涵洞计算公式

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第六章 涵洞设计与放样

第一节 涵长计算

一、正交涵洞长度计

算

H B上 hF下 h上 1：m i0 〔一〕无超高加宽时： B上=B下=0.5B H—路基填土高度，涵底中心至路基边缘高度。

L下 h上、h下——涵洞上下游洞口建筑高度。 m—路基边坡率 i0——涵底坡度

L上、L下——涵洞上下游水平长度〔m〕。 L上=

图6-1无超高加宽时涵长计算

B上m（H-h上）

1mi0B下m（H-h下）L下=

1mi0涵洞总长L= L上+L下

假设缘石外低端不在路基边坡延长线时，h上、h下用h上+t、h下+t代替，t——厚，a——宽

〔二〕有超高加宽时〔设在平曲线内〕 1、i0与i1方向一致

i1 w i0 . .word.zl. .

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L上=

B上m（H-h上Bi1）

1mi0B下m（H-h下Wi1）W

1mi0图6-2有超高加宽时涵长计算1

L下=

B上、B下——半个标准路基宽 W——路基加宽 涵洞总长L= L上+L下

注意：路基的设计高为未超高加宽前路基内侧边缘点的高程。

2、i0与i1方向相反 L上=

i1 w B上Wm（H-h上Wi1）

1mi0B下m（H-h下Bi1）

1mi0i0 L下=

涵洞总长L= L上+L下

〔三〕斜交斜做涵洞

因：L上•cosα=B上+m〔H- h上- L上•i0〕+a 所以：

图6-3有超高加宽时涵长计算2

a B中心线 B上m（H-h上）aL上=

cosmi0同理：L下=

α B下m（H-h下）a

cosmi0. .word.zl.

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图6-4斜交斜做涵长计算

实训工程：根据条件计算涵洞长度。 实训时间：2课时。

第二节 涵址测量

一、 涵位中桩钉设

直线上的涵位用花杆穿线的方法〔经违仪〕确定中桩，或用全站仪坐标法定设中桩。曲线上的涵位用切线支距法定设中桩。

切线支距法步骤：

1、预估ZY到涵中心桩的曲线长。

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2、查切线支距X、Y，或根据曲线长和偏角计算X、Y。 3、沿切线方向量X、垂直距离Y得中心桩。 4、假设该点不是河沟中心，那么再估。 二、 测斜交角度、高程 〔一〕直线上的斜交角度

涵洞的斜交角度指的是涵洞的中心线与道路中线垂直方向的夹角。在直线上测量涵洞的斜交角度相比照拟容易，其测量步骤如下：

1、立经纬仪于涵洞中桩，对中、整平。 2、瞄准线路的中线方向。

3、转动水平盘，拨转900角，读数m。

4、顺时针或逆时针转动水平盘，瞄准河沟正中心，读数n。

图6-5直线段斜交角

路线方向 涵洞中线 α 5、斜交角度：顺时针转时为α=n-m；逆时针转时为α=m-n。 〔二〕曲线上的斜交角度

曲线上斜交角度的

切线方向测量首先要找到该中桩的切线方向，由切线方向

n-m河沟方向垂直方向拨转90得出线路中线的垂直方向，之后才能测

0

量出斜交角度。因此，曲线段的斜交角度的测量关键是找到该点的切线方向。

图6-6曲线段斜交角度

测量步骤： 1、

立仪于ZY〔HY〕点，对中、整平，瞄准交点方向，读数m。

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2、 3、

转动水平盘，瞄准涵洞中桩，读数n。

n-m为ZY到涵洞中桩的曲线所对应的弦切角。搬动仪器到涵洞中桩，

对中整平。瞄准ZY点。

4、 5、 6、 7、

拨角n-m，得该点的切线方向。

旋转水平读盘900得该点的垂直方向，读数o。 旋转水平盘，瞄准河沟中心方向，读数p。 p-o为斜交角度。

三、 断面测量

涵洞作一纵剖面图，上下游各测15—20M。 四、 涵位平面图

一般不测地形图，但地形复杂时测，范围为河槽宽的4倍。比例1：200—1：500，等高线1m一根，平坦地0.5m一根。

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实训工程：在实训场地进展直线和曲线段斜交角度的测量。 实训时间：2课时。

第三节 涵洞放样

根据涵洞设计图，在实地上把涵洞的中心线先确定下来。根据涵洞设计尺寸，把涵洞的根底、涵身、洞口根底、洞口墙身在实地上

路线方向

放样出来，用桩做标记，并用白灰划线。

一、涵洞中心线确实定

仪器立在涵洞中桩，根据设计的斜交角度，旋转水平度盘至涵洞中心线方向，在该方向上定出涵洞的

L上和L下长度，定桩。在远离涵长的该方向上确定四个方向桩〔A、B、C、D〕，上

图6-7 涵洞中心线确定 A B

涵洞方向

C D 下游各两个，注意在订桩时应该使桩相对固定。

二、涵身根底的放样 涵身根底的放样是依据涵洞中线与涵洞设计图里的根底尺寸，利用经纬仪和钢尺在实地上确定根底的轮廓线。

如图6-8，根底放样的步骤如下：

图6-8 涵洞洞身根底放样

21Ao43BL1、立仪于O点，瞄准线路方向，拨转涵洞角度，量取距离，订出涵洞上游

2. .word.zl.

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长度A点，同理定出B点。

l2、立仪于A点，瞄准O点，旋转90方向，量取，订出台基内侧边缘点1。

20

3、从1点在该方向上量取a，订出2点。同理订出3、4点。

4、在1、2、3、4点订桩并用白灰把四点连线，涵身的根底线那么放样完毕。 5、同理可以放出另一侧的涵身根底线。 三、台身的放样

据图6-8，在根底样放完后，在根底线内量取台身的尺寸并划线。

四、洞口放样

举例洞口为八字翼墙的放样方法，如图6-9。

步骤:

A1、立经纬仪于A点，对中、整平。

W2、瞄准涵台台身内侧方向，倒镜1800，拨转300为翼墙方向，在该方向上量取

W设计图尺寸，得墙身顶端内侧边缘点。 0cos30图6-9 涵洞洞口放样

3、继续旋转水平度盘600，从A点量取距离2，再量距离3，再量距离4，倒镜1800，从A量取距离1。

4、同理，可以得出洞口端部的5个点。

5、最外的两条线为根底轮廓线，靠近的两条为墙身底部线，中间等宽的部位为

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墙顶线。用桩订设，划白灰线。

涵洞的各构造物的端点的坐标也可通过涵洞中桩的坐标进展计算，用全站仪进展坐标放样，测定各端点。

实训工程：在实训场地把设计图纸上的涵洞放样出来。 实训时间：2课时。

罗世干:直线、圆曲线上斜交涵洞长度准确计算通用程序设计

高职教育教改科研 2021-11-26 19:16:37 阅读23 评论0 字号：大中小 订阅

直线、圆曲线上斜交涵洞长度准确计算通用程序设计

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罗世干

XX交通工程职业技术学院，XXXX，421001

摘要：将直线上斜交涵长计算归化为圆曲线上斜交涵长计算的一种特例，本文对其作了理论上的推导证明。并编写了计算程序。通过算例验证：计算程序的可靠有效的。 关键词：圆曲线，涵洞长度，标准化程序

1 引言

有关直线、圆曲线上斜交涵洞长度的准确计算，在文献[1]、[2]中作了专题论述。在文献[3]、[4]中将其准确公式作了进一步简化，并汇编成相应的统一标准化程序，这在工程设计中得到广泛推广与应用。由此提出直线和圆曲线上斜交涵洞长度准确计算通用程序，这又是一种新的尝试。

针对上述提出的问题，本文作了一些探讨性工作，并准确地将直线上斜交涵长计算归化为圆曲线上斜交涵长计算的一种特例。本文对其作了理论上的推导证明。采用现代电子计算机科学计算技术，又在算例中得到充分的验证。有效地解决了直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的统一与标准化。其通用程序便于有关设计、施工单位推广与应用。

2 直线上斜交涵长计算标准化程序

2.1 计算简图

图1 计算简图

Fig.1 The figure of calculation 2.2 程序框图

程序框图如图2，其他的内容参见文献[1]、[3]。

启动

DATA：DN=？ 读入数据语句行号

输出数据：

转子程序 得 计算值

计算值

N=－N, j=-j , C=“+〞

转子程序 得 输出值 输出 假定L=?

m0=m1 进入子程序

是

m0=m1

. .word.zl.

.

否

是

是

否

. .

否

否 1？ RETURN

是 完毕

图2

图 2 直线上斜交涵长计算标准化程序程序框图

Fig.2 The frame of standardized calculation procedure of culvert length

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3 圆曲线上斜交涵长计算标准化程序

3.1 计算简图

图3 圆曲线上斜交涵长计算平、立面图

Fig.3 The ichnography and elevation of culvert length calculation in circle curve

3. 2程序框图

程序框图如图4，其他内容参见文献[2]、[4]。

4 直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的统一

4.1 计算公式比拟

由以上程序框图得知，直线和圆曲线上斜交涵洞长度计算程序中主程序一样，主要是两个子程序形式不一样，现列表进展比拟，如表1所示。

表1 直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的比拟

Table 1 The pare of culvert length calculation in circle curve and line

序 号 ① ② 斜交涵洞长度计算程序简介 [1] [2]直线上公式 圆曲线上公式 假定L=？ ； QT =R-W- [2]区别与联系 一样 一样 当R→∞时，有 ≈[x/〔R-y〕] →0 ∵QT= QT[1]〔即证〕 〔双坡路基处理〕一样 [2]③ QT[1]=y-w ④ DQ=QT-8m1， m0=m2；If DQ＜0 then let m0=m1；DQ= DQ/ m0+8 ⑤ ⑥ ∣L- L0 ∣＞0.002？ 是！转① ；否！RETURN〔返回〕 ∵ 〔判别〕一样 4.2 计算公式联系

由表1可见，当曲线半径R→∞时，圆曲线上斜交涵洞长度计算公式即可转化为直线上斜交涵长计算公

式，这样直线上斜交涵洞长度计算全部归入圆曲线上斜交涵长计算程序中解决。亦即直线上斜交涵长计算公式是圆曲线上斜交涵长计算程序中的一种特例。由此直线和圆曲线上斜交涵长计算公式终于得到统一，其通用程序即圆曲线上斜交涵长计算标准化程序，如图4所示。其他内容参见文献[4]。

启动

DATA：DN=？ 读入数据语句行号

输出数据：

m0=m1 进入子程序

是

. .word.zl.

.

.

否

， C＄=“-〞

否

是

是

否

计算值

N=－N, j=-j ,

. C=“+〞

输出

计算值

假定L=?

转子程序

得

m0=m1

转子程序 得 输出值 完毕 1？ RETURN

否 是

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图4 圆曲线上斜交涵长计算标准化程序程序框图

Fig.4 The frame of standardized calculation procedure of culvert length

5 算例

某线1-1.5m入口抬高式混凝土拱涵一座，位于直线地段，平面布置如图5所示，试计算上、下游涵长。其他资料为：路基边坡：上部8m为1：1.5；下部为1：1.75；路基面宽：线路前进方向左侧为8.60m；右侧为6.40m。路肩标高：113.57m；涵中水面标高：95.19m；涵坡〔涵中变坡〕：i上=0.073；i下=0.041；出入口高度：h上=3.65m；h下=2.90m。

图5 算例简图

Fig.5 The figure of calculation

分析题给有关资料，依据“符号规那么〞，〔参考文献[3]、文献[4]〕，建立相应的数据语句。 ①帽石宽度：a=0.4m。 ②帽石半长：d=1.15m。

③路基边坡：m1=1.5；m2=1.75。 ④斜交角：Θ0=450

⑤路基填土高：h 0=113.57-95.19=18.38m。 ⑥涵坡〔取绝对值〕：i上=0.073；i下=0.041。 ⑦出入口高度：h上=3.65m；h下=2.90m。 ⑧路基面宽度〔入口侧〕W上＝6.40m ; W下＝8.60m ; ⑨ 线路坡度〔入口端上坡〕：j＝0.012。

这里利用通用程序，选择不用的曲线半径R计算得一组L上﹑L下 的值，并于直线上斜交涵长准确公式的计算结果作比拟。如表2.

表2通用程序计算成果的误差分析表 Table 2 The error analysis calculation result

计算 公式 直线公式 5R＝10 通6R＝10 用7程R＝10 序 R＝108 [1]单 位 m m m m m 计 算 成 果 L上 38.152 38.156 38.152 38.152 38.152 L下 53.483 53.472 53.482 53.483 53.483 表3 电算成果

误 差 分 析 △L上 0.0000 0.0013 0.0000 0.0000 0.0000 △L下 0.000 0.011 0.001 0.000 0.000 附 注 准确值 近似值 . .word.zl.

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Table 3 The calculation result

数据语句计算结果 使用程序 行号DN=? 资料 单位 L上 直线上斜交涵长计算式 700 θ00＝45,j＝1.2％ m 38.152 R＝105 800 h0＝18.38m,a＝0.40m m 38.156 通用 R＝106 810 m1＝1.5,m2＝1.75 m 38.152 程序[2] R＝107 820 i上＝73%,i下＝41% m 38.152 R＝108 830 h上＝3.65m，h下＝2.90m ; w上＝6.40m，w下＝8.60m m 38.152 . L下 53.483 53.472 53.482 58.483 58.483 .word.zl.