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1、公路小桥涵设计指导,授课人：王智超土木工程与力学学院,桥梁涵洞按跨径分类表,主要参考资料：,刘培文等.公路小桥涵设计示例.人民交通出版社，2005.邵旭东等.桥梁工程.人民交通出版社，2007.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路涵洞设计细则(JTG/T D65-04-2007),公路小桥涵设计主要内容,中小桥的构造及设计板、梁桥的分孔及细部尺寸板、梁桥的结构计算（采用标准化跨径）板、梁桥的配筋及绘图涵洞的构造及设计涵洞类型的选择涵洞孔径确定涵长及涵底标高的计算涵洞的配筋及绘图,第一节 中小桥的构造及设计,一、板、梁桥的适用跨径,0.75m,1.0m,1.25m.1.5m,2.
2、0m,2.5m,3.0m,4.0m,5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m,25m,30m,35m,40m,45m,50m。,21种标准化跨径：8种涵跨径、13种桥跨径,装配式板桥梁高与跨径比值,整体式简支T形梁桥：,整体式梁桥横截面,主梁高度通常为跨径的1/81/16，两根主梁之间可设置次纵梁。主梁的肋宽(16cm）约为梁高的1/61/7，当肋宽有变化时，其过渡段长度12倍肋宽。桥面板的跨中板厚 10cm，跨径在23m，桥面板与梁肋衔接处一般都设置承托结构，承托长高比3。,装配式简支梁桥主梁尺寸,二、斜交板桥的构造,斜板桥的受力特点,荷载有向两支承边之间最短距离方向传递
3、的趋势。在较宽的斜板中部，其最大主弯矩方向(即在垂直于该方向的截面上没有扭矩)几乎接近与支承边正交。,斜板的最大主弯矩方向,用比拟连续梁的工作来描述各角点受力情况。在钝角B,C处产生较大的负弯矩，其方向垂直于钝角的二等分线;在B,C点的反力也较大，锐角A,D点的反力较小，当斜交角与斜的宽跨比都较大时，锐角便有向上翘起的趋势。,比拟连续梁,斜板桥的构造,斜板桥的钢筋可按下列规定布置:,斜板桥钢筋布置,三、各种标高及纵坡的确定,非通航河流梁底应高出设计洪水位（包括壅水和浪高）0.5m，高出最高流冰水位0.75m；支座底面应高出设计洪水位0.25m，高出最高流冰水位不小于0.5m（支座处有围护隔水者
4、不受此限）对于拱桥，拱脚允许被设计洪水位淹没，拱顶底面至设计洪水位的净高1.0m。通航河流，通航净空应满足要求(参见内河通航标准（GB50139-2004）或通航海轮桥梁通航标准（JTJ311-97)。纵向坡度是为了桥面排水，一般控制在1%3的双面坡；对于大、中桥桥上的纵坡4%；桥头引道的纵坡5%；位于市镇混合交通繁忙处时，桥上纵坡和桥头引道纵坡均3%。,四、支座的设计,支座通常用钢，橡胶等材料来制造，主要类型有：,简易支座,弧形钢板支座,橡胶支座,板式橡胶支座盆式橡胶支座,应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁体的变形程度等因素来选取支座类型。,五、板、梁桥的配筋及绘图,可套用桥梁大师中的
5、标准图,第二节 涵洞的构造,一、涵洞的分类,1.按建筑材料分,2.按构造形式分,管涵（常用圆管）、盖板涵、拱涵、箱涵,3.按水力性质分,无压力式、半压力式、压力式(倒虹吸涵),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）。,4.按洞顶填土高度和孔数分,暗涵 洞顶填土 H0.5m；明涵 洞顶填土 H0.5m；低填方和挖方路段时采用。填土高度不能满足0.5m时，必须按明涵设计。,各类涵洞适用跨径（m）,二、洞身构造及适用条件,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
6、不宜超过3孔，纵坡3。,管涵管壁厚度参考表,每隔4-6m应设置一道沉降缝,2)盖板涵:主要由盖板、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。,石盖板：跨径L0：0.75、1、1.25m盖板厚d：15-40cm钢筋混凝土盖板：跨径L0：1.5、2、2.5、3、4、5m盖板厚d：15-22cm,每隔4-6m应设置一道沉降缝,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。,跨径L0：1.5、2、2.5、3、4、5m厚度d：25-35cm,每隔4-
7、6m应设置一道沉降缝,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。,跨径L0：1.5、2、2.5、3、4、5m壁厚：22-35cm垫层厚度t：40-70cm,每隔4-6m应设置一道沉降缝,三、洞口建筑,洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。进水口应起到“束水导流”，出水口应起到“散水防冲”的作用。,1）常用的洞口形式,端墙式,八字式,走廊式,平头式(领圈式）,无论采取任何形式的洞口，河床都必须铺砌。,a）八字式；b）端墙式；c）锥坡式；d）直墙式;e）扭坡式；f）平头式；g）走廊式；h）流
8、线型式,2)斜交涵洞的洞口建筑,斜交斜做（图a)：涵洞洞身端部与路线平行，此种做法称斜交斜做、此法用工较多，但外形美观且适应水流，较常采用。斜交正做（图b）：涵洞洞口与涵洞纵轴线垂直，即与正交时完全相同。此做法构浩简单。,（a）斜交斜做(b)斜交正做,四、涵洞附属工程构造,1）进水口沟床加固,缓坡涵洞进水口沟床加固,a）纵坡10%,b）10%纵坡40%,陡坡涵洞进水口沟床加固,纵坡50%,2）出水口沟床加固,缓坡涵洞出水口沟床加固,天然河沟坡度15,设置缓坡涵洞底（坡度5)，出水口流速不大，下游洞口河床可采用一般铺砌形式，在铺砌末端设置截水墙。,陡坡涵洞出水口沟床加固,陡坡涵洞出水口的布置形式
9、,陡坡过水建筑物组成图,第三节 涵洞的设计,一、涵洞布置,1）平面布置,沿路线的合理布置依据 功能性要求：进出水便利安全性要求：地基承载力经济性要求：涵长与涵顶填土高度施工便利性要求：斜交角度的标准化及施工场地的考虑,规范中的若干规定细节尽量保持河沟水流的天然状态，一般应一沟一涵;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；路线经过农田、跨越灌溉用渠，必须设置灌溉涵;在截水沟排水出口处应布设涵洞;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;路线由陡坡（5%）段过渡到缓坡（3%）段，在此200米
10、内又无其他涵洞时，在变坡点附近应布设涵洞。正交可使涵宽和涵身长度最小，不宜勉强正交时可斜交。,图上定线后确定涵位的2个误区：只看纵断面，有一个凹处就加一个涵洞（干涵洞，通风涵）挖方路段不设涵洞（积水无法排出）,半挖半填路段，凹形竖曲线处设涵,涵位选择注意灵活性,综合考虑“改沟设涵”,裁弯取直,改沟设涵,整流改沟 正交设涵,适当补充设边沟排水涵,上下坡处设涵,纵坡陡坡缓坡处设涵,结合平、纵面,边沟长度大于300m500m，宜增设边沟排水沟。,岸坡设涵,改沟合并,加深边沟设排水沟合二为一取消涵洞,改沟合并的四种方式,设置曲线涵洞,顺沟设曲线涵,2）立面布置,关于坡涵的基础形式：,a）齿状基础；b）
11、扶壁式基础；c）台阶式基础,纵面布置主要考虑的问题：,进出口标高（设计经济性）涵底纵坡的处理（单坡、复合坡、阶梯）,沟纵坡5%,沟纵坡10%,涵身纵坡0.4,当河沟纵坡3%，且涵长15m时，涵洞基底可水平设置，涵底铺砌纵坡可采用1%3%。当3%河沟纵坡6%，涵底铺砌可采用与天然河沟相同的纵坡，设置为斜置式。当河沟纵坡较大，但15%，如地质条件良好，可将涵洞基础以缓坡形式设置在紧密砌石基底上。对于山区纵坡10%的土质地基河沟，或纵坡30%的轻度风化岩石地基河沟，可采用斜置式陡坡涵。涵底铺砌纵坡和原河沟纵坡基本一致，涵洞基底可设置为齿状或台阶形或者将出口设置为扶壁式。对于山区纵坡10%的土质地基河
12、沟，或纵坡30%的轻度风化岩石地基河沟，可采用台阶平置式陡坡涵，又称阶梯涵。阶梯分节长度一般宜2m，相邻两节的最大高差0.75d（d为上部构造厚度）。,规范中的若干规定细节：,4种情形的高填方涵洞纵向位置确定,出口陡坡,陡坡,缓坡,进口陡坡,利用端墙缩短涵长及调整进出口位置,设置之前,设置之后,二、涵洞的计算,1)涵洞标高及长度计算 正交涵洞标高及长度计算斜交涵洞标高及长度计算 路基有超高加宽时正交涵洞标高及长度计算 涵洞斜交时考虑路线纵坡影响 2)涵洞孔径计算（按“桥涵水文学”）采用标准跨径0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m，其中0.75m的孔径只适用于无淤积地区的灌溉渠。排洪涵洞跨径不宜小于1.0m。15m涵洞长度30m时，其内径或净高1.0m；30m涵洞长度60m时，其内径或净高1.25m；涵洞长度60m时，其内径或净高1.5m。3）涵洞结构计算（根据涵洞的设计类型，选用相应类型的涵洞标准图）,完毕！,
