涵洞的分类与水流形态 投稿:石啦啧

2 0 1 3年 第 8期 ( 第4 l 卷) 黑 龙 江 水 利 科 技 No .8 . 201 3 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t …

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2 0 1 3年 第 8期  ( 第4 l 卷)  

技 

No .8 . 201 3  

H e i l o n g j i a n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   o f   Wa t e r   C o n s e r v a n c y  

( T o t a l   N o . 4 1 )  

文章 编号 : 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8— 0 0 9 6—0 2  

涵 洞 的 分 类 与 水 流 形 态 

陈友 山, 魏希 宝  

( 黑龙江省泥河水库管理处 , 黑龙江 兰西 1 5 1 5 0 0 )  

要: 涵洞在灌排渠系 中是最为常见 的构造物 , 在公路交通工程 中也 为多见 。文章 对涵洞 与  桥梁的 区分 、 涵洞 的定义 、 类型作 以阐述 。并对无压涵洞 、 半有压 涵洞和有压 涵洞 的水 

流形态作 以概述 。  

关键词 : 涵洞 ; 划分 ; 分类 ; 无压; 半有压 ; 有压 ; 水 流形 态 

中图分类号 : U 4 4 9   文献标识码 : B  

在灌 区和 涝 区 的灌排 渠 ( 沟) 道 系统 中 , 会 有 许  间 的水平 距离 J 。   多 的交叉 建 筑 物 , 其 中 多见 涵 洞 建 筑 物 。以 下 概 述  涵 洞 的分类 与 几种 水流 形式 。  

为了便于编制标准设计 , 增强构件 的互换性 , 对 

于 ≤5   I n 的桥涵 , 宜 采用 标 准化 跨 径 。对 于涵 洞 其 标  准化 跨径 由《 公路 工程 技 术标 准》 规定 如 下 : 0 . 7 5   m、  

1  0   m1   1 .2 5   i n  1  5   I n  2   0   m 2 .5   r n  3  0   m 4 .0   i n  

. 

1   涵洞的划分及分 类 

1 . 1 涵洞 与桥 梁 的区分 

5 . 0   m。具 体见 表 1 。  

表1   各 类涵 洞适 宜的 跨径 

构造形式  圆管涵 

拱 涵  盖板涵 

涵洞 和桥 梁是 灌 区 、 涝 区常 见 的 交 叉建 筑 物 , 在  公路 交 通 中涵洞 则是 常 见 的排 水 构 造 物 。一 条 公 路 

上 可能 没有 桥梁 , 但肯 定 有涵 洞 ] 。  

适 用的跨径 ( 或直径 ) / c m  

5 0 、 7 5、 1 0 0、 1 2 5、 1 5 0、 2 0 0   1 0 0 、 1 5 0   2 0 0、 2 5 0   3 0 0   4 O 0   5 O、 7 5、 1 0 0、 1 2 5 、 1 5 0、 2 0 0、 2 5 0、 3 0 0、 4 O 0  

涵 洞和 桥 梁其 实 没 有 什 么 本 质 区别 , 都 是 公 路  上 常见 的排 水构 造物 。其 区别 仅 在 于跨 径 的大 小 以  及结 构 和施 工 的难 易程 度 。但 本 质 区 别仍 然 是 跨 径  的大小 , 涵 洞 实 际 上 我 们 可

以称 之 为 小 小 桥 。 另 外  各 种类 型 的 涵 洞 都 有 其 本 身 特 有 的 结 构 和 工 程 特  点, 这 些都 是 与 其 适 用 条 件 相 匹 配 的。桥 梁 和 涵 洞  是按 照跨径 大 小 来划 分 的 。根 据 交 通 部 部 标 准 《 公 

箱涵 

2 0 0   2 5 0、 3 0 0   4 0 O   5 0 0  

水利部 门对 涵 洞 的 定 义 是 : 埋 设 在 填 土 下 面 的  输 水 洞称 为 涵 洞 。涵 洞 由洞 身 、 进 口建 筑 物 和 出 口   建筑 物 3部分 组成 。  

1 . 2 涵洞 的分 类 

1 . 2 . 1 按 建筑 材 料分类  路工 程 技 术 标 准 》( n1 G B 0 1 -2 0 0 3 ) 的规定 , 凡 单 孔  1 . 2 . 1 . 1 石涵  跨径 < 5   i n 的统 称涵 洞 , 而 园管 涵 和箱 涵 不 论 管径 或  石 涵是 以石 料 为 主要 材 料 建 涵 洞 , 常 做 成 石 盖 

跨径 大 小 、 孔 数 多少 , 均称 涵洞 J 。  

板涵或石拱 涵。石涵造价 和养 护费用低 , 可节省钢 

涵洞的单孔跨径系指标准跨径 , 以净跨径为准 。   材 和水 泥 , 经久 耐 用 , 在 石 料 丰 富地 区应 当优 先考 虑  即设支座的涵洞为相邻两墩 、 台身顶 内缘之 间的水  采 用石 涵 。  

. 2 . 1 . 2 混 凝 土涵  平 距离 , 不设 支 座 的涵洞 为 上 、 下 部 结 构 相交 处 内缘  1

[ 收稿 日期] 2 0 1 3 — 0 5— 1 0  

[ 作者 简 介 ] 陈友 山( 1 9 7 6一) , 男, 黑龙 江 克 山人 , 工程师; 魏 希 宝( 1 9 7 7一) , 男, 黑龙 江佳 木斯 人 , 工程 师 。  

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陈友 山, 等: 涵洞 的分类 与水流形态 

第8 期 

混凝 土 涵 洞 是 以 混 凝 土 为 主 要 材 料 建 造 的 涵  洞 。可节 省 钢筋 , 便 于预 制 , 但 损 坏 后 修 理 和 养 护较  困难 。按 力 学 性 能 不 同 , 混 凝 土 涵 洞 又 有 混 凝 土 圆 

管涵 、 混凝 土 盖板 涵 、 混凝 土 拱涵 之分 。   1 . 2 . 1 . 3 钢筋 混凝 土 涵 

2 涵 洞的水流 形态 

严格来讲 , 涵洞按水力性质 的不 同, 也可分类 ,  

即可分 为无 压力 式涵 洞 、 半 压力 式 涵 洞 、 压 力 式涵 洞  和 倒虹 吸式 涵洞 , 它们 的水流形 态 是各 自相 异 的。   2 . 1 无 压涵 的水 流形 态  水 流在 通 过涵洞 内的全 部 长 度 都具 有 自由水 面  称 为无 压 流 。无 压 涵 洞 由于 底 坡 、 长 度 及 涵 前 或 出 

钢筋 混 凝土 涵是 以钢 筋 混凝 土 为主 要 材 料 建 造  的涵 洞 , 多用 于管 涵 、 盖 板 涵 和箱 涵 。钢 筋 混凝 土涵  洞身坚固, 经 久 耐用 , 养 护 费 较小 。特 别

是 管 涵 和 盖  板 涵 由于运 输 和 安 装 均 很 便 利 , 是 目前 公 路 工 程 采 

用 较 为广 泛 的类 型 。  

口水位不同, 洞 内将呈现不同的水流现象, 表现出不 

同的工 作特 点 。从 上 游 进 入 涵 洞 的水 流 , 在 平 面上 

将产生收缩 , 同时产生跌落 , 并在进 口后形成收缩断 

面 。收缩 断面 至 出 口前 这段 水 流 现 象 主要 取 决 于底 

坡、 洞 长和 涵洞 的 出 口水 位 。  

1 . 2 . 1 . 4 其他材料组成的涵洞 

对 于小 孔 径 涵 洞 有 时 也 可 以 采 用 其 他 材 料 建 

造, 如 砖、 陶瓷 、 铸铁 、 钢波纹管 、 石灰 三合土等 。这 

类 涵 洞有 砖 涵 、 陶瓷 管涵 、 波 纹 管涵 、 石灰 三 合土 涵 。   1 . 2 . 2 按 构造 形 式分 类 

1 . 2 . 2 . 1   圆管 涵 

为 此 以上 可分 为陡 流涵 洞 和 缓 流涵 洞 两 种情 况  进 行分 析计 算 消能选 择 。   2 . 2 半 有压 涵 的水 流形 态  水流 在涵 洞 进 口断 面 上 全 部 被 充 满 , 洞 内全 部 

受力 情 况和适 应 基 础 的性 能较 好 , 仅设置端墙 ,   或 部分 具有 自由水 面 , 这 种水 流形 态称 为半 有压 流 。  

不需要墩 、 台, 所以圬工数量小 , 造价较低 , 但 使用时  须有足够 的填土高度 , 在低路堤时 , 使用受到限制 。  

1 . 2 . 2 . 2 盖板 涵 

半 有压 流洞 内水 流 , 依 涵洞 底 坡 、 长度和进出 口   水 位不 同而 不 同 状 态 。其 中分 为半 有 压 缓 坡 涵 洞 、   半 有压 陡坡 涵洞 两种 情况 。   水 流充 满整个 涵 洞 , 没 有 自由水 面 , 即洞 内水 流  为有 压 流 。有压 流 可 分 为 两 种 情 况 , 涵 洞 出 口淹 没  在 下游水 位 以下 , 上游 水 位也 淹 没 洞 口时 , 洞 内水 位 

构造简单 , 维修容易 , 有利于在低填土路基 上设  2 . 3 有 压涵 洞 的水流 形态  置, 且能做成明涵 。跨径较小时用石盖板 , 跨 径较 大 

时用钢 筋 混凝 土 盖板 。   1 . 2 . 2 . 3 拱 涵 

洞 内为 有压 流 ; 当涵 洞进 口水 位 较  跨径较大 , 承载潜力较 大, 砌 筑 技 术 易 掌握 , 使  也 有淹 没洞 口时 ,

虽然下游水位低于出 口洞顶 , 但水流仍充满整  用寿命长。但 自 重引起 的恒 载也较大 , 基要求较高 ,   高时 , 没有 自由水 面 , 这 时洞 内也 为有压 流 。   施 工工 序 较 繁 多 。 常 在 跨 越 深 沟 或 高 路 堤 时设 置 。   个涵 洞 ,

山区石 料 资源 丰 富 , 可 拱涵 。   1 . 2 . 2 . 4 箱 涵 

值得 注 意 的是 , 底 坡较 大 的有 压涵 , 易发 生 有 害  的不 稳定 流 态

, 对 涵 洞 使 用 和结 构 受 力 将 产 生 不 利  影 响。综 上 , 掌握涵 洞 的水 流 形 态 , 是做 好 水 力 计算  和消 能设计 的前提 。  

箱 涵 为整 体 闭 合 式 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 , 具 有  良好 的整 体 性 及 抗 震 性 , 对 地 基 适 应 强 。但 由于 箱 

  涵施工较困难 , 用钢量多 , 造价高 , 故一般仅在 软土  参考文献 :

地基 上采 用 。常用 于高 路人 行通 道 。  

[ 1 ] 管枫 年 , 洪仁济 , 徐 尚壁 .涵洞 [ M] .北京 : 水利电力 出版 

社, 1 9 9 3 .  

1 . 2 . 3 按涵洞顶填土高度分类 

涵, 一般 用 于高填 方段 。   2 ) 明涵 : 当 涵 洞 洞 顶 填 土 <0 . 5   m时 叫 明涵 , 常 

用 于低 填 方或 挖方 段 。  

2 ] 孙元桃 , 蒋斌 .桥 涵工程施 工技术 [ M] .北京 : 人 民交 通  1 ) 暗涵 : 当 涵 洞 洞 顶 填 土 高 度 ≥0 . 5   m时 叫 暗  [

出版社 , 2 0 1 1 .  

[ 3 ] 崔宗培 , 徐乾清 , 吴 以鳌 , 等. 中 国水利百科全书 [ M] . 北 

京: 水利 电力 出版社 , 1 9 9 0 .  

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