谈汽车库内坡道的缓坡设计.doc
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1、谈汽车库内坡道的缓坡设计一、国内外汽车库内坡道坡度概况在汽车库的设计中,车行道的坡道设计,是常遇到的问题,往往由于受到平面场地的限制,既要满足使用要求,又要满足设计规范要求,作多种比较后,也不一定能达到理想状态,尤其在拐弯的起点或止点处,受到柱位的影响,总带来一些困难。汽车库坡道的坡度设置,与汽车的制动性能有关,随着其性能的改善,坡度也在相应变大,过去国内最大为12%,现在为15%,在国外有的作到18%,这样可缩短坡长,给设计带来一定方便,对建筑面积的有效利用更有好处。确信随着科学的进步,汽车制动性能的改善,将来的坡度会加大,设计环境也会有所改进。二、纵坡与缓坡的关系纵坡是主要段,设在坡道中间
2、。缓坡是过渡段,设在坡道与平地相连接处,起着缓冲、平缓过渡的作用,减少汽车颠跛跳动,避免前后档与地面碰撞,保证行车安全。规范要求缓坡是纵坡的一半,另外还规定纵坡10%时可不作缓坡,小汽车只要轴距小于4.0m,中间底盘高于0.10m,接近角、离去角大于6o ,经过验算,可满足车行的要求,但这并不说明为了缩短坡的总长,可把缓坡作成10%,若这样作,似乎并不违反规范,但与纵坡段相接处的坡差小,而与水平段相接处的坡差大,两者不均衡,给行车带来不便,还是取缓坡为纵坡的一半为好。三、缓坡的两种形式对比缓坡有直线缓坡和曲线缓坡两种形式,前者对设计和施工都比较简单,国内外都常被采用,后者设计和施工较为麻烦,但
3、行车比较平缓,好处较多,国外采用较多,凡公路不论国内外,变坡处均采取凹、凸形竖曲线,车速越快,竖曲线半径越大,要求更加严格,行车的安全性和舒适度才有保证。四、曲线缓坡的坡长计算直线缓坡的坡长计算,是直线比例关系,计算比较简单,不再赘述,这里专门研讨曲线缓坡的问题。1、国外有的纵坡坡度为18%,竖曲线半径为22.5m。(图1)图1 曲线缓坡示意 图2 曲线缓坡段计算简图设曲线缓坡的圆弧线与纵坡线、水平线均相切(图2),求曲线缓坡两切点的水平长度L和两切点的垂直高度H。 根据平面几何学推理,则纵坡线与水平线的夹角,等于两切点间半径R的夹角。 根据勾股弦定律,斜边的平方等于两直角边的平方之和,设长边
4、为1,短边为0.18,则斜边长为 =1.01607m。 根据相似三角形互成正比的原理,则=L=0.18=3.985953.986mH=R-=22.5-=0.355860.356m按三角学用角度计算,也可求得相同结果,就不再赘述。通过计算结果,曲线缓坡的两切点水平长度为3.986m,两切点的垂直高度为0.356m,有趣的是这两切点即变坡点的连线坡度i2=8.93%,即接近纵坡18%的一半9%,若简化计算,缓坡取9%,水平长取4m,则坡高为0.36m,这样,就能很快的计算出坡道水平总长的近似值。例如,层高4m,曲线缓坡与直线缓坡的水平长度比较(图3),通过计算两者总长仅差0.017m,非常接近,几
5、乎可以忽略不计。 a 曲线缓坡 b 直线缓坡图3 曲、直线缓坡水平总长比较由计算结果分析,纵坡一致,缓坡曲线半径不一样,只要曲线圆弧与水平线和纵坡线都相切,则相切的两切点的水平长L和垂直高H,都随着缓坡曲线半径R增大而增大,而且成一定比值增大,两切点的连线坡度i2接近纵坡i1的一半(见下表)。纵坡一定,R与L、H的比值关系表i1(%)R(m)L(m)H(m)L/RH/RH/L=i212152022.5251.787192.382912.680782.978640.106780.142380.160180.177970.119150.007120.05975=5.98%15152022.5252
6、.225102.966803.337653.708500.165990.221320.248990.276640.148340.0110660.07460=7.46%18152022.5252.657303.543063.985954.428830.237240.316320.355860.395400.177150.015820.08928=8.83%从表中可以看出: 缓坡曲线半径R,乘以L/R和H/R的比值,就可得出L和H的值。 纵坡相同,半径不同, L、H值也不同,但其L/R、H/R、H/L均相同。 纵坡相同,半径增大,L、H值也随相同的L/R、H/R比值而增大。2、我国规范规定,纵坡1
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