涵洞的种类介绍
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涵洞的类型涵洞是渠系建筑物中较常见的一种交叉建筑物。
当渠道与道路、沟谷等障碍物相交时,在道路或填方渠道下面,为输送渠水或宣泄沟谷来水而修建的建筑物叫做涵洞。
通常所说的涵洞主要指不设闸门的输水涵洞和排洪涵洞,一般由进口、洞身、出口三部分组成。
如图1所示。
图1 填方渠道下的石拱涵洞一、涵洞的类型1、圆涵(图2)。
水力条件和受力条件较好,能承受较大的填土和内水压力作用,一般多用钢筋混凝土或混凝土建造,便于采用预制管安装,是最常采用的一种形式。
优点:结构简单、工程量小、便于施工。
当泄水量大时,可采用双管或多管涵洞,其单管直径一般在~6m之间。
钢筋混凝土圆涵根据有无基础分为有基圆涵、无基圆涵、四铰圆涵。
2、箱涵(图3)。
多为刚结点矩形钢筋混凝土结构,具有较好的静力工作条件,对地基不均匀沉降的适应性好,可根据需要灵活调节宽高比,泄流量较大时可采用双孔或多孔布置。
适用于洞顶埋土较厚,洞跨较大和地基较差的无压或低压涵洞,可直接铺设于砂石地基、砌石、混凝土垫层上。
小跨度箱涵可以分段预制,然后现场安装。
图2 圆涵(a)有基圆涵;(b)无基圆涵;(c)四铰圆涵图3 箱涵3、盖板涵。
一般采用矩形或方形断面,由边墙、底板、盖板组成(图4)。
侧墙和底板可用混凝土或浆砌石建造。
盖板一般采用预制钢筋混凝土板,盖板一般简直于侧墙上。
若地基较好、孔径不大,底板可做成分离式,底部用混凝土或砌石保护,下垫砂石以利排水。
主要用于填土较薄或跨度较小的无压涵洞。
图4 盖板涵4、拱涵。
由拱圈、侧墙、底板组成。
工程中最常见的有半圆拱、平拱两种形式。
拱圈可做成等厚或变厚的,混凝土拱厚一般不小于20cm,砌石拱厚一般不小于30cm。
拱涵多用于地基条件较好、填土较高、跨度较大、泄量较大的无压涵洞。
拱涵的底板根据跨度大小以及地基情况,可采用整体式、分体式两种形式(图5)。
为改善整体式底板的受力条件,工程上常采用反拱底板(图6)。
图5 拱涵图6 反拱底板。
1、分类按建筑材料分:砖涵.石涵.混凝土涵.钢筋混凝土涵.木涵.陶瓷管涵.缸瓦管涵.按构造形式分:圆管涵.盖板涵.拱涵.箱涵.按断面形状分:圆形涵.卵形涵.拱形涵.梯形涵. 矩形涵按孔数可分:单孔.双孔.多孔.按有无履土可分:明涵.暗涵.2、涵洞设计的一般规定:涵洞长度与净高的关系h=1.25m,涵洞长度不宜超过25mh>=1.5m,长度不受限制对0.75m盖板涵,h<1.0m,长度不宜超过10mh>=1.0m,长度不宜超过15m涵洞最小孔径的规定0.75m盖板涵仅适用于无淤积的灌溉涵排洪涵孔径不应小于1.25m。
板顶填土高度不应小于1.2m3、涵洞设计一般步骤:外业测绘:收集涵洞的勘测资料,包括涵洞轴向断面(必要时有辅助断面和1:500地形图)、涵洞设计资料调查表、有沟或路的应测绘沟(或路)与线路的平面关系。
根据汇水面积确定涵洞的设计流量(p=1/100)。
相关资料的准备:线路平剖面资料、填挖高度表、地质资料等。
路基设计资料:路基断面的形式(路基宽度、路基边坡、坡面防护等)、出入口排水侧沟的沟底标高资料。
涵洞孔径式样、出入口铺砌类型的拟定。
根据涵洞功能、相关资料合理确定。
孔径宜大不宜小,宜宽矮不宜高窄。
出入口泄水面标高的拟定(排洪涵主要系为排除汇区内汇水而设,涵洞出入口标高均应较路基排水沟低。
入口低,可以接引侧沟汇水,出口低,是因为涵洞一般均设置在汇区内地势最低洼处,出口侧路基侧沟均汇至涵洞出口处,并通过出口铺砌,排至下游。
因此当遇到地势相对平坦,出口太低无条件排水时,应提请路基合理调整排水系统设计。
涵身坡度一般不小于4‰以利排水。
)涵洞长度的计算、涵身分节与涵长调整(后面单独介绍)涵洞基础的设计(当涵洞基地应力不满足要求时,基底应进行加固处理,常见的有换填、碎石桩、旋喷桩等。
)工程数量计算及汇总出图4、进出水口沟床加固及防护1) 在涵洞上、下游河沟和路基边坡一定范围内,宜采取冲刷防护措施。
三、涵洞工程涵洞和桥的区别,单孔跨径小于5m,多孔跨径总长小于8m的统称为涵洞;而圆管涵及箱涵则不论孔径大小、孔数多少,都称作涵洞。
(一)涵洞的分类1.按建筑材料不同分类:石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵、钢波纹管涵2.按构造形式不同分类(1)圆管涵构造圆管涵的直径一般为0.75~2m。
适用1)圆管涵受力情况和适应基础的性能较好,两端仅需设置端墙,不需设置墩台,故圬工数量少,造价低,但低路堤使用受到限制。
2)钢筋混凝土管涵适用于缺少石料地区有足够填土高度的小跨径暗涵,一般采用单孔,多孔时不宜超过3孔。
3)倒虹吸管涵适用于路堑挖方高度不能满足设置渡槽的净空要求时的灌溉渠道,不适用于排洪河沟。
4)钢波纹管涵适用于地基承载力较低,或有较大沉降与变形的路基。
(2)盖板涵。
构造盖板涵在结构形式方面有利于在低路堤上使用,当填土较小时可做成明涵。
适用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且过水流量较小的小型涵洞。
(3)拱涵。
拱涵适用于跨越深沟或高路堤。
一般超载潜力较大,砌筑技术容易掌握,是一种普遍采用的涵洞形式。
(4)箱涵。
钢筋混凝土箱涵适用于软土地基,但施工困难且造价较高,较少采用。
2.按洞顶填土情况不同分类(1)明涵洞顶无填土,适用于低路堤及浅沟渠处。
(2)暗涵洞顶有填土,且最小填土厚度应大于或等于0.5m,适用于高路堤及深沟渠处4.按水力性能不同分类(1)无压力式涵洞水流在涵洞全部长度上保持自由水面(2)半压力式涵洞涵洞进口被水淹没,洞内水全部或一部分为自由面。
(3)压力式涵洞涵洞进出口被水淹没,涵洞全长范围内以全部断面泄水。
新建涵洞应采用无压力式涵洞;当涵前允许积水时,可采用压力式或半压力式涵洞;当路基顶面高程低于横穿沟渠的水面高程时,也可设置倒虹吸管涵。
(二)涵洞的组成涵洞由洞身、洞口、基础和附属工程组成(三)涵洞的构造1.洞身设计(1)孔径应根据设计洪水流量、河沟断面形态、地质和进出水口沟床加固形式等条件,经水力验算确定。