第9讲纵断面设计详解
纵断面设计知识点
纵断面设计知识点纵断面设计是道路规划与设计中的重要环节,其目的是为了确保道路在纵向上能够满足交通需求、安全要求和舒适性要求。
本文将介绍一些纵断面设计的知识点,包括纵断面的基本概念、设计要求以及常用的设计方法和技巧。
一、纵断面的基本概念纵断面是指沿着道路纵向方向的剖面图,用于展示道路的高度变化和坡度情况。
在纵断面中,通常会标注道路中心线的高程、道路的纵坡和跨越河流或其他地形的桥梁或隧道等。
二、纵断面设计的要求1.符合基本交通要求:纵断面设计应确保道路的通行能力和安全性,并满足不同车辆的行驶需求,例如机动车、非机动车和行人等。
2.满足舒适性要求:纵断面的设计应尽量减少颠簸和震动,确保驾驶员和乘客在行驶过程中的舒适性。
3.考虑交通安全:纵断面设计应考虑道路的视线要求,保证驾驶员能够看清前方和路口等重要信息,并能进行安全驾驶。
4.防止径流积水:纵断面设计应考虑降雨时的径流情况,采取合适的排水措施,避免道路积水,确保道路畅通。
5.保护环境:纵断面设计应考虑周边环境,减少对自然和人造环境的破坏,并进行合理的噪音和震动控制。
三、纵断面设计的常用方法和技巧1.坡度设计:在纵断面设计中,需要根据道路类型和所处区域的地形条件确定合适的纵坡,以确保行车的安全和舒适性。
较平缓的纵坡可以减少车辆的能量消耗,而较陡的纵坡则可以提高车辆的制动效果。
2.跨越工程设计:对于需要跨越河流、山谷或其他地形的道路段,纵断面设计需要考虑桥梁、隧道等交通设施的位置、高度和坡度,以确保交通畅通和行车安全。
同时,还需要保护周围的环境和生态系统。
3.水平曲线设计:纵断面设计中的水平曲线设计用于调整道路的曲线半径,以提高行车安全和舒适性。
水平曲线应合理布置,在满足车辆安全行驶的前提下,尽量减少曲线的长度和变化率。
4.坡度转换设计:在纵断面上,需要考虑坡度的转换点,即上升坡与下降坡之间的过渡段。
合理的坡度转换设计可以减少车辆的冲击和加速,提高行车的舒适性和安全性。
《纵断面设计》课件
调整结构:根据桥梁类型和材料调整结构
调整材料:根据桥梁类型和施工条件调整 材料
调整施工方法:根据桥梁类型和现场条件 调整施工方法
PART SIX
案例名称:北京地 铁10号线
设计特点:采用纵 断面设计,提高乘 客舒适度
设计难点:如何平 衡乘客舒适度与运 营效率
设计成果:成功解 决了设计难点,提 高了乘客满意度和 运营效率
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PART TWO
纵断面设计是道路、 铁路、管道等线性 工程的重要组成部 分
纵断面设计是指在 平面图上表示出沿 线地形、地貌、地 质等特征
纵断面设计需要考 虑沿线的地形、地 貌、地质、水文等 因素
挡土墙:用于支撑和保护边坡,防止滑 坡和坍塌
排水设施:用于排除地表水和地下水, 防止积水和侵蚀
挡土墙类型:包括重力式、悬臂式、扶 壁式等
排水设施类型:包括排水沟、排水管、 排水井等
挡土墙和排水设施的设计原则:安全、 经济、美观、环保
挡土墙和排水设施的施工要点:材料选 择、施工工艺、质量控制等
PART FOUR
确定设计高程的目的:保证道路、桥梁、隧道等设施的安全性和稳定性 设计高程的确定方法:根据地形、地质、水文等条件进行计算和选择 设计高程的确定原则:满足交通需求,保证行车安全,保护环境 设计高程的确定步骤:收集资料、分析计算、选择方案、确定高程
确定纵坡:根据道路等级、设计速度、地形地貌等因素确定纵坡 确定竖曲线:根据道路等级、设计速度、地形地貌等因素确定竖曲线 设计纵断面:根据纵坡和竖曲线设计纵断面 优化纵断面:根据交通量、地形地貌等因素优化纵断面
第9讲纵断面设计32ppt文档
h12 d1 R 22 t1 2 R,d1 则 2R1h t1 2
t1d1l 2R1ht12l
h22 dR 2 22 t2 2 R,d2 则 2R2h t2 2 t2d2 (L l)2 R2 h t2 2 (L l)
t1l 2Rh1t12,
n 2)不包含抛物线顶部
iP
dy dx
x k
i1
1 n式中:k——抛物线顶点处的
B
2 曲率半径 ;
y x i x n
i1——竖曲线顶(底)
1 点处切线的坡度。
2k A
n对竖曲线上任一点P,其切线的斜率(纵坡)为
ip
L k
i1
i2
n 当x=0时,ip=i1;
n 当x=L时,
k
L
L
i2 i1
n抛物线顶点曲率半径:
n 最小半径:
Rmin
Lmin
2.当L≥ST:
h12d1R 2,则 d1 2R1hh22dR 22,则 d2 2R2h
STd1d22R( h1h2)
R
ST2
2( h1 h2 )2
Lm in2(
ST2
ST2
h1 h2)2 4
凸形竖曲线最小半径和最小长度 :
(三)凹形竖曲线最小半径和最小长度
设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力,确定凹 竖曲线半径时,应以离心加速度为控制指标 。
其中: y——竖曲线上任一点竖距; HTHn1in(LcBznP1)D 直坡段上,y=0。 x——竖曲线上任一点离开起(终)点距离;
以变坡点为分界计算: 上半支曲线 x = Lcz - QD 下半支曲线 x = ZD - Lcz
《纵断面设计 》课件
遵循相关设计规范和标准,如公路工程勘 察设计规范、公路交通工程规划设计通则 等。
纵断面设计的实际操作
纵断面设计的重要性
良好的纵断面设计能够提高道 路的通行能力和安全性,减少 事故发生的可能。
纵断面设计的实际案 例
介绍一些成功的纵断面设计案 例,如在山区建设的公路项目。
纵断面设计的数据处 理
纵断面设计的定义
纵断面设计包括路线选择、路基、设计速度和土石方等纵断面设计能够提高道路的通行能力、安全性和舒适性,同时也能减少对环境的破坏, 并节约建设成本。
纵断面设计的基本要素
设计要素的概 述
纵断面设计包括路线 选择、路基、设计速 度和土石方等要素的 综合设计。
《纵断面设计 》PPT课件
本PPT课件旨在介绍纵断面设计的概念、基本要素、技术方法、实际操作、应 用与发展以及未来趋势,以帮助大家更好地了解和应用这一领域。
纵断面设计的概念和意义
纵断面设计是指在道路、铁路等交通工程中,根据地形条件和设计目标,在垂直方向上进行布置 和调整,以满足交通需求和工程要求。
路线选择要素
考虑地形、交通需求 和经济因素,选择最 佳路线。
路基要素
确定道路的纵向坡度 和横向曲线,确保交 通畅通和行车安全。
设计速度要素
根据道路等级和交通 流量,确定设计速度。
纵断面设计的技术方法
1
纵断面设计的基本步骤
2
根据设计要求和数据分析结果,进行纵断
面设计。
3
确定纵断面的调查方法
通过地形测量、地质勘察等方法获取数据, 分析地貌特征和地质条件。
纵断面设计的总结
纵断面设计包括路线选择、路基、设计速度和土石方等要素的综合设计,其对交通工程的通行能力、安全性和 舒适性都起着重要的影响。 纵断面设计的应用前景广阔,未来的发展趋势将更加注重智能化和环境友好。
交通工程与实务 纵断面设计
4
合成坡度
纵坡设计的基本要求
纵坡设计满足设计规范规定的各项要求;设计纵坡应该具有一定的平顺性,起伏不宜过大或过于频繁。地下水位较高的平原微丘区,应该满足最小填土高度,保证路基稳定;纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡;
01
对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑,以保证道路的畅通和稳定。
合成坡度
高速公路最大合成坡度将合成坡度控制在一定范围内,目的是尽可能的避急弯和陡坡的不利组合,防止合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险。
在下面的情况下合成坡度应该小于8%:
添加标题
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非汽车交通比例较高的路段
自然横坡度较陡的傍山道路
冬季路面有积雪,结冰的地区
高原纵坡的折减
我国《公路工程技术标准》规定在海拔3000m以上的高原地区,对最大纵坡进行折减
PART 1
我国规范规定各级道路和城市道路均应在变坡处设计竖曲线,采用二次抛物线的形式。
竖曲线要素的计算
由于在纵断面上只计水平距离和竖向高度,因此竖曲线的切线长和曲线长是其在水平面上的投影。曲线长L=Rωω(坡差)=i2-i1ω>0 凹形竖曲线ω<0 凸形竖曲线切线长
2、平均纵坡
我国《公路工程技术标准》规定,为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段:
三、四级公路越岭线的平均纵坡,一般以接近5.5%(相对高差为200m)和5%(相对高差大于500m)为宜;并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5% 城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0%
合成坡度指在设置超高的曲线上,道路的纵坡和超高横坡所组成的矢量和。
海拔高度
3000—4000
〉4000—5000
5000以上
道路纵断面设计通用课件
介绍案例所在地区的地形、地貌、气候等自然条 件,以及交通量、道路等级等基本情况。
案例特点
阐述案例在纵断面设计方面的独特之处,如大坡 度、连续下坡等。
案例分析重点
纵断面设计要素分析
分析案例中如何考虑平曲线、竖曲线、坡度、坡长等设计要素。
安全性评估
评估案例在设计过程中对安全性的考虑,如视距、弯道半径、排 水设计等。
Байду номын сангаас水需求
排水系统规划
纵断面设计需与排水系统规划相协调,保 证排水顺畅,防止积水对道路造成损害。
排水坡度要求
根据排水需求,合理设置道路的坡度、坡 长等参数,以满足排水要求。
防洪排涝措施
在易受洪水影响的地区,纵断面设计需采 取有效的防洪排涝措施,保障道路安全。
景观需求
01
02
03
景观规划
纵断面设计需与景观规划 相协调,合理利用地形、 植被等资源,营造优美的 道路景观。
改进措施
根据安全评价结果,采取相应的改进 措施,如调整线形设计、改善路面状 况、增设交通标志等,以提高道路安 全性。
05
纵断面设计与环境保护
环境保护的重要性
环境保护是全球关注的重 要议题,涉及气候变化、 生物多样性保护、土地和 水资源保护等多个方面。
环境保护对于人类生存和 可持续发展至关重要,是 实现经济、社会和环境协 调发展的基础。
自然条件影响
地形起伏
道路纵断面设计需根据地 形起伏情况,合理安排坡 度、坡长等参数,以适应 地形变化,减少工程量。
地质条件
地质条件对道路稳定性有 重要影响,纵断面设计需 考虑地质构造、土壤类型 、地下水位等因素,避免
地质灾害的发生。
纵断面的设计方法和步骤
纵断面的设计方法和步骤
纵断面是指与道路、河流等工程相关的地形或地表的剖面,设计纵断面的步骤通常包括以下几个方面:
* 调查与数据采集:在设计纵断面之前,首先需要进行地形的调查和数据采集。
这可能包括地形测量、地质调查、降雨径流数据等。
这些数据将为后续的设计提供基础。
* 确定设计标准:根据工程的性质,确定相关的设计标准,比如道路设计中的几何标准、流域降雨量等。
这些标准将影响到纵断面的形状和尺寸。
* 选择纵断面类型:根据工程需要,选择适当的纵断面类型。
常见的纵断面类型包括自然地表、道路、河流等。
每种类型都有相应的设计方法。
* 设计纵断面:根据采集到的地形数据和选择的纵断面类型,开始设计纵断面。
这涉及到确定地表的高程、道路的坡度、河流的横截面形状等。
* 考虑水文因素:对于涉及水文的工程,需要考虑降雨径流、洪水等因素。
这将影响到河流、道路等工程的横截面设计。
* 模拟设计效果:使用相关工程设计软件,模拟设计的效果,确保纵断面符合设计标准,满足工程要求。
* 评估和调整:进行纵断面设计的评估,如果需要,进行调整。
这可能包括修改坡度、调整道路曲线、考虑防洪措施等。
* 绘制设计图:将最终的纵断面设计绘制成图,作为工程设计的一部分。
这将是后续施工和监测的依据。
请注意,不同类型的工程可能有不同的纵断面设计方法和步骤,上述步骤提供了一个通用的框架。
在实际设计中,需要根据具体工程
的要求进行详细的调整。
纵断面设计PPT
(2)容许速度
V2称为容许速度,不同等级的道路容许速度应不同,其值一般 不小于设计速度的1/2~2/3(高速路取低限,低速路取高限)。
(3)不限长度的最大纵坡确定
根据V2可得D2,则
i2 D2 f
(六)最大纵坡
1.定义
指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。
2.作用
是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区, 直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。
(2)最小纵坡
应设置不小于0.3%的纵坡(一般情况下以采用不小于0.5%为 宜)。对于干旱地区,以及横向排水良好、不产生路面积水的路 段,也可不受此最小纵坡的限制。 高速公路的路面排水一般采用集中排水的方式,其直坡段或 半径大于不设超高最小半径的路堤路段的最小纵坡仍应不小于 0.3%。 在弯道超高渐变段上,当行车道外侧边缘的纵坡与超高附加 坡度(即超高渐弯率)方向相反时,设计最小纵坡不宜小于 ( )。
3). 合成坡度指标的控制作用 : n 控制陡坡与急弯的重合; n 平坡与设超高平曲线的配合问题。
n
当陡坡与小半径平曲线重合时,在条件许可的情
况下,以采用较小的合成坡度为宜。
特别是下述情况,其合成坡度必须小于8%。 ①在冬季路面有积雪结冰的地区; ②自然横坡较陡峻的傍山路段; ③非汽车交通比率高的路段。
n
n
(1)滚动阻力
滚动阻力与汽车的总重力成正比,若坡道倾角为α 时,其值可用下式计算。 n Rf=Gfcosα n 由于坡道倾角α一般较小,认为cosα≈1,则 n Rf=Gf (N) n式中:R ——滚动阻力(N); f n G——车辆总重力(N); n f—— 滚动阻力系数,它与路面类型、轮胎结 构和行驶速度等有关,一般应由试验确定,在一定类 型的轮胎和一定车速范围内,可视为只和路面状况有 关的常数,见表3-4。
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i2=λ D2-f
五、最小纵坡 最小纵坡:各级公路在特殊情况下容许使用的最小 坡度值。 最小纵坡值:0.3%,一般情况下0.5%为宜。 适用条件:横向排水不畅路段:长路堑、桥梁、隧 道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。 当必须设计平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时,边 沟应作纵向排水设计。 在弯道超高横坡渐变段上,为使行车道外侧边缘 不出现反坡,设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
六、坡长限制 内容:最小坡长限制:任何路段 最大坡长:陡坡路段 1.最短坡长限制 《标准》规定,各级公路最短坡长不应小于 2.5Vm 。 城市道路最小坡长按表4.2.4选用。
2.最大坡长限制
《标准》规定各级公路最大坡长限制。
2.最大坡长限制
城市道路最大坡长按表4.2.5选用。
八、平均纵坡 平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差H与 路线长度L之比(连续升坡或降坡路段)。
i平 H L
《标准》规定:越岭路线连续上坡(或下坡)路段,相 对高差为 200 ~ 500m 时,平均纵坡不应大于 5.5 %; 相对高差大于500m时,平均纵坡不应大于5%。 任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.5%。 城市道路的平均纵坡按上述规定减少 1.0%。对于海 拔3000m以上的高原地区,平均纵坡应较规定值减少 0.5%~1.0%。
各级公路最大纵坡的规定(表4-3)
设计速度 (km/h) 120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡(%)
3
4
5
6
7
8
9
• 1. 设计速度为 120km / h 、 l00km / h 、 80km / h 的 •
高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时,经技 术经济论证,最大纵坡值可增加1%。 2. 公路改建中,设计速度为 40km/h、30km/h、 20km / h 的利用原有公路的路段,经技术经济论证, 最大纵坡值可增加1%。
三、高原纵坡折减
• 1.高原为什么纵坡要折减? • 在高海拔地区,困空气密度下降而使汽车发动机
的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低,导致 汽车的爬坡能力下降。另外,汽车水箱中的水易 于沸腾而破坏冷却系统。 2 .《规范》规定:位于海拔 3000m 以上的高原地 区,各级公路的最大纵坡值应按表 4-5的规定予以 折减。折减后若小于4%,则仍采用4%。
七、缓和坡段
《标准》规定,连续上坡(或下坡)时,应在不大于 表3.0.17-2所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。 缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应符合纵坡长 度的规定。 缓和坡段:纵坡值:不应大于3% 长 度:不小于最小坡长要求 线 形:宜采用直线。在地形困难路段可 采用曲线; 注:曲线半径较小时,缓和坡段长度应增加。 回头曲线段不能作为缓和坡段。
4 .一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖 平衡,尽量使挖方运作就近路段填方,以减少借 方和废方,降低造价和节省用地。——即纵向填挖 平衡设计。 5 .平原微丘区地下水埋深较浅,或池塘、湖泊分 布较广,纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最 小填上高度要求,保证路基稳定。——即包线设计。
第二节 纵坡及坡长设计
一、纵坡设计的一般要求 1.纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。 2 .为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶,纵 坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过于频繁。 尽量避免采用极限纵坡值。 合理安排缓和坡段,不宜连续采用极限长度的 陡坡夹最短长度的缓坡。 连续上坡或下坡路段,应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3.纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、 气候和排水等综合考虑,视具体情况加以处理,以保 证道路的稳合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡 或路拱横坡组合而成的坡度,其方向即流水线方向。 合成坡度的计算公式为:
•
四、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡
1. 理想的最大纵坡i1:是指设计车型即载重车在油 门全开的情况下,持续以V1等速行驶所能克服的坡 度。V1取值,对低速路为设计速度,高速路为上述 载重车的最高速度。
f i1
i1=λ D1-f
D1
容许速度V2:不同等级的道路容许速度应不同,其 值一般应不小于设计速度的 1/2 ~ 2/3(高速路取低 限,低速路取高限)。
第9讲 纵断面设计
第一节 概 述 定义:沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断 面。 纵断面设计:在路线纵断面图上研究路线线位高度及 坡度变化情况的过程。 任务:研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。 依据:汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理 条件以及工程经济性等。
路线纵断面图构成: 地面线:它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一 条不规则的折线; 设计线:路线上各点路基设计高程的连续。
路线纵断面图构成: 地面线:它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一 条不规则的折线; 设计线:路线上各点路基设计高程的连续。
地面高程:中线上地面点高程。 设计高程:一般公路,路基未设加宽超高前的路肩 边缘的高程。 设分隔带公路,一般为分隔带外边缘。 路基高度:横断面上设计高程与地面高程之高差。 路堤:设计高程大于地面高程。 路堑:设计高程小于地面高程。 纵断面设计内容:坡度及坡长 竖曲线
6 .对连接段纵坡,如大、中桥引道及隧道两端接 线等,纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵 坡应平缓一些, 7 .在实地调查基础上,充分考虑通道、农田水利 等方面的要求。
二、最大纵坡
• 最大纵坡:是指在纵坡设计时各级道路允许使用的
• • •
• • • •
最大坡度值。 影响因素: 汽车的动力特性:汽车在规定速度下的爬坡能力。 道路等级:等级高,行驶速度大,要求坡度阻力 尽量小。 自然条件:海拔高程、气候(积雪寒冷等)。 纵坡度大小的优劣: 坡度大:行车困难:上坡速度低,下坡较危险。 山区公路可缩短里程,降低造价。