管涵涵洞计算示例

水文计算书一、计算公式本路段各桥涵处汇水面积F≤30km2，根据《涵洞设计细则》径流形成法计算。

计算公式如下：Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδQ p——规定频率为P％时的雨洪设计流量；Ψ——地貌系数；h——径流厚度；z——被植物或坑洼滞留的径流厚度；F——汇水面积；β——洪峰传播的流量折减系数；γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数；δ——小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数；二、典型桥涵处水文计算：1、k3+685涵洞处：设计洪水频率1/100。

汇水面积在1：10000地形图上勾划，F＝5.6km2，汇水区内水库面积f＝1.7 km2。

主河沟平均坡度3.8‰，属平原地形，地貌系数取值0.07。

汇水面积重心至桥涵的距离L＝2.5km，洪峰传播折减系数为0.925。

水库湖泊所占面积30％，折减系数δ为0.91。

暴雨分区为第5区。

降雨不均匀折减系数为1。

汇水区内分布有水稻土（约30％）、粘土（约30％），壤土（约40％），表土吸水类属为I、II、III类。

径流厚度h＝56×0.3+48×0.3+46×0.4＝49.6，取50。

汇水区内为中等稠度林和水平带梗的梯田，被植物或坑洼滞留的径流厚度z取25。

Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδ＝0.07×（50-25）^1.5×5.6^0.8×0.925×1×0.91＝29.22（m3/s）查公路道路设计资料集——《涵洞》，净跨径3.4×净高3.4的钢筋砼盖板涵泄水能力Q＝31.59（m3/s），为统一跨径，且该处河沟宽4m，深2.5m，故设1-4×3.5涵洞排洪。

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：。

()βγδϕ54230m 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。

PCVX涵洞计算过程一：圆管涵《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-4--2007）规定：1：混凝土圆管涵设计可仅考虑车辆荷载、圆管涵自重和填土产生的等效荷载的作用组合。

管壁环向压力和径向剪力可不计算，仅考虑弯矩作用效应。

2：车辆荷载和填土载截面上的弯矩作用效应M可按下式计算：M=0.137*q*R^2*（1-λ）λ=（tan（45°- & / 2））^2 （&为土的内摩擦角）3：圆管涵自重在截面上的弯矩作用效应Mz可按下式计算：Mz=0.369*r*t*R^24：混凝土圆管涵结构应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）的规定进行承载能力极限状态的承载能力（强度）和正常使用极限状态下的裂缝宽度的验算。

程序中圆管涵的计算过程为：1：恒载计算（1）：计算系数K根据填土高h和涵洞外形宽D的比值查表得到。

（2）填土产生的垂直压力qq=K*r*h其中：r……土容重（在程序中取常用值18KN/m^3）；（3）自重产生的垂直压力q自q自=r1*t其中：r1……管壁容重t……管壁厚度2：活载计算（1）：活载产生的垂直压力q汽根据路面宽度来布置汽车车辆数，并进行车道系数折减，然后根据车辆数和填土高度计算扩散到涵洞顶部的压力（此过程比较复杂，不作详细描述。

）3：管壁弯矩计算（1）：土压力产生的弯矩M土=0.137*q*R^2*（1-λ）（2）：管节自重产生的弯矩M自=0.369*q自*R^2（3）：设计荷载产生的弯矩M设=0.137*q汽*R^2 *（1-λ）其中：R……为内径的一半加壁厚的一半4：荷载组合（1）：承载能力极限状态组合Md=1.2 * (M土+ M自) + 1.4 * M设（2）：正常使用极限状态组合短期组合Msd=(M土+ M自) + 0.7 * M设长期组合Mld=(M土+ M自) + 0.4 * M设5：截面强度计算（1）：计算临界受压高度x=（内层箍筋抗拉强度*内层箍筋面积）/（管壁抗压强度*管节长度）（2）：计算截面有效高度h0=管壁厚度–混凝土保护层厚度–内层箍筋半径（3）：判断x的有效性如果x < h0*ξ b ，则受压高度满足要求其中ξb……相对界限受压区高度（4）：强度验算设计强度为fcd*b*x*（h0 – x/2）如果设计强度> r0 * Md ，则截面强度满足要求。

圆管涵结构计算书一、基本设计资料1．依据规范及参考书目：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《桥规》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）2．计算参数：圆管涵内径D = 1500 mm 圆管涵壁厚t = 140 mm填土深度H = 3000 mm 填土容重γ1 = 18.00 kN/m3混凝土强度级别：C30 汽车荷载等级：公路-Ⅱ级修正后地基土容许承载力[fa] = 120.0 kPa管节长度L = 1000 mm 填土内摩擦角φ= 35.0 度钢筋强度等级：HRB335 钢筋保护层厚度as = 25 mm受力钢筋布置方案：φ10@100 mm二、荷载计算1．恒载计算填土垂直压力：q土= γ1×H = 18.0×3000/1000 = 54 kN/m2管节垂直压力：q自= 25×t = 25×140/1000 = 3.50 kN/m2故：q恒= q土+ q自= 54 +3.50 = 57.5 kN/m22．活载计算按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.1条和第4.3.2条规定，计算采用车辆荷载；当填土厚度大于或等于0.5m时，涵洞不考虑冲击力。

按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.5条规定计算荷载分布宽度。

一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+3000/1000×tan30°=2.03 m由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=2.03 m > 1.8/2 m故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度a应按两辆车后轮外边至外边计算：a=（0.6/2+3000/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=8.96 m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+3000/1000×tan30°=1.83 m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=1.83 m > 1.4/2 m故纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b应按二轮外边至外边计算：b=（0.2/2+3000/1000×tan30°）×2+1.4=5.06 mq汽= 2×（2×140）/（a×b）= 560/（8.96×5.06）= 12.35 kN/m23．管壁弯矩计算忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩。

涵洞计算设计说明一、圆管涵工程量的计算此例管涵为K0+120处的正交员管涵其孔径为1.25米，进出口形式采用八字墙形式，洞底中心标高为89.4米，路线设计标高为91.9米，路面边缘标高为91.855米，其计算图见后。

m=1.5n=5H=1.97mh=0.85mi=0.03a=1.62c=0.46涵长的计算;Li=[B:+m(H:-a)+c]/(1+im)=[6+1.5x(2.455-1.62)+0.46]/(1+0.03x1.5)=7.38mL=2L:=14.76m取L-15m1.翼墙墙身V=0.5cm(H'-h)+m(H-h)/6n=0.5x0.46x1.5x(1.97-0.85)+1.5x(1.97-0.85)/6x5)=1.44㎡两墙身=2x1.44=2.88m2.翼墙基础V==m(cte:+e:)(H-h)d+[m:/(2n:)](H-h)d+(cte:te.+h/n;)ed e:=12，ez=11，d=0.4，e=0.1V==1.5x(0.46+0.12+0.11)(1.97-0.85)*0.4+[1.5/(2*5)]x (1.97-0.85)x0.4+(0.46+0.12+0.11+0.85/5)x0.1*0.4V_=0.687m2V==2x0.687=1.374m3.进出口铺底V=2x(1.49+1.49+0.98x2)x(1.68+0.1)x0.5x0.25-1.95m4.截水墙V=2x{[1.49+2x0.98+1.49+2x(168+0.1-0.3)tg30]x0.3x0.5} x(0.6-0.25)=0.7m5.端墙墙身V=2x{0.4x(1.25+0.12+0.6)x(2x0.46+2x0.12+1.25)x0.745x0.4}=1.2m6.端墙基础V=2x[0.6x0.4x(2x0.46+2x0.12+1.25)]=1.2m7.15号混泥土帽石V=2x[(0.25x0.4-0.5x0.05x0.05)x(2.41+0.05x2)]=0.5m8.砂砾垫层V=0.3x2.75(7.33x2-2x0.4)=11.5m9.15号混泥土护管V=2.75x0.745x(7.33x2-2x0.4)-0.5x0.745x(7.33x2-0.4x2)=16.3m10.人工开挖土方V=30.5㎡二、盖板涵工程量的计算K1+030处涵洞为4x3的正交盖板涵，其洞口的进出口形式为采用八字墙形式，其洞底标高为89.0米，路面设计高为94.3米，其计算图式见后。

管涵涵洞计算示例钢筋混凝土管涵外径1.5米，上部填土高度1.73米，土容重318/kN m ，管下粘土的0[]120kPa σ=，管壁厚0.10m ，每节长1m ，混凝土C15, 224/kN m γ=，钢筋为R235，进出口形式采用八字墙形式，涵洞洞底中心标高为xxx 米，路线设计标高为xxx 米。

1.恒载计算填土垂直压力：2h 18 1.7331.14/q kN m γ=⨯=⨯=土管节垂直压力：2240.10 2.4/q t kN m γ=⨯=⨯=自,故2+33.54/q q q kN m ==土恒自2. 荷载计算按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60―2004)第4.3.1条和第4.3.2条规定，本设计采用车辆荷载，公路―Ⅰ级和公路―Ⅱ级荷载采用相同的车辆荷载标准，填料厚度等于或大于0.5m 的涵洞不计冲击力。

按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60―2004)第4.3.4条规定计算荷载分布宽度：一个后轮单边荷载横向分布宽度=（0.6/2+1.73×tan30°）=1.299m>1.3/2=0.65m 且>1.8/2=0.9m ，各轮垂直荷载分布宽度互相重叠 故荷载横向分布宽度a 应该按两辆车后轮外边至外边计算，即0.6( 1.73tan 30)2(1.32 1.8)7.4982a m =+⨯︒⨯++⨯= 一个车轮的纵向分布宽度0.2 1.73tan 30 1.0990.72m m =+⨯︒==1.4＞2同理，纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b 按两轮（后轮）外边至外边计算，即：0.2( 1.73tan 30)2 1.4 3.5982b m =+⨯︒⨯+= 22(2140)20.76/7.498 3.598q kN m ⨯⨯==⨯汽车 3.管壁弯矩计算：忽略管壁环向压应力及径向剪应力N 和V ，仅考虑管壁上的弯矩， 上部填土重产生的弯矩：21230.137(1)M M M q R λ===-土管壁自重产生的弯矩：2221230.304;0.337;0.369;M q R M q R M q R ===自重自自 车辆荷载产生的弯矩：21230.137(1)M M M q R λ===-汽车式中：q 土q 自―填土、管壁自重产生的垂直压力；R ―管壁中线半径；λ―土的侧压系数，2tan (45)2ϕλ=︒-； q 汽车―汽车荷载产生的垂直压力；因此，恒载产生的最大弯矩为： 22350.13731.140.7[1tan(45)]0.369 2.40.7 1.442M kN m ︒=⨯⨯-︒-+⨯⨯=⋅恒 2350.13720.760.7[1tan(45)]0.6682M kN m ︒=⨯⨯-︒-=⋅汽车 4.荷载组合：按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60―2004)第4.3.6条进行作用效应组合，则承载能力极限状态组合：1.2 1.4M M M =+恒汽车=1.2×1.44+1.4×0.668=2.663kN·m正常使用状态极限状态组合：短期组合 0.7M M M =+恒汽车=1.44+0.7×0.668 =1.908kN·m长期组合 0.4M M M =+恒汽车=1.44+0.4×0.668 =1.707kN·m5.管节处预留接缝宽1cm ，故实际管节长99cm ，承受1m 长度内的荷载，考察任一位置都可以承受正、负弯矩，布置双层钢筋φ10@100cm 。

涵洞段数4钢筋混凝土体积69.485桥面板长12.38每段长度10素混凝土垫层体积3.197401桥面板面积 3.8内腔面积 2.04回填粗砂体积121.98桥面板体积47.044内腔体积20.4牛腿体积0.902外腔面积111.56立柱面积0.16外腔体积1 6.936立柱长 6.12外腔面积27.84立柱体积 1.9584外腔体积268.992底座体积 1.295822外腔体积39.64柱头体积0.484795外腔体积85.568钢筋混凝土体积51.68502涵洞体积65.168钢筋混凝土体积260.672素混凝土垫层高度0.1垫层宽度 3.2垫层长度10.25789素混凝土垫层体积 3.282524总素混凝土垫层体积13.13009回填粗砂体积403.327.92689闸室涵洞交通桥钢筋混凝土体积 6.8289S1 4.7海漫长度25S27.275浆砌石面积9.9倾斜底板体积24.47614浆砌石体积247.5水平底板体积58.2干砌石面积50.7根部体积19.76干砌石体积1267.5根部面积119.52碎石面积 30.6根部体积2 6.451952碎石体积765钢筋混凝土体积89.1281粗砂面积19.4垫层长度13.33粗砂体积485厚度0.1块石体积99.9素混凝土垫层体积7.4648回填粗砂体积工作桥海漫消力池长度15.6S1151.6912V总9453.722混凝土面积4.925S2146.55V回填403.3石方钢筋混凝土体积76.83L113V洞403.4021素混凝土垫层体积7.332L215.5V 8647.02V14323.199V22271.525V孔407.55V6187.174拆除量挖方填方挡土墙。

3米净跨径2.7米填土暗盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-II级；环境类别：II类环境；净跨径：L=3m；单侧搁置长度：0.18m；计算跨径：L=3.18m；填土高：H=2.7m；盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=35cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度fcd =13.8Mpa；轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值fsd=280Mpa；主筋直径为20mm，外径为22mm，共12根，选用钢筋总面积As=0.003770m2盖板容重γ1=25kN/m3；土容重γ2=22kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力2.外力计算1) 永久作用(1) 竖向土压力q=γ2·H·b=22×2.7×0.99=58.806kN/m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+35)×0.99/2 /100=8.04kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.4的规定：计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。

当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长La=1.6+2·H·tan30=1.6+2×2.7×0.577=4.72m车辆荷载垂直板跨长Lb=5.5+2·H·tan30=5.5+2×2.7×0.577=8.62m车轮重P=560kN车轮重压强Lp=P/La /Lb=560/4.72/8.62=13.77kN/m23.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=(58.81+8.04)×3.182/8=84.50kNm 边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L/2=(58.81+8.04)×3/2=100.27kN2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p·L2·b/8=13.77×3.182×0.99/8=17.24kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p·L·b/2=13.77×3.00×0.99/2=20.45kN3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×84.50+1.4×17.24)=112.98kNm 边墙内侧边缘处剪力γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×100.27+1.4×20.45)=134.07kN 4.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h0=d1-c-2.2/2=30-3-1.100=25.9cm=0.259m1) 砼受压区高度x=fsd ·As/fcd/b=280×0.003770/13.8/0.99=0.077m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。

涵洞设计与放样第一节 涵长计算一、正交涵洞长度计算（一）无超高加宽时：B 上=B 下=0.5BH —路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。

h 上、h 下——涵洞上下游洞口建筑高度。

m —路基边坡率i0——涵底坡度L 上、L 下——涵洞上下游水平长度（m ）。

L 上=i0m 1h -H m ⋅++上）（上BL 下=i0m 1h -H m ⋅-+下）（下B涵洞总长L= L 上+L 下若缘石外低端不在路基边坡延长线时，h 上、h 下用h 上+t 、h 下+t 代替，t ——厚，a ——宽（二）有超高加宽时（设在平曲线内）1、i0与i1方向一致L 上=i0m 1i1B h -H m ⋅+⋅++）上（上BL 下=i0m 1Wi1W h -H m ⋅-+⋅-+）下（下B图6-1无超高加宽时涵长计算B 上、B 下——半个标准路基宽W ——路基加宽涵洞总长L= L 上+L 下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。

2、i0与i1方向相反L 上=i0m 1i1h -H m ⋅+⋅-++）上（上W W BL 下=i0m 1i1B h -H m ⋅-⋅++）下（下B涵洞总长L= L 上+L 下（三）斜交斜做涵洞因：L 上•cos α=B 上+ m （H- h 上- L 上•i0）+a 所以：L 上=i0m c ah -H m ⋅+++αos B 上）（上同理：L 下=i0m c ah -H m ⋅-++αos B 下）（下第二节 涵址测量一、 涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的办法（经违仪）确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。

曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。

切线支距法步骤：1、预估ZY 到涵中心桩的曲线长。

2、查切线支距X 、Y ，或根据曲线长和偏角计算X 、Y 。

图6-2有超高加宽时涵长计算1图6-3有超高加宽时涵长计算2图6-4斜交斜做涵长计算3、沿切线方向量X 、垂直距离Y 得中心桩。

4、若该点不是河沟中心，则再估。

正交管涵设计计算算例（一） 涵洞轴断面图上有关设计数据计算1. 各部标高和坡度的确定（1）路基设计标高H 设根据路基设计表查算的涵位中心桩号处路基设计标高为225.43m ，本涵路基有超高及加宽，因此上下游路基边缘处的设计标高不相同。

（2）涵底中心标高H 涵涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高。

其计算公式为=223.39m H 涵（3）涵底纵坡I 涵涵底纵坡根据原河沟纵面起伏情况取定1%2. 管节和端墙设计（1） 基本管节采用采用路用预制管厂的标准管节（2） 管节数量计算① 初估涵长设端墙不加高，不含冒石时的进出水口的建筑高度不相同，因此根据计算'+m [(-c cos m 500+1.5*[(22543-22339)-180]+40=1 1.5*1%567.488B H H L I cmα∙=+∙+=涵设进上上涵）-h ]+ '+m [(-ccos m 500+1.5*[(22543-22339)-180]+40=1 1.5*1%575.015B H H L I cmα∙=+∙-=下涵设进下涵-h ）]+ 初估涵长上下游总长为12m 多，选用12节每节管长1m 的管涵，多余的涵长利用加高上下游端墙和跌水井来调整。

② 计算上下游加高端墙的高度：+m [(-+m ch m500+1.5*[(22543-22339)-180]-500*%+40= 1.545B H H cm ∙∙==涵涵设进上上端上-h ）]-L （1I ）+（1+1.5*1） +m [(-m c h m500+1.5*[(22543-22339)-180]-500*%+40= 1.555B H H cm∙∙==下下涵涵设进端下-h ）]-L （1-I ）+（1-1.5*1） 上式中L L 下上和分别为调整后的整数涵长，即涵长为标准管节的整倍数，本题均取为500cm③ 计算调整后的进出水口建筑高度进水口建筑高度h 进：h 进=180+20+45=245cm出水口建筑高度h 出：h 出=180+20+55=255cm④ 端墙总高度端墙总高度将进出水口的建筑高度分别加上端墙基础以上的埋置深度即可得到。

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 u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.01432.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=s m 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m 6L 0=的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m25.2L 581.1Q H 320p=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 95.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高 2.5m m 35.295.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 45.1H 6435.0==k h收缩断面水深：m30.19.0k c==h h收缩断面流速：m 6V m 4.09134.025.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=临界流速：sm 6V s 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 22k k i %356.098.068.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯== 满足要求，故选取涵洞m 5.20.32⨯-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 p λβ=其中：70S p=，42.20701S K u 71.0p 11=⨯==β，67.00.36C 07.13===λβ，，67.007.165.17036.0Q 1001⨯⨯=s m 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m 10L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m29.2L 366.1Q H 320p=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 99.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高 2.5m m 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==k h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 22kk 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 u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.01854.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=s m 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m 8L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m77.2L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m41.2H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高3m m 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 22k k 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 p λψ=其中：100S p =，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 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m 11L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m87.1L 366.1Q H 320p=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 63.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高2m m 96.163.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k 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：s m 6V s m 74.3134.087.1134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=临界流速：sm 6V 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 22k k 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 p λψ=其中：100S p =，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.0165.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=s m 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m 10L 0=的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m92.1L 581.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m67.1H 87.0H =='查表5-8，，6h≥∆则涵洞净高 2.0mm 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：sm 6V s 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m 0.20.52⨯-。

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（除K2+190处，设置盖板涵）。

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8－3所示：表8-3 涵洞一览表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 km2的小流域。

汇水面积：0.132km ，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：。

()βγδϕ54230m 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45mm ，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。

1-2.5m×2.5m涵洞计算书1-2.5m×2.5m盖板涵计算书一、基本参数涵洞设计安全结构重要性系数：0.9涵洞类型：盖板涵适用涵洞桩号: JK0+048.08, JK3+094.874设计荷载等级:公路一级最大布载宽度=23.016(m)板顶最高填土高度=1.195(m)土容重=18 KN/m3土的内摩擦角=35度盖板单侧搁置长度=20cm净跨径=250(cm)计算跨径=270cm涵洞斜交角度=0度正标准跨径=290cm板间接缝长度=2cm受力主筋：11根直径为18mm的HRB335钢筋，间距为9cm 单侧基础襟边宽=25cm盖板厚度22cm盖板宽度=99cm盖板容重=25千牛/立方米盖板抗压强度=13.8MPa盖板抗拉强度=1.39MPa涵台顶宽度=75cm涵台底宽度=75cm涵台高度=250cm涵台容重=23千牛/立方米台身抗压强度=14.5MPa基础级数=2每级基础高度=60cm基础容重=23千牛/立方米铺底厚度=40铺底容重=23千牛/立方米基底容许应力=250每延米铺底宽度=40cm 单侧基础襟边宽=25cm1-2.5m×2.5m盖板涵洞身断面二、盖板计算1.恒载内力计算系数 K = 1.114q土= K ×土容重×填土高度 = 23.96kNq自 = 盖板容重×盖板厚度 = 5.5kN恒载产生的支座剪力 V恒=(q土 + q自) ×净跨径 / 2=36.82kN 恒载产生的跨中弯矩 M恒=1 / 8 × (q土 + q自) ×计算跨径2 = 26.84kN·M2.活载计算设计荷载等级:公路一级布载宽度=23.016米用动态规划法求得设计荷载作用下盖板上产生的最大弯矩和剪力冲击力系数 U = 0最大弯矩 M设 = M设× (1 + U)=26.647× (1 + 0)=26.65kN·M 最大剪力 V设 = V设× (1 + U)=36.55× (1 + 0)=36.55kN.3.荷载组合(1)承载能力极限状态效应组合Md = 1.2 × M恒+ 1.4 × M设= 69.52kN×mV支= 1.2 × V恒+ 1.4 × V设=95.36kN(2)正常使用极限状态效应组合正常使用极限状态效应组合短期组合 Msd = M恒+ 0.7 × M设= 45.5kN×m 正常使用极限状态效应组合长期组合 Mld = M恒 + 0.4 × M设= 37.5kN×m4.构件计算(1) 正截面强度计算截面有效高度 h0 = 181mm盖板宽度 b = 990mm盖板抗压强度 fcd = 13.8MPa钢筋抗拉设计强度 fsd = 280MPa按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第5.2.2-1和5.2.2-2公式，计算最小钢筋截面积As 由r0 × Md <= fcd × b × x × (h0 - x/2) ,可得x由fsd × As = fcd × b × x ,可得Asx = 27.37 <=ξb ×h0 = 101.36,截面受压高度符合要求!根据计算需要受拉钢筋的最小截面积 As = 1335.512mm 2在涵洞中设计的受拉钢筋的截面积 Ar = 2799.159mm 2实际钢筋截面积Ar = 2799.159mm 2 >= 最小钢筋截面积As =1335.512mm 2 , 正截面强度满足要求。

分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-a 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-b 单孔C40级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.0m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m分项工程概（预）算表编制范围：第一合同段计算关系：金额=工料机单价X数量, 其他工程费=直接工程费或人工费与机械费之和X规定费率,规费=人工费X费率,工程名称：419-1-c 单孔C25级钢筋混凝土圆管涵，Φ1.5m。

涵长计算实例
例题：路基线路下坡段有一涵洞，里程为K10+210，线路纵坡为-3.5%，路基双向横坡2%，填高8m为一台阶，平台宽2米，边坡坡比1：1.5，涵洞斜交35度，涵洞基础高1m，墙身高4m，盖板50cm，涵洞流水坡度5%，根据已知条件，设计一涵洞，求出涵洞的长度，出水口及入水口基础顶面标高？如下图：
答：假设K10+210断面图中涵洞中线左侧涵长为L1，右侧涵长为L2，则涵洞的实际长度为L1/cos35+ L2/cos35=(L1+L2)/cos35，涵洞的出水口里程为K10+210+L1tg35，入水口里程为K10+210-L2tg35 根据涵洞出水口涵顶高程利用横坡断面计算和线路里程推算建立等式：
1）1338.254+4+0.5-L1/cos35*5%+8+(L1-12.5-2-12)/1.5=1352.754 -12.5*2%-L1tg35*3.5%
解得：L1=30.813，L1/cos35=37.615米
2）1338.254+4+0.5+L2/cos35*5%+8+(L1-12.5-2-12)/1.5=1352.754
-12.5*2%+L1tg35*3.5%
解得：L2=27.612，L2/cos35=33.708米
则涵长=37.615+33.708=71.323米
涵洞出水口高程为1338.254-37.615*5%=1336.373 涵洞入水口高程为1338.254+33.708*5%=1339.939。

正交管涵设计计算算例（一） 涵洞轴断面图上有关设计数据计算1. 各部标高和坡度的确定（1）路基设计标高H 设根据路基设计表查算的涵位中心桩号处路基设计标高为225.43m ，本涵路基有超高及加宽，因此上下游路基边缘处的设计标高不相同。

（2）涵底中心标高H 涵涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高。

其计算公式为=223.39m H 涵（3）涵底纵坡I 涵涵底纵坡根据原河沟纵面起伏情况取定1%2. 管节和端墙设计（1） 基本管节采用采用路用预制管厂的标准管节（2） 管节数量计算① 初估涵长设端墙不加高，不含冒石时的进出水口的建筑高度不相同，因此根据计算'+m [(-c cos m 500+1.5*[(22543-22339)-180]+40=1 1.5*1%567.488B H H L I cmα•=+•+=涵设进上上涵）-h ]+ '+m [(-c cos m 500+1.5*[(22543-22339)-180]+40=1 1.5*1%575.015B H H L I cmα•=+•-=下涵设进下涵-h ）]+ 初估涵长上下游总长为12m 多，选用12节每节管长1m 的管涵，多余的涵长利用加高上下游端墙和跌水井来调整。

② 计算上下游加高端墙的高度：+m [(-+m ch m500+1.5*[(22543-22339)-180]-500*%+40= 1.545B H H cm ••==涵涵设进上上端上-h ）]-L （1I ）+（1+1.5*1） +m [(-m c h m500+1.5*[(22543-22339)-180]-500*%+40= 1.555B H H cm••==下下涵涵设进端下-h ）]-L （1-I ）+（1-1.5*1） 上式中L L 下上和分别为调整后的整数涵长，即涵长为标准管节的整倍数，本题均取为500cm③ 计算调整后的进出水口建筑高度进水口建筑高度h 进：h 进=180+20+45=245cm出水口建筑高度h 出：h 出=180+20+55=255cm④ 端墙总高度端墙总高度将进出水口的建筑高度分别加上端墙基础以上的埋置深度即可得到。