公路小橋涵勘測設計課程設計計算書

1、1. 設計方案的擬定-1-1.1. 選擇涵洞類型-1-1.2. 進出水口形式-1-2. 涵洞水文、水力計算-1-2.1. 涵洞水文計算-1-2.1.1. 確定計算參數(shù)-1-2.1.2. 設計洪水量計算-1-2.2. 涵洞水力計算Q-1-3. 幾何設計-2-3.1. 尺寸擬定-2-3.1.1. 擬定常規(guī)尺寸-2-3.1.2. 本涵洞經(jīng)擬定的尺寸-3-4.2. 涵洞縱斷面上有關尺寸和高程的計算-3-4.2.1. 洞身部分的高程和尺寸-3-4.2.2. 涵長計算-4-4.2.3. 進出水口八字翼墻計算尺寸-4-4.3. 涵洞平面圖上有關幾何尺寸計算-5-4.3.1. 凈跨徑L0-5-4.3.2. 涵

2、臺半剖面和平面圖上的有關尺寸-5-4.4. 半洞身和洞口立面圖上有關尺寸計算-5-4.4.1. 安全帶尺寸-5-4.4.3. 臺帽厚度-5-4.4.4. 設計板厚-5-4.4.5. 橋面鋪裝-5-4.4.6. 涵臺基礎尺寸-5-4.5. 局部剖面圖的尺寸-5-4.5.1. 翼墻根部和端部斷面背坡n0-6-4.5.2. 翼墻墻身根部斷面與基礎頂面的交線的垂線間夾角8-6-4.5.3. 上下游洞口根部斷面總高度-6-4.5.4. 翼墻墻身根部與端部斷面墻頂，順端墻方向平面投影寬度.-6-4.5.5. 翼墻洞口正投影長度-7-4.5.6. 翼墻基礎襟邊順洞墻端部斷面的平面投影長度e1和e2-7-4.

3、5.7. 八字翼墻的總張口大小B-7-4.5.8. 翼墻基礎平面尺寸計算-7-參考文獻-9-河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書1 .設計方案的擬定1.1. 選擇涵洞類型由地形圖可知需要在某三級公路上擬建一道交通涵洞，假設地區(qū)為第3暴雨分區(qū)，由地形圖可確定匯水面積為A=0.13km2,匯水區(qū)表土為黏土，主河溝平均縱坡Iz=1.5%,匯水區(qū)內主要為山區(qū)水稻田。涵洞類型有石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵、鋼筋混凝土箱涵、倒虹吸管涵波紋管涵、磚拱涵。這些涵洞類型中，石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵都只適用于設計流量在10m3/s以下的河流，有后面計算可知這些涵洞的泄水能

4、力不能滿足本次設計；而倒虹吸管涵是用于灌溉的因此也不符合；而磚拱涵的承載能力很低，因此也不符合本次設計需求。結合各類型涵洞特點和設計需求以及達到總造價最低的原則，本次設計需用鋼筋混凝土蓋板涵。1.2. 進出水口形式八字式洞口構造簡單，建筑結構美觀，施工簡單造價較低。常用于河溝平坦順直、無明顯溝槽，且溝底與涵底高差變化不大的情況。結合以上各洞口類型特點和設計資料，本次設計涵洞進出口形式選用八字式洞口。2 .涵洞水文、水力計算2.1. 涵洞水文計算本設計采用徑流形成法法計算涵洞的設計流量。2.1.1. 確定計算參數(shù)根據(jù)公路技術等級確定設計洪水頻率P=工；依據(jù)A=0.13km2,Iz=1.5%,查附

5、25表(1-8)求得地貌系數(shù)巾=0.05根據(jù)匯水面積A=0.13km2,查表(1-11)得匯流時間.=30min；根據(jù)土壤黏土，確定吸水類屬為R類；由設計洪水頻率1P=一、E=30min、U類土、恭雨分區(qū)為3,查表得徑流厚度h=43mm252.1.2. 設計洪水量計算3 4QsK(h-z)2.A5.-.34*-工20.13511=0.05189.570.23=1.85m/s由于匯水面積較小，按簡化公式計算時偏差較大，用公式Qs=0.56hA(m3/s)計算比較，取其中較小者。Qs-0.56430.13-3.13m3/s故取Qs.85m3/s。2.2. 涵洞水力計算Q河南理工大學公路小橋涵勘測設

6、計課程設計計算書假設涵洞凈空高度：hd=2.5m；進水口和壅水降落系數(shù)：0=0.87;進口涵洞凈空高度：.：=0.5m；則涵前水深：H=乜二=竺二竺=2.3m;0.87蓋板涵的涵洞凈寬：B=Qs3=J=0.34m331.575H21.5752.3根據(jù)公路橋涵標準圖鋼筋混凝土蓋板涵泄水能力及水力計算表確定所選定型涵洞有關數(shù)據(jù)：跨徑：L=3.00m;凈跨徑：L0=2.40m；凈高：hd=2.5m；臨界水深：hj=1.82m;臨界流速：v4.22ms;泄洪能力：Q-18.43m3s3.幾何設計3.1. 尺寸擬定3.1.1. 擬定常規(guī)尺寸(1)涵底縱坡I涵：根據(jù)河溝縱斷面地面線的天然縱坡擬定為1.5%

7、。(2)鋪地厚度h甫底：擬定為30cm厚的漿砌片石。(3)涵底高程H涵：按涵底中心地面高程下挖(清底)2030cm推算。(4)涵洞埋深(從鋪地算起往下至基礎底面)：要大于當?shù)貎錾?.0m=(5)進、出水洞口形式采用八字墻，洞口尺寸：八字墻垂直頂寬a=40cm；墻身與其基礎垂直襟邊e取20cm；墻身背面垂直背坡取4:1；墻身端部斷面的高度h端：以端部露出底面高2040cm推算；墻身根部斷面高度h根：按帽石底面算起至基礎之高差；本涵橋面板厚20cm,鋪裝層厚8cm,臺帽厚(帽石頂面寬度)取30cm,河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書3.1.2. 本涵洞經(jīng)擬定的尺寸1 .八字墻端部露出地面

8、的高度擬定為20cm,根部高度以其基礎頂面自安全帶出檐的下緣降低10cm考慮，八字墻垂直頂寬取40cm,垂直背坡取為4:1,墻身基礎與涵身基礎等厚為60cm,并與涵身做成同一坡度，即2%標于進出水口的端部。2 .基礎埋深根據(jù)當?shù)貎錾畲_定為120cm,標于出口端部相應位置處。3 .基礎厚度擬定為60cm,填土高度120cm=4 .涵底鋪砌擬定為30cm厚的漿砌片石。5 .涵身與基礎按同一坡度設計，坡度取為2%標于相應鋪底頂面。6 .截水墻寬度取為40cm,埋深與基礎同深，并將其寬度標于進出口截水墻處。4.2. 涵洞縱斷面上有關尺寸和高程的計算4.2.1. 洞身部分的高程和尺寸(1)路基設計高程根

9、據(jù)地形圖，查算出涵位中心樁號處的路基設計高程分別為：Hts=115.5mH下ta=H上設=115.5-3.75X1.5%=115.14m(2)涵底高程計算根據(jù)涵位中心樁號處原地面高程(在此以H溝表示)減去30cm清底厚度(即h清)得出，即H涵=+-H清=108.5-0.3=108.2m(3)確定進出口處的建筑高度及涵洞中心涵臺高度進水洞口高度BH凈進=H_t設-H填-H鋪裝-h板-H巡|-I涵X2W15.14-1.5-0.20-0.08-108.2-3.751.5%=5.10m出水洞口凈高Bh出凈=H下設-h填-h鋪裝-h板-H/I+I涵X2115.14-1.5-0.20-0.08-108.2

10、3.751.5%=5.22m涵洞中心凈高h中凈=H中設-h填-h中涵-(h板+h鋪)115.5-108.2-(0.200.08)=7.02m將以上計算結果標于設計草圖相應位置。進出水口建筑高度h進=h進凈+h板+h鋪河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書5.060.200.08=5.34mh出-h出凈+h板+h鋪=5.180.200.08=5.46m4.2.2.涵長計算H=Ht設-H涵=115.14-108.2=6.9mBm(H1-H?Li=21im3.751.5。二11.5%1.5=6.32mBm(H2-H?cL1=1fm3.751.5-:。二-1-1.5%1.5=6.40m涵洞全長：

11、L=L1L2=6.326.40=12.724.2.3.進出水口八字翼墻計算尺寸翼墻基礎厚本設計進出水口處八字翼墻基礎埋深與涵身埋深惕深取值相同,度h嗇基=60cmo(1)進水口處翼墻根部斷面高度：h進根-hfe凈+h反10+(h基深h嗇基)=506+20-10+(120-60)二576cm翼墻端部斷面高度：h進端=h基深-h墻基,20=120-6020=80cm20cm為翼上式中10cm為使八字翼墻美觀，在墻頂設的一個小平臺高度,墻端部斷的露出地面的高度。(2)出水口處翼墻根部斷面高度：河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書h出根=必凈+h板一10+(h基深一h嗇基)=51820-10(

12、120-60)二588cm翼墻端部斷面高度：hB端=h基深一h墻基+20=120-6020=80cm其中10cm為根部高度自安全帶出檐降低10cm；120cm為埋深；60cm為基礎厚度；20cm為翼墻端部露出地面的高度。4.3. 涵洞平面圖上有關幾何尺寸計算4.3.1, 凈跨徑L0根據(jù)流量計算結果選擇，本設計依據(jù)標準圖，采用標準跨徑Lk=3.00m,鋼筋混凝土板在兩邊韓臺上各搭接30cm,故取L0=2.40m,將此數(shù)據(jù)標于平面設計草圖上的相應位置。4.3.2, 涵臺半剖面和平面圖上的有關尺寸(1)涵臺底面的底寬參考公路橋涵設計手冊本涵臺底面的底寬取50cm,(2)基礎襟邊寬度取20cm=將以上

13、數(shù)據(jù)標于剖面和半平面圖的設計草圖相應位置。4.4. 半洞身和洞口立面圖上有關尺寸計算4.4.1, 安全帶尺寸板涵邊部快件采用預制和安全帶一起澆筑，故安全帶長度與板長相同，板長取300cm扣除兩側的預留縫隙各2cm,因此取296cm,標于相應草圖的位置。4.4.2, 涵臺高度前已算過為537cm,4.4.3, 臺帽厚度前以取定為30cm=4.4.4, 設計板厚前以取定為20cm=4.4.5, 橋面鋪裝前以取定為6cm防水混凝土加2cm瀝青混凝土鋪裝，共8cm34.4.6, 涵臺基礎尺寸&=2s必=22050=90cm將上述六項的尺寸標于洞身剖面圖上。4.5. 局部剖面圖的尺寸根據(jù)現(xiàn)場地形進行的進

14、出口布置結果，進出口各有一對八字墻水流擴散角P。相同，取3=30：,故本設計進出水口八字墻左右對稱。河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書4.5.1. 翼墻根部和端部斷面背坡no根據(jù)公式%正=n+S1npicosP=4+S1n30mcos300=3.75（正翼墻）m、1.5）式中：八字墻張角，即P=Po+；：涵洞斜交角，取為0;一：0水流擴散角；n翼墻背坡。4.5.2. 翼墻墻身根部斷面與基礎頂面的交線的垂線間夾角6由公式得：6正=arctan|tanP1一-mA正-因為本涵為正交涵，水流擴散角皆為301上下游四個八字墻左、右各堆成因止匕有6正=6反，即:aarctantan30-1二2

15、1471.53.754.5.1, 上下游洞口根部斷面總高度上游洞口：h進根=576cm下游洞口：h出根=588cm4.5.2, 翼墻墻身根部與端部斷面墻頂，順端墻方向平面投影寬度c=a/cos:=40/cos30=46cm考慮八字墻根部小平臺的影響，經(jīng)計算進水口兩個八字墻根部斷面墻底順墻方向投影寬度d1=d3=c=h進根/n0=46+576=195cm375出水口兩個八字翼墻根部斷面墻底順端墻方向投影寬度d1=d3=c%根/n0=0.46588375二203cm進水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書d2=d4=c+域根/n80=46-375

16、二67cm出水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度?d2=d4=ch出根/n0“80二46375二67cm4.5.3, 翼墻洞口正投影長度mh進-ha端)G進=1+m.I涵J571511.5%1.5二715cmm(h出根一h出墻)1-m.I涵1.5立由：G出=1+151-1.5%1.5二788cm上式中預加的15cm為八字墻頂小平臺的長度。4.5.4, 翼墻基礎襟邊順洞墻端部斷面的平面投影長度e1和e翼墻基礎垂直襟邊寬度e取20cm,則:e1ue/cos:=20/cos30=23cme2=e/cos、=20/cos21.8=22cm4.5.5, 八字翼墻的總張口大小BB進=L0+(G進

17、xtanP)父2=240+(715父tan300)父2=1066cmB出=1_0+(G出xtanP)父2=240+(788父tan300)父2=1149cm4.5.6, 翼墻基礎平面尺寸計算進水口左翼墻基礎根部寬度:b1=e1d1e2=2319522250cm河南理工大學公路小橋涵勘測設計課程設計計算書進水口左翼墻基礎端部寬度：b2=e1d2e2=236722=122cm進水口右翼墻基礎根部寬度：b3=句=250cm進水口右翼墻基礎端部寬度：b4-b2-122cm出水口左翼墻基礎根部寬度：b3=e3d3e4=2320322=248cm出水口左翼墻基礎端部寬度：b4=e3d4e4=236722112cm出水口右