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涵洞内容提要•涵洞的基本知识•钢筋混凝土盖板箱涵•铁路涵洞CAD辅助设计软件涵洞的定义•涵洞是用来跨越河流、灌溉渠、道路等障碍的建筑物，主要功能是上面行车、行人，下面可供排洪、立交、灌溉等正常运行。涵洞的分类•按构造形式分类：盖板箱形涵洞、圆形涵洞、框架涵、拱形涵洞、倒虹吸管、泄水隧洞等。•按建筑材料分类：钢筋混凝土涵洞、混凝土涵洞、石砌涵洞•按用途分类：排洪涵洞、灌溉涵洞、立交涵洞、组合功能类型涵洞（如排洪兼立交）•按施工方法：现浇法、预制顶进施工•按与线路的关系分：正交涵洞、斜交涵洞施工中的框架涵双孔涵洞排洪兼立交涵洞排洪涵洞涵位的选择•小桥涵位置的确定，应根据汇水面积图，线路平面图及线路纵断面图，并结合现场实际情况就地确定。原则上应逢沟设涵。纵断面上为填方的地面下凹处亦应考虑是否增设桥涵。在平坝漫流地区桥涵宜分散不宜集中，孔径宜扁平不宜高窄。•确定小桥涵位置时，必须与线路排水系统密切配合，使线路上游侧的全部水流引导到各桥涵处通过。在设计路基排水系统（侧沟、天沟、排水沟、取土坑等）时，应从线路上各桥涵相应汇水区的分水岭开始，按一定的坡度（一般不小于2‰）设置排水沟通向桥涵。确保排泄通畅。•站场范围内的桥涵定位，必须与站场股道设计、排水系统布置密切配合整体考虑。•排洪涵洞主要为排泄汇水区范围内汇水而设，涵洞位置一般选择在汇区范围内较低洼处。如果有明显沟形的，应结合沟形与线路的平面关系，合理确定涵洞位置。以下是常见的几种情况：原沟位置设涵：沟与线路法线夹角较小（15度以下按正交设计）移位设置涵洞：沟与线路法线夹角太大（超过45度的），以出入口改沟工程量的最小的原则合理确定涵洞位置。立交与灌溉涵洞位置的选择•立交涵洞原则上采用原位立交，可以尽量减少出入口与既有道路的连接处理工程。当斜角角度太小，需与线路专业协调，结合道路改移等综合确定涵洞的位置。•灌溉涵洞原则上采用原位设涵，当需改移灌溉渠时，可以结合沟形，综合考虑。常用涵洞的结构形式－钢筋混凝土盖板箱涵•泄洪能力大，较其他结构形式有较大的过水面积。•通过错台布置等形式，适用于沟床纵坡较陡的河沟上。•结构高度较小，盖板为钢筋混凝土板结构，结构高度相对较低，涵下有更大的过水及通行空间。•对地基要求较低，一般情况下当基地容许应力大于150KPa即可满足。•为简支结构，由于基础沉降等原因破坏造成的结构损坏较小。•墙身及基础以采用素混凝土，造价相对较便宜。•盖板可以预制，方便施工，施工工期短。钢筋混凝土盖板箱涵图号：单孔：二设桥参（2005）3221图号：双孔：二设桥参（2005）3222•孔径：单孔：0.75、1.0、1.25、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0m•孔径：双孔：0.75、1.0、1.25、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0m•出入口铺砌（附属工程）•出入口（帽石、端翼墙）•涵身（盖板、边墙、基础、沉降缝）钢筋混凝土盖板箱涵帽石翼墙边墙盖板出入口铺砌边墙边墙墙顶刚性联合基础出入口•帽石：出入口板顶及翼墙顶部为挡土而设。一般采用20cm厚，40cm宽的C30混凝土。•端（翼）墙及其基础：常用的有八字翼墙、端墙形式。一般填方地段均采用八字翼墙的形式，有利于挡涵后路基填土。当处于挖方内设涵时，可以考虑采用端墙式。通常采用C20混凝土或C20混凝土块。八字翼墙一般包含1m的盖板，端墙一般为2m，在既有线增建二线接长涵或其他特殊情况时，根据涵节调整需要，可以适当调整出入口长度。涵身•盖板：为避免板顶积水，一般做成采用两端稍薄，中间厚的梯形截面钢筋混凝土盖板。普通填土盖板采用C25钢筋混凝土，高填土盖板涵填土盖板采用C30钢筋混凝土。盖板一般按每块1m宽预制，特殊情况下使用0.75m宽的盖板。斜交盖板做成平坡，板顶通过C15混凝土形成流水坡。•边墙:放坡的混凝土梯形截面墙身，C20混凝土。起支撑盖板作用，墙顶做成企口，以固定盖板。当填土高度较高时，也有采用穿孔锚钉将盖板连接在边墙上的。•基础:涵洞基础作为涵洞结构的重要组成部分，对结构的安全起着至关重要的作用。基础厚度一般按照参考图办理，采用明挖扩大基础的形式。一般地基情况下，当基底应力大于150KPa时，采用刚性联合基础，即可满足设计承载能力的要求。刚性联合基础就是把两边墙底部基础连接成为整体，并满足规范关于刚性角的最小要求，所以，刚性联合基础的厚度是随着孔径在变化。但是，涵洞基底地质情况千变万化，基础的处理是必不可免的：1、基底地质情况变好：当涵洞基底为岩石的弱风化带时，为减少岩石开挖及基础圬工，可采用分离式基础或将刚性基础适当减薄。2、基底地质情况变差：当基地应力达不到150KPa时，基底应予以加固：（1）基底软弱土层厚度小于3m时，换填砂夹卵石或砂夹碎石处理。（2）基底软弱土层厚度大于3m的，采用桩基础处理，常见的有碎石桩、喷桩等。3、通过技术经济比较，基础适当配置钢筋、减少混凝土用量，采用钢筋混凝土刚性联合基础也是可行的。涵身分节及涵洞沉降缝•涵洞洞身一般分成若干个3～5m的管节，相邻管节间用3cm的沉降缝断开，可以避免由于不均匀沉降导致的涵身破坏。陡坡及地质较差地段分节宜短，地质良好则可采用较长管节。岩石地基可视岩层情况少留或不留沉降逢。沉降缝处采用塞木板、填黏土、敷设防水层等措施防止涵内流水流入路基及地基土中。•涵身分节时，出入口节均自成1节，节断长度在前述《出入口》已交代。涵洞设计的一般规定•涵洞长度与净高的关系•h＝1.25m，涵洞长度不宜超过25m•h=1.5m，长度不受限制•对0.75m盖板涵，•h1.0m，长度不宜超过10m•h=1.0m，长度不宜超过15m•涵洞最小孔径的规定•0.75m盖板涵仅适用于无淤积的灌溉涵•排洪涵孔径不应小于1.25m。•板顶填土高度不应小于1.2m涵洞设计一般步骤•外业测绘：收集涵洞的勘测资料，包括涵洞轴向断面（必要时有辅助断面和1：500地形图）、涵洞设计资料调查表、有沟或路的应测绘沟（或路）与线路的平面关系。根据汇水面积确定涵洞的设计流量（p=1/100)。•相关资料的准备：线路平剖面资料、填挖高度表、地质资料等。•路基设计资料：路基断面的形式（路基宽度、路基边坡、坡面防护等）、出入口排水侧沟的沟底标高资料。•涵洞孔径式样、出入口铺砌类型的拟定。根据涵洞功能、相关资料合理确定。孔径宜大不宜小，宜宽矮不宜高窄。•出入口泄水面标高的拟定（排洪涵主要系为排除汇区内汇水而设，涵洞出入口标高均应较路基排水沟低。入口低，可以接引侧沟汇水，出口低，是因为涵洞一般均设置在汇区内地势最低洼处，出口侧路基侧沟均汇至涵洞出口处，并通过出口铺砌，排至下游。因此当遇到地势相对平坦，出口太低无条件排水时，应提请路基合理调整排水系统设计。涵身坡度一般不小于4‰以利排水。）•涵洞长度的计算、涵身分节与涵长调整（后面单独介绍）•涵洞基础的设计（当涵洞基地应力不满足要求时，基底应进行加固处理，常见的有换填、碎石桩、旋喷桩等。）•工程数量计算及汇总•出图涵洞孔径的确定•排洪涵洞：根据涵洞设计流量（Q1/100)确定涵洞的最小孔径。并应满足前述涵洞设计一般规定的有关要求。•立交涵洞：根据既有路面情况，结合与相关主管单位签订的协议确定。•灌溉涵洞：根据灌溉沟的设计流量、相关主管单位签订的协议确定。名称高度（米）宽度（米）行人2.02.0牛羊2.53.0骆驼3.23.0大车3.03.0～4.0汽车5.04.5～5.0出入口铺砌•标准铺砌：当涵洞设在宽浅、无严重冲刷、无明显沟形的地方。•梯形槽铺砌：灌溉、河流有明显沟形处，为与出入口沟槽顺接。铺砌截面可依据沟形确定。•矩形槽铺砌：灌溉涵有明显沟形的。•集水井：入口地面横坡陡峻，采用集水井形式以减少入口土方开挖量。•无铺砌涵洞长度计算•L=L上＋L下•L上=w上+m(路基标高-上游泄水面标高-HT-板厚-帽石厚）+帽石宽度•L下=w下+m(路基标高-下游泄水面标高-HT-板厚-帽石厚）+帽石宽度涵身分节•在计算的涵洞总长的基础上，进行涵身分节。每节长度以3～5m为宜，涵节设计有1m和0.75m两种类型，组合长度可以为0.25m的整数倍。•涵节分完后，重新计算涵洞总长，并分配上下有涵洞长度。•如：计算涵洞长度L上=4.99m，L下=5.78m,则涵洞总长L=L上＋L下=10.77m，则考虑分节如下：•100cm(翼墙)+3cm+425cm+3cm+450cm+3cm+100cm(翼墙)=1084cm•调整后L上=5.03m，L下=5.81m，涵洞总长L=L上＋L下=10.84m铁路涵洞设计程序的使用•在系统下用鼠标执行[程序]组中的《铁路涵洞TLHD2003XP》程序项菜单即可启动整个软件系统。软件的主框架窗口及典型界面如下。软件输入数据资料结构•《铁路涵洞系统》软件是一个基于项目管理的涵洞Cad软件，它的一个项目通常包含一段铁路的所有涵洞。所以，我们所说的涵洞设计总是基于项目文件的。如果我们要开始设计涵洞，首先需要确定这些涵洞是在什么路段上，然后为这个路段建立起一个项目，并且给这个项目起一个名称。•对于一个工程项目，涵洞设计资料应包括两方面的内容：即线路数据资料和涵洞数据资料。本软件系统分别用两个数据文件来存储这两类数据。•线路数据资料又包括线路纵断面资料、线路平面资料和路基资料三种数据。涵洞数据资料存储涵洞设计的有关数据。本软件系统对数据文件的命名规定如下：•工程项目文件：扩展名为WAY，即*.WAY。•线路数据资料文件：扩展名为XL，即*.XL。•涵洞数据资料文件：扩展名为HD，即*.HD。新建工程项目•对于一条新的线路上的涵洞设计，首先要建立一个新的工程项目。按照如下步骤来完成。•运行[工程文件]菜单中[新建]项建立一个新的工程项目，屏幕出现“工程文件设置”对话框。•用户输入线路文件和涵洞文件的文件名即可。若以前已经输入过此类文件，用户可以用[浏览]按钮进行查找。若输入的文件不存在，系统会自动给此项目建立一个新的数据文件。然后按[确定]按钮后，系统提示用户输入一个项目的名称以对此项目进行存盘。谢谢大家！2006年7月25日