《公路涵洞设计细则》讲稿 冯忠居

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冯忠居的《公路涵洞设计细则》讲稿主要围绕公路涵洞的设计原则、技术规范及实际应用展开，系统地阐述了涵洞设计的基本理论与工程实践。该讲稿以提高公路涵洞设计水平为目标，结合我国现行规范和标准，深入浅出地分析了涵洞在公路工程中的重要作用及其设计要点。

讲稿首先介绍了涵洞的功能与分类，包括圆管涵、盖板涵、拱涵等类型，并对每种类型的适用条件进行了详细说明。其次，重点讲解了涵洞设计的核心内容，如水文计算、结构受力分析、材料选择以及地基处理等关键环节。同时，针对常见问题，如水流冲刷、沉降变形等，提出了具体解决方案和技术措施。

此外，冯忠居还强调了环保理念在涵洞设计中的融入，提倡通过优化设计减少对自然环境的影响。通过大量实例分析，讲稿展示了如何将理论知识应用于实际工程中，为从事公路设计、施工及管理的专业人员提供了重要的参考依据。整体而言，这份讲稿内容全面、条理清晰，兼具理论深度与实用性，对提升公路涵洞设计质量具有重要指导意义。

2.涵洞孔径验算1)无压力式涵洞的孔径验算水流类型有缓流、急流和临界流三种。在明渠中，当流量为定值时，水流类型随沟底坡度而变，若沟底坡度较缓，则流速较小，而水深较大；若沟底坡度较陡，则流速较大，而水深较小（如图a）.当流量一定时，若h>hk,则vvk,能率E随水深增大而减小，势能小而动能大，水浅流急，

水流处于急流状态，称为急流；h=hk,v=vk,能率E达到最小值，即缓流与急流的分界处水流处于临界状态，称为临界流。水流类型图

Ⅰ当Hs＞Hcd＋1.3hk＋Id（Lh－Lc）时，应改按淹没流状态验算。Ⅱ当涵洞内铺砌面允许流速Vy＜Vqs（涵内收缩断面处流速）时，应改变铺砌类型，使Vy≥Vqs。Ⅲ当Hy（涵前壅水位）超过涵前允许淹没水位时，应增大孔径。

③急流（补充）当铁路跨越坡度陡峻地区的河沟时，为了适应地形，顺畅宣泄水流，节省建设投资，往往要修建陡坡涵洞。陡坡涵洞由于纵坡陡峻，水流通过涵洞时，呈现急流状态，采用下式进行洞内水力计算：Ⅰ按等截面均匀流计算，即：

Ⅱ陡坡涵洞的水力特征是洞内水深小于临界水深hk,洞内坡度大于临界坡度ik，洞内流速大于vk,为确定其水力条件和判别其水流状态，一般先计算临界水深hk和临界坡度ik,hk和ik的计算见有关参考书。Ⅲ掺气水流计算在流速很大的水流中，流体掺进了空气，成为掺气水流，空气体积与水和空气总体积之比，称为掺气系数。

当洞底坡度i>0.06，未考虑掺气之前的水流流速v=3.5m/s,R≤0.3m时，应考虑水流掺气。其计算式见有关参考书。2)倒虹吸涵洞的孔径计算。倒虹吸管是一个中段低下的压力管道，主要由进口段、水平段和出口段三部分组成，管身断面通常为圆形或矩形。倒虹吸管的过水原理，是借助水压将水由进口端压至出口端渠道。

Ⅴ出口阻力系数ξ5，一般采用1.0。3.过水消能建筑物的水力计算1)消力池的水力计算：①初估消力池下挖深度d，可按下列公式计算收缩断面的水深和流速（图7.3.1）。图7.3.1消力池计算图式

3)跌水的水力计算：①　单级跌水的计算只是收缩断面水深计算及消力池、消力槛计算（图7.3.1、图7.3.2）。按本细则第7.3.1条和第7.3.2条规定计算。

t／cstm 00214-2020 无损检测 超声检测凸曲面斜入射试块的制作与检验方法②　多级跌水就是一系列相连的消力（图7.3.3）。这种跌水的水力计算与单级跌水的计算相似。其计算内容为：确定各级消力槛高和消力池长及最后一级消力池池深及池长。多级跌水的级高宜取相同数值。图7.3.3多级跌水布置图式

4)急流槽的水力计算急流槽是由进口、陡坡槽身、消能设施和出口等四部分组成，如图7.3.4所示图7.3.4急流槽

表4.3.7无压力式涵洞净空高度hd（m）

图7.3.1消力池计算图式图7.3.2消力槛计算图式