涵洞是埋设在路基下的工程构筑物,其纵向与线路方向正交或斜交,用来从道路一侧向另一侧排水或作为横向穿越道路的地下通道,它与桥梁的主要区别在于跨径的大小,根据《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)中的规定,凡是单孔跨径小于5m,多孔总跨径小于8m,以及圆管涵、箱涵,不论其管径或跨径大小、孔数多少均称为涵洞。
1)涵洞的分类
①按构造形式分为圆管涵、盖板涵、箱涵、拱涵,如图5.60所示。
图5.60 涵洞的类型
②按建筑材料分为钢筋混凝土涵、混凝土涵、砖涵、石涵、木涵、金属涵等。
③按洞身断面形式分为圆形、卵形、拱形、梯形、矩形等。
④按孔数分为单孔、双孔、多孔等。
⑤按洞口形式分为一字墙式(端墙式)、八字墙式(翼墙式)、走廊式等。
⑥按洞顶有无覆盖土分为明涵和暗涵(洞顶填土厚大于50cm)等。
2)涵洞的构造
涵洞由洞口、洞身和基础三部分组成。
洞口包括端墙、翼墙或护坡、截水墙和缘石等。它能保证涵洞基础和两侧路基免受冲刷,并使水流顺畅。一般进出水口均采用同一形式。常用的洞口形式有端墙式、翼墙式两种,如图5.61所示。洞身是涵洞的主要部分,其作用是承受荷载压力和土压力等并将其传递给地基,并保证设计流量通过的必要孔径。常见的洞身形式有圆管涵、拱涵、箱涵、盖板涵。
图5.61 涵洞的洞口形式
3)涵洞图的阅读步骤
①阅读标题栏和说明,了解涵洞的类型、孔径、比例、尺寸单位、材料等。
②看清所采用的视图及其相互关系。
③按照涵洞的各组成部分,看懂它们的结构形式,明确尺寸大小,包括:
a.洞身。
b.出口和入口。
c.锥体护坡和沟床铺砌。
④通过上述分析,想象出涵洞的整体形状和各部分尺寸大小。
4)涵洞的图示方法
涵洞的图示方法包括:
①涵洞工程图以水流方向为纵向,即与路线前进方向成一定的角度,并以纵剖面图代替立面图。
②平面图不考虑涵洞上方的填土,假想土层是透明的;平面图与侧面图可以以半剖形式表达,平面图一般沿基础顶面剖切,侧面图垂直于纵向剖切。
③洞口正面图布置在侧面图的位置,当进出水洞口形状不一样时,则需分别画出进出水洞口侧面图。
④涵洞的进出水洞口间应有一定的纵坡,画图时,可不考虑洞底的纵坡而画成水平的,只图示出其纵坡,但进出水洞口的高度可能不同,应加以计算。
5)涵洞构造图识读举例
(1)圆管涵构造图识读(www.xing528.com)
如图5.62所示为圆管涵洞立体分解图,如图5.63所示为端墙式单孔圆管涵构造图。该涵洞的进出水洞口一样,构造对称,所以图示采用了半纵剖面图、半平面图和洞口正面图(Ⅱ—Ⅱ)。
图5.62 圆管涵洞立体分解图
图5.63 端墙式单孔圆管涵构造图
(2)盖板涵构造图识读如图5.64所示为单孔钢筋混凝土盖板涵的立体图,图中标示出了各组成部分的名称。
图5.64 单孔钢筋混凝土盖板涵的立体图
如图5.65所示为单孔钢筋混凝土盖板涵构造图。
图5.65 单孔钢筋混凝土盖板涵构造图
(3)石拱涵构造图识读
如图5.66所示为石拱涵示意图及组成部分的名称。
图5.66 石拱涵示意图及组成部分
①纵剖面图
涵洞的纵向是指水流方向,即洞身的长度方向。纵剖面图是沿涵洞的中心位置纵向剖切的,纵剖切面图示了路基宽度、填土厚度、路基横坡,翼墙的坡度(一般与路基边坡相同)、端部的高度,缘石的长和高,沉降缝的设置距离、宽度,涵台高度,防水层厚度,涵身长度等内容,并画出相应的材料图例。如果进水洞口和出水洞口的构造和形式基本相同,那么整个涵洞是左右对称的,则纵剖面图可只画一半,如图5.67所示。
图5.67 翼墙式单孔石拱涵构造图
②平面图
由于该涵洞左右对称,平面图采用了长度和宽度两个方向的半平面图,前边一半是沿涵台基础的上面(襟边)作水平剖切后画出的剖面图,主要图示翼墙和涵台的基础宽度。后边一半为涵洞的外形投影图,是移去了顶面上的填土和防水层以及护拱等后画出的,拱顶的圆柱面部分也是用一系列疏密有致的细线(素线)表示的,拱顶与端墙背面交线为椭圆曲线。八字翼墙与涵洞纵向成30°角。
③侧面图采用了半剖面法
左半部为洞口的外形投影,主要反映洞口的正面形状和翼墙、端墙、缘石、基础等的相对位置,所以习惯上称为洞口正面图。右半部为洞身横断面图,主要表达洞身的断面形状,主拱、护拱和涵台的连接关系及防水层的设置情况等。
由于图5.67是石拱涵洞的标准构造图,适用于矢跨比f0/L0=1/3的各种跨径(L0=1.0~5.0m)的涵洞,故图中一些尺寸是可变的,用字母代替,设计绘图时,可根据需要选择跨径、涵高等主要参数,然后从标准图册的尺寸表中查得相应的各部分尺寸。
例如,确定跨径L0=300cm,涵高H=200cm后,可查得各部分尺寸如下:
拱圈尺寸:f0=100cm,d0=40cm,r=163cm,R=203cm,x=37cm,y=15cm
端墙尺寸:h1=125cm,c2=102cm
涵台尺寸:a=73cm,a1=110cm,a2=182cm,a3=212cm
翼墙尺寸:h2=340cm,G1=450cm,G2=465cm,c3=174cm
以上分别介绍了表达涵洞工程的各个图样,实际上它们是紧密相关的,应该互相对照联系起来读图,才能将涵洞工程的各部分位置、构造、形状、尺寸认识清楚。
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