小桥涵概论PPT课件(PPT 27页).pptx

1、1公路小桥涵勘测设计公路小桥涵勘测设计小桥涵小桥涵：小桥小桥与与涵洞涵洞统称为小桥涵，是用来跨越沟谷、河流、人工统称为小桥涵，是用来跨越沟谷、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时修建的小型构造物。渠道以及排除路基内侧边沟水流时修建的小型构造物。1、作用、作用（1）保证）保证“路基路基”连续连续（2）保证水流畅通）保证水流畅通（3）保证行车无阻）保证行车无阻一、小桥涵的作用一、小桥涵的作用1第1页，共27页。2一、小桥涵的作用一、小桥涵的作用2、体现、体现（1）数量多，比重大，影响公路的造价，）数量多，比重大，影响公路的造价，20%左右左右平原区每公里平原区每公里13道，山区道，山区35道道

2、例：例：S241平腾线全长平腾线全长32.065公里，设中桥公里，设中桥5座，小桥座，小桥6座，涵洞座，涵洞51道道（2）分布广，类型多，影响公路的安全使用）分布广，类型多，影响公路的安全使用（3）影响农业生产）影响农业生产（4）设通道、利行人，直接影响沿线群众生产生活）设通道、利行人，直接影响沿线群众生产生活（5）跨线桥，架于路线上空，直接影响到道路的景观）跨线桥，架于路线上空，直接影响到道路的景观2第2页，共27页。公路工程技术标准（公路工程技术标准（JTG B01-2003）的规定）的规定小桥涵的划分小桥涵的划分3其中其中L反映工程数量的多少；反映工程数量的多少；L0反映施工技术难易程度

3、反映施工技术难易程度圆管涵圆管涵、箱涵箱涵，不论跨径、孔数多少，均称为涵洞。，不论跨径、孔数多少，均称为涵洞。3第3页，共27页。4小桥涵的划分小桥涵的划分指标：指标：多孔跨径总长多孔跨径总长L和和单孔跨径单孔跨径L0单孔跨径单孔跨径 L0：指标准跨径：指标准跨径梁式桥、板式桥涵以两桥（涵）墩中线间距离或桥（涵）墩中线与台背前缘梁式桥、板式桥涵以两桥（涵）墩中线间距离或桥（涵）墩中线与台背前缘间距为准；间距为准；拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。多孔跨径总长多孔跨径总长 L：仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥及涵洞的一仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥及涵

4、洞的一个指标个指标梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长；梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长；拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离；拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离；其他形式桥梁为桥面系车道长度。其他形式桥梁为桥面系车道长度。净跨径净跨径 Lj 对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；对于拱式桥是每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水之间的净距；对于拱式桥是每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水平距离。平距离。4第4页，共27页。5单孔跨径单孔跨径 L0石拱涵石拱涵盖板涵盖板涵L0多孔跨径多孔跨径 L0L0L盖板涵L0L0L石拱涵5第

5、5页，共27页。1、设计原则、设计原则 安全安全桥涵构造物具有足够的强度和稳定性桥涵构造物具有足够的强度和稳定性桥面系设计应保证车辆行驶畅通和安全桥面系设计应保证车辆行驶畅通和安全 适用适用满足交通运输、排水输沙的基本要求满足交通运输、排水输沙的基本要求综合考虑农田水利、农田灌溉、桥下通航、通车、行人的要求综合考虑农田水利、农田灌溉、桥下通航、通车、行人的要求既满足当前的需要，又照顾今后的发展既满足当前的需要，又照顾今后的发展 经济经济桥涵类型因地制宜、就地取材和便于施工养护桥涵类型因地制宜、就地取材和便于施工养护 结构设计应尽量标准化、定型化，有利于施工机械化、工厂化结构设计应尽量标准化、定

6、型化，有利于施工机械化、工厂化 美观美观 环保环保二、小桥涵设计原则及基本要求二、小桥涵设计原则及基本要求66第6页，共27页。（a）满足行车安全、快速、舒适和经济的要求）满足行车安全、快速、舒适和经济的要求1、安全等级、桥涵净空、路基宽度、线形标准、设计载荷等安全等级、桥涵净空、路基宽度、线形标准、设计载荷等2、制造、制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性性（b）满足桥涵净空的要求）满足桥涵净空的要求（1）行车要求）行车要求72、设计要求、设计要求小桥涵在使用上的基本要求：小桥涵在使用上的基本要求：行车行车、排

7、水排水、通航通航、跨越跨越、等等7第7页，共27页。桥涵净空桥涵净空8高速公路、一级公路（整体式）高速公路、一级公路（整体式）桥涵净空桥涵净空高速公路、一级公路（分离式）高速公路、一级公路（分离式）二、三、四级公路二、三、四级公路8第8页，共27页。排除路基两侧水流，确保路基稳定是桥涵的基本功能。排除路基两侧水流，确保路基稳定是桥涵的基本功能。排水要求主要通过保证桥涵下有足够的排水要求主要通过保证桥涵下有足够的净空尺寸净空尺寸来实现。来实现。净空要求：净空要求：（a）保证桥涵下一定设计频率洪水流量的安全宣泄）保证桥涵下一定设计频率洪水流量的安全宣泄（b）保证桥涵下有足够富余净空高度）保证桥涵下

8、有足够富余净空高度桥下净空应根据计算水位（设计水位计入壅水、浪高的水位）或桥下净空应根据计算水位（设计水位计入壅水、浪高的水位）或最高流冰水位加安全高度来确定。最高流冰水位加安全高度来确定。（2）排水要求）排水要求99第9页，共27页。（3）通航净空要求）通航净空要求10在通航或流放木筏河流上，通航孔的桥下净空应符合在通航或流放木筏河流上，通航孔的桥下净空应符合内内河通航标准河通航标准（GB 50139-2004）的规定。）的规定。u（a）天然河流及渠化河流）天然河流及渠化河流根据通航船舶吨位，航道分为根据通航船舶吨位，航道分为7级。级。不同的航道等级，通航净空尺度有着相应规定。不同的航道等级

9、，通航净空尺度有着相应规定。u（b）限制性航道）限制性航道10第10页，共27页。（4）跨线要求）跨线要求11u（a）当桥下需通行火车、汽车、自行车、行人、牲畜时，应满足必要的通行）当桥下需通行火车、汽车、自行车、行人、牲畜时，应满足必要的通行净空尺寸。净空尺寸。u（b）公路与管线交叉）公路与管线交叉 各种管线不得侵入公路建筑限界各种管线不得侵入公路建筑限界 油、气管道跨越河流时，管道与桥梁间的最小距离有相应规定。严禁天然气输送油、气管道跨越河流时，管道与桥梁间的最小距离有相应规定。严禁天然气输送管道利用公路桥梁跨越河流。管道利用公路桥梁跨越河流。原油、天然气输送管道与高速公路、一级公路相交，

10、应采用穿越方式，埋置地下原油、天然气输送管道与高速公路、一级公路相交，应采用穿越方式，埋置地下专用通道。天然气输送管道穿越二、三、四级公路时，应埋置保护套管。专用通道。天然气输送管道穿越二、三、四级公路时，应埋置保护套管。穿越公路的地下专用通道的埋置深度，除应符合石油天然气行业标准的荷载上关规定，穿越公路的地下专用通道的埋置深度，除应符合石油天然气行业标准的荷载上关规定，还应符合还应符合公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）。）。高压线跨高压线跨 河塔架的轴线与桥梁间的最小距离，不得小于塔高河塔架的轴线与桥梁间的最小距离，不得小于塔高11第11页，共27页。（5）

11、满足设计荷载要求）满足设计荷载要求12公路桥涵设计荷载由车道荷载和车辆荷载组成。公路桥涵设计荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。u 桥梁结构的整体计算采用车道荷载桥梁结构的整体计算采用车道荷载u 桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。12第12页，共27页。（6）桥上线形及桥头引道要求）桥上线形及桥头引道要求13（a）桥上线形与路线布设相互协调。当桥上线形为曲线时，其各）桥上线

12、形与路线布设相互协调。当桥上线形为曲线时，其各项技术指标应符合路线布设的规定。项技术指标应符合路线布设的规定。（b）在洪水泛滥区域以内，特大、大、中桥其桥头引道的路肩高）在洪水泛滥区域以内，特大、大、中桥其桥头引道的路肩高程应高出桥梁设计洪水频率的水位加壅水高、波浪爬高、河湾程应高出桥梁设计洪水频率的水位加壅水高、波浪爬高、河湾超高、河床淤积等影响超高、河床淤积等影响0.5m以上。以上。（c）小桥涵引道的路肩高程，宜高出桥涵前壅水水位）小桥涵引道的路肩高程，宜高出桥涵前壅水水位0.5m以上以上（d）桥头锥体及引道还应符合要求）桥头锥体及引道还应符合要求13第13页，共27页。1.测设任务测设任

13、务 小桥涵勘测设计包括小桥涵外业勘测和内业设计两部小桥涵勘测设计包括小桥涵外业勘测和内业设计两部分分 外业勘测内业设计外业勘测内业设计完成两图两表：完成两图两表：小桥设计图，小桥工程数量表，小桥设计图，小桥工程数量表，涵洞设计图，涵洞工程数量表。涵洞设计图，涵洞工程数量表。三、测设任务、内容及步骤三、测设任务、内容及步骤1414第14页，共27页。外业勘测外业勘测（1）资料收集及勘测准备）资料收集及勘测准备（2）小桥涵结构类型选择）小桥涵结构类型选择（3）小桥涵位置选择）小桥涵位置选择（4）拟建小桥涵址处测量）拟建小桥涵址处测量（5）小桥涵址调查：包括水文、）小桥涵址调查：包括水文、地形、地质

14、、气象、建筑材料供地形、地质、气象、建筑材料供源以及原有桥涵和水利设施等源以及原有桥涵和水利设施等内业设计内业设计（1）设计流量及孔径计算）设计流量及孔径计算（2）几何设计及结构设计）几何设计及结构设计（3）设计图表文件编制）设计图表文件编制（4）工程数量计算）工程数量计算（5）概预算编制）概预算编制 2.测设内容测设内容1515第15页，共27页。3.主要成果主要成果16u（1）初步设计阶段）初步设计阶段（a）小桥表。列出中心桩号、河流名称或地名、孔数及孔径、交角、）小桥表。列出中心桩号、河流名称或地名、孔数及孔径、交角、全长、上下部结构类型、主要工程、材料数量等全长、上下部结构类型、主要工

15、程、材料数量等（b）典型小桥布置图）典型小桥布置图（c）涵洞表。列出中心桩号、结构类型、孔数及孔径、交角、填土高度、长）涵洞表。列出中心桩号、结构类型、孔数及孔径、交角、填土高度、长度、进出口形式、主要工程、材料数量等度、进出口形式、主要工程、材料数量等（d）典型涵洞设计图）典型涵洞设计图u（2）施工图设计阶段）施工图设计阶段（a）小桥工程数量表）小桥工程数量表（b）小桥设计图）小桥设计图（c）涵洞工程数量表）涵洞工程数量表（d）涵洞设计图）涵洞设计图16第16页，共27页。第二节第二节 小型排水构造物小型排水构造物17公路排水系统公路排水系统排水系统是公路的结构组成之一，为了确保路基稳定，排

16、水系统是公路的结构组成之一，为了确保路基稳定，不受自然水的侵害，公路就要修建排水系统不受自然水的侵害，公路就要修建排水系统u 纵向：纵向：边沟、截水沟、排水沟边沟、截水沟、排水沟u 横向：横向：路拱、小桥、涵洞、路拱、小桥、涵洞、漫水桥、漫水桥、过水路面、透水过水路面、透水路堤、路堤、倒虹吸涵洞、倒虹吸涵洞、渡槽渡槽17第17页，共27页。小型排水构造物小型排水构造物18一、小桥及涵洞一、小桥及涵洞二、漫水桥二、漫水桥三、过水路面三、过水路面四、透水路堤四、透水路堤五、倒虹吸涵洞五、倒虹吸涵洞六、渡槽六、渡槽七、其他小型排水构造物七、其他小型排水构造物18第18页，共27页。一、小桥与涵洞一、

17、小桥与涵洞19涵洞涵洞（culvert）主要是为宣泄地面水流（包括小河主要是为宣泄地面水流（包括小河 流）而设置的横穿路基的小型排水构流）而设置的横穿路基的小型排水构造物。造物。小桥（小桥（small bridge）是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（如人行小道、机耕道是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（如人行小道、机耕道等）而建造的构造物。等）而建造的构造物。通道（通道（passage）指专供车辆行人通过，跨径不大的结构物。指专供车辆行人通过，跨径不大的结构物。19第19页，共27页。小桥与涵洞的区别小桥与涵洞的区别20小桥和涵洞的区别除按多孔跨径总长和单孔跨径的大小不同外，

18、小桥和涵洞的区别除按多孔跨径总长和单孔跨径的大小不同外，还有以下差异：还有以下差异：（1）小桥构造物处的）小桥构造物处的路基路基一般是断开的；涵洞构造物处的路一般是断开的；涵洞构造物处的路基一般是连续的（明涵除外），涵洞设于路堤之下，形成路堤中基一般是连续的（明涵除外），涵洞设于路堤之下，形成路堤中的一个排水孔洞。的一个排水孔洞。（2）桥梁的）桥梁的宽度宽度直接由路基宽度决定，与路基填土高度无直接由路基宽度决定，与路基填土高度无关；涵洞处路基顶面与路基同宽，涵洞的长度随路基填土关；涵洞处路基顶面与路基同宽，涵洞的长度随路基填土高度增加而增长。高度增加而增长。（3）桥面设有专门的）桥面设有专门的

19、桥面系桥面系，涵洞没有（明涵除外）。，涵洞没有（明涵除外）。20第20页，共27页。二、漫水桥二、漫水桥211.定义：定义：又称过水桥，是指洪水期容许桥面漫水、短期淹没的又称过水桥，是指洪水期容许桥面漫水、短期淹没的桥梁。桥梁。2.应用条件：应用条件：适用于雨量集中，洪水历时短暂，河床宽浅，河滩宽阔，适用于雨量集中，洪水历时短暂，河床宽浅，河滩宽阔，两岸地形平坦，公路允许短期阻车的低级公路。两岸地形平坦，公路允许短期阻车的低级公路。3.要求要求（1）桥位中心线应与洪水的流向互相垂直避免斜交。）桥位中心线应与洪水的流向互相垂直避免斜交。（2）桥孔沿河床横断面宜设在河沟较深的地段上。）桥孔沿河床横

20、断面宜设在河沟较深的地段上。（3）尽量减小桥面和桥墩台的阻水面积，上部结构与墩台之间）尽量减小桥面和桥墩台的阻水面积，上部结构与墩台之间必须连结可靠，避免水流的冲刷毁坏。必须连结可靠，避免水流的冲刷毁坏。21第21页，共27页。三、过水路面三、过水路面221.定义：定义：用加固路基及路基边坡的方式，用加固路基及路基边坡的方式，允许洪水期水流从路面上流允许洪水期水流从路面上流过的排水构造物。过的排水构造物。类型：类型：u 一般过水路面一般过水路面 u混合式过水路面混合式过水路面3.要求：要求：（1）过水路面沿路线方向）过水路面沿路线方向的两端应伸出设计水位相应的两端应伸出设计水位相应的淹没处之外

21、。的淹没处之外。（2）过水路面应顺水流向）过水路面应顺水流向设单斜设单斜10%20%的路面横向的路面横向坡度。坡度。22第22页，共27页。三、过水路面三、过水路面232.应用条件应用条件（1）宜在流速较小，无底砂运动轻微，并且公路允许短期阻车的宽阔）宜在流速较小，无底砂运动轻微，并且公路允许短期阻车的宽阔漫流地区。漫流地区。（2）当傍山公路与宽而浅，且无明显河槽的山坡流水沟相交时，可）当傍山公路与宽而浅，且无明显河槽的山坡流水沟相交时，可设一般过水路面。设一般过水路面。（3）当过水路堤高度大于）当过水路堤高度大于0.5m0.6m，在一些经常流水但流量较，在一些经常流水但流量较小的河沟上，可配

22、置盖板明涵。小的河沟上，可配置盖板明涵。（4）当过水路堤高度大于）当过水路堤高度大于1m时，过水路面可与箱涵、圆管涵或漫时，过水路面可与箱涵、圆管涵或漫水小桥等混合使用水小桥等混合使用23第23页，共27页。四、透水路堤四、透水路堤241.定义：定义：用块石、片石砌成路基，利用石块间空隙排水的构造物。用块石、片石砌成路基，利用石块间空隙排水的构造物。2.应用条件应用条件（1）一般只在水流较小，水流含砂量较小的低等级公路上使用，在寒冷）一般只在水流较小，水流含砂量较小的低等级公路上使用，在寒冷地区受冰冻影响，不宜用透水路堤；地区受冰冻影响，不宜用透水路堤；（2）构造简单，改造公路纵断面时没有特殊

23、困难，且能通过任何荷）构造简单，改造公路纵断面时没有特殊困难，且能通过任何荷载，有良好的抗震能力；载，有良好的抗震能力；（3）在地质构造复杂，经常有地下泉水潜流或地基土质不佳的地区，）在地质构造复杂，经常有地下泉水潜流或地基土质不佳的地区，做桥涵墩台基础有较大困难时，做透水路堤尤为有利。做桥涵墩台基础有较大困难时，做透水路堤尤为有利。3.要求：要求：（1）水流含砂量小）水流含砂量小 （2）冲刷小）冲刷小 24第24页，共27页。五、倒虹吸涵洞五、倒虹吸涵洞251、定义：、定义：当横跨公路的沟渠，水面与路面高度相差不多（甚至水面高于路当横跨公路的沟渠，水面与路面高度相差不多（甚至水面高于路面），

24、修建明涵或设渡槽均无法满足要求时，为避免渠路干扰，面），修建明涵或设渡槽均无法满足要求时，为避免渠路干扰，利用倒虹吸原理修建的排水构造物。利用倒虹吸原理修建的排水构造物。2、应用条件、应用条件（1）泥沙及杂物（漂流物）少的沟渠）泥沙及杂物（漂流物）少的沟渠,流速不能太小流速不能太小（2）管道不宜埋置过深，以填土高度不超过）管道不宜埋置过深，以填土高度不超过3m为宜。为宜。3、要求、要求 一般是配合农田水利所需而采用。一般是配合农田水利所需而采用。25第25页，共27页。六、渡槽六、渡槽261、定义：、定义：当横跨公路的沟渠很高，在其下足以保证行车净空时，在公路上当横跨公路的沟渠很高，在其下足以

25、保证行车净空时，在公路上空架设的横向排水构造物。空架设的横向排水构造物。2、应用条件、应用条件 原水道与路基设计标高相差较大原水道与路基设计标高相差较大3、要求、要求 应满足道路对净空与美化的要求。应满足道路对净空与美化的要求。26第26页，共27页。七、其他小型排水构造物七、其他小型排水构造物27路面排水、边沟、坡面排水、排水沟、截水沟、地路面排水、边沟、坡面排水、排水沟、截水沟、地下排水渗沟等。下排水渗沟等。七、总结七、总结与等级有关：与等级有关：u漫水桥漫水桥u过水路面过水路面u透水路堤透水路堤与等级无关，与标高有关：与等级无关，与标高有关：u倒虹吸涵洞倒虹吸涵洞u渡槽渡槽 27第27页，共27页。