廣東高速公路設計標準化宣貫PPT（涵洞參考圖）

廣東東省省交交通通運運輸輸廳廳科科技技計計劃劃項項目目涵洞洞標標準準化化設設計計宣宣貫貫匯匯報報廣東東省省公公路路勘勘察察規(guī)規(guī)劃劃設設計計院院股股份份有有限限公公司司2014年8月目錄錄

1以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題

2參考考圖圖的的基基本本情情況況

3參考考圖圖的的結結構構計計算算

4

5普通通鋼鋼筋筋布布置置

6技術術經經濟濟指指標標分分析析

7使用用注注意意事事項項及及適適用用范范圍圍參考考圖圖的的專專題題研研究究與與技技術術改改進進一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題1、問卷卷調調查查———成立立專專門門調調查查小小組組，，設設置置涵涵洞洞專專題題的的研研究究問問卷卷，，發(fā)發(fā)往往建建設設、、管管理理單單位位開開展展調調研研；；2、現場場調調研研———2012年7～8月，，赴赴廣廣惠惠、、廣廣肇肇、、湛湛徐徐、、茂茂湛湛、、渝渝湛湛、、京京珠珠南南及及粵粵贛贛等等高高速速公公路路現現場場調調研研，，與與養(yǎng)養(yǎng)護護管管理理人人員員座座談談，，了了解解運運營營期期涵涵洞洞病病害害情情況況，，以以及及對對設設計計改改善善的的意意見見、、建建議議；；3、檢測測報報告告收集集———收集集涵涵洞洞定定期期檢檢查查報報告告：：廣廣深深（（2009年））、、湛湛徐徐（（2011～2012年度度））、、茂茂湛湛（（2010年））、、渝渝湛湛（（2010年））、、廣廣肇肇（（2010年））、、廣廣清清（（2009年））、、粵粵贛贛（（2011年））。。4、標準準圖圖收收集集———收集集交通通部部、、廣廣東東省省和和其其他他省省院院等15家單單位位的標標準準圖圖（（參參考考圖圖）），，進進行行對對比比分分析析。。一、、以以往往設設計計、、施施工工中中存存在在的的主主要要問問題題調研方式式與對象象一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題調研方式式與對象象2012年8月，我司司組織調調查小組組，并邀邀請潮惠惠業(yè)主、、設計總總體單位位代表共共赴《公路涵洞洞設計細細則》編寫單位位——河北省交交通規(guī)劃劃設計院院調研。。使用情況況梅大高速速（粵東東）韶贛高速速（粵北北）云羅高速速（粵西西）西二環(huán)高高速（粵粵中）包茂高速速（粵西西）潮惠高速速（粵東東）蓋板涵：：使用頻率率最高(224個)，常用跨跨徑4m(71.5%)，通車項項目無6m跨徑，設設計項目目中占一一定比例例，其他他跨徑占占比例不不高，分分布較分分散，常常用凈高高3m、3.5m、4m，填土范范圍0.5～10.95m。圓管涵：：使用廣泛泛(215個)，常用孔孔徑D150cm占97.3%，填土高高度范圍圍為0.5～13.95m。箱涵：相對較少少使用(70個)，所用到到箱涵的的項目中中，跨徑徑為4m、6m的類型相相對多些些。拱涵：平原區(qū)較較少使用用，部分分山區(qū)公公路使用用(68個)，遠低于于蓋板涵涵，跨徑徑有3m、4m、5m，未見小小跨徑，，填土高高度范圍圍3～22.7m。已通車項項目設計項目目一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題功能性病病害洞口堵塞塞、洞內內淤積洞口阻塞塞洞口長草草洞內泥沙沙淤積高速公路路圓管涵涵孔徑取取消1.0和1.25m,采用1.5和1.8m。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題功能性病病害危害：影響涵洞洞排水功功能，造造成路基基排水不不暢、河河道宣泄泄功能減減弱；原因：涵底設計計高程與與實際不不符，洞洞口后期期沉降較較大，洞洞口平面面與河道道銜接不不順，堵堵塞物清清理不及及時，涵涵底縱坡坡偏??；；措施建議議：涵洞位置置及數量量應整體體考慮、、合理布布設，盡盡量減少少后期沉沉降，養(yǎng)養(yǎng)護部門門及時對對洞口、、洞內的的堵塞物物及錐坡坡長草進進行清理理；高速速公路建建議選擇擇孔徑不不小于1.5m的圓管涵涵，方便便清淤。。洞口堵塞塞、洞內內淤積一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題功能性病病害通道涵長長時間水水浸、涵頂刮擦擦、涵洞洞廢棄涵洞廢棄棄通道涵水水浸涵頂刮擦擦蓋板涵、、箱涵和和拱涵均均增設5m凈高的涵涵洞類型型。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題功能性病病害危害：影響通道道涵的正正常使用用，給周周邊交通通的出行行造成困困難，影影響安定定團結；；原因：涵內排水水系統(tǒng)不不暢或未未設置；；涵洞凈凈空不足足，超高高車輛違違規(guī)通行行；管理理不善，，涵洞遭遭廢棄；；措施建議議：應根據銜銜接道路路實際情情況，合合理設置置縱坡，，盡量避避免洞身身位于凹凹曲線底底部，洞洞內設置置排水設設施并保保持排水水順暢，，養(yǎng)護部部門及時時疏浚；；設置明明顯的限限高標志志，必要要時設限限高門架架。水浸、涵涵頂刮擦擦、廢棄棄一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害斜裂縫縱向裂縫縫網狀裂縫縫各類裂縫縫病害一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害各類裂縫縫病害縱向裂縫縫拱頂縱裂裂橫向裂縫縫墻身豎裂裂嚴格按照照強度和和裂縫雙雙標準控控制配筋筋。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害危害：導致鋼筋筋銹蝕，，危害結結構安全全原因：溫度影響響和混凝凝土收縮縮引起表表面短細細裂縫；；結構厚厚度偏小小、配筋筋不夠、、超載和和不均勻勻沉降等等原因引引起結構構性裂縫縫；施工工措施不不當導致致施工裂裂縫；措施：采用更合合理的結結構尺寸寸和配筋筋率（適適當考慮慮超載影影響），，加強防防裂鋼筋筋網的設設置；嚴嚴格施工工措施，，保證施施工質量量；各類裂縫縫病害一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害底部涌砂砂填料脫落落沉降縫滲滲水沉降縫錯錯臺沉降縫病病害細化防止止沉降縫滲水涌砂砂的措施施。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害危害：水流沖刷刷將臺背背回填砂砂帶出，，造成臺臺背淘空空。原因：不均勻沉沉降引起起錯臺現現象；填填縫料填填塞不密密實、老老化脫落落致使沉沉降縫滲滲水，水水流將臺臺背回填填砂帶出出，產生生涌砂現現象，造造成臺背背淘空。。措施建議議：填縫料宜宜采用熱熱瀝青浸浸泡麻絮絮，不宜宜采用乳乳化瀝青青浸泡；；蓋板涵涵的預制制蓋板頂頂面加鋪鋪油毛氈氈層；蓋蓋板涵、、箱涵臺臺后回填填砂改為為非黏性性土。沉降縫病病害一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題技術性病病害其他病病害害1、執(zhí)行行《防腐腐規(guī)范》》有關砼砼標號和和保護層層厚度的的規(guī)定，，解決砼砼剝落的的問題；；2、在八字墻邊邊緣外加加鋪2m長的鋪鋪砌，解解決洞口口鋪砌沖沖刷的問問題。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題病害匯總總及預防防建議現場調查查還收集集到的其其他常見見病害如如下：①軟基段段涵洞兩兩側出現現明顯的的跳車現現象；②漿砌片片石和塊塊石砼施施工質量量難保證證，維修修人員緊緊缺；③通道口口積水現現象，洞洞口的橫橫向排水水溝及其其蓋板破破損較嚴嚴重。一、以往往設計、、施工中中存在的的主要問問題二、參考考圖的基基本情況況二、參考圖的的基本情情況(1)技術標準準技術標準準設計基準準期：100年；汽車荷載載等級：：公路-Ⅰ級；設計安全全等級：：三級；；環(huán)境類別別：Ⅰ類（一般般環(huán)境））；二、參考圖的的基本情情況(2)圓管涵編制內容容圓管涵孔孔徑為1.5m、1.8m。(3)蓋板涵二、參考考圖的基基本情況況(4)箱涵編制內容容二、參考考圖的基基本情況況(5)拱涵編制內容容二、參考考圖的基基本情況況主要構造造尺寸(1)圓管涵圓管涵孔孔徑為1.5m、1.8m；壁厚均均采用20cm，標準管管節(jié)長1m，兩端通過過0.5m輔助管節(jié)節(jié)及斜管管節(jié)調整整。二、參考考圖的基基本情況況主要構造造尺寸(2)蓋板涵預制蓋板板標準寬寬度取99cm，現澆蓋蓋板標準準寬度為為400cm；蓋板厚厚度、涵涵臺及基基礎尺寸寸根據不不同的跨跨徑、凈凈高及填填土高度度計算取取值。二、參考考圖的基基本情況況主要構造造尺寸(3)箱涵箱涵的頂頂底板和和側墻的的厚度，，根據不不同的跨跨徑、凈凈高及填填土厚度度計算取取值。頂頂底板厚厚度從0.3m～0.7m，側墻厚厚度從0.28m～0.6m。二、參考考圖的基基本情況況主要構造造尺寸(4)拱涵拱圈的矢矢跨比為為1/2；4m跨徑拱涵涵的拱圈圈厚度為為50cm，6m跨徑拱涵涵的拱圈厚度為為70cm；涵臺、護護拱及基基礎尺寸寸根據不同的的跨徑、、凈高及及填土厚度計計算取值值。三、參考圖的的結構計計算三、參考圖的的結構計計算(1)設計基準準期《04橋規(guī)》結構耐久久性采用值：：設計基基準期100年。(2)涵洞環(huán)境境類別與與環(huán)境作作用等級級《06防腐規(guī)范范》環(huán)境分類類及作用用等級①廣東省屬屬熱帶和和亞熱帶帶季風氣氣候區(qū)，，基本無無凍融環(huán)環(huán)境和除除冰鹽環(huán)環(huán)境。②涵洞所所處一般般環(huán)境：：整體埋埋于土中中、溫濕濕度相對對穩(wěn)定；；蓋板、、拱圈處處于非干干濕交替替的室外外環(huán)境，，而涵身身為表面面頻繁與與水接觸觸的干濕濕交替構構件，底底板靠近近地表、、濕度受受地下水水位影響響。沿海海個別地地區(qū)可能能處于有有腐蝕性性環(huán)境。。采用值：：考慮““一般環(huán)環(huán)境”，，作用等等級確定定為蓋板板、拱圈圈為B級，其他他為C級。結構耐久久性三、參考考圖的結結構計算算(3)混凝土材材料要求求結合以往往工程經經驗，若若混凝土土強度用用到C40，現澆大大體積混混凝土的的水化熱熱較大，，混凝土土表面易易產生早早期裂紋紋。結構耐久久性三、參考考圖的結結構計算算(4)混凝土最最小保護護層cmin=40mm，C≥cmin+△注：實際際采用砼砼等級比比上表規(guī)規(guī)定低5Mpa，相應保保護層厚厚度比規(guī)規(guī)定增加加5～10mm；低10Mpa，增加10～15mm。施工誤差差△：預制0mm，現澆5mm保護層最最小厚度度保護層設設計厚度度結構耐久久性三、參考考圖的結結構計算算

環(huán)境作用等級砼強度

等級主筋最小保護層厚度(mm)凈保護層厚度(mm)圓管涵CC404030蓋板、拱圈BC353530蓋板涵、拱涵的涵臺、基礎CC305530箱涵CC355030上表為根根據“設設計標準準化第一一、第二二次專家家委員會會的會議議紀要””及后期期討論后后所得的的結論。。結構耐久久性三、參考考圖的結結構計算算結構耐久久性(5)裂縫寬度度限制①《06防腐規(guī)范范》第4.3.10條—干濕交替替的一般般環(huán)境裂裂縫寬度度不超過過0.25mm；②《04橋規(guī)》第6.4.2條—Ⅰ類環(huán)境的的鋼筋砼砼構件裂裂縫寬度度不超過過0.20mm。采用值：：裂縫寬寬度限制制0.20mm。三、參考考圖的結結構計算算(1)材料參數數取值①重重力密密度：：填土土19kN/m3，砼(片石砼砼)25kN/m3，鋼筋筋砼26kN/m3；②內摩擦擦角：回填填土30°，回填砂35°；③鋼筋抗抗拉強度設設計值：HPB300、HRB400分別為250MPa和330MPa；④素砼抗抗拉、壓強強度設計值值采用《05圬工規(guī)范》規(guī)范取值；；鋼筋砼拉、、壓強度設設計值采用用《04橋規(guī)》規(guī)范取值。。參數取值三、參考圖圖的結構計計算(2)安全等級采用值：安安全等級為為三級，重重要性系數數γ0＝0.9，嚴格以承載載能力和裂裂縫雙控。?！?4橋規(guī)》《07涵洞細則》參數取值三、參考圖圖的結構計計算參數取值①荷載等等級：公路路－I級，車輛荷荷載。②車輛荷荷載引起的的豎向土壓壓力：車輪按其著著地面積的的邊緣向下下30°角進行分布布，當幾個車車輪的壓力力擴散線重重疊時，擴擴散面積以以最外邊的的擴散線為為準。暗涵不考慮慮沖擊系數數。③車輛荷荷載引起的的土側壓力力：換算成成等代均布布土層厚度度計算。(3)汽車荷載橫向布置縱向布置三、參考圖圖的結構計計算參數取值①填土高高度大于8m的涵洞計算算中，不考考慮車輛荷荷載產生的的影響，僅僅考慮涵身身自重、豎豎向和水平平向土壓力力，并進行行荷載組合合。②超重車車僅對低填填土涵洞受受力影響較較大。三、參考圖圖的結構計計算(4)豎向壓力強強度增大系系數參數取值《07涵洞細則》K值隨h/D呈先增大后后減小的趨趨勢涵頂填土豎豎向壓力強強度qv=Kγh三、參考圖圖的結構計計算地震主動土土壓力按《公路工程抗抗震規(guī)范》JTJB02-2013附錄A考慮，取設設計基本地地震動峰值值加速度為為0.20g（0.30g）的水上情情況，地震震角按3°進行計算；；水平地震震慣性力按按《公路工程抗抗震規(guī)范》JTJB02-2013第9.0.3條和第7.2.3條考慮。在在地震液化化地區(qū)，涵涵洞基礎應應與路基加加固措施同同時考慮。。經計算，考考慮地震作作用的偶然然組合荷載載效應比不不考慮地震震作用的基基本組合荷荷載效應小小，因此地地震作用不不控制結構構受力。參數取值(5)地震因素三、參考圖圖的結構計計算根據《細則》的規(guī)定，箱箱涵體內外外的溫度變變化值可按按±(10～15oC)考慮；從上上表看出溫溫差對箱涵涵結構的受受力影響較較大，故設設計考慮溫溫差15°進行設計。。參數取值(6)溫度作用影影響三、參考圖圖的結構計計算計算分析(1)涵洞的泄水水能力及水水力計算三、參考圖圖的結構計計算(2)圓管涵三、參考圖圖的結構計計算根據《07涵洞細則》，混凝土圓圓管涵的設設計僅考慮慮車輛荷載載、圓管涵涵自重和填填土產生的的等效荷載載的作用組組合。不計計算管壁環(huán)環(huán)向壓力和和徑向剪力力，僅考慮慮彎矩作用用效應。填土和汽車車荷載：M=0.137qR2（1-λ）λ=tan2(45-φφ/2)圓管自重：：M=0.369γtR2混凝土圓管管涵結構應應按《04橋規(guī)》的規(guī)定進行行承載能力力極限狀態(tài)態(tài)的承載能能力(強度)和正常使用用極限狀態(tài)態(tài)下的裂縫縫寬度的驗驗算。計算分析蓋板兩端簡簡支涵臺兩端簡簡支涵臺與蓋板板鉸接與基礎固結結(1)蓋板的長度度與寬度之之比大于等等于2時，按簡支支單向板計計算。(2)分離式涵臺臺:作為上下端端簡支的豎豎梁計算。。(3)整體式涵臺臺身按上端端與蓋板不不可移動的的鉸接、下下端與基礎礎固結計算算。(3)蓋板涵(EXCEL表格計算)三、參考圖圖的結構計計算計算分析(3)蓋板涵(EXCEL表格計算)三、參考圖圖的結構計計算高填土整體體式蓋板涵涵與基礎底底板框架計計算模型位移法計算分析(3)蓋板涵(現澆蓋板的的合理寬度度分析)三、參考圖圖的結構計計算結論：L0=2、、4、6m蓋板涵，，當B1=400cm,現澆澆板鋼筋含含量與預制制單向板鋼鋼筋含量相相差不大，，取B1=400m是經濟合合理的且現現澆板寬不不至于過小小。最大彎矩處處最大彎矩處處涵長向涵長向跨徑向跨徑向計算分析(4)箱涵三、參考圖圖的結構計計算①采用矩矩形框架超超靜定結構構計算，涵涵底地基反反力假設為為直線分布布。②邊界條條件：剛性性約束底板板水平方向向位移。③考慮車車輛荷載、、覆土豎向向壓力、臺臺側主動土土壓力和涵涵身自重；；不考慮剪剪切變形、、砼收縮效效應，涵體內外的的溫度變化化按±15oC考慮。④荷載施施加：橫、、縱向車輪輪布置按公公路的車輛輛荷載方式式布置。midas板單元計算分析(4)箱涵(斜交箱涵整整體扭轉)三、參考圖圖的結構計計算有限元模型型圖荷載施加約束約束涵端延長段段斜交角度≥≥30°時，斜交箱箱涵的整體體扭矩較大大，對于斜斜交角度≥≥30°，本次標準準圖不推薦薦采用一字字墻。計算分析(4)箱涵(一字墻計算)三、參考圖的的結構計算單元類型：板單元邊界條件：涵身側固結，，不考慮墻前前土體對一字字墻約束。荷載：一字墻自重、、墻后主動土土壓力(分解為：垂直直于墻面的正正壓力和平行行于墻面的摩摩擦力)，不考慮墻前前被動土壓力力，考慮地震震作用。配筋率：≤166kg/m3一字墻midas模型(懸臂結構)主彎矩(左圖)和對應的主軸軸力計算分析(5)拱涵(全斷面計算模模型)三、參考圖的的結構計算拱圈按無鉸拱拱計算，矢跨比采用1/2。拱腳與涵臺身身固結，涵臺臺身與整體式式基礎固結，，形成彈性框框架結構解算算內力。邊界條件：在在拱圈側、涵臺臺側、基礎底底設置彈性支支撐。不考慮曲率、、剪切變形、、溫度作用效效應和混凝土土收縮效應，，考慮彈性壓壓縮的影響。。不考慮車輛荷荷載，僅考慮慮覆土豎向壓壓力、臺側主主動土壓力和和涵身自重。。計算分析(5)拱涵(拱圈彈性壓縮縮的影響)三、參考圖的的結構計算結論：彈性壓壓縮對內力的的影響不可忽忽略。Midas模型已計入彈性壓壓縮計算分析(5)拱涵(矢跨比分析)三、參考圖的的結構計算結論：失跨比比采用1/2對拱圈受力有有利。凈寬×凈高6×5拱頂填土厚15mm側10000m底80000單位：kN,m矢跨比拱肋最大彎矩拱腳最大彎矩底板最大彎矩地基應力1/2432270668832.81/2.5433333652848.81/3473418644857.7計算分析(5)拱涵(地基類型不同同，m值影響)三、參考圖的的結構計算若考慮涵臺、、地基與拱圈圈的共同作用用，地基抗力力系數對拱圈圈和底板內力力產生較大的的影響。右表為不同m值在覆土豎向向壓力作用下下拱圈和底板板內力變化的的比較。結論：①m值增大，拱圈、底板的的內力、應力力均減?。ü肮叭S力除外外），臺身應應力也減小，，但基底壓力力增大。②m值增大，拱頂頂正彎矩減小小，拱腳負彎彎矩減小并有有可能變成正正彎矩。③本次設計計取m=80000kN/m4進行計算。計算分析(6)八字墻三、參考圖的的結構計算1、單元類型：：實體單元2、邊界條件：：基礎底為豎豎向只受壓；；約束基礎側側的水平向線線位移；3、荷載：八字字墻自重、墻墻后(含基礎)主動土壓力(分解為：垂直直于墻面的正正壓力和平行行于墻面的摩摩擦力)、考慮地震作作用；4、結構尺寸調調整：墻頂厚度由原原來的40cm增加至55cm，臺背斜度由由4：1調整為3.5：1；基底應力不不大于200kpa。5、八字墻張角角：考慮墻后后土壓力的影影響，對蓋板涵、箱箱涵和拱涵，，因墻高較高高，張角取為為20°；圓管涵因墻墻高較矮，張張角取為30°。八字墻midas的3D模型最大拉應力：：0.4MPa最大壓應力:0.28MPa計算分析四、參考圖的專題題研究及改進進措施(1)、高填方涵洞洞地基承載力力與穩(wěn)定性四、參考圖的專題題研究及改進進措施以往涵洞地基基承載力基本本容許值的計計算直接采用用上部荷載所所產生地基應應力，沒有考考慮側填土對對地基容許承承載力的提高高作用，使得得涵洞地基加加固設計偏于于保守，造成成較大的投資資浪費?！豆窐蚝鼗c基礎設計計規(guī)范》第3.3.4條考慮深度和和寬度修正邊界條件是基基于無限體，，涵洞地基與與其邊界條件件不符合。專題研究采用三維空間間程序ABAQUS，對填高20m的D1.5圓管涵、6x5m蓋板涵、6x5m拱涵進行分析析。分析分別采用用天然地基承承載能力150kPa、280kPa兩種地基情況況分析其受力力和穩(wěn)定性。。下面以6X5m蓋板涵，天然然地基承載李李280kPa為例介紹。四、參考圖的的專題研究及及改進措施專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施沿路表面中線線豎向位移（（U3）變化曲線土體位移計算得出涵洞洞位置的豎向向沉降小于一一般路堤的豎豎向沉降，涵涵洞位置路表表沉降值為8.14cm，一般路堤堤表面中心沉沉降值為9.22cm，涵洞頂和和一般路堤的的沉降差為1.08cm。土體的最大位位移發(fā)生在路路堤兩側坡腳腳處，最大水水平位移為1.776cm，涵洞洞所處位置土土體的水平位位移很小，地地基和路堤具具有較好的穩(wěn)穩(wěn)定性。土體水平位移移（U2）分布云圖專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施涵洞頂土壓力力涵洞位置最大大土壓力為516.4kPa，一般路堤處處土壓力值為為364.4kPa，則馬斯頓效效應的涵洞荷荷載放大系數數為1.31。專題研究四、參考圖的的專題研究及及改進措施穩(wěn)定性分析按強度折減法法進行穩(wěn)定性性分析，通過過涵洞中心位位置橫斷面的的穩(wěn)定安全系系數為1.95，一般路堤橫橫斷面的穩(wěn)定定安全系數為為1.48。沿涵洞中心心斷面的地基基穩(wěn)定性，要要高于一般路路堤斷面的穩(wěn)穩(wěn)定性，在路路堤穩(wěn)定的情情況下，涵洞洞位置斷面即即穩(wěn)定，地基基處于彈性平平衡狀態(tài)；專題研究四、參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施加載作作用下下涵洞洞底部部中心心位置置地基基土體表表面壓壓力和和沉降降關系系（P-S）曲線線涵洞底底部中中心位位置地地基土土體表表面壓壓力和和沉降降關系系（P-S）曲線線承載力力分析析專題研研究增大涵涵洞荷荷載，，獲得得較完完整的的涵洞洞基底底地基基土P-S曲線，，地基基土的的破壞壞形式式為典典型的的局部部剪切切破壞壞形式式，地地基容容許承承載力力可考考慮按按涵洞洞結構構允許許的沉沉降變變形來來控制制四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施分析地地基土土在涵涵洞和和路堤堤荷載載作用用下的的承載載力特特性，，一般般路堤堤底部部中心心點處處荷載載與位位移之之間基基本呈呈線性性關系系，說說明地地基土土處于于彈性性階段段，地地基處處于安安全狀狀態(tài)以涵洞洞地基基工后后沉降降不大大于20cm為控制制條件件，在在不同同的地地基條條件和和涵頂頂填土土高度度情況況下，，按沉沉降控控制的的地基基承載載力容容許值值均大大于規(guī)規(guī)范公公式修修正值值專題研研究下表為為凈跨跨徑×凈高為為4.0××4.0m的蓋板板涵在在不同同填土土高度度下的的[fa0]對比：：四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施專題研研究填土高Th(m)地基承載力基本容許值[fa0]以往項目此次參考圖2.0≤Th≤4.01501004.0≤Th≤6.01501206.0≤Th≤8.01501208.0≤Th≤10.020016010.0≤Th≤12.025016012.0≤Th≤14.030018014.0≤Th≤16.038020016.0≤Th≤18.0420200四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施整體式式蓋板板涵與與基礎礎底板板框架架計算算模型型(2)、高填填土整整體式式蓋板板暗涵涵力學學分析析及造造價對對比專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施基本組組合荷荷載效效應彎彎矩圖圖（8.0m<Th≤10m）專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施6.0x5.0m(8.0m<Th≤10m)整體式式蓋板板底板板厚度度參數結結果表表當基礎礎底板板與涵涵身線線剛比比λ越大，，涵身身外側側受拉拉彎矩矩越小小，底底板節(jié)節(jié)點下下側受受拉彎彎矩越越小，，底板板跨中中上側側受拉拉彎矩矩則越越大。。底板厚度(cm)涵身厚度(cm)底板與涵身線剛度比λ涵臺底彎矩(kN·m)底板節(jié)點彎矩(kN·m)底板跨中彎矩(kN·m)120707.4530.6626.7-1161.11507014.5402.6499.1-1296.01807025.0346.6420.5-1372.1專題研研究從涵身身、底底板的的外形形、尺尺寸配配筋形形式出出發(fā)，，比較較各種種類型型的配配筋形形式對對蓋板板涵經經濟指指標的的影響響。四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施類型1-a（圬工工-圬工-鋼筋砼砼）一一般構構造涵身及及基礎礎鋼筋筋橫斷斷面布布置圖圖專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施類型1-b一般構構造地板局局部挖挖空類型1-c一般構構造地板中中部減減薄專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施類型1-d一般構構造臺身改改為鋼鋼筋砼砼結構構地板減減薄類型2一般構構造專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施類型3臺身鋼鋼筋構構造臺身基基礎均均改為為鋼筋筋砼結結構類型3基礎鋼鋼筋構構造專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施類型4臺身鋼鋼筋構構造臺身基基礎均均采用用鋼筋筋砼結結構，，基礎礎改為為T形斷面面類型4基礎鋼鋼筋構構造專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施6.0x5.0m蓋板涵涵（8.0m<Th≤10m）造價價比較較表配筋類型蓋板涵身基礎每延米總價造價增加率(與參考圖對比)C35砼（元）鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)類型1-a4857668346243816615259925759類型1-b485766836712381695630542864411.2%類型1-c48576683532038164212542262041.7%類型1-d48576683671238159062799273396.1%類型2485766834000373343232849264442.7%類型34857668339283423394663832922013.4%類型44857668339283423337861692843810.4%專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施6.0x5.0m蓋板涵涵（18.0m<Th≤≤20.0m）造價價比較較表配筋類型蓋板涵身基礎每延米總價造價增加率

(與參考圖對比)C35砼（元）鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)C30砼(元)鋼筋(元)類型1-a63951045654973816773419733698

類型1-b639510456696038173945362369479.6%類型1-c639510456622838169734430348633.5%類型1-d639510456696038163004430349223.6%類型26395104564106415353204332347623.2%類型3639510456403444064664109984095221.5%類型463951045640344406476092713932121.8%專題研研究四、參參考圖圖的專專題研研究及及改進進措施施七種配筋筋類型中中，類型型1-a造價最低低，類型型1-c與類型2每延米造造價基本本相當，，造價較較高的為為類型1-b、類型3和類型4。臺身基礎礎底面采采用圬工工結構，，基礎頂頂面采用用鋼筋砼砼結構具具有經濟濟性。全部采用用鋼筋砼砼結構經經濟性最最差。造價對比比分析結結論：調整基礎礎與臺身身線剛度度比，使使得臺身身受力偏偏心距接接近并小小于第一一類偏壓壓偏心距距限值最最為經濟濟。專題研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施根據《公路圬工工橋涵設設計規(guī)范范》（JTGD61-2005），圬工工驗算分分為二類類：當偏心距距小于限限值（0.6s，見表4.0.9）時，按按4.0.8-3計算：偏心距限限值四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施偏心距限限值四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施（2）當偏心心距大于于限值時時，按下下式計算算：偏心距限限值四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施下表為涵身厚70cm，底板厚厚170cm的6x5m整體式基基礎蓋板板涵涵身身承載力力采用兩兩種計算算公式的的計算結結果：相同偏心心距下，，第一類類與第二二類承載載力計算算結果驗算類型偏心距情況偏心距(cm)偏心值限值cm（0.6s）墩身厚度（cm）基礎厚度(cm)抗壓承載力(kN)第一類/第二類備注第一類偏小距≤0.6s21.2217017031023.64式4.0.8-3第二類偏小距>0.6s853

式4.0.10-1同樣的偏偏心距下下，第一一類（式式4.0.8-3）計算得得到的承承載力是是第二類類（式4.0.10-1）計算值值的3.64倍。所以以整體式式基礎蓋蓋板涵設設計時應應盡量調調整底板板與涵身身的線剛剛度比，，使得涵涵身受力力滿足第第一類圬圬工偏壓壓構件的的要求。偏心距限限值(3)、高填方方涵洞的的垂直土土壓力集集中系數數Ks取值研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施Ks取值研究究垂直土壓壓力集中中系數Ks是指涵頂頂垂直土土壓力實實測值σc與涵頂理理論計算算的土柱柱自重γH之比。垂直土壓壓力集中中系數Ks綜合反映映了高填填方涵洞洞工程的的地基、、地形特特點、填填土高度度與涵洞洞結構的的共同作作用性狀狀，是解解決涵洞洞結構設設計計算算荷載的的依據，，也是高高填方涵涵洞結構構工后能能否正常常運營的的技術控控制指標標。什么是垂垂直土壓壓力集中中系數垂直土壓壓力集中中系數Ks的重要性性四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施美國衣阿阿華大學學馬斯頓頓（Marston）教授于于1913年發(fā)表了了論文《溝埋管涵涵荷載理理論及水水泥管、、陶土管管和污水水管的試試驗》，提出了了馬斯頓頓（Marston）理論，，上述效效應也稱稱之為馬馬斯頓效效應。Ks取值研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施Marston計算模型Ks取值研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施各國規(guī)范范中土壓壓力的計計算公式式與系數數Ks取值研究究四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施調研國內外研究成果室內模型型試驗成成果現場測試試成果現有數值值模擬分分析成果果運用數值值模擬分分析進行行補充歸歸納提出合理理的控制制參數研究問題題的思路路：Ks取值研究究主要結論論：（1）涵洞跨跨徑D、填土高高度H、溝谷寬寬度B、地基土土模量Ed與Ks值正相關關，填土土模量Et、溝谷坡坡度α與Ks值負相關關。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施Ks取值研究究（3）溝谷地地形的坡坡體在一一定程度度上分擔擔了涵頂頂土柱重重量，降降低了涵涵頂垂直直土壓力力的應力力集中，，因此建建議工程程實際中中盡可能能保留溝溝槽。（2）隨著填填土高度度H的增加，，涵洞垂垂直土壓壓力集中中系數Ks值呈逐漸漸增大，，當H/D=2.5~5時為最大大，之后后趨于穩(wěn)穩(wěn)定并略略有減小小。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施涵洞型式邊坡坡度α（°）溝谷寬度B（m）H/DB/D=3B/D=10B/D≥20圓管涵01.5~1.72.5~5451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7拱涵01.5~1.7451.0~1.21.3~1.51.5~1.7900.6~0.81.1~1.31.5~1.7蓋板涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5箱涵01.3~1.5450.8~1.01.0~1.21.3~1.5900.5~0.70.9~1.11.3~1.5涵洞垂直直土壓力力集中系系數Ks參考值Ks取值研究究(4)、高填土土涵洞的的減載方方案探討討四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施目前針對對高填方方涵洞的的減載措措施大都都是通過過調整涵涵頂平面面上覆填填土的沉沉降，來來實現將將作用在在涵頂的的填土荷荷載向臺臺背外側側填土轉轉移，以以減小涵涵頂荷載載的目的的。涵洞-填土共同同作用機機理示意意圖涵洞減載載原理示示意減載探討討涵洞的主主要減載載措施有有：中松側實實法、提提高涵臺臺背后填填土壓實實度或采采用低壓壓縮性材材料、采采用柔性性填料（（EPS）、先填填后挖法法、加筋筋減載法法。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施減載探討討對涵洞地地基進行行加固處處理時，，地基加加固后的的模量不不宜過高高，在滿足地地基承載載力要求求的基礎礎上，應應盡量采采用柔性性的地基基處理方方法。（5）、耐久久性同時考慮慮《公路鋼筋筋混凝土土及預應應力混凝凝土橋涵涵設計規(guī)規(guī)范》(JTGD62-2004)和《公路工程程混凝土土結構防防腐蝕技技術規(guī)范范》(JTG/TB07-01-2006)對耐久性性的要求求，較大大地提高高了耐久久性。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施改進措施施（6）、臺后后填料蓋板涵和和箱涵的的臺后填填土采用用非黏性性土，不不只限于于中粗砂砂、石屑屑、碎石石等。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施改進措施施（7）、增大大設計范范圍四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施與部頒通通用圖比比較，圓管涵、、蓋板涵涵和拱涵涵，填土土高度擴擴展至20m。箱涵，填填土高度度擴展至至6m。凈跨徑增增加至6m跨徑。改進措施施（8）、其他他技術改改進為減弱洞洞口處沖沖刷，洞洞口鋪砌砌向外延延伸了2m。對沉降縫縫采取了了特殊的的防水、、防漏砂砂措施。。涵頂底板板主筋未未設置起起彎，優(yōu)優(yōu)化后主主筋數量量增加較較少，更更容易保保證結點點附近的的斜截面面抗彎承承載力，，且施工工更便利利。四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施改進措施施防水、防防漏砂措措施其他措施施：擋砂砂板四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施改進措施施配筋形式式變化部頒標準準圖配筋筋形式此次標準準圖配筋筋形式四、參考考圖的專專題研究究及改進進措施改進措施施五、普通通鋼筋布布置五、普通通鋼筋布布置(1)圓管涵五、普通通鋼筋布布置(2)蓋板涵——蓋板五、普通通鋼筋布布置(2)蓋板涵——整體式基基礎五、普通通鋼筋布布置(3)箱涵(以6mx3m為例)五、普通通鋼筋布布置(4)拱涵——拱圈五、普通通鋼筋布布置(4)拱涵——整體式基基礎六、技術術經濟指指標分析析六、技術術經濟指指標分析析(1)圓管涵孔徑1.5m，管壁厚厚20cm，隨填土土高0.5m至20m,每延米造造價從3049元~3839元；孔徑1.8m，管壁厚厚20cm，隨填土土高0.5m至20m,每延米造造價從3636元~4871元。經濟指標標六、技術術經濟指指標分析析(2)蓋板涵(分離式基基礎)凈跨x凈寬：2mx2m，填土高高度從0.5m~8m，每延米米造價：：4235~4838元；凈跨x凈寬：4mx3m，填土高高度從0.5m~8m，每延米米造價：：9976~12304元；凈跨x凈寬：4mx4m，填土高高度從0.5m~8m，每延米米造價：：12472~14827元；凈跨x凈寬：6mx3m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：14093~16891元；凈跨x凈寬：6mx4m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：15755~18579元；凈跨x凈寬：6mx4.5m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：17093~19943元；凈跨x凈寬：6mx5m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：17583~21437元。經濟指標標六、技術術經濟指指標分析析(2)蓋板涵(整體式基基礎)凈跨x凈寬：2mx2m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：4757~7399元；凈跨x凈寬：4mx3m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：11151~18790元；凈跨x凈寬：4mx4m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：13039~20956元；凈跨x凈寬：6mx3m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：17607~31808元；凈跨x凈寬：6mx4m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：19581~33949元；凈跨x凈寬：6mx4.5m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：22078~35755元；凈跨x凈寬：6mx5m，填土高高度從0.5m~20m，每延米米造價：：23050~36273元；經濟指標標六、技術術經濟指指標分析析(3)箱涵凈跨x凈寬：2mx2m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：8074~8465元；凈跨x凈寬：4mx3m，填土高高度從0.5m~6m，每延米米造價：：17207~20113元；凈跨x凈寬：4mx4m，填土高度度從0.5m~6m，每延米造造價：18460~21587元；凈跨x凈寬：6mx3m，填土高度度從0.5m~6m，每延米造造價：29283~35838元；凈跨x凈寬：6mx4m，填土高度度從0.5m~6m，每延米造造價：30915~37865元；凈跨x凈寬：6mx4.5m，填土高度度從0.5m~6m，每延米造造價：31788~38954元；凈跨x凈寬：6mx5m，填土高度度從0.5m~6m，每延米造造價：32590~39942元。經濟指標六、技術經經濟指標分分析(4)拱涵跨徑4m：涵洞跨徑x涵臺高度：：4mx2m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：15060~17117元；涵洞跨徑x涵臺高度：：4mx2.5m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：16392~18541元；涵洞跨徑x涵臺高度：：4mx3m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：17837~19987元；涵洞跨徑x涵臺高度：：4mx4m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：21012~23254元；跨徑6m：涵洞跨徑x涵臺高度：：6mx3m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：26663~29696元；涵洞跨徑x涵臺高度：：6mx4m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：30050~33128元；涵洞跨徑x涵臺高度：：6mx4.5m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：31950~35075元；涵洞跨徑x涵臺高度：：6mx5m，填土高度度從8m~20m，每延米造造價：33842~37012元；經濟指標六、技術經經濟指標分分析根據省路基基標準圖的的要求:在非反開挖挖處臺后填填土同路基基相同的填填筑要求，，鑒于路基基一般采用用土路基，，故省標準準圖以砂性土進行對比：標準圖臺后后回填（砂砂性土）每每延米造價價比此前工工程的回填填造價均要要低，要低24.2%~142.4%。其中中粗粗砂最貴、、其次為碎碎石和石屑屑。臺后填土造造價對比比六、技術經經濟指標分分析省標準圖根根據《公路橋涵地地基與基礎礎設計規(guī)范范》（JTGD63-2007）對地基承承載力進行行了修正，，較于以往往工程（以以包茂三個個涵洞為例例）或者各各通用圖，，省標準圖圖地基承載載力容許值值有了較大大程度的降降低：（1）相對于省標標準圖，以往工程要求的地基基承載力容容許值要大大75%~100%。。（2）對同同一個涵洞洞，根據以以往工程的的地基承載載力容許值值，地基須須進行碎石石換填或者者強夯置換換處理，而而根據省標標準圖要求求的地基承承載力容許許值，地基基僅進行砂砂礫墊層換換填甚至不不進行地基基處理。地基處理造造價對比比六、技術經經濟指標分分析針對包茂中中的三個涵涵洞