涵洞施工-涵洞分類及構(gòu)造

涵洞分類與構(gòu)造涵洞是修建在路基當(dāng)中，用來溝通兩側(cè)水流的人工構(gòu)筑物。涵洞的主要功能見下表：一、涵洞的概念功能說明排水將排水溝、邊溝、截水溝的水流匯入涵洞，排除路基以外。泄洪將山坡坡面匯水流入涵洞，排除路基以外。灌溉恢復(fù)原有溝渠，灌溉農(nóng)田，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。通道農(nóng)用機(jī)耕道，人行通道（跨徑≤4.5米）一、涵洞的概念從工程統(tǒng)計以及投資的角度來考慮，涵洞和橋的主要區(qū)別是跨徑（單孔跨徑小于5m，多孔跨徑小于8m,統(tǒng)稱涵洞），實際上涵洞與橋梁是有根本區(qū)別的，其主要區(qū)別如下。涵洞修在路基當(dāng)中，它是路基的一個組成部分，他保持路基的連續(xù)性，使路基不中斷；而小橋則中斷路基，自成一體，不保持路基的完整性。涵洞一般從路基底部通過，其上有較厚的路基填土，而小橋上部除拱橋外，不再填土方，橋面即為行車路面。一、涵洞的概念路基加高時，涵洞洞身顯著增長，即路基高度與涵洞洞身長度成正比，小橋則不隨路基的高度而加寬橋面。一、涵洞的概念涵洞的孔徑比較小，洞身高度和孔徑大小有一定的比例關(guān)系，而小橋的橋高與孔徑則沒有一定的比例關(guān)系。在進(jìn)行水力計算時，涵洞和小橋考慮的因素不完全相同。一、涵洞的概念涵洞比小橋更能承受超量洪水的侵襲，涵洞實際通過的流量超過設(shè)計流量的50%，小橋一般只能承受超過設(shè)計流量的25%。涵洞排水的潛在能力大，工程造價低，因此在可建橋又可建涵洞時盡量修建涵洞。一、涵洞的概念城市道路中，高填土路基很少，涵洞修建不多，但在公路建設(shè)中涵洞則占有重要地位，數(shù)量多，由于農(nóng)田水力建設(shè)的發(fā)展，排水或灌溉的人工渠道增加，涵洞的數(shù)量還會不斷增多。一、涵洞的概念涵洞的主要作用是保護(hù)路基，保持路基的完整和連續(xù)、使水流或洪水能順利穿過路基，不使路基沖毀或淹沒，保證車輛正常通行。一、涵洞的概念二、涵洞特點由于涵洞是處于大自然環(huán)境(風(fēng)、霜、雨、雪、冰凍、高溫、水流沖擊)和行車荷載的作用下，因此要求涵洞必須具備如下特點：（1）滿足排泄洪水能力，保證在50年一遇洪水的情況下，順利快捷地排泄洪水。二、涵洞特點由于涵洞是處于大自然環(huán)境(風(fēng)、霜、雨、雪、冰凍、高溫、水流沖擊)和行車荷載的作用下，因此要求涵洞必須具備如下特點：（2）具有足夠的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證在設(shè)計荷載的作用下，構(gòu)件不產(chǎn)生位移和變形。二、涵洞特點由于涵洞是處于大自然環(huán)境(風(fēng)、霜、雨、雪、冰凍、高溫、水流沖擊)和行車荷載的作用下，因此要求涵洞必須具備如下特點：（3）具有較高的可靠性和耐久性，保證在自然環(huán)境中，長期完好，不發(fā)生破損。三、涵洞的構(gòu)造涵洞洞身基礎(chǔ)洞口圓管涵蓋板涵拱涵箱涵端墻翼墻截水墻緣石涵洞的主要部分作用是承受活載和土壓力作用是保證涵洞基礎(chǔ)和兩側(cè)路基免受沖刷，使水流順流順暢。涵洞是由基礎(chǔ)、洞身及洞口建筑組成的排水構(gòu)造物。在地面以下，防止沉降和沖刷的部分稱為基礎(chǔ)；在基礎(chǔ)之上，擋住路基填土，形成流水孔洞的部分稱做涵洞；洞身承受可變作用壓力和土壓力并將其傳遞給地基，應(yīng)具有保證設(shè)計流量通過的必要孔徑，同時本身要堅固而穩(wěn)定。三、涵洞的構(gòu)造在洞身兩端，用以集散水流，保護(hù)洞身和路基，使之不被水流破壞，這部分稱作涵洞。洞口建筑連接著洞身及路基邊坡，應(yīng)與洞身較好地銜接并形成良好的泄水條件。三、涵洞的構(gòu)造位于涵洞上游的洞口稱為進(jìn)水口，位于涵洞下游的洞口稱為出水口。上游洞口是把面積較大的地面水流，匯集于一定的孔徑之內(nèi)，使之順利通過涵洞；下游洞口是把匯集于一定孔徑之內(nèi)的水流擴(kuò)散開去，使之順暢離開涵洞。三、涵洞的構(gòu)造所以，上游洞口的作用是束水導(dǎo)流，下游洞口的作用是疏水防沖。對洞口的要求是：保證水流順暢進(jìn)出洞身，提高涵洞的過水能力；防止水流對洞口附近路基邊坡及洞口基礎(chǔ)的沖刷；確保涵洞安全，保證道路正常通車。三、涵洞的構(gòu)造圓管涵主要由管身、基礎(chǔ)、接縫及防水層構(gòu)成。受力性能和對地基的適應(yīng)性能較好，不需墩臺，圬工數(shù)量少，造價低，適用于有足夠填土高度的小跨徑暗涵。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵用圓形管壁擋住路基填土形成的過水孔洞稱為圓管涵。圓管涵洞身主要由各分段圓管節(jié)和支承管節(jié)的基礎(chǔ)墊層組成。當(dāng)整節(jié)鋼筋混凝土圓管涵無鉸時，稱為剛性管涵。剛性管涵在橫斷面上是一個剛性圓環(huán)。管壁內(nèi)鋼筋有內(nèi)外兩層，鋼筋可加工成一個個的圓圈或螺旋筋。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵當(dāng)管節(jié)沿橫截面圓周對稱加設(shè)四個鉸時，稱為四鉸管涵。鉸通常設(shè)置在彎矩最大處，即涵洞兩側(cè)和頂部、底部。由于四鉸涵有鉸的作用，降低了管節(jié)的內(nèi)力。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵四鉸涵是一個幾何可變結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)豎向作用力和橫向作用力互相平衡時方能保持其形狀，因此，要求四鉸涵四周的土具有相同的性質(zhì)。為此，四鉸管涵可布置在天然地基或砂墊層上。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵圓管涵常用孔徑d0為50cm、75cm、100cm、125cm、150cm，對應(yīng)的管壁厚度分別為6cm、8cm、10cm、12cm、14cmo基礎(chǔ)墊層厚度t根據(jù)基底土質(zhì)確定，當(dāng)為卵石、礫石、粗中砂及整體巖石地基時，t＝0；當(dāng)為亞砂土、粘土及破碎巖層地基時，t＝15cm；當(dāng)為干燥地區(qū)的粘土、亞粘土、亞砂土及細(xì)砂的地基時，t＝30。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵我國目前生產(chǎn)的圓管除少數(shù)小口徑規(guī)格的管為普通砼管（素砼管）外，大多數(shù)均為鋼筋砼管，普遍采用離心法生產(chǎn)，管壁厚度一般為管內(nèi)徑的1/10~1/12。管節(jié)環(huán)用鋼筋做成螺旋形或焊接圓環(huán)，除小口徑為單層筋外，管徑在100cm一上者通常為雙層筋，環(huán)筋間距（螺距）應(yīng)不小于2.5cm,外環(huán)鋼筋間距約為內(nèi)環(huán)鋼筋間距的一半左右。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵管涵的涵長過大，容易發(fā)生沖淤現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)困難，影響正常使用，一般符合如下規(guī)定。管徑50cm的涵洞，涵長不得大于8m。管徑60~90cm的涵洞，涵長不得大于15m。涵長為15~30m時，其管徑不得小于100cm。涵長大于30m時，其管徑不得小于125cm。管涵孔徑大小應(yīng)由水力計算確定，管上覆土至少應(yīng)為50cm。三、涵洞的構(gòu)造（1）圓管涵蓋板涵主要由蓋板、涵臺、洞身鋪底、伸縮縫、防水層等構(gòu)成。構(gòu)造簡單，易于維修，有利于在低路堤上修建，還可以做成明涵?，F(xiàn)在施工基本使用鋼筋砼蓋板涵。石蓋板涵較少使用。三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵蓋板涵標(biāo)準(zhǔn)化跨徑：1.5、2.0、2.5、3.0、4.0米，交角：0°～40°（涵洞軸線與路線法線之夾角）汽車荷載等級：公路—Ⅰ級(可根據(jù)荷載等級確定)三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵圬工涵臺(墩)的臨水面一般采用垂直面，背面采用垂直或斜坡面，涵臺(墩)頂面可做成平面，也可做成I形，借助蓋板的支撐作用來加強(qiáng)涵臺的穩(wěn)定。三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵為了增加整體穩(wěn)定性和抗震性，當(dāng)跨徑大于2m且涵洞較高時，可在蓋板下或蓋板間，沿涵長每隔2m增設(shè)一根支撐梁。同時在臺(墩)帽內(nèi)預(yù)埋栓釘，使蓋板與臺(墩)加強(qiáng)連接。三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵基礎(chǔ)有分離式(即涵臺基礎(chǔ)與河底鋪砌分離)和整體式(即涵臺基礎(chǔ)與河底連成整體)兩種，前者適用于地基較好的情況，后者適用于地基較差的情況。三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵當(dāng)基礎(chǔ)采用分離式時，涵底鋪砌層下應(yīng)墊10cm厚的砂墊，并在涵臺(墩)基礎(chǔ)與涵底問設(shè)縱向沉降縫。為加強(qiáng)涵臺的穩(wěn)定，基礎(chǔ)與基礎(chǔ)間設(shè)置支撐梁數(shù)道。三、涵洞的構(gòu)造（2）蓋板涵拱涵主要由拱圈、護(hù)拱、涵臺、基礎(chǔ)、鋪底、沉降縫及排水設(shè)施組成。適宜于跨越深溝或高路堤時采用。拱涵承載能力大，砌筑技術(shù)容易掌握，但自重引起的永久作用也較大，施工工序繁多。三、涵洞的構(gòu)造（3）拱涵三、涵洞的構(gòu)造（3）拱涵拱圈是拱涵的承重部分，可由石料、混凝土、磚等材料構(gòu)成。地方道路或農(nóng)用大車道常用片石、亂石、卵石等修建拱涵，承載力很高，使用效果較好。拱圈一般采用等截面圓弧拱。三、涵洞的構(gòu)造（3）拱涵跨徑L0為1.5、2.0、2.5、3.0、4.0米，相應(yīng)拱圈厚度為25~50cm。涵臺(墩)臨水面為豎直面，背面為斜坡，以適應(yīng)拱腳較大水平推力的要求。三、涵洞的構(gòu)造（3）拱涵基礎(chǔ)有整體式和分離式兩種。整體式基礎(chǔ)主要用于小跨徑涵洞。對于松軟地基上的涵洞，為了分散壓力，也可用整體式基礎(chǔ)。三、涵洞的構(gòu)造（3）拱涵箱涵主要由鋼筋混凝土涵身、翼墻、基礎(chǔ)、變形縫等組成。箱涵為整體閉合式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，所以具有良好的整體性及抗震性能。一般僅在軟土基上采用。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵箱涵又稱矩形涵，箱涵洞身可采用鋼筋混凝土封閉薄壁結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要做成長方形斷面或正方形斷面。箱涵的上下頂板、底板與左右墻身是剛性結(jié)構(gòu)，適于在軟土地基上采用。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵箱涵的常用跨徑Lo為200，250，300，400cm，單孔箱涵頂板和側(cè)墻的厚度一般取其跨徑的1/9~1/12,雙孔箱涵頂板及側(cè)板的厚度可取其跨徑的1/12~1/13。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵箱涵壁厚d一般為22~35cm，墊層厚度t為40~70cm，箱涵內(nèi)壁面四個角處往往做成45度的斜面，其尺寸為5cm×5cm。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類按照填土情況不同分類，涵洞可以分為明涵和暗涵。明涵洞頂無填土，適用于低路堤及淺溝渠處。暗涵洞頂有填土，且最小的填土厚度應(yīng)大于50cm，適用于高路堤及深溝渠處。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類建筑材料分類（1）石涵：包括石蓋板涵和石拱涵。石涵造價、養(yǎng)護(hù)費用底，節(jié)省鋼材和水泥，在產(chǎn)石地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮采用石涵。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類建筑材料分類（2）混凝土涵：可現(xiàn)場澆筑或預(yù)制成拱涵、圓管涵和小跨徑蓋板涵。該種涵洞節(jié)省鋼材，便于預(yù)制，但損壞后修理和養(yǎng)護(hù)較困難。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類建筑材料分類（3）鋼筋混凝土涵：可用于管涵、蓋板涵、拱涵和箱涵。鋼筋混凝土涵涵身堅固，經(jīng)久耐用，養(yǎng)護(hù)費用少。管涵、蓋板涵安裝運輸便利，但耗鋼量較多，預(yù)制工序多，造價較高。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類建筑材料分類（4）磚涵：主要指磚拱涵。磚涵便于就地取材，但強(qiáng)度較低，在水流含堿量大或冰凍地區(qū)不宜采用。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類建筑材料分類（5）其它材料涵洞：有陶瓷管涵、鑄鐵管涵、波紋管涵、石灰三合土拱涵等。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類水力性能分類按水利性能分類，涵洞可分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞、壓力式涵洞。無壓力式涵洞無壓力涵洞指的是入口處水流的水位低于洞口上緣，洞身全長范圍內(nèi)水面不接觸洞頂?shù)暮?。三、涵洞的?gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類水力性能分類按水利性能分類，涵洞可分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞、壓力式涵洞。半壓力式涵洞半壓力式涵洞指的是入口處水流的水位高于洞口上緣，部分洞頂承受水頭壓力的涵洞。三、涵洞的構(gòu)造（4）箱涵涵洞其他分類水力性能分類按水利性能分類，涵洞可分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞、壓力式涵洞。壓力式涵洞涵洞進(jìn)出口被水淹沒，涵洞全長范圍內(nèi)以全部斷面泄水。洞口是洞身、路基、河道三者的連接構(gòu)造物。洞口建筑是由進(jìn)水口和出水口兩部分組成。三、涵洞的構(gòu)造（5）洞口建筑洞口應(yīng)與洞身、路基銜接平順，并起到調(diào)節(jié)水流和形成良好流線的作用，同時使洞身、洞口(包括基礎(chǔ))、兩側(cè)路基以及上下游附近河床免受沖刷。另外，洞口形式的選定，還直接影響著涵洞的宣泄能力和河床加固類型的選用。三、涵洞的構(gòu)造（5）洞口建筑常用的洞口形式三、涵洞的構(gòu)造（5）洞口建筑端墻式八字式走廊式平頭式無論采取任何形式的洞口，河床都必須鋪砌三、涵洞的構(gòu)造