水利工程涵洞設計范文

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摘要：

我國作為農業大國，農業經濟的快速發展，離不開各類水利工程建設，水利建設全面促進了農業現代化發展進程。在各類水利項目中，涵洞是必不可少的內容，良好科學的設計，能夠確保涵洞發揮效能，提高水利通過能力。涵洞在水利工程中的應用較為普遍，不同的水利工程有不同的設計理念與思路，需要根據水利工程需求、地質和環境等情況做好調研，用不同結構和樣式的涵洞體現功能。只有全面保證水利工程中涵洞建設質量，才能確保實際應用科學合理。文章主要針對水利工程中涵洞設計重點問題進行分析，全面提出優化方案，進一步提升水利應用能力和水平。

關鍵詞：

水利工程；涵洞；設計要點

引言

農業發展離不開水利工程，良好的水利工程能夠進一步提高興水利除水害能力，是我國治理水害的重要措施，水利工程設計關系到百年大計，設計不合理，則會導致安全事故，減少工程使用年限，只有全面保證水利工程施工質量，才能確保整體工程質量滿足使用需求，達到設計和使用的良好目的。要想長期保持水利工程穩定運行，就一定要從設計源頭把好關，使水利建筑物設計滿足標準規范。涵洞在水利工程建設中，必不可少，任何水利工程均會出現涵洞建筑，涵洞是水工建筑物的一種，是泄水建筑物，也叫引水建筑物，涵洞的設計一定要滿足水利工程需要，其不是獨立結構，是要與整體工程相協調一致的，不論是結構還是尺寸，均需要做好合理科學的構思，通過平面布置形成專門的設計方案，使涵洞發揮其應有的功能。各類水利工程性質功能不一樣，就需要在涵洞建設中做好整體規劃，涵洞的建設數量要按水利工程量做好規劃，涵洞工程要想實現其使用功能，就要科學全面的考慮水利工程當地的地質情況，通過對地質的掌握，確保涵洞建筑物級別和類型。當一切確認后，則需要通過設計，完成整體構思，把握好各個點位的關系，確保涵洞建筑與水利工程能夠形成緊密結合的整體。

1涵洞

1.1涵洞的概念涵洞主要是指橫貫路基或路堤的小型過水建筑物，也叫引水建筑物、泄水建筑物或者排洪構建物。大的泛圍看，涵洞也可以當做涵渠來理解。涵洞有自身獨特的結構特點，一般由洞身、端墻、翼墻、出入口鋪墻等部分構成。

1.2涵洞的分類按照不同的形態可以進行多種分類，涵洞可以按使用功能、建筑材料、構造形式、洞頂填土形式、水力性能五個方面進行類型分類，不同的分類有不同的樣式與結構特點。按使用功能分類主要由引水涵和排洪泄水涵兩類構成；按建筑材料分主要由鋼筋混凝土涵、混凝土涵、石涵、磚涵構成；按構造形式分包括箱涵、管涵、蓋板、拱涵等；按洞頂填土情況分包括明涵和暗涵兩類；按水力性能分包括無壓式涵洞、半壓式涵洞、壓力式涵洞三種類型，根據不同類型的涵洞結構與樣式，就會使用到不同的工程中，那么公路或者水利工程中，就要按照分類的不同，合理做好選擇與設計。水利工程或者公路交叉處，涵洞的功能則是便于公路跨越溝渠、水利工程能穿越公路，通過涵洞的建設，能夠有效保證公路與水利工程的完整性，在洪水期，保證水利工程安全。

2涵洞設計

涵洞建設前，需要根據實際情況做好科學系統的設計，從整個建筑角度看，涵洞設計環環相扣，不同的設計環節影響著流程與最終效果，合理科學的設計是涵洞建設的關鍵。

2.1涵洞設計考慮因素涵洞設計采取哪種結構形式和斷面，直接影響到整體工程是否合理，同時也對工程工藝、材料、技術的選擇有一定的影響作用。進行涵洞設計時，需要綜合性考慮到各類影響因素，避開制約因素，使設計更加具有可操作性，確保工程順利實施。涵洞設計要對現場進行調研，需要按照整體工程的材料、地質、施工等方面要求，做好類型選擇，滿足施工條件要求。進行設計時，更要全面考慮最后的使用效果，如果過于理想化，則不能滿足涵洞泄洪和過水要求。2.2套用標準圖把握要點涵洞有一整套設計原理，經過實踐證明了的標準規范是設計人員需要參考的，一般情況下，涵洞設計時均使用的是實踐檢驗合理的標準圖，通過實踐證明設計是標準化、合理化的模式，在此基礎上，還要結合不同工程特點與現場情況，做好適度調整與改進，需要良好的經驗才能完成設計構想，保證工程合理性科學性。采取套用標準圖的設計思路，不但節省了設計時間，提升了工程進度，更主要的是其數據與參數是合理化、實用化、規范化的。

3水利工程中涵洞設計分析

水利工程中涉及到涵洞工程，主要目的就是為了引水或排洪需要，一般情況下，引水涵洞較好設計，因為其水力參數較為清楚、荷載要素明確，在設計中相對利于科學的掌握。而排洪泄水涵則相對復雜一些，進行設計時，一定要全面的做好水力條件對比與分析，明確相關數據與參數，做好標準設定，排洪泄水涵主要是洪水侵襲起到作用，如果設計不合理，參數不準確，則會受到洪水破壞，在進行設計時，要根據洪水的頻次與季節特點，做好涵洞結構和形式的選擇，特別是進行斷面尺寸設計時，一定要滿足當地季節性的排洪需要，通過高標準的建筑物級別確定，確保遇到超大洪水時，能夠確保工程安全穩固。水利工程建設涵洞有多種類型，根據常見功能，對不同類型進行設計分析。

3.1箱涵設計箱涵是較為普遍使用的一種涵洞，特別是在公路和水利工程中，發揮著巨大的作用。箱涵是引水建筑物，這種建筑結構并不復雜，相對結構簡單、施工便利，不同類型的環境和地質結構，均能建設，其地區適應性非常強。箱涵為無壓引水建筑物，只要根據水量體積多少，做好箱涵平面布置和斷面尺寸設計，在設計時，要根據現場情況，充分考慮到底坡和建筑物連接，確保水面轉角和緊密性，設計時，做好結構受力公式的計算，確保各承受力均勻是關鍵。

3.2圓管涵設計圓管涵設計是為了提高排洪泄水能力建設的涵，對涵管承受水力荷載要求較高，不同的洪水流量對管道的壓力不同，具有復雜多變的不確定因素。為了保證工程質量，就需要科學合理的進行測算，計算荷載選取是否科學，設計人員一定要提高責任心，小心謹慎的考慮周全，特別是對影響使用能力的各種因素，要做到全盤綜合考慮。圓管涵按使用功能劃分，包含壓力過水涵、半壓力過水涵和無壓力過水涵三種，所以說，進行設計的時候，需要根據水位變化能否出現負壓的現象，全面考慮到圓管涵的承載量。通過科學合理的計算，對整體和局部荷載進行把握，保證涵洞結構尺寸合理。圓管涵地基基礎的承載力影響到最大涵管承載量，如果地基不穩固，則會導致圓管壓力向側向傳遞，所以說，圓管涵水平面荷載計算要充分考慮到各種工況下的承受力標準，不能單純計算單向壓力。

3.3蓋板涵設計蓋板涵在水利工程中應用較廣泛，在進行設計時，一定要考慮到鋼筋混凝土預應力的情況和計算涵臺情況，只有做好這兩方面的設計，才能確保蓋板涵承載能力和應用效果。蓋板涵是無壓涵洞，豎向壓力要按涵洞以上地面面積邊緣向上外斜30度分布的，按照各向擴散面積進行計算。涵臺內力是通過涵洞和涵底重心落點計算的，上下簡支豎梁承受上部簡支壓力和水平方向作用力，要考慮上部與兩側作用力，避免出現不利工況影響。

3.4拱涵設計要點拱涵在設計時，要把握好幾個重點，一是計算拱涵涵頂填土對涵洞豎向壓力大小，按土柱壓力進行科學合理的計算，得到標準數據；二是計算拱圈截面拱數值。拱涵的外型特征是以弧形拱承擔拱頂壓力，那么就需要全面考慮到內力問題，進行設計時，要把握好計算過程，可以不考慮曲率、剪切變形、彈性壓縮和溫度變形的情況，需要把平方根精力放在填土厚度重力產生的壓力情況，同時還要做好拱圈內分布情況確認，保證拱圈橫截面壓力精確。

4結束語

涵洞普遍應用到各類水利工程中，起到引水和排洪泄水的作用，只有全面保證設計科學合理，才能確保涵洞工程質量，滿足水利建設需要，推動水利事業發展。

作者：周欣 單位：吉安市水利水電規劃設計院