高速公路工程綜合設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 9 內(nèi)移值： 24224 2384Ls Lsp RR??= m 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 切線增長： 222 240Ls Lsq R??= m 切線長： ? ? ta n 2T R p q?? ? ?= m錯(cuò)誤 !未找到引用源。 平曲線長： 180L R Ls????? = m錯(cuò)誤 !未找到引用源。 外距： ? ? se c 2E R P R?? ? ?= m 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 切曲差： 2D T L??= m 主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 已知 JD0 至 JD1 的交點(diǎn)間距 0L 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =，即 JD1 處虛設(shè)樁號(hào)為 K1+，則各主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算如下： Ly=L2Ls== ZH=JDT=(K1+)=K1+ HY=ZH+Ls=(K1+)+250=K1+ QZ=HY+Ly/2=(K1+)++ YH=HY+Ly=(K1+)+=K1+ HZ=YH+Ls=(K1+)+300=K1+ 全部計(jì)算結(jié)果 可 見《直曲表》和《逐樁坐標(biāo)表》。 10 第四章 路線 縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面設(shè)計(jì) 一般原則 縱斷面的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容：縱斷面拉坡和豎曲線設(shè)置。根據(jù)規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求， 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) ： （ 1） 應(yīng) 符合 規(guī)范 規(guī)定的縱坡和豎曲線（最大縱坡，最小縱坡，坡長限制，最小坡段 長度， 最小豎曲線 半徑和豎曲線最小長度） 和 有關(guān)高程控制點(diǎn)和 構(gòu)造物對 的縱斷面設(shè)計(jì) 的要求 ； （ 2） 縱斷面線形設(shè)計(jì) 應(yīng) 適應(yīng)地形和縱坡原理的 要求 下， 對滿足 坡長大小，協(xié)調(diào)的情況下， 進(jìn)行 豎曲線半徑綜合研究，反復(fù)調(diào)整平面線形的組合設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)出 平滑的 、 連續(xù)的縱斷面線形； （ 3） 平面上直線路段不宜在短距離內(nèi)出現(xiàn)凹凸 起伏頻繁的縱斷面線形，其凸起部分易遮擋視線，凹下部分易形成盲區(qū)，使駕駛員產(chǎn)生茫然感，使線形失去連續(xù)性，影響行車安全 ； （ 4）連續(xù)上坡下坡 路段 應(yīng)符合平均縱坡的規(guī)定， 且需采用 運(yùn)行速度進(jìn)行通行能力和交通安全 的 試驗(yàn)； （ 5）長下坡凹形豎曲線或曲線平 曲線 的端部不應(yīng) 進(jìn)行 小半徑的設(shè) 計(jì)， 目的 保證行車安全； （ 6）縱斷面 設(shè)計(jì) 應(yīng) 考慮 路面排水要求； （ 7） 應(yīng)盡量 縱向填挖平衡，盡量移挖 作 填， 以 節(jié)省土方量，降低工程成本。 平縱組合設(shè)計(jì) 在進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要與前面設(shè)計(jì)好的平面設(shè)計(jì)成果進(jìn)行協(xié)調(diào)?？傮w上要滿足視覺上的連續(xù)性，技術(shù)指標(biāo)的均衡性，合成坡度和道路與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)配合等原則。平縱組合設(shè)計(jì)常見形式有：直線與 11 直坡線、直線與凹曲線、直線與凸曲線、平曲線與直坡線。進(jìn)行組合設(shè)計(jì)時(shí)的具體要求如下： （ 1）平曲線與豎曲線宜互相重合，應(yīng)滿足“平包豎”。“平包豎”的線形設(shè)置在立體上能夠起到引導(dǎo)視線的作用，可得到平順流暢的效果。平豎曲 線的半徑都應(yīng)稍大些為宜，特別是當(dāng)豎曲線為凹曲線時(shí)。 （ 2）平豎曲線應(yīng)大小均衡，且組合得當(dāng)。研究認(rèn)為，豎曲線的半徑約為平曲線半徑 10~20 倍時(shí)，可獲得視覺上處于均衡的最佳效果。另外，在平豎曲線組合中，除了滿足“平包豎”之外，還應(yīng)注意保持豎曲線的起始點(diǎn)應(yīng)位于平曲線的緩和曲線上。 （ 3） 要選擇合適的合成坡度 。合成坡度過大 ， 對行車不利， 車輛易產(chǎn)生打滑、側(cè)滑。合成坡度 過小 ，不利于路面排水 。所以，控制合成坡度也是非常重要的。一般來說，當(dāng)設(shè)置的平曲線半徑較小時(shí)，由于超高較大，可能會(huì)出現(xiàn)合成坡度大于最大超高值得情況 。此時(shí)，應(yīng)控制合成坡度在最大超高范圍之類，高速公路一般為 8%。 同樣，為滿足排水的需要，最小合成坡度應(yīng)不小于 %。 豎曲線設(shè)計(jì) 計(jì)算 該公路全長 ，全線 設(shè)計(jì)共設(shè)置 5 個(gè)豎曲線變坡點(diǎn)，現(xiàn)以第一個(gè)變坡點(diǎn)為例進(jìn)行豎曲線設(shè)計(jì)演算，其余變坡點(diǎn) 同理 計(jì)算 可得 ，具體結(jié)果見《豎曲線表》。 曲線要素的計(jì)算 變坡點(diǎn)樁號(hào)為 K0+660，高程為 m， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。=%， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =%,ω = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =%，為凹形。 已知 豎曲線半徑 R=8000 m,則： 曲線長 LR?? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =8000 %= m 切線長 22LRT ??? = 12 外距 288RRE ????= m 設(shè)計(jì)高程的計(jì)算 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) =（ K0+660） T=K0+ 豎曲線起點(diǎn)高程 =+T %= m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào) =（ K0+600） +T=K0+ 豎曲線終點(diǎn)高程 =+T %= m K0=600 處： 橫距 x=（ K0+600） (K0+)= m 豎距 h= 2x 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /2R= m 切線高程 =+ %= m 設(shè)計(jì)高程 =+= m 其余樁號(hào)同理 可 計(jì)算得到 。 圖 4— 4豎曲線要素示意圖 13 第五章 路線 橫斷面設(shè)計(jì) 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 對于高速公路， 橫斷面 組成一般包括：行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝等。對于整體式路基而言，路肩包括硬路肩和土路肩，分隔帶包括左側(cè)路緣帶和綠化帶。 查規(guī)范，本設(shè)計(jì)采用各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)為： 資料已知路基設(shè)計(jì)寬度為,路面寬度為單幅 2 ,該設(shè)計(jì)采用雙向四車道，整體式路基，路基寬度為 26 m。其中中間綠化帶寬 2 m，左側(cè)路緣帶寬 2 m，行車道寬 4 m，硬路肩寬 23 m，土路肩寬 2 m， 路拱橫坡度取2%， 土路肩為 %，路基邊坡為 1:，在設(shè)計(jì)邊溝的深度為 m，寬度為 ，外側(cè)邊坡坡度均為 1:。 以上 詳見《 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖 GL04》。 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置圖如下： 圖 5— 1路基典型標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖 (單位 cm) 邊溝的設(shè)置 邊溝是道路排水的重要設(shè)施，起到將路面、邊坡的積水匯集并引流的作用。邊溝一般將水引至排水溝進(jìn)行排除。邊溝的設(shè)置需要滿足路線走向和地面起伏 狀況，并充分考慮不同路段的水流狀況。對于較長緩的 14 邊溝地段需要進(jìn)行邊溝拉破設(shè)置，避免中間低兩邊高而出現(xiàn)積水的現(xiàn)象。邊溝按斷面形式可分為：矩形邊溝、梯形邊溝、拋物線形邊溝。前兩種比較常見，拋物線形邊溝一般設(shè)置在沙漠或積雪地區(qū)。 該路段全線采用的是常見的梯形邊溝形式，溝深 m，底寬 m，兩側(cè)溝邊坡度為 1:1。設(shè)置了路堤擋墻的路段沒有設(shè)置邊溝。詳見《排水設(shè)計(jì)圖》。 排水溝與截水溝的設(shè)置 邊溝的水將通過排水溝進(jìn)行排除，主要起到引流的作用。排水溝一端與邊溝相連，另一端直接到達(dá)山谷、河流或小溪。排 水溝的斷面形式跟邊溝類似。排水溝一般設(shè)置于山溝等低洼地帶，便于將公路范圍內(nèi)的水引離路基，減少水流對路基的沖刷。該設(shè)計(jì)選取的邊溝形式為梯形，溝深 m，底寬 m，兩側(cè)溝邊坡度為 1:1。 截水溝主要用于路塹邊坡地段，起到攔截山坡雨水，防止挖方邊坡收到?jīng)_刷的作用。被截水溝截流的水可引至邊溝、排水溝或低于路基處。截水溝同樣也采用梯形斷面，尺寸與邊溝、排水溝相同。在截水溝外側(cè)需設(shè)置向內(nèi)坡度為 2%土臺(tái)。詳見《標(biāo) 準(zhǔn)橫斷面圖 GL04》。 涵洞及通道設(shè)置 涵洞是高速公路上必不可少的設(shè)施。高速公路 的路堤高度較高，山溝地帶如果不設(shè)置涵洞就 會(huì)造成雨水無法流通而匯集，行成水塘，對路基浸泡或沖刷，造成路基病害。因此設(shè)計(jì)涵洞讓水流能順利通過是非常重要的。常見的涵洞形式有：圓管涵、蓋板涵和拱涵。 本設(shè)計(jì)共設(shè)置了 5座鋼筋砼蓋板涵， 1 座鋼筋砼圓管涵。具體設(shè)置情況詳見《平面設(shè)計(jì)圖》和《涵洞設(shè)計(jì)圖》。 15 超高確定 設(shè)置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力， 在該路段橫斷面上做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡形式， 可采用繞中線旋轉(zhuǎn)的方式來設(shè)計(jì)。 由汽車在曲線上行駛的力的平衡方程式，可得公式 : 2 127h Vi R??? hi — 曲線超高率， ? — 橫向力系數(shù)， V — 車速， R — 半徑。 （ 1）第一段圓曲線上超高計(jì)算： ①超高緩和段長度的計(jì)算 由于半徑 R=1000m，設(shè)計(jì)速度 K=120Km/h 根據(jù)規(guī)范取超高坡 度最大為 8% 超高漸變率 1=175P 所以，超高 緩和段長度為 : Lc=B i? /P= (8%+2%) 175= cL — 最小超高過渡段長度（ m） B — 旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度（ m） i? — 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（ %） P — 超高漸變率 16 表 5— 2繞中線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式 超高位置 計(jì)算公式 備 注 X≦ X0 X≧ X0 圓曲線上 外緣ch ? ? ? ?j ( / 2 )j G J G hyb i i i b B i i???? 1．計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差 2．臨界斷面距緩和段起點(diǎn) :X= iG Lc/ ih 3． X 距離處的加寬值 :bx=Xb/cL 中線39。ch ? ?/2 Gjjb i B i? 內(nèi)緣39。39。ch ? ? ? ?/ 2 / 2 bGb i B i b B ihJ J J? ? ? ? 過渡段上 外緣cxh jb (iJ － iG)＋ ? ?? ?/ 2 X / jhjcb B i i L?? Gi （定值） 內(nèi)緣39。39。cxh jjbi－(bJ ＋bx)ci jjbi＋(? ? ? ? ? ?/ 2 / 2 b /G j x c hB i B b x l i??????＋ bx)Xhi / cL B — 路面寬度； jb — 路肩寬度； Gi — 路拱坡度； Ji — 路肩坡度； hi — 超高橫坡度； cL — 超高緩和段長度； ol — 路基坡度由 Gi 變?yōu)?Ji 所需要的距離，一般可取 ； 17 0x — 與路拱同坡度的單向超高點(diǎn)至超高緩和段起點(diǎn)的距離； x — 超高緩和段中任一點(diǎn)至起點(diǎn)的距離； ch — 路肩外緣最大抬高值； ch39。 — 路中線最大抬高值； ch39。 — 路基內(nèi)緣最大降低值； cxh — X距離處路基外緣抬高值； cxh39。 — X距離處路中線抬高值； cxh39。 — X距離處路基內(nèi)緣降低值； b — 圓曲線加寬值； xb — x 距離處路基加寬值； 以上長度單位均為 m。 ②計(jì)算各樁號(hào)處超高值 : 超高起點(diǎn)為 K0+，直線段的硬路肩坡度與行車道相同為 2﹪，土路肩為 3﹪，圓曲線內(nèi)側(cè)的土路肩、內(nèi)外側(cè)的硬路肩坡度與行車道的坡度相同，均為 3﹪，外側(cè)的土路肩坡度為 3﹪（即向路面外側(cè)），內(nèi)側(cè)土路肩坡度過渡段長度為 :0 ( 3 % 2 % ) 0 . 7 5= = 0 . 7 5 m1 /1 0 0L ? L0=（ 3%2%） 100= 所以取 L0=。 內(nèi)側(cè)土路肩坡度在超高緩和段起點(diǎn)之前，變成 2﹪與路面橫坡相同。 此部分詳細(xì)數(shù)據(jù)可見 《 路基 設(shè)計(jì) 表 》 。 土石方計(jì)算 （ 1） 路基橫斷面面積，是指斷面圖中原地面線與路基設(shè)計(jì)線所包圍 18 的面積，高于地面線的為填方面積，低于地面線的為挖方面積，應(yīng)分別計(jì)算。橫斷面的計(jì)算方法有多種：積距法、坐標(biāo)法、幾何畫圖法、數(shù)方格法和求積儀法。本設(shè)計(jì)采用的計(jì)算方法為坐標(biāo)法。 已知斷面上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)（ ix ， iy ），則所計(jì)算的斷面面積為： ? ?n+ 1 + 1i= 11=2 i i i iA x y x y? （ 53） 此方法適合于計(jì)算機(jī)計(jì)算，精度、效率都很高。 （ 2） 土石方量計(jì)算