水利工程涵洞设计要点分析

水利工程涵洞设计要点分析

卢松

河北省水利水电勘测设计研究院天津300250

摘要：在农业生产中，各种水利工程的需求量越来越大。涵洞施工是水利建设过程中必不可少的内容，好的设计可以建造好的工程，涵洞的设计符合需要，更好地体现水利工程的效率，使水利通过能力得到提高，对于涵洞的设计，在不同的水利工程中有不同的概念和设计思路，只有充分把握当地自然环境的特点，才能设计出优质的涵洞，符合实际应用，符合自然规律。通过对中国现行水利工程涵洞设计关键问题的系统分析，进一步提出优化设计和施工方案，以提高涵洞设计能力，提高水利应用水平。

关键词：水利工程；涵洞；设计要点

引言

水利工程的长期运行决定了其工程设计的重要性，有必要从源头上设计一个良好的网关，设计图纸的标准规范，形成科学的模拟，确保涵洞畅通。涵洞与水利工程密切相关，而不是独立的结构，即涵洞设计中应正确把握结构和尺寸，通过现场勘察、研究和科学，充分发挥涵洞在平面设计中的作用。根据水利功能的差异，在设计中要综合考虑。

1、水利工程中涵洞的基本情况概述

涵洞作为水利工程中非常关键的组成部分，其长期的暴露在自然环境下，而且当前车辆数量的增加也对涵洞的安全性和耐久性提出了更高的要求。对于涵洞设计时的安全系数，需要确保其在恶劣自然环境能够保持良好的性能。因此需要确保涵洞结构设计指标达到标准要求，这样就不会出现移位或是被压坏的情况。在具体设计和施工过程中，需要针对于当地的具体特点来及时调整设计和施工方案，以便于更好的发挥出涵洞的重要作用。

2、涵洞的分类

可根据不同的形式进行分类，根据涵洞的使用功能、建筑材料、结构形式、洞顶填筑形式和水力性能五个方面对涵洞进行分类，不同的类型具有不同的风格和结构特征，根据使用功能分类，主要由导水涵洞和泄洪涵洞两种类型组成，根据建筑材料，主要包括钢筋混凝土涵、混凝土涵、石涵、砖涵构成；按构造形式划分包括箱涵、管涵、盖板、拱涵等；按洞顶填土情况划分包括明涵和暗涵两类；按水力性能划分包括无压式涵洞、半压式涵洞、压力式涵洞三种类型，根据涵洞结构型式不同，将用于不同的工程，然后根据公路的分类或水利工程的不同，合理的选择和拆除。在水利工程或公路建设中，利用涵洞可以使公路穿越沟渠，也可以使水利工程穿越公路，通过涵洞施工，可以有效保证公路和水利工程的完整性。

3、涵洞的设计

3.1涵洞设计考虑因素

在涵洞设计之前，我们不能盲目地进行野外考察，只有充分掌握现场条件，才能设计出合理的工程方案，通过实地调查，掌握工程材料、地质、施工的基本要素，使各方面都能得到很好的控制。同时，根据当地情况，正确选择涵洞类型，不能盲目使用，否则会造成后期的隐患，只有在充分满足施工要求的情况下，才能进行设计，才能保证最终效果。设计不能太理想化。有必要对不同季节、不同时段的洪水流量和需水量进行分析，对涵洞结构形式和断面形式进行科学设计。只有这样才能保证施工质量，满足施工技术标准。在设计过程中，由于这些因素是施工质量的关键因素，施工技术、使用材料和技术选型都得到了很好的识别，只有充分发挥了施工的优势，为避免工程设计的不足，保证涵洞设计合理，施工标准合理。

3.2套用标准图把握要点

在施工过程中，有一套标准的通用水利工程标准，即涵洞设计有一套完整的设计原则和标准，这些标准是在大量实践中总结出来的，一般工程施工经常使用这些标准图纸，或者可以作为一种有效的参考，标准设计可以节省时间。在大量的实践中，对数据和参数进行了测试和验证，是合理化、实用化、规范化、标准化的设计。然而，面对这些标准的设计图纸，我们需要谨慎和不统一。我们必须调整和把握当地的自然条件，充分利用标准的设计图纸，打破旧的格局，结合施工现场，提高设计的有效性。

4、水利工程中涵洞设计要点

4.1箱涵设计

箱涵作为普遍使用的一种涵洞，在水利工程中发挥着重要的作用。箱涵作为引水建筑物，其结构相对简单，施工难度也不大，适宜在不同类型环境和地质结构中进行建设，具有较好的地区适应性。作为无压引水建筑物，箱涵设计时需要根据水埋体积进行箱涵平面布置和断面尺寸设计即可。在具体设计时，要结合现场情况，并考虑到底坡与建筑物连接，以此来保证水面转角和紧密性，利用结构受力公式进行计算，以此来保证承受力的均匀性。

4.2圆管涵设计

为了提高排洪泄水能力，可以设计圆管涵。由于对涵管承受水力荷载具有较高的要求，因此需要科学进行测算，确保计算荷载选取的科学性，在具体设计过程中，设计需要针对影响使用能力的各种因素进行综合考虑。针对于使用功能可以将圆管涵划分了三种类型，即压力过水涵、半压力过水涵及无压力过水涵。因此在具体设计时，需要针对水位变化是否会出现负压的情况来对圆管涵的承载量进行全面考虑，并采用科学合理的计处，准确的把握整体和局部的荷载，确保涵洞结构尺寸的合理性。另外，还要考虑圆管涵地基基础对涵管承载量的影响，即在考虑各种工况下圆管涵水平面荷载的承受力标准。

4.3盖板涵设计

盖板涵广泛应用于水利工程中。在盖板涵设计中既要考虑钢筋混凝土的预应力情况，又要考虑涵洞的情况。只有做到这两个方面，才能保证盖板涵的承载力和应用效果。涵洞属于无压涵洞，根据各向异性扩散的面积，应根据涵洞上方表面积的30度分布来分布竖向压力。涵洞的内力是由涵洞的下沉点和涵洞的底部来计算的上部和下部竖向梁承受荷载和水平方向的压力，并且应考虑上部和两侧的力，以避免不利的条件。

4.4拱涵设计要点

在设计拱形涵洞时，应把握好这几个关键点：（1）涵洞竖向压力。计算涵洞的竖向压力，根据土层的压力计算得到标准数据，（2）计算拱圈截面拱值。拱形涵洞的特性是拱顶承受压力。因此，有必要考虑内力问题。在进行设计时，必须掌握计算过程，同时还要做好拱圈内力分布情况确认，保证拱圈横截面压力精确。

5、涵洞设计注意事项

5.1洞口设计注意事项

洞口是涵洞最重要的结构形式，其形状和结构对排水有一定的调节作用。结合水利工程不同类型涵洞开洞，合理选择涵洞的设计，使其符合水利工程的总体要求。涵洞开口的类型包括急流坡、跌水井和倒虹吸。必须选择合适的类型，以发挥开放的作用。

5.2长度设计注意事项

孔洞体是涵洞的主体，涵洞孔体的最重要设计是涵洞孔体的流量和孔尺寸的计算，良好的孔直径可以保证流过需要，应充分掌握涵洞的强度和稳定性，设计时涵洞结构应满足涵洞结构的需要。同时，涵洞本身也能满足涵洞本身的荷载压力，长度也对总成本产生影响，根据内容合理地确定孔的截面和长度是必要的。

结束语

水利工程是关系到我国农业产业化发展的大事。只有对涵洞工程进行综合设计，才能充分发挥涵洞的调水排水，保证工程的稳定性和耐久性，满足水利建设的要求，促进农业经济的快速稳定发展。

参考文献

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