道路涵洞不僅僅是“路下的管道”,而是一個(gè)精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),由多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的組件組成,旨在安全輸送水流,同時(shí)支撐上方的道路。雖然涵洞的設(shè)計(jì)因類型(管道、箱形、拱形等)和材料(混凝土、金屬、高密度聚乙烯等)而異,但許多道路涵洞系統(tǒng)通常都包含以下組件:

1. 進(jìn)水口
進(jìn)水口是水進(jìn)入涵洞的入口。其設(shè)計(jì)至關(guān)重要,因?yàn)樗鼤?huì)影響水力效率和碎屑控制。進(jìn)水口的配置多種多樣,例如突出式進(jìn)水口、平齊式(或斜接式)進(jìn)水口以及帶擋土墻的進(jìn)水口,以最佳地匹配現(xiàn)場(chǎng)條件并將水流平穩(wěn)地引導(dǎo)至涵洞內(nèi)。設(shè)計(jì)不良的進(jìn)水口可能會(huì)增加水頭深度或?qū)е滤樾级氯到y(tǒng)。
2. 涵洞筒體
這是水流經(jīng)的主要通道或“管道”。涵洞筒體可以是圓形、箱形、橢圓形或拱形。它的設(shè)計(jì)不僅用于輸水,還能承受上方道路施加的結(jié)構(gòu)荷載。所選材料和形狀會(huì)影響涵洞的水力容量和耐久性。
3. 出水口
涵洞的另一端是出水口。其設(shè)計(jì)確保水排入下游水渠或排水系統(tǒng),而不會(huì)造成過(guò)度侵蝕或水力問(wèn)題。
4. 端墻
端墻通常建在進(jìn)水口(有時(shí)也建在出水口),具有多種功能:它有助于將水引導(dǎo)至涵洞,提供支撐以抵抗土壤和水的側(cè)壓力,并最大限度地減少涵洞入口處的侵蝕。
5. 翼墻
翼墻通常與端墻搭配使用,從涵洞橫向延伸。它們有助于將水引入進(jìn)水口,并通過(guò)保持土壤和減輕侵蝕來(lái)穩(wěn)定路堤。
6. 護(hù)檐(或底板/底板)
護(hù)檐是水平延伸部分(通常位于進(jìn)水口或出水口),起到保護(hù)層的作用。它有助于消能,分散上方道路的荷載,并降低涵洞與自然水道交界處沖刷的風(fēng)險(xiǎn)。
7. 涵頂和底板
① 涵頂:涵頂是涵洞筒體的頂面。其設(shè)計(jì)目的是抵抗交通和上覆路堤的垂直荷載。
② 底板:底板是涵洞的最低內(nèi)表面。它決定了有效流道,是水力設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參考。
這兩個(gè)部分都有助于確定涵洞的水力容量并確保正常的輸水。
8. 基礎(chǔ)(基床)
雖然基礎(chǔ)或基床不是涵洞“主體”的一部分,但它至關(guān)重要。準(zhǔn)備好的基座支撐著涵洞,確保其正確對(duì)齊,并將道路荷載均勻分布到下層土壤或巖石中。
9. 道路組件(路堤/路面)
雖然路堤和路面本身并非涵洞的組成部分,但它們卻密不可分。它們保護(hù)涵洞,幫助將地表徑流引導(dǎo)至涵洞入口,并且必須與涵洞系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)。
每個(gè)組件都對(duì)道路涵洞的整體性能起著至關(guān)重要的作用——從控制水流和處理碎屑到抵抗結(jié)構(gòu)荷載和防止侵蝕。具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)(例如,選擇圓形管道還是箱形涵洞)取決于現(xiàn)場(chǎng)條件、水力要求和預(yù)算考慮。