【正文】 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計路線設(shè)計起迄點樁號結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章 緒 論 選題的目的及意義畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合能力的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)土木工程專業(yè)（公路與城市道路方向）的培養(yǎng)目標要求及畢業(yè)生的主要服務(wù)去向開展選題，本次設(shè)計公路路線設(shè)計方向的選題為某公路的兩階段初步設(shè)計，在此過程中對公路幾何線形設(shè)計、路面工程設(shè)計、路基工程設(shè)計、平面交叉設(shè)計、公路施工組織與概預(yù)算編制的方面的進行深入研究，獨立的擬定設(shè)計方案、精心設(shè)計，完成合格的設(shè)計成果。通過此設(shè)計，把所學的知識加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。這是對大學四年所學專業(yè)知識的總結(jié)、深化和提高，對畢業(yè)后從事道路工程的設(shè)計、施工、管理、維護等技術(shù)工作具有重要的意義。為了更好的適應(yīng)以后的社會需要，更好的提高我們的專業(yè)水平，我系對畢業(yè)生安排了畢業(yè)設(shè)計。我所進行的設(shè)計為綏（化）望（奎）公路光明至燈塔段兩階段初步設(shè)計。本設(shè)計嚴格執(zhí)行現(xiàn)行標準及規(guī)范要求，廣泛收集相關(guān)資料、參考、規(guī)范。 設(shè)計任務(wù)及依據(jù)本公路設(shè)計任務(wù)為：按給定地形圖完成指定起終點位置的一般公路兩階段初步設(shè)計。具體內(nèi)容包括：公路等級和主要技術(shù)指標的確定，紙上選線和方案比較，路線設(shè)計，路基設(shè)計，擋土墻設(shè)計，路面設(shè)計，小橋涵設(shè)計，平面交叉設(shè)計，設(shè)計概算編制等項目。本公路設(shè)計依據(jù)為：給定的設(shè)計任務(wù)書、大比例尺地形圖以及交通部頒布的現(xiàn)行公路標準和規(guī)范。 本公路的功能及建設(shè)的意義本設(shè)計選題為綏（化）望（奎）公路光明至燈塔段兩階段初步設(shè)計。本公路是黑龍江省公路網(wǎng)化建設(shè)中的重要組成部分，地處平原重凍區(qū)，公路自然區(qū)劃屬Ⅱ2區(qū)，自然地理環(huán)境比較復(fù)雜，地形、地質(zhì)、水文、氣候等約束限制條件多，凍脹、翻漿等公路病害頻發(fā)，不僅涉及路線設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合運用，更要顧及技術(shù)、經(jīng)濟與環(huán)境保護的統(tǒng)籌考慮，設(shè)計難度比較大。本段公路的建設(shè)與開通，將進一步完善和優(yōu)化當?shù)鼐C合運輸體系的功能和作用，特別是對當?shù)厣鐣谓?jīng)濟等方面的發(fā)展產(chǎn)生積極影響，具有重要意義！ 路線概況 沿線自然情況本設(shè)計路段為微丘地形，沿線為第四級沖擊和洪積層，土壤為黑粘性土。黑粘土含水量大，強度低。路線位于東經(jīng)126186。21′30″ ~ 126186。20′29″，北緯46186。21′28″ ~ 46186。26′16″之間。屬平原微丘區(qū)，地表植被為林木和灌木，沿線所處自然區(qū)劃為Ⅱ2區(qū)。氣候：① ②降雨量400mm～600mm ③冬季主導風向為西北風 ④⑤。水文情況：地表排水一般，地下水位埋深大于3m。沿線公路主要病害：凍脹、翻漿。路線設(shè)計起迄點樁號及坐標起點樁號：K0+ 終點樁號：K8+起點坐標：N5300650 E2243150終點坐標：N5304910 E2247260路線資料1：10000地形圖1張。 道路等級確定及采用的主要技術(shù)指標 確定公路等級： （）式中：—遠景設(shè)計年平均日交通量（日）；—起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量；—年平均增長率（%）；—遠景設(shè)計年限。初始年交通量，： 初始年交通量交通量為:車型交通量（輛/日）折算系數(shù)折算后交通量（輛/日）小客車182011820中型車6395大型車3502700輛/日輛/日根據(jù)《標準》，年平均日交通量在5000~15000輛之間屬于二級公路。 路線主要技術(shù)指標其設(shè)計標準按《公路工程技術(shù)標準》JTG B012003 執(zhí)行。本設(shè)計主要技術(shù)標準采用情況[2]，： 主要技術(shù)指標匯總表指 標 名 稱單 位數(shù)量1公路里程km2設(shè)計速度km/h803路基寬度m4行車道寬度m25硬路肩寬度（全幅）m26土路肩寬度（全幅）m27中央分隔帶寬度m08不設(shè)超高最小平曲線半徑m25009最大縱坡%510最小坡長m20011凸形豎曲線最小半徑m300012凹形豎曲線最小半徑m200013豎曲線最小長度m7014設(shè)計洪水頻率1/50第2章 路 線 路線的布設(shè)與選擇 路線布線的原則 首先要熟悉地形圖和所給的原始資料。分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情況。本設(shè)計路段為微丘地形，要依據(jù)該地形選線的原則進行布線。該地區(qū)選線的特點是路線需要克服一定的高差，路線的長度和平面位置主要取決于縱坡的安排，因此在選線中應(yīng)以路線縱斷面為主。 路線選擇方法1 、選線要點根據(jù)給定的起終點，分析其所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進行比較確定），然后進行紙上定線。在1:10000的小比例尺地形圖上在起、終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。對于山嶺重丘地形，定線時應(yīng)以縱坡度為主導；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。山嶺區(qū)地形的選線步驟（1）試坡定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，%~5%之間）按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡（用分規(guī)卡等高線），將各點連成折線，即均坡線。（2）定導向線分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點，調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導向線。（3）平面試線穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，穿線交點，初定路線導線（初定出交點）。敷設(shè)曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平、縱、橫配合，滿足線形設(shè)計和《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTG D202006的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。（4）修正導向線縱斷面控制：在平面試線的基礎(chǔ)上點繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標高），進行初步縱坡設(shè)計，并根據(jù)縱坡設(shè)計情況修正平面線形。橫斷面較核：根據(jù)初步縱坡設(shè)計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面的情況修平面線形。 （5）定線經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足《公路工程技術(shù)標準》JTG B012003要求，平縱線型都比較合適的路線導線（最終定出交點位置）。 路線方案的說明和比較技術(shù)指標的比選（1）路線長度及其延長系數(shù)；（2）轉(zhuǎn)角數(shù)及轉(zhuǎn)角平均度數(shù)；（3）最大與最小平曲線半徑及豎曲線半徑；（4）最大與最小縱坡。經(jīng)濟指標的比選（1）路基土石方、橋涵工程及防護與加固工程數(shù)量；（2）主要材料數(shù)量及工程總造價。本段路線1號方案路線相對較短，與2號方案相比降低了路基土石方工程數(shù)量；本段路線2號方案不但增加了路線長度，而因受地質(zhì)條件的限制，線性較差。路線1號方案較路線2號方案線性美觀、平縱線形組合得當。在安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低。所以選定1號方案為新線。 路線平面線形設(shè)計根據(jù)路線幾何線形設(shè)計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與道路所經(jīng)地帶的地形、地物、環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。本路屬新建路段，為節(jié)約材料，降低造價，提高路基的使用質(zhì)量，山嶺重區(qū)應(yīng)以填挖平衡的原則設(shè)計。根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTJ 011—95規(guī)定，直線的最大長度應(yīng)有所限制，考慮司機的駕駛疲勞問題。直線線形也不宜過短，對于設(shè)計速度大于或等于80km/h的公路，最大直線長度為以汽車按設(shè)計速度行駛70s左右的距離控制；一般直線路段的最大長度(以m計)應(yīng)控制在設(shè)計速度(以km/h計)的20倍為宜；另外，同向曲線之間直線的最小長度(以m計)以不小于設(shè)計速度(以km/h計)的6倍為宜；反向曲線之間的最小直線長度(以m計)以不小于設(shè)計速度(以km/h計)的2倍為宜。對于本路段，計算行車速度為80km/h，同向曲線間最小直線長度不小于480m；反向曲線間最小直線長度不小于160m。根據(jù)給定的資料和《規(guī)范》的要求我在這段路的設(shè)計上設(shè)了一個特殊平曲線。根據(jù)此地區(qū)為山嶺區(qū)，交通等級為重交通，確定計算要素。 曲線計算全線共設(shè)5個平曲線。《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTG D202006規(guī)定，二級公路山嶺重丘區(qū)不設(shè)超高最小半徑2500m，曲線半徑小于不設(shè)超高最小半徑，在直線和圓曲線相接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線?；拘颓€計算基本型即為直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合?；拘椭械幕匦€參數(shù)、圓曲線最小長度都應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。兩回旋線參數(shù)可以相等，構(gòu)成對稱基本型；也可以根據(jù)地形條件設(shè)計成不相等的非對稱型平曲線。此設(shè)計根據(jù)地形情況以基本型為例進行計算。為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，宜將回旋線—圓曲線—回旋線的長度比設(shè)計成1:1:1；當曲線半徑較大，平曲線較長時，也可以將回旋線—圓曲線—回旋線的長度比設(shè)計成1:2:1等組合形式。如果回旋線—圓曲線—回旋線的長度比按1:1:1設(shè)計，緩和曲線長度Ls和圓曲線半徑R有下面關(guān)系： （）如果回旋線—圓曲線—回旋線的長度比按1:2:1設(shè)計，緩和曲線長度Ls和圓曲線半徑R有下面關(guān)系： （）緩和曲線要素的計算公式： （） （） （） （） （） （） （）式中：—內(nèi)移值； —外距； —曲線的長度；—切線長度；—校正值；—圓曲線半徑；—緩和曲線長。全部曲線主點里程樁號計算公式如下： （） （） （） （） （） （）式中：ZH——第一緩和曲線起點（直緩點）HY——第一緩和曲線終點（緩圓點）YH——第二緩和曲線起點（圓緩點）HZ——第二緩和曲線終點（緩直點）QZ——圓曲線終點（曲中點）JD——交點例如，對于交點3，樁號為K3+，已知：α=31176。2839。05″，右偏，Ls=270m， R=1000m曲線要素計算如下：176。主點里程樁號計算如下：直緩點：緩圓點：圓緩點：緩直點：曲中點：交 點：計算緩和曲線要素及里程樁號詳見《直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表》。卵形曲線計算本設(shè)計由于之間的距離偏小，又都為右偏，直線長度很難滿足要求，同時也為適應(yīng)地形條件的變化，所以此處敷設(shè)卵形曲線。卵形曲線設(shè)計計算如下：運用緯地軟件設(shè)計卵形曲線，系將卵形曲線看做是兩個同向基本型平曲線的組合對接，首先給定小圓半徑以及小圓的前緩和曲線長度：R1=400，這個前緩和曲線的起點半徑為無窮大，而后緩和曲線長度為0。然后切換到交點2，給定前緩和曲線長，后緩和曲線長，由于中間過渡段曲線的半徑變化是從，所以第二段曲線的前緩和曲線起點給定的半徑為小圓半徑400，終點半徑即大圓曲線半徑采用緯地軟件的 “與前交點相接” 反算模式。卵形曲線設(shè)計參數(shù)宜滿足如下三個條件：①②③已知： 計算：（） 卵形曲線示意圖[11]反推： 綜上計算，本設(shè)計卵形曲線設(shè)計滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》要求。 坐標計算完成路線平面設(shè)計以后，按照要求及時繪出各種圖紙及表格，填寫《直線、曲線及轉(zhuǎn)角表》，《逐樁坐標表》。導線坐標按導線測量的方法，首先計算各交點坐標，依次推算個直線點坐標，曲線坐標按曲線公式計算?，F(xiàn)坐標公式摘錄如下[11]：設(shè)交點坐標為JD（XJ，YJ），交點相鄰方位角分別為A1和A2，則：ZH（或ZY）點坐標： （） （）HZ（或YZ）點坐標： （） （）設(shè)直線上加樁里程為L，ZH、HZ表示曲線起、終點里程，則前直線上任意點坐標（L≤ZH） （） （） 坐標示意圖后直線上任意點坐標