什么是涵管?

涵管是一种管状或箱形结构,用于将溪流或排水沟渠导过道路、铁路、车道或路堤。它必须能够在设计洪水下过流而不漫过道路,也不对道路造成损坏。

形状与材料

圆管、管拱、椭圆管和箱涵较为常见。材料包括钢筋混凝土、波纹钢或铝,以及塑料管(HDPE 或 PVC)。若关注鱼类通行或天然河床,则采用无底拱涵和三边结构。

材料选择取决于成本、荷载、腐蚀与磨蚀风险、所需使用年限以及机构标准。许多州交通部门公布了按土壤和水体化学成分划分的允许材料表。

涵洞的水力工作原理

涵洞的过流由进口或出口控制:进口几何形状限制过流的,属进口控制;管身摩阻、长度、坡度及下游水位限制过流的,属出口控制。FHWA 的 HDS-5 手册及免费的 HY-8 软件可同时计算两种情况,并采用导致上游水位较高的那一种工况。

设计人员会选定设计暴雨(视道路等级及机构而定,常为 10、25、50 或 100 年一遇),并校核上游水位是否低于允许限值,通常应低于路肩。

涵管失效的原因

断面过小、杂物及淤积堵塞、金属管的腐蚀与磨蚀、出口处的冲刷(冲刷侵蚀)、沿管外壁的渗流,以及覆土不足。定期检查和清理可延长涵管的使用寿命。

许多机构会按计划检查涵管并对其状况评级。私人涵管(例如车道和农场通道下的涵管)通常由其所有者负责保持畅通。

常见问题

谁设计涵管?

由土木或水力工程师依据机构标准确定。

什么是源头汇水区(headwater)?

涵管进口处的水深,从进口底高程起算。

什么是桥梁与涵管的区别?

各机构的定义不尽相同;《国家桥梁检查标准》将沿道路方向跨度超过 20 ft 的结构视为桥梁,其中包括大型涵管。

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