桥梁公路工程-涵洞受力特点及结构计算专题
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
工程制图--道路、桥梁、涵洞、隧道工程图
路中心线
公路
水准点 导线点 交角点
编号 高程
大车道
编号 高程
桥梁及隧道
JD编号
水沟
铁路
河流
房屋 高压电线 低压电线
通讯线 水田
图例
独立 连片
4
路线平面图中的常用图例
（摘自《道路工程制图标准》（GB 50162—92）
名称
旱田
菜地 水库 鱼塘 坎
晒谷坪
图例
塘 谷
名称 图例 名称 图例
用材林
坟地
围墙 堤
公里桩
里程 数 K49+7
00
百米桩 百米桩
里程 数 K50+4
00
沿前进方向的右侧在公里桩中间，每隔100m 以垂直路线的细实线设百米桩。百米数值注写 在细短线的端部且字头朝向上方。
12
平(面)曲线
交角 点
曲线中 点
路线部分： 曲线表：当路线转弯时，要标注路线转折的顺 序编号，即交角点编号，并列出曲线表。
填
挖
凸竖曲 线
竖曲线
地面 线
地
面
高
地质概
程
况
设计高 程
路线纵向设 计线
里
程
桩
号
直线及平曲线
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三、路基横断面图
路基横断面图是在路线中心桩处垂直于路线中心线的断 面图。
主要用于表达各中心桩处地面横向起伏状况、设计路 基的断面形状、填挖高度、边坡坡长等的形状和尺寸。 路基横断面图作用
路基横断面图提供计算填挖土石方的数据资料和路基 施工的依据。
变压器 经济林
油茶
路堑 小路
等高线 石材陡崖
5
路线平面图中常用的符号
涵洞受力分析
涵洞受力分析
机车可拉75吨(75*9.8=735千牛)机车自重10吨(10*9.8=98千牛)共重833千牛。
不考虑火车动荷载，
1.土地回填可以上部里均匀分布在一个面上,土回填少了,局部积压可以是土体外移时,后土体达不到分压作用。
道砟下部压碎代替土，浪费了道砟。
2.如果圆管涵洞做如下：
均布荷载为833/3*3=92.56千牛每平米。
下部考虑涵洞自重为833/3*2=138.33千牛每平米。
影响地基稳定性，可能产生涵洞下沉。
3.我们采取地无基础涵洞规范要求为砂垫层，或碎石垫层。
还有涵管受力特点为
平行力混凝土过薄是侧面混凝土，是受力失衡，可以用三七灰土回填，方可受力分散。
公路桥梁、涵洞工程标准施工技术(图文版)
《公路桥梁、涵洞工程标准施工技术》目录第一节桥梁、涵洞施工技术标准 (2)第二节桥梁下部结构施工技术 (4)第三节桥梁上部结构施工技术 (26)第四节大跨径桥梁施工 (48)第五节涵洞工程施工技术 (58)公路桥梁、涵洞工程标准施工技术第一节桥梁、涵洞施工技术标准一、桥梁组成与分类1.桥梁组成桥梁通常由下部结构、支座、上部结构桥面系及附属设施等组成。
桥面系及附属设施是直接与桥梁服务功能有关的部件，包括：桥面铺装，防水及排水设施，桥面伸缩装置，人行道与安全带，护栏与隔离设施，桥梁照明设施，桥梁结构与路堤的衔接设施，桥梁防撞保护设施，桥梁防震抗震设施，桥梁标志、标线、视线导引与防眩设施，桥梁防噪与防雪走廊，桥头引道与调治构筑物，桥头建筑和周边景观设施等。
2.桥梁分类（1）按跨径分类：特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。
（2）按桥梁受力特点分类：拱式桥、梁式桥、悬吊式桥和组合系桥梁四大类。
（3）按承重结构的材料分类：石拱桥、钢筋混凝土（预应力）桥、钢桥三大类。
（4）按用途分类：公路桥、公路铁路两用桥、农村道路桥、人行桥、管线桥和渡槽桥等。
（5）按跨越障碍性质分类：跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥、栈桥。
（6）按上部结构行车道位置分类：上承式桥、下承式桥、中承式拱桥。
（7）按桥面布置分类：双向车道布置桥、分车道布置桥、双层桥面布置桥等。
二、桥梁、涵洞技术指标1.桥梁、涵洞设计洪水频率为保证桥涵孔泄洪能力和桥梁行车安全，桥梁、涵洞设计顶面必须高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25m。
设计洪水频率是指桥涵设计洪水位发生的频率，不同等级公路的设计技术标准要求不同。
2.桥梁与涵洞孔径桥涵孔径的设计不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态，应注意河床地形和考虑壅水冲刷对上下游的影响，确保桥涵附近河道与路堤的稳定。
桥梁全长，对于有桥台的桥梁应为两岸桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离；对于无桥台的桥梁应为桥面系行车道全长。
当新建桥梁跨径在50m及以下时，宜采用标准化跨径。
涵洞方案及支架受力验算知识讲解
涵洞方案及支架受力验算知识讲解涵洞方案及支架受力验算K21＋640涵洞盖板支架受力验算书1、涵洞支架搭设说明盖板现浇支架采用扣件式钢管脚手架，立杆间距80×80cm；水平杆步距120cm；上下两端由可调节顶托（底托）调节立杆高度，每端调节高度不大于40cm；分别设置纵向、横向剪刀撑，剪刀撑隔排设置。
2、荷载说明＝2.6×0.4＝10.4(KN/m2)(1)钢筋砼断面折算成均布荷载: q1(2)模板荷载q＝0.6×0.0018＝0.11(KN/m2)2＝0.6×0.05×0.1×3 ＝0.09(KN/m2)(3)5×10分配梁方木荷载q3＝1.5(KN/m2)(4)人及机具活载q4＝(38.4×(4×1.2＋5×2×0.8)＋58.2×2＋(5)钢管支架荷载：q55×13.2)/(0.8×0.8)＝10.53(KN/m2)＝0.6×0.1×0.1×1/0.8(6)10×10主梁方木荷载:q6＝0.075(KN/m2)3、顶模板受力验算(18mm竹胶板模板)荷载设计值:q s＝1.2×(10.4＋0.11)＋1.4×1.5＝14.71KN/m2荷载标准值: q b＝10.4＋0.11＋1.5＝12.01KN/m2将木模顶面受力看成是次梁方木为支点，木板以上为均布荷载的简支梁，现取模板中1cm宽的木条作模拟计算：跨中弯距:Mmax＝q s L2/8＝14.71×0.01×0.35×0.35/8＝2.25×10-3KN·m支点剪力:Q＝ q s L/2＝14.71×0.01×0.35/2 ＝0.026KN模板毛截面惯性矩:Iy＝b3h/12＝1.83×1/12＝0.486cm4模板毛截面面积矩:Sm＝ b2h/8＝1.82×1/8＝0.405cm3净截面抵抗矩:Wx＝ b2h/6＝1.82×1/6＝0.54cm3弯曲强度:σ＝2.25/(0.54×10－6)＝4.16MPa＜[σ允]＝12MPa剪切强度:τ＝QSm/(Iyb)＝0.026×103×0.405×10－6/(0.486×10－8×0.018)＝0.12MPa＜[τ]＝1.9MPa挠度:f＝5q b L4/(384EI)＝5×12.01×0.01×103×0.354/(384×104×106×0.486×10－8) ＝0.483mm ＜350/400＝0.875mm采用18mm竹胶板做模板满足规范要求。
涵洞的分类、构造及施工图
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2 涵洞的分类
❖ 水力性能分类
涵
按水利性能分类，涵洞可分为无压力式涵洞、半
洞
压力式涵洞、压力式涵洞。
其
无压力式涵洞
他 分
入口处水流的水位低于洞口上缘，洞身全长范围 内水面不接触洞顶的涵洞。
半压力式涵洞
——工地预制安装
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4 涵洞施工
⑴ 就地浇筑的拱涵
钢拱架
图示是用钢轨制成 的跨径1．5～3．0m 拱涵的钢拱架
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拱涵钢拱架
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4 涵洞施工
土牛拱胎
在水流不大的情况下，小桥涵施工可以用 土牛拱胎代替拱架，这种方法既能节省木料， 又有经济、安全的特点。
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洞基础和管节向下滑移，每 段长度一般为3～5m，台阶 高差一般不超过相邻涵节最 小壁厚的3/4。如破度较大 可按2～3m分段或加大台阶 高度，但不应大于0.34m， 且台阶处的净空高度不小于 1.0m此时在低处的涵顶上 应设挡墙，以掩盖可能产生 的缝隙。
无圬工基础的陡坡管涵，只可采用
管节斜置的办法，斜置的坡度不得
②混凝土及石砌涵洞的洞身、端墙和翼墙的被土掩埋部分，只 需将圬工表面凿平，无凹入存水部分，可不设防水层。但北方 严寒地区的混凝土结构仍需设防水层。
③钢筋混凝土盖板明涵的盖板部分表面可先涂抹热沥青两次， 再于其上设2cm厚的防水水泥砂浆或4～6cm厚的防水混凝土。 其上可按照设计铺设路面。
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单孔有圬工基础
管涵
双孔有圬工基础 单孔无圬工基础
第二章-第二节-道路、桥梁、涵洞工程的分类、组成及构造(三)
二、桥梁工程（一）桥梁的组成与分类1．桥梁的基本组成部分2．桥梁的分类（二）桥梁上部结构1．桥面构造(1)桥面铺装及排水、防水系统。
1)桥面铺装。
桥面铺装即行车道铺装，亦称桥面保护层。
桥面铺装的形式有：2)桥面纵横坡。
3)桥面排水和防水设施。
(2)伸缩缝。
【2007】．温差较大的地区且跨径较大的桥梁上应选用（）。
A．镀锌薄钢板伸缩缝B．U型钢板伸缩缝C．梳型钢板伸缩缝D．橡胶伸缩缝答案：C(3)人行道、栏杆、灯柱。
2．承载结构2)连续梁式桥和悬臂梁式桥。
(2)拱式桥。
拱式桥在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平反力（推力）。
可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。
拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一。
其墩台基础必须承受强大的拱脚推力。
因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。
拱桥按其结构体系分为：(3)刚架桥。
按照其静力结构体系可分为单跨或多跨的刚架桥；也可分为铰支承刚架桥和固端支承刚架桥。
(4)悬索桥。
(5)组合式桥。
3．桥梁支座支座按其允许变形的可能性分为固定支座、单向活动支座；（三）桥梁下部结构1．桥墩空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定：(3)柱式桥墩。
(4)柔性墩。
(5)框架墩这类空心墩为轻型结构，是以钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。
2．桥台【2015考题】14.可不设罝翼墙的桥台是（）。
A.U形桥台B.耳墙式桥台C.八字式桥台D.埋罝式桥台【答案】D【解析】本题考查的是桥梁工程。
埋罝式的桥台设罝耳墙。
本题目也是属于稍微便宜点的题目，因为教材有图示。
大家看过一次可能就会有印象。
【2014】.地基承载力较低、台身较高、跨径较大的桥梁，应优先采用（）。
A.重力式桥台B.轻型桥台C.埋置式桥台D.框架式桥台【答案】D【解析】框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它所承受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。