一级道路毕业设计方案.doc
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1、序言毕业设计是对我们大学所学专业知识回顾和提升,做好设计能为我们以后学习和工作打下坚实基础。公路交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务公共基础设施,是衡量一个国家经济实力和现代化水平关键标志。中国从“七五”开始,公路建设进入了高等级公路建设新阶段,近几年伴随公路等级不停提升,路桥方面知识得到越来越多应用。此次设计中,利用了纬地设计程序、AutoCAD、公路路面设计系统等程序。查阅了相关资料后,做了以下工作:1明确设计任务依据和概况。包含设计标准和标准,沿线筑路材料等。2确定公路等级和技术标准。3平面设计,包含平面线形设计、纵断面设计、横断面设计。平面线形设计首先确定路线方案依据孙家驷主编道路
2、勘测设计(人民交通出版社),依据选线通常要求,综合考虑沿线地形、地物、地质、水文条件等影响原因,根据选线步骤选定一条切实,可行方案。纵断面线形设计是依据已经确定路中线位置,结合所经地面起伏情况,在地面上确定各中桩点具体位置和桩号,并用内插法计算各点面地面高程。4路基设计。利用土力学(中国建筑工业出版社)、基础工程(中国建筑工业出版)、邓学均主编路基路面设计(人民交通出版社)各项要求对挡土墙进行设计。5路面设计。路面结构设计是依据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)、路基路面工程(人民交通出版社)要求,完成各项指标设计。6小桥涵、平面交叉口设计。本设计内容全方面地包含了交通土建专业所学知识
3、,是一次全方面设计演练。设计应达成技术要求为满足实际施工要求,即所设计内容正确、可行。为此,设计过程中要以设计规范为准绳,严格控制各设计内容满足规范和相关条例要求。限于时间和经验不足等方面原因,在设计过程中难免有不尽合理和完善之处,尽请指正。第一章 道路线形设计1.1设计要素确定1.1.1路线方案确定在本设计中,地形复杂、地域范围很广,路线方案选择首先是在1:5000航测地形图上从较大面积范围内选定部分细部控制点,连接这些控制点,形成路线布局,此时路线雏形已经显著勾画出来。1.1.2确定道路等级公路依据交通量及其使用功效、性质分为五个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。依据
4、所给资料,查公路工程技术指标,先确定按一级公路标准建设,双向4车道,路基宽度26米,设计车速为100km/h。1.2选线1.2.1一级公路只要技术指标公路几何指标计算、确定和复核表 表1.1计算行车速度(km/h)100纵坡大于(%)0.3行车道宽度(m)27.5最大纵坡(%)4车道数4最小纵坡(%)0.30.5中间带中央分隔带宽度(m)通常值2.00坡长限值(m)纵坡坡度(%)31000极限值2.004800左侧路缘带宽度(m)通常值0.75缓解段坡长小于(%)3极限值0.50合成坡度(%)10.0中间带宽度(m)通常值3.50竖曲线凸形竖曲线半径(m)极限最小值6500极限值3.00通常最
5、小值10000硬路肩宽度(m)通常值3.00凹形竖曲线半径(m)极限最小值3000极限值2.5通常最小值4500视距停车视距(m)160竖曲线最小长度(m)85行车视距(m)160视觉所需最小竖曲线半径值(m)凸形16000公路用地大于(m)3m凹形10000平曲线极限最小半径(m)400V60km/h同向曲线间最小直线长度(m)6V通常最小半径(m)700反向曲线间最小直线长度(m)2V不设超高最小半径(m)4000路基宽度(m)通常值26最大半径不应大于(m)10000改变值24.5最小长度(m)170最小坡长(m)250平曲线超高横坡小于(%)10缓解曲线最小长度m85路拱横坡(%)1.
6、02.01.2.2地形综述地形条件:本路段有部分农田分布,渠道纵横交错,湖泊较多。天然建筑材料基础为零,需要全部运输。地质条件:该地域地势平坦,地下水埋深平均为1.0m,路基土湿度较大,修筑时依据干燥条件要考虑填土高度。气候条件:当地域气候温暖适宜,不易发生翻浆和冻胀情况。1.2.3选线标准平原地域公路选线应符合以下标准(1) 依据道路使用任务和性质,综合考虑路线区域国民经济发展情况和远景计划,正确处理好近期和远景关系,在总体计划指导下,合理选择方案。(2) 认真领会任务书精神,深入现场,多跑、多看、多问、多比较,深入调查当地地形、气候、土壤、水文等自然情况,以利于选择有价值方案进行比较。(3
7、) 充足利用有利地形、地势,尽可能回避不利地带,正确利用技术标准,从行车安全、通畅和施工养护经济、方便着眼,对路线和地形配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面结合,努力争取平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。平原地域河道密布、沟塘众多,在交通工程建设中,尤其是高等级公路建设中,桥涵结构物及沟塘软基处理增多,使得工程造价大大增加。在一级公路中,桥涵结构物和沟塘处理费用要占总造价二分之一以上,所以所选路线直接影响着工程总造价。在选线时要作认真比较,绕避沟塘和降低中小桥涵数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短,交角变小,但这么往往又会使路线变小。对部分方案路线,进行估算比较后选择造价较低路
8、线,有时在部分地段,因为地形限制,要达成一级路要求需要增加相当大费用;比如沿河路线要跨越该河时,因为该河较宽且为等级航道,假如达成一级公路技术标准,要么使大桥角度斜穿河道,要么在桥头设匝道,大桥大角斜穿河道对应就增加了桥长和跨径,角度越大增加越大,所需要费用也就越多;在桥头设置匝道,因为是等级航道,通航净空较大,桥头较高,要使匝道部分平曲线,竖曲线达成一级路要求,匝道将会很长,也就是说大大增加了路线长度,增加了费用。为了降低费用,在这些地段路线常采取规范要求极限值,甚至在极部分情况下,采取低于规范极限值标准,这么虽使部分地段标准有所降低却省了数目可观费用,同时经过交通工程设计如设置急速标识、减
9、速车道、加速车道等,填补线形不足,使路线线形总体能达成设计要求。(4) 充足利用土地资源,降低拆迁,就地取材,带动沿线城镇及地方经济发展。平原地域多数是鱼米之乡,土地肥沃,水资源丰富,不过人口密集,尤其是耕地尤为担心,人均耕地0.51.0亩,修一条高等级公路要占用很多土地,在选线时,要考虑到尽可能少占耕地,不破坏农田水系。常见方法是利用河堤,利用河堤好处较多,除了节省耕地,不破坏水系外,还有以下部分好处:利用老路,这个地域以前低等级公路大多数在河堤上建筑,长久自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定,在路基处理时能够节省费用;能够降低拆迁,因为有老路存在,沿线拆迁量降低;因为河堤较高,能够节省
10、土地用量,降低耕地开挖,节省了耕地;能够带动沿线经济发展,河网地域城镇、乡村多倚河而建,各乡镇间距距离较小,大多不超出10km,多为部分低等级砂石路相连且人口较多,每个乡镇达成48 万人,当道路等级提升后,能够带动沿线很多行业发展,尤其是旅游业,因为交通便利,经济发展大为加紧;有利于公路网路建设,利用老低等级公路网进行技术改建,提升技术标准,改造成新型高等级网络,能够加紧路网建设速度。1.2.4平原一级公路选线依据(1)平原一级公路选线依据关键有交通部颁发规范,实测和估计交通量,地形图,地方政府和建设单位下发文件,会议纪要,设计任务书等,它们是路线设计不可缺乏资料。(2)实测和估计交通量(3)
11、地形图百分比为1:10001:5000,用于路线方案选择(4)地方政府建设单位下发文件,会议纪要,设计任务书是对道路设计提车要求,在路线设计时要能充足满足这些要求1.3 方案对比1.3.1方案比选考虑关键原因本设计关键考虑原因有:1. 本一级路路线在铁路、公路等综合交通运输系统中作用,和沿线工矿、城镇等计划关系,和和沿线农田水利建设配合及用地情况。2. 本道路建设对沿线自然条件影响。3. 设计道路关键技术标准和施工条件影响。1.3.2方案对比本设计确定两个比选方案。图1.1两方案均符合平、竖曲线设计要求,比选内容见表3.1 方案比选表 表1.2比较项目方案一方案二路线总长4159.269m45
12、84.36m线形平均圆曲线半径比方案2小,路线顺畅平均圆曲线半径较方案2大,路线较顺畅交点数目3个3个占用农田房屋情况较方案2少较方案1多平曲线最小半径800600安全评价安全安全征地拆迁较方案2少较方案1多竖曲线5个6个桥梁1座中桥,2座小桥2座中桥,3座小桥方案优点比方案一利用老路较多,曲线转角较小沿线经过村庄较多,可充足利用地形方案缺点施工较复杂,需要做交叉口土石方量比较多,转角比较大方案比较推荐方案参考方案说明: 两个方案均采取直线,缓解曲线,圆曲线相结合措施,均符合平曲线设计要求,全部是可行方案,两个方案平竖曲线均满足规范,满足平纵组合“平”包“纵”,和乡道,水渠数次相交,均采取通道
13、、涵洞形式。由表1.2也能够看出很多方面原因差异不大,关键在线形、施工和造价上,方案一拆迁数较少,占用耕地、房屋和蔬菜温室少于方案二,填挖较小,方案一线形也很好,无隧道,工程造价低,对于一级公路来说,综合考虑选方案一。1.4道路平面设计1.4.1线形说明 图1.2平面线形综合考虑以上选线标准,本设计选择线形以下: 交点坐标表 表1.3 XYQD3631495.7747491703.5939JD13631493.161049.0435JD23631305.9256493215.7825JD33631465.7179494789.1157ZD3631782.0677495794.0176 转 角
14、表 表1.4转角度数182502.62144128.8 3114030.4角度大于7,符合要求 交点间距离表 表1.5交点间距L(m)QD-JD1 415.460JD1-JD2 1211.297 JD2-JD3 1581.427 JD3-ZD1053.5201.4.2平曲线设计平面设计中,交点处平曲线设计应使平面线形直捷、连续、顺适,并和地形、地物相适应,和周围环境相协调,尽可能确保平面线形均衡和连贯,长直线尽头不能接以小半径曲线,高低标准之间要有过渡,避免连续转弯,平曲线应有足够长度。图示1.3 交点基础型曲线以JD1计算为例JD1初拟R=1350m 100m 转角=82502.6 平曲线要
15、素计算: R=1350m 100m q=50p=0.31=2o0723T=(R+p)tan+q=(1350+0.31)tan(8o250.26/2)+50=149.364L=(8o250.26-22o0723)+1002=298.381L=L-2=298.381-2100=98.381 J=2T-L=2149.364-298.381=0.347E=(R+p)sec -R=(1350+0.31)sec-1350=4.0式中:转角,; R曲线半径,m; 缓解曲线长度,m; L平曲线中圆曲线长,m; L曲线全长,m; T切线长,m; E外距,m; q切线增加值,m; p曲线内移值,m; 缓解曲线角度
16、,。用一样方法可求得JD2和JD3平曲线要素,见表。 平曲线几何要素 表1.6交点RTELJJD113508o2502.6149.3644.0298.3811000.347JD280014o4128.8153.1917.145305.1301001.253JD3100011o4030.4152.2775.631303.7701000.785验算直线段距离是否符合要求:JD1,JD2之间直线段=1211.297-149.364-153.191=907.774m2V=200m,符合规范要求。JD2,JD3之间直线段长=1581.427-153.191-152.277=1275.959m6V=600
17、m,符合规范要求。1.4.3主点桩号计算以JD1计算为例QD:K0+000.00 JD1:K0+315.460 K0+315.460149.364= K0+166.096 K0+166.096+100.000= K0+266.096 K0+266.096+98.381= K0+364.477 K0+364.48+100.000= K0+464.48 K0+464.48298.381/2= K0+315.29 K0+315.29+0.347/2= K0+315.46校核无误。JD2和JD3计算过程同上,见下表。 平曲线主点桩号表 表1.7主点JD1JD2JD3ZHK0+166.096K1+373
18、.168K2+954.257HYK0+266.096K1+473.168K3+054.257QZK0+315.29K1+525.733K3+106.141YHK0+364.477K1+578.298K3+158.026HZK0+464.48K1+678.298K3+258.026JDK0+315.46K1+526.359K3+106.543第二章 纵断面设计纵断面线形设计关键是处理公路线形在纵断面上位置,形状和尺寸问题,具体内容包含纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应依据公路性质、任务、等级和地形、地质、水文等原因,考虑路基稳定,排水及工程量等要求对纵坡大小,长短,前后纵坡情况,竖曲线半
19、径大小及和平面线形组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理,线形平顺圆滑最优线形,以达成行车安全、快速、舒适,工程造价省,运行费用较少目标。该路地处平原区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采取小纵坡,微起伏和该区域农田相结合,尽可能降低路堤高度。路线纵断面按百年一遇,设计洪水位要求和确保路基处于干燥和中湿状态所需最小填筑高度来控制标高线形。设计上避免出现断背曲线,反向竖曲线之间直线长度不足3 秒行程则加大竖曲线半径,使竖曲线首尾相接。另外,所选择半径还满足行车视距要求,另外,竖曲线纵坡最小采取0.3%以确保排水要求。2.1纵坡设计标准(1)纵坡设计必需满足公路工程技术标准各项要求;(2)为确保车
20、辆能以一定速度安全舒适地行驶,纵坡应含有一定平顺性,起伏不宜过大和过于频繁;(3)纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑,视具体情况加以处理,以确保道路稳定和通畅;(4)通常情况下纵坡设计应考虑填挖平衡,尽可能使挖方运作就近路段填方以降低借方和废方,降低造价和节省用地;(5)平原微丘区地下水埋深较浅,或池塘、湖泊分布较广,纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最小填土高度要求,确保路基稳定;(6)在实地调查基础上,充足考虑通道、农田水利等方面要求;2.2纵坡设计方法和步骤准备工作纵坡设计前,应先依据中桩和水准统计点,绘出路线纵断面图地面线,绘出平面直线,曲线示意图,写出
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