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1、公路涵洞的构造、设计与测设1. 涵洞的组成涵洞时路基下的一个过水孔道，由洞身、洞口和基础等组成，洞身是过水孔 道的主体，它一方面保证水流通过，另一方面也直接承受荷载压力和填土压力， 并将其传给地基。洞身通常由承重结构物（拱圈、盖板等）、涵台、基础以及防 水层沉降缝等部分组成。涵洞洞底还应有铺砌并有适当的纵坡坡度，以利于排水， 其最小坡度为 0.4%。洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。涵洞洞口形式较多，作用和特 点各异。涵洞设计洞口设计十分重要且洞口与洞身及基础需分别设计，施工时分 别施工。修建洞口建筑首先使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；其次是确保路 基边坡稳定，使之免受水流冲刷。位于涵
2、洞上游侧的洞口称为出水口。进水口设 计中应能达到“束水导流”的作用，出水口应能起到“散水防冲”的作用。2. 涵洞的分类按建筑材料分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、其它材料组成的涵洞（砖、 陶瓷、铸铁、钢波纹管、石灰三合土等，少用）；按构造形式分为管涵（常用圆 管）、盖板涵、拱涵、箱涵；按水力性质分为无压力式、半压力式、压力式（倒虹 吸涵）。3. 洞身构造及适用条件3.1 钢筋混凝土管涵：主要由管身、基础、接缝及防水层构成。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，纵坡W3%，每隔4-6m应设置一道沉降缝。3.1 管涵工程实例图3.2 盖板涵:主要由盖
3、板、涵台、洞身铺底、伸缩缝、防水层等构成。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。3.2 钢筋砼盖板涵工程实例图3.3 拱涵:拱涵主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施组成。 适用于跨越深沟或高路堤。3.3 砼拱涵工程实例图3.4 箱涵:主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等组成。箱涵为整体闭合式钢筋混凝土框架结构，所以具有良好的整体性及抗震性能。一般仅在软土基上采用。4. 涵洞的布置要求和涵长计算4.1.涵洞布置要求1) 功能性要求：进出水便利。2) 安全性要求：地基承载力。3) 经济性要求：涵长与涵
4、顶填土高度。4) 施工便利性要求：斜交角度的标准化及施工场地的考虑。5) 尽量保持河沟水流的天然状态，一般应一沟一涵;6) 山区公路的傍山线，为了排除路基内侧边沟的流水，通常每隔200400m应 设置一道涵洞；7) 路线经过农田、跨越灌溉用渠，必须设置灌溉涵;8) 在截水沟排水出口处应布设涵洞;9) 路线的转角90，曲线半径较小，弯道前的纵坡4，且坡长在 200 米内 又无其他涵洞时，在弯道地点附近应布设涵洞;10) 路线由陡坡(5%)段过渡到缓坡(W3%)段，在此200米内又无其他涵 洞时，在变坡点附近应布设涵洞。11) 正交可使涵宽和涵身长度最小，不宜勉强正交时可斜交。4.2.涵洞的计算4
5、.2.1 正交涵洞长度计算0L上、L下一涵洞上下游水平长度5)。B + m (H - h )L 二一亠上1 + m - i0B + m (H-h )L 二一4下1 一 m - i0涵洞总长 L= L + L上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一宽2) 有超高加宽时(设在平曲线内)1、i 与 i 方向一致01B + m(H-h + B-i )L上上1 + m - i0B +m (H-h -W -i ) + WL下下1 一 m - i0B 、 B 半个标准路基宽 上下W路基加宽涵洞总长 L= L + L上下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边
6、缘点的高程。3) i 与 i 方向相反01B + W + m (H-h -W -i )L =上上B + m (H-h + B - i )L =下下下1 一 m - i0涵洞总长 L= L + L上下因 L cos a = B + m上上h - L i )+a上 上 0所以：B + m( H - h )+ a L = +上上cosa + m - i0理+ m( H - h )+ aBL =下下cosa m - i0图4.4斜交斜做涵长计算5.涵址测量4.2.2 斜交斜做涵洞长度计算1) 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
7、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。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。2) 测斜交角度、高程a) 直线上的斜交角度涵洞的斜交角度指的是涵洞的中心线与道路中线垂直方向的夹角。在直线上 测量涵洞的斜交角度相对比较容易,其测量步骤如下：1、立经纬仪于涵洞中桩,对中、整平。2、瞄准线路的中线方向。3、转动水平盘，拨转900角，读数m。4、顺时针或逆时针转动水平盘,瞄准河沟正中心 读数 n。b) 曲线上的斜交角度曲线上斜交角度的测量首先 要找到该中桩的切线方向，由切 线方向拨转 900 得
8、出线路中线的 垂直方向，之后才能测量出斜交 角度。因此，曲线段的斜交角度 的测量关键是找到该点的切线方 向。测量步骤：1、立仪于ZY (HY)点，对 中、整平，瞄准交点切线方向河沟方向nm垂直方向5、斜交角度：顺时针转时为a二n-m；逆时针转时 为a 二mn。涵洞方向路线方向方向，读数m。2、 转动水平盘，瞄准涵洞中桩，读数n。图5 2曲线段斜交角度3、n-m为ZY到涵洞中桩的曲线所对应的弦切角。搬动仪器到涵洞中桩，对 中整平。瞄准ZY点。4、拨角n-m，得该点的切线方向。5、旋转水平读盘900得该点的垂直方向，读数o。6、旋转水平盘，瞄准河沟中心方向，读数p。7、p-o 为斜交角度。3) 断
9、面测量 涵洞作一纵剖面图，上下游各测 1520M。4) 涵位平面图 一般不测地形图，但地形复杂时测，范围为河槽宽的 4 倍。比例 1： 2001500，等高线 1m 一根，平坦地 0.5m 一根。6. 涵洞放样根据涵洞设计图，在实地上把涵洞的中心线先确 定下来。根据涵洞设计尺寸，把涵洞的基础、涵身、 洞口基础、洞口墙身在实地上放样出来，用桩做标记， 并用白灰划线。图6.1涵洞中心线确定亠1图6.2涵洞洞身基础放样1) 涵洞中心线的确定 仪器立在涵洞中桩，根据设 计的斜交角度，旋转水平度盘至 涵洞中心线方向，在该方向上定 出涵洞的L上和L下长度，定桩。 在远离涵长的该方向上确定四 个方向桩(A、
10、B、C、D),上下 游各两个，注意在订桩时应该使 桩相对固定。2) 涵身基础的放样涵身基础的放样是依据涵洞中线与涵洞设计图里的基础尺寸，利用经纬仪和 钢尺在实地上确定基础的轮廓线。如图 6-2，基础放样的步骤如下：1、立仪于o点，瞄准线路方向，拨转涵洞角度，量取距离2，订出涵洞上 游长度A点，同理定出B点。2、立仪于A点，瞄准O点，旋转900方向，量取2，订出台基内侧边缘点1。3、从1点在该方向上量取a,订出2点。同理订出3、4点。4、在1、 2、 3、 4点订桩并用白灰把四点连线，涵身的基础线则放样完毕5、同理可以放出另一侧的涵身基础线。3) 台身的放样据图6-2，在基础样放完后，在基础线内
11、量取台身的尺寸并划线。A -_ 1 -图6.3涵洞洞口放样4) 洞口放样举例洞口为八字翼墙的放样方 法，如图 6-3。步骤:1、立经纬仪于 A 点，对中、整 平。2、瞄准涵台台身内侧方向，倒 镜 1800，拨转 300为翼墙方向，在该W方向上量取设计图尺寸，得cos300墙身顶端内侧边缘点。3、继续旋转水平度盘 600，从 A 点量取距离 2，再量距离 3，再量距离 4， 倒镜1800，从A量取距离1。4、同理，可以得出洞口端部的 5个点。5、最外的两条线为基础轮廓线，靠近的两条为墙身底部线，中间等宽的部 位为墙顶线。用桩订设，划白灰线。7. 工程实例如图 7.1 所示，本涵为排路基边沟水而设，孔径为 1 孔 1.5m 的钢筋砼盖板 涵，基础底为碎石土、亚粘土，基底承载力为fao=220kPa，基础要求地基承载 力达到fao=300kPa，故在基底施作3m厚的片碎石垫层，可保证基底承载力达 到fao=300kPa。涵洞布置纵坡与地形保持相似，进口接直翼墙，出口接挡墙， 挡墙出口须保证与原自然原沟接顺，同时在挡墙基础底施作铺砌已保证挡墙基础 不被水侵蚀。图 7.1 实际工程应用实例图
