道路與橋梁工程課程設(shè)計(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1設(shè)計總說明書1.1設(shè)計依據(jù)根據(jù)合肥學(xué)院建筑工程系工程管理專業(yè)道路與橋梁工程課程設(shè)計任務(wù)書。1.2公路設(shè)計概況1.2.1概況 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本路段按平原微丘三級公路技術(shù)標準勘察、設(shè)計。設(shè)計車速為40公里/小時，路基單幅兩車道，寬8.50米。設(shè)計路段公路等級為三級，適應(yīng)于將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為20006000輛。1.2.2規(guī)范設(shè)計執(zhí)行的部頒標準、規(guī)范有：公路工程技術(shù)標準JTGB01-2003公路路線設(shè)計規(guī)范JTGD20-2006公路路基設(shè)計規(guī)范JTGD30-20041.3路線起訖點本路段起點A：K050.00為所給地形圖坐標（6215.000，6

2、680.000，205.70），終點B：K1450為所給地形圖坐標（7083.000，7721.000，215.50），全長1.400公里。1.4沿線自然地理概況本路段為平原微丘區(qū)，多為中低山地貌，地勢稍陡。該工程整個地形、地貌特征平坦，地形起伏不大，最高海拔高為267.60米，河谷海拔高為205.60米，總體高差在62.00米左右。1.5沿線筑路材料等建設(shè)條件 沿線地方材料有：碎石、礫石、砂、石灰、粉煤灰等。其他材料如瀝青、水泥、礦粉需到外地采購。1.6路線本路段按三級公路標準測設(shè)，設(shè)計車速40KM/h，測設(shè)中在滿足公路路線設(shè)計規(guī)范及在不增加工程造價的前提下，充分考慮了平、縱、橫三方面的優(yōu)化

3、組合設(shè)計，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理，以達到視覺和心理上的舒展。路線測設(shè)里程全長1.400公里，主要技術(shù)指標采用情況如下：平曲線個數(shù)（個） 2 平均每公里交點個數(shù)（個） 0.7平曲線最小半徑(米/個） 67/1平曲線占路線長（%） 16直線最大長(米） 500變坡點個數(shù)（個） 5 平均每公里變坡次數(shù)（次） 3.6最大縱坡（%） 7凸型豎曲線最小半徑（米/處） 3000凹型豎曲線最小半徑（米/處） 20001.7橫斷面設(shè)計1、路基橫斷面布置： 0.75+3.75+3.75+0.75=8.5米路面橫坡設(shè)置（不含超高路段）：路肩為3%，行車道為2%。2、加寬、超高方式：全線加寬采用比例過

4、度，超高方式為繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)。路基土石方計算控制標高為土基標高，不含路面厚度。1.8 道路技術(shù)標準道路技術(shù)指標序號項目單位主要技術(shù)指標1設(shè)計車速km/h402平曲線半徑一般值 m100極限值60不設(shè)超高最小半徑路拱2.0%m6003平曲線最小長度m 4緩和曲線最小長度m355最大縱坡%76最小坡長m1207相應(yīng)縱坡的最大坡長4%m11005%9006%7007%5008停車、會車、超車視距m40、80、2009豎曲線半徑凹、凸形一般值m700極限值m45010豎曲線最小長度m7011平曲線最大超高%81.9設(shè)計項目1、確定道路技術(shù)等級和技術(shù)標準2、紙上定線3、平面定線設(shè)計4、路線縱斷面設(shè)計5、路

5、線橫斷面設(shè)計2平面選線及定線2.1平面選線2.1.1平面選線的原則1、應(yīng)該盡量避開農(nóng)田，做到少占或不占高產(chǎn)田。2、保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程數(shù)量小，造價低，運營費用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。3、選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測，查清其對工程的影響。4、選線應(yīng)重視環(huán)境保護，注意由于公路修筑以及汽車運行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。2.1.2平面設(shè)計技術(shù)指標 1、直線本道路設(shè)計速度40km/h，在城鎮(zhèn)及其附近或景色有變化的地點大于20V是可以接受的，在景色單調(diào)的地點最好控制在20V以內(nèi)，直線段長度不應(yīng)超過800m為宜。 2、圓曲線圓曲線最小半徑圓曲線是平面線形中常用線形要素

6、，圓曲線設(shè)計主要確定起其半徑值以及超高和加寬。圓曲線半徑技術(shù)指標（km/h）一般公路（40km/h）一般最小半徑(m)100極限最小半徑(m)60不設(shè)超高的最小半徑（m）路拱600路拱>2%800圓曲線最大半徑選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應(yīng)盡量采用大半徑曲線，圓曲線半徑不可大于10000米。圓曲線半徑的選用在設(shè)計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用不需設(shè)超高的大半徑曲線。平曲線的最小長度公路的平曲線一般情況下應(yīng)具有設(shè)置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；緩和曲線長度：圓曲線長度：緩和曲線長度宜在：1：1：1 到1：2：1之間。平曲線的最小長度一般值：40

7、0m平曲線最小長度極限值?。?40m3、緩和曲線公路路線設(shè)計規(guī)范JTG D20-2006規(guī)定：一般公路（40）緩和曲線最小長度為30m.。一般情況下，在直線與圓曲線之間，當圓曲線半徑大于或等于不設(shè)超高圓曲線最小半徑時，可不設(shè)緩和曲線。2.1.3線路方案擬定與比較根據(jù)此路所處地區(qū)的自然地理環(huán)境、社會經(jīng)濟和技術(shù)條件，確定經(jīng)過路線方案的比選設(shè)計出一條符合一定技術(shù)標準，滿足行車要求，工程量最少最節(jié)省費用的路線。綜合考慮該地區(qū)自然條件、技術(shù)標準、工程投資等因素，初步擬定了兩個方案：方案一：優(yōu)點： 路線短； 土方量小； 路線線形好，行車舒適；缺點：占用部分農(nóng)田。方案二: 優(yōu)點： 占農(nóng)田少 缺點： 挖方量較

8、大； 造價較高； 路線長綜合考慮，選取方案一較為合適。2.2紙上定線本路段為平原微丘區(qū)，多為中低山地貌，地勢稍陡。該工程整個地形、地貌特征平坦，地形起伏不大。2.2.1定導(dǎo)向線：1、首先在1:1000的地形圖上，仔細研究路線選線階段選定的主要控制點間的地形、地質(zhì)情況，選擇有利地形，擬定路線走法。2、使兩腳規(guī)的開度等于平，從路線起點A開始，擬定的路線走法在等高線上依次截取各點，直到最后一點的位置和標高按近路線終點B為止。3、連接各點，分析該折線在利用地形和避讓地物，以及工程艱巨的情況，從而選出應(yīng)穿應(yīng)避讓的特征點為中間控制點，并重新連接各點。2.2.2確定路線位置1、在前面定出的導(dǎo)向線的基礎(chǔ)上，用

9、不同半徑的模板在路線平面可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)點處描出路線平面位置，并標出其半徑。2、用直線連接各曲線，使各直線相交，初步定出路線交點。 3、分析所定出的路線位置的工程量并進行調(diào)整，力爭定出線形好、工程量小的路線位置。3線路平面設(shè)計3.1參數(shù)確定3.1.1確定交點坐標 1、根據(jù)地形圖上所定出的路線位置，通過地形上的等高線推算各交點的坐標。步驟如下：<1>、推算坐標時，應(yīng)在交點所在的坐標格內(nèi)進行，先假定該坐標格四個腳點中的左下腳點為原點。<2>、量出交點的到坐標橫（縱）軸的距離，再量取坐標格的垂直（水平）長度。<3>、計算坐標增量。從地形圖可以看出相鄰坐標網(wǎng)格線間的距離

10、為0.2，按式： 即可得出在該坐標格內(nèi)的坐標增量，再用此坐標增量加上原點在整體坐標系下的坐標值即可得出該交點的坐標。 2、按上述方法推算出的各交點坐標如表3-1。交點坐標表 表3-1交點X（N）Y（E）交點X（N）Y（E）起點6215.0006680.000JD16445.0006786.000JD26977.0007626.000終點7083.0007721.0003.1.2初擬平曲線半徑及緩和曲線長 紙上定線時所初定的各交點處平曲線半徑及緩和曲線長如表。半徑及緩和曲線長 表3-2交點半徑(m)緩和曲線長(m)JD115740JD267303.2平面設(shè)計3.2.1平面設(shè)計計算（1） 平曲線1

11、計算 確定兩交點轉(zhuǎn)角的的1= 62°。 擬定半徑R=157m。 緩和曲線長度計算 a.按離心加速度的變化率計算:（m） b.按駕駛員的操作及反應(yīng)時間計算： 27（m） c.按視覺條件計算： （m）綜合以上各項，為保持現(xiàn)行連續(xù)性確定m 曲線要素的計算（m）（m） （m）（滿足要求） （m）（m）（m）HY、YH點的坐標(X。，Y。) 曲線1主點樁號計算如下： = K0+295-101.835=K0+193.165=K0+193.165+15= K0+208.165=K0+208.165+ = +15= K1+86.835= K0+86.835-= K0+285.56= K0+285.5

12、6+= （計算無誤） （2）平曲線2計算 確定兩交點轉(zhuǎn)角的的2= 42°0000。 擬定半徑R=67m。 緩和曲線長度計算 a.按離心加速度的變化率計算:（m） b.按駕駛員的操作及反應(yīng)時間計算：27（m） c.按視覺條件計算：（m）綜合以上各項，為保持現(xiàn)行連續(xù)性確定m 曲線要素的計算（m）（m） 50（m） （m）（m）（m）HY、YH點的坐標(X。，Y。) 曲線2主點樁號計算如下：= -50.00= K1+235.00= K1+235.00+30= K1+265.00= K1+265.00+ K1+284.00= K1+284.00+30= K1+314.00= K1+314.0

13、0-= K1+274.50= K1+274.50+=（計算無誤）3.3平面設(shè)計成果3.3.1 編制相關(guān)表格根據(jù)程序計算所得結(jié)果繪制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表，見附表一直線、曲線及轉(zhuǎn)角表。3.3.2 繪制路線平面圖見圖一。附表一：直線、曲線及轉(zhuǎn)角表外距1026.168備注20曲線長度9184.80直線長度及方向計算方位角1962°00/切線長度8101.835交點間距（m）18655.20緩和曲線長度長度740.00直線長度（m）17567.82半徑6157.00曲 線 位 置HZ16K1+86.8354轉(zhuǎn)角值5右62°00/YH15K0+71.835交點樁號4K0+000.00K0

14、+295.00KQZ14K0+285.56交點坐標Y36766.006786.006874.00HY13K0+208.165X2 6344.006445.006463.00ZH12K0+193.165交點11起點轉(zhuǎn)點 終點交點號1起點轉(zhuǎn)點終點外距105.36備注20曲線長度979.00直線長度及方向計算方位角1942°00/切線長度850.00交點間距（m）18655.20緩和曲線長度長度730.00直線長度（m）17567.82半徑667.00曲 線 位 置HZ16K1+314.0054轉(zhuǎn)角值5左42°00/YH15K1+284.00交點樁號4K0+000.00K1+28

15、5.00KQZ14K1+274.50交點坐標Y37599.007926.007642.00HY13K1+265.00X2 6976.006977.006999.00ZH12K1+235.00交點21起點轉(zhuǎn)點 終點交點號1起點轉(zhuǎn)點終點4路基縱斷面設(shè)計4.1準備工作在線路平面圖上依次截取各中樁樁號點，并推算對應(yīng)的地面標高。然后在CAD圖上按橫向1:2000，縱向1:200的比例尺繪制地面線，并打上方格網(wǎng)。按相應(yīng)比例以及里程畫出平曲線示意圖。地面標高及平曲線示意圖 圖4-14.2縱斷面拉坡4.2.1標注控制點確定路線起、終點以及越嶺埡口，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深等線路必須經(jīng)過的標高控制點

16、。4.2.2試坡在已標出的“控制點”縱斷面圖上，根據(jù)各技術(shù)指標和選線意圖，結(jié)合地面線的起伏變化，以控制點為依據(jù)，在其間穿插取值，同時綜合考慮縱斷面設(shè)計中的平縱組合問題。4.2.3調(diào)整并核對對試坡時所定出的各種坡線進行比較，排除不符工程技術(shù)標準的坡線，在剩下的坡線中選取填挖方量最小又比較平衡的坡線。在選取的坡線上選擇有控制意義的重點橫斷面，從縱斷面圖上讀出其對應(yīng)樁號的填挖高度，檢查該點的橫斷面填挖是否滿足各項工程指標。4.2.4定坡調(diào)整無誤后，直接在圖上把各段直線坡的坡度值、坡長、變坡點的樁號、標高確定下來。4.3豎曲線的設(shè)計計算4.3.1確定豎曲線計算所需數(shù)據(jù)（K0+050-K1+450）變坡

17、點樁號高程坡度起點K0+050250.700變坡點1K0+150210.00.900%變坡點2K0+250207.4-3.200%變坡點3K0+450209.41.800%變坡點4K0+550209.0-1.000%邊坡點5K1+350215.51.200%終點K1+450214.84.3.2豎曲線要素計算（1）變坡點1處的豎曲線計算：判斷豎曲線類型： =（凸形）豎曲線半徑確定：按L=80控制設(shè)置此豎曲線 ?。篟=10000m曲線要素計算：豎曲線范圍：起點樁號= K0+150-45= K0+105終點樁號= K0+150+45= K1+195（2）變坡點2處的豎曲線計算：（2） 判斷豎曲線類型

18、： =（凹形）（3） 豎曲線半徑確定：按T=100控制設(shè)置此豎曲線 ?。篟=8000m 曲線要素計算： 豎曲線范圍：起點樁號= K1+250-128.0=K1+222終點樁號= K1+250+128.0= K2+378.0（3）變坡點3處的豎曲線計算： 判斷豎曲線類型： =（凸形） 豎曲線半徑確定：按L=100控制設(shè)置此豎曲線 ?。篟=6000m 曲線要素計算： 豎曲線范圍：起點樁號= K0+450-54.0= K0+396.0終點樁號= K3+450+54.0 = K0+504.0（4）變坡點4處的豎曲線計算： 判斷豎曲線類型： <0 （凹形）按L=100控制設(shè)置此豎曲線 R=1000

19、0m 曲線要素計算： 曲線長 L=R=10000×0.01=100(m) 切線長 (m) 外距(m)豎曲線范圍： 豎曲線起點樁號=（K0+550）-50= K0+500 豎曲線終點樁號=（K0+550）+50= K0+600（5）變坡點5處的豎曲線計算： 判斷豎曲線類型： =（凸形） 豎曲線半徑確定：按L=100控制設(shè)置此豎曲線 取：R=10000m 曲線要素計算： 豎曲線范圍：起點樁號= K1+350-60.0= K1+290.0終點樁號= K1+350+60.0 = K1+410.04.3.3中樁的設(shè)計高程樁號x（m）（m）設(shè)計高程（m）地面高程（m）K0+5000206.502

20、06.5K0+100100.80207.80207.0K0+150151.00209.00210.0K0+200200.45208.55209.0K0+250350.60208.00207.4K0+350550.70208.30208.0K0+450750.29209.11209.4K0+500800.10209.20209.02K0+550950.23209.23209.0K0+6001000.02209.38209.6K0+6501150.20209.40209.6K0+7501350.30210.30210.0K0+8501150.10211.30210.2K0+950950.20211

21、.70211.5K1+050750.30212.80212.5K1+150550.40213.60213.2K1+250350.50214.50215.0K1+350150.20215.30215.5K1+45000.20214.6214.84.4 繪制路基縱斷面圖繪制縱斷面圖：縱斷面圖采用橫向1:5000，縱向1:200的比例尺繪制，由上、下兩部分內(nèi)容組成。至上而下分別填寫：坡長及坡度，設(shè)計標高，地面標高，填挖高度，直線及平曲線，超高。縱斷面圖見附圖二縱斷面設(shè)計圖。5路基橫斷面設(shè)計橫斷面設(shè)計俗稱“戴帽子”，主要任務(wù)是根據(jù)公路等級，結(jié)合當?shù)刈匀粭l件，綜合考慮交通安全、路基穩(wěn)定，公路排水、節(jié)省用

22、地和工程經(jīng)濟等的要求，確定能夠公路橫斷面的組成部分及其幾何尺寸。橫斷面設(shè)計本著經(jīng)濟，避免大填大挖，填挖平衡的原則。本次設(shè)計中橫斷面的比例尺為1:200。5.1準備工作 5.1.1橫斷面設(shè)計的原則（1）設(shè)計施工前須做好工程地質(zhì)、水文等有關(guān)的自然條件的勘察工作。（2）設(shè)計應(yīng)符合公路工程技術(shù)標準的規(guī)定要求。（3） 設(shè)計應(yīng)兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)等的需要，盡可能少占耕地。（4）應(yīng)使路基具有足夠的穩(wěn)定性。5.1.2資料收集 （1)、平曲線起、終點樁號，平曲線半徑和轉(zhuǎn)角在平面設(shè)計中讀取。(2)、每個中樁的填挖高度在縱斷面設(shè)計中讀取。(3)、路基寬度為8.5m。在路線平面圖上的各中樁橫斷面范圍內(nèi)并向外延伸一定距

23、離選取若干點，量取各點的地面標高。(4)、根據(jù)技術(shù)標準確定邊溝的形式及尺寸。5.2橫斷面設(shè)計計算5.2.1路基橫斷面尺寸的確定設(shè)計公路為三級公路，采用整體式單幅雙車道的斷面形式。根據(jù)工程技術(shù)標準，由公路等級（三級）及設(shè)計行車速度（40km/小時），確定路基橫斷面車道數(shù)為雙車道，行車道寬為3. 5m，行車道外側(cè)設(shè)置寬度為0.75m的土路肩，路基總寬度為8.5m。5.2.2路拱和超高的設(shè)計（1）確定路拱及路肩橫坡度：為了利于路面橫向排水，應(yīng)在路面橫向設(shè)置路拱。按工程技術(shù)標準，采用折線形路拱，路拱橫坡度為2%。由于土路肩的排水性遠低于路面，其橫坡度一般應(yīng)比路面大1%2%，故土路肩橫坡度取3%。（2）

24、超高橫坡度的確定：擬建公路為微丘區(qū)三級公路，設(shè)計行車速度為40km/小時。根據(jù)曲線段圓曲線的半徑值，本設(shè)計中交點1處超高取4%，交點2處取超高為7%， （3）平曲線上超高緩和段長度的確定：超高緩和段的長度為緩和曲線的長度分別為40m和30m。（4）超高值計算公式繞邊線旋轉(zhuǎn)超高值計算公式交點1：，查表取 交點1超高計算表 表5-1交 點樁 號加 寬(m)x(m)外側(cè)超高(m)中線超高(m)內(nèi)側(cè)超高(m)JD1K0+150.0000.000 0.0000.0000.0000.000K0+200.0001.000 10.6030.1260.0930.006K0+250.0001.000 30.603

25、0.3490.172-0.052K0+300.0001.000 0.5650.268-0.170K0+350.0001.0000.5650.268-0.170K0+400.0001.0000.5650.268-0.170K0+450.0001.0000.5650.268-0.170 交點2： 則橫坡度從(-2%)過渡到超高橫坡度(2%)時的超高漸變率為： 交點2超高計算表 表5-2交點樁號加 寬(m)x(m)外側(cè)超高(m)中線超高(m)內(nèi)側(cè)超高(m)JD2K1+150.0000.0000.0000.0000.0000.000K1+200.0002.0003.3120.0390.0930.007

26、K1+250.0002.00023.3120.2310.120-0.013K1+300.0002.0000.4230.204-0.111K0+350.0001.0000.4880.233-0.143K0+400.0001.0000.4880.233-0.143K0+450.0000.0000.4880.233-0.143 5.3繪制路基橫斷面圖5.3.1 確定路基標準橫斷面本次設(shè)計中繪制本段的路基橫斷面圖，即K0+000.000K1+450.000這一路段。在這一路段中，主要出現(xiàn)的路基橫斷面形式有：填方路堤、全挖方路塹、半填半挖路基和路堤墻路基。按工程技術(shù)標準規(guī)定，路基寬度為8.5m，現(xiàn)擬定路

27、面采用2%的折線形路拱橫坡度，土路肩橫坡度值為3%。填方路堤的邊坡值根據(jù)其地質(zhì)情況選用1:1.5，坡腳處設(shè)置寬度為1m、坡度為3%的護坡道，并在護坡道外側(cè)設(shè)置梯形排水邊溝，其底寬0.4m，高0.4m，內(nèi)坡值取1:1.2。按以上要求及設(shè)計以1:100的比例尺繪制路基標準橫斷面圖，具體見附圖三路基標準橫斷面圖。5.3.2 繪制路基橫斷面圖標準橫斷面圖繪制完畢后，參照標準橫斷面圖，繪制K0+000.000K1+450.000路段內(nèi)各中樁的橫斷面圖，其步驟如下：(1)、根據(jù)橫斷面測量資料按1:200的比例繪制橫斷面地面線；(2)、根據(jù)路基設(shè)計表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，繪制路幅的位置和寬度；(3)、參照路基標準橫斷面圖繪制路基邊坡線和地面線相交，并在需要設(shè)置支擋防護處繪制支擋結(jié)構(gòu)物的斷面圖；(4)、根據(jù)綜合排水設(shè)計，繪制路基