涵洞计算
加_第六章__涵洞结构计算详解
情况四：基底不变形，路堤压实不好
涵洞横向扩大纵向压缩（图中未示）
PZ PB F
PZ PB F
2）刚性管
情况一：涵洞基底变形，未压实的路堤沉降
①刚性涵洞的基底压力和沉降，一般较邻近路堤 下为大。 ②填土作用于涵洞上的压力，大于洞顶土柱的重 力。
PZ PB F
③ 涵洞变形，竖直方向直径减小，水平方向直 径增加。
3）荷载组合及内力
（1）跨中弯矩：
lp——盖板计算跨径(m) lo——盖板净跨径(m)； h——盖板厚度(m)。
1 2 M 恒 ( g g z )l p 8 l p l0 h
M活
pc c (l p )(1 ) 4 2
c——压力扩散面积的长度c =a， 1+μ——冲击系数，按规范取用。
情况二: 涵洞基底不变形，路堤有沉降 ①填土作用于涵洞的压力，大于洞顶土 柱的重力。 ②涵洞变形不影响其上的压力数值。
情况三：基底变形， 路堤压实很好，不发 生压缩变形。
整体沉降
情况四：基底不变形， 涵上路堤压实良好。 填土对涵洞产生的压 力等于洞顶土柱重力
结论：
(1)对铰式涵洞，填土对涵洞的压力总是 小于或等于洞顶土柱重力；对于刚性涵 洞，其洞顶上的土压力总是大于洞顶土 柱重力。 (2)从实用角度看，情况一和情况二最为 常见； (3)从受力的角度看，铰式体系比刚性体 系更为有利。
第六章 涵洞结构计算
第一节 涵洞结构计算概要 —、概述
涵洞在各种外荷载的作用下的内力计算，由强度和稳定条 件的要求的确定涵洞断面尺寸，结构及钢筋配筋的数量。
洞身的结构计算： 1 涵洞外荷载计算； 2 钢筋混凝土圆管涵计算； 3 钢筋混凝土盖板涵计算． 4 钢筋混凝土箱涵计算等。
涵洞结构计算详解ppt课件
假定管顶填土压力一部分由涵管承受，一部分由沟槽边 摩擦力分担。
除无粘性的砂及卵石外，槽边摩擦力颇大，可减小涵管 的压力。
普通土吸水饱和时，上述摩擦力或粘结力减小，涵洞所 承受的荷重加大。
涵洞承受的最大荷载：
gv C B2
涵身两侧土颗粒的垂直位移大于涵身上部土颗粒的垂直位 移，从而将产生方向向下的摩擦力。
作用于涵顶上的垂直土压力增加，除涵顶部的土柱质量外， 还应包括向下的摩擦力，涵洞的垂直和水平力将逐渐 增加。
5
3）涵洞的受力与洞身变形有关
柔性管 E ( t )3 1 ES r
刚性管 E ( t )3 1 ES r
第六章 涵洞结构计算
第一节 涵洞结构计算概要 —、概述
涵洞在各种外荷载的作用下的内力计算，由强度和稳定条 件的要求的确定涵洞断面尺寸，结构及钢筋配筋的数量。
洞身的结构计算：
1 涵洞外荷载计算；
2 钢筋混凝土圆管涵计算；
3 钢筋混凝土盖板涵计算．
4 钢筋混凝土箱涵计算等。
1
二、涵洞受力特点及受力图式
再进行回填。 回填时 填土必然要产生沉降 变形，槽壁对会
填土产生摩擦力，涵洞上的土压力一般小于沟 内填土柱的重量。
4
(3)填埋式施工
在填方地段的涵洞，一般是先安装涵洞，然后再在其上分 层填筑路基。
涵管两侧填土的可压缩性较刚性涵身的可压缩性大得多。 涵洞两侧的填土厚度也大于管顶填土厚度。
2
2）涵洞的受力与施工方法有关
（1）顶推法施工 为避免在涵洞施工中进行大开挖，
或为保证已成路基生性时用。 仅在距地面较深处取土，施工中被
扰动的土体仅限同周围较近的土体。 作用于涵洞上部压力为与涵洞顶宽
涵洞水文计算
沟渠较顺直，汇水面积为2.7平方公里。
涵洞水文计算书
斜交角度 θ =
0.00
度
二、流量计
算
1.按暴雨径流形成法公式
汇水面积 F =
2.700
Km2
根据涵洞手册查表得
地貌系数 ψ =
根据涵洞手册查
洪峰传播流量折减系 数β
考虑削减流量 Qp=ψ(h-z)3/2F4/5 βγδ= 2.按经
验公式计算
根据涵洞手
径流模量K
册查表得
Qp=KFn=
三、孔径计 算
初步拟定ห้องสมุดไป่ตู้洞净高
27.669
5 10.02131329
0.100 1.000 m3/s
m
径流厚度h = 汇水面积降 水量不均匀 折减系数γ
地区指数n
40.000 1.000
滞留径流厚度Z =
湖泊或小水库调 节折减系数δ
15.000 1.0
0.700
hd
4.000 m
进水口涵洞净空高度△
0.500
m
涵前水深H
3.0
m
最小涵洞净宽 B = Q/(1.581*H3/2) =
3.368
m
则初步拟定涵孔净宽4m，涵洞设计为1-3.5 X 4.5米钢筋混凝土箱涵
涵洞模板计算书
涵洞模板计算书一、墙身模板计算K51+025涵洞墙身高度H=5.78m，厚度1.2m，每段长度6m。
1、混凝土采用坍落度为60mm～90mm的普通混凝土，混凝土重力密度γ3，浇筑速度2.5m/h，浇筑入模温度T=30o C。
c=25KN/m根据侧压力计算公式β1=1.0，β2=1.0公式1F=0.22γc t oβ1β2υ1/2=0.22γc200/（T+15）β1β2υ1/2=0.22×24×200/（30+15）×1.2×1.15×2.51/2=51.3kN/㎡公式2F=γc H=25×5.78=144.5kN/㎡按取最小值，则最大侧压力为51.3kN/㎡2、外楞间距计算按三跨以上连续梁进行计算（1）抗弯强度验算：本墙身模板内楞为横向肋骨，间距a=0.45m，外楞为纵向肋骨。
Ф48mm钢管的截面抵抗距W=Π（d14-d24）/32d1=3.14*（484-41.54）/（32*48）=4788N/mm3强度设计值ƒ=215MPa根据公式外楞最小间距m m 667450103.51478821510103=⨯⨯⨯⨯==-Fa fW b模板现外楞间距600mm < b=667mm满足要求（2）挠度计算Ф48mm 钢管的弹性模量E=2.1×105，惯性矩I=WR=4788*24=11.5×104容许挠度值[w ]=3mm ，则外楞最小间距 []mm 828450103.513105.11101.215015034544=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-Fa w EI b模板现外楞间距600mm < b=828mm满足要求3、拉杆间距计算按三跨以上连续梁进行计算（1）抗弯强度验算：本墙身模板内楞为横向肋骨，间距a=0.45m ， 外楞为纵向肋骨。
2根Ф48mm 钢管的截面抵抗距W=2*4788=9576N/mm 3强度设计值ƒ=215MPa根据公式外楞最小间距m m 944450103.51957621510103=⨯⨯⨯⨯==-Fa fW b模板现外楞间距750mm < b=944mm满足要求（2）挠度计算Ф48mm 钢管的弹性模量E=2.1×105， 惯性矩I=2×11.5×104=23×104容许挠度值[w ]=3mm ，则外楞最小间距 []mm 985450103.5131023101.215015034544=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-Fa w EI b模板现外楞间距750mm < b=985mm满足要求4、拉杆拉力计算工程使用拉杆横向间距a=0.6m ，纵向间距b=0.75m拉杆承受最大拉力P=F ·A=F ·a ·b=51.3×0.6×0.75=23.1kN工程中使用Ф16对拉螺栓容许拉力为24.5kN ，满足要求。
涵洞计算公式
第六章 涵洞设计与放样第一节 涵长计算一、正交涵洞长度计算（一）无超高加宽时： B 上=B 下=0.5BH —路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。
h 上、h 下——涵洞上下游洞口建筑高度。
m —路基边坡率 i0——涵底坡度L 上、L 下——涵洞上下游水平长度（m ）。
L 上=i0m 1h -H m ⋅++上）（上BL 下=i0m 1h -H m ⋅-+下）（下B涵洞总长L= L 上+L 下若缘石外低端不在路基边坡延长线时，h 上、h 下用h 上+t 、h 下+t 代替，t ——厚，a ——宽（二）有超高加宽时（设在平曲线内） 1、i0与i1方向一致 L 上=i0m 1i1B h -H m ⋅+⋅++）上（上BL 下=i0m 1W i1W h -H m ⋅-+⋅-+）下（下BB 上、B 下——半个标准路基宽 W ——路基加宽 涵洞总长L= L 上+L 下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。
图6-2有超高加宽时涵长计算12、i0与i1方向相反L 上=i0m 1i1h -H m ⋅+⋅-++）上（上W W BL 下=i0m 1i1B h -H m ⋅-⋅++）下（下B涵洞总长L= L 上+L 下（三）斜交斜做涵洞因：L 上•cos α=B 上+ m （H- h 上- L 上•i0）+a 所以： L 上=i0m c ah -H m ⋅+++αos B 上）（上同理：L 下=i0m c ah -H m ⋅-++αos B 下）（下实训项目：根据已知条件计算涵洞长度。
实训时间：2课时。
图6-3有超高加宽时涵长计算2图6-4斜交斜做涵长计算第二节 涵址测量一、 涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的办法（经违仪）确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。
曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。
切线支距法步骤：1、预估ZY 到涵中心桩的曲线长。
2、查切线支距X 、Y ，或根据曲线长和偏角计算X 、Y 。
加_第六章__涵洞结构计算详解
PZ PB F
情况二：涵洞基底不变形，而路堤有沉降
洞顶填土对涵洞的压力小于洞顶填土土 柱的重力，即： 涵洞直径竖直方向减少 ΔD值，水平方向 增加ΔD值。
PZ PB F
情况三：基底变形，但路堤压实很好不发 生压缩变形
此时涵洞下及邻近路堤下的基底变形相 同，涵洞的压力等于洞顶土柱重力。
2）涵洞的受力与施工方法有关
（1）顶推法施工 为避免在涵洞施工中进行大开挖， 或为保证已成路基生性时用。 仅在距地面较深处取土，施工中被 扰动的土体仅限同周围较近的土体。 作用于涵洞上部压力为与涵洞顶宽 相对应的拱内部分的土压力。
2)沟埋式施工主挖方地段设置的涵洞
一般施工时多先挖沟槽，然后放置施工涵管， 再进行回填。 回填时 填土必然要产生沉降 变形，槽壁对会 填土产生摩擦力，涵洞上的土压力一般小于沟 内填土柱的重量。
3）涵洞的受力与洞身变形有关
E t 3 柔性管 ( ) 1 ES r E t 3 刚性管 ( ) 1 ES r
E——管料弹性模量 ES——回填土的压缩模量 t——管壁厚； r——管的平均半径。
2．在各种情况下，涵洞受力及变形图式
1)柔性涵管——四种受力情况
情况一：涵洞基底变形，未压实的路堤沉降 · 由于涵顶土柱加涵身自重对基底的压力小于邻近路堤 对基底的压力： ①涵洞下的基底沉降小于邻近的路堤下基底的沉降: ②洞顶 填土对涵洞 的压力小于洞顶土柱的重力
2)外荷载计算
(1)恒载 盖板顶填土垂直压力
g H
g z 1h
盖板自重
（2）车辆荷载引起的垂直压力
涵洞长度计算的几个问题
需要对测量数据进行预处理，如数据筛选、异常值 处理等，以确保数据的质量。
03
数据处理的方法和过程也需要根据具体情况进行选 择和调整，以满足计算方法的输入要求。
计算结果的验证和调整问题
计算结果的验证是确保计算准确性的重要环节，可以通过对比已知数据或 进行实验验证的方式进行。
如果验证结果存在较大误差，需要进行调整，并分析误差原因，进一步优 化计算方法或数据处理过程。
涵洞长度计算的几个问题
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目录
• 涵洞长度计算的基本概念 • 涵洞长度计算的方法 • 涵洞长度计算中的常见问题 • 涵洞长度计算的发展趋势 • 涵洞长度计算的实践应用
01
涵洞长度计算的基本概念
涵洞的定义与作用
涵洞定义
涵洞是一种用于排水、灌溉、通 航或满足其他需求的建筑结构， 通常由洞口、洞身和基础三部分 组成。
调整后的计算结果需要再次进行验证，以确保满足工程实际需求和精度要 求。
04
涵洞长度计算的发展趋势
智能化计算方法的研发
人工智能和机器学习算法 的应用
利用这些算法对大量数据进行处理和分析， 提高计算效率和精度，减少人为误差。
自动化建模和参数优化
通过自动化技术，快速建立涵洞模型并优化 相关参数，提高计算效率和精度。
计算方法的选取是涵洞长度计 算中的首要问题，不同的计算 方法可能导致结果存在较大差
异。
需要根据涵洞的具体情况， 如结构形式、材料特性、地 质条件等，选择合适的计算
方法。
选取计算方法时需要考虑其理 论基础、适用范围和精度要求 ，以确保计算结果的准确性和
可靠性。
数据采集和处理的问题
01
数据采集的准确性和完整性对涵洞长度计算结果的 影响至关重要。
涵洞计算公式
第六章 涵洞设计与放样第一节 涵长计算一、正交涵洞长度计算（一）无超高加宽时： B 上=B 下=0.5BH —路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。
h 上、h 下——涵洞上下游洞口建筑高度。
m —路基边坡率 i0——涵底坡度L 上、L 下——涵洞上下游水平长度（m ）。
L 上=i0m 1h -H m ⋅++上）（上BL 下=i0m 1h -H m ⋅-+下）（下B涵洞总长L= L 上+L 下若缘石外低端不在路基边坡延长线时，h 上、h 下用h 上+t 、h 下+t 代替，t ——厚，a ——宽（二）有超高加宽时（设在平曲线内） 1、i0与i1方向一致 L 上=i0m 1i1B h -H m ⋅+⋅++）上（上BL 下=i0m 1W i1W h -H m ⋅-+⋅-+）下（下BB 上、B 下——半个标准路基宽 W ——路基加宽 涵洞总长L= L 上+L 下注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。
图6-2有超高加宽时涵长计算12、i0与i1方向相反L 上=i0m 1i1h -H m ⋅+⋅-++）上（上W W BL 下=i0m 1i1B h -H m ⋅-⋅++）下（下B涵洞总长L= L 上+L 下（三）斜交斜做涵洞因：L 上•cos α=B 上+ m （H- h 上- L 上•i0）+a 所以： L 上=i0m c ah -H m ⋅+++αos B 上）（上同理：L 下=i0m c ah -H m ⋅-++αos B 下）（下实训项目：根据已知条件计算涵洞长度。
实训时间：2课时。
图6-3有超高加宽时涵长计算2图6-4斜交斜做涵长计算第二节 涵址测量一、 涵位中桩钉设直线上的涵位用花杆穿线的办法（经违仪）确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。
曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。
切线支距法步骤：1、预估ZY 到涵中心桩的曲线长。
2、查切线支距X 、Y ，或根据曲线长和偏角计算X 、Y 。
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【掌握】第一节 涵洞长度计算 【掌握】第二节 洞口建筑工程数量计 算
-
第一节 涵洞长度计算
一、正交涵洞长度计算
c a i*L1
B1
B2
(H－i*L1－a)
(H + i*L2 －b) c
i*L2 b
L1
-
L2
L 1 B 1 (H a i1 L )m C
L1B1(H 1iam )mC
L1B1(H 1a iim 1B)mC
L 2 B 2 W ( H b i2 L i 1 W ) m C
L 2B 2W (H 1 ibm i1 W )m C
-
2.i1和i方向相反时
L 1 B 1 W ( H a i1 W ) m C
L 1B 1W (H 1 ia m i1 W )m C
L 2 B 2 ( H b i2 L
3.涵洞与路线斜交，考虑路基纵坡影响时 HL1i2sia n
L 1B 1(H c a o a L 1 i2 sism ia n )m C
(a c i) L o m 1 L 1 i 2 s m sa i B 1 n ( H a ) m C
(3)墙顶面面积：
AC1m02(Hh)
-
二、矩形护坡 1.矩形护坡的布置形式 （1）涵洞与路线正交 （2）涵洞与路线斜交： 正布置和斜布置（常用） 2.一个矩形护坡的体积计算 （1）矩形护坡体积
-
① 片石砌体 V 1V 外 V 内 1 12 m(H n3H 03)
② 砂砾垫层
V2
t1 t
V1
③ 锥心填土
2. 翼墙的体积计算
（1）墙身体积：
单个翼墙外形：
-
： 单个翼墙外形
V1 2m 0(H 2h2)C6 m n 0 0(H 3h3)
2)墙基体积：
V m 0 ( C e 1 e 2 )H ( h ) d 2 m n 0 0 ( H 2 h 2 ) d e 2 ( e 1 e 3 )1 2 C n h 0 ed
L2B2c(H oasbi)m mC
-
2. 斜交正做（洞口与洞身垂直）
L1B1(Hac)mo asd 2ism ia nCcoas L2B2(Hb)cmoad s2 sim ia nCcoas
-
三、路基有超高加宽时正交涵洞的长度计算 1. i1和i方向一致时
L 1 B 1 ( H a i1 L i1 B ) m C
L1cBo1as(H im ai)2m msC ia n
-
由上式可得：
L2B2(H cb oaL 2 si•2ism ian )mC
(a c • i) o L m 2 L 2 i s 2 m s a i B 2 n ( H b ) m C
L2cB o2a s(•H im bi)2m msC ia n
-
第二节 涵洞建筑工程数量计算
一、八字翼墙 1.八字翼墙的布置形式
（1）涵洞轴线与路线正交时：
① 沿洞口向外扩散角=θ （水流出洞口的扩散角）
②八字翼墙采用对称的正翼墙 （2）涵洞轴线与路线斜交时：
八字翼墙采用斜布置或正布置
-
①β1=θ+a
正翼墙
②β2=θ-a
反翼墙
③β2=0 θ=a 此时翼墙最经济
B2(Hb)mC
L2
1im
-
L1、L2—涵洞上、下游半部长度; B1、B2—上下游路基宽度; a、b—进、出水口帽石顶面至基础顶面的
高度； C—帽石宽度； H—路基边缘至涵底中心的距离。
-
二、斜交涵洞长度计算 1.斜交斜做（洞口与路线平行）
L1cosa= B1+(H-a-L)m+C
i
L1B1c(H oasai)m mC
V3V外V1V2
-
(2) 锥坡基础体积
V S 4 b 0 d 1 4 ( a b ) K 0 d b 1 4 K ( m n ) H 2 e b 0 b 0 d
式中：K—周长系数
-