水利工程涵洞设计若干问题探讨

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发布时间：2021-08-16

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程缺失。《水工手册》及《水力计算手册》的判

别标准与此基本一致，是合理的。

2．2 流量计算公式

2．2．1 无压流涵洞

有关参考文献关于无压流涵洞的流量计算

公式不完全相同，分述如下：

(1)《水工手册》、《水工设计手册》、《灌溉

与排水工程设计规范》：

无压流短洞的流量计算公式： mB,,／2g／to

无压流长洞的流量计算公式： mB 42g届。

(2)《水力计算手册》不分长、短洞，流量

计算公式：仃mB 42g岛

式中：为流量，m。／S；为淹没系数；

为洞宽，m；g为重力加速度，其值为9．81m／S ；

肠为包括行近流速水头在内的进口水深，m。

以上两种计算公式的差别是：《水工手册》、

《水工设计手册》、《灌溉与排水工程设计规范》

的短洞计算公式未考虑下游水深的淹没影响，长

洞计算公式则需考虑下流水深的淹没影响。《水

力计算手册》的长、短洞计算公式相同，均需考

虑下游水深的淹没影响。文献6认为《水力计算

手册》采用的计算公式是合理的，同时还认为还

需考虑侧收缩的影响，需在公式中增加一个侧收

缩系数￡，则无压流涵洞的流量计算公式为：

￡o me42g届

2．2．2 半压力流涵洞

有关参考文献关于半压力流涵洞的流量计

算公式不完全相同，分述如下：

(1)《水工手册》、《水工设计手册》、《灌溉

与排水工程设计规范》：

肋 x]2g(Ho一届J[))

(2)文献7将半压力流涵洞也分为短洞及

长洞，半压力流短洞的计算公式同《水工设计手

册》等，缓坡半压力流长洞则按非淹没压力流涵

洞计算。文献6认为文献7的计算公式比较合理，

同时，建议不必再分为短洞及长洞，采用半压力

流涵洞的流量计算公式为：

珊 ,~／2g(Ho+iL一层D)

2．2．3 压力流涵洞

有关参考文献关于半压力流涵洞的流量计

算公式基本相同。

3 垂直土压力的计算问题

水利行业探讨关于涵洞垂直土压力计算问题

的文献资料较少，公路行业有关这方面的文献资

料较多。国内外很多专家提出了许多不同的计算

公式，计算结果偏差较大，而且计算过程较为复

杂。以下只对有关规范的计算公式进行讨论。

(1)《公路桥涵设计通用规范》不论上埋式

或沟埋式，q =zH 。式中：为垂直土压力

强度标准值，kN／m。；为土的重力密度，kN／m。；

日为计算截面至路面顶的高度，m。

(2)《公路涵洞设计细则》不论上埋式或沟

埋式，q =Kyh。式中：为垂直土压力强度

标准值，kN／m ；为土的重力密度，kN／m。；h

计算截面至路面顶的高度，m；K为系数，见表

1。对经久压实路堤取1．0。

(3)《水工建筑物荷载设计规范》对上埋式

埋管， TH D 。式中：为埋管垂直土压

力标准值，kN／m； Y为填土容重，kN／m3；H 为

计算截面至路面项的高度，m；D1为埋管外直径，

m；为埋管垂直土压力系数，与地基刚度

有关，可根据地基类别按表2查取(表2为文献

6作者据DL5077—1997《水工建筑物荷载设计规

，范》图l1．2．1改制)。

《公路桥涵设计规范》规定涵洞上垂直土压

力按面内土柱重量计算，此公式显然不能正确反

映具体工况下涵洞的真实土压力。与《公路涵洞

设计细则》相比，《公路桥涵设计规范》建筑物

荷载设计规范》对不同的地基种类及填土高度采

用不同的系数

涵洞所受土压力除与填土种类、填土高度有

关外，还与埋设方式(上埋式或沟埋式)、管道

及基础刚度有关。对于上埋式管道，由于管侧填

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