第十四章 小桥与涵洞勘测设计.ppt

第十四章 小桥与涵洞勘测设计 14-1 小桥涵的类型与特点 小桥涵划分 小桥涵的标准跨径为: 0.75m，1.0m，1.25m，1.5m，2.0m，2.5m，3.0m，4.0m，5.0m，6.0m，8.0m，10.m，13.0m，16.0m 小桥涵分类 按结构形式分类 按建筑材料分类 按水利特性分类 按填土高度分类 各类小桥涵特点及使用条件 石拱桥（涵） 石盖板涵 钢筋混凝土板桥（涵） 钢筋混凝土圆管涵 钢筋混凝土箱涵 倒虹吸管涵 14.2 小桥涵勘测 目的 通过桥涵的外业勘测与调查，收集与初步整理出小桥涵设计所需要的水文、水力、地形、地质、气象、环境及农田水利设施等的数据及其他资料，为桥涵设计以及水力计算提供必要的资料与依据。 主要内容 初测阶段： 拟定桥涵位置、结构类型、孔径、附属工程的基本尺寸。 定测阶段： 进行详细调查、测量与分析计算，从而确定其位置、孔径、墩台高度、结构类型、基础埋置深度等。 小桥涵的定测阶段主要工作内容为： 拟建小桥（涵洞）地址和形态断面处的测量与水文勘测； 工程地质与地貌调查； 气象资料尤其是洪水暴雨资料的搜集； 工程所用建筑材料的供源情况调查； 原有桥涵构造物和水利设施的情况； 当地对拟建小桥涵的要求等等。 准备工作 仪器与工具的准备 资料收集 地形资料：地形图，流域面积，主河沟的平纵横坡。 地质资料：地质图与土壤资料。 14.3 小桥涵位置选择 选择位置原则 服从路线走向； 逢沟设桥或涵； 适应路线平纵要求与排水系统协调； 小桥轴向与流向垂直；涵洞轴线应与流向一致； 工程量、造价最低。 小桥涵位置确定 小桥位置确定 服从路线走向； 轴线与洪水主流正交； 桥位布在顺直河段； 桥位应布在地质良好、承载力大的河段； 桥位应布在河宽小、滩窄而高、汊流少的河段；跨越溪沟时，桥位应布在大河倒灌水位线范围以外； 沿溪路线应具有较好的地形条件。 涵洞位置的确定 平原区涵位 沟心设涵 灌溉设涵 改沟设涵 山岭地区涵位 顺沟设涵 路基排水涵 陡坡急弯处 14.5 小桥孔径计算 大中桥与小桥孔径计算有什么不同？ 大中桥孔径计算以冲刷系数作控制条件，容许桥 下发生一定的冲刷，采用天然河槽断面平均流速作为桥孔设计流速，并按自由出流条件，由计算的过水面积推求桥孔长度； 小桥孔径计算则以容许不冲刷流速作为控制条件，河床不容许发生冲刷，但容许有较大的桥前壅水高度，须考虑桥孔的出流状态，按此确定桥孔长度。 水流通过小桥的图式 自由出流 定义：下游天然水深不影响桥下水的出流，桥下的过水量仅与桥下临界水深有关，这种形式称为自由出流。 收缩断面水深： 判别标准： 淹没出流（非自由出流） 定义：当下游水深大于临界水深的1.3倍时，由于桥下游水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深即为天然水深。 判别标准： 小桥孔径计算方法 小桥孔径计算一般采用试算法和查表法进行。 试算法： 先根据河床实际情况，拟定河床加固类型，确定桥下河床的容许流速。 再根据容许流速与设计流量，通过计算确定孔径大小与壅水高度。 与允许的壅水高度及路线最低标高进行比较，从而判断是否需要调整孔径值。 查表法： 设计单位将常用的小桥孔径计算编制成表格速算孔径，以供设计使用。 试算法计算小桥孔径 小桥的跨径主要与出流形式和桥下流速有关，而出流形式与桥下临界水深、桥下游水深有关。 确定下游水深（天然河槽水深） 可由明渠均匀流基本公式试算： 若计算出来的Q值与设计流量相差不大（一般不得超过10%），则所假定的水深即可作为所求的天然水深。 将下游河沟断面简化为三角形断面，由曼宁公式推导得： 确定桥下临界水深 按临界流计算，有 又 所以，有 取防冲刷条件： 有 由临界水深公式推得， 确定小桥孔径长度L 自由出流 淹没出流 确定桥前水深H 桥前水深可由能量方程进行计算。 自由出流时，按下式进行计算： 淹没出流时 确定路基和桥面最低标高 设计时，考虑建桥压缩河订后引起桥前壅水对路基和桥面高度的影响，所以要对路基和桥面最低标高进行计算，以判断是否满足要求。 查表法计算小桥孔径 利用查表法进行小桥孔径计算的步骤如下： 根据河床土质或者加固类型，查附录1，确定容许不冲刷流速 。 先按自由出流，由 与桥台形状查表14-2，即可得出孔径系数 ，桥下临界水深