道路与桥梁工程课程设计.doc
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1、道路与桥梁工程课程设计1设计总说明书1.1设计依据根据合肥学院建筑工程系工程管理专业道路与桥梁工程课程设计任务书。1.2公路设计概况1.2.1概况 根据设计任务书要求,本设计为山岭区二级公路线型设计,设计车速60km/h,路基宽度10m,路拱采用2%横坡,路面路肩同横坡度。设计执行的部颁标准、规范有:公路工程技术标准JTGB01-2003公路路线设计规范JTGD20-2006公路路基设计规范JTGD30-20041.3沿线自然地理概况自然条件:本线一端接山区,另一端为微丘地形,中间为重丘过渡段,(即本课题设计路段),该段地质情况基本稳定,除地表0.51.0米风化土层外,下部为石灰岩,地下水位一
2、般较深对路基与边坡稳定影响不大。基础资料提供设计用地形图一张,比例尺为1/2000,等高距为2米。1.5沿线筑路材料等建设条件 沿线地方材料有:碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等。其他材料如沥青、水泥、矿粉需到外地采购。1.6路线本路段按三级公路标准测设,设计车速40KM/h,测设中在满足公路路线设计规范及在不增加工程造价的前提下,充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计,力求平面线型流畅,纵坡均衡,横断面合理,以达到视觉和心理上的舒展。路线测设里程全长1.400公里,主要技术指标采用情况如下:平曲线个数(个) 2 平均每公里交点个数(个) 0.7平曲线最小半径(米/个) 67/1平曲线占路线长(
3、%) 16直线最大长(米) 500变坡点个数(个) 5 平均每公里变坡次数(次) 3.6最大纵坡(%) 7凸型竖曲线最小半径(米/处) 3000凹型竖曲线最小半径(米/处) 20001.7横断面设计1、路基横断面布置: 0.75+3.75+3.75+0.75=8.5米路面横坡设置(不含超高路段):路肩为3%,行车道为2%。2、加宽、超高方式:全线加宽采用比例过度,超高方式为绕内边线旋转。路基土石方计算控制标高为土基标高,不含路面厚度。1.8 道路技术标准道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h402平曲线半径一般值 m100极限值60不设超高最小半径路拱2.0%m6003平曲线最
4、小长度m 4缓和曲线最小长度m355最大纵坡%76最小坡长m1207相应纵坡的最大坡长4%m11005%9006%7007%5008停车、会车、超车视距m40、80、2009竖曲线半径凹、凸形一般值m700极限值m45010竖曲线最小长度m7011平曲线最大超高%81.9设计项目1、确定道路技术等级和技术标准2、纸上定线3、平面定线设计4、路线纵断面设计5、路线横断面设计2平面选线及定线2.1平面选线2.1.1平面选线的原则1、应该尽量避开农田,做到少占或不占高产田。2、保证行车安全、舒适、迅速的前提下,使工程数量小,造价低,运营费用省,效益好,并有利于施工和养护。3、选线时应对工程地质和水文
5、地质进行深入勘测,查清其对工程的影响。4、选线应重视环境保护,注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.1.2平面设计技术指标 1、直线本道路设计速度40km/h,在城镇及其附近或景色有变化的地点大于20V是可以接受的,在景色单调的地点最好控制在20V以内,直线段长度不应超过800m为宜。 2、圆曲线圆曲线最小半径圆曲线是平面线形中常用线形要素,圆曲线设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。圆曲线半径技术指标(km/h)一般公路(40km/h)一般最小半径(m)100极限最小半径(m)60不设超高的最小半径(m)路拱600路拱2%800圆曲线最大半径选用圆曲线半径时,在地形条件允
6、许的条件下,应尽量采用大半径曲线,圆曲线半径不可大于10000米。圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时,根据沿线地形情况,尽量采用不需设超高的大半径曲线。平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线(或超高,加宽缓和段)和一段圆曲线的长度;缓和曲线长度:圆曲线长度:缓和曲线长度宜在:1:1:1 到1:2:1之间。平曲线的最小长度一般值:400m平曲线最小长度极限值取:140m3、缓和曲线公路路线设计规范JTG D20-2006规定:一般公路(40)缓和曲线最小长度为30m.。一般情况下,在直线与圆曲线之间,当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时,可不设缓和曲线。2.1.3线
7、路方案拟定与比较根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件,确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准,满足行车要求,工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素,初步拟定了两个方案:方案一:优点: 路线短; 土方量小; 路线线形好,行车舒适;缺点:占用部分农田。方案二: 优点: 占农田少 缺点: 挖方量较大; 造价较高; 路线长综合考虑,选取方案一较为合适。2.2纸上定线本路段为平原微丘区,多为中低山地貌,地势稍陡。该工程整个地形、地貌特征平坦,地形起伏不大。2.2.1定导向线:1、首先在1:1000的地形图上,仔细研究路线选线阶段选定的主要控制
8、点间的地形、地质情况,选择有利地形,拟定路线走法。2、使两脚规的开度等于平,从路线起点A开始,拟定的路线走法在等高线上依次截取各点,直到最后一点的位置和标高按近路线终点B为止。3、连接各点,分析该折线在利用地形和避让地物,以及工程艰巨的情况,从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点,并重新连接各点。2.2.2确定路线位置1、在前面定出的导向线的基础上,用不同半径的模板在路线平面可能出现的转点处描出路线平面位置,并标出其半径。2、用直线连接各曲线,使各直线相交,初步定出路线交点。 3、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整,力争定出线形好、工程量小的路线位置。3线路平面设计3.1参数确定3.1.1
9、确定交点坐标 1、根据地形图上所定出的路线位置,通过地形上的等高线推算各交点的坐标。步骤如下:、推算坐标时,应在交点所在的坐标格内进行,先假定该坐标格四个脚点中的左下脚点为原点。、量出交点的到坐标横(纵)轴的距离,再量取坐标格的垂直(水平)长度。、计算坐标增量。从地形图可以看出相邻坐标网格线间的距离为0.2,按式: 即可得出在该坐标格内的坐标增量,再用此坐标增量加上原点在整体坐标系下的坐标值即可得出该交点的坐标。 2、按上述方法推算出的各交点坐标如表3-1。交点坐标表 表3-1交点X(N)Y(E)交点X(N)Y(E)起点6215.0006680.000JD16445.0006786.000JD
10、26977.0007626.000终点7083.0007721.0003.1.2初拟平曲线半径及缓和曲线长 纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长如表。半径及缓和曲线长 表3-2交点半径(m)缓和曲线长(m)JD115740JD267303.2平面设计3.2.1平面设计计算(1) 平曲线1计算 确定两交点转角的的1= 62。 拟定半径R=157m。 缓和曲线长度计算 a.按离心加速度的变化率计算:(m) b.按驾驶员的操作及反应时间计算: 27(m) c.按视觉条件计算: (m)综合以上各项,为保持现行连续性确定m 曲线要素的计算(m)(m) (m)(满足要求) (m)(m)(m)H
11、Y、YH点的坐标(X。,Y。) 曲线1主点桩号计算如下: = K0+295-101.835=K0+193.165=K0+193.165+15= K0+208.165=K0+208.165+ = +15= K1+86.835= K0+86.835-= K0+285.56= K0+285.56+= (计算无误) (2)平曲线2计算 确定两交点转角的的2= 420000。 拟定半径R=67m。 缓和曲线长度计算 a.按离心加速度的变化率计算:(m) b.按驾驶员的操作及反应时间计算:27(m) c.按视觉条件计算:(m)综合以上各项,为保持现行连续性确定m 曲线要素的计算(m)(m) 50(m) (
12、m)(m)(m)HY、YH点的坐标(X。,Y。) 曲线2主点桩号计算如下:= -50.00= K1+235.00= K1+235.00+30= K1+265.00= K1+265.00+ K1+284.00= K1+284.00+30= K1+314.00= K1+314.00-= K1+274.50= K1+274.50+=(计算无误)3.3平面设计成果3.3.1 编制相关表格根据程序计算所得结果绘制直线、曲线及转角表,见附表一直线、曲线及转角表。3.3.2 绘制路线平面图见图一。附表一:直线、曲线及转角表外距1026.168备注20曲线长度9184.80直线长度及方向计算方位角196200
13、/切线长度8101.835交点间距(m)18655.20缓和曲线长度长度740.00直线长度(m)17567.82半径6157.00曲 线 位 置HZ16K1+86.8354转角值5右6200/YH15K0+71.835交点桩号4K0+000.00K0+295.00KQZ14K0+285.56交点坐标Y36766.006786.006874.00HY13K0+208.165X2 6344.006445.006463.00ZH12K0+193.165交点11起点转点 终点交点号1起点转点终点外距105.36备注20曲线长度979.00直线长度及方向计算方位角194200/切线长度850.00交点
14、间距(m)18655.20缓和曲线长度长度730.00直线长度(m)17567.82半径667.00曲 线 位 置HZ16K1+314.0054转角值5左4200/YH15K1+284.00交点桩号4K0+000.00K1+285.00KQZ14K1+274.50交点坐标Y37599.007926.007642.00HY13K1+265.00X2 6976.006977.006999.00ZH12K1+235.00交点21起点转点 终点交点号1起点转点终点4路基纵断面设计4.1准备工作在线路平面图上依次截取各中桩桩号点,并推算对应的地面标高。然后在CAD图上按横向1:2000,纵向1:200的
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