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1、小桥涵的作用：在公路跨越沟谷、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常修建各种横向排水构造物，以使沟谷河流、人工渠道穿过路基，使路基连续，确保路基不受水流冲刷侵袭，从而达到路基稳定。
2、桥涵的划分：按其多空跨径总长L和单孔跨径L0两项指标划分。
3、小桥涵设计原则：1)安全；2）适用；3）经济；4）美观；5）有利于环境保护。
4、小桥涵设计要求：行车要求、排水要求、通航要求、跨越要求等。
5、设计速度与车道宽度对应表：6、锥坡与桥台两侧相交线的坡度，当有铺砌时，不宜陡于1:1；不受洪水冲刷的锥坡可采用不陡于1:1.25的坡度。
7、小型排水构造物：指汇水面积小、工程数量较小的人工构造物，主要包括：小巧、涵洞、漫水桥、过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽等。
8、小桥和涵洞的区别除按多空跨径总长和单孔跨径大小不同外，还有以下差异：1）小桥构造物处的路基一般是断开的，桥梁与路基间设有专门的过渡结构物而涵洞构造物处的路基一般是连续的，涵洞设于路堤之下，形成路堤中的一个排水孔洞；2）桥梁的宽度直接由路基宽度确定于路基填土高度无关。
涵洞处路基顶面与路基同宽，而涵洞的长度则随路基填土高度增加而增长，与路基宽度、路基填土高度、路堤边坡坡度尺寸、形状等因素有关；3）桥面设有专门的桥面系，涵洞则无。
10.过水路面：用加固路面、路肩及路基边坡的方式，允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物。
11.倒虹吸涵洞：当横跨公路的沟渠水面与路面高差较小，而不能满足设置涵洞的最小建筑高度要求时，为避免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物。
12.小桥涵的分类：1）按洞身构造形式分——管涵、盖板涵、板桥、梁桥、拱涵、拱桥、箱涵等；2）按填土分——明涵【洞顶填土高度小于0.5m，用于低填方和挖方路段】、暗涵【洞顶填土高度大于或等于0.5m，用于高填方路段】；3）按水利性质分——无压力式涵洞【涵洞入口水流深度小于洞口高度，并在洞身全长范围内水面都不触入洞顶，洞内具有自由水面】、半压力式涵洞、压力式涵洞；4）按桥涵平纵面布置分——正交桥（涵）、斜交桥（涵）、曲线桥（涵）等。
《公路小桥涵勘测设计》课程教学改革探讨
《公路小桥涵勘测设计》课程教学改革探讨
公路小桥涵勘测设计是一门基础理论性强、实践性强的工程课程，在社会经济发展的背景下，为全面提高学生的就业能力，加强课程体系建设，实现职业教育和技能培训的目标，《公路小桥涵勘测设计》课程应进行教学改革。
首先，为了提高课程教学质量，要求教师在每一节课上做好充分的准备，侧重基本理论、实践技能的讲解，吸收新技术、新发明，融入教学内容；其次，要注重实践，结合实际案例，让学生实际动手参与设计，以此加深掌握理论的知识及其在实践中的应用；此外，尽量使用计算机软件，使学生对软件熟练掌握，从而提升就业竞争力；最后，小班授课，强化多角度讨论，激发学生学习激情，培养学生的团队精神。
教师除了正确灌输知识外，要加大和学生的交流和沟通，切实激发学生的学习兴趣，增强学生的实践能力，健全学生的综合能力和创新意识，使其成为一个实践型人才。
通过对《公路小桥涵勘测设计》课程的教学改革，不仅可以为学生提供更为丰富的知识资源，增强课程质量，提升就业竞争力，而且可以使学生掌握有效的专业技能，为未来社会发展作出更大的贡献。
《公路小桥涵勘测设计》复习重点2013.10.13 付孝均1、小桥和涵洞的划分：单孔跨径系指标准跨径；梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离。
2、小桥涵勘测设计的步骤和内容：1)资料收集及勘测准备；2)小桥涵结构类型选择；3)小桥涵位置选择；4)拟建小桥涵址测量；5)小桥涵址调查：包括水文、地形。
地质、气象建筑材料供源以及原有桥涵和水利设施的调查。
3、小桥和涵洞的区别和差异：1)单孔跨径和多孔跨径总长不同；2)小桥构造物处的路基一般是断开的，而涵洞的构造物处的路基是连续的；3)桥梁的宽度直接由路基宽度确定，与路基填土高度无关，而涵洞的长度则随路基填土高度增加而增长；4)桥面设有专门的桥面系，而涵洞没有。
4、过水路面：用加固路面、路肩及路基边坡的方式，允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物。
5、明涵和暗涵：明涵：涵洞顶填土高度小于0.5m的情况下，通常在底填方和挖方路段采用；暗涵：涵洞顶填土高度大于或等于0.5m的情况下，通常在填方路段采用。
6、涵洞的分类：无压力式涵洞：涵洞入口水流深度小于洞口高度；半压力式涵洞：涵洞入口水流深度大于洞口高度；压力式涵洞：涵洞入口水流深度大于洞口高度；洞身全长范围内都充满水流且无自由流水。
7、拱桥：拱桥分为三铰拱、两铰拱、无铰拱。
8、刚架桥的特点：具有受力条件好、外形尺寸小、桥下净空大、混凝土数量少、钢筋用量大、基础造价高。
9、小桥涵选型原则（安全、适用、美观、环保）：1)小桥涵类型选择因综合各种因素和条件，经技术经济比较，权衡利弊确定；2)小桥涵类型选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工、养护等原则，一条公路上应尽可能采用统一的标准形式；3)小桥涵类型选择应考虑农田排灌的需要；4)小桥涵类型选择还应综合考虑桥涵址的自然特征和环境条件。
10、小桥涵多孔与单孔孔数选择：小桥涵的孔数主要根据设计流量大小、建筑高度、地基情况等条件综合考虑确定。
1、工程地质调查：一般采用目测和访问相结合的方式；2、挖（钻）探：当工程规模较大，地质条件比较复杂时，可用挖探、钎探或钻探；对简单地形地质条件的小桥涵，可只设一个勘探点，对于地质条件复杂，跨径较大的不应少于两个勘探点；按照宽顶堰流假定，小桥下的水流可有自由出流和非自由出流两种水力图示：自由出流：当下游水深小于或等于1.3倍时，桥下为临界水流状态；特点：桥下游天然水深不影响桥下水出流，桥下的过水量仅与桥下临界水深有关；非自由出流：当下游水深大于1.3倍临界水深时，由于下流水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深为天然水深，形成非自由出流；特点：此时桥下游水深直接影响桥下水流出流，使桥下流速降低。
过水流量比自由出流有所减少；八字式洞口的适应条件：适用于涵洞跨径宽度基本与河沟宽度基本一致，无需集纳和扩散水流或仅为疏通两侧农田灌溉时的情况。
端墙式洞口的适应条件：多用于宽浅河沟或孔径压缩较大的情况和函台较高的情况，能适应各种不同路基边坡的情况。
压力式洞口的特点：进口完全被淹没，整个洞身被水流充满，无自由表面，整个洞身呈有压力状态。
半压力式洞口的特点：进水口被淹没，但整个洞口仍有自由水面，洞口呈有压力状态小桥涵计算主要包括内容：1、确定小桥涵孔径和孔数；2、确定河床加固的类型和尺寸，上下游所需消耗能力设施的类型和尺寸；3、计算确定壅水高度，小桥桥面最低高程或小桥涵顶上的最低路堤高度；4、确定桥跨布孔方案；1、小桥涵的作用：在公路跨越沟谷、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常修建各种横向排水构造物，以使沟谷河流、人工渠道穿过路基，使路基连续，确保路基不受水流冲刷侵袭，从而达到路基稳定。
2、桥涵的划分：按其多空跨径总长L和单孔跨径L0两项指标划分。
3、小桥涵设计原则：1)安全；2）适用；3）经济；4）美观；5）有利于环境保护。
4、小桥涵设计要求：行车要求、排水要求、通航要求、跨越要求等。
5、设计速度与车道宽度对应表：设计速度（Km/h） 120100 80 60 40车道宽度（m）3.75 3.75 3.75 3.50 3.506、公路桥涵设计荷载组成：车道荷载和车辆荷载，车道荷载——由均布荷载和集中荷载组成，车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。
单孔跨径：小桥：5≤L0≤20；涵洞：L0 < 5多孔跨径总长：小桥：8≤L0≤30单孔跨径系指标准跨径；梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离。
1）按洞身构造形式：管涵、盖板涵、拱涵、箱涵（2）按填土高度：明涵、暗涵（3）按水力性质：无压力、半压力、压力式涵洞。
（1）小桥：小桥的中心桩号、桥轴线桩号及跨河沟时路中线位置（2）涵洞：沿着确定路线方向前后移动，选择一个合理而又经济的位置。
P85+P92）自然出流：当下游水深小于或等于临界水深的1.3倍时，桥下为临界水流状态，则为自由出流非自然出流：当桥下游水深大于临界水深的1.3倍时，由于下游水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深即为天然水深，形成非自由出流。
无压力式：水流通过涵洞时在其动身长度内都与洞顶不接触。
半压力式：涵洞进水口被淹没，但整个洞身仍具有自由水面。
压力式：涵洞洞口、洞身无自由水面。
（1）资料收集及勘测准备（2）小桥涵结构类型选择（3）小桥涵位置选择（4）拟建小桥涵址测量（5）小桥涵址调查以确定小桥涵的孔径、类型及建筑形式。
（1）暴雨推理法：运用成因分析与经验推断相结合，从实测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，从而间接的求设计流量。
（经验公式应用简单，但地区差异大）（2）径流形成法：从分析汇水形成和影响地面径流的因素（暴雨强度、汇水面积、土壤类型、地形）着手，建立这些因素与设计流量的函数关系求解。
（计算较为简单，也有经验公式，存在地区差异）（3）形态调查法：调查河槽形态与历史洪水位的手段，取得河槽某一过水断面在该洪水位下的过水面积、平均流速及洪水频率资料，据以推算桥涵处的设计流量。
（较客观反映出实际情况，但因小流域洪水历史短，不易调查出历史洪水位及响应频率，不易准确算出河沟床的糙率，计算结果往往偏大或偏小，应与前两法配合论证使用）（4）直接类比法：以调查新建公路附近原有公路、铁路小桥涵泄水情况入手，按水力计算法反算流量。
第一章1、什么叫小桥涵？现行《公路工程技术标准》中对小桥和涵洞是如何界定的？小桥涵是公路排水构造物的重要组成部分之一。
小桥涵洞按其多孔跨径总成L和单孔跨径L0两项指标来划分的。
2、小桥和涵洞的区别？跨径不同。
多孔跨径总长大于等于8m小于等于30m的，单孔跨径大于等于5m小于等于20m的叫做小桥，单孔跨径小于5m的叫做涵洞；走向不同。
桥的前进方向与路相同，涵洞的前进方向与路相切；宽度不同。
桥的宽度直接由路基宽度确定，于路基填土高度无关，涵洞处路基顶面于路基同宽，二涵洞的长度则随路基填土高度增加而增长；小桥构造物处的路基一般是断开的，桥梁与路基间设有专门的国度结构物，而涵洞构造物处的路基一般是连续的；桥面设有专门的桥面系，涵洞则无桥面系构造（明涵除外）。
3、简述小桥涵在公路工程及农田灌溉中的作用。
作用：排水灌溉，作为通道，还可以用于跨越障碍物。
意义：（1）数量多、比重大、直接影响公路工程的进度、质量和造价；（2）分布广、类型多，直接影响公路营运的安全；（3）兴水利，里农业，直接影响农田水力灌溉；（4）设通道、利行人，直接影响沿线群众生产生活；（5）跨线桥，驾于路线上空，直接影响道路的景观。
由此可见，小桥涵直接影响到工程的进度、质量和造价，关系到公路营运效率和安全，是设计沿线农田水利、居民生产生活以及道路景观的重大问题。
4、小桥涵设计应满足哪些要求？小桥涵测设的任务和内容是什么？设计要求：（1）行车要求（2）排水要求（3）通航净空要求（4）跨线要求（5）满足设计荷载要求测设任务：小桥涵勘测设计包括小桥涵外业勘测和内业设计两大部分。
通过对公路所跨越的沟谷、河流进行水文、地形、地质及施工条件的勘探和调查，并进行桥涵位测量，收集有关的外业资料，再结合公路的要求，通过内业设计，完成公路设计文件，编制规定的桥涵设计图表资料，为小桥涵概、预算编制和施工提供依据。
测设内容及步骤：小桥涵勘测设计是公路勘测设计的一个重要组成部分，不同的公路测设阶段在步骤和内容上有不同的要求。
河南理工大学《公路小桥涵勘测设计》课程设计计算书公路小桥涵课程设计1. 设计方案的拟定1.1. 选择涵洞类型由设计任务书可知需要在某三级公路上拟建一道交通涵洞，该地区为第12暴雨分区，由地形图可确定汇水面积为285.0km A =,汇水区表土为黏土，主河沟平均纵坡%0.2=z I ，汇水区内主要为山区水稻田，汇水面积重心与桥涵位置距离为km 56.0。
涵洞类型有石拱涵、石盖板涵、钢筋混凝土盖板涵、钢筋混凝土圆管涵、钢筋混凝土箱涵、倒虹吸管涵波纹管涵、砖拱涵。
这些涵洞类型中，石拱涵、石盖板涵、钢筋混凝土圆管涵都只适用于设计流量在10m 3/s 以下的河流，有后面计算可知这些涵洞的泄水能力不能满足本次设计；而倒虹吸管涵是用于灌溉的因此也不符合；而砖拱涵的承载能力很低，因此也不符合本次设计需求。
结合各类型涵洞特点和设计需求以及达到总造价最低的原则，本次设计需用钢筋混凝土盖板涵。
1.2. 进出水口形式八字式洞口构造简单，建筑结构美观，施工简单造价较低。
常用于河沟平坦顺直、无明显沟槽，且沟底与涵底高差变化不大的情况。
结合以上各洞口类型特点和设计资料，本次设计涵洞进出口形式选用八字式洞口。
2. 涵洞水文、水力计算2.1. 涵洞水文计算本设计采用径流形成法法计算涵洞的设计流量。
2.1.1. 确定计算参数根据公路技术等级确定设计洪水频率251=P ；依据285.0km A =，%0.2=z I ，查附表求得地貌系数09.0=ψ；根据汇水面积285.0km A =，查表得汇流时间min 30=τ；根据土壤黏土，确定吸水类属为Ⅱ类；由设计洪水频率251=P 、min 30=τ、Ⅱ类土、暴雨分区为12，查表得径流厚度mm h 41=。
2.1.2. 设计洪水量计算γβψ⋅⋅⋅-=5423)(A z h Q s1185.0)1041(09.05423⨯⨯⨯-⨯=)/(64.133s m =由于汇水面积较小，按简化公式计算时偏差较大，用公式)/(56.03s m hA Q s =计算比较，取其中较小者。
85.04156.0⨯⨯=s Q )/(52.193s m =故取 )/(64.133s m Q s = 2.2. 涵洞水力计算Q假设涵洞净空高度： m h d 5.2=； 进水口和壅水降落系数： 87.0=β； 进口涵洞净空高度： m 5.0=∆； 则涵前水深： m h H d 3.287.05.05.2=-=∆-=β； 盖板涵的涵洞净宽：m HQ B s48.23.2575.164.13575.15.123=⨯==；根据《公路桥涵标准图》钢筋混凝土盖板涵泄水能力及水力计算表确定所选定型涵洞有关数据：跨径： m L 00.3=;净跨径： m L 40.20=; 净高： m h d 5.2=; 临界水深： m h lj 82.1=; 临界流速： s m v 22.4=; 泄洪能力： m Q 343.18=3. 几何设计3.1. 尺寸拟定3.1.1. 拟定常规尺寸(1) 涵底纵坡涵I ：根据河沟纵断面地面线的天然纵坡拟定为2%。
(2) 铺地厚度铺底h ：拟定为30cm 厚的浆砌片石。
(3) 涵底高程涵H ：按涵底中心地面高程下挖（清底）cm 30~20推算。
(4) 涵洞埋深（从铺地算起往下至基础底面）：要大于当地冻深1.0m 。
(5) 进、出水洞口形式采用八字墙，洞口尺寸： ①八字墙垂直顶宽a=40cm ；②墙身与其基础垂直襟边e 取20cm ； ③墙身背面垂直背坡取4:1；④墙身端部断面的高度端h ：以端部露出底面高cm 40~20推算；⑤墙身根部断面高度根h ：按帽石底面算起至基础之高差；⑥本涵桥面板厚24cm ，铺装层厚9cm ，台帽厚（帽石顶面宽度）取40cm 。
3.1.2. 本涵洞经拟定的尺寸1. 八字墙端部露出地面的高度拟定为20cm ，根部高度以其基础顶面自安全带出檐的下缘降低10cm 考虑，八字墙垂直顶宽取40cm ，垂直背坡取为4:1，墙身基础与涵身基础等厚为60cm ，并与涵身做成同一坡度，即2%，标于进出水口的端部。
2. 基础埋深根据当地冻深确定为150cm ，标于出口端部相应位置处。
3. 基础厚度拟定为60cm ，填土高度150cm 。
4. 涵底铺砌拟定为30cm 厚的浆砌片石。
5. 涵身与基础按同一坡度设计，坡度取为2%，标于相应铺底顶面。
6. 截水墙宽度取为40cm ，埋深与基础同深，并将其宽度标于进出口截水墙处。
4.2. 涵洞纵断面上有关尺寸和高程的计算 4.2.1. 洞身部分的高程和尺寸 (1) 路基设计高程根据地形图，查算出涵位中心桩号处的路基设计高程分别为：m H 5.105=设m H H 425.105%275.35.105=⨯-==上设下设(2) 涵底高程计算根据涵位中心桩号处原地面高程（在此以沟H 表示）减去30cm 清底厚度（即清h ）得出，即 m h H H 32.993.05.99-=-==清沟涵 (3) 确定进出口处的建筑高度及涵洞中心涵台高度 ①进水洞口高度2----B I H h h h H h ⨯-=涵涵板铺装填上设进净 cm 43202.075.32.9909.024.05.1425.105=⨯-----= ②出水洞口净高2----BI H h h h H h ⨯+=涵涵板铺装填下设出净cm 44702.075.32.9909.024.05.1425.105=⨯+----= ③涵洞中心净高)---铺板中涵填中设中净（h h H h H h +=cm 447)09.024.0(2.995.15.105=+---=将以上计算结果标于设计草图相应位置。
④进出水口建筑高度cm h h h h 465924432=++=++=铺板进净进cm h h h h 480924447=++=++=铺板出净出⑤涵洞中心涵台高度cm h h H 537904470=+=+=中台其中0h 为涵台基础顶面至铺底顶面的距离，其值为基础埋深减去基础厚度，本设计基础埋深取150cm ，基础厚度取60cm ，故设计取cm h 900=。
4.2.2. 涵长计算cm H H H 5.6222.99-425.105-===涵上设imch H m B L ++-+=1)(211进m 32.65.102.014.0)65.4225.6(5.175.3=⨯++-⨯+=imch H m B L -+-+=1)(222出m 48.65.102.014.0)8.4225.6(5.175.3=⨯-+-⨯+=涵洞全长：m L L L 80.1248.632.621=+=+=4.2.3. 进出水口八字翼墙计算尺寸本设计进出水口处八字翼墙基础埋深与涵身埋深基深h 取值相同，翼墙基础厚度cm h 60=墙基。
（1） 进水口处翼墙根部断面高度：）（墙基基深板进净进根h h h h h -10-++=cm 536601*********=-+-+=）（；翼墙端部断面高度：cm h h h 110206015020-=+-=+=墙基基深进端；上式中10cm 为使八字翼墙美观，在墙顶设的一个小平台高度，20cm 为翼墙端部断的露出地面的高度。
（2）出水口处翼墙根部断面高度：）（墙基基深板出净出根h h h h h -10-++=；cm 551601501024447=-+-+=）（翼墙端部断面高度：cm h h h 110206015020-=+-=+=墙基基深出端其中10cm 为根部高度自安全带出檐降低10cm ；150cm 为埋深；60cm 为基础厚度；20cm 为翼墙端部露出地面的高度。
4.3. 涵洞平面图上有关几何尺寸计算 4.3.1. 净跨径0L根据流量计算结果选择，本设计依据标准图，采用标准跨径m L k 00.3=，钢筋混凝土板在两边韩台上各搭接30cm ，故取m L 40.20=，将此数据标于平面设计草图上的相应位置。
4.3.2. 涵台半剖面和平面图上的有关尺寸 （1）涵台底面的底宽参考《公路桥涵设计手册》本涵台底面的底宽取50cm 。
（2）基础襟边宽度取20cm 。
将以上数据标于剖面和半平面图的设计草图相应位置。
4.4. 半洞身和洞口立面图上有关尺寸计算 4.4.1安全带尺寸板涵边部快件采用预制和安全带一起浇筑，故安全带长度与板长相同，板长取300cm ，扣除两侧的预留缝隙各2cm ，因此取296cm ，标于相应草图的位置。
4.4.2涵台高度前已算过为537cm 。
4.4.3台帽厚度前以取定为40cm 。
4.4.4设计板厚前以取定为24cm 。
4.4.5桥面铺装前以取定为6cm 防水混凝土加3cm 沥青混凝土铺装，共9cm 。
4.4.6涵台基础尺寸cm b s B 90502022=+⨯=+=台基将上述六项的尺寸标于洞身剖面图上。
4.5. 局部剖面图的尺寸根据现场地形进行的进出口布置结果，进出口各有一对八字墙水流扩散角0β相同，取 300=β，故本设计进出水口八字墙左右对称。
4.5.1. 翼墙根部和端部断面背坡0n根据公式正翼墙）正(75.330cos 5.130sin 4cos sin 0=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ββm n n式中：β——八字墙张角，即αββ+=0； α——涵洞斜交角，取为0； 0β——水流扩散角；n ——翼墙背坡。
4.5.2. 翼墙墙身根部断面与基础顶面的交线的垂线间夹角δ由公式得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=正正001tan arctan n m βδ 因为本涵为正交涵，水流扩散角皆为 30，上下游四个八字墙左、右各堆成。
因此有反正δδ=，即：'=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=472175.35.11-30tan arctan δ 4.5.3. 上下游洞口根部断面总高度上游洞口： cm h 536=进根 下游洞口： cm h 551=出根4.5.4. 翼墙墙身根部与端部断面墙顶，顺端墙方向平面投影宽度cm a c 4630cos /40cos /=== β考虑八字墙根部小平台的影响，经计算进水口两个八字墙根部断面墙底顺墙方向投影宽度cm n h c d d 9.18875.3/53646/0131=+=+==进根出水口两个八字翼墙根部断面墙底顺端墙方向投影宽度cm n h c d d 9.19275.3/55146/0'3'1=+=+==出根进水口两个八字翼墙端部断面墙底顺端墙方向投影宽度cm n h c d d 3.7575.3/11046/042=+=+==进端出水口两个八字翼墙端部断面墙底顺端墙方向投影宽度cm n h c d d 3.7575.3/11046/0'4'2=+=+==出端4.5.5. 翼墙洞口正投影长度涵端根进、出I m h h m G ⋅±⋅=1)-(cm I m h h m G 39.6351502.05.111105365.11-(=+⨯+-⨯=⋅+=）（）涵进端进根进cm I m h h m G 96.6961502.05.111105515.1-1-(=+⨯--⨯=⋅=）（）涵出端出根出上式中预加的15cm 为八字墙顶小平台的长度。
