涵洞设计
8.1涵洞布设基本要求
参考资料：
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
《简明公路桥涵设计实用指南》
二级公路涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级应符合表8-1的规定。
表8-1 涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级
新建涵洞应采用无压力式涵洞，涵洞的孔径根据设计洪水流量、地质。进出水口情况，经水力验算等确定。
涵洞位置应符合沿线线形布设要求。出入口处应设置端墙或翼墙，其式样和尺寸应使涵洞具有相应的过水能力和保证涵洞处路堤的稳定。端墙或翼墙与洞身应设缝隔开，缝内填以不透水材料。圆管涵的纵坡不宜大于3%。其涵身管节参数见下表8-2
管节参数。
表8-2 管节参数
8.2涵洞位置确定
参考规范及相关资料结合本设计实际，考虑在服从路线走向，保证排水顺畅条件下，尽量在路线设计的凹向竖曲线底部，跨越明显排水沟槽处设置涵洞。
根据地形，本设计选择K2+500.00和K4+320.00处设置涵洞。
8.3涵洞类型选择与设计计算
由于所选路线填挖土高度不大，涵洞采用圆管涵类型，而不宜设置箱涵和板涵。
参数设置：涵洞进出口形式均设为八字墙式，涵底标高1435.99m，涵洞法线与路线方向的夹角0°，涵底纵坡设计2%，圆管内径设计为0.75m大小。管壁厚度为8cm，端墙宽度40cm，隔水墙120cm，基础埋深150cm,砂垫层厚度20cm,与涵洞相连的边沟内侧边坡边坡坡度1:1.0，外侧边坡1:1.0，底宽0.4m,边沟深度为0.6m以及钢筋参数等,其后利用海地道路-涵洞软件进行结构计算，结果如下：
K2+500.00 圆管涵结构计算结果
1.设计资料:
荷载等级=3 汽车--20级,挂车-100 车道数=2
砼标号=20号 砼抗压强度(Ra)=11.0MPa 砼弹性模量(Eh)= 26000.0MPa 钢筋等级=1级 钢筋直径(DG)= 8mm 钢筋抗拉强度(Rg)=240.0MPa
钢筋弹性模量(Eg)= 210000.0MPa 土容重(Rt)=18.0KN/立米 土的内摩擦角=35度 管节内径(d)= 75.0cm 外径(D)= 91.0cm 管璧厚度(DT)= 8.0cm
管壁内外径的平均半径(R)= 41.5 管顶填土高度(H)= 3.94m
2.外力(荷载)计算:
填土产生的垂直压力(TZ)= 70.88KN/平米 管节自重产生的垂直压力(GZ)= 2.00KN/平米 车辆荷载产生的垂直压力:
(1)汽车辆荷载产生的垂直压力(Pq)= 5.89KN/平米 汽车轮重(Gq)=300.0KN
车轮荷载压力横向分布宽度(aq)= 10.05m 车轮荷载压力纵向分布宽度(bq)= 10.15m
(2)挂车荷载产生的垂直压力(Pg)= 10.85KN/平米 挂车轮重(Gg)=250.0KN
挂车荷载压力横向分布宽度(ag)= 7.75m 挂车荷载压力纵向分布宽度(bg)= 5.95m
3.内力计算:
(1)汽车荷载在截面上产生的弯矩(Mq)= .10KN-M (2)挂车荷载产生的弯矩(Mg)= .19KN-M
土自重在截面上产生的弯矩(Mtz)= 1.22KN-M 管自重产生的弯矩(Mgz)= .13KN-M
4.内力组合: 最大弯矩(Mmax)= 1.85KN-M
5.强度验算:
(L=0.5M)钢筋外圈圈数= 3 (L=0.5M)钢筋内圈圈数= 3
(L=1M)钢筋外圈圈数= 6 (L=1M)钢筋内圈圈数= 6 中性轴位置(X)= .67cm 截面强度(Mj)= 3.05KN-M > Mmax= 1.85KN-M 截面强度验算通过!
6.裂缝宽度验算:
裂缝宽度(Fmax)= .164mm
地基基底应力为: 87.1KPa
K4+320.00 圆管涵结构计算结果
1.设计资料:
荷载等级=3 汽车--20级,挂车-100 车道数=2
砼标号=20号 砼抗压强度(Ra)=11.0MPa 砼弹性模量(Eh)= 26000.0MPa 钢筋等级=1级 钢筋直径(DG)= 8mm 钢筋抗拉强度(Rg)=240.0MPa
钢筋弹性模量(Eg)= 210000.0MPa 土容重(Rt)=18.0KN/立米 土的内摩擦角=35度 管节内径(d)= 75.0cm 外径(D)= 91.0cm 管璧厚度(DT)= 8.0cm
管壁内外径的平均半径(R)= 41.5 管顶填土高度(H)= 3.88m
2.外力(荷载)计算:
填土产生的垂直压力(TZ)= 69.88KN/平米 管节自重产生的垂直压力(GZ)= 2.00KN/平米 车辆荷载产生的垂直压力:
(1)汽车辆荷载产生的垂直压力(Pq)= 5.96KN/平米 汽车轮重(Gq)=300.0KN
车轮荷载压力横向分布宽度(aq)= 9.98m 车轮荷载压力纵向分布宽度(bq)= 10.08m
(2)挂车荷载产生的垂直压力(Pg)= 11.06KN/平米 挂车轮重(Gg)=250.0KN
挂车荷载压力横向分布宽度(ag)= 7.68m 挂车荷载压力纵向分布宽度(bg)= 5.88m
3.内力计算:
(1)汽车荷载在截面上产生的弯矩(Mq)= .10KN-M (2)挂车荷载产生的弯矩(Mg)= .19KN-M
土自重在截面上产生的弯矩(Mtz)= 1.20KN-M 管自重产生的弯矩(Mgz)= .13KN-M
4.内力组合: 最大弯矩(Mmax)= 1.83KN-M
5.强度验算:
(L=0.5M)钢筋外圈圈数= 3 (L=0.5M)钢筋内圈圈数= 3
(L=1M)钢筋外圈圈数= 6 (L=1M)钢筋内圈圈数= 6 中性轴位置(X)= .67cm 截面强度(Mj)= 3.05KN-M > Mmax= 1.83KN-M 截面强度验算通过!
6.裂缝宽度验算:
裂缝宽度(Fmax)= .162mm
地基基底应力为: 86.2KPa
由海地道路-涵洞软件可生成一般构造图、管节钢筋图和涵身构造图。具体设计图可见图表说明中的涵洞设计图SV—5。
涵洞设计
8.1涵洞布设基本要求
参考资料：
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
《简明公路桥涵设计实用指南》
二级公路涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级应符合表8-1的规定。
表8-1 涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级
新建涵洞应采用无压力式涵洞，涵洞的孔径根据设计洪水流量、地质。进出水口情况，经水力验算等确定。
涵洞位置应符合沿线线形布设要求。出入口处应设置端墙或翼墙，其式样和尺寸应使涵洞具有相应的过水能力和保证涵洞处路堤的稳定。端墙或翼墙与洞身应设缝隔开，缝内填以不透水材料。圆管涵的纵坡不宜大于3%。其涵身管节参数见下表8-2
管节参数。
表8-2 管节参数
8.2涵洞位置确定
参考规范及相关资料结合本设计实际，考虑在服从路线走向，保证排水顺畅条件下，尽量在路线设计的凹向竖曲线底部，跨越明显排水沟槽处设置涵洞。
根据地形，本设计选择K2+500.00和K4+320.00处设置涵洞。
8.3涵洞类型选择与设计计算
由于所选路线填挖土高度不大，涵洞采用圆管涵类型，而不宜设置箱涵和板涵。
参数设置：涵洞进出口形式均设为八字墙式，涵底标高1435.99m，涵洞法线与路线方向的夹角0°，涵底纵坡设计2%，圆管内径设计为0.75m大小。管壁厚度为8cm，端墙宽度40cm，隔水墙120cm，基础埋深150cm,砂垫层厚度20cm,与涵洞相连的边沟内侧边坡边坡坡度1:1.0，外侧边坡1:1.0，底宽0.4m,边沟深度为0.6m以及钢筋参数等,其后利用海地道路-涵洞软件进行结构计算，结果如下：
K2+500.00 圆管涵结构计算结果
1.设计资料:
荷载等级=3 汽车--20级,挂车-100 车道数=2
砼标号=20号 砼抗压强度(Ra)=11.0MPa 砼弹性模量(Eh)= 26000.0MPa 钢筋等级=1级 钢筋直径(DG)= 8mm 钢筋抗拉强度(Rg)=240.0MPa
钢筋弹性模量(Eg)= 210000.0MPa 土容重(Rt)=18.0KN/立米 土的内摩擦角=35度 管节内径(d)= 75.0cm 外径(D)= 91.0cm 管璧厚度(DT)= 8.0cm
管壁内外径的平均半径(R)= 41.5 管顶填土高度(H)= 3.94m
2.外力(荷载)计算:
填土产生的垂直压力(TZ)= 70.88KN/平米 管节自重产生的垂直压力(GZ)= 2.00KN/平米 车辆荷载产生的垂直压力:
(1)汽车辆荷载产生的垂直压力(Pq)= 5.89KN/平米 汽车轮重(Gq)=300.0KN
车轮荷载压力横向分布宽度(aq)= 10.05m 车轮荷载压力纵向分布宽度(bq)= 10.15m
(2)挂车荷载产生的垂直压力(Pg)= 10.85KN/平米 挂车轮重(Gg)=250.0KN
挂车荷载压力横向分布宽度(ag)= 7.75m 挂车荷载压力纵向分布宽度(bg)= 5.95m
3.内力计算:
(1)汽车荷载在截面上产生的弯矩(Mq)= .10KN-M (2)挂车荷载产生的弯矩(Mg)= .19KN-M
土自重在截面上产生的弯矩(Mtz)= 1.22KN-M 管自重产生的弯矩(Mgz)= .13KN-M
4.内力组合: 最大弯矩(Mmax)= 1.85KN-M
5.强度验算:
(L=0.5M)钢筋外圈圈数= 3 (L=0.5M)钢筋内圈圈数= 3
(L=1M)钢筋外圈圈数= 6 (L=1M)钢筋内圈圈数= 6 中性轴位置(X)= .67cm 截面强度(Mj)= 3.05KN-M > Mmax= 1.85KN-M 截面强度验算通过!
6.裂缝宽度验算:
裂缝宽度(Fmax)= .164mm
地基基底应力为: 87.1KPa
K4+320.00 圆管涵结构计算结果
1.设计资料:
荷载等级=3 汽车--20级,挂车-100 车道数=2
砼标号=20号 砼抗压强度(Ra)=11.0MPa 砼弹性模量(Eh)= 26000.0MPa 钢筋等级=1级 钢筋直径(DG)= 8mm 钢筋抗拉强度(Rg)=240.0MPa
钢筋弹性模量(Eg)= 210000.0MPa 土容重(Rt)=18.0KN/立米 土的内摩擦角=35度 管节内径(d)= 75.0cm 外径(D)= 91.0cm 管璧厚度(DT)= 8.0cm
管壁内外径的平均半径(R)= 41.5 管顶填土高度(H)= 3.88m
2.外力(荷载)计算:
填土产生的垂直压力(TZ)= 69.88KN/平米 管节自重产生的垂直压力(GZ)= 2.00KN/平米 车辆荷载产生的垂直压力:
(1)汽车辆荷载产生的垂直压力(Pq)= 5.96KN/平米 汽车轮重(Gq)=300.0KN
车轮荷载压力横向分布宽度(aq)= 9.98m 车轮荷载压力纵向分布宽度(bq)= 10.08m
(2)挂车荷载产生的垂直压力(Pg)= 11.06KN/平米 挂车轮重(Gg)=250.0KN
挂车荷载压力横向分布宽度(ag)= 7.68m 挂车荷载压力纵向分布宽度(bg)= 5.88m
3.内力计算:
(1)汽车荷载在截面上产生的弯矩(Mq)= .10KN-M (2)挂车荷载产生的弯矩(Mg)= .19KN-M
土自重在截面上产生的弯矩(Mtz)= 1.20KN-M 管自重产生的弯矩(Mgz)= .13KN-M
4.内力组合: 最大弯矩(Mmax)= 1.83KN-M
5.强度验算:
(L=0.5M)钢筋外圈圈数= 3 (L=0.5M)钢筋内圈圈数= 3
(L=1M)钢筋外圈圈数= 6 (L=1M)钢筋内圈圈数= 6 中性轴位置(X)= .67cm 截面强度(Mj)= 3.05KN-M > Mmax= 1.83KN-M 截面强度验算通过!
6.裂缝宽度验算:
裂缝宽度(Fmax)= .162mm
地基基底应力为: 86.2KPa
由海地道路-涵洞软件可生成一般构造图、管节钢筋图和涵身构造图。具体设计图可见图表说明中的涵洞设计图SV—5。