构安全和使用寿命。
涵洞的设计方案需要经过专业工程师的严密计算和论证,以确保设计方案的科学性和可行性。
涵洞工程设计方案和对策施工方法一、涵洞工程设计方案涵洞工程是指在交通运输、排水、河道治理等工程中,为了解决水流交叉与垂直交通的问题,而采用的一种工程措施。
其设计方案应综合考虑各种因素,进行合理的布置与设计。
下面是涵洞工程设计方案的一般步骤:1.项目调研:对于涵洞工程的具体位置、用途和设计要求进行详细调研,包括地理环境、地质条件、水流状况、交通流量等方面的信息。
2.方案设计:根据调研结果制定涵洞工程的设计方案,包括涵洞的类型、规模、布置、通行能力、安全设施等方面的内容。
3.结构设计:根据设计方案,在考虑地质条件、交通流量、土地利用等因素的基础上,确定涵洞的结构形式、尺寸和材料。
4.施工图设计:依据结构设计,绘制详细的施工图纸,包括平面布置图、剖面图、细部图等。
5.安全评估:进行涵洞工程的安全评估,包括结构安全、水流安全和交通安全等方面的评估。
6.经济评估:评估涵洞工程的投资成本、维护成本和经济效益,确保设计方案的经济合理性。
7.环境评估:评估涵洞工程对环境的影响,包括水土保持、生态保护、景观建设等方面的考虑。
8.编制设计报告:根据以上步骤,编制涵洞工程的设计报告,包括设计方案、结构设计、施工图纸、安全评估、经济评估和环境评估等内容。
实施涵洞工程是一个具有一定难度的工程项目,需要采取一系列的对策和施工方法来保证施工质量和安全。
以下是常用的涵洞工程对策和施工方法:1.地质勘察:在施工前进行详细的地质勘察,了解地层、岩性、地下水位等情况,确定施工方案。
2.临时支护:在施工过程中,使用适当的支护措施,如钢柱、混凝土梁、钢板挡土墙等,以保证施工现场的安全。
3.施工组织:合理组织施工过程,安排各个施工环节的顺序和时间,确保施工能够顺利进行。
4.施工设备:选用适当的施工机械和设备,提高施工效率,减少人工操作的难度和风险。
5.质量控制:严格按照设计要求进行施工,采用合格的材料和工艺,确保涵洞工程的质量。
6.安全防护:在施工现场设置合理的安全警示标志,配备必要的安全防护设施,培训施工人员的安全意识。
第五章涵洞设计
5.1 概述
5.1.1 涵洞分类
按建筑材料,涵洞分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、钢波纹管涵等
按构造形式,涵洞分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵等
按填土高度,涵洞分为明涵、暗涵。
当涵洞洞顶填土高度小于0.5m时称明涵,
当涵洞洞顶填土高度大于或等于0.5m时称为暗涵。
按水力性质,涵洞分为无压力式、半压力式、压力式三种。
5.1.2 涵洞选用原则
涵洞应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要,按照实用、经济、安全和美观的原则进行设计。
同时,公路涵洞设计应适当考虑农田排灌的需要。
适当考虑各方面的综合利用。
涵洞主要是为了排泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物,其布置应结合地形、地物、地质等条件沿路合理布置,用来排水的涵洞应尽量与水流方向一致,与路线方向垂直,避免布置不当引起的壅水、涡流、下游冲刷过大等现象。
5.2 涵洞拟定与设计
5.2.1 圆管涵设计
圆管涵的标准跨径通常取50、75、100、125、150(cm)。
本设计为山区丘陵地按一沟一涵设计涵洞,下面以排水总体规划图中K0+380处的涵洞计算为例,参考资料为《公路排水设计手册》,以下系数及表均由此书中摘取。
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 ≤30km2的小流域。
①设计流量:
βγδ)-(ψ5
423F z h Q p = (5.1)
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),根据详细设计平面图计算得:F=0.064km 2 h ——暴雨径流厚度(mm )
由表3.2-5查得本地区为暴雨分区的第三区 由表3.2-7查得汇水区土的吸水类属第Ⅳ类 由表3.2-6取汇流时间为t =30min 根据公路类型,本地区设计洪水频率为1/50 根据以上四个因素值查表得h =37mm Z ——被植物或坑挖滞流的径流厚度
由表3.2-8根据地面特征查表得Z =5mm
Ψ——地貌系数,根据地型、汇水面积F 、主河沟平均坡度Iz 决定 汇水面积F (km 2) F <10 km 2 由表3.2-9查得Ψ=0.1
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=
<1Km )及汇水区的类型(丘陵汇水区)综合查3.2-10表得,本设计取β=1;
γ——汇水区降雨不均匀的折减系数,查表3.2-11,由于汇水区得长度宽
度均小
于5Km ,故不予考虑,取γ=1;
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,本地区有
一个小池塘面积为3854m 2,所以3854/64000=6%,查表3.2-12可得δ取0.99.
将各值带入公式5-1计算得
99.199.011064.0)5-37(1.05
42
3
==×××××p Q m 3/s 确定涵洞孔径d :
初选临界水深h k 时的充满度为h k /d=0.7。
查3.3-3表,k=0.221。
则管径为:
5
2
k
g Q d p
×= (5.2)
m 35.1221
.081.999
.152
=×=
取管径d=1.5m 。
以d=1.5m 代入计算时,可得
053.081
.95.199.15
2
=×=k 查表得到相应的475.0=d h k 。
故临界水深m h k 7125.05.1475.0=×= 临界流速和临界坡度的确定: 查表可得,当
475.0=d
h k
时,368.01=k ,9975.02=k ,2415.03=k 。
则:临界流速k v :
2
1k gd
k v k =
(5.3) 33.29975
.05
.181.9368.0=××=m/s
临界坡度k i 为:
23/232
22))(1(dk n
v R C v i k k k k k == (5.4)
15.4))2415.05.1(014
.01(33.223/22
=×=
‰
涵前水深:
圆管涵洞门采用八字翼墙式,则流速系数取=Φ0.89,假设涵前流速H v =0,则:
g
v g v h H H
k k 2-Φ222
21+= (5.5) 5.1≤02.189
.081.9233.27125.02
=××+
= 所以如果涵前流速0≥H v ,则涵前水深一定小于1.02,因此涵前水深满足规定。
涵洞进水口处最小净空高度
375.04
δ≥
613.0)15.1/02.1(-5.1)15.1/(-δ1=====d
H d
涵内正常水深H 0和流速V 0
涵洞坡度为临界坡度即:k i =4.15‰,断面流量特征值
5.00/i Q K =
(5.6)
89.3000415.0/99.1/5
.05.00===i Q K
满流时的断面流量特征值
72.655.126.223/8=×=d K
由47.072.65/89.30/0==d K K 查表可得充满度482.0/0=d h ,由此
723.05.1482.00=×=h
查表可得断面的流速特征值相对值98.0/0=d W W 满流时的断面流速特征值为
2.375.135.283/2=×=d W 流速特征值 46.362.3798.02.370=×=×=d W W 涵内流速
5.000i W v = (5.7)
35.200415.046.365.05.000=×==i W v
小于混凝土的圆管流速。
采用临界坡度时,涵内正常水深h 0和流速v 0均与临界水深h k 和临界流速v k 相同。
涵洞底坡等于临界坡度,涵前水深小于允许水深,涵洞进水口处得净空高度大于要求得最小净空高度,涵洞出口处水深(涵内水深)大于下游正常水深,涵洞水流状态为无压自由流。
最大纵坡的确定:
假设涵洞内正常流速采用允许流速(s m v /0.60=),则涵洞纵坡可增大。
由流量公式,涵内过水断面面积为
20332.00.6/99.1m v Q A ===。
则15.05.1332.0221===d A k ,查表3.3-3的充满度25.00=d h 。
由此,正常水深
375.05.125.00=×=h m 。
查表知断面的流速特征相对值702.0/0=d W W ,其中2.37=d W 由此: 11.262.37702.00=×=W 。
则 8.5211.260.622202
0===W v i ‰。
可见涵洞纵坡I 可在i k =4.15‰~52.8‰范围内选择。
确定涵洞长度 m mi h H m B L 6.602.05.115.2-7.35.10.51-0=)
()(=
上上上×+×+=++
m mi h H m B L 78.702
.05.1-12-7.35.10.5-1-0=)
()(=
下下下××+=+
式中: B ——路基宽度,为10米
B 上 , B 下——由路基中心至上,下游路基边缘的宽度,当路基无加宽时均为
0.5B ,即为5.0米;
H ——路基填土总高度,即由路基中心至路基边缘高度,此涵洞处为3.7米
h 上,h 下——涵洞上下游洞口建筑高度,h 上取2.5米,h 下取2米 m ——路基边坡坡度(按1:m ),m=1:1.5 i 0——涵底坡度(以小数表示) i 0=2% L 上,L 下——涵洞上,下游长度
涵洞全长: L= L 上+L 下=6.6+7.78= 14.38m。