某山區(qū)二級道路畢業(yè)設計.doc

重慶大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)設計第一章 緒論1.1 工程概況1.1.1地形、地貌本路段所處地區(qū)地貌單元屬于淺丘，路線走廊帶沿途地形起伏較小，耕地及建筑物較多。地表少見基巖露頭，地質(zhì)條件較好。1.1.2 氣象本路段地處中低緯度，屬亞熱帶過度的濕熱季風氣候，雨量充沛，光照時間長，具有四季分明、熱富水豐、雨熱同季、冬冷夏熱、無霜期長。多年平均氣溫21.3，最冷1月均溫5，最熱8月均溫33.4。全年無霜期約300天，年平均日照時數(shù)1500小時以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，39月為雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月為枯水期，降雨量小于蒸發(fā)量。1.1.3設計項目本段位于某山區(qū)A點至B點的二級路，進行平面設計。最后對所定路線進行方案比選，從中選擇最佳方案。1.2原始資料及重要參數(shù)1）該地區(qū)地形圖；2）沿線居民點情況；3）沿線氣象資料；4）設計行車速度：40km/h；5）主線公路整體式路基寬度為10.0m；6）線路等級：公路-級；1.3設計內(nèi)容 1）公路路線平面設計、縱斷面設計，包括填寫直線、曲線及轉角表，繪制路路線平面圖（1:500）；繪制公路路線縱斷面圖（橫坐標1:500，縱坐標1:200）；2）公路路線橫斷面設計，包括繪制標準橫斷面圖（1:500），計算并填寫路基土石方數(shù)量計算表。第二章 平面線性設計2.1路線選定根據(jù)設計要求、公路現(xiàn)狀，確定公路線路走向的基本原則是：1）該公路橫穿鄉(xiāng)鎮(zhèn)，作為運輸?shù)慕煌ㄒ兰纫显O計總體規(guī)劃，又要與沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃緊密結合，合理銜接。2）避讓村鎮(zhèn)、干渠及高壓干線等，盡可能減少拆遷民房等建筑物。3）新建線路選擇應盡可能避免和減少破壞現(xiàn)有水利灌溉系統(tǒng)。4）堅持技術標準，盡可能縮短行車里程。根據(jù)以上原則，最終在方案一、方案二、方案三中進行了方案比選。方案一的行車里程在方案二、方案三中是最短的，但路線離村鎮(zhèn)較遠，滿足不了村鎮(zhèn)出行方便的需求，路線經(jīng)過的地區(qū)需要大填挖工程及邊坡防護，隧道施工等，增加了修建造價。方案二在方案一的基礎上避開了隧道施工，及大的填挖工程，也滿足了線路兩側居民的出行要求，基本達到了零拆遷，但線路的彎道過多，不符合技術標準，給行車留下安全隱患。方案三比方案二增加了拆遷，卻使用大半徑曲線，彎道少，符合技術標準，增加行車安全系數(shù)。于是選定方案三為最終方案。2.2圓曲線設計本路段有2處交點，JD1處交角為左轉73043.19，JD2處交角為左轉125418.6，根據(jù)公路路線設計規(guī)范查得，不設超高的最小圓曲線半徑為300m，圓曲線半徑小于或等于250m時，應在圓曲線內(nèi)側規(guī)定加寬。所以選取圓曲線半徑為800m。JD1交點計算：1）切線長度計算：2）曲線外距3）曲線圓弧長度JD2交點計算：1）切線長度計算：2）曲線外距3）曲線圓弧長度2.3 緩和曲線設計汽車在緩和曲線上要完成不同曲率的過渡行駛，緩和曲線應有足夠的長度，以使司機有足夠的時間來操作方向盤，所以應規(guī)定緩和曲線的最小長度，通常應考慮以下幾個方面因素：Ls取值必須大于三個當中的最大值，并小于最小緩和曲線長度）規(guī)范規(guī)定的緩和曲線的最小長度為50m；確定緩和曲線長度為50m。2.4平面線形計算根據(jù)回旋線作為緩和曲線,參照規(guī)范規(guī)定的線形設計方法，本工程線形的設計主要采用“基本型”，即由直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合。圖2-1 回旋線圖示“直線回旋線圓曲線回旋線直線”組合的幾何元素的計算公式：式中： q緩和曲線起點到圓曲線原起點的距離，也稱切線增值；設緩和曲線后圓曲線內(nèi)移值；緩和曲線重點緩和曲線角；Ls緩和曲線長；R圓曲線半徑；轉角；Th切線長； Lh曲線長； E外距； 根據(jù)公式計算得：JD1交點計算：1）圓曲線內(nèi)移值2）切線總長3）外矢距4）曲線總長 JD2交點計算：1）圓曲線內(nèi)移值2）切線總長3）外矢距4）曲線總長2.5 里程計算以下是曲線要素點的樁號和總里程的計算公式：設JD1交點樁號為K0+162.224 式中：Lh 曲線總長度 (m)； Th 切線總長（m） Ls緩和曲線的長度 (m)。設JD2交點樁號為K0+516.511 表2.1 里程樁號表K0+000K0+020K0+040K0+060K0+080K0+084.696K0+100K0+120K0+134.696K0+140K0+160K0+162.140K0+180K0+189.583K0+200K0+220K0+239.583K0+240K0+260K0+280K0+300K0+320K0+340K0+360K0+380K0+400K0+401.020K0+420K0+440K0+451.020K0+460K0+480K0+500K0+516.115K0+520K0+540K0+560K0+580K0+581.210K0+600K0+620K0+631.210K0+640K0+660K0+680K0+693.8712.6 逐樁坐標計算2.6.1 起點至ZH點中樁坐標設起點坐標為X0，Y0（1027.217，642.233），方位角為965327.98，ZH點坐標：2.6.2 ZH至YH點的中樁坐標緩和曲線上樁點坐標式中l(wèi)為樁點至緩和曲線起點ZH曲線長；圓曲線上樁點坐標：式中，l為樁點至HY的曲線長，僅為圓曲線部分的長度。然后通過坐標轉換為測量坐標X、Y。坐標變換公式為，當曲線為左轉角，應以代入。2.6.3 YH點至HZ點的中樁坐標按（1）式計算切線支距法坐標，再按下式轉換為測量坐標：，當曲線為右轉角時，以代入。表2.6 逐樁坐標表樁號XY樁號XYK0+0001027.217642.233K0+3601009.8971001.193K0+0201024.088662.088K0+3801010.1141021.192K0+0401022.418681.944K0+4001010.331041.191K0+0601020.018701.799K0+401.0201010.3411042.211K0+0801017.618721.655K0+4201010.5761061.189K0+083.6961017.324725.324K0+4401011.0111081.185K0+1001015.234741.512K0+451.0201011.4041092.197K0+1201013.001761.387K0+4601011.8321101.167K0+134.6961011.573776.013K0+4801013.1471121.123K0+1401011.119781.298K0+5001014.9611141.04K0+1601009.723801.249K0+516.1171016.7841157.054K0+162.1401009.603803.386K0+5201017.2721160.906K0+1801008.825821.228K0+5401020.0791180.707K0+189.5831008.572830.808K0+5601023.381200.433K0+2001008.423841.223K0+5801027.1731220.069K0+2201008.412861.223K0+581.2101027.4181221.254K0+239.5831008.593880.805K0+6001031.4281239.611K0+2401008.597881.2K0+6201035.9881259.084K0+2601008.813901.199K0+630.2101038.3711269.012K0+2801009.03921.198K0+6401040.661278.53K0+3001009.247941.197K0+6601045.3391297.975K0+3201009.463961.196K0+6801050.0161317.421K0+3401009.68981.194K0+693.8711053.2611330.907第三章 縱斷面設計縱斷面是一條沿著道中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟性要求路線縱有起伏的空間線?？倲嗝嫔嫌袃蓷l主要的線，一條是地面線，它是根據(jù)中線上各個樁點的高程而繪制的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏情況；一條是設計線?？v斷面設計的主要任務根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟型等，研究起伏空間線幾何構成的大小及長度，以便達到行車安全迅速、運輸經(jīng)濟合理和乘客感覺舒服的目的，同時還要考慮到公路等級的因素，要與其相適應。3.1 縱斷面的豎曲線要素及主要點設計高程計算3.1.1 縱斷面設計所需基本資料 由公路工程技術標準中規(guī)定： 最大縱坡6%，最小縱坡0.3%;最小坡長150m,最大允許合成坡度9.5%，為6%時，最大坡長600m。凸曲線一般最小半徑為2000m,凹曲線一般最小半徑為1500m。3.1.2 豎曲線要素的確定 縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車用一段曲線來緩和，成為豎曲線。豎曲線的形式可以采用拋物線或圓曲線，兩者幾乎沒差別，但在設計和計算上，拋物線比圓曲線更為方便，故在設計中采用拋物線如圖3-1：圖3-1豎曲線要素示意圖在圖示坐標下，以二次拋物線最為豎曲線的一般方程式為： (3-1)其豎曲線諸要素計算公式如下：豎曲線長度L或豎曲線半徑R: (3-2)豎曲線切線長T: (3-3)豎曲線上任意一點豎距h: (3-4)豎曲線外距E: (3-5)式中： 坡差（%）L豎曲線長度（m） R豎曲線半徑（m）3.1.3各變坡點處豎曲線要素及設計高程計算 變坡點處樁號取K0+200,半徑為2000m，高程為757.00m。相鄰路段的縱坡為i1=+5%和i2=-6%。 豎曲線基本要素：曲線長度計算式切線長度計算外距計算式計算設計高程：豎曲線起點樁號：豎曲線起點高程：豎曲線終點樁號：豎曲線終點高程：樁號K0+100處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+120處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+140處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+160處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+180處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+200處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+220處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+240處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+260處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+280處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+300處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 表3.1豎曲線計算表樁號坡段高程(m)標高修正y=x*x/2R(m)豎曲線高程(m)K0+090750.500750.4K0+100752.000.025751.98K0+120753.000.225752.78K0+140754.000.625753.38K0+160755.001.225753.78K0+180756.002.025753.98K0+200757.003.025753.98K0+220755.802.025753.78K0+240754.601.225753.78K0+260753.400.625752.78K0+280752.200.225751.98K0+300751.000.025750.98K0+310750.400750.40變坡點處樁號取K0+420,半徑為1500m，高程為743.80m。相鄰路段的縱坡為i1=-6%和i2=+2%。 豎曲線基本要素：曲線長度計算式切線長度計算外距計算式計算設計高程：豎曲線起點樁號：豎曲線起點高程：豎曲線終點樁號：豎曲線終點高程：樁號K0+380處至起點距離：切線標高： 縱距： )設計標高： 樁號K0+400處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+420處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+440處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 樁號K0+460處至起點距離：切線標高： 縱距： 設計標高： 表3.2豎曲線計算表樁號坡段高程(m)標高修正y=x*x/2R(m)豎曲線高程(m)K0+360747.40747.4K0+380746.20.133746.33K0+400745.000.533745.53K0+420743.801.20745.00K0+440744.200.533744.73K0+460744.600.133744.73K0+480745.000745.00第四章 橫斷面設計路基橫斷面包括行車道、人行道等組成部分。路基標準橫斷面采用計算行車速度40km/h的雙向兩車道公路標準，整體式路基全幅寬10m，雙向兩車道，其中左右車道各3.5米，人行道左右各1.5米。路拱橫坡為1.5，路肩橫坡為1.5。4.1 路拱計算路拱：采用修正的三次拋物線公式計算 （4-1）x距中心的橫向距離(m)y相應點的豎向距離(m)i橫坡B行車道寬度(m)h路拱高度，因行車道寬3.5米，利用距路基中心1米、2米、3米、3.5米為特征點，分為4個點計算出對應的豎向距離，繪出路基橫斷面圖，路拱計算見下表4-1。表4-1 路拱計算表x距中心的橫向距離（m）1234 （m）0.000-0.015-0.030-0.05254.2 路基土石方計算首先根據(jù)地面變化情況選出合適的位置畫出路基橫斷面圖，見路基橫斷面圖，在圖上測出