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二级公路路线设计毕业设计.doc
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1、摘 要本设计为某山岭地区二级公路路线设计,设计车速为60Km/h,采用双向两车道形式,无中央分隔带。本次设计充足考虑地形、地质、地物、水文等自然条件,并根据设计任务书的规定及公路的相关规范的规定,在老师的指导下完毕设计。本设计的内容有:平面、纵断面和横断面设计。平面线形设计涉及资料整理与平面定线,平曲线要素拟定,加宽与重要点的桩号及坐标计算;纵断面设计涉及地面高程、设计高程、填挖深度和竖曲线要素,填挖高与路基边线高程计算;横断面设计涉及拟定标准横断面,绘出每桩横断面图;整个设计过程严格按照国家有关规范进行。该说明书重要内容为:平面定线、平面线形设计、纵断面线形设计、平纵面线形的组合设计、路基横
2、断面设计、结语,谢辞和重要参考文献等。关键词:道路等级;选线;平面线设计;纵断面设计;横断面设计。ABSTRACTThis design is about a road of second grad in the mountain area, Designing speed is 60km/h. It is a two-lane two-way road, no central separate belt. The design fully consider the terrain, geology, terrain, hydrology and other natural condition
3、s, according to the relevant specifications and design requirements of the task of highway, completed the design under the guidance of the teacher.The design includes: plane, longitudinal section and cross section design. The plane linear design includes the data plane alignment, certain elements of
4、 horizontal curve calculation and the main points, widening pile number and coordinate; longitudinal section design including elevation, design elevation, the depth of cut to fill and vertical curve elements, fill and excavation height and roadbed side elevation calculation; cross-sectional design i
5、ncluding the determination of standard section, draw each pile sections; the entire design process, in strict accordance with the relevant standards of the state. This manual mainly contents: horizontal alignment, horizontal alignment design, profile alignment design, horizontal and vertical alignme
6、nt design, the cross-sectional design, the conclusion, thanks and main references.Keywords: road grade, route selection, vertical design, horizontal design, cross-sectional design.目 录摘 要1ABSTRACT2目 录11.绪 论11.1选题背景11.1.1道路运送概述11.1.2我国道路发展情况11.2本设计基本情况22.路线平面设计22.1 二级公路选线原则22.2选线32.3定线42.3.1路线简介42.3.2
7、带缓和曲线的圆曲线计算42.3.3曲线上整20米桩号的坐标计算63.路线纵断面设计73.1概述73.2纵断面设计的原则:83.3纵坡设计83.3.1纵坡设计的一般规定:83.3.2纵坡坡度83.3.3平纵组合设计93.4竖曲线设计103.4.1竖曲线设计的一般规定113.4.2竖曲线半径113.4.3竖曲线计算114.路线横断面设计144.1概述144.1.1横断面布置144.1.2横断面设计原则:144.1.3路基横断面的重要形式:154.2各项技术指标154.2.1路基宽度154.2.2路拱及路肩坡度154.2.3边坡坡度164.2.4边沟设计164.3超高与加宽174.3.1概述174.
8、3.2超高横坡的拟定184.3.3超高缓和段194.4超高值计算公式204.5曲线段超高与加宽的过渡224.6路基边线高程计算234.6.1选择交点3的平曲线为例,此平曲线内整20m桩有:234.6.2超高后内侧车行道内侧边沿的设计高程为:234.6.3超高后内侧硬路肩内侧的设计高程:244.6.4超高后内侧土路肩内侧的设计高程:244.6.5超高后外侧车行道外侧边沿的设计高程为:254.6.6超高后外侧侧硬路肩外侧的设计高程:254.6.7超高后外侧土路肩外侧的设计高程:264.6.8超高后交点3的平曲线内整20m桩:27结语28谢辞29重要参考资料301.绪 论1.1选题背景1.1.1道路
9、运送概述道路运送是交通运送的重要组成部分,为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施。它以自己活动的广泛型和激动灵活性,神人到社会生活的各个方面:政治、经济、军事、文化教育以及人们的平常生活等。因此,它对于经济和生活的社会的发展起着重要的保障和促进作用。道路是一条带状的空间三维结构物,它涉及人、车、路和环境等诸多因素的影响和约束。道路安全特性、驾驶者的心理状态与公路的几何设计都有着密切的关系。设计出技术先进、方案合理、坚固耐用、经济节约的道路,在道路路建设中尤为重要。1.1.2我国道路发展情况新中国成立后,特别是改革开发以来,我国公路建设取得了巨大成绩,但是与国际上发达国家相比,差距仍然
10、很大;与国内其他工业相比,仍相对滞后,远不能满足新形式下对公路运送的规定。归纳起来,还存在如下几方面的问题: 1. 公路数量少,通达深度不够;2. 公路网等级低,高等级公路少,公路质量差,标准低; 3. 发展不平衡,通行能力差,服务水平低。 由于我国公路总量仍然偏少。此后很长一段时间还必须坚持提高公路质量,等级与加大公路密度并重的原则,积极新建公路,沟通断头桥,加速国道主干线高速公路网建设与旧公路的技术改造。 运送工具向专业化方向发展,运送服务向高效优质发展。我国正处在公路建设蓬勃发展期,二级公路作为联系城乡与乡村之间的政治、经 济、文化的重要通道,其重要性越来越明显。2023 年交通部提出了
11、重要的设计理念:坚持“以人为本”的指导思想,重视公路交通安全问题,加强公路交通安全性评价,以提高公路交通安全水平。本次毕业设计规定在老指导师给定的地形图上设计一条二级公路。规定我们充足应用所学专业理论,理论联系实际,运用公路有关技术标准及定额,进行道路选线设计和技术分析;培养和训练我们的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力,使我们在毕业前熟悉道路路线设计的方法和设计过程,并了解路基、路面、支挡防护等道路构造设施的设计过程,为将来从事道路工程建设项目的设计施工奠定基础。1.2本设计基本情况1、本次毕业设计规定在指导老师给定的1:2023的地形图上设计一条60km/h的二级公路。该
12、公路道路断面为双向2车道,无中央隔离,一条车道宽度3.75米,硬路肩2米,土路肩0.75米。并参照相关规范设计边沟、排水沟、截水沟、边坡。2、根据老师提供的地形图和道路起终点在地形图上进行选线设计、拟定线形方案;论述拟定公路等级的原则和依据,技术指标、指标的选取与验算,路线方案的说明与比选。3、按照相关国家规范进行公路平、纵、横设计;路线设计;平面、纵断面、横断面设计的考虑因素,技术标准的选用,路基土石方和防护工程的工程数量。2.路线平面设计2.1 二级公路选线原则 该地区为山岭地区,地形复杂,路线平纵横三方面都受到约束。选线应符合以下原则:充足运用有利地形、地势,尽量回避不利地带,对的运用技
13、术标准,从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼,对路线与地形的配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面的结合,力求平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。相关技术指标如下表。 表21 二级公路相关技术指标表2.2选线由老师给定的地形图可以看出该地区是山岭地区。该段地势较复杂,地形变化很大,使得路线在平、纵、横三方面都受到很大的限制。在设计的过程中应尽量满足技术指标。对于山岭重丘地形,定线时应以纵坡度为主导。对于平原微丘区域,即地形平坦、地面自然坡度较小、纵坡度不受控制的地带,选线以路线平面线形为主导。选线过程: 1. 一方面根据老师给定的起、中、终点位置, 分析其直线距离和所需的
14、展线长度,以及地形图上的地形地貌及相关的设计资料,初步拟定路线的基本走向;2. 对于山岭重丘地形,定线时应以纵坡度为主导。对于平原微丘区域,即地形平坦、地面自然坡度较小、纵坡度不受控制的地带,选线以路线平面线形为主导。根据地形、地貌、地质、农田等分布情况,选择地势平缓山坡顺直的地带,拟定路线各种可行方案。如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点,初步完毕路线布局; 3. 本着方便城乡出入,少占田地,路线短,填挖少且平衡的原则。在满足技术标准的前提下,充足考虑平、纵、横配合,最终拟定出道路中线的交点,综合考虑平面线形设计的规定,穿线交点,具体定出路线位置。2.3定线图21 线形图2.3.
15、1路线简介路线基本情况如下:全长:2612.146m。交点:6个。起终点桩号:K0+000.000(起点),K2+612.146(终点)交点桩号: K0+091.156、 K0+454.148、K0+695.636、K0+873.139、 K1+126.856、 K1+834.635。圆曲线半径:369.165m、137.371m、130m 、404.379m、 176.132m、200m。缓和曲线长度:50 m、 50m、 50m、 50m、 50m、 50m。2.3.2带缓和曲线的圆曲线计算取JD6, 其相关要素数据:桩号:K1+834.635 圆曲线:R=200m;=218.365缓和曲
16、线长度:依照标准取缓和曲线带有缓和曲线的平曲线计算公式切线长: 曲线总长: 外 距: 切曲差: 内移值: 切线增值: 由以上公式计算得到:E=56.009; L=318.365;T=184.148; J=49.931主点桩号计算公式 曲线主点桩号: K1+834.635 - 184.148 = K1+650.487 =K1+650.487 + 50 = K1+700.487= K1+700.487 + 218.365 = K1+918.852= K1+918.852 + 50 = K1+968.852QZ = HZ - L/2 = K1+968.852 - 318.365/2 = K1+809
17、.669 = K1+809.669 + 49.931/2 = K1+834.635以上计算无误,并与软件计算值相同。2.3.3曲线上整20米桩号的坐标计算1、选取圆曲线2 相关要素数据如下: JD6(34066.6329,51111.1586),T=184.148m,交点相邻直线的方位角分别为A1=229和A2=126。则ZH 点坐标: XzH = XJD + Tcos(A1+180)=34066.6329+184.148cos(100+180)=33927.8290 YzH = YJD + Tsin(A1+180)=51111.1586+184.148sin(100+180)=50990.1
18、464则HZ 点坐标: XzH = XJD + Tcos A2 =34066.6329 + 184.148cos262.6 = 34215.9921 YzH = YJD + Tsin A2 = 50613.3084 + 184.148sin262.6 = 51003.4444其中:XJD为交点的横坐标;YJD为交点的纵坐标;A1为ZH点所在直线的方向角;A2为HZ点所在直线的方向角;T为切线长,L为直线上加桩号里,ZH、HZ表达曲线起、终点里程。2、圆曲线内整桩20坐标计算曲线上任意点的切线横距X =L- L3/40R2 Ls2式中:L-缓和曲线上任意点至ZH(或HZ)点的曲线长; Ls-缓和
19、曲线长度。 圆曲线(HYYH)内整桩20坐标,在这计算K1+800的坐标X = XHY + 2Rcos(A1+90(+Ls)/Rcos(90/R)=34059.5708Y = YHY + 2Rsin(A1+90(+Ls)/R/sin(90/R)=51054.5299 式中:圆曲线内任意点至HY点的曲线长;XHY、 YHY HY点的坐标,R圆曲线半径=200。转角符号,右偏为“+”,左偏“-”。以上计算值均与软件计算值相符。3.路线纵断面设计3.1概述用一曲面沿道路中线竖直剖切,展开成平面称道路的纵断面。反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形叫路线纵断面图,它反映了路线纵坡的的变化、路中线位
20、置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况,它与路线平面、公路横断面结合起来,可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。纵断面设计应当根据道路的性质、任务、等级和沿线地形、地质、水文等因素设计纵坡、竖曲线、与平曲线形的组合关系等进行综合设计。规定纵坡合理、线形平顺圆滑、坡长和竖曲线长短适当以及填挖平衡、经济,以便达成行车安全、快速、舒适、工程经济性等目的。3.2纵断面设计的原则:1. 纵面线形应与地形相适应,线形设计应平顺、圆滑、视觉连续,保证行驶安全;2. 为保证行车安全舒适、纵坡宜缓顺,起伏不宜频繁。坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡;3. 平面与纵断面组合设计应满足:平曲线与竖曲
21、线应互相重合,最佳满足“平包竖”,即竖曲线的起终点在平曲线的两个缓和曲线之间。3.3纵坡设计3.3.1纵坡设计的一般规定:1. 设计必须满足相关规范,一般不容易使用极限值;2. 纵坡应具有一定的平顺性,起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当。最佳不要用纵坡的极限值,合理安排缓和坡段。尽量避免、反复设立反坡段;3. 纵断面的线形应连续、平顺、均衡、并重视平纵面线形的组合;4. 纵坡设计应争取填、挖平衡,尽量运用挖方作就近填方,以减少借方和废方,接生土石方量,减少工程造。3.3.2纵坡坡度1、最大纵坡:纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性
22、、道路等级、自然条件以及工程、运营经济因素,通过综合分析,全面考虑,合理拟定的。表31 最大纵坡表2、最小纵坡:路堑段最小纵坡不应小于0.3%,路堤段最小纵坡不小于0.2%。3、纵坡在满足最小纵坡规定是前提下,还应满足最小填土高度规定,保证路基稳定。考虑到纵坡以平、缓为宜,山岭越岭线纵坡应力求均匀,本设计采用的最大纵坡为4.402%,最小纵坡为0.436%,经验证均小于规定的最大纵坡。3.3.3坡长最小坡长:为满足汽车行驶力学的规定,保证车辆行驶安全性和司乘人员在视觉和心理两方面的连续性,舒适性,公路路线设计规范JTG D202023规定了各级公路最小坡长。表32 最小坡长表最大坡长:最大坡长
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