【正文】 土石方數(shù)量的計(jì)算 假定兩橫斷面之間為一棱柱體，其體積計(jì)算公式為 [1]： ? ?2 21 LFFV ?? () 其中： 1F 、 2F : 分別為相鄰兩橫斷面的面積 （ m2） ； L ：相 鄰斷面之間的距離 （ m） 。 計(jì)算挖方面積時(shí)，邊溝在一定條件下是個(gè)定值，故邊溝面積可單獨(dú)算出直接加在挖方面積內(nèi)，不必連同挖方面積一起卡積距。 橫斷面面積的計(jì)算 本設(shè)計(jì)的橫斷面的面積采用幾何圖形法，將橫斷面分成若干個(gè)規(guī)則的幾何圖形，如三角形、矩形或梯形，然后分別計(jì)算其面積，即可得出總面積。 計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)《路基設(shè)計(jì)表》。 hJGJJ ibBbiBib )2(2 ???? 過(guò)渡段上 外緣 cxh )())(2()(cchGJGJJ hLxLxiiBbiib ????? 或 )(定值Gi 內(nèi)緣 cxh39。計(jì)算公式為 [1]： 表 繞中線旋轉(zhuǎn) 超高 值 計(jì)算公式 超高位置 計(jì)算公式 注 0xx? 0xx? 圓曲線上 外緣 ch ))(2()( hGJGJJ iiBbiib ???? 1. 計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之差； 2. 臨界斷面距過(guò)渡段起點(diǎn)：chG G Lii ix ?? 20 3. x 距離處的加寬值：bLxb cx ? 中線 ch39。 本設(shè)計(jì)的曲線半徑均小于不設(shè)超高的最小半徑 1500m,所以彎道上均需進(jìn)行超高設(shè)計(jì)。 為保證路面排水的通暢，超高過(guò)渡段中的雙坡階段（本例中即為橫坡度介于 0～ 2%的坡段）的超高漸變率不得小于 1/330，設(shè)計(jì)中必須驗(yàn)算。 超高緩和段長(zhǎng)度一般與緩和曲線長(zhǎng)度相等。 為了行車的舒適、道路的美觀和排水的流暢，必須設(shè)置一定長(zhǎng)度的超高緩和段，超高的過(guò)渡則是在超高緩和段上進(jìn)行的。當(dāng)汽車在圓曲線上等速行駛時(shí)產(chǎn)生的離心力是常數(shù)，而在回旋線上行駛時(shí)則因回旋線曲率的變化，離心力 也在變化。 超高及加寬 此二級(jí)公路平曲線半徑均大于 250m，不需要加寬，這里只需要進(jìn)行超高計(jì)算。 這里取 K0+800～ K0+900 的路段進(jìn)行設(shè)計(jì)，其余路段橫斷面本書(shū)省略。 路基橫斷面 路基采用 10m，路面寬 7 m，行車道寬 2 m=7m， 硬路肩寬 ，土路肩寬，路拱橫坡度為 2%，土路肩橫坡度為 3%。當(dāng)設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡車道和緊急停車帶時(shí)，尚應(yīng)包括這部分的寬度。 路基路面的寬度主要取決于車道數(shù)和每個(gè)車道的寬度。 現(xiàn)將兩方案的各項(xiàng)比較因素列表如下： 26 表 方案比較 比 選 項(xiàng) 目 方 案 二 方 案 一 平面線形 較優(yōu) 豎曲線形 較優(yōu) 平豎結(jié)合 較優(yōu) 地形起伏 較優(yōu) 填挖結(jié)合 較優(yōu) 沿線結(jié)構(gòu)物 較優(yōu) 架橋次數(shù) 較優(yōu) 占用農(nóng)田 較優(yōu) 對(duì)環(huán)境的影響 較優(yōu) 施工難易 較優(yōu) 顯然，綜合來(lái)看，方案二要優(yōu)于方案一，故本設(shè)計(jì)選擇方案二為推薦方案。方案一在占用農(nóng)田方面略多于方案二，但考慮到方案二的高填深挖肯定會(huì)造成公路用地的急劇增加，所以兩個(gè)方案在占地方面相差不明顯。 方案比選意見(jiàn) 從以上各方案主要指標(biāo)的總結(jié)中可以看到：兩個(gè)方案均能滿足使用任務(wù)和性質(zhì)要求，線形均較順暢，穿越地區(qū)相同， 總里程相差不大。 各方案主要指標(biāo) （ 1）方案一： 路線全長(zhǎng) ,全 線設(shè)有 3 個(gè)平曲線交點(diǎn)（不包括起點(diǎn)和終點(diǎn)），平均每公里 個(gè)； 4 個(gè)豎曲線 變坡點(diǎn) ，平 均每公里 個(gè)；平曲線最小半徑為 600m，平曲線總長(zhǎng)為（ ++） =，占路線總長(zhǎng)的 %； 豎曲線最小半徑為4000m（凹型）、 4000m（凸型），豎曲線全長(zhǎng)（ 160+160+164+176） =660 m，占路線總長(zhǎng)的 %，最大縱坡為 %，最小縱坡為 %。方案是否合理，不但關(guān)系到公路本身的工程投資和運(yùn)輸效率，更重要的是影響到路線在路線網(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防的要求和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。由于本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)速度為 60km/h，平縱組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一下原則： ① 平曲線和豎曲線的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，使得線形順滑優(yōu)美，行 車舒適安全； ② 平、豎重合時(shí)，應(yīng)滿足平包豎原則； ③ 最理想的平、豎頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系是頂點(diǎn)重合，若錯(cuò)開(kāi)不能超過(guò)平曲線長(zhǎng)度的 1/4； ④ 選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳谛熊嚢踩吐访媾潘? ⑤ 注意與道路周圍的環(huán)境相配合。 取 R=4000m，則 L=Rω=4000=176m T=L/2=176/2=88m E=T2/2R=882/8000= ②求豎曲線起、終點(diǎn)樁號(hào)： a、起點(diǎn)樁號(hào)： K2+80088= K2+712 b、終點(diǎn)樁號(hào)： K2+800+88= K2+888 ③求各樁號(hào)處的設(shè)計(jì)標(biāo)高： a、 K2+712（豎曲線起點(diǎn)）處： 設(shè)計(jì)高程： 3494+88= b、 K2+732 處： 橫距： x=732712=20m 豎距： h=x2/2R=2028000= 23 切線高程： +20= 設(shè)計(jì)高程： += c、 K2+732～ K2+868 處設(shè)計(jì)高程的計(jì)算方法同 K2+732 處，其結(jié)果如表 ； d、 K2+888（豎曲線終點(diǎn)）處： 設(shè)計(jì)高程： 349488= 表 K1+600 處的豎曲線計(jì)算表 樁 號(hào) 橫距 x (m) 豎距 h (m) 切線高程（ m） 設(shè)計(jì)高程（ m） K1+230(起點(diǎn) ) 0 K1+250 20 K1+270 40 K1+290 60 K1+310（中點(diǎn)） 88 3494 K1+330 60 K1+350 40 K1+370 20 K1+390（終點(diǎn)） 0 方案二 變坡點(diǎn) 1： 樁號(hào)： K0+9400,高程 ， i1=+%, i2=%, ω=%， 凸型， R=6000m 變坡點(diǎn) 2： 樁號(hào)： K1+900,高程： ， i2=%, i3=+%, ω=%， 凹型， R=7000m 變坡點(diǎn) 3： 樁號(hào)： K2+650,高程： ， i3=+%, i4=+%, ω=%， 凹型， R=6000m 現(xiàn)將方案二的豎曲線要素列于下表 ： 24 表 豎曲線表 序 號(hào) 樁 號(hào) 豎 曲 線 標(biāo)高（ m） 凸曲線半徑 R（ m） 凹曲線半徑 R（ m） 切線長(zhǎng) T（ m） 外距 E （ m） 起點(diǎn)樁號(hào) 終點(diǎn)樁號(hào) 0 K0+000 1 K0+940 6000 K0+ K1+ 2 K2+120 7000 K1+ K2+ 3 K2+730 6000 K2+ K2+ 4 K3+560 平縱組合設(shè)計(jì) [12] 從獲得良好行車條件的目的出發(fā)，協(xié)調(diào)平、縱、橫三方面的線形使之成為連續(xù)圓滑、順適美觀的空間曲線，滿足駕駛員和乘客視覺(jué)和心理上的要求，并有良好的排水條件。 取 R=4000m，則 L=Rω=4000=160m T=L/2=160/2=80m E=T2/2R=802/8000= ②求豎曲線起、終點(diǎn)樁號(hào)： a、起點(diǎn)樁號(hào)： K1+31080= K1+230 b、終點(diǎn)樁號(hào)： K1+310+80= K1+390 ③求各樁號(hào)處的設(shè)計(jì)標(biāo)高： a、 K1+230（豎曲線起點(diǎn)）處： 設(shè)計(jì)高程： 3496+80= b、 K1+250 處： 橫距： x=250230=20m 豎距： h=x2/2R=2028000= 切線高程： = 21 設(shè)計(jì)高程： += c、 K1+230 ～ K1+370 處設(shè)計(jì)高程的計(jì)算方法同 K1+230 處，其結(jié)果如表 ； d、 K1+390（豎曲線終點(diǎn)）處： 設(shè)計(jì)高程： 3496+80= 表 K1+600 處的豎曲線計(jì)算表 樁 號(hào) 橫距 x (m) 豎距 h (m) 切線高程（ m） 設(shè)計(jì)高程（ m） K1+230(起點(diǎn) ) 0 K1+250 20 K1+270 40 K1+290 60 K1+310（中點(diǎn)） 80 3496 K1+330 60 K1+350 40 K1+370 20 K1+390（終點(diǎn)） 0 （ 3） K2+130 處的豎曲線計(jì)算： ①計(jì)算豎曲線要素： %,%, 43 ???? ii 則 ω=%，為凸型豎曲線。 19 設(shè)計(jì)計(jì)算公式 豎曲線長(zhǎng)度 : L=Rω ( ) 豎曲線切線長(zhǎng) : T=L/2= Rω/2 ( ) 豎曲線上任一點(diǎn)的豎距 : h=x2/2R () 豎曲線外距 E: E=T2/2R () 方案一 變坡點(diǎn) 1： 樁號(hào)： K0+700,高程： 3510m， ω=4%，凸型， R=4000m 變坡點(diǎn) 2： 樁號(hào)： K1+310,高程： 3496m，ω =+4%，凹型， R=4000m 變坡點(diǎn) 3： 樁號(hào)： K2+130,高程： 3500m，ω =%，凸型， R=4000m 變坡點(diǎn) 4： 樁號(hào)： K2+800,高程： 3494m，ω =%，凹型， R=4000m （ 1） K0+700 處的豎曲線計(jì)算： ① 計(jì)算豎曲線要素： %, %,ii? ? ? 則 ω =4%，為凸型豎曲線。變坡點(diǎn)宜落在平曲線相應(yīng)的圓曲線或是長(zhǎng)直線上； (4)調(diào)整：對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，平縱組合是否得當(dāng)，如有問(wèn)題即進(jìn)行調(diào)整。 縱斷面設(shè)計(jì)步驟 縱斷面設(shè)計(jì)的一般步驟是 : (1)準(zhǔn)備工作：在設(shè)計(jì)紙上標(biāo)注里程和樁號(hào)，點(diǎn)繪地面線，填寫有關(guān)內(nèi)容； (2)標(biāo)注控制點(diǎn)：如路線的起、終點(diǎn)，不良路段的最小填土高度、最大挖深等縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)； (3)試坡：在已標(biāo)出控制點(diǎn)的縱斷面 圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，選線繪圖，結(jié)合地面起伏的變化，在這些點(diǎn)位置之間進(jìn)行穿插取值。 表 樁 號(hào) 坐 標(biāo) 樁 號(hào) 坐 標(biāo) N (X) E (Y) N (X) E (Y) K0+20 K0+20 K0+40 K0+40 K0+60 K0+60 K0+80 K0+80 K0+100 K0+100 18 K0+120 K0+120 120 K0+ K0+ 樁 號(hào) 坐 標(biāo) 樁 號(hào) 坐 標(biāo) N (X) E (Y) N (X) E (Y) K0+20 20 K0+100 K0+40 K0+120 K0+60 K0+ 路線縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級(jí)、沿線的自然條件和構(gòu)造物的控制標(biāo)高確定路線的標(biāo)高、各坡段的縱坡和坡長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)豎曲線。 在圓曲線上，各 點(diǎn)坐標(biāo)可按下式計(jì)算： pRy qRx ??? ?? )c os1(sin ?? 其中：0180 ??? ?? ??? Rl， l 為該點(diǎn)到 YH 點(diǎn)或 HY 點(diǎn)的 距離（曲線長(zhǎng)）。這樣方便在圖中定出曲線位置，此方法為切線支矩法。 6′ ″ 坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算是高等級(jí)公路定線中的重要工作，也是紙上定線的最后一步，在上述紙上定線的基礎(chǔ)上，計(jì)算出逐樁坐標(biāo)。 16′ ″ JD2～ JD3 788 352176。﹞ 曲 線 要 素 值 (m) 半 徑 緩和曲線長(zhǎng)度 緩和 曲線 參數(shù) 切線 長(zhǎng)度 曲線 長(zhǎng)度 外 距 校正值 JD0 K0+000 JD1 K0+ 600 110 JD2 K1+ 450 100 JD3 K2+ 600 110 JD4 K3+ 16 表 交點(diǎn)間直線長(zhǎng)度 交點(diǎn)號(hào) 直線長(zhǎng)度及方向 直線段長(zhǎng) (m) 交點(diǎn)間距 (m) 計(jì)算方位角