道路与桥梁工程专业毕业论文—二级公路设计(沥青路面) 14566
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道路与桥梁工程专业毕业论文—二级公路设计(沥青路面)14566
2 技术等级和技术指标的确定
该公路为二级,计算行车速度为60km/h,根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)[1]、《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)[2]可查得主要技术指标。
2.1 平面线形设计
表2-1 主要技术指标汇总简表
2.2 路线纵断面设计
表2-2 主要技术指标汇总简表
2.3 路基横断面设计
表2-3 主要技术指标汇总简表
3 纸上选线
起始点选择在地形图的左下角A 点至左下角B 点。
根据地形条件和《道路勘测设计》[3]、《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)[2]各部分技术指标在地形图上选择了两条路线。
确定两个方案:方案一和方案二。
3.1 路线方案的比选
平曲线要素计算如下: 方案一 路线1
(1)1JD =20°
R=800 m s L =100 m
内移值 243=0.52 m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32
=49.99 m 2
240s s
L L q R
=⨯-
缓和曲线角 o 090=3.58s
L R
βπ=
02β<α
切线长 ()tan =191.14 m 2
T R p q α
=++
平曲线长 (22=379.28 m 180
s R L L παβ)
-=
+
外距 ()sec
=12.87 m 2
R p E R α
+=- 切曲差 23m D T L =-=
故s L :y L :s L =1:1.79:1,符合规范要求。
(2)2JD α=18°
R=800 m s L =100 m 内移值 243
=0.52m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32
=49.99 m 2
240s s
L L q R =⨯-
缓和曲线角 o 090=3.58s
L R
βπ=
02β<α
切线长 ()tan =176.78 m 2
T R p q α
=++
平曲线长 (22=351.35 m 180
s R L L παβ)
-=
+
外距 ()sec
=10.50 m 2
R p E R α
+=- 切曲差 2 2.21 m D T L =-=
故s L :y L :s L =1:1.51:1,符合规范要求。
方案二
(1)1JD α=20°
R=800 m s L =100 m 内移值 243
=0.52 m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32
=49.99 m 2
240s s L L q R =
⨯-
缓和曲线角 o 090=3.58s
L R
βπ= 02β<α 切线长 ()tan =191.41 m 2
T R p q α
=++
平曲线长 (22=379.28 m 180
s R L L παβ)
-=
+
外距 ()sec
-=12.87 m 2
R p E R α
+= 切曲差 23m D T L =-=
故s L :y L :s L =1:1.79:1,符合规范要求。
(2)2JD α=24°
R=400 m s L =80 m 内移值 243=0.67m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32
=39.99 m 2
240s s L L q R =⨯-
缓和曲线角 o 090=5.73s
L R
βπ=
切线长 ()tan =125.16 m 2
T R p q α
=++
平曲线长 (22=247.55 m 180
s R L L παβ)
-=
+
() sec = 9.62m
2
R p E R α
+=-外距 切曲差 2 2.77 m D T L =-=
故s L :y L :s L =1:1.09:1,符合规范要求。
3.2 起终点及交点坐标的确定
表3-1 各点坐标表
3.3 平面线形组合校核
3.3.1 方案一组合校核
路线1
A 与
B 之间距离2173.33= m
A 与1JD 之间距离882.05= m
1JD 与2JD 之间距离663.67= m
2JD 与B 之间距离650.26= m 路线长度为L=882.05+663.67+650.26-3-2.21=2190.77
平面线形组合校核:12JD JD 与之间的直线距离为:663.67-191.14-176.78=295.75m 295.75>2V=120m 满足要求。
路线延长系数为2190.77/2173.33=1.01 3.3.2 方案二组合校核 路线2
A 与
B 之间距离2173.33= m
A 与1JD 之间距离827.86= m
1JD 与2JD 之间距离722.34= m
2JD 与B 之间距离748.09= m 路线长度为L=827.86+722.34+748.09-3-2.77=2292.52
平面线形组合校核:12JD JD 与之间的直线距离为:722.34-191.14-125.16=406.04m
406.04>6V=360m满足要求。
路线延长系数为2292.52/2173.33=1.05
3.4 方案指标比较
方案比较是选线中确定路线方案的有效方法,在可能布局的多种方案中,通过方案比较决定取舍,选择出技术合理、费用经济、切实可行的最佳方案。
相关主要指标见下表。
表3-2 主要指标比较表
圆曲线半径较大,转弯幅度较小,行车比较方便;另外方案一占用较少的农田,相对高差较小,经过地区地形起伏程度较方案二较小,综合考虑,选择方案一。
4 平面定线设计
由比选结果选用方案一,并对方案一进行精算,从起点到终点共有2个交点,分别为12JD JD 和。
交点A 坐标A(2338,2076) 1JD (2247.7,2958) 2JD (2416,3600) B(2375.6,4249)。
起点到1JD 连线的方位角129582076
180arctan 2247.82338
θ︒︒-=-∣∣=95.84-
12236002958
arctan 75.3224162247.8JD JD θ︒-=∣∣=-到连线的方位角
234249-3600
=180-arctan =2375.6-2416
JD B θ︒︒∣∣93.56到连线的方位角
则1112=-=20.52JD θθοα处转角
2232=-=18.24JD θθοα处转角
4.1 平曲线要素计算
4.1.1 平曲线1要素计算
1JD 桩号 0882.05K + 120.52αο= 1800R m = 100m s L =
内移值 243
=0.52m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32=49.99 m 2
240s s
L L q R
=⨯-
缓和曲线角 o 090=3.58s
L R
βπ=
02β<α
切线长 ()tan =194.89 m 2
T R p q α
=++
平曲线长 (2)
2=386.54m 180
s R L L παβ-=
+
外距 ()sec
=13.53 m 2
R p E R α
+=- 切曲差 2 3.24m D T L =-= 故s L :y L :s L =1:1.86:1,符合规范要求。
4.1.2 平曲线2要素计算
2JD K1+542.72 2α=18.24ο R 2=800 m s L =100 m
内移值 243=0.52 m 242384s s L L p R R =-
切线增值 32
=49.99 m 2
240s s
L L q R
=⨯-
缓和曲线角 o 090=3.58s
L R
βπ=
切线长 ()tan =178.50 m 2
T R p q α
=++ 平曲线长 0(22=354.71 m 180
)
s R L L παβ-=
+
外距 ()sec
=10.77 m 2
R p E R α
+=- 切曲差 2 2.29m D T L =-= 故s L :y L :s L =1:1.4:1,符合规范要求。
4.2 各交点处桩号确定
4.2.1 桩号计算公式
ZH 点桩号=JD 桩号-T
(4-1)
HY 点桩号= ZH 点桩号+L S (4-2)
YH 点桩号= ZH 点桩号+L-L S (4-3)
HZ 点桩号= YH 点桩号+L S (4-4)
QZ 点桩号= HZ 点桩号-2
L
(4-5)
JD 桩号= QZ 点桩号+2
D
(4-6) 4.2.2 平曲线1交点处桩号确定
1JD K0+882.05处:
ZH 点桩号 = K0+882.05-184.89 = K0+687.16 HY 点桩号 = K0+687.16+100 = K0+787.16 YH 点桩号 = K0+687.16+386.54-100 = K0+973.7 HZ 点桩号 = K0+687.16+386.54= K1+73.7 QZ 点桩号 = K1+687.16-386.54/2 = K0+880.43
校核:1JD 点桩号 = K0+880.43+3.24/2 = K0+882.05 由此可知,计算无误。
4.2.3 平曲线2交点处桩号确定 2JD K1+542.72 处:
ZH 点桩号 = K1+542.72-178.50 = K1+364.22 HY 点桩号 = K1+364.22+100 = K1+464.22 YH 点桩号 = K1+364.22+354.71-100 = K1+618.93 HZ 点桩号 = K1+618.93+100 = K1+718.93 QZ 点桩号 = K1+364.22+354.71/2 = K1+541.575
校核:2JD 点桩号 = K1+541.575+2.29/2 = K1+542.72 由此可知,计算无误。
4.3 直线、曲线及转角一览表
直线、曲线及转角一览表是平面设计的主要成果之一,它反映了平面线形设计的直线、曲线要素及数据,是施工时恢复路线的主要依据之一,见附表一。
4.4 曲线敷设
曲线的现场敷设有多种方法,尤其是现代测设设备及手段都有了较大的进步,但其基本原理无太大变化,常用的敷设方法为切线支距法。
QZ 前以ZH 为原点,QZ 后以HZ 为原点。
4.4.1 切线支距坐标计算公式
缓和曲线上的点
5
22
40s l x l R L =-
(4-7)
3
6s
l l RL =
(4-8)
式中:l ——任意点弧长(计算点距ZH 或者HZ 点的距离);
R ——圆曲线的半径;
s
L ——缓和曲线的长度。
圆曲线上的点
()180
s l L R ϕβπ
-=
+
(4-9)
x Rsin q
ϕ=+
(4-10)
(1)y R cos p
ϕ=-+
(4-11)
式中:l ——任意点的弧长(计算点距ZH 或者HZ 点的距离);
φ——圆曲线所对应的圆心角; R ——圆曲线的半径; s L ——缓和曲线的长度; 0β——缓和曲线角; q ——切线增长值; p ——内移值。
4.4.2 各桩的切线支距坐标计算
1JD K0+882.05 处(R=800 m s L =100 m 0β= o 3.58 q =49.99 m p =0.52 m ) (1) 第一缓和曲线上的点
以ZH 点K0+687.16为坐标原点 x 0= y 0=
K0+700.00 缓和曲线上 l = 12.84 m
522
12.84m
40s l x l R l =-=
3
0.004m 6s
l y Rl ==
K0+720.00 l =32.84 m
5
22
32.84m 40s
l x l R l =-=
3
0.07m 6s
l y Rl ==
K0+740.00 l = 52.84 m
5
22
52.84m 40s
l x l R l =-=
3
0.31m 6s
l y Rl ==
K0+760.00 l = 72.84m
5
22
72.83m
40s l x l R l =-=
3
0.81m 6s
l y Rl ==
K0+780.00 l = 92.84 m
5
22
92.81m
40s l x l R l =-=
3
1.67m 6s
l y Rl ==
K0+787.16 HY 点 l = 100 m
5
22
99.96m 40s l x l R l =-
= 3
2.08m 6s
l y Rl ==
(2) 圆曲线上的点(左边) 以ZH 点K0+687.16为坐标原点 K0+800.00 l =112.84 m
0()180
4.50=112.76m (1) 2.99m s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+820.00 l =132.84m
0()180
5.93=132.64m (1) 4.80m s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+840.00 l = 152.84 m
0()180
7.36=152.47m (1)7.11m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+860.00 l =172.84 m
0()180
8.80=172.38m (1)9.94m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+= K0+880.00 l = 192.84m
0()180
10.23=192.07m (1)13.24m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+= K0+880.43 QZ 点 l = 193.27 m
0()180
10.26=192.48m (1)13.31m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
(3) 圆曲线上的点(右边)
以HZ 点K1+73.7为坐标原点
K0+900.00 l = 173.70m
0()180
8.86=173.21m (1)10.07m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+920.00 l =153.70m
0()180
7.43=153.44m (1)7.24m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+940.00 l = 133.70m
0()180
5.99=133.47m (1) 4.89m s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+960.00 l = 113.70m
0()180
4.56=113.59m (1) 3.05m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K0+973.70 HY 点 l =100m
0()180
3.58=99.94m (1) 2.08m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
(4) 第二缓和曲线上的点 以HZ 点K1+73.7为坐标原点
K0+980.00 l =93.70 m
522
93.67m
40s l x l R l =-=
3
1.71m 6s
l y Rl ==
K1+0.00 l = 73.70m
5
22
73.69m 40s
l x l R l =-=
3
0.83m 6s
l y Rl ==
K1+020.00 l = 53.70m
5
22
53.70m 40s
l x l R l =-=
3
0.32m 6s
l y Rl ==
K1+040.00 l =33.70 m
5
22
33.70m
40s l x l R l =-=
3
0.08m 6s
l y Rl ==
K1+060.00 l = 13.70 m
5
22
13.70m
40s l x l R l =-=
3
0.005m 6s
l y Rl == K1+073.70 HZ 点 x 0= y 0=
2JD K1+542.72 处(R=800m s L =100m 0β= o 3.58 q =49.99m p =0.52m ) (5) 第一缓和曲线上的点
以ZH 点K1+364.22为坐标原点 x 0= y 0=
K1+380.00 l = 15.78m
5
22
15.78m 40s
l x l R l =-= 3
0.008m 6s
l y Rl == K1+400.00 l =35.78 m
5
22
35.78m 40s
l x l R l =-= 3
0.10m 6s
l y Rl ==
K1+420.00 l = 55.78 m
5
22
55.78m 40s
l x l R l =-= 3
0.36m 6s
l y Rl ==
K1+440.00 l = 75.78 m
5
22
75.77m 40s l x l R l =-=
3
0.91m 6s
l y Rl ==
K1+460.00 l = 95.78 m
5
22
95.75m 40s l x l R l =-=
3
1.83m 6s
l y Rl ==
K1+464.22 HY 点 l = 100.00 m
5
22
99.96m
40s l x l R l =-=
3
2.08m 6s
l y Rl ==
(6) 圆曲线上的点(左边) 以ZH 点K1+364.22为坐标原点
K1+480.00 l =115.78m
0()180
4.71=11
5.68m (1) 3.22m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K1+500.00 l = 135.78m
0()180
6.14=135.56m (1) 5.11m s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K1+520.00 l = 155.78m
0()180
7.57=155.38m (1)7.49m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K1+540.00 l = 175.78m
0()180
9.01=175.28m (1)10.39m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K1+541.575 QZ 点 l = 177.325m
0()180
9.12=176.79m (1)10.63m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
(7) 圆曲线上的点(右边) 以HZ 点K1+718.93为坐标原点
K1+560.00 l =158.93m
0()1807.80=158.56m
(1)7.92m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=+==+=-+=
K1+580.00 l = 138.93m
0()180 6.37=138.75m
(1) 5.46m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=+==+=-+=
K1+600.00 l =118.93m
0()180
4.94=118.88m (1) 3.49m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
K1+618.93 l =100m
0()180
3.58=99.94m (1) 2.08m
s l L R x Rsin q y R cos p βϕπ
ϕϕο
-=
+==+=-+=
(8) 第二缓和曲线上的点 以HZ 点K1+718.93为坐标原点 K1+620.00 l = 98.93m
52298.89m 40s l x l R l =-
= 3
2.02m 6s l y Rl == K1+640.00 l =78.93m
522
78.92m 40s l x l R l =-= 3
1.02m 6s l y Rl == K1+660.00 l = 58.93m
52258.93m 40s l x l R l =-
= 3
0.43m 6s l y Rl == K1+680.00 l =38.93 m
522
38.93m 40s l x l R l =-= 3
0.12m 6s l y Rl == K1+700.00 l = 18.93m
522
18.93m 40s l x l R l =-= 3
0.01m 6s l y Rl == K1+718.93 HZ 点 x 0= y 0=
4.4.3 切线支距坐标表
表4-1 切线支距坐标表
()表4-1
表4-1
5 路线纵断面设计
5.1 内差法读取各中桩地面高程
通过内差法读取各中桩高程,点绘地面线。
各中桩地面高程表见表5-1。
表5-1 各中桩地面高程表
5.2 拉坡设计
5.2.1 坡度公式 坡度i =
高差
坡长
5.2.2 判断竖曲线类型
当1n n i i +-为正值时,为凹型竖曲线; 当1n n i i +-为负值时,为凸型竖曲线。
5.2.3 确定变坡点桩号
经过反复试坡、调坡, 根据土石方填挖大致平衡和道路设计规范中最小坡长等设计要求最后确定出变坡点:
变坡点1桩号:K0+300.00 变坡点2桩号:K1+520.00 变坡点3桩号:K1+880.00 5.2.4 确定坡度
1i =+1.4% 2i =-5.5% 3i =﹢1.1% 4i =-2.1% 5.2.5 坡长的计算
1L =300.00 m
2L =520.00-300=220.00 m 3L =880.00-520.00=360.00m 4L =2173.33-880.00=1293.33m 5.2.6 计算变坡点高程
已知:变坡点1的高程232.00m
计算:起点处的高程=232.00-300×6%=214.00m 变坡点2的高程=232.00-(520.00-300.00) ×5.5%=219.90m 变坡点3的高程=219.90+(880.00-520.00)×1.1%=223.86m
终点处的高程=223.86-(2173.33-880)×2.1%=196.70m 在图纸上对边坡点进行相应的调整。
5.3 竖曲线要素计算
5.3.1 竖曲线1要素计算
边坡点C 处:边坡点桩号:A、B为起始点,设三个边坡点C、D、E
121%, 5.5%m i i R ==-=+6.0,2000 121-11.5%0,i i ω=-=<为凸形竖曲线。
则:111230.00 m L R ω==竖曲线长度: 1
1115.00m 2
L T =
=切线长: 外距:2
111 =3.31m 2T E R = 5.3.2 竖曲线2要素计算
边坡点D 处:
2325.5%, 1.1%,1500m
i i R =-=+=
232 6.6%0,i i ω=-=+>为凹形竖曲线。
则:22299.00 m L R ω==竖曲线长度: 2
2=49.50 m 2
L T =
切线长: 外距:2
222 0.82m 2T E R == 5.3.3 竖曲线3要素计算
边坡点E 处
3431.1%, 2.1%,9000m i i R =+=-= 343 3.2%0,i i ω=-=-<为凸形竖曲线。
则:333288.00 m L R ω==竖曲线长度: 3
3=144.00m 2
L T =
切线长: 外距:2
333
1.15m 2T E R == 5.4 平纵组合检查校核
若平纵组合满足要求,则需做到以下三种情况中任一种:
情况一:相邻方向竖曲线之间为使增重与减重间缓和过渡,中间最好插入一段直坡段。
若两个竖曲线半径接近极限值时,这段直坡段至少应为设计速度的3秒行程。
即≥60/3.6=50m 。
情况二:平、竖曲线两者拉开一定的距离,使两者之间的距离大于等于3秒的行程,即:≥50m 。
情况三:做到“平包竖”,即:竖曲线起、终点宜分别设在平曲线的两个缓和曲线内,其中任一点都不要设在缓和曲线以外的直线上或圆曲线内。
平纵组合校核如下:
边坡点C 处的竖曲线起点桩号为K0+300-115=K0+185.00 终点桩号为K0+300+115=K0+415.00 边坡点D 处的竖曲线起点桩号为K0+520.00-49.50= K0+470.50 终点桩号为K0+520.00+49.50= K0+569.50
第一条竖曲线终点到第二条竖曲线起点的距离为470.50-415.00=55.50m>50m ; 满足要求。
第二条竖曲线终点到第一条平曲线距离687.16-569.50=117.66>50m;满足要求。
变坡点E 处竖曲线起点桩号K0+880.00-144.00=K0+736.00 终点桩号K0+880.00+144.00=K1+024.00 K0+736.00在ZH K0+687.16—HY K0+787.16之间 K0+024.00在YH K0+973.70—HZ K1+073.70之间 故做到了“平包竖”,满足要求。
5.5 各中桩高程计算
5.5.1 竖曲线上设计高程计算
变坡点计算公式为:
竖距: 2
2X h R
= (5-1) 切线高程: 101()H H T X i =-- (5-2) 设计高程: 1H H h =± (5-3) 式中:0H ——变坡点标高; 1H ——计算点切线高程;
H ——设计标高;
h ——竖曲线上任意点的竖距;
x ——计算点桩号与竖曲线起点的桩号差;
1i ——纵坡度,有正负参与计算;上坡为正,下坡为负; ±——当为凹形竖曲线时取“+”,为凸形竖曲线时“-”。
具体计算
竖曲线1
变坡点C 桩号K0+300.00 0H =232.00m T=115m 1i =+6% R=2000m
竖曲线起点桩号= K0+300.00-115.00=K0+185.00
竖曲线终点桩号= K0+300.00+115.00=K0+415.00
K0+185.00处:
2
10112()232.00(1150)(6%)225.10m
225.100225.10 m
x R
H H T X i H H h =--=--⨯==-=-=横距 x=0m
竖距 h==0m 切线高程 设计高程 K0+200.00处:
22
101115.00222000
()232.00(11515.00)(6%)226.00m
226.000.06225.94 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=200.00-185.00=15.00m
竖距 h===0.06m 切线高程 设计高程 K0+220.00处:
22
101133.00228500
()232.00(115.0035.00)(6%)227.20m
227.200.31226.89 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=220.00-185.00=35.00m
竖距 h===0.31m 切线高程 设计高程 K0+240.00处: 22
101155.00222000
()232.00(11555.00)6%)228.40m
228.400.76227.64 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=240.00-185.00=55.00m
竖距 h===0.76m 切线高程 设计高程 K0+260.00处:
22
101175.00222000
()232.00(115.0075.00)(6%)229.60m
229.60 1.41228.19 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=260.00-185.00=75.00m
竖距 h===1.41m 切线高程 设计高程 K0+280.00处:
22
101195.00222000
()232.00(125.0095.00)(6%)230.80m
230.80 2.26228.54 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=280.00-185.00=95.00m
竖距 h===2.26m 切线高程 设计高程 K0+300处(变坡点):
22
1011115.00222000
()232.00(115.00115.00)(6%)232.00m
232.00 3.31228.69m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=300.00-185.00=115.00m
竖距 h===3.31m 切线高程 设计高程 K0+320.00处:
22
1011135.00=222000
()232.00(115.00135.00)(6%)233.20m
233.20 4.56228.64 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=320.00-185.00=135.00m
竖距 h==4.56m 切线高程 设计高程 K0+340.00处:
22
1011155.00222000
()232.00(115.00155.00)(6%)234.40m
234.40 6.01228.39m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=340.00-185.00=155.00m
竖距 h===6.01m 切线高程 设计高程 K0+360.00处:
22
1011175.00222000
()232.00(115.00175.00)(6%)235.60m
235.607.66227.94 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=360.00.00-185.00=175.00m
竖距 h===7.66m 切线高程 设计高程 K0+380.00处:
22
1011195.00222000
()232.00(115195.00)(6%)236.80m
236.809.51227.29 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=380.00-185.00=195.00m
竖距 h===9.51m 切线高程 设计高程 K0+400.00处:
22
1011215.00222000
()232.00(115.00215.00)(6%)238.00m 238.0011.56226.44 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=400.00-185.00=215.00m
竖距 h===11.56m 切线高程 设计高程 K0+415.00处:
22
1011230.00222000
()232.00(115.00230.00)(6%)238.90m 238.9013.23225.67 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯==-=-=横距 x=415.00-185.00=230.00m
竖距 h===13.23m 切线高程 设计高程 边坡点D 桩号 K0+520.00 H 0=219.90m T=49.50m 2 5.5%i =- R=1500m 竖曲线起点桩号= K0+520.00-49.50= K0+470.50
竖曲线终点桩号= K0+520.00+49.50= K0+569.50
K0+470.50处:
2
101102()219.90(49.500)( 5.5%)222.62m
222.62m
x R
H H T X i H H h =--=--⨯-==-=横距 x=0m
竖距 h==m 切线高程 设计高程 K0+480.00处:
22
10119.50221500
()219.90(49.509.50)( 5.5%)222.10m
222.100.03222.13m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-=+=横距 x=500.00-470.50=9.50m
竖距 h===0.03m 切线高程 设计高程 K0+500.00处: 22
101129.50221500
()219.900(49.5029.50)( 5.5%)221.00m 221.000.29221.29 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-=+=横距 x=500.00-470.50=29.50m
竖距 h===0.29m 切线高程 设计高程 K0+520.00处(变坡点):
22
101149.50221500
()219.90(49.5049.50)( 5.5%)219.90m 219.900.82220.72 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-=+=横距 x=520.00-470.50=49.50m
竖距 h===0.82m 切线高程 设计高程 K0+540.00处:
22
101169.50221500
()219.90(49.5069.50)( 5.5%)218.80m 218.80 1.61220.41 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-=+=横距 x=540.00-470.50=69.50m
竖距 h===1.61m 切线高程 设计高程 K0+560.00处:
22
101189.50221500
()219.90(49.5089.50)( 5.5%)217.70m 217.70 2.67220.37 m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-=+=横距 x=560.00-470.50=89.50m
竖距 h===2.67m 切线高程 设计高程 K0+569.50处:
22
101199.00221500
()219.90(49.5099.00)( 5.5%)217.18m 217.183.27220.45m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==-==横距 x=569.50-470.50=99.00m
竖距 h===3.27m 切线高程 设计高程 变坡点E 桩号K0+880.00 0H =223.86m T=144m 1i =+1.1% R=9000m
竖曲线起点桩号= K1+880.00-144.00=K1+736.00
竖曲线终点桩号= K1+880.00+144.00=K1+024.00
K0+736.00处:
2
10112()223.86(1440)( 1.1%)222.28m
222.280222.28m
x R H H T X i H H h =--=--⨯+==+=-=横距 x=0m
竖距 h==0m 切线高程 设计高程
K0+740.00处:
22
1011 4.00229000()223.86(144.00 4.00)( 1.1%)222.32m 222.320.0008222.32m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=740.00-736.00=4.00m
竖距 h===0.0008m 切线高程 设计高程 K0+760.00处:
22101124.00229000()223.86(144.0024.00)( 1.1%)222.54m 222.540.032222.51 m x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=760.00-736.00=24.00m
竖距 h=
==0.032m 切线高程
设计高程
K0+780.00处: 22101144.00229000()223.86(144.0044.00)( 1.1%)222.76m 222.760.11222.65m x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=780.00-736.00=44.00m
竖距 h=
==0.11m 切线高程
设计高程
K0+787.16处: 22101151.16229000()223.86(144.0051.16)( 1.1%)222.84m 222.840.15222.69 m x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=787.16-736.00=51.16m
竖距 h=
==0.15m 切线高程
设计高程
K0+800.00处:
22101164.00229000()223.86(144.0064.00)( 1.1%)222.98m 222.980.23222.75 m x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=800.00-736.00=64.00m
竖距 h=
==0.23m 切线高程
设计高程
K0+820.00处:
22101184.00229000()223.86(144.0084.00)( 1.1%)223.20m 223.200.39222.81m x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==-=-=横距 x=820.00-736.00=84.00m
竖距 h=
==0.39m 切线高程
设计高程
K0+840.00处:
22
1011104.00229000
()223.86(144.00104.00)( 1.1%)223.42m 223.420.60222.82m
x R H H T X i H H h ⨯=---=--⨯+==-=-=横距 x=840.00-736.00=104.00m
竖距 h===0.60m 切线高程 设计高程
K0+860.00处:
22
1011124.00229000
()223.86(144.00124.00)( 1.1%)223.64m 223.640.85222.79m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==-=-=横距 x=860.00-736.00=124.00m
竖距 h===0.85m 切线高程 设计高程
K0+880.00处(变坡点):
22
1011144.00229000()223.86(144.00144.00) 1.1%)223.86m 223.86 1.15222.71m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--+==-=-=横距 x=880.00-736.00=144.00m
竖距 h===1.15m 切线高程 设计高程 K0+880.43处:
22
1011144.43229000()223.86(144.00144.43)( 1.1%)223.86m 223.86 1.16222.70m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==-=-=横距 x=880.43-736.00=144.43m
竖距 h===1.16m 切线高程 设计高程 K0+900.00处:
22
1011164.00229000()223.86144.00164.00)( 1.1%)224.08m 224.08 1.49222.59m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==-=-=横距 x=900.00-736.00=164.00m
竖距 h===1.49m 切线高程 设计高程 K0+920.00处:
22
1011184.00229000()223.86(144.00184.00)( 1.1%)224.30m 224.30 1.88222.42m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==-=-=横距 x=920.00-736.00=184.00m
竖距 h===1.88m 切线高程 设计高程 K0+940.00处:
22
1011204.00229000()223.86(144.00204.00)( 1.1%)224.52m 224.52 2.31222.21m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=940.00-736.00=204.00m
竖距 h===2.31m 切线高程 设计高程 K0+960.00处:
22
1011224.00229000()223.86(144.00224.00)( 1.1%)224.74m 224.74 2.79221.95m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=960.00-736.00=224.00m
竖距 h===2.79m 切线高程 设计高程 K0+973.70处:
22
1011237.70229000()223.86(144.00237.70)( 1.1%)224.89m 224.89 3.14221.75m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=973.70-736.00=237.70m
竖距 h===3.14m 切线高程 设计高程 K0+980.00处:
22
1011244.00229000()223.86(144.00244.00)( 1.1%)224.96m 224.96 3.31221.65m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=980.00-736.00=244.00m
竖距 h===3.31m 切线高程 设计高程
K1+0.000处:
22
1011264.00229000()223.86(144.00264.00)( 1.1%)225.18m 225.18 3.87221.31m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=1000.00-736.00=264.00m
竖距 h===3.87m 切线高程 设计高程
K1+020.00处:
22
1011284.00229000()223.86(144.00284.00)( 1.1%)225.40m 225.40 4.48220.92m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=1020.00-736.00=284.00m
竖距 h===4.48m 切线高程 设计高程 K1+024.00处:
22
1011288.00229000()223.86(144.00288.00)( 1.1%)225.44m 225.44 4.61220.83m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=1024.00-736.00=288.00m
竖距 h===4.61m 切线高程 设计高程 另计算桩号如下:
K0+250.00处:
22
101165.00222000
()232.00(115.0065.00)(6%)229.00m 229.00 1.06227.94m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=250.00-185.00=65.00m
竖距 h===1.06m 切线高程 设计高程
K0+350.00处: 22
1011165.00222000()232.00(115.00165.00)(6%)235.00m 235.00 6.81228.19m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯+==+=-=横距 x=350.00-185.00=165.00m
竖距 h===6.81m 切线高程 设计高程 K0+550.00处:
2101179.50221500()219.90(49.5079.50)( 5.5%)218.25m 218.25 2.11220.36m
x R H H T X i H H h ⨯=--=--⨯-==+=+=横距 x=550.00-470.50=79.50m
竖距 h===2.11m 切线高程 设计高程
5.5.2 直坡段上设计高程计算
(1) 直坡段1:K0+000.00-K0+185.00 i =-+6% 变坡点C 的桩号K0+300.00 高程0H =232.00m 利用公式:01.H H i x =-∆
K0+000.00处:01.232.00(300.000)6%214.00m H H i x =-∆=--⨯= K0+050.00处:01.232.00(300.0050.00)6%217.00m H H i x =-∆=--⨯= K0+100.00处:01.232.00(300.00100.00)6%220.00m H H i x =-∆=--⨯= K0+150.00处:01.232.00(300.00150.00)6%223.00m H H i x =-∆=--⨯= K0+285.00处:01.232.00(300.00185.00)6%225.10m H H i x =-∆=--⨯=
(2) 直坡段2:K0+415.00-K0+470.50 i =--5.5% 变坡点C 的桩号K0+300.00 高程0H =232.00m 利用公式:02.H H i x =+∆
K0+415.00处: 02.232.00(415.00300.00) 5.5%225.67m H H i x =+∆=--⨯= K0+450.00处: 02.232.00(450.00300.00) 5.5%223.75m H H i x =+∆=--⨯= K0+470.50处: 02.232.00(470.50300.00) 5.5%222.62m H H i x =+∆=--⨯=
(3) 直坡段3:K0+569.50-K0+736.00 i =+1.1% 变坡点E 的桩号K0+880.00 高程0H =223.86m 利用公式:03.H H i x =-∆
K0+569.50处:03.223.86(880.00569.50) 1.1%220.44m H H i x =-∆=--⨯= K0+600.00处:03.223.86(880.00600.00) 1.1%220.78m H H i x =-∆=--⨯= K0+650.00处:03.223.86(880.00650.00) 1.1%221.33m H H i x =-∆=--⨯= K0+687.16处:03.223.86(880.00687.16) 1.1%221.74m H H i x =-∆=--⨯= K0+700.00处:03.223.86(880.00700.00) 1.1%221.88m H H i x =-∆=--⨯= K0+720.00处:03.223.86(880.00720.00) 1.1%222.10m H H i x =-∆=--⨯= K0+736.00处:03.223.86(880.00736.00) 1.1%222.28m H H i x =-∆=--⨯=
(4) 直坡段4:K1+024.00-K2+173.330 i =-2.1% 变坡点E 桩号K0+880.00 高程0H =223.86m 利用公式:04.H H i x =+∆
K1+024.00处:04.223.86(1024.00880.00)( 2.1%)220.83m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+040.00处:04.223.86(1040.00880.00)( 2.1%)220.50m H H i x =+∆=+-⨯-=
K1+050.00处:04.223.86(1050.00880.00)( 2.1%)220.29m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+060.00处:04.223.86(1060.00880.00)( 2.1%)220.08m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+100.00处:04.223.86(1100.00880.00)( 2.1%)219.24m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+150.00处:04.223.86(1150.00880.00)( 2.1%)218.19m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+200.00处:04.223.86(1200.00880.00)( 2.1%)217.14m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+250.00处:04.223.86(1250.00880.00)( 2.1%)216.09m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+300.00处:04.223.86(1300.00880.00)( 2.1%)215.04m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+073.70处:04.223.86(1073.70880.00)( 2.1%)219.79m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+350.00处:04.223.86(1350.00880.00)( 2.1%)213.99m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+364.22处:04.223.86(1364.22880.00)( 2.1%)213.69m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+380.00处:04.223.86(1380.00880.00)( 2.1%)213.36m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+400.00处:04.223.86(1400.00880.00)( 2.1%)212.94m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+420.00处:04.223.86(1420.00880.00)( 2.1%)212.52m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+440.00处:04.223.86(1440.00880.00)( 2.1%)212.10m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+460.00处:04.223.86(1460.00880.00)( 2.1%)211.68m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+464.22处:04.223.86(1464.22880.00)( 2.1%)211.59m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+480.00处:04.223.86(1480.00880.00)( 2.1%)211.26m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+500.00处:04.223.86(1500.00880.00)( 2.1%)210.84m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+520.00处:04.223.86(1520.00880.00)( 2.1%)210.42m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+540.00处:04.223.86(1540.00880.00)( 2.1%)210.00m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+541.575处:04.223.86(1541.575880.00)( 2.1%)209.97m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+560.00处:04.223.86(1560.00880.00)( 2.1%)209.58m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+580.00处:04.223.86(1580.00880.00)( 2.1%)209.16m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+600.00处:04.223.86(1600.00880.00)( 2.1%)208.74m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+618.93处:04.223.86(1618.93880.00)( 2.1%)208.34m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+620.00处:04.223.86(1620.00880.00)( 2.1%)208.32m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+640.00处:04.223.86(1640.00880.00)( 2.1%)207.90m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+660.00处:04.223.86(1660.00880.00)( 2.1%)207.48m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+680.00处:04.223.86(1680.00880.00)( 2.1%)207.06m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+700.00处:04.223.86(1700.00880.00)( 2.1%)206.64m H H i x =+∆=+-⨯-=
K1+718.93处:04.223.86(1718.93880.00)( 2.1%)206.24m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+750.00处:04.223.86(1750.00880.00)( 2.1%)205.59m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+800.00处:04.223.86(1800.00880.00)( 2.1%)204.54m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+850.00处:04.223.86(1850.00880.00)( 2.1%)203.49m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+900.00处:04.223.86(1900.00880.00)( 2.1%)202.44m H H i x =+∆=+-⨯-= K1+950.00处:04.223.86(1950.00880.00)( 2.1%)201.39m H H i x =+∆=+-⨯-= K2+000.00处:04.223.86(2000.00880.00)( 2.1%)220.34m H H i x =+∆=+-⨯-= K2+050.00处:04.223.86(2050.00880.00)( 2.1%)199.29m H H i x =+∆=+-⨯-= K2+100.00处:04.223.86(2100.00880.00)( 2.1%)198.24m H H i x =+∆=+-⨯-= K2+150.00处:04.223.86(2150.00880.00)( 2.1%)197.16m H H i x =+∆=+-⨯-= K2+173.33处:04.223.86(2173.33880.00)( 2.1%)196.70m H H i x =+∆=+-⨯-= 5.5.3 整理得各中桩设计高程表
表5-2 各中桩设计高程表
表5-2
5.5.4 竖曲线计算表
竖曲线计算表是纵断面涉及的重要成果之一,详细资料见附表二。
6 路基横断面设计
6.1 横断面组成
(1) 二级公路路基标准横断面由车道、路肩部分组成,设计速度为60 Km/h ,路基宽度为10.00m ,道路宽度为3.50m ,硬路肩宽度为0.75m,土路肩宽度为0.75m 。
(2) 路拱横坡 查《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)[1]知沥青路面路拱横坡为1%
~2%取2%,硬路肩坡度采用与路拱横坡度相同的2%。
土路肩横坡度
一般应较路面坡度大1%
~2%,故取土路肩横坡度为3%,路拱横坡度采用双向坡
面,由路中央向两侧倾斜。
(3) 路基边坡设计 由《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
[4]得知,当H≤8
m 时,路堤边坡坡度按1:1.5设计;当8 m <H≤20 m ,路堤边坡坡度按1:1.75设计;(H ——路基填土高度);当H≤20 m ,路堑边坡按1:1设计;(H ——路基挖方高度)。
(4) 边沟设计 由《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)[4]
得知,边沟横断
面一般采用梯形边沟,底宽0.40m ,深0.40m ,内侧边坡坡度:1:1
6.2 加宽、超高计算
6.2.1 加宽计算
根据我国现行《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)[1]规范规定平曲线半径小于等于250m 时,应在平曲线内侧加宽。
由于本公路中12JD JD 和 平曲线半径均大于250 m ,故不需要加宽。
6.2.2 超高值计算
平曲线1 R=800.00m 设计速度V=60 Km/h ν=0.9ν=0.9⨯60=54 Km/h
设计速度60km/h 横向力系数μ 2
2395.10497.8030
0.039140.0331R R
μ=
-+= (6-1) 超高值i n 2
2
54i 0.03310.44%i 127127800
n G R νμ=-=-=<⨯ 取h G i i ==2%(6-2)
同理平曲线2处
横向力系数μ
222395.10497.80302395.10497.8030
0.039140.039140.0331
800800
R R μ=
-+=-+= 超高值2
2
54i 0.03310.44%i 127127800
n G R νμ=
-=-=<⨯ 取h G i i ==2% 6.2.3 合成坡度校核
I =
(6-3)式中:I ——合成坡度,(%); i ——路线纵坡,(%);
h i ——超高值,
(%)。
1JD 处平曲线位于两个纵坡上,i 分别为+1.1%和-2.1%
1JD :i =-+1.1% 时,1I =
i =--2.1% 时,1I ==2.9% 0.5%9.5%I << 故符合要求。
2JD 处平曲线位于纵坡-2.1%上,其合成坡度如下
2JD :i =-2.1% 2I =0.5%9.5%I << 故符合要求。
6.2.4 超高计算
超高值计算公式如下表示(由i i h
G
<知,采用绕内边线旋转)
表6-1 绕内边线旋转超高值计算公式
b J ——路肩宽度 ; i G ——路拱坡度; i J ——路肩坡度 ;
h i ——超高横坡度 ;
Lc ——超高缓和段长度;
x 0——与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离; x ——超高缓和段中任一点至起点的距离;
c h ——圆曲线段路肩外缘最大抬高值;
'c h ——圆曲线段路中线最大抬高值; "c h ——圆曲线段路基内缘最大降低值; cx h ——过渡段路肩外缘最大抬高值;
'cx h ——过渡段内路中线最大抬高值;
"cx h ——过渡段内路基内缘最大降低值;
b ——圆曲线加宽值;
x b ——X 距离处路基加宽值。
以上长度单位均为m 。
超高计算 1JD 处:
100m,2%,2%,3%,8.50m,0.75m c s h G J J L L i i i B b =======
0100.00m,0G
c x h
i x L b i =
== K0+687.16(ZH): 0J J G J G '0()
()(b B/2)()0.0075m 0.1075m
2
"()0.0075m cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =<=-++=====++-+
K0+700.00:
0J J G J G '700.00687.16=12.84()()(b B/2)()0.0332m 0.1075m
2
"()0.0075m cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =-<=-++=====++-+
K0+720.00:
0J J G J G '720.00687.16=32.84()
()(b B/2)()0.0732m 0.1075m
2
"()0.0075m cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =-<=-++=====++-+
K0+740.00:
0J J G J G '740.00687.16=52.84()()(b B/2)()0.1132m 0.1075m
2
"()0.0075m cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =-<=-++=====++-+
K0+760.00:
0J J G J G '760.00687.16=72.84()
()(b B/2)()0.1532m 0.1075m
2
"()0.0075m
cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =-<=-++=====++-+
K0+780.00:
0J J G J G '780.00687.16=92.84()
()(b B/2)()0.1932m 0.1075m
2
"()0.0075m cx h c
cx J J G cx J J J x G x x x x
h b i i i i L B
h b i i h b i b b i =-<=-++=====++-+
K0+787.16.00:(HY )。