公路小桥涵勘测设计复习资料(共10页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上公路小桥涵勘测设计复习资料第一章 小桥涵概论1. 小桥涵的作用:保证“路基”连续;保证水流畅通;保证行车无阻。2. 小桥涵的作用的体现:小桥涵要影响公路的造价,1520%;小桥涵要影响公路的使用;小桥涵要影响农业生产。3. 桥涵的划分标准:多孔跨径总长L;单孔跨径L0。4. 单孔跨径L0: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)墩中线与台背前缘间距为准;拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。5. 多孔跨径总长L:仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥及涵洞的一个指标,梁式桥、板式桥涵为多孔准跨径的总长;拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的水平距离;其他形式桥
2、梁为桥面系车道长度。6. 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)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。7. 公路工程技术标准(JTG B01-2003)的规定:8. 小桥涵设计原则:安全、适用、经济、美观、有利于环保(技术、经济、合理原则;因地制宜,就地取材和便于施工养护;利于农业生产原则;标准化、装配式的原则)。9. 小桥涵设计要求:行车要求(满足平、纵面线形标准要求;满足桥涵净空的要求);排水的要求(保证设计流量顺利宣泄;保证桥下一定的净空高度);通航要求;跨线要求;满足设计荷载要求;桥上线形及桥头引道要求。10. 小桥涵测设内容:外业勘测:
3、资料收集及勘测准备;小桥涵结构类型选择;小桥涵位置选择;拟建小桥涵址处测量;小桥涵址调查。内业设计:设计流量计算及孔径确定;小桥涵主要尺寸拟定;小桥涵立面布置;工程数量计算及施工图预算编制。11. 公路排水系统的作用:排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。12. 公路排水系统的组成:纵向:边沟、截水沟、排水沟;横向:路拱、小桥、涵洞、 漫水桥、 过水路面、透水路堤、倒虹吸涵洞、渡槽。13. 涵洞: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造物。14. 小桥: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。15.
4、 漫水桥:允许洪水,设计洪短期淹没桥面的公路桥跨结构。16. 漫水桥适用条件: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。17. 漫水桥的建造要求:桥位中心线应与洪水的流向互相垂直避免斜交;桥孔沿河床横断面宜设在河沟较深的地段上。;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。18. 过水路面: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过的排水构造物。分为一般过水路面和混合式过水路面。19. 过水路面应用条件: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;当过水路堤高度大于0.5
5、m0.6m,在一些经常流水但流量较小的河沟上,可配置盖板明涵;当过水路堤高度大于1m时,过水路面可与箱涵、圆管涵或漫水小桥等混合使用。20. 过水路面建造要求:过水路面沿路线方向的两端应伸出设计水位相应的淹没处之外;过水路面应顺水流向设单斜10%20%的路面横向坡度。21. 透水路堤:用块、片石砌成路基,利用石块间空隙排水的构造物。22. 透水路堤应用条件: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;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;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,做透水路堤尤为有利
6、。23. 透水路堤的建造要求:水流含砂量小;冲刷小。24. 倒虹吸涵洞: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),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。25. 倒虹吸涵洞的应用条件:泥沙及杂物(漂流物)少的沟渠,流速不能太小;管道不宜埋置过深,以填土高度不超过3m为宜。26. 倒虹吸涵洞的建造要求:一般是配合农田水利所需而采用。27. 渡槽:当横跨公路的沟渠很高,在其下足以保证行车净空时,在公路上空架设的横向排水构造物。应用条件:原水道与路基设计标高相差较大。建造要求:应满足道路对净空与美化的要求。28. 与等级有关的排水系统:
7、漫水桥;过水路面;透水路堤。与等级无关,与标高有关的排水系统:倒虹吸涵洞;渡槽。第二章 小桥涵类型及选择 1. 小桥涵按建筑材料分:木、石、钢、砖、砼、钢筋混凝土、预应力混凝土、其他材料。2. 小桥涵按构造形式分:小桥板、梁、拱;涵洞管、板、拱、箱(石拱涵:养护费用低,经久耐用,超载潜力大;板梁涵:石盖板涵适用于小跨径L2M)。3. 小桥涵按填土高度分:明涵:填土高度F150CM,要计冲击荷载,适用于低路堤和挖方地段的涵洞,浅沟渠;暗涵:填土高度F150CM(管涵、拱涵),适用于填方较高的路堤,深沟渠。4. 小桥涵按孔数分:单孔;双孔;多孔。5. 小桥涵按水力性质分:小桥:自由出流判定条件:h
8、t1.3hlj;非自由出流判定条件:ht1.3hlj。涵洞:无压力式;半压力式;压力式(倒虹吸管涵)。6. 涵洞按洞身形式分 (按立面布置形式分):进口抬高式涵洞;进口不抬高式涵洞;平置式斜坡涵;斜置式斜坡涵。7. 小桥涵按适用功能分:排洪涵(桥);灌溉涵(桥);渠涵;交通涵(桥)(人行地道、人行天桥、立交桥)。8. 小桥涵按洞身平面布置分:正交涵(桥): =900;斜交涵(桥):=450、600、750;曲线涵(桥)。9. 小桥涵按施工方法分:现浇砌筑;预制拼装。公路施工涵洞可分为:明挖修筑涵洞;顶进涵洞(顶入法、顶拉法、对拉法、中继间法、牵引法)。10. 小桥常见类型:板桥;拱桥;钢架桥。
9、11. 小桥涵类型选用原则:应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展需要,按照适用、经济、安全和美观的总原则进行设计;公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。 12. 小桥涵选型考虑因素:路(等级、任务、性质);地(形、质、震);水(文、力);施工(工期、技术、水平);造价;材料;养护。13. 小桥涵选型的综合分析:桥和涵的选择(流量的大小、路堤高度和河沟深浅、地基情况,以及材料等确定);孔数选择(优先选择单孔、在建筑高度受限制时可采用双孔尽量不多于3孔)。第三章 小桥涵勘测 1. 小桥涵勘测的目的:在于搜集和初步整理出小桥涵设计所需要的外业资料。2. 小桥涵勘测方法:勘测工作应深入现场。3. 小桥
10、涵勘测内容:拟建小桥(涵洞)址处和形态断面处的测量和水文勘测;工程地质和地貌调查;气象尤其是洪水期暴雨资料的收集;建筑材料的供源调查;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。4. 准备小桥涵勘测外业需用的仪器工具:地形测量:经纬仪、水准仪、花杆、皮尺、水准尺、手水准、水平板仪;水文测量:流速仪、浮标、测绳、测杆等;地质调查:罗盘仪、地质锤、取样盒、锹、镐、小型取样钻机。5. 小桥涵的位置选择原则:小桥涵位置应服从路线走向(特殊情况下:考虑桥涵在技术上不可行;考虑总体工程数量过份增加,经济上不可行;考虑过份降低路线标准,造成路线线形不合理);以路基排水相配合,形成系统;维护天然水
11、系,确保水流畅通,做到上游河段顺直,出口水流平稳;总体工程数量最省原则,以降低工程造价。6. 小桥涵沿路线布设的布置:天然河沟与路线相交处;农田灌溉渠与路线相交处;路基边沟排水渠;路线交叉处;其他设涵情况。7. 小桥涵沿路线布设的布置:纵坡成凹形处;纵坡由陡变缓处;陡坡急变处;截水沟出口设涵。8. 桥位选择:桥位选择则小桥定位,它主要是确定小桥的中心里程桩号及桥轴线方向,以及跨河时路中线位置。选择地点:桥位应选择在河面窄、水流平缓、河段顺直、地质良好的河段;桥位中线应尽量与水流方向垂直、建成正交桥若不能正交,则桥梁墩台轴线方向,应尽量与水流方向平行,为了减少水流对桥墩台、路基边坡的冲刷;桥位应
12、选择在有利于布设两端引道的河段;桥位选择应尽量与路线配合,以创造良好线形和景观。9. 涵位选择:涵洞定位,通常是沿着已确定路线方向前后移动,以选择一个合理而又经济的位置。路线跨越小河沟时:(l0500m)条件:汇水面积F10.1km2;路线穿越农田排灌边沟排水涵;在路基边沟(或水沟)出口处,设置边沟排水涵;路线交叉处(平交、立交);特殊用途的设涵。10. 涵位选择原则和方式:若两沟相距较近时,可采取合并办法;在回头曲线时,可考虑改沟,取消涵洞;河沟较深,边坡稳定时,可采取岸坡设涵。11. 具体定位时:平原区:沟心设涵;河沟转弯时,改沟:裁弯取直或改移河沟;注意设农田灌溉涵洞和设涵后出口对农田的
13、冲刷。山岭及丘陵区:顺沟设涵;裁弯取直;改沟合并;岸坡没涵;开沟取消涵洞;山脊线, 以排水沟代替涵洞。12. 小桥涵测量目的:实地检查、实地钉设(中心桩);提供路线设计资料;提供内业设计资料。13. 小桥涵测量定位:涵洞定中心里程桩号,定斜交角度;小桥定桥梁中心里程桩号(或桥轴两岸控制桩里程)、定斜交角度、定跨河时路中线位置。14. 斜交角度()路线前进方向与水流方向间的(右侧)夹角。15. 斜度(900-)路中线的法线方向与水流方向的夹角。16. 定位方法:位于直线上桥涵的定位,可直接用花杆穿线(或用经纬仪穿线)的办 法确定中桩;位于曲线上桥涵的定位,多用切线支距法(或偏角法)。17. 断面
14、测量要求:小桥沿路线方向测河床上、中、下游三个横断面;涵洞沿涵轴线方向测河沟纵断面。断面测量方法:抬杆法;经纬仪法。18. 小桥涵工程地质调查勘测方法:以调查为主,挖(钻)探为铺。工程地质调查 一般公路采用。、挖(钻)探、钎探高等级公路采用。第四章 小桥涵流量计算1. 小桥涵流量计算方法:径流形成法;暴雨推理法;形态调查法;直接类比法。2. 径流形成法原理:径流形成法是从分析汇水区形成和地面迳流的因素着手,从而建立这些因素与设计流量的函数关系,求得设计流量。3. 影响迳流流量的因素:暴雨特征;汇水区特征。4. 径流形成法计算公式:5. 迳流形成法计算资料的收集:汇水面积F(实测与估算相结合);
15、主河沟平均坡度Iz(等面积切割法计算);土壤吸水类属的确定;汇水区植被调查;水库、湖泊情况调查。6. 暴雨推理法原理: 运用成因分析与经验推断相结合的方法,从实测的暴雨资料入手,应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系,从而间接地推求设计流量,它是一种半理论半经验的计算方法。7. 暴雨推理法方法和步骤:根据桥涵位置所处不同地区查雨力等值曲线,确定频率为P的雨力SP;确定汇水区几何参数:汇水面积F(km2),主河沟长度L(km),主河沟平均坡度Iz();计算损失参数和汇流时间;按公式计算设计流量Qp。8. 暴雨推理公式:9. 形态调查法:通过建立形态断面,进行洪水调查,确定比较可靠的某一
16、历史洪水位及其相应的频率,同时确定历史洪水在形态断面上的过水面积,相对应的洪水比降i等资料,据以确定流速v,推算形态断面的历史洪峰流量Qn,进而求得规定频率P时的设计流量Qp。10. 形态调查法方法与步骤:选择形态断面,并进行形态和洪水调查;推算历史洪水在形态断面处的流量Qn;进行频率换算;桥(涵)址换算11. 形态调查法资料的收集:调查历史洪水及相应频率;形态断面测量及设置;洪水比降测量。12. 形态调查法运用条件:能调查到可靠的桥涵前洪水积水高度及相应的洪水频率;桥涵对水流压缩较大或较大洪水时,在桥涵处产生临界水流;(桥涵下)无淤积物或冲刷坑;无大河倒灌,无大、漂流物;无泥石流现象;洪水不
17、漫出河槽;原桥与新桥在同一水系。第五章 小桥涵水力计算1. 孔径:指桥涵下过水净空的大小,它是桥涵设计的基本尺寸。通常桥梁孔径用孔数和单孔跨径表示:213m。涵洞孔径用孔数,单孔跨径和涵台高度表示:2250200cm2 (孔数标准跨径涵台高度)。圆管涵则用涵管的孔数和内径表示:2150cm2. 孔径计算任务:确定可以接受的壅水高度;确定河床进出口加固的类型和尺寸;确定桥面和路堤的最低标高;确定桥涵的孔径尺寸大小。3. 小桥水力计算特点:跨径与台高之间无一定比例关系,孔径计算主要是解决跨径长度问题;桥身断面的过水阻力小(桥台宽度较小),沿程阻力忽略不计;一般不加固河床;要求有一定的净空高度,计算
18、时按水力学的宽顶堰计算。4. 涵洞水力计算特点:跨径与台高之间有一定比例关系,其经济比例通常为1111.5,5. 孔径计算要解决跨径及台高两个关系;考虑洞身过水阻力的影响,因为过水孔道长而小;通常人工加固河床,提高允许流速;洞身水流可充满洞身并可触及洞顶。6. 小桥与涵洞水力计算特点:共同点:小桥、涵洞都应控制桥下、涵内的允许流速;都需控制桥涵前的壅水高度。不同点:孔径计算任务不相同;孔径的控制条件不相同,小桥:V 桥 V允许 (解决跨径长度),涵洞:涵前水深和断面高宽的比例;计算参数的选择不相同;计算理论和计算公式不相同。7. 自由出流:当下游水深小于或等于临界水深的1.3倍时,桥下的临界水
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