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山東茂隆新材料 2023-06-20 1629
今天小編來跟大家聊一下明涵和暗涵計算的異同,一起來了解一下吧。
公路工程中,小橋涵類型按填土高度劃分時的一種,當 涵洞洞頂填土高度小于0.5m時叫明涵,通常在低填方和挖方路段時采用。涵洞按洞頂填土情況可以分為明涵和暗涵兩類。
指洞頂不填土的涵洞適用于低路堤和淺溝渠,其中明涵為其代指。
涵洞分為三種類型:圓管涵、石拱涵和箱涵。它們適用于高路堤和深溝渠,且暗涵的洞頂填土超過50厘米。
"洞頂填土"所指的高度是指從洞頂到路面最薄處的高度。明涵只在涵洞頂層鋪設路面。
1、功能性病害
高速公路的圓管涵孔徑已經更改,不再包括1.0和1.25米的規格,而是改為采用1.5米和1.8米的規格。
原因在于涵洞底部設計高程與實際不符,導致洞口后期出現較大沉降,洞口平面與河道連接不順暢,同時堵塞物清理工作未及時完成,同時涵洞底部的縱坡偏小。
建議措施:應綜合考慮涵洞的位置和數量,合理布置,以盡量減少后期沉降。養護部門應及時清理洞口和洞內的堵塞物以及錐坡長草。對于高速公路建設,建議選擇孔徑不小于1.5米的圓管涵,以方便進行淤泥的清理。
造成的原因包括涵內排水系統不暢或未設置、涵洞凈空不足導致超高車輛違規通行、涵洞遭廢棄的管理不善等。
建議措施:為適應銜接道路的實際情況,應合理設置縱坡,避免隧道洞身位于凹曲線底部,同時在隧道內設置排水設施并保持排水暢通。維護部門應及時疏浚并設置明顯的限高標志,必要時應設置限高門架。
2、技術性病害
各類裂縫
原因:表面短細裂縫由于溫度影響和混凝土收縮引起;結構性裂縫由于結構厚度偏小、配筋不夠、超載和不均勻沉降等原因引起;施工裂縫由于施工措施不當導致。
措施:為確保施工質量,我們將采用更合理的結構尺寸和配筋率(充分考慮超載因素),加強防裂鋼筋網的設置,并嚴格執行施工措施。
原因為臺背淘空,造成此現象的原因包括不均勻沉降導致錯臺現象,以及填縫料填塞不密實或老化脫落導致沉降縫滲水,水流將臺背回填砂帶出并產生涌砂現象。
建議措施:在填縫料時,應使用熱瀝青浸泡麻絮,而不是乳化瀝青浸泡;對于預制蓋板蓋的涵洞,應在頂部添加一層油毛氈層;同時,將蓋板涵和箱涵臺后的回填砂改為非黏性土。
3、主要解決混凝土剝落問題的其他病害,可以通過在八字墻邊緣外加鋪2米長的鋪砌來解決洞口鋪砌沖刷的問題。此外,還需要解決軟基段涵洞兩側明顯的跳車現象、通道口積水現象以及洞口橫向排水溝及蓋板破損比較嚴重的情況。
明涵、暗涵設計計算的不同
1、在溫度方面的影響:對于明箱涵而言需要考慮,而對于暗箱涵則不需要;在底板和側板分段澆筑時,應當考慮混凝土收縮所帶來的影響。
2、明涵計算時必須考慮沖擊力,而暗涵則不需考慮。
3、明涵的車輪分布寬度計算詳見《公路鋼筋混凝土及預應力橋涵設計規范》(JTG 3362-2018)第4.2.3條;暗涵的車輪分布寬度計算詳見《公路涵洞設計規范》(JTG/T 3365-02-2020)第9.2.1條:車輪按其著地面積的邊緣向下作30°角擴散,當幾個車輪的壓力擴散線相重疊時, 則擴散面積以最外邊的擴散線為準。
4、正布鋼筋在斜涵中部的布置方向與涵洞長度方向垂直。斜布鋼筋部分選取兩端呈梯形的平面。頂底板主鋼筋按逐根增大的偏斜度布置,稱為斜布鋼筋。斜涵中這一區段內的鋼筋間距呈銳角一邊的與箱身中部相同,呈鈍角一邊的縮小一半。當斜涵斜度較大時,洞口的端涵身處于兩側土壓力不平衡狀態,可能產生涵身向土側壓力較小的一側滑動(平移或平面轉動),因此需要在端涵身設置抗滑鍵。
5、與相鄰的路基護欄相同的形式應該用于二級及以上公路的明涵護欄。波形梁護欄應該設置在明涵上的鋼筋混凝土基礎內,而立柱的埋深不應小于30cm。
6、由于明涵的跨徑較短,橋梁護欄結構上所需的最短長度無法滿足,同時,在短距離內進行兩次過渡段處理,會導致橋梁護欄強度不連續且不美觀。因此,在確保橋梁路段安全性不降低的前提下,建議按照路基護欄的要求設置明涵的護欄。
7、注意預埋波形護欄底座相關構件,當涵頂填土高度低于1.5米時。
8、恒載:明涵恒載通常只包括橋面鋪裝、護欄等配套構造和自身重量;暗涵恒載主要由填土的重量和自身重量組成;暗涵填土的重量與填土高度H成正比,其豎向和水平壓力強度隨填土高度增加而線性增加。
9、車輛荷載被用于計算明涵和暗涵,其中明涵需要考慮汽車沖擊力,而暗涵則不需要。
10、橫向車道布載系數
當多車道車輛荷載經過涵洞上方的布置時,暗涵與明涵都需要考慮減少車輛荷載,而當只有一條車道時,需考慮增加車輛荷載。
11、荷載分布寬度:直接影響涵洞所受豎向和水平壓力強度標準值的大小。明涵計算步驟與小橋大致相同,但與橋不同的是,涵洞采用的汽車荷載是車輛荷載,而橋梁采用車道荷載,僅在局部加載時采用車輛荷載;明涵的車輪分布寬度計算詳見《公路鋼筋混凝土及預應力橋涵設計規范》(JTG 3362-2018)第4.2.3條;
暗涵的車輪分布寬度計算詳見《公路涵洞設計規范》(JTG/T 3365-02-2020)第9.2.1條:車輪按其著地面積的邊緣向下作30°角擴散,當幾個車輪的壓力擴散線相重疊時, 則擴散面積以最外邊的擴散線為準。
相對而言,填土高度增加會導致暗涵所受車輛荷載作用力減小。
12、箱涵按矩形框架計算,內壁在角隅處宜設倒角并配防劈裂鋼筋,進行超靜定結構內力效應分析時,可按全截面考慮。
如果涵管周圍的地下水位高于涵底標高很多,就必須考慮地下水的浮力影響,并根據工程的實際情況進行專門的抗浮設計。
涵長計算注意點
正確計算正交涵洞長度的方法是使用《見習日記》或《鐵路小橋涵設計》中記錄的公式;而對于斜交涵洞,則需要使用《標準圖》中的公式進行計算。
對于陡坡涵洞,計算斜交斜做蓋板涵入口位置應靠在坡端上,然后再計算涵長(采用第二種方法計算)。
首先確定涵洞的入口和出口長度,通常情況下,翼墻式洞門長度為1米,端墻式洞門長度為2米(對于斜交涵洞,需查看涵洞蘭圖中的Bo值以確定長度)。然后,使用3米或2米的涵節進行分割,并在每個涵節之間設置3厘米的沉降縫。通過使用適當數量的涵節和沉降縫以及入口和出口長度來確定涵洞的總長度,如果需要,可以使用最后一個涵節進行長度調整,以確保涵洞的長度足夠但不過長。具體的計算公式如下:
整個涵長=1(或2)+n×涵節長度+(n+1)×0.03+1(或2)
涵洞數量計算及查表
查表時,需要注意的是涵身數量等于表中所查數據乘以各涵節的涵身長相加,而非乘以總涵長。在計算出入口數量時,要仔細判斷是否存在提高節,若存在,則可直接將查到的出口數量加上入口數量;若不存在,則出入口數量為出口數量乘以2。
在進行標高控制設計時,必須確保軌底至蓋板頂的高度至少為0.41(0.8)米。
求出最大的泄水面標高后,根據擬定的泄水面坡度反推至上游路肩垂直對下的泄水面處的標高。接著,利用上式檢驗是否滿足大于等于0.41的要求,如果不滿足,則需適當降低泄水面標高,直至達到最佳狀態。因為在此狀態下既滿足規范要求,又能盡量減少基礎開挖。
帽石的寬度取決于孔跨大小,當孔跨不超過2米時,帽石寬度為0.4米;當孔跨超過2米時,帽石寬度為0.45米。
“路基中心處軌底至梯形蓋板頂的高度”指的是在路基中心處,從軌道底部到上(下)游入(出)口梯形蓋板頂部的距離。計算方法為:軌道底部高程減去入(出)口泄水面高程,再減去箱涵結構高度和出入口處梯形蓋板厚度。
高填土的涵洞設計
如果高填土的涵洞暫時無法通過計算和CAD制圖程序進行處理,需要先將其壓底至能夠生成圖形的范圍內(即壓至數據庫范圍內),然后使用GBH程序生成后再將填土高度抬升。具體壓底填土高度的方法是:對于一般情況下從路肩以下8米的涵洞,邊坡坡率為1:1.5,8米以下則為1:1.75。如果壓底高度為a米(a<=8),則增加的路肩寬度為Wj=1.5×a+b+a×(1.75-1.5)米(其中b為變坡率時留出的平臺寬度,a×(1.75-1.5)為壓底路肩后由于1.75和1.5邊坡不同而引起的差值)。如果a>8米,則Wj=8×1.5+b+(a-8)×1.75+H×(1.75-1.5)。
第二法為:
(1)a<=8米時
Wj=a×1.75+b
(2)a>8米時
Wj= a×1.75+b
基礎需要換填時的考慮
通常情況下,基礎多為150Kpa以上的沙粘土和各種巖石,因此不需要更換填料。如果基礎層的地質條件提供的壓力小于150Kpa(例如,大多數情況下,外界提供的壓力為120Kpa),則需要進行基礎更換填料,通常更換為沙夾卵石。
在設計過程中,應該仔細思考,特別是在查看表格時,先要詳細閱讀要查找的頁面,并完整地瀏覽一遍后,再開始查找所需數據,這樣才能得到可靠的結果。
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