公路小橋涵勘測設(shè)計課程設(shè)計

1、<p><b>　　1、涵洞水文計算</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計資料</b></p><p>　　已知條件：四川省某二級公路上的石溝橋匯水區(qū)如下圖1所示。匯水面積,主河溝長，主河溝平均坡度‰;河床為砂礫夾卵石，兩岸為沙土地面，劃為V類土；地處盆地丘陵區(qū)；路線設(shè)計資料為：路基寬度為7.5m，路面寬度為6.0m。該小橋涵

2、工程點無實測流量資料。設(shè)計一個涵洞。</p><p><b>　　設(shè)計計算：</b></p><p><b>　　1.2計算流量</b></p><p><b>　　用推理公式計算：</b></p><p><b>　　查圖，得。</b></p>

3、;<p><b>　　匯流時間值的計算：</b></p><p><b>　　南方公式：</b></p><p>　　查表得：丘陵區(qū)=3.29，=0.536，=0.239故：</p><p>　　確定暴雨遞減指數(shù)n值：</p><p>　　查圖可知，石溝屬于西南四川地區(qū)，即V類分區(qū)；查

4、表，當，應(yīng)取值（見表注），n=0.45。</p><p><b>　　損失參數(shù)μ值計算：</b></p><p><b>　　南方公式：</b></p><p>　　查表得V類土得：=0.270，，=0.272故：</p><p><b>　　。</b></p>

5、<p>　　以上數(shù)值代入流量計算公式：</p><p>　?。?）按經(jīng)驗公式Ⅰ推算：</p><p>　　查表得：=0.124，m=1.18,=0.747</p><p><b>　　前已求得：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><

6、;b>　　故：</b></p><p>　?。?）按經(jīng)驗公式Ⅱ推算：</p><p>　　查表得：c=0.145,, ,故：</p><p>　　綜上取三者中的最大值 </p><p><b>　　2、涵洞水力計算</b></p><p><b>　　假設(shè)涵洞

7、凈空高度；</b></p><p>　　進水口和壅水降落細數(shù)；</p><p><b>　　進口涵洞凈空高度；</b></p><p><b>　　則涵前水深：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>

8、;　　蓋板涵的涵洞凈寬：</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　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(guān)數(shù)據(jù)：</p><p>　　跨徑： ;</p><p>　　凈跨徑： ;<

9、;/p><p>　　凈高： ;</p><p>　　臨界水深： ;</p><p>　　臨界流速： ;</p><p>　　泄洪能力： </p><p><b>　　幾何設(shè)計</b></p>

10、;<p><b>　　3.1擬定常規(guī)尺寸</b></p><p>　　涵底縱坡：根據(jù)河溝縱斷面地面線的天然縱坡擬定為1%。</p><p>　　鋪地厚度：擬定為30cm厚的漿砌片石。</p><p>　　涵底高程：按涵底中心地面高程下挖（清底）推算。</p><p>　　涵洞埋深（從鋪地算起往下至基礎(chǔ)底面）

11、：要大于當?shù)貎錾?.0m。</p><p>　　進、出水洞口形式采用八字墻，洞口尺寸：</p><p>　?、侔俗謮Υ怪表攲抋=40cm；</p><p>　　②墻身與其基礎(chǔ)垂直襟邊e取20cm；</p><p>　?、蹓ι肀趁娲怪北称氯?:1；</p><p>　?、軌ι矶瞬繑嗝娴母叨龋阂远瞬柯冻龅酌娓咄扑悖?lt;

12、/p><p>　?、輭ι砀繑嗝娓叨龋喊疵笔酌嫠闫鹬粱A(chǔ)之高差；</p><p>　?、薇竞瓨蛎姘搴?4cm，鋪裝層厚9cm，臺帽厚取40cm。</p><p>　　3.2 本涵洞經(jīng)擬定的尺寸</p><p>　　八字墻端部露出地面的高度擬定為20cm，根部高度以其基礎(chǔ)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

13、為4:1，墻身基礎(chǔ)與涵身基礎(chǔ)等厚為60cm，并與涵身做成同一坡度，即1%，標于進出水口的端部。</p><p>　　基礎(chǔ)埋深根據(jù)當?shù)貎錾畲_定為120cm，標于出口端部相應(yīng)位置處。</p><p>　　基礎(chǔ)厚度擬定為60cm。</p><p>　　涵底鋪砌擬定為30cm厚的漿砌片石。</p><p>　　涵身與基礎(chǔ)按同一坡度設(shè)計，坡度取為1%，

14、標于相應(yīng)鋪底頂面。</p><p>　　截水墻寬度取為40cm，埋深與基礎(chǔ)同深，并將其寬度標于進出口截水墻處。</p><p>　　4涵洞縱斷面上有關(guān)尺寸和高程的計算</p><p>　　4.1洞身部分的高程和尺寸</p><p><b>　　路基設(shè)計高程</b></p><p>　　根據(jù)路基設(shè)計

15、表結(jié)合小橋涵野外調(diào)查設(shè)計卡，查算出涵位中心樁號處的路基設(shè)計高程分別為：</p><p>　　再設(shè)計草圖上用高程引出線將以上數(shù)據(jù)標于設(shè)計草圖相應(yīng)位置處。</p><p><b>　　涵底高程計算</b></p><p>　　根據(jù)涵位中心樁號處原地面高程（在此以表示）減去30cm清底厚度（即）得出，</p><p>　　即

16、 </p><p>　　將此高程值標于設(shè)計草圖相應(yīng)中心樁號鋪底頂面處。</p><p>　　確定進出口處的建筑高度及涵洞中心涵臺高度</p><p><b>　?、龠M水洞口高度</b></p><p><b>　　②出水洞口凈高</b></p><p>

17、;<b>　?、酆粗行膬舾?lt;/b></p><p>　　將以上計算結(jié)果標于設(shè)計草圖相應(yīng)位置。</p><p><b>　?、苓M出水口建筑高度</b></p><p><b>　?、莺粗行暮_高度</b></p><p>　　其中為涵臺基礎(chǔ)頂面至鋪底頂面的距離，其值為基礎(chǔ)埋深

18、減去基礎(chǔ)厚度，本設(shè)計基礎(chǔ)埋深取100cm，基礎(chǔ)厚度取60cm，故設(shè)計取。</p><p><b>　　4.2涵長計算</b></p><p><b>　　涵洞全長：</b></p><p>　　進出水口八字翼墻計算尺寸</p><p>　　本設(shè)計進出水口處八字翼墻基礎(chǔ)埋深與涵身埋深取值相同，翼墻基礎(chǔ)

19、厚度。</p><p><b>　　進水口處</b></p><p>　　翼墻根部斷面高度： </p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　翼墻端部斷面高度：</b>&

20、lt;/p><p><b>　　；</b></p><p>　　上式中10cm為使八字翼墻美觀，在墻頂設(shè)的一個小平臺高度，20cm為翼墻端部斷的露出地面的高度。</p><p><b>　?。?）出水口處</b></p><p><b>　　翼墻根部斷面高度：</b></p&

21、gt;<p><b>　　；</b></p><p><b>　　翼墻端部斷面高度：</b></p><p>　　其中10cm為根部高度自安全帶出檐降低10cm；120cm為凍深；60cm為基礎(chǔ)厚度；20cm為翼墻端部露出地面的高度。</p><p>　　涵洞平面圖上有關(guān)幾何尺寸計算</p>&

22、lt;p><b>　　凈跨徑</b></p><p>　　根據(jù)流量計算結(jié)果選擇，本設(shè)計依據(jù)標準圖，采用標準跨徑，鋼筋混凝土板在兩邊韓臺上各搭接30cm，故取，將此數(shù)據(jù)標于平面設(shè)計草圖上的相應(yīng)位置。</p><p>　　涵臺半剖面和平面圖上的有關(guān)尺寸</p><p>　　（1）涵臺底面的底寬</p><p>　　參考

23、《公路橋涵設(shè)計手冊》本涵臺底面的底寬取50cm。</p><p>　?。?）基礎(chǔ)襟邊寬度取20cm。</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)標于剖面和半平面圖的設(shè)計草圖相應(yīng)位置。</p><p>　　半洞身和洞口立面圖上有關(guān)尺寸計算</p><p><b>　　安全帶尺寸</b></p><p>　　板涵

24、邊部快件采用預(yù)制和安全帶一起澆筑，故安全帶長度與板長相同，板長取400cm，扣除兩側(cè)的預(yù)留縫隙各2cm，因此取396cm，標于相應(yīng)草圖的位置。</p><p><b>　　涵臺高度</b></p><p>　　前已算過為587cm。</p><p><b>　　臺帽厚度</b></p><p>　　

25、前以取定為40cm。</p><p><b>　　設(shè)計板厚</b></p><p>　　前以取定為34cm。</p><p><b>　　橋面鋪裝</b></p><p>　　前以取定為6cm防水混凝土加3cm瀝青混凝土鋪裝，共9cm。</p><p><b>　　

26、涵臺基礎(chǔ)尺寸</b></p><p>　　將上述六項的尺寸標于洞身剖面圖上。</p><p><b>　　局部剖面圖的尺寸</b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場地形進行的進出口布置結(jié)果，進出口各有一對八字墻水流擴散角相同，取，故本設(shè)計進出水口八字墻左右對稱。</p><p>　　翼墻根部和端部斷面背坡<

27、/p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　式中：——八字墻張角，即；</p><p><b>　　——涵洞斜交角；</b></p><p><b>　　——水流擴散角；</b></p><p><b>　　其余符號含義同前。&

28、lt;/b></p><p>　　翼墻墻身根部斷面與基礎(chǔ)頂面的交線的垂線間夾角</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　因為本涵為正交涵，水流擴散角皆為，上下游四個八字墻左、右各堆成。因此有，即：</p><p>　　上下游洞口根部斷面總高度</p><p>&l

29、t;b>　　上游洞口：</b></p><p><b>　　下游洞口：</b></p><p>　　翼墻墻身根部與端部斷面墻頂，順端墻方向平面投影寬度</p><p>　　考慮八字墻根部小平臺的影響，經(jīng)計算</p><p>　　進水口兩個八字墻根部斷面墻底順墻方向投影寬度</p><

30、p>　　出水口兩個八字翼墻根部斷面墻底順端墻方向投影寬度</p><p>　　進水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度</p><p>　　出水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度</p><p><b>　　翼墻洞口正投影長度</b></p><p>　　上式中預(yù)加的15cm為八字墻頂小平臺的長度

31、。</p><p>　　翼墻基礎(chǔ)襟邊順洞墻端部斷面的平面投影長度和</p><p>　　翼墻基礎(chǔ)垂直襟邊寬度取20cm,則：</p><p>　　八字翼墻的總張口大小</p><p>　　翼墻基礎(chǔ)平面尺寸計算</p><p>　　進水口左翼墻基礎(chǔ)根部寬度：</p><p>　　進水口左翼墻基礎(chǔ)端

32、部寬度：</p><p>　　進水口右翼墻基礎(chǔ)根部寬度：</p><p>　　進水口右翼墻基礎(chǔ)端部寬度：</p><p>　　出水口左翼墻基礎(chǔ)根部寬度：</p><p>　　出水口左翼墻基礎(chǔ)端部寬度：</p><p>　　出水口右翼墻基礎(chǔ)根部寬度：</p><p>　　出水口右翼墻基礎(chǔ)端部寬度：

33、</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p><b>　　蓋板尺寸</b></p><p>　　本涵洞蓋板設(shè)計采用預(yù)制鋼筋混凝土板，涵長共12.02m，選用13塊預(yù)制蓋板，11塊標準蓋板，板長396cm，板寬99cm，板厚為24cm；兩邊兩塊預(yù)制板寬度均別為89cm，長度為396cm，板厚為24cm。板

34、間邊縫和端部兩塊蓋板兩邊長縫均用C30混凝土現(xiàn)澆。：</p><p><b>　　主筋</b></p><p>　　主筋直徑：20mm </p><p>　　主筋長度：425cm</p><p><b>　　主筋根數(shù)：9根</b></p><p>　　主筋種類：HRB335&

35、lt;/p><p><b>　　箍筋</b></p><p><b>　　箍筋直徑：8mm</b></p><p>　　箍筋長度：245cm</p><p><b>　　箍筋根數(shù)：32根</b></p><p><b>　　主筋種類：R235<

36、;/b></p><p><b>　　架立鋼筋 </b></p><p>　　架立鋼筋直徑：12mm</p><p>　　架立鋼筋長度：428cm</p><p><b>　　架立鋼筋根數(shù)：6根</b></p><p>　　架立鋼筋種類：R235</p>

37、<p><b>　　恒載計算</b></p><p>　　土的重度是，板的重度</p><p><b>　　填土垂直壓力:</b></p><p><b>　　蓋板自重垂直力:</b></p><p><b>　　活載計算</b></p&g

38、t;<p>　　按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG-2004）4..3.1條和4.3.2條規(guī)定，本題計算采用車輛荷載，公路-Ⅰ級和公路-Ⅱ級采用相同的車輛荷載標準，填料厚度大于或等于0.5m的涵洞不計沖擊力。</p><p>　　按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG-2004）4..3.5條規(guī)定計算荷載分布寬度。</p><p>　　一個后輪單邊荷載橫向分布寬度為：</p

39、><p>　　故后輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度α應(yīng)按兩輛車后輪外邊計算，即</p><p>　　一個車輪的縱向分布寬度：</p><p>　　故縱向后輪垂直荷載分布長度互相重疊，荷載縱向分布寬度b應(yīng)按兩輪（后軸）外邊至外邊計算，即</p><p><b>　　蓋板彎矩計算</b></p><

40、;p><b>　　填土重產(chǎn)生的彎矩：</b></p><p>　　蓋板自重產(chǎn)生的彎矩：</p><p><b>　　恒載彎矩：</b></p><p>　　車輛荷載產(chǎn)生的彎矩：</p><p><b>　　荷載組合</b></p><p>　　按《

41、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）4.1.6條進行作用效應(yīng)組合。</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)組合：</p><p><b>　　正常使用狀態(tài)組合：</b></p><p><b>　　短期組合：</b></p><p><b>　　長期組合：</b>&

42、lt;/p><p><b>　　截面強度計算</b></p><p>　　蓋板邊處留接縫寬1cm，故實際預(yù)制板寬99cm，承受1m長度的荷載。</p><p>　　由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）5.2.2條公式按單筋截面計算：</p><p>　　符合《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝

43、土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）5.2.2～5.2.3條規(guī)定。</p><p>　　截面強度滿足要求。 </p><p><b>　　裂縫寬度驗算</b></p><p>　　由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）6.4.3條和6.4.4條規(guī)定。</p><p>　　滿足

44、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）6.4.2條規(guī)定。</p><p><b>　　工程數(shù)量計算</b></p><p>　　根據(jù)《公路小橋涵設(shè)計手冊》的標準圖，該涵洞共需0.99m寬中板11塊，0.89m邊塊2塊，計算出該涵洞的工程數(shù)量如下。</p><p><b>　　蓋板</b>&

45、lt;/p><p><b>　　主筋（）：</b></p><p><b>　　架立鋼筋（）：</b></p><p><b>　　箍筋（）：</b></p><p>　　預(yù)制板混凝土（C30）：</p><p><b>　　涵洞計算</b&

46、gt;</p><p><b>　　臺帽：</b></p><p><b>　　混凝土（C20）：</b></p><p><b>　　臺墻：</b></p><p>　　臺身采用M10砂漿30號片石，其工程量為：</p><p><b>　　

47、基礎(chǔ)：</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用M7.5砂漿砌30號片石，其工程量為：</p><p><b>　　八字墻計算</b></p><p><b>　　八字墻身</b></p><p>　　八字墻身采用M7.5砂漿砌30號片石。</p><p>　　進洞口

48、翼墻墻身工程數(shù)量：</p><p>　　出洞口翼墻墻身工程數(shù)量：</p><p>　　故八字墻身的總體積為：</p><p><b>　　八字墻基</b></p><p>　　八字墻基采用M7.5砂漿砌30號片石。</p><p><b>　　進口單個翼墻基礎(chǔ)：</b><

49、;/p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　故八字墻基礎(chǔ)的總體積為：</p><p><b>　　截水墻</b></p><p>　　截水墻采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：</p><p><b>　　洞口鋪砌</b><

50、/p><p>　　洞口鋪砌采用M7.5砂漿30號片石。其工程數(shù)量為：</p><p><b>　　鋪底</b></p><p>　　洞口鋪砌采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：</p><p><b>　　鋪底層</b></p><p>　　鋪裝層采用C30混凝土。其工程

51、數(shù)量為：</p><p><b>　　工程量數(shù)表</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] JTG/T D65-04—2007，公路涵洞設(shè)計細則[S]．北京：人民交通出版社，2007．</p><p>　　[2] JT/GBQ 003-2003．公路橋涵標準圖

52、—鋼筋混凝土蓋板涵[S]．北京：人民交通出版社，2003.</p><p>　　[3] 劉培文，等．公路小橋涵設(shè)計示例[M]．北京：人民交通出版社，2005.</p><p>　　[4] 孫家駟．公路小橋涵勘測設(shè)計[M]．北京：人民交通出版社，2009．</p><p>　　小橋涵課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　一 、設(shè)

53、計荷載</b></p><p>　　公路—Ⅱ級（套老標準汽—20、掛—100）</p><p>　　二、設(shè)計洪水頻率及最大冰凍深度</p><p>　　設(shè)計洪水頻率：1/100</p><p>　　最大冰凍深度：1.0 米</p><p><b>　　三、地震烈度</b></p&

54、gt;<p><b>　　8度</b></p><p><b>　　四、地質(zhì)資料</b></p><p>　　詳見工程地質(zhì)縱剖面圖</p><p>　　五、設(shè)計要求及應(yīng)完成的內(nèi)容</p><p>　　本課程設(shè)計要求每位學生根據(jù)所給定的設(shè)計資料，獨立完成一道蓋板涵或拱涵，進出口形式（八字

55、墻、錐坡）自定，圖幅采用三號圖，長度不足可按倍數(shù)加長，全套設(shè)計圖主要內(nèi)容有：</p><p>　　涵洞布置圖（三視圖）；</p><p>　　結(jié)構(gòu)配筋圖及細部構(gòu)造圖；</p><p>　　進出口結(jié)構(gòu)尺寸及計算書；</p><p>　　工程數(shù)量表及計算說明書；</p><p><b>　　設(shè)計說明。</b

56、></p><p>　　六、裝訂順序及完成時間</p><p>　　1、課程設(shè)計裝訂要求：</p><p>　　設(shè)計資料應(yīng)將《任務(wù)書》放在本章第一頁，設(shè)計說明第二頁，《小橋涵調(diào)查資料》在第三、第四頁，以后為計算書及設(shè)計圖。設(shè)計圖幅均按A4折疊裝訂。</p><p>　　2、本課程設(shè)計完成時間：壹周</p><p>

57、;<b>　　七、設(shè)計資料：</b></p><p>　　某平原微丘區(qū)三級公路，路基寬7.5m，設(shè)計邊坡1:1.5,路拱橫坡1.5%,路線縱坡3%，經(jīng)實地測定河溝中心樁號為K5+128,溝床為密實的礫石頭，涵軸線與路線正交，涵位中心路面設(shè)計標高485.25m，河溝中心標高為481.16m，涵洞位于季冬區(qū)，涵位所處地區(qū)最大凍深為1.0m，根據(jù)設(shè)計流量計算的孔徑為3.0~4.0m。</p&

58、gt;<p>　　河床橫斷面資料如下：(單位：m)</p><p><b>　　，，，，，，</b></p><p><b>　　八、評分標準：</b></p><p>　　1、技術(shù)方案的合理性</p><p>　　2、線條及圖幅的準確性</p><p>　　3