公路小橋涵勘測設(shè)計(jì)(參考版)
2025-01-11 14:29本頁面
【正文】 ，涵內(nèi)臨界流速vk=，涵前水深 H=，大于允許涵前水深 ，故 1孔 d=不宜采用。 計(jì)算實(shí)例 （ 1）無壓力式蓋板涵或箱涵 涵內(nèi)臨界水深 hk= 涵洞孔徑 Bd= 取 涵前水深 H= 小于 （ 2）無壓力式石拱涵 涵內(nèi)臨界水深 hk= 涵洞孔徑 Bd= 取 涵前水深 H= 小于 （ 3）無壓力式圓管涵 試取圓管涵直接 d=。試分別選用無壓力式蓋板涵，無壓力式石拱涵和鋼筋混凝土圓管涵，計(jì)算涵內(nèi)臨界水深 hk，涵前水深 H和相應(yīng)的孔徑 Bd。 計(jì)算實(shí)例 （ 5）小橋孔徑 ? 路基設(shè)計(jì)高程 ，允許的最大橋前水深： ?橋下臨界水深 hk和臨界流速 vk，偏安全地略去橋前行近流速水頭時 ?橋孔長度 計(jì)算實(shí)例 【 862】 設(shè)計(jì)流速 Qs=8m3/s，因路基設(shè)計(jì)高程限制，涵前水深 H不得超過 。 （ 2）橋孔長度 選用單孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑 ，建筑高度為 ，跨徑 。 計(jì)算實(shí)例 解： （ 1）若小橋進(jìn)出口取單孔，帶錐坡，流速系數(shù) 為 ，收縮系數(shù)ε=。 計(jì)算實(shí)例 ?小橋孔徑計(jì)算 【 例 861】 某公路跨越一條小河，設(shè)計(jì)流量 Qs=22m3/s， 河床比降i=，河槽糙率 n=，設(shè)計(jì)水位 Hs=，河槽最低點(diǎn)高程Hd=，天然最大水深 ht=，河槽過水面積 A=，河槽寬度B=，河槽平均水深 h=，河槽流速 v=。降水曲線范圍的各斷面水深可按分段求和法計(jì)算，然后按下式計(jì)算兩斷面之間的長度： ?完整的降水曲線長度 L為 山區(qū)小橋和涵洞進(jìn)出口的水力計(jì)算 式中： △ L—— 每相鄰兩斷面之間的水面曲線長度 (m)； Es1—— 前一斷面的斷面比能 Es2—— 后一斷面的斷面比能 A A2—— 前后兩斷面過水面積 (m2)； —— 前后兩斷面的平均摩阻坡度； C C R R v v2—— 前后兩斷面相應(yīng)的謝才系數(shù)、水力半徑 和斷面流速。 ? 急流槽上游渠道的水流進(jìn)入急流槽頂端的水深可近似定為臨界水深 hk，以后水面下降形成 b2型降水曲線。 急流槽 山區(qū)小橋和涵洞進(jìn)出口的水力計(jì)算 ? 急流槽水力計(jì)算的目的是確定急流槽內(nèi)的水深、流速，繪制陡坡段的水面曲線，確定急流槽末端消力池或消力檻的幾何尺寸。 山區(qū)小橋和涵洞進(jìn)出口的水力計(jì)算 二、急流槽的水力計(jì)算 ?急流槽的作用是將落差很大的水流從上游引至涵洞或?qū)⒊鏊谒饕料掠魏拥馈? ?接下來以過水?dāng)嗝鏋榫匦蔚牡疄槔?，說明消力池的計(jì)算方法。 跌水的構(gòu)造及水流下圖所示。 一、跌水的水力計(jì)算 當(dāng)山坡較陡時，可在橋涵的上游或下游設(shè)臵具有消能設(shè)施的跌水，使水流在消能設(shè)施中產(chǎn)生淹沒式水躍，消耗水流的動能，并將水流從急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鳌? 三級挑坎的一般布置形式 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 （ 2）陡坡涵洞出水口處理 ?當(dāng)天然河溝的縱坡大于 5%，涵洞出水洞口一般采用八字翼墻，同時應(yīng)視地形、地質(zhì)和水利條件，采用 急流槽 、 跌水 、 消力池 、 消力檻 或 人工加糙 等設(shè)施，達(dá)到消能和降低流速的目的。 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 ② 在無壓力式涵洞下游，為了減少水流沖刷和穩(wěn)定河床，實(shí)踐證明， 在涵洞出口處采用八字翼墻配以挑坎，可有效防止末端的沖刷。 河床土質(zhì) 加固長度 l(m) 自由式出流 淹沒式出流 亞粘土和亞砂土 重亞粘土和迷失的亞粘土 卵石、礫石 大卵石 涵洞出口溝床的加固長度 表 841 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 ?加固厚度 h1可根據(jù)出口流速、鋪砌的類型和材料，按表 821b確定。 （ 1）緩坡涵洞出水口處理 ①當(dāng)河溝縱坡小于 5%，出水口流速不大，出水口可采用延長鋪砌、加深截水墻的處理方法。 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 溝床加固防護(hù) ?涵洞出水口處的流速一般都大于河溝的天然流速，常引起出水洞口產(chǎn)生水害。 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 ②當(dāng)涵洞及涵前均應(yīng)位于良好的巖石地基上，并且水流流量不大、涵前縱坡很陡時，上游開挖坡度可取 1:1~1:，采用水流直接沿陡坡直瀉入涵的形式。 ?當(dāng)上游溝槽做成矩形斷面的急流槽時，兩側(cè)邊墻厚度一般采用 40cm，槽 寬等于涵洞孔徑 ,如圖 b所示。上游溝槽為非巖石土基時，開挖縱坡一般可取 1:1~1:2，以確保溝床穩(wěn)定。當(dāng)水流攜帶泥沙較多時，可在進(jìn)口處設(shè)約 ，既能沉淀泥沙，又可以起到消能的作用。除巖石地質(zhì)外，新開挖的溝底、河槽側(cè)向邊坡以及路基邊坡均需鋪砌加固。 對流速較小、孔徑較大的多孔涵洞， 可采用U形鋪砌式（圖 b)。 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 二、涵洞進(jìn)出口溝床的處理 ?涵洞進(jìn)出口溝床的處理與涵洞本身設(shè)臵的坡度和涵洞上下游河溝的縱坡有關(guān)，加固防護(hù)類型應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和流速而定。 圖 843 斜交涵洞的洞口布置 a)斜交正做； b)斜交斜做 1）斜交正做洞口 洞口斷面 NN與涵洞中心線垂直，與路線的中心線斜交 。當(dāng)用于壓力式涵洞時，可使涵內(nèi)充滿水；當(dāng)用于無壓力式涵洞時，可有效地提高涵洞的泄水能力。具有效能和沉淀泥沙的作用。適用于邊坡規(guī)則的人工渠道或在窄而深、河床縱斷面變化不大的天然河溝上采用。當(dāng)涵洞高度在 5m以下時，八字翼墻式較錐形護(hù)坡式更為經(jīng)濟(jì)。 圖 842 涵洞洞口形式 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 （ 1）八字翼墻式或錐形護(hù)坡式洞口 ? 適用于平坦順直、河溝較寬、縱斷面高差變化不大的河溝和孔徑有一定壓縮的情況。 小橋和涵洞的進(jìn)出口處理 涵洞洞口形式的選擇 ? 涵洞洞口建筑形式必須根據(jù)涵洞類型、河床及洞口附近的地形和地質(zhì) 條件、水流特征等合理選擇。高速公路的通道多采用箱涵。 ? （ 3）拱涵 一般超載潛力較大，砌筑技術(shù)易掌握，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，便于就地取材。在盛產(chǎn)條石的地方，采用石蓋板涵較經(jīng)濟(jì)，一般只適用于小跨徑的明涵或暗涵。多孔時不宜超過三孔。 ? 根據(jù)涵洞洞身的構(gòu)造形式不同， 涵洞可分為 圓管涵、拱涵、蓋 板涵和箱涵等 。 ? 洞口 ：用以連接洞身與上下游水道，使水流能順暢地通過洞身，并保證洞口周圍的路基邊坡免遭沖刷。 適用于：縱坡大于 15％（陡坡涵 ） 涵洞類型的選擇 涵洞由 洞身、洞口、基礎(chǔ) 三個部分組成。 表層流速增加，底部流速大大減小 – 特殊消能設(shè)施 187。 橋涵水文 Nanjing University of Technology 涵洞孔徑計(jì)算 橋涵水文 Nanjing University of Technology 小橋和涵洞
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