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《公路涵洞设计细则》解释冯忠居教授长安大学二零零七年九月《细则》包括的内容1.各类涵洞的使用条件，涵洞布设的基本要求，以及涵洞与路基在设计与施工中的相关要求；2.涵洞各个勘查阶段的工作内容、精度以及平纵布设要求；3.涵洞水利水文的计算方法及适用条件；4.各类涵洞的组成部分和构造要求；5.涵洞上、下部结构计算的方法；6.讨论。内容1.为适应公路建设需要，规范、指导公路涵洞的勘测设计，依据《公路工程技术标准》（JTGB01）和《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60）等相关标准、规范的规定，制定本细则。2.本细则适用于新建和改建各级公路涵洞的勘测设计。3.涵洞布设除必须满足排水、输砂要求外，还应与公路排水系统、水利规划及农田排灌相合。一.总则一总则4.公路涵洞设计应符合安全、适用、经济、美观和有利环保的要求，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。5.公路涵洞的勘测设计除应符合本细则规定外，尚应符合现行国家颁发的有关标准、规范的规定。一总则1.涵洞culvert为保证地面水流能够横穿公路而设置的小型构造物，一般由基础、洞身、洞口组成。2.管涵pipeculvert洞身为管形的涵洞。3.拱涵archculvert洞身截面顶部呈拱形的涵洞。4.箱涵boxculvert洞身为钢筋混凝土箱形截面的涵洞。二.术语(29个，其中涵洞关于结构9个，水利水文10个，材料、作用及分项系数9个）二术语5.盖板涵slabculvert洞身以钢筋混凝土板、石板等作为顶盖的涵洞。6.压力式涵洞outletsubmergedculvert进、出洞口都被水流淹没，洞身涵长范围内全断面过水且洞内顶部承受水头压力的涵洞。7.半压力式涵洞inletsubmergedculvert进口被水流淹没，洞身内只有部分段落承受水头压力的涵洞。二术语8.无压力式涵洞inletunsubmergedculvert洞身全长的水流处于无压流动状态下的涵洞。9.倒虹吸涵invertedsiphon路基两侧水流都高于涵洞进、出水口，且靠水流压力通过形似倒虹吸的涵洞。10.汇水面积（集水面积）catchmentarea流域分水线与涵位断面之间所包围的平面面积。11.径流runoff陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层或沙漠的水流。二术语12.壅水backwater水流受到压缩或潮水水位、干流水位顶托而导致上游水位抬高的现象。13.临界流速criticalvelocity明渠水流中发生临界水深的断面平均流速。14.允许（不冲刷）流速thepermitvelocityfornoscour涵洞和排水计算时，保证不出现冲刷所采用的流速。二术语15.过水断面wettedcross-section河流、渠道或管道内能排泄水流的横断面。16.湿周wettedperimeter过水断面的水流与河床（管道）接触部分的润湿边界长度。17.水力半径bydraulicradius过水断面面积与其湿周的比值。18.淤积sediment水流挾带的泥沙由于流速减缓而沉积的现象。二术语19.糙率coefficientofroughness综合反映河床粗糙程度对水流起摩阻影响的系数。20.材料强度标准值characteristicvalueofmaterialstrength设计结构或构件时采用的材料强度的基本代表值。该值可根据符合规定标准的材料，取其强度概率分布的0.05分位值确定。21.材料强度设计值designvalueofmaterialstrength材料强度标准值除以材料强度分项系数后的值。二术语22.作用actions施加在结构上的集中力或分布力如汽车、结构的自重及土压力等，称为直接作用，也称为荷载；引起结构外加变形或约束变形的原因如地震、基础不均匀沉降、温度变化等，称为间接作用。两者统称为作用。23.作用标准值characteristicvalueofanaction作用的主要代表值。其值可根据设计基准期内最大概率分布的某一分位值确定。二术语24.作用设计值designvalueofanaction作用标准值乘以作用分项系数后的值。25.作用效应effectsofanaction结构对所受作用的反映，称为作用效应。如由作用产生的结构或构件的轴向力、弯矩、剪力、应力、裂缝、变形等。26.作用效应组合combinationforactioneffects结构上几种作用分别产生的效应的随机叠加。二术语27.安全等级safetyclass根据结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计安全等级。28.结构重要性系数coefficientforimportanceofastructure对不同安全等级的结构，为使其具有规定的可靠度而对作用效应附加的系数。二术语29.分项系数partialsafetyfactor为保证所设计的结构或构件具有规定的可靠度，在结构极限状态设计表达式中采用的系数。分为作用分项系数和材料分项系数等。二术语《公路涵洞设计细则》解释冯忠居教授长安大学二零零七年九月1.材料强度1)涵洞所用石材、混凝土和砂浆的强度级，应按下列规定采用：①石材强度等级：MU120、MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30；②混凝土强度等级：C40、C35、C30、C25、C20、C15；③砂浆强度等级：M20、M15、M10、M7.5、M5。三.材料三材料注：⑴石材强度等级采用边长70mm的含水饱和立方体试件的抗压强度（MPa）表示。抗压强度取三块试件平均值；⑵混凝土强度等级的定义见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62）；⑶砂浆的强度等级采用边长70.7mm的标准立方体试件28d抗压强度（MPa）表示。抗压强度取三块试件平均值；⑷不同尺寸的石材试件强度换算系数及石砌体的分类可按附录A的规定采用。三材料2)石材强度设计值应按表3.1.2的规定采用。表3.1.2石材强度设计值（MPa）三材料3)混凝土强度设计值应按表3.1.3规定采用。表3.1.3混凝土强度设计值（MPa）三材料4)砂浆砌体抗压强度设计值规定如下：①混凝土预制块砂浆砌体抗压强度设计值fcd应按表3.1.4-1的规定采用。三材料表3.1.4-1混凝土预制块砂浆砌体抗压强度设计值fcd（MPa）三材料②块石砂浆砌体抗压强度设计值fcd应按表3.1.4-2的规定采用。表3.1.4-2块石砂浆砌体的抗压强度设计值fcd（MPa）注：对各类石砌体，应按表中数值分别乘以下列系数：细料石砌体1.5；半细料石砌体1.3；粗料石砌体1.2；干砌块石砌体可采用砂浆强度为零时的抗压强度设计值。三材料③片石砂浆砌体抗压强度设计值fcd应按表3.1.4-3的规定采用。表3.1.4-3片石砂浆砌体的抗压强度设计值fcd（MPa）注：干砌片石砌体可采用砂浆强度为零时的抗压强度设计值。三材料④各类砂浆砌体的轴心抗拉强度设计值ftd、弯曲抗拉强度设计值ftmd和直接抗剪强度设计值fvd应按表3.1.4-4的规定采用。表3.1.4-4砂浆砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和直接抗剪强度设计值（MPa）三材料注：(1)砌体龄期为28d；(2)规则砌块砌体包括：块石砌体、粗料石砌体、半细料石砌体、细料石砌体、混凝土预制块砌体；(3)规则砌块砌体在齿缝方向受剪时，系通过砌块和灰缝剪破。三材料5)小石子混凝土砌块石、片石砌体强度设计值，应分别按表3.1.5-1和表3.1.5-2及表3.1.5-3的规定采用。表3.1.5-1小石子混凝土砌块石砌体轴心抗压强度设计值fcd(MPa)注：砌块为粗料石时，轴心抗压强度为表值乘1.2；砌块为细料石、半细料石时，轴心抗压强度为表值乘1.4。三材料表3.1.5-2小石子混凝土砌片石砌体轴心抗压强度设计值fcd(MPa)三材料表3.1.5-3小石子混凝土砌块石、片石砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉和直接抗剪强度设计值(MPa)注：其它规则砌块砌体强度值为表内块石砌体值乘以下列系数：粗料石砌体0.7；细料石、半细料石砌体0.35。三材料6)混凝土及各类砌体的受压弹性模量应分别按表3.1.6-1、表3.1.6-2的规定采用。混凝土和砌体的剪变模量Gc和Gm分别取其受压弹性模量的0.4倍。表3.1.6-1混凝土的受压弹性模量（MPa）三材料表3.1.6-2各类砌体受压弹性模量（MPa）三材料7)普通钢筋宜选用热轧R235、HRB335、HRB400及KL400钢筋。普通钢筋的抗拉强度标准值fsk、抗拉强度设计值和抗压强度设计值应分别按表3.1.7的规定采用。三材料表3.1.7普通钢筋抗拉强度标准值及抗拉、抗压强度设计值（MPa）注：(1)表中d系指国家标准中的钢筋公称直径，单位为mm。(2)钢筋混凝土轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于330MPa时，仍应按330MPa取用；(3)构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。三材料8)普通钢筋的弹性模量应按表3.1.8的规定采用。表3.1.8钢筋的弹性模量Es（MPa）三材料2.材料基本要求1)公路涵洞所使用的材料的最低强度等级应符合表3.2.1的规定。钢筋混凝土涵洞的混凝土强度等级不应低于C20。表3.2.1涵洞材料的最低强度等级三材料2)片石混凝土为混凝土中掺入不多于其体积20%的片石，片石强度等级不应低于混凝土强度等级和本细则第3.2.1条规定的石材最低强度等级。片石混凝土各项强度、弹性模量和剪变模量可按同强度等级的混凝土采用。3)累年最冷月平均温度等于或低于-10℃的地区，当无实践经验证明材料确有足够抗冻性能的，应作抗冻试验。所用的石材抗冻性指标，应符合下列规定：①石材在含水饱和状态下经过-15℃的冻结与20℃融化的循环25次。②试验后的材料应无明显损伤（裂缝、脱层），其强度不应低于试验前的0.75倍。三材料4）石材应具有耐风化和抗侵蚀性。用于浸水或气候潮湿地区的受力结构的石材，其在含水饱和状态下与干燥状态下试块极限抗压强度的比值不应低于0.8。5）结构混凝土耐久性的基本要求应符合表3.2.5的规定。三材料表3.2.5结构混凝土耐久性的基本要求注：（1）表中氯离子含量系指其与水泥用量的百分率；（2）当有实际工程经验时，处于Ⅰ类环境中结构混凝土的最低强度等级可比表中降低一个等级。三材料6)普通钢筋的最小混凝土保护层厚度应符合表3.2.6的规定。表3.2.6普通钢筋最小混凝土保护层厚(mm)注：（1）预制钢筋混凝土圆管涵最小混凝土保护层厚度可按环境类别分别采用20、30、40、40mm。（2）对于环氧树脂涂层钢筋，可按环境类别Ⅰ取用。三材料《公路涵洞设计细则》解释冯忠居教授长安大学二零零七年九月四.一般规定1.涵洞分类1)按建筑材料涵洞分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、钢波纹管涵等。2)按构造型式涵洞分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵等。常见的涵洞适用跨径应符合表4.1.2的规定。四一般规定表4.1.2各类涵洞适用跨径（m）四一般规定3)按填土高度涵洞分为明涵、暗涵，当涵洞洞顶填土高度小于0.5m时称明涵，当涵洞洞顶填土高度大于或等于0.5m时称暗涵。4)按水力性质涵洞分为无压力式、半压力式、压力式三种。2.各类涵洞的适用条件1)钢筋混凝土管涵适用于缺少石料地区有足够填土高度的小跨径暗涵。一般采用单孔；多孔时不宜超过3孔。四一般规定2)钢筋混凝土盖板涵适用于无石料地区且过水面积较大的明涵或暗涵。3)拱涵适用于跨越深沟或高路堤。4)钢筋混凝土箱涵适用于软土地基。5)石盖板涵适用于石料丰富、且过水流量较小的小型涵洞。6)倒虹吸管涵适用于路堑挖方高度不能满足设置渡槽的净空要求时的灌溉渠道，不适用于排洪河沟。7)钢波纹管涵适用于地基承载力较低，或有较大沉降与变形的路基。四一般规定3.涵洞布设基本要求1)各级公路涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级应符合表4.3.1的规定。表4.3.1涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级注：（1）二级公路作为干线公路且重型车辆多时，其涵洞设计可采用公路-Ⅰ级汽车荷载。（2）四级公路重型车辆少时，其涵洞设计可采用公路-Ⅱ级