小橋涵課程設計計算書 - 01

1、目 錄1.設計任務書- 1 -1.1.設計時間及地點- 1 -1.2.設計時間及地點- 1 -1.3.設計資料- 1 -1.4.設計任務- 2 -.- 2 -1.5.設計紀律要求- 2 -1.6.設計日期- 2 -2.設計方案的擬定- 3 -2.1.選擇涵洞類型- 3 -2.2.進出水口形式- 3 -3.涵洞水文、水力計算- 4 -3.1.涵洞水文計算- 4 -3.2.涵洞水力計算- 5 -4.幾何設計- 6 -4.1.尺寸擬定- 6 -4.2.涵洞縱斷面上有關尺寸和高程的計算- 6 -4.3.涵洞平面圖上有關幾何尺寸計算- 8 -4.4.半洞身和洞口立面圖上有關尺寸計算- 9 -4.5.局部

2、剖面圖的尺寸- 9 -5.工程數(shù)量計算- 12 -5.1.蓋板- 12 -5.2.涵洞計算- 12 -5.3.八字墻計算- 12 -5.4.截水墻- 13 -5.5.洞口鋪砌- 14 -5.6.鋪底- 14 -5.7.鋪底層- 14 -參考文獻- 15 -河南理工公路小橋涵勘測設計課程設計說明書課 程 名 稱: 公路小橋涵勘測設計 題 目: 鋼筋混凝土蓋板涵設計 專 業(yè): 道路橋梁與渡河工程 學 生 姓 名: 那一瞬間 學 號: . 指 導 教 師: . 設 計 教 室: 10#B603 .課程設計成績：學習態(tài)度及平時成績（30）技術水平與實際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書撰寫質(zhì)量（45）總 分

3、（100）等級指導教師簽名： 年 月 1. 設計任務書1.1. 設計時間及地點1、設計時間2012-2013學年第二學期第14周（6月3日6月7日）2、設計地點十號教學樓B601、B602、B6031.2. 設計時間及地點1、設計目的本課程設計通過一個常用、典型的涵洞的設計（包括水文計算、水力計算、涵洞幾何設計和結構計算等），讓學生將所學到的理論知識與設計方法運用于具體的設計實踐中，提高專業(yè)設計能力及創(chuàng)造性思維能力，使所學知識能夠融會貫通。2、設計要求（1）學生需認真閱讀課程設計任務書，熟悉有關設計資料及參考資料，熟悉各種設計規(guī)范的有關內(nèi)容，認真完成任務書規(guī)定的設計內(nèi)容。（2）學生均應在教師指

4、導下，在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成規(guī)定的內(nèi)容和工作量。（3）課程設計的成果為計算書1份和手工A3圖2張以上。要求計算書內(nèi)容計算準確、文字通順、書寫工整。要求圖紙、圖面布置合理、正確清晰、符合制圖標準及有關規(guī)定，用工程字注文。1.3. 設計資料 1、工程概況某山嶺重丘區(qū)三級公路上K13+975.21處，擬建一道涵洞，測得斷面資料如下：溝心處地面高638.46米，溝床為密實的礫石土，在其上游1.2處設一形態(tài)斷面，實測得河溝形態(tài)斷面如圖1所示。主河溝平均縱坡I=10，河床為嚴重堵塞和彎曲的周期性流水，匯水區(qū)為類土，經(jīng)調(diào)查10年一遇的洪水位為179.30米，形態(tài)斷面和橋址處匯水面積為A1=5.0，A2=6。

5、路線設計資料為：縱坡i=+2%，路基寬度為8米，路面寬度7米，路拱橫坡2%，路肩橫坡3%，挖方邊坡1：0.75，填方邊坡1：1.5。2、設計荷載公路級3、設計洪水頻率及最大冰凍深度設計洪水頻率：1/25最大冰凍深度：1.0 米3、地震烈度8度圖1 河溝形態(tài)斷面圖1.4. 設計任務進行水文計算確定設計流量，完成一道石臺鋼筋混凝土蓋板涵設計（也可選擇采用鋼筋混凝土圓管涵、石拱涵或箱涵，應進行結構分析和方案比選，選擇最佳方案進行設計。）本課程設計要求每位學生根據(jù)所給定的設計資料，獨立完成一道蓋板涵或拱涵，進出口形式（八字墻、錐坡）自定，圖幅采用三號圖，長度不足可按倍數(shù)加長，全套設計圖主要內(nèi)容有：涵洞

6、布置圖（三視圖）；結構配筋圖及細部構造圖；進出口結構尺寸及計算書；工程數(shù)量表及計算說明書；設計總說明。.1.5. 設計紀律要求1、設計中要自主完成，杜絕抄襲現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)類同者，設計成績按零分計。2、正常上課期間所有設計學生必須到教室進行設計，上午8：00 12：00，下午14：00 16：00，不得遲到和早退。3、設計期間指導教師實行不定期點名制度，兩次無故不到者設計成績降級。四次無故不到者設計成績?yōu)椴患案瘛?、由于設計時間較緊，希望同學們克服困難，按時、認真完成本次設計任務。1.6. 設計日期2013年6月3日6月7日. . 2013年5月21日2. 設計方案的擬定2.1. 選擇涵洞類型由設計

7、任務書可知需要在某三級公路上擬建一道交通涵洞，涵洞類型有石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵、鋼筋混凝土箱涵、倒虹吸管涵波紋管涵、磚拱涵。這些涵洞類型中，石拱涵、石蓋板涵、鋼筋混凝土圓管涵都只適用于設計流量在10m3/s以下的河流，由后面計算可知這些涵洞的泄水能力不能滿足本次設計；而倒虹吸管涵是用于灌溉的因此也不符合；而磚拱涵的承載能力很低，因此也不符合本次設計需求。結合各類型涵洞特點和設計需求以及達到總造價最低的原則，本次設計需用鋼筋混凝土蓋板涵。2.2. 進出水口形式八字式洞口構造簡單，建筑結構美觀，施工簡單造價較低。常用于河溝平坦順直、無明顯溝槽，且溝底與涵底高差變化不大

8、的情況。結合以上各洞口類型特點和設計資料，本次設計涵洞進出口形式選用八字式洞口。3. 涵洞水文、水力計算3.1. 涵洞水文計算本設計采用形態(tài)調(diào)查法計算涵洞的設計流量。形態(tài)調(diào)查法是用調(diào)查河槽形態(tài)與歷史洪水位的手段，取得河槽某一過水斷面在該洪水位的過水斷面、平均流速及洪水頻率資料，據(jù)以推算橋涵處設計流量的方法。3.1.1. 形態(tài)斷面處的洪峰流量據(jù)實測河溝斷面計算見表3-13-1 復式斷面水力計算公式樁 號床面高程（m）水深（m）平均水深（m）高程差間距過水斷面濕周179.300.651.310.651.64+400178.01.31.750.935.253.13+403177.12.22.400.

9、424.82.04+405176.72.61.602.04.57.24.92+409178.70.60.300.60.50.150.78+410179.301118.0512.51水力半徑即平均水深：形態(tài)斷面處流速的確定用謝才滿寧公式計算。當主河溝平均縱坡I=10，河床為嚴重堵塞和彎曲的周期性流水。查表得粗糙系數(shù)m=15。全斷面平均流速：歷史洪峰流量：3.1.2. 頻率周期換算按流量模比系數(shù)換算，由類土查表得。由和,查表得。則： 3.1.3. 橋址換算則： 3.2. 涵洞水力計算假設涵洞凈空高度；進水口和壅水降落細數(shù)；進口涵洞凈空高度；則涵前水深：；蓋板涵的涵洞凈寬：； 根據(jù)公路橋涵標準圖鋼筋

10、混凝土蓋板涵泄水能力及水力計算表確定所選定型涵洞有關數(shù)據(jù)：跨徑： ;凈跨徑： ;凈高： ;臨界水深： ;臨界流速： ;泄洪能力： 4. 幾何設計4.1. 尺寸擬定4.1.1. 擬定常規(guī)尺寸（1）涵底縱坡根據(jù)河溝縱斷面地面線的天然縱坡擬定為1%（2）鋪地厚度：擬定為30cm厚的漿砌片石。（3）涵底高程：按涵底中心地面高程下挖（清底）推算。（4）涵洞埋深（從鋪地算起往下至基礎底面）：要大于當?shù)貎錾?.0m。（5）進、出水洞口形式采用八字墻，洞口尺寸：八字墻垂直頂寬a=40cm；墻身與其基礎垂直襟邊e取20cm；墻身背面垂直背坡取4:1；墻身端部斷面的高度：以端部露出底面高推算；墻身根部斷面高度：按

11、帽石底面算起至基礎之高差；本涵橋面板厚30cm，鋪裝層厚9cm，臺帽厚取20cm。4.1.2. 本涵洞經(jīng)擬定的尺寸1. 八字墻端部露出地面的高度擬定為20cm，根部高度以其基礎頂面自安全帶出檐的下緣降低10cm考慮，八字墻垂直頂寬取40cm，垂直背坡取為4:1，墻身基礎與涵身基礎等厚為50cm，并與涵身做成同一坡度，即1%，標于進出水口的端部。2. 基礎埋深根據(jù)當?shù)貎錾畲_定為120cm，標于出口端部相應位置處。3. 基礎厚度擬定為70cm。4. 涵底鋪砌擬定為30cm厚的漿砌片石。5. 涵身與基礎按同一坡度設計，坡度取為1%，標于相應鋪底頂面。6. 截水墻寬度取為40cm，埋深與基礎同深，并將

12、其寬度標于進出口截水墻處。7. 涵洞緣石高取30cm，寬取30cm。4.2. 涵洞縱斷面上有關尺寸和高程的計算4.2.1. 洞身部分的高程和尺寸(1) 路基設計高程根據(jù)路基設計表結合小橋涵野外調(diào)查設計卡，查算出涵位中心樁號處的路基設計高程分別為：再設計草圖上用高程引出線將以上數(shù)據(jù)標于設計草圖相應位置處。(2) 涵底高程計算根據(jù)涵位中心樁號處原地面高程（在此以表示）減去30cm清底厚度（即）得出，即 將此高程值標于設計草圖相應中心樁號鋪底頂面處。(3) 確定進出口處的建筑高度及涵洞中心涵臺高度進水洞口高度 出水洞口凈高 涵洞中心凈高 將以上計算結果標于設計草圖相應位置。進出水口建筑高度涵洞中心涵

13、臺高度其中為涵臺基礎頂面至鋪底頂面的距離，其值為基礎埋深減去基礎厚度，本設計基礎埋深取120cm，基礎厚度取70cm，故設計取。4.2.2. 涵長計算 涵洞全長：4.2.3. 進出水口八字翼墻計算尺寸本設計進出水口處八字翼墻基礎埋深與涵身埋深取值相同，翼墻基礎厚度。（1） 進水口處翼墻根部斷面高度： ；翼墻端部斷面高度： ；上式中10cm為使八字翼墻美觀，在墻頂設的一個小平臺高度，20cm為翼墻端部斷的露出地面的高度。（2）出水口處翼墻根部斷面高度：；翼墻端部斷面高度：其中10cm為根部高度自安全帶出檐降低10cm；120cm為基礎埋深；70cm為基礎厚度；20cm為翼墻端部露出地面的高度。4

14、.3. 涵洞平面圖上有關幾何尺寸計算4.3.1. 凈跨徑根據(jù)流量計算結果選擇，本設計依據(jù)標準圖，采用標準跨徑，鋼筋混凝土板在兩邊涵臺上各搭接30cm，故取，將此數(shù)據(jù)標于平面設計草圖上的相應位置。4.3.2. 涵臺半剖面和平面圖上的有關尺寸（1）涵臺底面的底寬參考公路橋涵設計手冊本涵臺底面的底寬取50cm。（2）基礎襟邊寬度取20cm。 將以上數(shù)據(jù)標于剖面和半平面圖的設計草圖相應位置。4.4. 半洞身和洞口立面圖上有關尺寸計算(1) 安全帶尺寸板涵邊部快件采用預制和安全帶一起澆筑，故安全帶長度與板長相同，板長取400cm，扣除兩側的預留縫隙各2cm，因此取396cm，標于相應草圖的位置。(2)

15、涵臺高度前已算過為512cm。(3) 臺帽厚度前以取定為20cm。(4) 設計板厚前以取定為30cm。(5) 橋面鋪裝前以取定為6cm防水混凝土加3cm瀝青混凝土鋪裝，共9cm。(6) 涵臺基礎尺寸將上述六項的尺寸標于洞身剖面圖上。4.5. 局部剖面圖的尺寸根據(jù)現(xiàn)場地形進行的進出口布置結果，進出口各有一對八字墻水流擴散角相同，取，故本設計進出水口八字墻左右對稱。4.5.1. 翼墻根部和端部斷面背坡根據(jù)公式式中：八字墻張角，即； 涵洞斜交角； 水流擴散角；其余符號含義同前。4.5.2. 翼墻墻身根部斷面與基礎頂面的交線的垂線間夾角由公式得：因為本涵為正交涵，水流擴散角皆為，上下游四個八字墻左、右

16、各堆成。因此有，即：4.5.3. 上下游洞口根部斷面總高度上游洞口：下游洞口： 4.5.4. 翼墻墻身根部與端部斷面墻頂，順端墻方向平面投影寬度考慮八字墻根部小平臺的影響，經(jīng)計算進水口兩個八字墻根部斷面墻底順墻方向投影寬度出水口兩個八字翼墻根部斷面墻底順端墻方向投影寬度進水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度出水口兩個八字翼墻端部斷面墻底順端墻方向投影寬度4.5.5. 翼墻洞口正投影長度上式中預加的15cm為八字墻頂小平臺的長度。4.5.6. 翼墻基礎襟邊順洞墻端部斷面的平面投影長度和翼墻基礎垂直襟邊寬度取20cm,則：4.5.7. 八字翼墻的總張口大小4.5.8. 翼墻基礎平面尺寸計

17、算進水口左翼墻基礎根部寬度： 進水口左翼墻基礎端部寬度： 進水口右翼墻基礎根部寬度： 進水口右翼墻基礎端部寬度： 出水口左翼墻基礎根部寬度： 出水口左翼墻基礎端部寬度： 出水口右翼墻基礎根部寬度： 出水口右翼墻基礎端部寬度： 工程量5. 工程數(shù)量計算根據(jù)公路小橋涵設計手冊的標準圖，該涵洞共需0.99m寬中板11塊，0.89m邊塊2塊，計算出該涵洞的工程數(shù)量如下。5.1. 蓋板(1) 主筋（22）：(2) 架立鋼筋（12）：(3) 箍筋（8）：(4) 預制板混凝土（C30）：5.2. 涵洞計算(1) 臺帽：混凝土（C20）：(2) 臺墻：臺身采用M10砂漿30號片石，其工程量為：(3) 基礎：基

18、礎采用M7.5砂漿砌30號片石，其工程量為：5.3. 八字墻計算5.3.1. 八字墻身八字墻身采用M7.5砂漿砌30號片石。(1) 進洞口翼墻墻身工程數(shù)量： (2) 出洞口翼墻墻身工程數(shù)量：故八字墻身的總體積為：5.3.2. 八字墻基八字墻基采用M7.5砂漿砌30號片石。進口單個翼墻基礎：其中：故八字墻基礎的總體積為：5.4. 截水墻截水墻采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：5.5. 洞口鋪砌洞口鋪砌采用M7.5砂漿30號片石。其工程數(shù)量為：5.6. 鋪底洞口鋪砌采用M7.5砂漿砌30號片石。其工程數(shù)量為：5.7. 鋪底層鋪裝層采用C30混凝土。其工程數(shù)量為：材料項目工程數(shù)量表鋼筋混凝土M10砂漿砌30號塊石M7.5砂漿砌30號塊石20128C30C20單 位涵身蓋板及帽石14