公路勘測設(shè)計原理與工程應(yīng)用

1、1公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計3一、課程性質(zhì)一、課程性質(zhì)公路小橋涵勘測設(shè)計是交通工程專業(yè)的一公路小橋涵勘測設(shè)計是交通工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。門重要專業(yè)課程。二、課程任務(wù)與目的二、課程任務(wù)與目的主要學(xué)習(xí)公路小橋涵勘測設(shè)計的基本概念、設(shè)主要學(xué)習(xí)公路小橋涵勘測設(shè)計的基本概念、設(shè)計流量與孔徑計算的基本原理、外業(yè)勘測與內(nèi)業(yè)計流量與孔徑計算的基本原理、外業(yè)勘測與內(nèi)業(yè)設(shè)計的基本方法以及涵洞結(jié)構(gòu)計算、尺寸及工程設(shè)計的基本方法以及涵洞結(jié)構(gòu)計算、尺寸及工程數(shù)量計算數(shù)量計算 等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握公等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握公路橋涵的勘測與設(shè)計思路、步

2、驟及方法，為今后路橋涵的勘測與設(shè)計思路、步驟及方法，為今后從事道路設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作打下基礎(chǔ)。從事道路設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作打下基礎(chǔ)。 公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計4三、課程學(xué)習(xí)要求三、課程學(xué)習(xí)要求v了解與熟悉公路小橋涵設(shè)計的基本概念，小橋涵了解與熟悉公路小橋涵設(shè)計的基本概念，小橋涵的作用與劃分、設(shè)計原則與基本要求，小橋涵勘的作用與劃分、設(shè)計原則與基本要求，小橋涵勘測的內(nèi)容與方法，位置選擇原則與要求。測的內(nèi)容與方法，位置選擇原則與要求。v熟練掌握小橋涵流量與孔徑計算的基本原理與具熟練掌握小橋涵流量與孔徑計算的基本原理與具體方法。體方法。v掌握涵洞的組成、洞身構(gòu)造及立面布置，洞口構(gòu)掌

3、握涵洞的組成、洞身構(gòu)造及立面布置，洞口構(gòu)造、類型及溝床加固與防護(hù)技術(shù)。造、類型及溝床加固與防護(hù)技術(shù)。v掌握小橋涵結(jié)構(gòu)計算及工程數(shù)量的計算方法。掌握小橋涵結(jié)構(gòu)計算及工程數(shù)量的計算方法。v掌握小橋涵內(nèi)業(yè)設(shè)計的一般要求、設(shè)計步驟與設(shè)掌握小橋涵內(nèi)業(yè)設(shè)計的一般要求、設(shè)計步驟與設(shè)計成果。計成果。公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計5四、課程學(xué)習(xí)重難點(diǎn)四、課程學(xué)習(xí)重難點(diǎn)v小橋涵的水文計算方法，包括暴雨推理法、徑流小橋涵的水文計算方法，包括暴雨推理法、徑流形成法、形態(tài)調(diào)查法、直接類比法等。形成法、形態(tài)調(diào)查法、直接類比法等。v小橋涵水力計算，包括小橋的水力計算和涵洞的小橋涵水力計算，包括小橋的水力計算和涵洞的水

4、力計算思路、步驟。水力計算思路、步驟。v常見涵洞的結(jié)構(gòu)計算方法。常見涵洞的結(jié)構(gòu)計算方法。v小橋涵尺寸及工程數(shù)量的計算，包括涵洞長度計小橋涵尺寸及工程數(shù)量的計算，包括涵洞長度計算、橋涵主體工程數(shù)量計算以及涵洞洞口尺寸及算、橋涵主體工程數(shù)量計算以及涵洞洞口尺寸及工程數(shù)量計算等。工程數(shù)量計算等。 公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計6五、課程考核方式五、課程考核方式 采取結(jié)構(gòu)評分，平時成績占采取結(jié)構(gòu)評分，平時成績占30%30%，考試成績占，考試成績占70%70%。 平時成績由作業(yè)、上課提問及考勤情況來評定，平時成績由作業(yè)、上課提問及考勤情況來評定，其中作業(yè)和上課提問占其中作業(yè)和上課提問占20%20%

5、，考勤占，考勤占10%10%。公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計7本本 課課 程程 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容第一章 概述第二章 小橋涵類型及選擇 第三章 小橋涵勘測 第四章 小橋涵水文計算第五章 小橋涵水力計算第六章 小橋涵結(jié)構(gòu)計算第七章 涵洞構(gòu)造第八章 小橋涵設(shè)計第九章 小橋涵尺寸及工程數(shù)量計算第十章 小橋涵cad簡介8第一章第一章 小橋涵概論小橋涵概論公路小橋涵勘測設(shè)計公路小橋涵勘測設(shè)計91 1、概念、概念 公（鐵）路上用來跨越河流、山谷、線路公（鐵）路上用來跨越河流、山谷、線路等的建筑物，是重要的排水構(gòu)造物。等的建筑物，是重要的排水構(gòu)造物。2 2、作用、作用1 1、路基不受水流沖刷或浸襲

6、、路基不受水流沖刷或浸襲2 2、跨越障礙物，使路基連續(xù)、跨越障礙物，使路基連續(xù)3 3、跨越相交河流、道路，保證通航、通車、行人、跨越相交河流、道路，保證通航、通車、行人4 4、保證農(nóng)田水利、灌溉、保證農(nóng)田水利、灌溉一、小橋涵的作用與劃分第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要小橋涵工程投資占總投資的20以上103 3、劃分（按孔徑）、劃分（按孔徑）一、小橋涵的作用與劃分第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要多孔跨徑總長l1(m)單孔跨徑總長lb (m)小橋8l1305 lb 20涵洞lb 5圓管涵圓管涵拱涵拱涵蓋板涵蓋板涵箱涵箱涵倒虹吸管涵倒虹吸管涵37 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)jtg b01-

7、2003jtg b01-2003規(guī)定：規(guī)定： 橋涵分類有兩個指標(biāo)一個是單孔跨徑，用以反映橋涵分類有兩個指標(biāo)一個是單孔跨徑，用以反映技術(shù)復(fù)雜程度；另一個是多孔跨徑總長，用以反映技術(shù)復(fù)雜程度；另一個是多孔跨徑總長，用以反映建設(shè)規(guī)模。建設(shè)規(guī)模。v單孔跨徑（標(biāo)準(zhǔn)跨徑）：梁式橋、板式橋以兩橋單孔跨徑（標(biāo)準(zhǔn)跨徑）：梁式橋、板式橋以兩橋墩中線間距或橋墩中線與臺背前緣間距為準(zhǔn)；拱式墩中線間距或橋墩中線與臺背前緣間距為準(zhǔn)；拱式橋和涵洞以凈跨徑為準(zhǔn)。橋和涵洞以凈跨徑為準(zhǔn)。v多孔跨徑總長：梁式橋、板式橋為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑多孔跨徑總長：梁式橋、板式橋為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總長；拱式橋為兩岸橋臺內(nèi)起拱線間的距離；其的總長；拱式橋

8、為兩岸橋臺內(nèi)起拱線間的距離；其他形式橋梁為橋面系車道長度。他形式橋梁為橋面系車道長度。第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要38第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要圖1 梁式橋圖4 涵洞圖2 板式橋圖3 拱橋第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要懸索橋與斜拉橋法國諾曼底大橋江蘇潤揚(yáng)長江大橋南汊橋40v需要指出的是需要指出的是，管涵和箱涵不論其管徑或，管涵和箱涵不論其管徑或跨徑大小、孔數(shù)多少均稱為涵洞?？鐝酱笮?、孔數(shù)多少均稱為涵洞。第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要41v蓋板涵蓋板涵板橋板橋第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要42v拱涵拱涵拱橋拱橋第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要43橋涵分類 多孔跨徑總長

9、l1（m） 單孔跨徑lb（m） 特大橋 l11000 lb150 大橋 100l11000 40lb150 中橋 30 l1100 20lb40 小橋 8l130 5lb20 涵洞 - lb5 第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要表2 橋涵分類44橋梁主要尺寸概念區(qū)別橋梁主要尺寸概念區(qū)別1.1.橋梁全長橋梁全長(l)(l) ：有橋臺的為兩端橋臺的側(cè)墻或八：有橋臺的為兩端橋臺的側(cè)墻或八字墻尾端點(diǎn)之間的距離，無橋臺的為橋面系長度，字墻尾端點(diǎn)之間的距離，無橋臺的為橋面系長度，橋梁全長簡稱橋長。橋梁全長簡稱橋長。2.2.橋梁的多孔跨徑總長橋梁的多孔跨徑總長(l(l1 1) ) ：梁式橋、板式橋為多：梁式

10、橋、板式橋為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總長；拱式橋為兩岸橋臺內(nèi)起拱線孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總長；拱式橋為兩岸橋臺內(nèi)起拱線間的距離；其他形式橋梁為橋面系車道長度。間的距離；其他形式橋梁為橋面系車道長度。 3.3.橋梁的單孔跨徑（標(biāo)準(zhǔn)跨徑）橋梁的單孔跨徑（標(biāo)準(zhǔn)跨徑）(l(lb b) ) ：指橋墩中線：指橋墩中線間距離或橋墩中線與橋臺背前緣的間距，對于拱間距離或橋墩中線與橋臺背前緣的間距，對于拱式橋是指其凈跨徑。式橋是指其凈跨徑。第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要454.4.橋梁凈跨徑橋梁凈跨徑(l(l0 0) )：對于梁式橋凈跨徑是指設(shè)計洪：對于梁式橋凈跨徑是指設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩（或橋臺）之間的凈距，而水位上相鄰

11、兩個橋墩（或橋臺）之間的凈距，而拱式橋是指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣之間的距離。拱式橋是指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣之間的距離。5.5.總跨徑總跨徑( (l l0 0) ) ：是多跨橋梁各孔凈跨徑的總和：是多跨橋梁各孔凈跨徑的總和( (l l0 0) )，也稱橋梁孔徑，它反映橋梁排泄洪水的，也稱橋梁孔徑，它反映橋梁排泄洪水的能力。能力。6.6.計算跨徑計算跨徑(l)(l)：對于梁式橋是指橋跨兩端相鄰支：對于梁式橋是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的距離。對于拱式橋是指拱軸線兩端座中心之間的距離。對于拱式橋是指拱軸線兩端點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)之間的距離。第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要46第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要

12、小橋涵概要llblb47二、小橋涵設(shè)計原則及基本要求1.1.設(shè)計原則（設(shè)計原則（“十字方針十字方針”）l安全安全l適用適用l經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)l美觀美觀l環(huán)保環(huán)保第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要482.設(shè)計要求1)1)行車要求行車要求結(jié)構(gòu)使用安全結(jié)構(gòu)使用安全 符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)（符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)（100100年）具有年）具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性符合橋面凈空建筑限界規(guī)定符合橋面凈空建筑限界規(guī)定 確定橋梁的寬度與高度，如圖確定橋梁的寬度與高度，如圖1-11-1所示。所示。第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要49第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概

13、要502)2)排水要求排水要求u保證設(shè)計頻率洪水安全宣泄，表保證設(shè)計頻率洪水安全宣泄，表1-61-6u保證橋涵下足夠的凈空高度：計算水位或最高水保證橋涵下足夠的凈空高度：計算水位或最高水位加安全高度，表位加安全高度，表1-71-7、表、表1-81-83)3)通航凈空要求通航凈空要求v通航或流放木筏河流通航或流放木筏河流v天然河流及渠化河流，表天然河流及渠化河流，表1-91-9、表、表1-101-10v限制性航道，表限制性航道，表1-111-11第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要51第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要hhhmbdhnwldlnwl圖1-2 橋下通航凈空圖bm524)4)跨線要求跨

14、線要求u公路與其他路線相交公路與其他路線相交 各類交通方式凈空（表各類交通方式凈空（表1-121-12）u公路與各種管線交叉：公路與各種管線交叉： 管道與橋梁間的最小距離大中橋不應(yīng)小于管道與橋梁間的最小距離大中橋不應(yīng)小于100m100m，小橋不應(yīng)小于小橋不應(yīng)小于50m50m； 油管與小橋涵不小于油管與小橋涵不小于10m10m，天然氣管道與小橋，天然氣管道與小橋涵不小于涵不小于20m20m高壓線與橋涵最小距離不得小于塔高高壓線與橋涵最小距離不得小于塔高第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要535)滿足設(shè)計荷載要求設(shè)計荷載：車輛荷載和車道荷載設(shè)計荷載：車輛荷載和車道荷載6)橋上線形及橋頭引道要求第一節(jié)

15、第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路汽車荷載等級公路級公路級公路級公路級公路級54三、小橋涵測設(shè)任務(wù)、內(nèi)容及步驟第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要現(xiàn)場勘探、調(diào)查現(xiàn)場勘探、調(diào)查收集整理資料收集整理資料橋涵位置測橋涵位置測量量繪圖、編制表格繪圖、編制表格外業(yè)：外業(yè)：內(nèi)業(yè)：內(nèi)業(yè)：1.測設(shè)任務(wù)小橋涵勘測設(shè)計包括外業(yè)勘測和內(nèi)業(yè)設(shè)計。小橋涵勘測設(shè)計包括外業(yè)勘測和內(nèi)業(yè)設(shè)計。552、內(nèi)容及步驟1)外業(yè)勘測資料收集及勘測準(zhǔn)備小橋涵結(jié)構(gòu)類型選擇小橋涵位置選擇擬建小橋涵址測量小橋涵址調(diào)查第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要562）小橋內(nèi)業(yè)設(shè)計v流量計算：v孔徑計算：v布置設(shè)計：

16、v結(jié)構(gòu)設(shè)計：v幾何設(shè)計：v材料設(shè)計：v工程量計算：第一節(jié)第一節(jié) 小橋涵概要小橋涵概要57 小型排水構(gòu)造物，是指匯水面積小、排水流量小、小型排水構(gòu)造物，是指匯水面積小、排水流量小、工程數(shù)量較小的人工構(gòu)造物，主要包括小橋、涵洞、工程數(shù)量較小的人工構(gòu)造物，主要包括小橋、涵洞、過水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽等。過水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽等。一、小橋及涵洞 第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物小型排水構(gòu)造物名稱名稱與路基關(guān)系與路基關(guān)系寬度決定因素寬度決定因素構(gòu)造構(gòu)造小橋與路基斷開，有專門過渡構(gòu)造物由路基寬度確定設(shè)有專門的橋面系涵洞路基一般連續(xù)，涵洞設(shè)于路堤下涵長與路基寬度、路基填土高度、路堤邊坡

17、坡度尺寸形狀有關(guān)無橋面系構(gòu)造（明涵除外）表1 小橋與涵洞的區(qū)別58二、漫水橋（過水橋）v定義：指洪水期容許橋面漫水、短期淹沒的橋梁。定義：指洪水期容許橋面漫水、短期淹沒的橋梁。第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介圖1-5 漫水橋圖1-4 漫水橋結(jié)構(gòu)59v適用情況：適用情況：不發(fā)展的沖積扇漫流區(qū)不發(fā)展的沖積扇漫流區(qū)河床寬而淺的河流河床寬而淺的河流主槽很窄但兩岸漫水較寬的河流及其他淹主槽很窄但兩岸漫水較寬的河流及其他淹沒區(qū)沒區(qū)公路容許有限度中斷交通的三、四級公路公路容許有限度中斷交通的三、四級公路v漫水橋孔徑及標(biāo)高按容許中斷交通時間計漫水橋孔徑及標(biāo)高按容許中斷交通時間計算決定算決定第

18、二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介60三、過水路面過水路面v定義：用加固路面、路肩及路基邊坡的方式，定義：用加固路面、路肩及路基邊坡的方式，允許洪水期從路面上流過的排水構(gòu)造物。允許洪水期從路面上流過的排水構(gòu)造物。v特點(diǎn)：建筑高度小，造價低，用料省。特點(diǎn)：建筑高度小，造價低，用料省。第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介61第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介圖1-7 過水路面圖1-8 過水路面標(biāo)志v適用情況：適用情況： 流速較小、無底砂運(yùn)動或底砂運(yùn)動輕微，并且公流速較小、無底砂運(yùn)動或底砂運(yùn)動輕微，并且公路容許有限度中斷交通的三、四級公路，常用于寬闊路容許

19、有限度中斷交通的三、四級公路，常用于寬闊漫流地區(qū)的河流。漫流地區(qū)的河流。62四、透水路堤v定義：一種用塊石、片石干砌成路堤，利用石塊定義：一種用塊石、片石干砌成路堤，利用石塊間孔隙排水的構(gòu)造物。間孔隙排水的構(gòu)造物。v特點(diǎn)：排水量少，費(fèi)用低。特點(diǎn)：排水量少，費(fèi)用低。v適用情況：在流量小、水流含沙量少的低等級公適用情況：在流量小、水流含沙量少的低等級公路上采用。路上采用。v分類：石砌透水路堤，帶涵管的透水路堤。分類：石砌透水路堤，帶涵管的透水路堤。第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介圖圖1-9 1-9 石砌透水路堤石砌透水路堤圖圖1-10 1-10 帶管涵透水路堤帶管涵透水路堤63五、倒虹吸涵洞v定義：當(dāng)橫跨公路的溝渠水面與路面高差較小，而定義：當(dāng)橫跨公路的溝渠水面與路面高差較小，而不能滿足設(shè)置涵洞的最小建筑高度要求時，為避免不能滿足設(shè)置涵洞的最小建筑高度要求時，為避免渠路干擾，利用倒虹吸原理修建的排水構(gòu)造物。渠路干擾，利用倒虹吸原理修建的排水構(gòu)造物。第二節(jié)第二節(jié) 小型排水構(gòu)造物簡介小型排水構(gòu)造物簡介64v適用情況適用情況：路線穿過溝渠，路堤填土高度較低不足：路線穿過溝渠，路堤填土高度較低不足以修建明涵，或因灌溉需要，必須提高渠底建筑，以修建明涵，或因灌溉需要，必須提高渠底建筑，架渡槽又不