涵洞计算公式

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

涵洞计算公式

(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。 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=

i0

m 1h -H m ?++上)

(上B

L 下=

i0

m 1h -H m ?-+下)

(下B

涵洞总长L= L 上+L 下

若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

涵洞计算公式

(二)有超高加宽时(设在平曲线内) 1、i0与i1方向一致 L 上=

i0

m 1i1B h -H m ?+?++)

上(上B

L 下=i0

m 1W i1W h -H m ?-+?-+)下(下B

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。

图6-2有超高加宽时涵长计算1

2、i0与i1方向相反

涵洞计算公式

L 上=i0m 1i1h -H m ?+?-++)上(上W W B

L 下=i0

m 1i1B h -H m ?-?++)下(下B

涵洞总长L= L 上+L 下

(三)斜交斜做涵洞

涵洞计算公式

因:L 上?cos α=B 上+ m (H- h 上- L 上?i0)+a 所以: L 上=

i0

m c a

h -H m ?+++αos B 上)(上

同理:L 下=i0

m c a

h -H m ?-++αos B 下)(下

实训项目:根据已知条件计算涵洞长度。

实训时间:2课时。

图6-3有超高加宽时涵长计算2

图6-4斜交斜做涵长计算

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办法(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。

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、若该点不是河沟中心,则再估。 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对比较容易,其测量步骤如下:

涵洞计算公式

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 。

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

涵洞计算公式

曲线上斜交角度的测量首先要找到该中桩的切线方向,由切线方向拨转900得出线路中线的垂直方向,之后才能测量出斜交角度。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。

2、转动水平盘,瞄准涵洞中桩,读数n。

3、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、拨角n-m,得该点的切线方向。

5、旋转水平读盘900得该点的垂直方向,读数o。

6、旋转水平盘,瞄准河沟中心方向,读数p。

7、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。

实训项目:在实训场地进行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,把涵洞的基础、涵身、洞口基础、洞口墙身在实地上放样出来,用桩做标记,并用白灰划线。

一、涵洞中心线的确定

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 ),上下游各两个,注意在订桩时应该使桩相对固定。

涵洞计算公式

涵洞计算公式

涵洞计算公式

涵洞计算公式

二、涵身基础的放样 涵身基础的放样是依据涵洞中线与涵洞设计图里的基础尺寸,利用经纬仪和钢尺在实地上确定基础的轮廓线。

如图6-8,基础放样的步骤如下:

涵洞计算公式

1、立仪于O 点,瞄准线路方向,拨转涵洞角度,量取距离

2

L

,订出涵洞上游长度A 点,同理定出B 点。 2、立仪于A 点,瞄准O 点,旋转900方向,量取

2

l

,订出台基内侧边缘点1。 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,涵身的基础线则放样完毕。

5、同理可以放出另一侧的涵身基础线。 三、台身的放样

据图6-8,在基础样放完后,在基础线内量取台身的尺寸并划线。

C D

A B

路线方向

涵洞方向 图6-7 涵洞中心线确定

A

B

o

1

24

3图6-8 涵洞洞身基础放样

四、洞口放样

涵洞计算公式

涵洞计算公式

举例洞口为八字翼墙的放样方法,如图6-9。

步骤:

1、立经纬仪于A 点,对中、整平。

2、瞄准涵台台身内侧方向,倒镜1800,拨转300为翼墙方向,在该方向上量取设计图尺寸

30

cos W

,得墙身顶端内侧边缘点。 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、最外的两条线为基础轮廓线,靠近的两条为墙身底部线,中间等宽的部位为墙顶线。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行计算,用全站仪进行坐标放样,测定各端点。

实训项目: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精确计算通用程序设计

高职教育教改科研2010-11-26 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精确计算通用程序设计

罗世干

湖南交通工程职业技术学院,湖南衡阳,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精确计算,在文献[1]、[2]中作了专题论述。在文献[3]、[4]中将其精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精确计算通用程序,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

输出已知数据:

转子程序

计算值

计算值

N=-N, j=-j , C=“+”

转子程序

输出值

输出

假定L=?

m0=m1

进入子程序

m0=m1

是是

1?

RETURN

结束

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

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 e levation 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 计算公式比较

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相同,主要是两个子程序形式不一样,现列表进行比较,如表1所示。

表1 直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的比较

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

涵洞计算公式

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

输出已知数据:

m0=m1

进入子程序

C$=“-”

输出

计算值

假定L=?

转子程序

m0=m1

计算值

N=-N, j=-j , C=“+”

转子程序

输出值

结束

1?

RETURN

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。其他已知资料为: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“符号规则”,(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精确公式的计算结果作比较。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

涵洞计算公式

表3 电算成果

Table 3 The calculation result

涵洞计算公式

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