第5章 桥梁涵洞

5.1概述

公路跨越河流以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构造物，最常见的是小桥涵。本条公路位于山区，沟壑交错，因此应设置较多的桥涵。小桥涵的设计与布置是否合理，对于整条公路的造价和使用质量都有很大的影响。本设计中共有涵洞8座，涵洞的形式采用1-Φ1.5m钢筋混凝土圆管涵：平均1000m/座。

5.2小桥涵位置的选择

合理地选择小桥涵位置，是小桥涵设计的重要步骤，它直接关系到路基的稳定，排水的顺畅和修建工程量的大小。一般来说，小桥涵位置应服从路线的走向并达到排水顺利，路基稳定，工程造价低，只有在特殊情况下在不降低路线标准的前提下，局部调整路线，使之从较好的桥涵位置通过。此外设置小桥涵应遵循以下原则：逢沟设桥或涵，注意与农田相结合；适应路线平纵并与路基排水系统相协调；考虑水力条件，进出口要平顺，避免发生斜流现象全面综合比较，力求桥涵主体及附属工程的全部工程量最小，降低工程造价。

5.3涵洞的设计原则

（1）根据所在公路的使用性质，任务和未来发展需要，力求安全、经济、适用和美观。

（2）因地制宜，就地取材，便于施工和养护。

（3）考虑农田灌溉的需要及综合利用。

5.4涵洞的设计要求

（1）行车的要求，即应满足车辆行车安全、迅速、经济和舒适。

（2）排水的要求，必须保证设计流量能够安全排泄，并保证路基的稳定不受影响。

（3）构造要结构在制造运输，安装和使用过程中，应具有规定的强度，刚度和稳定性和耐久性。

5.5洞口型式选择

八字墙：适用于平坦顺直，纵断面变化不大的河沟。这种洞口形式的水力条件好，工程量小，施工简单，经济。

一字墙：适用于边坡规则的人工渠道，这种洞形式工程量小，在窄而深，河道纵断面变化不大时采用。

根据路段的要求，形式所选用的涵洞为八字墙型式。

5.6基底坡度的选择

天然河沟沟底纵坡不能小于0.4%，也不宜大于6%。当纵坡度大于6%时，其基础底部宜每隔3～5m设置防滑隔墙或把基础做成台阶形。当洞底纵坡度大于15%时，涵洞洞身及基础应分段做成阶梯形。涵洞纵坡可以做成与天然河沟相同的坡度。

5.7涵洞布置

确定基础埋置深度时，应符合下列要求：

当地基为岩石时，基础可直接置于岩石上，但应全部清除风化层。

当地基为一般土壤时，对于小桥涵基础底面，在无冲刷处，应在地面或河床底面以下至少1.0m；如有冲刷时，应在局部冲刷线以下不少于1.0m。如河床上有铺砌层时，宜置于铺砌层顶面以下1.0m。

当地基为淤泥或软弱层时，应根据地质条件采用适当的人工加固措施进行处理，使基础置于人工地基上。若地基为不冻胀土层，基底埋深不受冰冻深度限制；地基为冻胀性土层时，应将基底埋入冰冻线以下不小于0.25m。

5.8汇水面积的计算

涵洞的汇水面积：为地形图上山脊线连线在地形图上的投影：

路线中以K18+575处桥涵为例

此处汇水面积：在地形图上画出山脊线的连线，并求出汇水面积为：F=0.23平方公里

主河沟长度：L=1.04Km

主河沟平均坡度：I=48‰

按推理公式计算涵洞流量：

Qp0.278(Spn)F （4-1）

式中：

Qp——规定频率为p时的洪峰流量(m3/s)根据公路等级p2%

Sp——频率为p的雨力，即t为1小时的降雨强度，p2%时，Sp =50mm

——指数参数（mm/h）

北方地区

K1Sp1 （4-2）

式中：

K1——系数，查表K1=0.8

1——指数，查表 β=0.7

1

K1Sp0.65018.360.51

n——暴雨递减指数，查表n10.60,n20.69,n30.75

——汇流时间（h）

北方地区

1LK3I (4-3)

式中：K3——系数，查表K30.5

1——指数，查表10.16

11.2LK30.5I99.30.160.461h

nn10.60

500.27818.360.283.52m30.60.46/s

QpQ2%根据Q2%3.52m3/s，设计时采用管径1.5m的钢筋混凝土圆管涵。

5.9正交涵洞长度的计算

B上m(Ha）cL上1mi公式： (4-5) L下B下m(Hb）c1mi (4-6)

LL上L下 (4-7)

式中：

B——路基宽度（m）

B上、B下——由中心至上、下游路基边缘宽度，当路基无加宽时均为0.5B(m)

a、b——进出口帽石顶面至涵底铺砌层顶面高度（m）

c——帽石顶面的宽度（m）

H——路基边缘设计标高与涵底中心标高之差（m）

m——路基边坡坡度（1:m）

i0——涵底坡度（以小数表示）

L上、L下——涵洞上下游长度

计算示例：K18+575路基宽度为10m,涵洞处路基标高为443.02m,涵洞洞底中心标高为440.50m ，帽石顶面至涵底铺砌层顶面高度为1.8m，帽石顶面的宽度为0.4m，边坡采用一种边坡为1:1.5 涵底纵坡为3.8% ，计算正交涵洞长。

已知：B10m m1.5，i03.0%，ab1.8m， c0.3

L上B上m(Ha）c51.52.981.80.38.361mi011.53.8%m

L下B上m(Hb）c51.5(2.891.8）0.39.681mi011.53.8%m

LL上L下8.369.6818.04m

所以按标准涵长定为18.5m

5.10本章小结

桥梁涵洞同样是公路设计的一项重要内容，本章主要介绍小桥涵位置的选择方法及涵洞的设计原则与要求。洞口形式的选择，基底坡度的选择，以及涵洞的布置，汇水面积的计算，正交涵洞长度的计算等内容。

第6章 路线交叉

6.1交叉概述

6.1.1 交叉口设计的基本要求

一是保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过，使交叉口的通行能适应各条道路的行车要求。二是正确设交叉口立面，保证转弯车辆的行车稳定，同时符合排水的要求。

6.1.2 交叉口设计的主要内容

（1）正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的几何尺寸。

（2）进行交通组织，即合理布置各种交通设施。

（3）验算交叉口行车视距，保证安全通视。

（4）交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道。

6.2交叉口设计

6.2.1 交叉口设计类型

平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围建筑的情况，以及交通量，交通性质，交通组织。常见的形式有“十”字形，“T”字形及其演变而来的X形Y形，错位，多路交叉等。这些交叉口在平面上的几何图形，由规划道路网和街坊建筑的形状所决定，一般不易改变。

本设计全线设有一处交叉，被交叉公路等级为四级公路。由于“十”字形交叉口形式简单，占地少，造价低，设计方便，因此采用此形式。

6.2.2 交叉口设计技术指标

确定停车视距：一般值75米，低限值55米。

6.2.3 交叉口立面设计

计算公式：：

hGhAAGi1 (6.1)

hBE3(或hE2)hG2i2 hhE3Ri1)(hF3Ri1)C3(2 hD3hhC3AhAACAD33 算例：

A1=C1=433.07-5×2%=432.97

B2=D2=432.33-5×2%=432.23

C3=B3=432.40-3.5×2%=432.33

D4=A4=432.40-3.5×2%=432.33

O432.97432.33200.0129A2432.61

(6.2)

(6.3)

(6.4)

Ob432.97432.33200.0129432.612 432.23432.33200.0129432.512

OcOD432.23432.33200.0129432.512

432.7432.6114.33432.556.1

A432.7B432.7432.74432.5114.33432.406.1 432.7432.6114.33432.556.1

432.7432.5114.33432.406.1

C432.7D432.7交叉口的详细设计见《路线交叉设计图》（C7-2）。

6.3本章小结

两条路线交叉的地方要设置交叉口，本章介绍了设置交叉口的基本要求和主要内容，并介绍了交叉口的设计类型。