【文章內(nèi)容簡介】 嚴重地質(zhì)不良地段，應慎重考慮，應盡量繞 避，對高填深挖路段，應采取必要的工程措施。 通過名勝風景、古跡地區(qū)的公路，應注意保護原有自然狀態(tài)，并與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)。另外還應注意占地、拆遷對環(huán)境帶來的影響。 在選線中，個別特殊大橋橋位，一般作為路線總方向的控制點，大中橋位原則上應服從路線總方向，一般作為路線走向的主要控制點，小橋涵位置應服從路線走向。 選線過程 為發(fā)揮 高速公路的交通快速與便利性， 考慮 到 道路等級和沿線地質(zhì)水文情況，結(jié)合道路線形設計的技術(shù)標準和基本原則進行選線。 本設計采用的是在已給的 1： 1000 的大比例地形圖紙上定線的方法， 基本方法和布置如下： 定導向線：在確定了合適的路線布局方案后，進行紙上放坡，分析研究坡度線，檢查利用地形和避越障礙的情況，進一步移動線位，確定中間控制點，由中間控制點將路線分為可以分別調(diào)整放坡的數(shù)個路段，然后在各路段再重新放坡，得到導向線。 修正導向線，作平面試線。導向線是條折線，所以還應根據(jù)技術(shù)標準的要求，結(jié)合橫坡變化情況，確定必須通過的點作修正導向線，然后用此點連線，以線交點的辦法定出平面試線，反復試線最后定出交點。 為了使路線更為經(jīng)濟合理，當?shù)匦螐碗s時在平面試線的基礎上敷設曲線，確定中樁，做出縱斷面、 橫斷面，然后在橫斷面上確定路中線的最佳位置 (作為經(jīng)濟點位置或控制點位置 )，這些點的連線則是一條具有理想縱坡、橫斷面位置最佳的平面折線，稱為二次導向線。再進一步根據(jù)二次導向線對路線線位局部進行修改，最后定出線位。總之，紙上定線的過程是一個反復試線、比較、逐步趨于完善的過程。定西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 10 線時要在滿足標準的前提下，結(jié)合自然條件，平、縱、橫綜合考慮，反復進行，直到達到綜合要求為止。 西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 11 第 3章 平面設計 平面線形要素及設計原則 本次設計平面線形要素主要由 直線、圓曲線、緩和曲線組成。 設計原則 如下： 平面線形應直捷、連續(xù)、均衡，并與地形、 地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)； 公路不論轉(zhuǎn)角大小均應敷設曲線，并盡量選用較大的圓曲線半徑。公路轉(zhuǎn)角過小時，應設法調(diào)整平面線形，當不得已而設置小于 7176。的轉(zhuǎn)角時，則必須按規(guī)定設置足夠長的曲線； 兩同向圓曲線間應設有 足夠長度的直線，不得以短直線相連，否則應調(diào)整線形使之成 為一個單曲線或復曲線或運用回旋線組合成卵形、凸形、復合形等曲線； 兩反向圓曲線間夾有直線段時應設置不小于最小 直線長度的直線段為宜，否則應調(diào)整線形或運用回旋線組合成 S 形曲線； 設置超高時，中間直線長度不得小于 15m； 應避免連續(xù)急彎的線形，可在圓曲線間插入足夠的直線或回旋線。 平面線形設計標準 設計車速 80km/h； 直線最大長度不超過 1600m； 直線最小長度 (1) 同向曲線間 大于 480m； (2) 反向曲線間大于 160m； 圓曲線最小半徑一般值 400m，極限值 250m； 圓曲線不設超高最小半徑 路拱橫坡 ≤2%時為 2500m， ＞ 2%時為 3350m； 圓曲線最大半徑不超過 10000m； 緩和曲線最小長度 70m。 平曲線設計 西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 12 平曲線設計所用部分公式 ( ) se c / 2hE R P R?? ? ? (31) hL2 —hh TJ ? (32) 2 / 24S RpL? － 3/ 2384SLR (33) 2( ) t a nhT R P q?? ? ? (34) 180hsL R L???? (35) 式中 ： Th—— 切線長， m； R—— 平曲線半徑， m； p—— 曲線內(nèi)移值， m； α —— 轉(zhuǎn)角 ； Ls— — 緩和曲線長， m； Eh —— 外距， m； Lh—— 曲線長， m； J—— 曲差或校正值， m； q—— 切線增長值 ,m； β0 —— 緩和曲線角。 平曲線設計計算 1） 主點樁號計算 ZH=JD－ Th (36) HY=ZH+Ls (37) YH=HY+( Lh 2 Ls) (38) HZ=YH+ Ls (39) QZ=HZ hL /2 (310) JD=QZ+ hJ /2 (311) JD1 (注： JD1是大半徑圓曲線，因滿足規(guī)范要求，所以沒有設緩和曲線 ) J=2T－ L= ZY=JDT= K0+—= K0+ YZ=ZY+L= K0++= K0+ 西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 13 QZ=ZY+L/2= K0+++ JD=QZ+J/2= K0++= K0+ JD JD JD JD5都屬于 基本型平面線性。 JD2 Jh=2Th— Lh= ZH=JD2— Th= K1+— = K1+ HY=ZH+Ls= K1++= K1+ YH= YH=HY+( Lh 2 Ls)= K1++（ — ） = K1+ HZ=YH+ Ls = K1++= K1+ QZ=HZ— Lh/2= K1+— = K1+ JD=QZ+Jh/2= K1++= K1+ JD JD JD5 各 曲線要素由上述方式 可 一同得出 ： JD3 ZH= K1+， HY= K1+， YH= K2+ HZ= K2+， QZ= K2+ JD4 ZH= K2+， HY= K2+， YH=K2+ HZ= K2+， QZ= K2+ JD5 ZH= K3+， HY= K3+， YH= K3+ HZ= K3+， QZ= K3+ 平面設計的整理 直線、曲線及轉(zhuǎn)角 表是平面設計成果之一，它是通過測角、丈量中線和設置曲線后獲得的成果，反映了平面線形設計的直線、曲線要素及數(shù)據(jù)，是施工時恢復路線的主要依據(jù)。 路線平面圖是設計文件中主要內(nèi)容之一，是平面設計的重要成果之一。它綜合反映了路線的平面位置、線形和尺寸，還反映了沿線人工構(gòu)造物。 西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 14 第 4 章 縱斷面設計 縱斷面設計原則 縱面線形應與地形相適應，線形設 計應平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全； 縱坡設計應考慮填挖平衡，并利用挖方就近作為填方，以減輕對自然地面橫坡與景觀的影響； 相鄰縱坡之代數(shù)差較小時，應采用大的豎曲線半徑； 連續(xù)上坡（或下坡）路段，應符合平均縱坡的規(guī)定并采用運行速度對通行能力與行車安全進行檢驗； 路線交叉處前后的縱坡應平衡； 位于積雪或冰凍地區(qū)的公路，應避免采用陡坡 縱斷面設計 縱斷面線形設計應根據(jù)公路的性質(zhì)、任務、等級和地形等因素，來確定變坡點，從而確定坡長、坡度、豎曲線半徑大小以及與平面線形的組合設計過程 。 縱斷面設計過程 根據(jù)平面地形圖上已知的等高線，每隔 20m確定各個里程樁的地面高程。 繪制完地面線后，同時繪出平面直線，平曲線示意圖，以便平縱的組合設計，之后，結(jié)合區(qū)域內(nèi)實際地形地貌，在路線縱斷面圖上選擇控制點。 根據(jù)已選好的控制點，結(jié)合縱斷面設計標準和實際地形、地貌及平曲線形，在路線縱斷面圖上補充添加控制，初步定出坡度設計線。 結(jié)合地面的起伏狀況，本著填挖平衡的原則，在小范圍內(nèi)調(diào)整各個變坡點及控制點的樁號、高程及坡度等。填方地段應盡量選設凹形曲線的變坡點；挖方地段應盡量選設凸 形曲線的變坡點，并結(jié)合平曲線的起始點，完成平包縱的設計。 根據(jù)各設計變坡點的樁號和地面高程，對一些沒有辦法要設橋梁的路段，應使橋梁設在豎曲線起終點 10m之外，也不能設在平曲線段。之后可根據(jù)以下公式西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 15 計算縱坡坡度： ii＝（ Yi+1Yi） /X (41) ωi＝ ii+1ii (42) 式中： ii—— 第 i 縱坡坡度，上坡為正，下坡為負； Yi—— 第 i 變坡點高程 。 X—— 第 i～ i+1 變坡點之間坡長； ωi— 第 i+1 縱坡與第 i 縱坡坡度差。 當 ωi為“ +”時，表示凹形豎曲線，當ω i為“ ”時，表示凸形豎曲線。 結(jié)合地形、地貌，根據(jù)設計標準及規(guī)定，并結(jié)合平豎曲線匹配的原則，選定適當?shù)呢Q曲線半徑，然后利用如下公式計算豎曲線的幾何要素，同時檢查豎曲線設計是否與平曲線發(fā)生沖突。 L ＝ Rω (43) T＝ L/2 (44) E ＝ Tω/4 (45) 式中： L ——豎曲線長（ m）； T ——豎曲線切線長（ m）； E ——豎曲線的外距長（ m）； ω——坡度差。 在路線縱斷面圖上，描繪出設計線路；然后計算對應樁號的設計高程和填挖高度，在縱斷面圖上繪制豎曲線及其要素，加以標注，完成縱斷面設計。 縱坡設計標準 最大縱坡 制定最大縱坡的依據(jù)是車輛類型、設計速度、自然條件，它是縱面線形設計的一項重要指標，最大縱坡的大小將直接影響路線的長短 、行車安全以及運營成本和工程的經(jīng)濟性。按照本次設計車速，最大縱坡為 5％ . 西南科技大學本科生畢業(yè) 論文 16 最大縱坡長度 長距離的陡坡對行車不利，連續(xù)上坡發(fā)動機過熱影響機械效率，使行駛條件惡化，下坡則因制動頻繁而危及行車安全，故應對縱坡最大長度有所限制?！稑藴省芬?guī)定，在本次設計車速情況下，縱坡為 3％ 時，最大坡長為 1100m，縱坡為 4％ 時，最大坡長為 900m，縱坡為 5%時，最大坡長為 700m。 最小縱坡長度 參照 《公路路線設計規(guī)范》 要求 ，本設計車速的最小坡長一般值為 200m。 緩和坡段 在連續(xù)陡坡長度大于最大坡長限制的規(guī)定時，在不 大于最大坡長所規(guī)定的長度處設置不大于 3％的縱坡，稱為緩和坡段，坡長應滿足最小坡長的規(guī)定，本次設計需要 設置緩和坡段。 合成坡度 它是指在有超高的路段上，有路線縱坡和超高橫坡所構(gòu)成的坡度，其值用下式計算： iH= 22 CZ ii ? (46) 其中， iH為合成坡度， Zi 為 路線縱坡， Ci 為超高橫坡。 參照 《 公 路路線設計 規(guī)范》 中規(guī)定 ，設計 車速為 80km/h 的最大合成坡度為％。 最小縱坡 為保證排水，最小縱坡設為 ％。 豎曲線設計 豎曲線應選用較大的半徑。同向豎曲線間，特別是同向凹形豎曲線間，如直線坡段不長，應合并為單曲線或復曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線；反向豎曲線間宜插入直線坡段，亦可直接連接。首先在縱斷面圖中做好直線及平曲線這欄，以便于豎曲線的設計 。 豎曲線最小半徑 豎曲線有凸形和凹形兩種，在本設計車速下，《規(guī)范》規(guī)定，凸形豎曲線半徑一般最小值為