1、公路小桥涵勘测设计公路小桥涵勘测设计本科本科全册配套完整教学课件全册配套完整教学课件公路小桥涵勘测设计n第一节 小桥涵n第二节 小型排水建筑物 第一章 概 述n公路跨越沟谷，溪沟，河流，人工渠道公路跨越沟谷，溪沟，河流，人工渠道,其它线路或障其它线路或障碍碍,以及排除路基内侧边沟水流时。以及排除路基内侧边沟水流时。n 小桥涵投资占公路总投资的投产小桥涵投资占公路总投资的投产15%-20，其投资，其投资额为大、中桥的额为大、中桥的2-4倍左右。倍左右。n 小桥涵的布设还与农田水利灌溉有着密切关系。小桥涵的布设还与农田水利灌溉有着密切关系。 n小桥和涵洞按其跨径大小来划分。根据交通部部标准小桥和涵
2、洞按其跨径大小来划分。根据交通部部标准公路工程技术标准公路工程技术标准(JTG B01-2014)n公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015第第一节一节 小桥涵小桥涵 小桥和涵洞按孔径分类表小桥和涵洞按孔径分类表 表表11 名名 称称多跨孔径总长多跨孔径总长L（m）单跨孔径单跨孔径L0（m） 小小 桥桥8L305Lo20 涵涵 洞洞 Lo5 二、设计原则及基本要求n1、设计原则、设计原则n1） 安全安全 强度强度 稳定性稳定性n2） 适用适用 交通运输交通运输 排水功能排水功能n3） 经济经济 因地制宜，就地取材和便于施工养护因地制宜，就地取材和便于施工养护n4） 美观美观 与周围环境协调
3、与周围环境协调n5 ） 有利于有利于环保环保第一位：安全n工程质量事故导致垮塌的要追诉到多久工程质量事故导致垮塌的要追诉到多久？ 国家有关法律法规规定工程质量终身负责制，对于责任人来讲是一辈子都要对工程质量负责， 不论有多久，只要工程质量有问题导致垮塌，只要责任人还活着都要追责。n追诉时效是指按照刑法的规定追究犯罪或者侵权行为的有效期限。 举报犯罪行为的时间已经超过法律规定的追诉时效期限的，不再追究其法律责任。 2、设计要求、设计要求n 1）行车的要求）行车的要求 （1）结构使用安全（行车安全、快速、舒适和经济）结构使用安全（行车安全、快速、舒适和经济 ） a) 路基宽度、线型标准，设计荷载。
4、路基宽度、线型标准，设计荷载。 b) 制造、运输，安装和使用过程中具有足够的强度，制造、运输，安装和使用过程中具有足够的强度， 刚度，稳定性刚度，稳定性 c) 耐久性（耐久性（桥涵结构设计基准期桥涵结构设计基准期100年年）。）。 （2）桥面净空限界）桥面净空限界构造物名称 公 路 等 级高速公路、一级公路二级公路三级公路四级公路小 桥 1/1001/501/251/25涵洞及小型排水构造物1/1001/501/25不做规定4) 跨线要求跨线要求 （1）公路与交通线路交叉）公路与交通线路交叉 （2）公路与各种管线交叉）公路与各种管线交叉5）设计荷载）设计荷载: 汽车荷载等级汽车荷载等级6）桥上
5、线形、桥头引道标高）桥上线形、桥头引道标高2)排水的要求排水的要求 （1）过设计流量）过设计流量 （2）安全净空（水）安全净空（水库区域考虑浪高）库区域考虑浪高） 3）桥下通航净空）桥下通航净空三、测设任务 内容 步骤1小桥涵外业勘测小桥涵外业勘测n 1)资料收集及勘测准备资料收集及勘测准备n 2)小桥涵结构类型选择小桥涵结构类型选择n 3)小桥涵位置选择小桥涵位置选择 n 4)拟建小桥涵址处测量拟建小桥涵址处测量n 5)小桥涵址调查小桥涵址调查(水文、地质等水文、地质等)在施工图设计阶段，勘测设计的步骤和内容：在施工图设计阶段，勘测设计的步骤和内容：2小桥涵内业设计小桥涵内业设计n 1)设计
6、流量与孔径计算设计流量与孔径计算n 2)小桥涵主要尺寸拟定小桥涵主要尺寸拟定n 3)施工图绘制施工图绘制n 4)工程数量计算及表格编制工程数量计算及表格编制n 5)施工图预算编制施工图预算编制n一、一、小桥和涵洞（区别）小桥和涵洞（区别）n （1）小桥与路基断开（桥头搭板）小桥与路基断开（桥头搭板）n 涵洞与路基连续（明涵除外）涵洞与路基连续（明涵除外）n （2）桥宽由路宽定）桥宽由路宽定n 涵洞长与路宽、填土高度、边坡有关涵洞长与路宽、填土高度、边坡有关n （3）桥面有专门桥面系）桥面有专门桥面系(桥面铺装、桥面板、纵梁、桥面铺装、桥面板、纵梁、横梁、人行道等横梁、人行道等)。 n 涵洞无专
7、门桥面系（明涵除外）涵洞无专门桥面系（明涵除外）第二节 小型排水构造物二漫水桥二漫水桥 漫水桥：允许设计洪水短期淹没桥面的漫水桥：允许设计洪水短期淹没桥面的 公路桥跨结构物。公路桥跨结构物。n临时中断交通。临时中断交通。 n适于雨量集中洪水历时短暂，河床宽浅，河适于雨量集中洪水历时短暂，河床宽浅，河滩宽阔，两岸地形平坦，滩宽阔，两岸地形平坦，允许短期阻车的低允许短期阻车的低等级公路上。等级公路上。三过水路面过水路面：用加固路基，路面及路基边坡的方式过水路面：用加固路基，路面及路基边坡的方式,允许允许 洪水期水流从路面上流过的排水构造物。洪水期水流从路面上流过的排水构造物。混合式过水路面：有涵管
8、，涵洞或漫水桥的过路面。混合式过水路面：有涵管，涵洞或漫水桥的过路面。 过水路面既过水路面既 起排水构造物作用，又起路面作用。起排水构造物作用，又起路面作用。 只宜在流速较小，无底砂运动或底砂运动轻微，只宜在流速较小，无底砂运动或底砂运动轻微，允许有限度中断交通的三、四级公路。允许有限度中断交通的三、四级公路。四透水路堤 透水路堤：用块片石干砌成路基，利用石块间空隙排水的透水路堤：用块片石干砌成路基，利用石块间空隙排水的 构造物。构造物。n 透水路堤也可与涵洞配合使用。透水路堤也可与涵洞配合使用。n 一般只在水流较小，水流含沙量较少购低等级公路上采用。一般只在水流较小，水流含沙量较少购低等级公
9、路上采用。n 在寒泠地区受冰冻影响不宜采用透水路堤。在寒泠地区受冰冻影响不宜采用透水路堤。五倒虹吸涵洞 倒虹吸涵洞：当横跨公路的沟渠，水面与路面高度差不多，为避倒虹吸涵洞：当横跨公路的沟渠，水面与路面高度差不多，为避 免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物。免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物。n 易被泥砂及漂浮物淤塞，涵管接头又易漏水；易被泥砂及漂浮物淤塞，涵管接头又易漏水；n 养护困难，一般较少采用养护困难，一般较少采用。六渡槽六渡槽 渡槽：当横跨公路的沟渠很高，在其下足以保证行渡槽：当横跨公路的沟渠很高，在其下足以保证行车净空时，在公路上空架设的横向排水构造物。车净空时，在公路
10、上空架设的横向排水构造物。七、其它小型排水构造物七、其它小型排水构造物第二章第二章 小桥涵类型及选择小桥涵类型及选择第一节 小桥涵分类第二节 小桥涵类型选择 第第 一节一节 小桥涵的分类小桥涵的分类一、按建筑材料分一、按建筑材料分 1木桥涵木桥涵 一般为临时性结构物，较少采用。一般为临时性结构物，较少采用。2石桥涵石桥涵 石盖板涵、石拱涵、石拱桥。石盖板涵、石拱涵、石拱桥。3混凝土桥涵、圬工桥涵混凝土桥涵、圬工桥涵 混凝土桥涵按力学性能：四铰管涵、混凝土圆管涵、混凝土桥涵按力学性能：四铰管涵、混凝土圆管涵、混凝土盖板涵、混凝土拱桥、双曲拱桥之分。混凝土盖板涵、混凝土拱桥、双曲拱桥之分。 砖、石
11、料和混凝土以承受压力为主，统称圬工材料砖、石料和混凝土以承受压力为主，统称圬工材料特点：特点：坚固耐用、力学性能好，高等级公路上常用坚固耐用、力学性能好，高等级公路上常用。4 . 钢筋混凝土桥涵钢筋混凝土桥涵 按力学性质分：按力学性质分： 1) 钢筋混凝土钢筋混凝土 管涵、管涵、 2) 钢筋混凝土钢筋混凝土 板涵、板涵、 3) 钢筋混凝土钢筋混凝土 板梁桥、板梁桥、 4) 钢筋混凝土钢筋混凝土 箱涵、箱涵、 5) 钢筋混凝土钢筋混凝土 拱涵、桥拱涵、桥 6) 钢筋混凝土钢筋混凝土 双曲拱桥双曲拱桥5.其它材料组成的涵洞其它材料组成的涵洞 陶瓷、陶瓷、波纹钢管、波纹钢管、三合土三合土 除特殊情况
12、外，一般很少采用除特殊情况外，一般很少采用二、按洞身构造形式分二、按洞身构造形式分1 管涵管涵(通常用圆管涵通常用圆管涵) ，2 盖板涵、盖板涵、3 板桥板桥(又有空心板和实心板之分又有空心板和实心板之分)4 梁桥、梁桥、5 拱涵、拱桥、拱涵、拱桥、6 箱涵等类型。箱涵等类型。不同构造形式涵洞及小桥适宜跨径不同构造形式涵洞及小桥适宜跨径(cm) ： 表表21。三、按填土高度和孔数分三、按填土高度和孔数分 1 明涵明涵 当涵洞洞顶填土高度当涵洞洞顶填土高度小小 于于05m时叫明涵时叫明涵。 2 暗涵暗涵 当涵洞洞顶填土高度当涵洞洞顶填土高度大于或等于大于或等于0 5m时叫暗涵时叫暗涵。 明涵、暗
13、涵 另解释n“洞顶填土高度”指洞顶至路面顶最薄处的高度。n明涵，洞顶不填土，在涵洞顶直接做路面。明涵，洞顶不填土，在涵洞顶直接做路面。n低等级公路低等级公路,洞顶填土大于洞顶填土大于50cm时，能够将涵洞顶的路面结时，能够将涵洞顶的路面结构层（面层、基层、底基层）完整的做出来；高等级公路，构层（面层、基层、底基层）完整的做出来；高等级公路，路面结构层一般大于路面结构层一般大于50cm,因此因此50cm的洞顶填土高度无法将的洞顶填土高度无法将路面结构层完整的做出来。路面结构层完整的做出来。面层面层 可由一层或数层组成，高等路面可包括磨耗层、面层上层、面层下层，或称上（表）面层、中面层、下（底）面
14、层n暗涵，洞顶填土的最小高度大于路面结暗涵，洞顶填土的最小高度大于路面结构层总厚度的涵洞。构层总厚度的涵洞。】 即：能够在洞顶将路面完整的做出来即：能够在洞顶将路面完整的做出来的涵洞是暗涵，否则要做成明涵。的涵洞是暗涵，否则要做成明涵。n例：高速公路n面层20 (上面层4+中面层6+下面层10），上基层20，下基层20，底基层20，总厚度80。n暗涵应当是洞顶至路面顶的最小高度大于80的涵洞，其它涵洞都应做成明涵。n明涵明涵 是指只在洞顶做路面面层的涵洞；是指只在洞顶做路面面层的涵洞；n暗涵是指洞顶至路面顶的最小高度大于路暗涵是指洞顶至路面顶的最小高度大于路面结构层总厚度的涵洞面结构层总厚度的
15、涵洞四、按桥涵孔数分（单、双、多孔）四、按桥涵孔数分（单、双、多孔）五、按水力性质分五、按水力性质分 水流通过涵洞的水流深度不同，直接影响涵洞过水流通过涵洞的水流深度不同，直接影响涵洞过水的水力状态，从而产生不同涵洞水力计算的图式。水的水力状态，从而产生不同涵洞水力计算的图式。1、 无压力式涵洞无压力式涵洞: 洞口水深小于洞口洞口水深小于洞口高度，洞内具有自由高度，洞内具有自由水面水面3、压力式涵洞压力式涵洞 洞口水深大于洞高洞口水深大于洞高度，洞身全长范围度，洞身全长范围内都充满水流且无内都充满水流且无自由水面自由水面2、半压力式涵洞半压力式涵洞洞口水深大于洞口高度洞口水深大于洞口高度，水流
16、充满洞口，但在，水流充满洞口，但在洞身洞身(进水口处除外进水口处除外)都都有自由水面有自由水面 六、按洞身形式分六、按洞身形式分1、进口不抬高、进口不抬高2、进口抬高、进口抬高a)进口不抬高进口不抬高 b)进口抬高进口抬高3、平置式、平置式 洞身呈台阶布置形洞身呈台阶布置形式，基础平置，又叫式，基础平置，又叫阶梯涵阶梯涵 4斜置式斜置式 洞身呈斜坡布置，基洞身呈斜坡布置，基础斜置。础斜置。平置式和斜置式涵洞统称斜坡涵洞平置式和斜置式涵洞统称斜坡涵洞 七、按适用功能分七、按适用功能分 排洪涵排洪涵(桥桥)、灌溉涵、灌溉涵(桥桥)、和交通涵、和交通涵(桥桥) 、 人行地道人行地道(通道通道)、人行
17、天桥和立交桥、人行天桥和立交桥 八、按洞身平面布置分八、按洞身平面布置分 1 正交桥正交桥(涵涵) 2 斜交桥斜交桥(涵涵)3 曲线桥曲线桥(涵涵)桥上路线纵坡大于桥上路线纵坡大于3的桥梁叫坡桥。的桥梁叫坡桥。 九、按施工方法分九、按施工方法分: 现浇、预制现浇、预制十、小桥常见类型十、小桥常见类型 1、板桥板桥 按力学特点：简支板、连续板、悬臂板按力学特点：简支板、连续板、悬臂板 按截面形式：按截面形式： 2、拱桥拱桥 按材料：石、砖、混凝土按材料：石、砖、混凝土 按拱圈静力：三按拱圈静力：三铰铰拱、两拱、两铰铰拱、无拱、无铰铰拱拱 3、 刚架桥（刚架桥（桥梁桥梁上部上部、桥墩整体相联、桥墩
18、整体相联）第二节 小桥涵类型选择一、选型原则一、选型原则 总原则：安全、适用、经济、美观、环保。总原则：安全、适用、经济、美观、环保。 1、考虑公路等级、性质等、考虑公路等级、性质等 2、一条公路上的桥涵类型尽量一致、一条公路上的桥涵类型尽量一致 3、考虑农田排灌需要、考虑农田排灌需要 4、考虑自然条件、地形、地质情况、考虑自然条件、地形、地质情况二、选型因素1、道路等级、性质、任务、道路等级、性质、任务2、地形、地质、水文、水力条件、地形、地质、水文、水力条件 1）小桥和涵洞的选择）小桥和涵洞的选择 （ 1） 选择涵洞选择涵洞 设计流量较小，跨越常年水流或季节性水流设计流量较小，跨越常年水流
19、或季节性水流漂漂 浮物少，填土高度满足壅水高度要求时。浮物少，填土高度满足壅水高度要求时。 （ 2） 选择小桥选择小桥 设计流量较大，河道漂浮物多或有泥石流，设计流量较大，河道漂浮物多或有泥石流，桥位处于陡岩深谷或冲积堆上，采用小桥。桥位处于陡岩深谷或冲积堆上，采用小桥。2）新建涵洞多用无压涵洞为主 Q10 ：圆管涵、盖板涵：圆管涵、盖板涵 Q20： 盖板涵、拱涵盖板涵、拱涵3）管涵、拱涵要求坚实基础）管涵、拱涵要求坚实基础 箱涵、盖板涵适应性较好箱涵、盖板涵适应性较好4）泥石流、多砂石、漂浮物多地区，不宜设涵洞）泥石流、多砂石、漂浮物多地区，不宜设涵洞5）平坦地形，加大孔径，减少上游积水）平
20、坦地形，加大孔径，减少上游积水6）黄土地区，加大孔径，减少上游积水）黄土地区，加大孔径，减少上游积水 3、工程造价、工程造价4、筑路材料、筑路材料5、施工条件、施工条件6、养护维修、养护维修7、其它因素、其它因素1、石拱桥石拱桥(涵涵)特点：特点：三、各类小桥涵特点及使用条件1、石拱桥石拱桥(涵涵)特点：特点： 1）造价低（不需钢材，只需水泥）造价低（不需钢材，只需水泥） 2） 施工技术简单施工技术简单 3） 坚坚固使用寿命长（固使用寿命长（自重及超载潜力大自重及超载潜力大） 4） 与板式桥与板式桥(涵涵)相比相比 a) 需较高的建筑高度需较高的建筑高度； b) 占用劳力较多，工期较长；占用劳
21、力较多，工期较长； c) 遭受破坏后难修复；遭受破坏后难修复； d) 对地基要求较高对地基要求较高，因而在使用范围受限。，因而在使用范围受限。适用于适用于 盛产石料地区，盛产石料地区， 设计流量大于设计流量大于10立方米立方米秒，路堤高度在秒，路堤高度在225m以上，以上， 跨径等于或大于跨径等于或大于2m,地基条件较好的情况。地基条件较好的情况。2、石盖板涵特点 2、石盖板涵 n1）就地取材，）就地取材，n2）结构坚固，）结构坚固，n3）建筑高度上受限制较小建筑高度上受限制较小，n4）对地基条件要求不高，）对地基条件要求不高，n5）施工简便，）施工简便，n6）利于修复等特点。）利于修复等特点
22、。n仅适用于跨径在仅适用于跨径在2m以下的涵洞，设计流以下的涵洞，设计流量通常在量通常在10 立方米秒立方米秒 以下。以下。3、钢筋混凝土板桥（涵）n1）建筑高度较低，受填土高度限制少；）建筑高度较低，受填土高度限制少；n2）能采用工厂预制现场装配，）能采用工厂预制现场装配，施工简便迅速施工简便迅速；n3）简支结构，对地基条件要求不高，）简支结构，对地基条件要求不高，n4）遭受破坏后易于修复等遭受破坏后易于修复等。n适用于适用于 缺石料地区，设计流量较大，填土高度受限缺石料地区，设计流量较大，填土高度受限以及公路较高等的情况。由于这类桥涵以及公路较高等的情况。由于这类桥涵用钢材较多，在缺乏钢材
23、的情况下，应尽量采用其它类型。在缺乏钢材的情况下，应尽量采用其它类型。钢筋混凝土板桥（涵）按施工方法不同分：钢筋混凝土板桥（涵）按施工方法不同分： 1）装配式装配式桥涵：桥涵：n能预制装配，施工不受天气影响，工期短，省模板，能预制装配，施工不受天气影响，工期短，省模板，适用于桥适用于桥涵较集中涵较集中并有运输及吊装条件的公路。并有运输及吊装条件的公路。 2）就地浇筑就地浇筑的桥涵：的桥涵：n整体性好、施工简便，适用于分散的小桥涵或旧路整体性好、施工简便，适用于分散的小桥涵或旧路改建的改建的个别桥涵个别桥涵，以及标准较高公路采用，以及标准较高公路采用 4钢筋混凝土圆管涵 特点；力学性能好，构造简
24、单，工程数量小、施特点；力学性能好，构造简单，工程数量小、施工方便，工期短、利于装配运输等。工方便，工期短、利于装配运输等。 一般仅适于孔径为一般仅适于孔径为 0.51.5m(个别可用个别可用2m)，渲泄设计流量在渲泄设计流量在l0 立方米秒立方米秒 以下的小型涵洞。以下的小型涵洞。n 单孔比多孔经济单孔比多孔经济 5钢筋混凝土箱涵n1） 整体性好整体性好n2） 对地基适应性较强对地基适应性较强n3） 造价高造价高n4） 施工难度大施工难度大n 适应于适应于 软基，常用软基，常用于高速公路人行通道。于高速公路人行通道。6双曲拱桥n1） 结结 构轻，圬工省，构轻，圬工省，n 2）只用较少的钢材和
25、木料，造价较低，）只用较少的钢材和木料，造价较低，n 3）施工快，工期短，利于装配施工等特点）施工快，工期短，利于装配施工等特点。n在无石料地区，跨径大于无石料地区，跨径大于6 m 的小桥可考虑用此类 7、装配式钢筋混凝土卵形涵洞n拱圈为五心圆拱圈为五心圆n截面轻薄，不易开裂，拼装化施工截面轻薄，不易开裂，拼装化施工n成批小涵洞n农田灌溉、排洪农田灌溉、排洪8、泄水隧道利用地形对弯曲沟谷栽弯取直适用条件：适用条件：原河沟弯曲，洪水时不易堵、不会冲击原沟；原河沟弯曲，洪水时不易堵、不会冲击原沟；原河沟处地基较软弱原河沟处地基较软弱地基松散沙质地层，黄土地层慎用9、到虹吸管涵（灌溉渠过公路）1）铸
26、铁倒虹吸管涵：）铸铁倒虹吸管涵： 孔径小孔径小2）其它材料倒虹吸管）其它材料倒虹吸管n（1）钢筋混凝土管（圆管及箱型管）n（2）预应力钢筋混凝土管(有纵向预应力钢筋)n（3）钢管n（4）预应力钢筒混凝土管按结构形式分类：n1竖井式n2缓坡式（进出口是斜坡明渠）n3斜井式 倒虹吸涵洞造价较高，接头处易造价较高，接头处易漏漏水水，易淤积堵塞，养护困难。，易淤积堵塞，养护困难。10、钢波纹管涵（桥）优点n1，管节薄， 质量轻，易存放运输（拼接）组装快n2，柔性结构，抗震强，适应较大沉降变形n3，受冰冻、软土地基膨胀及湿陷黄土影响小n4，减少水泥、沙石用量。缺点n1，粗糙系数大n2，耗钢材多下列地区优
27、先考虑：n1，不良地基（冰冻、软土地基膨胀及湿陷黄土）n2，人力资源缺乏地区（高海拔）n3，沙石缺乏地区n4，应急抢修，救灾谨慎使用：n高速公路重要路段（钢材有腐蚀危险，使用寿命有限）n泥石流，排泄沙石流量大，流速高区段。n高填土（不同的施工方法，上部土对涵洞的压力不同，不一定等于上部填土重）。n大孔径、非圆截面。11 通道四、小涵洞选型的综合分析 1单孔及双孔的选择n一般用单孔。在相同的渲泄条件下，单孔比双孔要经一般用单孔。在相同的渲泄条件下，单孔比双孔要经济得多，且挖基工作量及水下挖基工作量都较小。济得多，且挖基工作量及水下挖基工作量都较小。n双孔小桥涵，通常是在建筑高度受限制，无法采用单
28、双孔小桥涵，通常是在建筑高度受限制，无法采用单孔，或因修建单孔跨径过大而不经济，且河床中有良孔，或因修建单孔跨径过大而不经济，且河床中有良好的修建涵墩的地基条件时才采用。好的修建涵墩的地基条件时才采用。 1）水文方面）水文方面n小桥梁底小桥梁底 和和 墩台支座顶墩台支座顶 需需高出设计水位高出设计水位n涵洞前涵洞前 允许允许 出现较小桥为出现较小桥为高的积水高的积水n同样跨径，无压流涵洞比小桥过水能力大同样跨径，无压流涵洞比小桥过水能力大n小桥小桥桥前积水小，出口速度小，桥前积水小，出口速度小，垂直路基方向的长垂直路基方向的长度小度小，有利宣泄泥沙、漂浮物。，有利宣泄泥沙、漂浮物。2、小桥与涵
29、洞技术经济比较2）结构方面）结构方面n小桥小桥 直接直接 承受承受 活荷载活荷载， 涵洞受活荷载影响小，涵洞需钢筋水泥少。涵洞受活荷载影响小，涵洞需钢筋水泥少。n河沟纵坡陡，涵洞错台超限或基础设防滑措施河沟纵坡陡，涵洞错台超限或基础设防滑措施也难保持稳定时，小桥较经济。也难保持稳定时，小桥较经济。n小桥小桥 对 地基要求高，而地基要求高，而 整体式基础整体式基础 涵洞涵洞 对基对基地应力要求一般不高。地应力要求一般不高。n3）施工方面）施工方面:涵洞施工简单涵洞施工简单n4）养护方面）养护方面:涵洞养护简单涵洞养护简单3、分析结论n1）优先选用涵洞n2）小桥选用条件）小桥选用条件n流量较大，积
30、水条件较差流量较大，积水条件较差n水流含泥沙、石块、漂浮物多水流含泥沙、石块、漂浮物多n河沟纵坡陡河沟纵坡陡n淤泥、沼泽、软土覆盖的河沟淤泥、沼泽、软土覆盖的河沟n下游为农田，若设涵冲刷严重下游为农田，若设涵冲刷严重n第一节 小桥涵勘测概述n第二节 小桥涵位置选择n第三节 小桥涵测量n第四节 小桥涵水文测量 n第五节 小桥涵工程地质测量n第六届 小桥涵综合调查及记录第三章第三章 小桥涵勘测小桥涵勘测 一、目的内容及要求一、目的内容及要求1、目的：通过外业测量、目的：通过外业测量 调查为桥涵设计调查为桥涵设计提供提供 水文水文 水力水力 地质地质 地形地形 建材等资料。建材等资料。2、内容、内容
31、1）、）、初测阶段初测阶段： 搜集资料，拟订桥涵位置交角搜集资料，拟订桥涵位置交角 、地、地面高程、面高程、 桥涵类型、孔桥涵类型、孔 径、附属工程尺寸，初步计径、附属工程尺寸，初步计算工程量。算工程量。 一般的涵洞可不进行外业测量； 小桥、复杂的涵洞需进行测量小桥、复杂的涵洞需进行测量。第第 一节一节 小桥涵勘测概要小桥涵勘测概要2）、）、定测阶段定测阶段： 详细调查详细调查 测量测量 分析分析 计算计算 确定：桥涵位置（桩号）确定：桥涵位置（桩号） , 交角交角 ,孔径孔径 , 墩台高度墩台高度 , 结构类型结构类型 , 基础埋深基础埋深 , 必要的附属工程。必要的附属工程。 n 1）拟建
32、桥涵址处）拟建桥涵址处平面图平面图 和和 横断面横断面 纵断面纵断面 的测量的测量 n 2）工程）工程地质地质地貌地貌n 3）洪水期暴雨资料）洪水期暴雨资料n 4）建筑材料）建筑材料n 5）原有桥涵）原有桥涵 水利设施水利设施n 6）当地要求）当地要求二，准备工作二，准备工作1，仪具准备：，仪具准备：GPS用户设备等用户设备等2，资料收集，资料收集 1）地形图）地形图 汇水区域面积，主河沟纵横坡。汇水区域面积，主河沟纵横坡。 2）水文资料）水文资料 洪峰流量、频率、洪水位洪峰流量、频率、洪水位 3）气象资料）气象资料 雨量密度、持续时间雨量密度、持续时间 4）地质资料）地质资料 岩石种类及分布
33、、层理、节理、风化情况；岩石种类及分布、层理、节理、风化情况； 地形、地貌；土质类别；地下水；植被冰冻层。地形、地貌；土质类别；地下水；植被冰冻层。 5）其它资料）其它资料 改建：原公路勘测设计竣工资料，水毁情况改建：原公路勘测设计竣工资料，水毁情况 一、择位原则一、择位原则 1）小桥涵位置应服从路线走向。由于单个小桥涵的）小桥涵位置应服从路线走向。由于单个小桥涵的工程数量不大，因而工程数量不大，因而小桥涵位置一般是在路线走向基本确小桥涵位置一般是在路线走向基本确定的情况下来选择的。定的情况下来选择的。 2）地质条件良好）地质条件良好 3）水文）水文 水力条件好（河床稳定，排洪顺畅）水力条件好
34、（河床稳定，排洪顺畅） 进口要顺，水流要稳进口要顺，水流要稳 4) 综合考虑其它（安全，适用，经济，美观，环保）综合考虑其它（安全，适用，经济，美观，环保） 小桥涵位置选择主要解决 设置地点设置地点 及 具体定位具体定位 两个问题。 第二节第二节 小桥涵位置选择小桥涵位置选择 在哪些地方需要设小桥涵，在哪些地方需要设小桥涵，这是选择位置的首要问题这是选择位置的首要问题 1天然河沟与路线相交处天然河沟与路线相交处 凡路线与明显沟形的干沟，小溪，河流相交时，凡路线与明显沟形的干沟，小溪，河流相交时，当路线 上游汇水面积大于01km2时 2农田灌溉渠与路线相交处农田灌溉渠与路线相交处 路线经过农业区
35、，跨越水渠，堰塘或水库的排水渠以及通路线经过农业区，跨越水渠，堰塘或水库的排水渠以及通过大片梯田影响农田灌溉时过大片梯田影响农田灌溉时 3路基边沟排水渠路基边沟排水渠 在山区公路的山坡线，为排除路基挖方内侧边沟流水在山区公路的山坡线，为排除路基挖方内侧边沟流水 4路线交叉时路线交叉时 如采用立体交叉，且路线又从其上方通过时，应考虑设置相如采用立体交叉，且路线又从其上方通过时，应考虑设置相应的小桥或涵洞。应的小桥或涵洞。 2二、设置地点二、设置地点 5 其它设涵情况其它设涵情况 1)在平原区在平原区(看不到明显的沟看不到明显的沟)；路线通过较长的；路线通过较长的低洼地带低洼地带及及泥沼泥沼地带地
36、带，为保证路基稳定，避免排水不畅及长期积水的情况，在地面，为保证路基稳定，避免排水不畅及长期积水的情况，在地面具有天然纵坡的地方应设置多道涵洞。具有天然纵坡的地方应设置多道涵洞。 2)平原区路线穿过天然积水洼地平原区路线穿过天然积水洼地，也应考虑设置数道涵洞，以沟，也应考虑设置数道涵洞，以沟通路基两侧水位，水压。通路基两侧水位，水压。 3)路线紧靠村镇通过时，要特别注意设涵，以路线紧靠村镇通过时，要特别注意设涵，以排除村镇内地面排除村镇内地面汇流水。汇流水。 4)山区岩层破碎及坍方地段，山区岩层破碎及坍方地段，雨季时经常有地下水从路基边坡雨季时经常有地下水从路基边坡冒出，为使路基边坡稳定，及时
37、疏干地下水，应配合路基病害整治冒出，为使路基边坡稳定，及时疏干地下水，应配合路基病害整治设置涵洞。设置涵洞。 小桥定位主要是确定小桥定位主要是确定 小桥的中心桩号小桥的中心桩号 及及 桥轴线方向桥轴线方向 以及以及 跨河沟时路中线跨河沟时路中线 位置。位置。 小桥工程量较大，择位时允许路线稍有摆动。小桥工程量较大，择位时允许路线稍有摆动。 前提：前提： 不过份增加土石方数量和路线长度，不降低路线标准。不过份增加土石方数量和路线长度，不降低路线标准。 三、小桥涵位置确定要点三、小桥涵位置确定要点 1 小桥小桥 位置的确定位置的确定1）纵轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。纵轴线应尽可能与洪水主流方向
38、垂直。 不能正交时，应使墩台轴线与水流方向平行。不能正交时，应使墩台轴线与水流方向平行。 2）桥位最好选在河流顺直，水流平稳地段桥位最好选在河流顺直，水流平稳地段 当路线遇河湾时，最好在河湾的上游河湾的上游I处，图32 。若设在河弯下游，最好距河弯若设在河弯下游，最好距河弯 (115)B以外，图以外，图 III。桥位应避免设在河弯上，桥位应避免设在河弯上，图中桥位图中桥位 II应避免采用应避免采用 。3）应选择在河床地质良好，地基承载力较大的河段应选择在河床地质良好，地基承载力较大的河段 最好岩外露或覆盖层较浅的地点。最好岩外露或覆盖层较浅的地点。 尽量避免在淤泥沉积地段设置。尽量避免在淤泥沉
39、积地段设置。 4) 选择河流狭窄，河滩较选择河流狭窄，河滩较窄较高，岔流少的河段跨河。窄较高，岔流少的河段跨河。 当路线必须通过两河沟支流汇当路线必须通过两河沟支流汇合口时合口时,应从其应从其 汇合口处下游汇合口处下游 离离汇合口汇合口(1520)B以外。以外。5)沿溪线跨越支沟时，桥位应尽量选在受大沿溪线跨越支沟时，桥位应尽量选在受大河壅水倒灌影响范围以外。河壅水倒灌影响范围以外。 6)应尽量使两岸桥头土石方较少，利于路线衔接，并避开两岸不良应尽量使两岸桥头土石方较少，利于路线衔接，并避开两岸不良地质地段。地质地段。 7)沿溪路线与桥位布置要密切配合。沿溪路线与桥位布置要密切配合。 在可能条
40、件下利用河弯，在可能条件下利用河弯， “S”形河段以及适形河段以及适当斜交的办法跨河，以争取较好的线形条。当斜交的办法跨河，以争取较好的线形条。 涵洞涵洞 定位定位，通常是沿着已确定路线方向前后移动通常是沿着已确定路线方向前后移动，以选择一个合理而又经济的位置。2、涵洞位置的确定、涵洞位置的确定（1) 沟心设涵沟心设涵 正交，进水口对准上游沟心正交，进水口对准上游沟心。（ 2） 适当改沟适当改沟 在十分弯曲地段，可在十分弯曲地段，可 裁弯取直裁弯取直 或或 改移河沟改移河沟 设正交涵，设正交涵，移位后上游一般应有移位后上游一般应有 15B 的直沟段长度。的直沟段长度。（3）注意设农田灌溉涵洞）
41、注意设农田灌溉涵洞 防壅水太高、淹没农田。防壅水太高、淹没农田。1)平原区涵位(自然坡度小)2 )山岭及丘陵区涵位 （ 1 ） 顺沟设涵顺沟设涵 坡陡水急，洪水猛，历时短，冲刷及水毁比较严重。坡陡水急，洪水猛，历时短，冲刷及水毁比较严重。 一般一般 不宜改沟设涵不宜改沟设涵 强求正交强求正交。 （2 ） 改沟设涵改沟设涵 当河沟宽浅，纵坡平缓，水流较小时才考虑改沟设涵当河沟宽浅，纵坡平缓，水流较小时才考虑改沟设涵。应作好引水及防护工程，注意对下游农田的影响。应作好引水及防护工程，注意对下游农田的影响。 河沟支叉较多，水流紊乱时，可采用河沟支叉较多，水流紊乱时，可采用改沟整流改沟整流做正交涵做正
42、交涵的办法的办法。（3 ） 路基排水涵路基排水涵 涵位与路基排水系统密切配合。涵位与路基排水系统密切配合。 路线纵坡成凹形处路线纵坡成凹形处 为排内侧边沟水流，应考虑设为排内侧边沟水流，应考虑设边沟排水涵。边沟排水涵。纵断面上纵断面上 陡陡 缓缓 变坡变坡处处 内侧边沟水流由内侧边沟水流由急流变缓流急流变缓流，若 在若 在200m内又无其它涵洞时，内又无其它涵洞时，在变坡点附近应考虑设在变坡点附近应考虑设边沟排水涵边沟排水涵。陡坡急弯处陡坡急弯处 当路线的当路线的 偏角较大偏角较大（大于大于90 度）度） ，平曲线半平曲线半径较小径较小，路线进入弯道前的纵坡又为大于弯道前的纵坡又为大于4的陡坡
43、时，在暴雨期水流溢出边沟漫过路基，需在弯道起在暴雨期水流溢出边沟漫过路基，需在弯道起(止止)点附近应考虑设边沟排水涵。点附近应考虑设边沟排水涵。o在路基挖方边坡上，设有截水沟的挖方地段，在路基挖方边坡上，设有截水沟的挖方地段，截水沟出口处应设置排水涵洞。截水沟出口处应设置排水涵洞。 （4 ）岸坡设涵）岸坡设涵 当河沟边坡稳定，土壤密实当河沟边坡稳定，土壤密实(一般多为石质或一般多为石质或不透水的亚粘土不透水的亚粘土)，河沟又很深时，可考虑，河沟又很深时，可考虑将涵位从沟底移至岸坡上，以缩短涵洞长度。 （ 5 ） 改沟合并改沟合并 两沟相距很近，汇水区面积又很小，河沟纵坡小于3，含沙量较小时，可
44、考虑改沟合并以减少涵洞，可考虑改沟合并以减少涵洞数量。数量。2 改沟时，引水沟断面一般要经过水力计算来决定改沟时，引水沟断面一般要经过水力计算来决定。 断面宁可偏大些断面宁可偏大些， 引水沟距路基边坡应尽量远些。（6）路线跨越丘陵地区的山脊线处）路线跨越丘陵地区的山脊线处 在凹形竖曲线处可开挖排水沟，而不设涵洞。在凹形竖曲线处可开挖排水沟，而不设涵洞。 （ 7） 当当必须在河弯处设涵时必须在河弯处设涵时，涵位应设在，涵位应设在水流较集中的一侧以利水流通过。水流较集中的一侧以利水流通过。 （8 ） 无法避免断层等不良地质情况时，应选无法避免断层等不良地质情况时，应选择岩层破碎较轻，地质稳定，坡积
45、层较薄路段择岩层破碎较轻，地质稳定，坡积层较薄路段3) 其他情况的桥涵1 水库地区水库地区 出口布置在水库的正常蓄水位以上正常蓄水位以上， 基础置于基岩上(水库地区桥涵常年浸水）。2 泥石流地区泥石流地区 应设桥，不能设涵。应设桥，不能设涵。 桥梁中心应布置在设计洪水桥梁中心应布置在设计洪水 泥石流泥石流 主流处，主流处，孔径要有富余，宜单跨。孔径要有富余，宜单跨。3 过灌溉建筑物过灌溉建筑物4 过航道和道路（涵洞宜短，通道应干燥）过航道和道路（涵洞宜短，通道应干燥）5 一涵多用情况（排洪、灌溉、通道，要求矛盾、一涵多用情况（排洪、灌溉、通道，要求矛盾、较难兼用）较难兼用）水库特征水位n(1)
46、正常蓄水位与兴利库容水库正常蓄水位与兴利库容水库：n在正常运用情况下,为满足兴利要求在开始供水时应蓄到的水位，称正常蓄水位,又称正常高水位、兴利水位，或设计蓄水位。n正常蓄水位至死水位之间的水库容积称为兴利库容,即调节库容。用以调节径流,提供水库的供水量。n(2)死水位与死库容水库：死水位与死库容水库：n在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称死水位，又称设计低水位。n死水位以下的库容称为死库容，也叫垫底库容。死库容的水量除遇到特殊的情况外(如特大干旱年)，它不直接用于调节径流。n(3)防洪限制水位与重叠库容水库防洪限制水位与重叠库容水库：n在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运
47、用时的起调水位，称防洪限制水位。n正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积称为重叠库容,也叫共用库容。此库容在汛期腾空,作为防洪库容或调洪库容的一部分。n(4)防洪高水位与防洪库容：防洪高水位与防洪库容：n水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时,在坝前达到的最高水位,称防洪高水位。只有当水库承担下游防洪任务时,才需确定这一水位。n防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积称为防洪库容。它用以控制洪水，满足水库下游防护对象的防洪要求。n(6)校核洪水位与调洪库容：校核洪水位与调洪库容：n水库遇到大坝的校核洪水时,经水库调洪后，在坝前达到的最高水位，称校核洪水位。它是水库在非常运用情况下非常运用情况下，允
48、许临时达到的最高洪水位最高洪水位，是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。n校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积称为调洪库容。它用以拦蓄洪水，在满足水库下游防洪要求的前提下保证大坝安全。n(7)总库容：总库容：n校核洪水位以下的水库容积称为总库容。它是一项表示水库工程规模的代表性指标,可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。 (5)设计洪水位与拦洪库容：设计洪水位与拦洪库容：水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位,称设计洪水位。它是水库在正常运用情况正常运用情况下允许达到的最高最高洪水位洪水位。也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。它至防洪限制水位之间的水库容积称为拦洪库容。
49、第三节 小桥涵测量 测量内容：测量内容：桥涵位中桩钉设、桥涵址断面测量、桥涵地形桥涵位中桩钉设、桥涵址断面测量、桥涵地形测量。测量。一一 、测量目的、测量目的第一，通过测量实地检查桥涵位置选择和布设是否恰当合第一，通过测量实地检查桥涵位置选择和布设是否恰当合 理，并把理，并把 桥涵位置桥涵位置(即中心桩即中心桩) 在实地钉设出来。在实地钉设出来。第二，与路线测设密切配合，及时提供路线设计所必须的第二，与路线测设密切配合，及时提供路线设计所必须的 资料，如重要资料，如重要 桥涵处的控制标高。桥涵位置选择对桥涵处的控制标高。桥涵位置选择对 路线的要求等。路线的要求等。第三，通过测量，为桥涵内业设计
50、提供第三，通过测量，为桥涵内业设计提供断面，地面标高断面，地面标高及及 其它有关资料。其它有关资料。二、桥涵位中桩钉设二、桥涵位中桩钉设 n 直线上的桥涵可直接用花杆穿线的办直线上的桥涵可直接用花杆穿线的办法确定中桩。在圆曲线或缓和曲线上的法确定中桩。在圆曲线或缓和曲线上的桥涵，通常多用切线支距法确定。桥涵，通常多用切线支距法确定。 oRlRyx180cossin x y 中心桩的切线支距中心桩的切线支距 R 曲线半径曲线半径 l 曲线长度曲线长度 对应的中心角对应的中心角 1.单圆曲线 2 。基本型曲线 （1）中心桩在缓和曲线）中心桩在缓和曲线 ssRllylRllx6403225（2）中心
