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公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范JTG/T3365-02—2020《公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范》PAGE1PAGE1— —目次總則 1術(shù)語和符號(hào) 2術(shù)語 2符號(hào) 4基本規(guī)定 7涵洞分類 7涵洞選型 7涵洞在設(shè)計(jì)與施工中的相關(guān)要求 94 材料 15一般規(guī)定 15圬工材料 16鋼筋混凝土材料 20波紋鋼管(板)材料 22涵洞布設(shè) 24一般規(guī)定 24平面布設(shè) 25立面布設(shè) 28涵洞水文計(jì)算 31一般規(guī)定 31暴雨推理法 31徑流形成法 32形態(tài)調(diào)查法 33直接類比法 36流量計(jì)算方法的比較與核對 38涵洞水力計(jì)算 40一般規(guī)定 40涵洞孔徑驗(yàn)算 41過水消能建筑物的水力計(jì)算 45涵洞構(gòu)造 52一般規(guī)定 52洞身構(gòu)造 53洞口構(gòu)造 59進(jìn)出水口溝床加固及防護(hù) 63結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 65一般規(guī)定 659.2 作用 66洞身上部計(jì)算 76涵洞墩臺(tái)計(jì)算 81洞口構(gòu)造計(jì)算 82附錄A 石材試件強(qiáng)度的換算系數(shù)及石砌體分類 83附錄B 水文計(jì)算圖表 84本規(guī)范用詞用語說明 112《公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范》——PAGE44—1總則為滿足公路建設(shè)需要,規(guī)范、指導(dǎo)公路涵洞的設(shè)計(jì),制定本規(guī)范。本規(guī)范適用于新建和改擴(kuò)建各級(jí)公路涵洞的設(shè)計(jì)。公路涵洞布設(shè)除應(yīng)滿足排水、輸砂要求外,還應(yīng)與公路排水系統(tǒng)、水利規(guī)劃及農(nóng)田排灌相配合。公路涵洞設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和美觀的要求,并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等。1.0.5的規(guī)定。1.0.5公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路設(shè)計(jì)洪水頻率1/1001/1001/501/25不作規(guī)定汽車荷載等級(jí)公路-Ⅰ級(jí)公路-Ⅰ級(jí)公路-Ⅰ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)設(shè)計(jì)安全等級(jí)二級(jí)三級(jí)注:二級(jí)公路作為集散公路且交通量小、重型車輛少時(shí),其涵洞設(shè)計(jì)可采用公路-Ⅱ級(jí)汽車荷載。規(guī)定。2術(shù)語和符號(hào)術(shù)語culvert為保證地面水流能夠橫穿公路而設(shè)置的小型排水構(gòu)造物,一般由基礎(chǔ)、洞身、洞口建筑組成。pipeculvert洞身為管形的涵洞。archculvert洞身截面頂部呈拱形的涵洞。boxculvert洞身為箱形截面的涵洞。slabculvert洞身以鋼筋混凝土板、石板等作為頂蓋的涵洞。outletsubmergedculvert的涵洞。inletsubmergedculvert進(jìn)口被水流淹沒,洞身內(nèi)只有部分段落承受水頭壓力的涵洞。inletunsubmergedculvert洞身全長的水流處于無壓流動(dòng)狀態(tài)下的涵洞。invertedsiphon路基兩側(cè)水流都高于涵洞進(jìn)、出水口,且靠水流壓力通過形似倒虹吸的涵洞。匯水面積(集水面積)catchmentarea流域分水線與涵位斷面之間所包圍的平面面積。runoff陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、含水層或沙漠的水流。backwater水流受到壓縮或潮水水位、干流水位頂托而導(dǎo)致上游水位抬高的現(xiàn)象。criticalvelocity明渠水流中發(fā)生臨界水深的斷面平均流速。允許(不沖刷)permitvelocityfornoscour涵洞和排水計(jì)算時(shí),保證不出現(xiàn)沖刷所采用的流速。wettedcross-section河流、渠道或管道內(nèi)能排泄水流的橫斷面。wettedperimeter過水?dāng)嗝娴乃髋c河床(管道)接觸部分的潤濕邊界長度。hydraulicradius過水?dāng)嗝婷娣e與其濕周的比值。sediment水流攜帶的泥沙由于流速減緩而沉積的現(xiàn)象。coefficientofroughness綜合反映河床粗糙程度對水流起摩阻影響的系數(shù)。characteristicvalueofmaterialstrength0.05分位值確定。designvalueofmaterialstrength材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)后的值。actions施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力(直接作用,也稱為荷載)和引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因(間接作用characteristicvalueofanaction作用的主要代表值??筛鶕?jù)對觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、作用的自然界限或工程經(jīng)驗(yàn)確定。representativevalueofanaction極限狀態(tài)設(shè)計(jì)所采用的作用值,可以是作用的標(biāo)準(zhǔn)值或可變作用的伴隨值。designvalueofanaction作用的代表值與作用分項(xiàng)系數(shù)的乘積。effectsofanaction由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)。safetyclass設(shè)計(jì)等級(jí)。coefficientforimportanceofastructure對不同安全等級(jí)的結(jié)構(gòu),為使其具有規(guī)定的可靠度而采用的分項(xiàng)系數(shù)。partialsafetyfactor用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)時(shí),為保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度,在設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的系數(shù)。分為作用分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)兩類。engineeredbacksoil波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)周圍按規(guī)定方法分層填筑和壓實(shí)的、材料特性和級(jí)配符合一定要求的回填土,以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和發(fā)揮土—鋼結(jié)構(gòu)相互作用。符號(hào)水文、水力有關(guān)符號(hào)AK ——臨界水深時(shí)的涵內(nèi)凈過水面積BK ——臨界水深時(shí)的涵內(nèi)凈水面寬度;F ——匯水面積;g——H——h——徑流厚度;hk——臨界水深;n——糙率;Qp——設(shè)計(jì)流量;R——水力半徑;Sp ——t=1h的暴雨強(qiáng)度;Vk ——臨界流速;Vs ——設(shè)計(jì)流速。材料性能有關(guān)符號(hào)C ——混凝土強(qiáng)度等級(jí);Ec ——混凝土受壓彈性模量Em ——砌體受壓彈性模量;Es ——普通鋼筋的彈性模量;fck、fcd ——石材、混凝土、砌體軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值;fsk、fsd ——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值;f’sd ——普通鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;ftk、ftd ——混凝土、砌體軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值ftmd ——石材、混凝土、砌體彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fvd ——混凝土、砌體直接抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Gc ——混凝土剪變模量Gm ——砌體剪變模量;MU ——石材強(qiáng)度等級(jí)。作用和作用效應(yīng)有關(guān)符號(hào)E ——主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值;ej ——任一高度h處的靜土壓力強(qiáng)度M’ ——簡支斜板的單寬最大彎矩效應(yīng)幾何參數(shù)有關(guān)符號(hào)L ——涵洞長度或跨徑;La ——計(jì)算跨徑;——凈跨徑;R0 ——拱腹線半徑;0 ——拱腳至圓心的連線與垂線的交角(半圓心角;f0 ——凈矢高;計(jì)算系數(shù)及其他有關(guān)符號(hào)γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù); ——壓實(shí)土的靜土壓力系數(shù);c ——矩形截面抗扭剛度系數(shù); —— 土的側(cè)壓力系數(shù)。 ——土的內(nèi)摩擦角;α ——臺(tái)背或擋墻背與豎直面的夾角;——臺(tái)背或擋墻背與填土間的摩擦角。3基本規(guī)定涵洞分類板涵等。按構(gòu)造形式的不同,涵洞可分為管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵等。按填土高度的不同,涵洞可分為明涵、暗涵,當(dāng)涵洞洞頂填料厚度(包括路面)0.5m0.5m時(shí)為暗涵。按水力性質(zhì)的不同,涵洞可分為無壓力式、半壓力式、壓力式三種。按施工方法的不同,涵洞可分為裝配式涵、現(xiàn)澆涵和頂進(jìn)涵三種。條文說明3.1.1~3.1.5 3.1.5涵洞選型1.0.31.0.4條的規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列要求:應(yīng)根據(jù)所在公路等級(jí)、功能、性質(zhì)和將來發(fā)展的需求,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。在農(nóng)田排灌地區(qū)以及靠近村鎮(zhèn)、城市、鐵路及水利設(shè)施的涵洞,應(yīng)充分征求各方意見協(xié)商確定。應(yīng)與河溝特征、地質(zhì)、水文和填土高度等條件相適應(yīng)。在交通量較大或不能中斷交通的既有道路上,當(dāng)路基穩(wěn)定無下沉情況時(shí),宜結(jié)合地質(zhì)、地形和運(yùn)營條件,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,可選擇頂進(jìn)涵。在同一路段內(nèi)的涵洞類型,應(yīng)力求簡化,便于標(biāo)準(zhǔn)化施工及養(yǎng)護(hù)維修。3.2.2的規(guī)定。表3.2.2各類涵洞標(biāo)準(zhǔn)化跨徑(m)構(gòu)造型式標(biāo)準(zhǔn)化跨徑鋼筋混凝土管涵0.75、1.00、1.25、1.50、2.00鋼筋混凝土蓋板涵1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、5.00拱涵1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、5.00鋼筋混凝土箱涵1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、5.00石蓋板涵0.75、1.00、1.25倒虹吸管涵0.75、1.00、1.25、1.50波紋鋼管(板)涵1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、5.003.2.3的要求:表3.2.3不同材料涵洞的適用性建筑材料適用性圬工涵在石料豐富地區(qū),可采用石蓋板涵、石拱涵;混凝土可現(xiàn)場澆筑或預(yù)制成拱涵、圓管涵和小跨徑蓋板涵鋼筋混凝土涵可用于管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵、倒虹吸涵等波紋鋼管(板)涵用于凍土、軟弱地基等不良地質(zhì)的暗涵以及有特殊要求的暗涵,不宜用于陡坡涵條文說明按不同材料涵洞造型的優(yōu)缺點(diǎn):鋼筋混凝土涵:涵身堅(jiān)固,經(jīng)久耐用,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少,但造價(jià)較高。3.2.4的要求:表3.2.4各種構(gòu)造形式涵洞的適用性構(gòu)造形式適用性管涵有足夠填土高度的小跨徑暗涵,一般為單孔,多孔時(shí)不宜超過3孔蓋板涵要求過水面積較大的明涵或暗涵拱涵跨越深溝或高路堤時(shí)選用,山區(qū)石料豐富可用石拱涵箱涵用于軟弱地基、高地震烈度區(qū)及其他特殊條件地段條文說明箱涵:整體性強(qiáng),對地基的適應(yīng)性強(qiáng),但用鋼量較多,造價(jià)高,施工較困難。3.2.5的要求:表3.2.5水力性質(zhì)不同的涵洞選型水力性質(zhì)適用性無壓力式要求涵頂高出水面,涵前不允許壅水或壅水不高半壓力式全涵凈高相等,涵前允許一定的壅水高,且略高于進(jìn)口凈高壓力式洪河溝。涵洞在設(shè)計(jì)與施工中的相關(guān)要求涵洞進(jìn)出洞口以及洞外進(jìn)水、排水工程的形式與尺寸應(yīng)使水流能順暢通過,并滿足兩側(cè)路堤的穩(wěn)定要求,且不應(yīng)對附近環(huán)境造成不利影響。有水壓涵洞應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ),管節(jié)接縫應(yīng)密不透水,避免水壓滲透,保證路堤及基底的穩(wěn)定性。85%填土高度的一倍。填筑應(yīng)在兩側(cè)對稱、均衡地分層進(jìn)行,壓實(shí)度不應(yīng)小于96%。二級(jí)及二級(jí)以上公路路堤與涵洞連接處應(yīng)設(shè)置過渡段,過渡段路基壓實(shí)2~33~5m高填土涵洞宜根據(jù)實(shí)際情況處理。200mm工后沉降量不滿足上述要求時(shí),應(yīng)針對沉降進(jìn)行處治設(shè)計(jì)。涵洞的預(yù)制構(gòu)件的寬度應(yīng)視起重及運(yùn)輸能力而定,但應(yīng)保證構(gòu)件的強(qiáng)度1.0m1.0m。施工時(shí)涵洞應(yīng)設(shè)上拱度,高填土和長、大孔徑涵洞宜由計(jì)算確定,一般3.3.7中部流水槽面的高程。表3.3.7一般涵洞預(yù)設(shè)上拱度基底土類別上拱度碎石土、礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂H/80半干硬狀態(tài)的、硬塑狀態(tài)的黏性土及老黃土H/50注:1.H為路線中心線處自涵洞流水槽面至路面頂面的高度;當(dāng)設(shè)計(jì)有規(guī)定上拱度時(shí),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置;基底土屬軟塑狀態(tài)的黏性土或新黃土?xí)r,上拱度可適當(dāng)加大;2m以及涵身坡度>5%的涵洞,可不設(shè)上拱度。對改擴(kuò)建工程,新建涵洞與既有涵洞連接處為整體式路基時(shí),接長涵洞(鋪砌(鋪砌涵洞與既有涵洞間進(jìn)出口的引水和排水工程。波紋鋼管(板)涵的結(jié)構(gòu)性回填應(yīng)符合下列要求:1結(jié)構(gòu)性回填范圍按圖3.3.9-1所示采用。a)單孔結(jié)構(gòu)b)多孔結(jié)構(gòu)圖3.3.9-1結(jié)構(gòu)性回填范圍示意Dh為波紋鋼管()涵結(jié)構(gòu)的有效跨度(Da()Db為波紋鋼管()Dh1mDb為05m1m<Dh2mDb
05Dh2m<Dh10mDb
1m;當(dāng)Dh10mDb為0.1Dh。最小覆土厚度Da可按下列公式計(jì)算結(jié)果取較大值,且不得小于0.6m。1aD=Dha6
(Dh)2Dv
(3.3.9?1)Dh2Da=0.4(Dv)
(3.3.9?2)hv——分別為波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)的有效跨度和有效矢高(m,按波紋鋼板軸線計(jì)算,對不同橫截面形式,具體的取值(3.3.92a)圓管結(jié)構(gòu) b)橫向橢圓結(jié)構(gòu)c)豎向橢圓結(jié)構(gòu)d)管拱結(jié)構(gòu)e)拱形結(jié)構(gòu)圖3.3.9-2Dh和Dv的定義示意礫、卵石與細(xì)粒土的混合料。結(jié)構(gòu)性回填土范圍不得采用大型機(jī)械填筑、壓實(shí)。對閉口截面結(jié)構(gòu)物管底下方楔形部填料,可采用水密法,并用振蕩器振實(shí)。150~200mm2.0m以內(nèi)的范圍內(nèi),應(yīng)嚴(yán)格控制除行駛;夯實(shí)結(jié)構(gòu)物上方回填土?xí)r,應(yīng)垂直于結(jié)構(gòu)物長度方向行駛。(JTG/T的規(guī)定,并應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)物承載力驗(yàn)算,符合要求后,方可允許車輛通行。條文說明高填土涵洞減荷載措施宜包括下列內(nèi)容:應(yīng)豎直,且開挖寬度與涵洞寬度相當(dāng)。求即可,加固寬度應(yīng)延伸至基底以外不小于一倍涵洞跨徑的范圍。條文說明34材料一般規(guī)定4.1.1的規(guī)定:表4.1.1 圬工材料的最強(qiáng)度等級(jí)結(jié)構(gòu)物種類材料最低強(qiáng)度等級(jí)砌筑砂漿最低強(qiáng)度等級(jí)涵身上部MU50石材C25混凝土(現(xiàn)澆)C30混凝土(預(yù)制塊)M7.5墩臺(tái)、基礎(chǔ)MU30石材C25混凝土(現(xiàn)澆)C25混凝土(預(yù)制塊)M520%4.1.1彈性模量和剪變模量可按同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土采用。累年最冷月平均溫度低于或等于-10有足夠抗凍性能的,應(yīng)作抗凍試驗(yàn)。所用的石材抗凍性指標(biāo),應(yīng)符合下列規(guī)定:石材應(yīng)在含水飽和狀態(tài)下經(jīng)過-152025次。(0.75倍。石材應(yīng)具有耐風(fēng)化和抗侵蝕性。用于浸水或氣候潮濕地區(qū)的受力結(jié)構(gòu)的0.8。鋼筋混凝土涵洞的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400RRB400鋼筋。波紋鋼管(板)主體結(jié)構(gòu)材料應(yīng)符合下列規(guī)定:(GB/T700)的要求。(GB912)或現(xiàn)行《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶(GB/T(GB/T的規(guī)定。形、重量及允許偏差應(yīng)符合現(xiàn)行《連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶》(GB/T2518)的規(guī)定。波紋鋼管(板)的連接件、焊接材料、密封材料、防腐材料應(yīng)符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。條文說明1(JTGD61(JTG3362(板(JT/T791)進(jìn)行編寫。波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)根據(jù)實(shí)際鋼材質(zhì)量保證情況、受力要求,與各廠家的實(shí)際生產(chǎn)情況一致。圬工材料石材軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd和彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftmd應(yīng)按表4.2.1的規(guī)定采用。表4.2.1 石材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)強(qiáng)度等級(jí)MU30MU40MU50MU60MU80MU100MU120fcd7.9510.5913.2415.8921.1926.4931.78ftmd0.550.730.911.091.451.822.18注:表中所列石材強(qiáng)度等級(jí)采用邊長70mm的含水飽和立方體試件的抗壓強(qiáng)度(MPa)表示,抗壓強(qiáng)度取三塊試件平均值。A用。fcdftmd度設(shè)計(jì)值fvd應(yīng)按表4.2.3規(guī)定采用。表4.2.3混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40fcd5.877.829.7811.7313.6915.64ftmd0.660.800.921.041.141.24fvd1.321.591.852.092.282.48注:表中所列混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用邊長150mm的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,并冠以C表示,如C30表示30級(jí)混凝土。砂漿砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定采用:fcd4.2.4-1表4.2.4-1 混凝土預(yù)制塊砂漿體壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)砌塊強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度砂漿強(qiáng)度等級(jí)0M5M7.5M10M15M20C151.262.843.213.584.315.05C201.463.283.704.134.985.83C251.633.674.144.625.576.52C301.794.024.545.066.107.14C351.934.344.905.476.597.71C402.064.645.245.847.048.25注:表中所列砂漿的強(qiáng)度等級(jí)采用邊長70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件28d抗壓強(qiáng)度(MPa)表示??箟簭?qiáng)度取三塊試件平均值;fcd4.2.4-2的規(guī)定采用。表4.2.4-2 塊石砂漿砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)砌塊強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度砂漿強(qiáng)度等級(jí)0M5M7.5M10M15M20MU301.052.372.672.983.594.21MU401.212.733.093.444.154.86MU501.363.053.453.854.645.43MU601.493.353.784.225.085.95MU801.723.864.374.875.876.87MU1001.924.324.885.446.567.68MU1202.104.735.355.967.198.42注:對各類石砌體,應(yīng)按表中數(shù)值分別乘以下列系數(shù):細(xì)料石砌體1.5;半細(xì)料石砌體1.3;粗料石砌體1.2;干砌塊石砌體可采用砂漿強(qiáng)度為零時(shí)的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。fcd4.2.4-3的規(guī)定采用。表4.2.4-3 片石砂漿砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)砌塊強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度砂漿強(qiáng)度等級(jí)0M5M7.5M10M15M20MU300.160.550.630.700.840.98MU400.190.640.720.810.971.14MU500.210.710.810.901.091.27MU600.230.780.880.991.191.39MU800.270.901.021.141.371.61MU1000.301.011.141.271.541.80MU1200.331.111.251.391.681.97注:干砌片石砌體可采用砂漿強(qiáng)度為零時(shí)的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。ftdftmdfvd4.2.4-4的規(guī)定采用。4.2.4-4(MPa)強(qiáng)度類別破壞特征砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5M7.5M10M15M20軸心抗拉ftd齒縫規(guī)則砌塊砌體0.0520.0630.0730.0900.104片石砌體0.0480.0590.0680.0830.096彎曲抗拉ftmd齒縫規(guī)則砌塊砌體0.0610.0740.0860.1050.122片石砌體0.0720.0890.1020.1250.145通縫規(guī)則砌塊砌體0.0420.0510.0590.0730.084直接抗剪fvd—規(guī)則砌塊砌體0.0520.0630.0730.0900.104片石砌體0.1200.1470.1700.2080.241注:1.砌體齡期為28d。預(yù)制塊砌體。小石子混凝土砌塊石、片石砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)分別按表4.2.5-1、表4.2.5-24.2.5-3的規(guī)定采用。表4.2.5-1 小石子混凝土砌塊砌軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)石材強(qiáng)度等級(jí)小石子混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40MU303.794.48————MU404.385.175.926.63——MU504.905.786.617.428.198.95MU605.366.337.248.129.989.80MU806.197.318.379.3810.3611.32MU1006.938.179.3510.4911.5912.65MU1207.598.9510.2511.4912.6913.86注:砌塊為粗料石時(shí),軸心抗壓強(qiáng)度為表值乘1.2;砌塊為細(xì)料石、半細(xì)料石時(shí),軸心抗壓強(qiáng)度為表值乘1.4。表4.2.5-2小石子混凝土砌片石砌體軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)石材強(qiáng)度等級(jí)小石子混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30MU301.851.95——MU402.162.312.422.50MU502.432.622.772.88MU602.672.913.093.23MU803.173.493.743.94MU1004.174.635.005.30MU1205.365.996.516.944.2.5-3(MPa)強(qiáng)度類別破壞特征砌體種類混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40軸心抗拉ftd齒縫塊石砌體0.1750.2020.2260.2470.2670.285片石砌體0.2600.3010.3360.3680.3980.425彎曲抗拉ftmd齒縫塊石砌體0.2050.2370.2650.2900.3130.335片石砌體0.3000.3490.3870.4270.4610.493通縫塊石砌體0.1420.1640.1830.2010.2170.232直接抗剪fvd—塊石砌體0.1750.2020.2260.2470.2670.285片石砌體0.2600.3010.3360.3680.3980.425注:其它規(guī)則砌塊砌體強(qiáng)度值為表內(nèi)塊石砌體值乘以下列系數(shù):粗料石砌體0.7;細(xì)料石、半細(xì)料石砌體0.35。4.2.6-14.2.6-2的規(guī)定采用?;炷梁推鲶w的剪變模量Gc和Gm應(yīng)分別取其受壓彈性模量的0.4倍。表4.2.6-1 混凝土的受壓彈性量Ec(MPa)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40彈性模量2.20×1042.55×1042.80×1043.00×1043.15×1043.25×104表4.2.6-2 各類砌體受壓彈性量Em(MPa)砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5M7.5M10M15M20混凝土預(yù)制塊砌體1500fcd1600fcd1700fcd1700fcd1700fcd粗料石、塊石及片石砌體40005650730073007300細(xì)料石、半細(xì)料石砌體1200017000220002200022000小石子混凝土砌體2100fcd鋼筋混凝土材料fckftk4.3.1規(guī)定采用。表4.3.1 混凝土強(qiáng)度標(biāo)值(MPa)C25C30C35C40C45C50fck16.720.123.426.829.632.4ftk1.782.012.202.402.512.65150mmC3028d95%MPa計(jì)fcdftd規(guī)定采用。表4.3.2 混凝土強(qiáng)度設(shè)值(MPa)C25C30C35C40C45C50fcd11.513.816.118.420.522.4ftd1.231.391.521.651.741.83300mm,表0.8;()Ec4.3.3的規(guī)定采用。表4.3.3混凝土的彈性模量(MPa)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25C30C35C40C45C50Ec2.80×1043.00×1043.15×1043.25×1043.35×1043.45×104C50Ec0.95。普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fskfsd和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f'fsd應(yīng)按表4.3.4的規(guī)定采用。表4.3.4普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)鋼筋種類符號(hào)公稱直徑d(mm)fskfsdf'sdHPB3006~22300250250HPB400RRB4006~50400330330HRB5006~50500415400注:1.鋼筋混凝土軸心受拉和小偏心受拉構(gòu)件的鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于330MPa時(shí),仍應(yīng)按330MPa取用。2.構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí),每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Es4.3.2的規(guī)定采用。表4.3.5鋼筋的彈性模量Es(MPa)鋼筋種類彈性模量HPB3002.1×105HRB400、HRB500鋼筋HRBF400鋼筋RRB400鋼筋2.0×105波紋鋼管(板)材料螺旋波紋鋼管、環(huán)形波紋鋼管、波紋鋼板件等主體結(jié)構(gòu)材料采用低合金B(yǎng)級(jí)、DB級(jí)、C級(jí)、D級(jí)。條文說明目前在修建波紋鋼管(板)涵時(shí),常用主體結(jié)構(gòu)材料厚度不大于12mm,故只給出了小于或等于16mm的鋼材指標(biāo),即鋼材牌號(hào)Q235、Q345。連接件材料可按下列規(guī)定采用:管箍、法蘭盤的材料采用碳素結(jié)構(gòu)鋼時(shí),其性能應(yīng)符合現(xiàn)行《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700)的要求。Pd4.4.2表4.4.2 高強(qiáng)度螺栓拉力設(shè)計(jì)值Pd(kN)螺栓的性能等級(jí)螺栓公稱直徑(mm)M20M22M24M27M308.8S12515017523028010.9S155190225290355條文說明只列出目前在修建波紋鋼管(板)涵時(shí)常用的連接件材料,其螺栓主要采用高強(qiáng)度螺栓,而普通螺栓不常用,故只給出高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值。防腐材料可按下列規(guī)定采用:(GB/T470)1號(hào)鋅或0號(hào)鋅,鍍鋅前鋼表面除銹處理的最低等級(jí)為Sa2.5。4.4.3的要求。防腐材料及工藝亦可采用其他新材料、新工藝。表4.4.3熱浸鍍鋅質(zhì)量要求項(xiàng) 目要求單面附著量(g/m2)≥350;中等腐蝕性和弱腐蝕性環(huán)境:波紋鋼管、波紋鋼板件和管箍≥300;螺栓、螺母≥175鍍鋅層附著性鍍鋅層應(yīng)與金屬結(jié)合牢固,經(jīng)錘擊試驗(yàn)不剝離、不凸起外觀質(zhì)量滴瘤或結(jié)塊鍍鋅層均勻性鍍鋅層應(yīng)均勻,無金屬銅的紅色沉積物鍍鋅層耐鹽霧性耐鹽霧性試驗(yàn)后,基材不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象0.5mm/(0.1~0.5)mm/年;弱腐蝕性:指金屬表面均勻腐蝕小于0.1mm/年。條文說明5涵洞布設(shè)一般規(guī)定基本資料的收集應(yīng)包括下列內(nèi)容:沿線地形圖,以能獲得匯水區(qū)流域面積、主河溝縱橫坡度等資料為原則;地質(zhì)特征資料和區(qū)域地質(zhì)圖;24h降雨量及雨力等;涵位附近上下游壩、閘、渠等水利設(shè)施的修建情況和水文資料;地區(qū)性洪水計(jì)算方法、歷史洪水資料、各河溝已有洪水計(jì)算成果;現(xiàn)有排灌系統(tǒng)及規(guī)劃方案圖、各排灌渠的設(shè)計(jì)斷面、流量、水位等;用、養(yǎng)護(hù)、水毀等情況。(JTGC1(JTGC20)的規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列要求:程、人工排灌渠道等應(yīng)進(jìn)行高程與斷面測量。漂浮物等情況。情況等。勾繪涵址匯水面積,進(jìn)行必要的水文、水力計(jì)算。水情況及其對構(gòu)造物的穩(wěn)定性影響等。對改擴(kuò)建工程,還應(yīng)查明原涵洞的位置、結(jié)構(gòu)形式、荷載標(biāo)準(zhǔn)、跨徑、高度、長度、基礎(chǔ)形式及埋置深度、修建年代、損毀修復(fù)等情況及利用的程度。既有墩臺(tái)、進(jìn)出口及鋪砌的位置和高程等。沿路線方向的涵址中線溝渠斷面;當(dāng)溝渠與路線正交時(shí),即為溝渠的橫斷面。物的位置和高程等。土承載力應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充地質(zhì)勘探。條文說明35.1.35.1.2條的要求進(jìn)行。平面布設(shè)涵洞平面布設(shè)應(yīng)遵循下列原則:1.0.5條規(guī)定設(shè)計(jì)洪水頻率的排洪能力。1/25全通行。車輛通行的涵(路)0.3m。四級(jí)公路上的漫水涵洞或過水1/25設(shè)計(jì)洪水頻率時(shí),可有限度中斷交通,其中斷時(shí)間可按具體情況決定。涵洞位置應(yīng)符合路線線形布設(shè)要求,當(dāng)不受線形布設(shè)限制時(shí),宜將涵洞位置選擇在地形有利,地質(zhì)條件良好,地基承載力較高、溝床穩(wěn)定的河(溝)段上。在跨越排水溝槽處、通過農(nóng)田排灌渠道處、平原區(qū)路線通過較長的低洼或泥ft當(dāng)?shù)匦螚l件許可,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,可并溝設(shè)涵。洞凈高和基礎(chǔ)埋深的影響。在農(nóng)灌區(qū)應(yīng)與農(nóng)田排灌系統(tǒng)相配合。當(dāng)須局部改變原有系統(tǒng)時(shí),不應(yīng)降低原有排灌功能。涵洞位置的布設(shè),宜與水流方向一致,避免因涵洞布設(shè)不當(dāng),引起上游水位壅高,淹沒農(nóng)田、村莊和路基,引起下游流速過大,加劇沖蝕溝岸及路基。涵洞的設(shè)置應(yīng)綜合考慮施工和養(yǎng)護(hù)維修的要求,降低建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。沿線涵洞布設(shè)密度應(yīng)根據(jù)地形、地貌、水文及農(nóng)田排灌等自然條件確定,但考慮路基施工壓實(shí)方便,涵洞間距不宜小于50m。史洪水情況,采取必要的防洪安全措施。條文說明10全。ft區(qū)涵洞平面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:ft嶺地區(qū)宜一溝一涵。在降雨量大或者暴雨集中且ft坡植被很稀疏的地區(qū),河溝均不宜合并設(shè)涵。當(dāng)匯水區(qū)很小,兩河溝相距很近,又具備溝通的條件下,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,可合并設(shè)涵,但應(yīng)注意修建必要的防護(hù)工程。涵洞的布設(shè)應(yīng)符合水流方向,不宜為減短涵長而正交布設(shè)。路基。200米內(nèi)又無其他涵洞時(shí),在彎道地點(diǎn)附近應(yīng)布設(shè)涵洞。路線沿水流方向由陡坡(≥5%)段過渡到緩坡(≤3%)200米內(nèi)又無其他涵洞時(shí),在變坡點(diǎn)附近應(yīng)布設(shè)涵洞。條文說明1ft前區(qū)(丘陵地帶)涵洞平面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:可采用分散與集中相結(jié)合的方法布設(shè)沿線涵洞。ft坡坡腳或溪溝邊岸附近。設(shè)涵洞,但不應(yīng)過分集中布設(shè)。在ft洼地,亦應(yīng)布設(shè)涵洞。身很長時(shí),不易改溝設(shè)涵,可將涵身設(shè)為曲線形,確保水流暢通,節(jié)省工程量。條文說明3平原區(qū)涵洞平面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:避免因改溝合并占用農(nóng)田和破壞既有的耕作和排灌系統(tǒng)。施工期間或工后增補(bǔ)涵洞。流趨向,在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置涵洞。路線靠近村莊時(shí),涵洞布設(shè)應(yīng)能排除村內(nèi)瀝水,且涵洞的出水口設(shè)置應(yīng)不危及農(nóng)田和房屋。在有長期積水的低洼地段,應(yīng)設(shè)置涵洞,以降低路基兩側(cè)水位差。當(dāng)河溝嚴(yán)重彎曲、分叉時(shí),可改溝取直或合并設(shè)正交涵。移位后的涵洞,上1.5游溝岸與耕地的沖蝕。條文說明4不良地質(zhì)地段及特殊條件下的涵洞平面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:路線穿過泥石流地段,涵洞可布設(shè)在流通區(qū)的最窄處,且孔徑應(yīng)適當(dāng)增大,凈高應(yīng)比流動(dòng)泥石流的平衡高度高出1.0米以上。在軟土泥沼地段,涵洞應(yīng)選擇在泥沼覆蓋層較淺或厚度較薄的地帶布設(shè),以便于地基基礎(chǔ)的處理??蓪⒑匆平ㄓ诎镀律稀T诹魉倩蛄髁枯^大,亦或深窄河溝兩岸橫向坡度較大的情況下,當(dāng)河溝水流方向與路線不垂直時(shí),宜將涵洞斜交布設(shè),其斜度不宜大于45°。路基高填地段,河溝邊坡穩(wěn)定、巖土密實(shí)時(shí),可將涵址從溝底移至岸坡上。立面布設(shè)涵洞立面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:涵底不沖不淤。ft嶺重丘地區(qū)河溝縱坡較陡,水流流速較大,涵洞立面布設(shè)應(yīng)結(jié)合具體地形地質(zhì)情況,設(shè)置緩坡涵或陡坡涵。平原微丘地區(qū)河溝縱坡較平緩,水流流速較小,設(shè)在天然河床上的涵洞,其鋪砌頂面高程及坡度應(yīng)與天然溝底高程及溝底縱坡基本一致。條文說明3ft嶺重丘區(qū)陡坡10%30%的輕度風(fēng)化巖石地基河溝,10%30%2m,相鄰兩節(jié)0.75d(d為上部構(gòu)造厚度d,0.7mhd/3(hd為涵洞凈高(涵底為不等長、不等高差的臺(tái)階形式)平置式坡涵。條文說明ft嶺重丘區(qū)緩坡涵洞立面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:3%左右的緩坡河溝縱坡情況設(shè)置為平置式或斜置式。當(dāng)?shù)南艽胧?。平原微丘區(qū)涵洞立面布設(shè)應(yīng)符合下列要求:當(dāng)河溝縱坡小于或等于315m1%~3%。3%6%時(shí),涵底鋪砌可采用與天然河溝相同可設(shè)置為斜置式。1%~3%。條文說明36涵洞水文計(jì)算一般規(guī)定1.0.5條規(guī)定頻率的年最大洪水流量。設(shè)計(jì)洪水分析與計(jì)算可根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料情況及地區(qū)特點(diǎn),采用多種方法,經(jīng)核對比較后,選用合理的分析計(jì)算成果。ft區(qū)、丘陵區(qū)涵洞可按暴雨推理法、徑流形成法或地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算設(shè)計(jì)流量。平原區(qū)涵洞可用形態(tài)調(diào)查法,利用歷史洪水位推算設(shè)計(jì)流量;也可利用地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算設(shè)計(jì)流量。在同一河溝上、下游附近存在已建涵洞,且能調(diào)查到可靠的涵前洪水積水高度及相應(yīng)的洪水頻率時(shí),可采用直接類比法推算設(shè)計(jì)流量。人工排灌渠道的設(shè)計(jì)流量和水位,可直接采用排灌渠道的設(shè)計(jì)成果。暴雨推理法100Km2暴雨推理法可按下列公式計(jì)算:Qp=0.278(Spn
-μ)F (6.2.2-1)式中:p———設(shè)計(jì)流量(m3/s;Sp———(mm/hB各省區(qū)1~3;———匯流時(shí)間(hτ按下式計(jì)算:LILIZ北方可采用=k3( )1LIZ南方可采用k( )2LIZ
-3
(6.2.2-2)(6.2.2-3)4 Pk3、k4———B———主河溝長度(km;———主河溝平均坡度(‰;α1、α2、β3———指數(shù),查附錄B表B-1。n———暴雨遞減指數(shù);查附錄B各?。▍^(qū))暴雨遞減指數(shù)n值分區(qū)圖B-4和表B-2,表中n1、n2、n3由τ值分查;μ———損失參數(shù)(mm/h);損失參數(shù)μ按下式計(jì)算:1pμ=ks11p2pμ=ks2F-2p
(6.2.2-4)(6.2.2-5)k1、k2———系數(shù),查附錄B表B-3,表中土與植被分類,查附錄B表B-4;β1、β2、λ1———BB-3———匯水面積(km2暴雨推理法經(jīng)驗(yàn)公式在公路以及其他相關(guān)行業(yè)和部門均有不同的公式形式,可供使用。各?。▍^(qū)、地市水利部門的地區(qū)性流量經(jīng)驗(yàn)公式,亦可參照使用。條文說明區(qū)的差異性。B((設(shè)計(jì)洪峰流量。由于觀測資料的局限性和公式本身的一些概化假定,在某些情況下,可能有較大的出入,通常結(jié)合工點(diǎn)具體情況靈活使用,并以多種方法計(jì)算,合理采用計(jì)算結(jié)果。其參數(shù)、系數(shù)、指數(shù)盡量采用工點(diǎn)所在地區(qū)的水文手冊值。南方北方以秦嶺淮河為界。徑流形成法30km2徑流形成法可按徑流簡化公式計(jì)算:3 4Qp=(h-F5式中:Qp———設(shè)計(jì)流量(m3/s);ψ———地貌系數(shù),可查附錄B表B-5;
(6.3.2)h———徑流厚度(mmBB6B-7B-8BB-9;z——(mmB———匯水面積(km2;β———洪峰傳播的流量折減系數(shù),可查附錄B表B-11;γ———5km5kmBB-12;δ———湖泊或小水庫調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù),可查附錄B表B-13。徑流流量經(jīng)驗(yàn)公式在公路以及其他相關(guān)行業(yè)和部門均有不同的公式形式,各水文參數(shù)的取值宜根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w資料確定,亦可按地區(qū)性流量經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。條文說明(目前普遍使用的一種小流域供水流量計(jì)算方法。體情況,正確選取較合理的匯水時(shí)間及相應(yīng)的徑流厚度。形態(tài)調(diào)查法形態(tài)斷面宜選在有較可靠的洪水調(diào)查資料的河段內(nèi)。形態(tài)斷面應(yīng)與流向垂直,宜選在河段順直、岸坡穩(wěn)定、床面沖淤變化不大、泛濫寬度較小、斷面比較規(guī)則、河槽在平面上無過大擴(kuò)散或收縮、河溝床縱坡無急劇變化和無死水區(qū)及不受壅水影響的地方。當(dāng)涵址斷面符合形態(tài)斷面條件時(shí),涵址斷面可做為形態(tài)斷面。根據(jù)形態(tài)斷面處所調(diào)查到的比較可靠的歷史洪水位,可按下列均勻流公式計(jì)算河槽、河灘的平均流速和洪峰流量。cVc=1cnc
R23I12
(6.4.3-1)tVt=1tnt
R23I12
(6.4.3-2)Q=AcVc+AtVt (6.4.3-3)式中:———洪峰流量(m3/s;c、t———河槽、河灘過水面積Vc、Vt———河槽、河灘平均流速(m/s)nc、nt———Rc、Rt———(m10時(shí),可用平均水深代替;I———水面比降。形態(tài)斷面處規(guī)定頻率的設(shè)計(jì)流量可按下列公式推算:1按流量模比系數(shù)推算:Q=kpQ
(6.4.4-1)kPkn式中:p———形態(tài)斷面處規(guī)定頻率的設(shè)計(jì)流量(m3/s;Kp———規(guī)定頻率的模比系數(shù),可根據(jù)附錄B變差系數(shù)Cv表B-14查表B-15;kN———調(diào)查的歷史洪水頻率模比系數(shù),可根據(jù)附錄B變差系數(shù)Cv表B-14查表B-15;———形態(tài)斷面處相應(yīng)于所調(diào)查的歷史洪水位洪峰流量(m3/s2按多年平均流量推算:QP(1Cvp)QkPQ
(6.4.4-2)式中:P———離均系數(shù);Q多年平均洪峰流量(m3/s3按周期換算系數(shù)推算:
QPMQ
(6.4.4-3)M=1BB-16規(guī)定頻率時(shí)的周期換算系數(shù);Q———調(diào)查得的已知頻率時(shí)的某一歷史洪峰流量或多年平均洪峰流量(m3/s擬建涵洞處設(shè)計(jì)流量可按下列規(guī)定推算:當(dāng)形態(tài)斷面處與擬建涵洞處估計(jì)兩者匯水面積或流量相差±10%以內(nèi)時(shí),可不對應(yīng)的設(shè)計(jì)流量。當(dāng)形態(tài)斷面處與擬建涵洞處兩者匯水面積或流量相差較大時(shí),可按下式推求:FnBmI14Q2 2 2 Qs FnBmI14
(6.4.5-1)1 1 1式中:———擬建涵洞處設(shè)計(jì)洪峰流量(m/s;1、2———分別為形態(tài)斷面和擬建涵洞處的匯水面積(km2;1、2———分別為形態(tài)斷面和擬建涵洞處匯水區(qū)的平均寬度(km;I1I2———計(jì);n———匯水面積的指數(shù)參數(shù),大流域時(shí)取1/2~2/3;F≤30km2時(shí),取0.8;m———流域形狀的指數(shù)參數(shù),雨洪采用1/3;p———形態(tài)斷面處由擬建涵洞規(guī)定頻率而定的洪峰流量(m3/s30km2可按下式推算:F0.8SPQ2 QSP
(6.4.5-2)F1和L2,可按下式推求:SLQ=(L216QSL
(6.4.5-3)P1式中:1、2———分別為形態(tài)斷面和擬建涵洞處的主河溝長度(km條文說明直接類比法直接類比法的適用范圍可不受限制。通過原有涵洞的洪峰流量應(yīng)符合下列規(guī)定:無壓力式涵洞可按下列公式計(jì)算:2g(H0-hk)2g(H0-hk)
(6.5.2-1)VK=
Qk
(6.5.2-2)H0=hk
V2 k 2g2
(6.5.2-3)V2HH0-02g式中:———通過原有涵洞的洪峰流量(m/s;
(6.5.2-4)ε———涵洞側(cè)向壓縮系數(shù),對無升高管節(jié)的拱涵取ε=0.96,其他涵可取ε=1.0;φ———流速系數(shù),矩形涵φ=0.95;拱涵、圓管涵φ=0.85;ωk———(m2;———9.80(m/s2;V20———涵前總水頭(m,當(dāng)0很小時(shí),0;2g0———涵前行近流速(m/s;hk———臨界斷面處臨界水深(m,涵內(nèi)收縮斷面處水深 hc=0.9hk;VcVk———臨界斷面處臨界流速(m/s),涵內(nèi)收縮斷面處流速
Vk0.9;———涵前積水深(m半壓力式涵洞可按下列公式計(jì)算:2g(H0-hc)Q2g(H0-hc)
(6.5.2-5)H0hc
V2 c2g2
(6.5.2-6)式中:———流速系數(shù),進(jìn)水口不升高式=0.85,升高式(或流線型)=0.95;ωc———(m2;hc———涵內(nèi)收縮斷面處水深hd———涵洞凈高(m;2g(H-h)t112gLC2g(H-h)t112gLC2RQ
(6.5.2-7)式中:ω———涵洞過水?dāng)嗝婷娣e(m2;V2Vyht———涵后天然水深(m,調(diào)查得來,或按式ht=02g2
計(jì)算,(不沖刷B為流速系數(shù),查附錄B表B-18;———涵洞進(jìn)水口摩阻系數(shù),查附錄B表B-19;———涵洞長度(m;1 1C———謝才系數(shù),C=nR6;R———水力半徑n———糙率。原有涵洞處的天然洪峰流量可按下式換算:Qt=S·Q (6.5.3)式中:Qt———某一歷史洪水位(或多年平均洪水位)時(shí)原有涵洞處天然的洪峰流量(m3/s;S———積水換算系數(shù),查附錄B表B-20。6.4.4條的規(guī)定進(jìn)行推算。6.4.5條的規(guī)定進(jìn)行推求。條文說明流量計(jì)算方法的比較與核對流量計(jì)算方法的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)以暴雨資料為主推算小流域洪水流量時(shí),可采用暴雨推理法、徑流形成法。條文說明暴雨推理公式,參變數(shù)是簡化了的概略值,且暴雨指數(shù)n值的分區(qū)和巖土分類均較粗略。在實(shí)際應(yīng)用中,參數(shù)和指數(shù)一般采用各地區(qū)編制的水文參數(shù)值。徑流形成法,暴雨分區(qū)及按匯水面積劃分的匯流時(shí)間比較粗略。在實(shí)際應(yīng)用中,盡量根據(jù)具體情況,正確選取較合理的匯流時(shí)間及相應(yīng)的徑流厚度。直接類比法,因其資料來自對原有涵洞的調(diào)查,故這種方法計(jì)算結(jié)果比較可靠,有條件時(shí)盡量首選。流量計(jì)算成果應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行核對:宜根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,采用兩種以上方法計(jì)算互相核對比較。通過調(diào)查研究,宜采用適合本地區(qū)的計(jì)算方法和有關(guān)參數(shù)。流量計(jì)算成果應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場具體情況按下列要求加以驗(yàn)證:修正公式算得的結(jié)果。應(yīng)通過調(diào)查既有涵洞通過的歷史最大流量進(jìn)行比較驗(yàn)證。7涵洞水力計(jì)算一般規(guī)定涵洞水力計(jì)算應(yīng)保證設(shè)計(jì)洪水、漂浮物等的安全通過,確保路基及基底經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)公路等級(jí),求得涵洞規(guī)定設(shè)計(jì)洪水頻率的設(shè)計(jì)流量,結(jié)合河溝斷面應(yīng)進(jìn)行水力計(jì)算;應(yīng)驗(yàn)算涵內(nèi)流速、水深和涵前壅水位。新建涵洞應(yīng)采用無壓力式,在涵前允許壅水且有充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較依據(jù)時(shí),方可采用半壓力式或壓力式涵洞。條文說明涵洞前水深可以低于涵洞凈高,也可以高于涵洞凈高,按涵前水深是否淹沒洞口以及涵洞水流過水狀態(tài),分為無壓力式、半壓力式和壓力式三種。所以涵洞要設(shè)計(jì)成無壓力式的。0.75m跨徑只適用于無淤積地區(qū)的灌溉渠道,排洪涵洞跨徑不宜小于1.0m。長度可視具體情況而定。人工排灌渠道上的涵洞,應(yīng)依據(jù)排灌流量、過水?dāng)嗝婧彤?dāng)?shù)厮块T及溝斷面形態(tài)初擬孔徑,不宜壓縮設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下河溝的天然排水面積。冰凍地區(qū)不宜采用小孔徑管涵和倒吸虹管涵洞。當(dāng)有農(nóng)田排灌需要,必須采用時(shí),應(yīng)在凍期前將管內(nèi)積水排除,并將兩端進(jìn)出口封閉。7.1.8水深應(yīng)小于或等于涵洞凈高的1.15倍??刹挥?jì)涵前積水對設(shè)計(jì)流量的影響。表7.1.8無壓力式涵洞凈空高度hd(m)涵洞進(jìn)口凈高或內(nèi)徑hd(m)管涵拱涵板涵、箱涵≤3≥hd/4≥hd/4≥hd/6>3≥0.75≥0.75≥0.5涵洞孔徑驗(yàn)算無壓力式涵洞的孔徑計(jì)算應(yīng)根據(jù)河溝斷面形態(tài)初擬孔徑后,按下列公式驗(yàn)算涵內(nèi)流速、水深和涵前壅水位。臨界流狀態(tài)可按下列公式計(jì)算:QPg3QPg3BKAK
QP
(7.2.1-1)(7.2.1-2)Vqs
VK0.9
(7.2.1-3)hqs0.9hkV2 V2
(7.2.1-4)hqhqs
qs-2g2
(7.2.1-5)H1=Hqs+hq (7.2.1-6)式中:k―――涵內(nèi)臨界流速(m/s;p―――設(shè)計(jì)流量(m3/s;k―――臨界水深時(shí)的涵內(nèi)凈水面寬度―――9.80(m/s2;ε―――涵洞側(cè)向壓縮系數(shù)對無升高管節(jié)的拱涵取 其他涵可取ε=1.0;k―――臨界水深時(shí)的涵內(nèi)凈過水面積q―――涵內(nèi)收縮斷面處流速(m/s;hq―――(m;hk―――臨界水深(m,指臨界斷面處,鋪砌面至臨界水面的水深,按Akhq―――涵前積水深m;φ―――流速系數(shù),查附錄B表B-18;V―――涵前行近流速(m/s;1―――涵前壅水位(m;q―――涵前鋪砌面高程(m1)當(dāng)H2>Hd+1.3hk+I(xiàn)(L-Lc)時(shí),應(yīng)改按淹沒流狀態(tài)驗(yàn)算。式中:2―――涵洞出口斷面的設(shè)計(jì)水位d―――涵洞出口斷面鋪砌面高程I―――涵底縱坡;―――涵長(m;c―――1.5~2.5(hqhq2)Vy<VqsVy≥Vqs3)當(dāng)H1超過涵前允許淹沒水位時(shí),應(yīng)增大孔徑。0淹沒流狀態(tài)可按下列公式計(jì)算:0s=Φg(H0?H2) (7.2.17)AQp
(7.2.1-8)H=H+ˉ2
(7.2.1?9)0 1 2gv2
ˉ2H1=H2+ s
(7.2.1?10)2g 2 2gΦ0111112
(7.2.1-11)2gLξ= 2
(7.2.1?12)2 CR11C=nR6 (7.2.1?13)式中:―――涵內(nèi)設(shè)計(jì)流速Φ0―――0-――涵前水頭高程(m;―――涵內(nèi)過水面積(m2;ξ1―――入口損失參數(shù),查附錄B表B-19取用相應(yīng)的摩阻系數(shù)ξ1值;ξ2-――沿程損失系數(shù);C―――滿寧流速系數(shù);n―――0.017R―――水力半徑(mVs>VyVy≥VsVs≤Vy。H1H1過多時(shí),可考慮縮減孔徑。倒虹吸涵洞的孔徑計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:倒虹吸過水面積應(yīng)按下列公式計(jì)算:Qp=μZ (..2?)μ= 1J∑ξ5J∑ξi=1i式中:A―――倒虹吸過水面積―――上、下游水位差(m;μ―――水頭損失綜合系數(shù);
(7.2.2?2)∑5∑
ξi―――阻力系數(shù)之和。數(shù)和出口阻力系數(shù)等,各阻力系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定確定:ξ17.2.2-1確定:表7.2.2-1 徑化力數(shù)ξ1斷面變化比A1/A20.010.10.20.40.60.81.0ξ1斷面由小變大0.980.810.640.360.160.040斷面由大變小0.450.390.350.280.200.090注:A1為較小的斷面面積,A2為較大的斷面面積。ξ27.2.2-2確定。進(jìn)口邊緣外形ξ2邊緣未作成圓弧形0.5邊緣微帶圓弧形0.2~0.25邊緣輪廓很光滑0.05~0.10進(jìn)口邊緣外形ξ2邊緣未作成圓弧形0.5邊緣微帶圓弧形0.2~0.25邊緣輪廓很光滑0.05~0.10ξ3θ<15°時(shí)為緩彎ξ3′θ7.2.2-33式中:θ―――轉(zhuǎn)彎角3
=k
90
(7.2.2-3)確定。
k―――系數(shù),對矩形斷面,應(yīng)按表7.2.2-4確定,對圓形斷面應(yīng)按表7.2.2-5表7.2.2-3 急阻系數(shù)ξ3′θ15°30°45°60°90°ξ3′0.0250.1100.2600.4901.200表7.2.2-4 緩矩?cái)嗝鎘值b/2R0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0k0.120.140.180.250.400.641.021.552.273.23注:b――凈寬(,――彎曲半徑(表7.2.2-5 緩圓斷的k值r/R0.10.20.30.40.5k0.130.140.160.210.29注:r――圓管半徑(,――彎曲半徑(ξ4,應(yīng)按下式計(jì)算=2gn2L ( )=ξ4
7.2.2?4式中:―――涵洞(包括兩豎井)的沿程長度(m;R―――水力半徑(m;n―――糙率,對混凝土洞身,采用0.013~0.014;對漿砌塊石洞身,采用0.016~0.017。5)出口阻力系數(shù)ξ5,宜采用1.0。過水消能建筑物的水力計(jì)算消力池的水力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:1d,收縮斷面的水深和流速可按下列圖式計(jì)算(7.3.17.3.12g(d2g(dp1.5hk-hc)h Q
(7.3.1-1)(7.3.1-2)cc BVc式中:VC―――收縮斷面流速(m/s);d―――消力池下挖深度(m;p―――跌坎距原溝底面的高度hk―――(m;hC―――收縮斷面水深(m;Q―――需通過的設(shè)計(jì)流量(m3/s);―――消力池寬度(m計(jì)算得的hc與假定值比較;若相差較大,應(yīng)將算得的hc值代回式(7.3.1-1)和式(7.3.1-2)再計(jì)算hc。hchc′可按下列公式計(jì)算:.2h hc2hc
18(hk18(hk)3hc
(7.3.1-3)驗(yàn)算假定的池深,為了使消力池產(chǎn)生淹沒式水躍,可按下式驗(yàn)算:t hd1.1ht 式中:ht―――下游天然正常水深(m
(7.3.1-4)假定的池深d經(jīng)試算至等式成立(相差不大于5%)為止,d即為確定池深4水流的射流長度,可按下式計(jì)算:2d2phkgL2d2phkg1 k,消力池內(nèi)的水躍是一種強(qiáng)迫形成的水躍,度短,可按下式計(jì)算:L2=5(hc′-hc) (7.3.1-6)L=L1+L2 (7.3.1-7)L0,由于水流發(fā)生水躍后仍存在剩余動(dòng)能,需有一個(gè)靜定緩和的過程,故池后加設(shè)一段鋪砌長度L0,可按下式計(jì)算:L0=(2.5~3.0)L2 (7.3.1-8)消力檻的水力計(jì)算類似消力池,應(yīng)計(jì)算檻高和消力池長度。消力池長度可按本規(guī)范公式(7.3.17)P1可按下列圖式計(jì)算(7.3.2圖7.3.2消力檻計(jì)算圖式2 q 3
q2P1hc
Ms
2g(h)2
(7.3.2-1)c1檻上水深H1和檻上總水頭H10可按下列公式確定:cq2H1H10-
2
(7.3.2-2)c2gh c 2 q 3sH10Ms
(7.3.2-3)式中:q―――單寬流量[(m3/s)/m],矩形過水?dāng)嗝鎞Q;Bhc水躍的躍后水深(m;α―――動(dòng)能修正系數(shù),可取α=1;σ―――消力檻前保證形成淹沒式水躍的系數(shù),一般取σ=1.05~1.10;M―――流量系數(shù),取用1.86;σs―――消力檻的淹沒系數(shù),當(dāng)出檻水流為自由出流時(shí)σs=1;當(dāng)下游水位影響檻的過流能力,即為淹沒出流時(shí)σs<1;g―――重力加速度,取用9.80m/s2。2消力檻淹沒系數(shù)σs可按下列公式確定:hssfH
10
(7.3.2-4)式中:hs―――下游天然正常水深ht在檻上的超高,hs=ht-P1;f(.)——消力檻的淹沒系數(shù)函數(shù)。計(jì)算中可按表7.3.2選用σs的數(shù)值。表中當(dāng)hs/H10≤0.45時(shí),σs=1,為自由出流;當(dāng)hs/H10>0.45時(shí),σs<1,為淹沒出流。表7.3.2消力檻的淹沒系數(shù)σs值hs/H10≤0.450.500.550.600.650.700.720.740.760.78σs1.0000.9900.9850.9750.9600.9400.9300.9150.9000.885hs/H100.800.820.840.860.880.900.920.951.00σs0.8650.8450.8150.7850.7500.7100.6510.5350.0003消力檻高P1可按下列公式確定:1(7.3.21(7.3.237.3.2σ=1σ,P1值即為所求得的值;當(dāng)為淹沒出流時(shí),可重新假定P1值,試算σs值。試算中以公式(7.3.2-1)的變形式10 c 1H h10 c 1
q2 2
計(jì)算:c2ghc 2)每次試算σs值后,可按下式計(jì)算單寬流量:3qsMH23
(7.3.2-5)q與設(shè)計(jì)的單寬流量q
QsB
10大致相等時(shí),則所設(shè)的P0即為確定值。若不相等,繼續(xù)假設(shè)P1試算,直至q與qs基本一致為止。跌水的水力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:單級(jí)跌水的計(jì)算只是收縮斷面水深計(jì)算及消力池、消力檻計(jì)算(7.3.1、7.3.27.3.17.3.2條規(guī)定計(jì)算。(7.3.3及池長。多級(jí)跌水的級(jí)高宜取相同數(shù)值。圖7.3.3多級(jí)跌水布置圖式(槽身(7.3.4其水力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:圖7.3.4急流槽注:過渡段長度δ=(2~4)Hhk,隨后各斷面水深小于臨界水深hk,即出現(xiàn)降水曲線。h0V0量差不大于±5%。l。l=∑△l (7.3.4-1)lEs2-Es1I-J
(7.3.4-2)Q21Es1h12gA21Q22Es2h22gA22Q2QJ
(7.3.4-3)(7.3.4-4)(7.3.4-5)A2C2RAA1A22CC1C22RR1R22
(7.3.4-6)(7.3.4-7)(7.3.4-8)式中:l―――hi、hi1斷面間的沿槽長度Es1―――I―――急流槽坡度,以小數(shù)計(jì);h0。
J―――前、后兩斷面的平均摩阻坡度;1、2、C1、C2、1、R2―――前、后兩斷面相應(yīng)的過水面積(m2、謝才系數(shù)和水力半徑(mlL進(jìn)行比較:l≤LlLhz=當(dāng)l>L時(shí),為短急流槽。此時(shí)槽身內(nèi)為一不完整的降水曲線。槽末端水深hz可以直線內(nèi)插法求得,可按下式計(jì)算:hh-h(huán)l-Lz k 0 l
+h0
(7.3.4-9)式中:hk―――(m;h0―――(m;Vz可按下式計(jì)算:VQ
(7.3.4-10)AzA2式中:A2―――槽末斷面的面積。L0=0外,其余尺寸的計(jì)算均與本規(guī)范第7.3.1條、第7.3.2條相同。8涵洞構(gòu)造一般規(guī)定涵洞作為排水構(gòu)造物,應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施消耗能量和防止沖刷(見8.1.1
圖8.1.1陡坡過水建筑物一般布置形式縫內(nèi)宜填彈性不透水材料。除置于巖石地基上的涵洞和無圬工基礎(chǔ)的圓管涵洞身范圍可不設(shè)沉降縫外,其余沿洞身長度方向每隔4-6m應(yīng)設(shè)置一道沉降縫,并應(yīng)符合下列規(guī)定:在中央分隔帶及路肩附近宜設(shè)置沉降縫。處均應(yīng)設(shè)置沉降縫。4m。條文說明涵洞的基礎(chǔ),應(yīng)按涵洞的構(gòu)造、地質(zhì)條件及地基處理的情況,設(shè)計(jì)為整體式或非整體式。冰凍地區(qū),端墻與端管節(jié)應(yīng)采用整體的剛性基礎(chǔ)。管涵及其他封閉式截面的涵洞,當(dāng)涵身底部土質(zhì)均勻、下沉量不大時(shí),8.1.6免管節(jié)間發(fā)生不均勻沉降和接縫漏水。表8.1.5涵身底部的處置形式基底土名稱形式墊層厚度或夯實(shí)層厚度(m)巖石混凝土抹成墊層―――砂墊層不小于0.4礫石土、卵石土用砂填充空隙同時(shí)夯實(shí)不小于0.4礫砂、粗砂、中砂及細(xì)砂表層夯實(shí)不小于0.4涵洞的洞身和進(jìn)出口一定范圍內(nèi)的溝床、路基坡面、錐體填方均應(yīng)鋪砌20°在縱坡陡、流速大的河溝,必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置急流槽、跌水及相應(yīng)的消能措施,并應(yīng)在端墻外端底部設(shè)置截水墻。鋼筋混凝土構(gòu)件,其受力鋼筋的最小配筋率和最小混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)(JTG洞身構(gòu)造圓管涵應(yīng)符合下列要求:管身宜為鋼筋混凝土構(gòu)件,應(yīng)配雙層鋼筋。片石基礎(chǔ);當(dāng)在砂礫、卵石、碎石及密實(shí)均勻的黏土或砂土地基上時(shí),可采用砂礫石墊層基礎(chǔ);當(dāng)在巖石地基上時(shí),可采用墊層混凝土?;A(chǔ)頂面應(yīng)進(jìn)行八字斜面包角,120°。O形橡膠圈。200mm等。向應(yīng)與洞身軸線垂直。蓋板涵應(yīng)符合下列要求:蓋板可分為石蓋板、鋼筋混凝土蓋板等。C20小石子混凝土填滿搗實(shí)空隙。由漿砌塊(片)石或混凝土構(gòu)成。涵底鋪砌宜為水泥砂漿砌片石。致;當(dāng)斜交正做時(shí),其方向應(yīng)與洞身軸線方向垂直。箱涵應(yīng)符合下列要求:涵身宜采用鋼筋混凝土整體閉合式框架結(jié)構(gòu),其橫截面可為長方形或正方形。內(nèi)壁在角隅處宜設(shè)倒角并配防劈裂鋼筋。時(shí),翼墻與洞身間應(yīng)設(shè)沉降縫。2m范圍內(nèi)應(yīng)將砂礫墊層埋入冰凍線以下不小于0.25m。方向應(yīng)與路線方向一致。拱涵應(yīng)符合下列要求:拱涵可分為石拱、混凝土拱涵等。拱圈可由石料、混凝土等材料構(gòu)成。拱圈宜采用等截面圓弧拱。護(hù)拱可由水泥砂漿砌片石、貧混凝土構(gòu)成。拱上側(cè)墻和涵底鋪砌可用水泥砂漿砌片石構(gòu)成。涵臺(tái)宜為圬工結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)視地基土情況,可采用整體式或分離式基礎(chǔ)。置同蓋板涵,其方向應(yīng)與洞身軸線垂直。倒虹吸管涵應(yīng)符合下列要求:井、出水河溝等組成。接縫宜為鋼絲網(wǎng)抹帶接口或環(huán)帶接口。出口河溝一定范圍內(nèi)應(yīng)作鋪砌加固。倒虹吸管涵構(gòu)造中及與路基連接部,應(yīng)注意采取防漏、防淤和防沖措施。條文說明4波紋鋼管(板)涵應(yīng)符合下列要求:(板構(gòu)。閉口截面結(jié)構(gòu)物(板螺旋波紋鋼管可采用工廠咬口方式連接(8.2.61,也可采用平行式、螺旋式管箍連接(8.2.62。環(huán)形波紋鋼管可采用軸向法蘭盤或螺栓連接[見圖8.2.63、8.2.63b)],或采用左右(或上下)半圓管節(jié)翻邊連接(8.2.648.2.6-1螺旋波紋鋼管咬口連接8.2.6-2螺旋波紋鋼管管箍連接圖8.2.6-3a)環(huán)形波紋鋼管法蘭盤連接圖8.2.6-3b)環(huán)形波紋鋼管螺栓連接圖8.2.6-4環(huán)形波紋鋼管半圓管節(jié)翻邊連接(8.2.6550mm,軸向搭接螺栓孔邊緣距離視波距大小而定。圖8.2.6-5波紋鋼板件拼裝(單位:mm)l——波距;Lw——波紋鋼板件寬度;d——波高波紋管內(nèi)外面和緊固連接件等均應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅防腐處理。開口截面結(jié)構(gòu)物開口截面結(jié)構(gòu)物宜由波紋鋼板件拼接而成。鋼板連接(8.2.66a)整體式基礎(chǔ)
b)分離式基礎(chǔ) c)A節(jié)點(diǎn)意圖8.2.6-6波形鋼板與基礎(chǔ)連接防水和防腐處理。(板與寬度應(yīng)符合表8.2.6的規(guī)定。對開口截面(拱形截面)結(jié)構(gòu)物,基礎(chǔ)宜為鋼筋混凝土或圬工結(jié)構(gòu),也可采用鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。基礎(chǔ)頂面的寬度應(yīng)不小于波紋鋼板的波幅尺寸。表8.2.6閉口截面結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的最小厚度與寬度地質(zhì)條件基礎(chǔ)最小厚度基礎(chǔ)寬優(yōu)質(zhì)土地基可直接將地基作為基礎(chǔ)一般性土質(zhì)地基管徑Dh<900mm200mm2Dh管徑Dh=900~2000mm300mm管徑Dh>2000mm0.20Dh巖石地基200~400mm,但當(dāng)填土高度大于5m增加40mm2Dh軟土地基(0.3~0.5)Dh或500mm以上(2~3)Dh(板基或基座之間設(shè)置砂礫墊層或其他適宜材料,使其緊密相貼。(板20o2:120o時(shí),應(yīng)作專門設(shè)計(jì)。(板波紋鋼管(板)涵底部一定范圍內(nèi)澆筑混凝土或采取其他內(nèi)襯材料。洞口構(gòu)造八字式洞口應(yīng)符合下列規(guī)定:正八字式洞口由敞開斜置八字墻構(gòu)成[8.3.1-a)]20°,且[8.3.1-b)]為塊(片)石砌筑,有條件時(shí)可做料石或混凝土預(yù)制塊鑲面。做[見圖8.3.1-c)]或斜交正做[見圖8.3.1-d)],洞口建筑應(yīng)作特殊設(shè)計(jì)。a)八字式洞口 b)直墻式洞口c)斜交斜做八字式洞口 d)斜交正做八字式洞口圖8.3.1八字式洞口一字墻式(端墻式)洞口應(yīng)符合下列規(guī)定:一字墻式正洞口為涵臺(tái)兩側(cè)垂直涵洞軸線部分擋住路堤邊坡的矮墻(端墻連接,構(gòu)成多種形式的一字墻式洞口[8.32、b、)]質(zhì)堅(jiān)實(shí)的河溝以及流速較小的人工渠道或不易受沖刷的巖石河溝。[可做成斜坡式或臺(tái)階式。a)一字墻式配錐形護(hù)坡洞口 b)一字墻式接渠道洞口 c)擋墻式洞口 d)一字墻式斜交正做洞口圖8.3.2一字墻式洞口扭坡式洞口應(yīng)符合下列規(guī)定:(8.3.3板涵、箱涵、拱涵洞身與人工灌溉渠道的連接。4~6倍,出口擴(kuò)散段還應(yīng)適當(dāng)增長。圖8.3.3扭坡式洞口平頭式洞口常用于鋼筋混凝土圓管涵和波紋鋼管(板)涵,需制作特殊的洞口管節(jié)(8.3.4。適用于水流通過涵洞擠束不大和流速較小的情況。a)平頭式正洞口 b)平頭式斜洞口圖8.3.4平頭式洞口走廊式洞口由兩道平行翼墻在前端展開成八字形或圓曲線形構(gòu)成(見圖8.3.5度或提高涵內(nèi)計(jì)算水深,增大涵洞的宣泄能力。適用于高路堤的情況。圖8.3.5走廊式洞口(8.3.6力。適用于高路堤或路幅較寬、涵身較長的涵洞。圖8.3.6流線型洞口跌水井式洞口主要有邊溝跌水井洞口與一字墻跌水井洞口兩種[見圖8.3.7b]50%或路基縱斷面設(shè)以解決天然溝槽或路基邊溝與涵洞進(jìn)口的連接,且僅適用于涵洞進(jìn)水口。a)邊溝跌水井洞口 b)一字墻跌水井洞口圖8.3.7跌水井式洞口進(jìn)出水口溝床加固及防護(hù)在涵洞上、下游河溝和路基邊坡一定范圍內(nèi),宜采取沖刷防護(hù)措施。當(dāng)15%設(shè)置截水墻,其埋置深度不小于臺(tái)身或翼墻基礎(chǔ)深度。涵洞可設(shè)置養(yǎng)護(hù)階梯。進(jìn)水口溝床加固及防護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:石鋪砌加固。10%~50%時(shí),除巖石溝槽外,溝底和溝槽側(cè)向邊坡以及路基邊溝均應(yīng)鋪砌加固。加固類型應(yīng)由水流流速確定,并符合下列規(guī)定:當(dāng)采用緩坡涵進(jìn)口時(shí),涵前溝底縱坡較陡,涵身縱坡較緩,應(yīng)在進(jìn)口段設(shè)置緩坡段,其長度為1~2倍的涵洞孔徑。當(dāng)采用陡坡涵進(jìn)口時(shí),涵身縱坡較大,水流呈急流狀態(tài),涵底坡度與涵前溝底縱坡基本平順銜接,可不設(shè)緩坡段,只做鋪砌加固。50%1.5~2.0m宜設(shè)一防滑墻。為減緩槽內(nèi)流速,可在槽底增設(shè)加糙設(shè)施。出水洞口溝床加固及防護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:3%3%~15%0.1~0.25m。15%消能設(shè)施。9結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般規(guī)定(JTGD60)中的作用及其組合(JTG的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG(JTGB02)中的相關(guān)規(guī)定。條文說明(JTGD63)(JTGB02)中的相關(guān)規(guī)定。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行承載能力驗(yàn)算,必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗傾覆和滑移驗(yàn)算,采用下列表達(dá)式:0SRfd,ad
(9.1.2)式中:0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級(jí)二級(jí)和三級(jí)分別取1.0和0.9;S——(JTG的規(guī)定計(jì)算;R——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值函數(shù);fd——材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;ad——幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值,當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時(shí),可采用幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值ak,即設(shè)計(jì)文件規(guī)定值。條文說明00.9的00ad鋼筋混凝土構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體使用要求對構(gòu)件的裂縫寬度及撓度進(jìn)行驗(yàn)算,以控制構(gòu)件在使用期間能正常工作。圬工構(gòu)件可由相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。條文說明為保證構(gòu)件在使用期間能正常工作,增加了涵洞按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的相關(guān)規(guī)定。原細(xì)則本條目刪除。作用公路涵洞設(shè)計(jì)應(yīng)采用車輛荷載,沖擊系數(shù)的計(jì)算與選取可按相關(guān)規(guī)定取用。車輛荷載及橫向分布系數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:車輛荷載的立面、平面尺寸如(9.2.1-1)所示,主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表9.2.1-1的規(guī)定。圖9.2.1-1 車輛荷載的立面、平面尺寸(單位:m)表9.2.1-1車輛荷載的主要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值kN550輪距m1.8前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN30前輪著地寬度及長度m0.3×0.2中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN2×120中、后輪著地寬度及長度m0.6×0.2后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN2×140車輛外形尺寸(長×寬)m15×2.5軸距m3+1.4+7+1.4車輛荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按(圖9.2.1-2)布置車輛荷載進(jìn)行計(jì)算,涵洞上9.2.1-2HHHH1.81.81.31.80.60.60.60.6a2a3a10.60.60.60.6a2a3a11.8 1.31.80.6 0.60.6a0.6HHb)壓力擴(kuò)散線全部重疊H1.40.20.21.40.21.40.20.21.40.20.2b1b1b2b=b1+b2b壓力擴(kuò)散線不重疊 b)壓力擴(kuò)散線重疊b圖9.2.1-3 車輛荷載縱向分布寬度(單位:m)表9.2.1-2 橫車布系數(shù)橫向布載車道數(shù)(條)12345678橫向車道布載系數(shù)1.201.000.780.670.600.550.520.50條文說明與現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60)一致,將原細(xì)則該條“重型車輛少的四級(jí)公路的橋涵,車輛荷載的效應(yīng)可乘以0.7的折減系數(shù)”刪除。沖擊系數(shù)的確定不在本規(guī)范中再行規(guī)定,參照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)第4.3.2條的規(guī)定計(jì)算。土的重力及土壓力宜按下列規(guī)定計(jì)算:靜土壓力可按下列公式計(jì)算:ejh
(9.2.2-1)1sin
(9.2.2-2)ej——h處的靜土壓力強(qiáng)度(kP;——壓實(shí)土的靜土壓力系數(shù);——土的重度(k/3;h——(m;——土的內(nèi)摩擦角(主動(dòng)土壓力(9.2.2)的標(biāo)準(zhǔn)值可按下列公式計(jì)算:當(dāng)土層特性無變化且無汽車荷載時(shí),作用在涵臺(tái)、擋墻前后的主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算:
E1BH22cos2()
(9.2.2-3)2(9.2.2-4)2cos2cos(
sin()sin()E——
cos()cos()μ——系數(shù);B——(m;H——計(jì)算土層高度(m;——填土表面與水平面的夾角(°,當(dāng)計(jì)算涵臺(tái)后或擋墻后主動(dòng)土壓力時(shí),按[圖9.2.2-a]取正值;當(dāng)計(jì)算涵臺(tái)前或擋墻前主動(dòng)土壓力時(shí),按[圖9.2.2-b)]取負(fù)值;——涵臺(tái)或擋土墻背與豎直面的夾角(°,俯墻背如(圖9.2.2)時(shí)為正值,反之為負(fù)值;——(°,可取2。CH3。a) b)圖9.2.2 主動(dòng)土壓力圖當(dāng)土層特性無變化但有汽車荷載作用時(shí),作用在涵臺(tái)、翼墻或端墻后的主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值在0o時(shí)可按下式計(jì)算:E1BH(H2h)
(9.2.2-5)2 00hG0Bl0
(9.2.2-6)0——(m;——土的重度(k/3;G——Bl0面積內(nèi)的車輪的總重力0——(m;B——(m主動(dòng)土壓力的著力點(diǎn)自計(jì)算土層底面算起,CHH3h0H。當(dāng)0o時(shí),破壞棱體破裂面與豎直線間夾角的正切值可按下式計(jì)算:(cottan)(tan(cottan)(tantan)
(9.2.2-7)式中:3填土的重力對涵洞的豎向和水平壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,可按下式計(jì)算:豎向壓力強(qiáng)度qV
K
(9.2.2-8)水平壓力強(qiáng)度qHejh
(9.2.2-9)式中:K——豎向土壓力系數(shù),見表9.2.2,經(jīng)久壓實(shí)的路堤采用1.0;——土的重度(k/m3;H——路面至涵洞頂?shù)奶钔粮叨龋╩;——壓實(shí)土的靜土壓力系數(shù);h——路面或填土頂面至涵洞計(jì)算截面處的填土高度(m表9.2.2 豎土力數(shù)K涵洞形式坡度0<Bg/D≤33<Bg/D≤10Bg/D>10或α=0°0.1≤H/D<11≤H/D<10H/D≥100.1≤H/D<11≤H/D<10H/D≥100.1≤H/D<11≤H/D<10H/D≥10圓管涵301.251.301.151.401.451.301.651.801.45或拱涵601.101.151.051.301.351.15901.041.201.251.05蓋板涵或箱涵301.101.151.041.251.301.151.501.601.30601.041.151.201.04901.101.151.04注:1.D—涵洞的外形寬度(m),對邊墻背為傾斜的涵洞,系指墻底面的外形寬度;對圓管涵系指外直徑;Bg—溝谷寬度(m);α—溝谷橫向坡度(o);H—涵頂填土高度(m);2.表中系數(shù)K不適用于采用波紋鋼等材料的柔性涵洞。條文說明涵25橋20608月第4版、1996年5月第5版、1999年10月第6版、2005年6月第7版,直至2017年最新版的四十多年間幾乎沒有任何改動(dòng)。E1H2第第1式
只適用于三角形分布靜止土壓力計(jì)算,并不具有一般性,而涵洞埋在地面以下,其土壓力分布多呈梯形分布而非三角形分布,且根據(jù)已有公式e=£y?及土壓力分布形態(tài)完全可以計(jì)算得出土壓力的大小,e (JTGe 1涵(JTG將原細(xì)則中公式9.2.3(用以計(jì)算車輛荷載的等代均布土層厚度)提前放置,并結(jié)合涵洞實(shí)際情況對個(gè)別參數(shù)釋義做了調(diào)整。K大的修改,具體說明如下:橋KHD的次修訂綜合考慮多種因素,對涵頂垂直土壓力系數(shù)K的取值進(jìn)行了全面修正。9.2.2K1316代40K中K11、22DHK圖9-1地形條件示意圖靜止土壓力狀態(tài)。汽車荷載引起的土壓力應(yīng)采用車輛荷載加載,并應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:1車輛荷載對涵洞頂面的豎向壓力和涵身任一點(diǎn)的水平壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,可按下式計(jì)算:
涵洞頂豎向壓力強(qiáng)度qG
(9.2.3-1)V 涵身任一點(diǎn)豎向壓
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