涵洞孔径计算

涵洞计算

1、涵洞的布设

本路段小桥涵设置时主要考虑了：上游洞口应考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵利于施工，又经济简便，所以大部分形式均采用无压力式圆管涵形式。本设计所取标准跨径为1.0m。本设计中涵洞的位置以及孔径见表1所示：

表1 涵洞一览表 序号 1 2 涵洞位置 K16+708 K17+200 结构类型 钢筋混凝土圆管涵 钢筋混凝土圆管涵 交角（°） 孔数及孔径 90 90 1-Φ1.5 1-Φ1.5 洞口型式 一字 一字 管涵的标准跨径通常取50、75、100、125、150（cm）。下面以排水总体规划图中K16+708处的涵洞计算为例。

采用的方法为径流形成法，此法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，是公路部门目前普遍使用的一种计算方法，该公式只适用于汇水面积F≤30 km2的小流域。

汇水面积：0.031km2，主河沟平均比降：12.4%，流域土壤吸水类属：Ⅲ，年平均降雨量：793mm ，设计洪水频率1/50，汇流时间：30min，径流系数：0.95，粗糙度系数n=0.014。

我国公路系统最常采用的是公路科学研究所提出的简化公式，其中未

考虑洪峰削减的公式为：由涵洞设计手册得洪峰流量计算：。

Qm??0?h-z?F???

3245式中 QP——规定频率为P时的雨洪设计流量（m3/s）

F——汇水面积（km2） h——暴雨径流厚度（mm） Z——被植物或坑挖滞流的径流厚度

φ——地貌系数，根据地型、汇水面积F、主河沟平均坡

度Iz决定

β——洪峰传播的流量折减系数，由汇水面积重心至桥涵

的距离（L0＝0.3Km<1Km）及汇水区的类型（丘陵汇 水区）综合查表3.2－10得 γ——汇水区降雨不均匀的折减系数

δ——考虑湖泊或小水库调节作用对洪峰流量影响的折

减系数

根据已知条件查《公路桥涵设计手册·涵洞》表4-8、表4-11、表4-12、表4-13、表4-14、表4-15，分别得地貌系数?0取0.09，常用迳流厚度h取53mm，植物坑洼滞留的迳流厚度z取10mm，洪峰传播的流量折减系数β取1、降水不均匀折减系数γ取1.0、小水库（湖泊）调节折减系数δ取1。 Qm??0?h-z?F??? =1.58m3/s 1、确定涵洞孔径d

查《公路排水设计手册》（人民交通出版社 姚祖康编著）公式

Ak3Q2Q2（3.3-18）得管径与流量关系式5?5?k或d?5，式中系数

gdbkdgk3245 =0.09×(53-10)×0.031×1×1×1

3245k=k13/k2,为充满度h/d的函数。

初选临界水深hk时的充满度为则管径d为：

1.582=0.92m d?9.81?0.3825hkd?0.8。表3.3-3得k=0.382。

取管径为1.0m。

2、临界水深hk

以d=1.0m代入计算时，得

Q21.582k?5??0.2545。 gd9.81?1.05查表得相应的hkd?0.725，故临界水深hk：

hk?0.725?1.0?0.725m。

由于B=2.5<3m,查《公路桥涵设计通用规范》（JTG_D60-2004）得盖板涵净高??hd，查《公路桥涵设计手册·涵洞》公式5-28得涵4h??H'?d前水深:hk? 0.870.87则涵洞净高hd：hd?0.87?hk???0.87?0.725?0.8122m

因此内径为1.0m的钢筋混凝土圆管涵满足排洪要求。考虑此处的原有排水系统并结合当地实际降水情况，所以钢筋混凝土圆管涵取内径为1.5m。

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