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正文內(nèi)容

土木道橋二級(jí)公路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-31 22:51 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 處黑龍江省境內(nèi),兩點(diǎn)間多山嶺,沿線無不良工程地質(zhì)。 沿河線 特征路線前半部分基本上是沿河線,路線走向明確,路線縱坡緩,線形好,是比較好的選擇方案。但沿線多為開闊的階地,而這些介地是山嶺重丘區(qū)僅有的良田及耕地,修路與占地的矛盾突出,應(yīng)盡量解決好占地問題;二應(yīng)靠近山坡進(jìn)一些,但靠山體過近,路線的線形就會(huì)差一點(diǎn),同時(shí)易于破壞山體的穩(wěn)定性,要增加山體的坡面防護(hù)措施,需防止山體滑坡,碎石崩塌,山洪沖毀路基的可能性,結(jié)合兩者,選擇線形時(shí),宜離開山體一段距離。同時(shí),注意道路的橫向排水。此外,山區(qū)居民多聚居于傍山沿河一帶,城鎮(zhèn)和居民點(diǎn)多,沿河線便于發(fā)展公路的使用效益;沿河線便于施工,養(yǎng)護(hù)和行車使用,另外,路線旁山依河,砂礫石料豐富,水源充足,為施工養(yǎng)護(hù)提供了就地取材的條件。 逐段安排路線(1) 河岸選擇由于河谷兩岸情況各有利弊,選線時(shí)應(yīng)比較兩岸地形、地質(zhì)、水文、氣候等條件以及農(nóng)田水利規(guī)劃等因素,避難就易,充分利用有利的一岸。沿河線路線應(yīng)選擇在地形寬坦,有階地可利用,支溝較少且溝長較短,水文及地質(zhì)條件較好地一岸。當(dāng)這些有利的條件交替出現(xiàn)在河流的兩岸時(shí),應(yīng)深入調(diào)查綜合比較,決定取舍或換岸使用。積雪地區(qū),在不影響路線全面布局的前提下,應(yīng)盡量選擇陽坡和迎風(fēng)的一岸,以減少積雪,冰凍等病害。有時(shí)即使陽坡工程大些,也應(yīng)當(dāng)從延長通車時(shí)間和保證行車安全著眼,選擇陽坡方案。(2) 跨河換岸地點(diǎn)的選擇沿河線除起終點(diǎn)在同一岸,且里程較短,工程不大時(shí)不考慮跨河外,一般情況下都需考慮是否跨河換岸布線。為了避讓不良地質(zhì)地段;河谷兩岸有利地形條件交替出現(xiàn)時(shí),為了利用有利地形,避開艱巨工程;為了避讓鐵路、農(nóng)田、大型水利工程、重要建筑設(shè)施等地物障礙;為了縮短里程,提高線形標(biāo)準(zhǔn)等可考慮兩岸交替布線。經(jīng)調(diào)查和分析,此方案無須跨河換岸。 紙上定線(1) 選定控制點(diǎn)方案一K1+157處,方案二K2+455,K2+730處為季節(jié)性河流,要設(shè)置一小橋涵,如可以做到正交,就盡量符合水流方向,盡量正交。方案一K2+560處,方案二K3+160處需設(shè)小型橋梁,方案一可根據(jù)具體情況遷就原橋位。起點(diǎn)至樁號(hào)K2+280段為沿河線,路線及河流均沿等高線走向,地勢(shì)起伏較緩,坡度較小。 靠山腳布線,路線沿高階地布設(shè),雖略有增長,縱面會(huì)有起伏,但可不占或少占農(nóng)田,不受洪水威脅,路基強(qiáng)度高。沿河岸布線,路線線形較好,坡度均勻、平緩、但臨河一側(cè)受洪水威脅大,需做防護(hù)工程。直穿田間,線形標(biāo)準(zhǔn)高,但占用農(nóng)田最多,路基穩(wěn)定性差,有時(shí)還需換土,一般不采用??紤]該路段為重要農(nóng)業(yè)區(qū),選線時(shí)應(yīng)盡量少占用農(nóng)田,因此方案一采用靠山腳布線。樁號(hào)K2+760附近有一埡口。(2) 試坡a=h/i平均 (61)式中a——相鄰等高線間平距i平均——山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路最大縱坡為 6%h——地形圖上的等高距為10m所以,a=10/=,在1:10000的地形圖上,a=。(3) 平面試線結(jié)合地形,確定必須通過的點(diǎn)(如控制點(diǎn)),適當(dāng)照顧的點(diǎn)(如試坡后的點(diǎn))和可以不考慮的點(diǎn),然后將點(diǎn)連成線,并定出交點(diǎn)。 具體的路線走向見平面圖。 越嶺線 特征方案后半部分主要為越嶺線,途中穿越一埡口,因地形較為復(fù)雜,路線的平、縱、橫三方面應(yīng)考慮多一些。(1) 埡口地選擇埡口選擇應(yīng)在符合路線基本走向的前提下,從可能通過的埡口中根據(jù)其位置、標(biāo)高、地形條件、地質(zhì)情況及發(fā)展條件總和比較確定,埡口海拔高低及其與山下控制點(diǎn)的高差,對(duì)路線長短、工程量大小和營運(yùn)條件有直接的影響。由越嶺線長度、縱坡和高度三者之間的關(guān)系可知,當(dāng)平均縱坡一定時(shí),降低相對(duì)高差,可使路線長度減短,故選線時(shí)應(yīng)選擇標(biāo)高較低的埡口。選擇埡口不僅要低,而且位置要符合路線的走向,即路線通過不需無效延長路線就能和前后控制點(diǎn)銜接。選擇埡口必須和山坡展線條件一起考慮。如遇有地質(zhì)較好、地形平緩、利于展線降坡的山坡,即使埡口位置略偏或略高,也應(yīng)比較,不要輕易放棄。此外還要考慮埡口的地質(zhì)條件。(2) 越嶺標(biāo)高的確定埡口選定后,過嶺標(biāo)高就直接關(guān)系到越嶺方式、路線的長短、兩側(cè)展線方案及工程數(shù)量的大小。因此過嶺標(biāo)高應(yīng)綜合考慮公路等級(jí),越嶺路段的地形、地質(zhì)等自然條件經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。從地形條件來看,一般啞口寬而厚、地質(zhì)條件差的不宜多切,而宜采用淺挖低填過嶺,過嶺標(biāo)高基本上就是埡口標(biāo)高;山脊瘦、地質(zhì)條件好的埡口可以多切,切深以不危及路基穩(wěn)定為度。最大切深根據(jù)巖石類星河構(gòu)造情況而異。當(dāng)挖深在25m-30m以上時(shí),則應(yīng)與隧道方案進(jìn)行比較。 定線原則(1) 選擇控制點(diǎn)兩方案均采用靠山腳布線,(2) 試坡a=,根據(jù)此平距,采用圓規(guī)在地形圖上對(duì)越嶺線部分定點(diǎn)。(3) 平面試線 方案一著重考慮如何靠近陸家屯定線,方案二重點(diǎn)考慮盡量沿山腳定線以保持路基穩(wěn)定。線位選擇均在1:50000地形圖上進(jìn)行。然后利用緯地軟件進(jìn)行具體定線并對(duì)紙上定線進(jìn)行修正。 路線的勘測(cè)設(shè)計(jì) 路線交點(diǎn)坐標(biāo)與路線轉(zhuǎn)角的確定 導(dǎo)線的確定:在1:50000的地形圖上初步定線后,利用緯地軟件進(jìn)行詳細(xì)定位,確定路線各要素坐標(biāo),詳細(xì)結(jié)果見附表Ⅰ-1“直線及曲線一覽表”。 兩方案平面設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)在初步階段仍采用軟件設(shè)計(jì),運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算不是重點(diǎn),故省去了以往設(shè)計(jì)時(shí)大量煩瑣的手算過程,提高了初步設(shè)計(jì)的精確性,因此對(duì)以下平面設(shè)計(jì)中的公式計(jì)算部分僅做簡單涉及。具體計(jì)算可參見有關(guān)手冊(cè)的相關(guān)章節(jié)。(如《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》,人民交通出版社) 平曲線要素的確定(1) 圓曲線要素及其計(jì)算 略(2) 主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算 略 緩和曲線設(shè)計(jì)(1) 緩和曲線的作用a) 使汽車從一個(gè)曲線過渡到另一個(gè)曲線的行駛過程中的離心加速度逐漸變化。b) 緩和曲線作為超高和加寬變化的過渡段。c) 緩和曲線通過其曲率的逐漸變化,可適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡及路線的順暢,以構(gòu)成美觀及視覺協(xié)調(diào)的最佳線形。(2) 緩和曲線要素的計(jì)算 a) 帶有緩和曲線的平曲線要素的計(jì)算b) 主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高的圓曲線最小半徑1500米時(shí),要設(shè)緩和曲線,根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定,緩和曲線的長度不能小于35米,同時(shí),在該路段上要設(shè)超高和加寬,超高的詳細(xì)設(shè)計(jì)見后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)部分。 初步設(shè)計(jì)的平曲線加樁在路線選定和曲線計(jì)算完成之后,要將路線加樁,直線段為100米加樁,曲線段為50米加樁。由于采用軟件進(jìn)行上述工作,本設(shè)計(jì)為10米加樁。 曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算計(jì)算結(jié)果詳見附表Ⅰ-1“直線及曲線曲線一覽表”。 縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面線形設(shè)計(jì)的一般要求對(duì)于新建公路路基設(shè)計(jì)標(biāo)高,二級(jí)公路采用路基邊緣標(biāo)高,縱斷面線形主要由縱坡和豎曲線組成,縱坡的大小與坡度的長度反映了公路的起伏程度,直接影響公路服務(wù)水平和運(yùn)營成本,也反應(yīng)了公路是否經(jīng)濟(jì)、適用,因此,設(shè)計(jì)中必須對(duì)坡度、坡長及其相互組合進(jìn)行合理安排。凹曲線的邊坡頂點(diǎn)不要設(shè)在兩邊都是挖方路段,這樣排水不利,使路基受到水的浸泡,降低路的壽命和使用質(zhì)量。同時(shí)更應(yīng)注意,當(dāng)連續(xù)縱坡大于5%時(shí),要設(shè)置小于3%的緩和坡段,其距離要大于120米。相鄰縱坡的代數(shù)差小時(shí),應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑??v斷面設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)的確定,詳細(xì)情況見第5章所述??v斷面設(shè)計(jì) 注意平縱配合 平面直線與縱斷面直線組合這種線形組合單調(diào)、呆板,行駛過程中路線視景不變,容易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞感。尤其在高速行車時(shí),容易導(dǎo)致交通事故。在交通比較復(fù)雜的路段,這種線形組合是有利的。設(shè)計(jì)中可采取措施來彌補(bǔ)景觀單調(diào)的不足。 平面直線與縱斷面凹形曲線組合這種組合具有較好的視距。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):(1) 避免插入較短的凹形豎曲線,或插入小半徑曲線(一般應(yīng)大于最小半徑的3-4倍),以免產(chǎn)生折點(diǎn)。(2) 兩個(gè)凹形豎曲線間不要插入短直線,此時(shí)宜將兩個(gè)凹曲線合并成一個(gè)凹曲線,可改善視覺條件。(3) 長直線的末端不宜插入小半徑凹形豎曲線。 平面直線與縱斷面凸形曲線組合這種組合視距條件差、線形單調(diào),使司機(jī)對(duì)前方道路情況無法做出判斷,應(yīng)盡量避免。使用這種組合應(yīng)注意采用大半徑曲線,以保證視距。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)凹形和凸形豎曲線時(shí),會(huì)造成不良視覺效果,一般應(yīng)盡量避免。 平面曲線與縱斷面直線組合如果平曲線半徑選擇適當(dāng),這種組合效果良好,汽車在這種線形上行駛,可獲得良好的景觀效果。如果平曲線與直線組合不當(dāng),曲線半徑過小,或直線長度過短,平曲線半徑與縱坡不協(xié)調(diào),都會(huì)導(dǎo)致線形折曲。這種組合還應(yīng)滿足合成坡度的要求,尤其應(yīng)避免急轉(zhuǎn)陡坡組合。 平面曲線與縱面曲線組合這兩種組合形式很常見,但比較復(fù)雜,如果曲線半徑適宜,平縱線形要素均衡,可以獲得視覺舒適、誘導(dǎo)效果良好的空間曲線。此種組合應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1) 一般情況下,當(dāng)平豎曲線半徑較大時(shí),宜將平豎曲線半徑頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)。若兩者不能很好的配合,兩者的半徑都小于某一限度時(shí),宜將平豎曲線拉開相當(dāng)距離。(2) 平曲線與豎曲線的大小保持均衡(3) 豎曲線的頂部或底部,不得與反向平曲線的拐點(diǎn)重合,尤其是凸形豎曲線,容易造成判斷失誤。(4) 避免轉(zhuǎn)角小于7176。的平曲線與坡度角較大的凹形豎曲線組合。(5) 緩和曲線不得與小半徑豎曲線重疊。(6) 不宜將小半徑平曲線設(shè)置在豎曲線的底部或頂部。平豎曲線對(duì)應(yīng)重疊有如下優(yōu)點(diǎn):(1) 利于誘導(dǎo)視線(2) 有利于行車安全(3) 線形舒適美觀平曲線與豎曲線的各種組合見下圖6-3。圖6-3 平曲線與豎曲線的各種組合 縱斷面設(shè)計(jì)的步驟此圖中縱向比例為1:1000,橫向比例為1:10000。(1) 在所確定的路線上,確定加樁路線的地面高程,其高程值詳見縱斷面圖,繪出地面線。標(biāo)出里程樁號(hào)和平面線形信息。(2) 確定控制點(diǎn)??刂泣c(diǎn)包括:路線起終點(diǎn);越嶺埡口高程;大中橋涵;地質(zhì)不良地段的最小填土高度和最大挖深;與鐵路、公路交叉點(diǎn);重要的電力(桿)管線的凈高;重要城鎮(zhèn)過道點(diǎn)等。對(duì)于山嶺區(qū)二級(jí)公路也要考慮填挖平衡。(3) 在這些控制點(diǎn)間穿插,初步定出坡度線。(4) 調(diào)整坡度線。檢查各指標(biāo)是否滿足,使道路的平縱線形協(xié)調(diào),同時(shí)考慮排水和路基設(shè)計(jì)的基本要求,其坡度值見縱斷面圖。(5) 在完成拉坡的縱斷面圖上,通過坡度和坡長計(jì)算縱斷面上的設(shè)計(jì)高程,所得值詳見縱斷面圖。 縱斷面的豎曲線設(shè)計(jì)為了提高行車的平順性,相鄰變坡點(diǎn)之間的距離應(yīng)不小于兩豎曲線間的切線長,以便插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線。豎曲線有凹形豎曲線和凸形豎曲線兩種。 豎曲線要素計(jì)算初步設(shè)計(jì)中只確定了豎曲線的半徑、切線長和外矢距三個(gè)要素。表6-2 豎曲線要素表(方案一) (m)序號(hào)樁號(hào)RTE0K0+0001K1+5205002K2+1404004K3+表6-3 豎曲線要素表(方案二) (m)序號(hào)樁號(hào)RTE0K0+0001K1+00041002K1+39025000,7713K2+1608000K3+ 初步確定橋涵位置、類型、孔徑和數(shù)量小橋涵施工是公路排水的主要構(gòu)造物,在本路段設(shè)計(jì)中小橋涵的多少直接影響工程造價(jià)和使用效果。不同構(gòu)造型式的涵洞常用跨徑、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)見表6-4和表6-5。 表6-4 不同構(gòu)造型式的涵洞的常用跨徑構(gòu)造型式常 用 跨 徑 (cm)圓管涵50、7100、12150蓋板涵7100、12150、200、250、300、400拱涵100、150、200、250、300、400箱涵200、250、300、400、500表6-5涵洞的適用性和優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)造型式適 用 性優(yōu) 缺 點(diǎn)管涵有足夠填土高度的小跨徑暗涵對(duì)基礎(chǔ)的適應(yīng)性及受力性能較好,不需墩臺(tái),圬工數(shù)量少,造價(jià)低蓋板涵要求過水面積較大時(shí),低路堤上的明涵或是暗涵構(gòu)造較簡單,維修容易??鐝捷^小時(shí)用石板涵;跨徑較大時(shí)用鋼筋砼蓋板拱涵跨越深溝或高路堤時(shí)設(shè)置。山區(qū)石料資源豐富,可用石拱涵跨徑較大,承載潛力較大。但自重引起的恒載也較大,施工工序較繁多箱涵軟土地基時(shí)設(shè)置整體性強(qiáng),但鋼筋用量較多,造價(jià)高,施工較困難(1) 方案一:5處設(shè)涵洞,一處設(shè)置小橋。在樁號(hào)K0+916附近有一季節(jié)性水溝,當(dāng)暴雨時(shí)期或雨量較大時(shí),才形成河溝。根據(jù)目前和長遠(yuǎn)的需要,經(jīng)濟(jì)造價(jià)方面考慮,該處建一涵洞即可。樁號(hào)K2+590出為一非季節(jié)性河流,有一舊橋通過,可利用原先橋位,設(shè)置一220米混凝土梁橋。以下表中若無特別注明,皆為鋼筋混凝土圓管涵。 表6-6 涵洞匯總表(方案一)樁號(hào)涵洞類型和孔徑K0+9162K1+6701K2+5901K2+7101K3+2402方案二:5處設(shè)涵洞,一處設(shè)置小橋。 樁號(hào)K2+470,K2+830處為季節(jié)性水溝,當(dāng)暴雨時(shí)期雨量較大時(shí),才形成河溝,根據(jù)目前和長遠(yuǎn)需要,經(jīng)濟(jì)造價(jià)方面考慮,該處建涵洞。樁號(hào)K3+360出為一非季節(jié)性河流,有一舊橋通過,可利用原先橋位,設(shè)置一220米混凝土梁橋。以下表中若無特別注明,皆為鋼筋混凝土圓管涵。 表6-7 涵洞匯總表(方案二) 樁號(hào)涵洞類型和孔徑K0+9302φ1..5鋼筋混凝土K1+7301K2+4701K2+8301K3+3602 兩條方案的優(yōu)劣評(píng)價(jià) 路線方案比選的評(píng)價(jià)指標(biāo)路線方案比選的評(píng)價(jià)指標(biāo)較多,主要有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策及國防上的意義,交通網(wǎng)系中的作用及其聯(lián)系城鎮(zhèn)的多少等指標(biāo),本設(shè)計(jì)中只作技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩類評(píng)價(jià)指標(biāo)的比較。 方案的比選比選具體指標(biāo)見表6-8。從表中對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)可以看出,方案1的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要略優(yōu)于方案1。本設(shè)計(jì)路段起點(diǎn)為新興屯,終點(diǎn)
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