江川～华宁K15+000～K18+000段的新建二级公路的设计 毕业设计计算书.doc

第 1 页 目录 摘 要 11 abstract.12 前 言 13 第一章 平面设计计算 14 1.1 平曲线设计指标与要求 .14 1.1.1 平面线形的三要素 14 1.1.2 平面三要素的设计要求 14 1.2 平曲线几何元素计算公式 .15 1.2.1 单交点对称基本型曲线 15 1.3 平曲线各交点几何元素计算 .17 1.3.1 jd25 的曲线要素计算 17 1.3.2 jd26 的曲线要素计算 18 1.3.3 jd27 的曲线要素计算 19 1.3.4 jd28 的曲线要素计算 20 1.3.5 jd29 的曲线要素计算 22 1.3.6 jd30 的曲线要素计算 23 1.4 手算与计算机输出结果误差说明 .24 第二章 纵断面设计计算 25 2.1 纵断面设计要求及指标： .25 2.1.1 公路纵坡设计的一般要求 25 2.1.2 竖曲线设计要求 25 2.1.3 纵断面设计指标 26 2.2 纵断面设计 .26 2.2.1 竖曲线设计计算要素汇总 26 2.2.2 竖曲线几何要素计算公式 27 2.3 竖曲线几何要素设计计算 .29 2.3.1 变坡点 d1 的设计计算 29 2.3.2 变坡点 d2 的设计计算 31 第 2 页 2.3.3 变坡点 d3 的设计计算 34 2.3.4 变坡点 d4 的设计计算 37 第三章 超高加宽设计计算 40 3.1 超高加宽设计注意事项 .40 3.1.1 超高缓和段设计应注意的问题 40 3.1.2 加宽缓和段设计应注意的问题 40 3.1.3 与超高加宽有关的术语 41 3.2 超高加宽设计技术指标 .42 3.2.1 边轴旋转超高计算公式汇总 42 3.2.2 双车道公路的超高缓和段长度计算公式 43 3.3 超高加宽设计计算 .44 3.3.1 jd25 的超高与加宽计算 44 3.3.2 jd26 的超高与加宽计算 46 3.3.3 jd27 的超高与加宽计算 49 3.3.4 jd28 的超高与加宽计算 51 3.3.5 jd29 的超高与加宽计算 54 3.3.6 jd30 的超高与加宽计算 56 第四部分 挡土墙设计 59 4.1 挡土墙设计注意事项 .59 4.1.1 挡土墙的布置 59 4.1.2 基础埋置深度 60 4.1.3 排水设施 61 4.1.4 沉降逢与伸缩缝 61 4.2 挡土墙设计计算 .62 4.2.1 挡土墙类型的选择 62 4.2.2 挡土墙基本设计资料和技术要求 62 4.2.3 基础形式和埋深确定 63 4.2.4 挡土墙尺寸拟定 63 4.3 挡土墙计算 .64 4.3.1 车辆荷载计算 64 4.3.2 破裂角计算 65 4.3.3 主动土压力计算 67 4.3.4 基底应力及偏心验算 67 4.3.5 墙身截面强度验算（采用容许应力法） 70 4.3.6 稳定性计算 70 第 3 页 总结与体会 73 谢辞 74 参考文献 75 附录 77 外文翻译： 77 第 4 页 摘 要 摘要：本次毕业设计为江川华宁 k15+000k18+000 段的新建二级公路 的设计。本段路线全长 3km，设计内容包括道路定线、平面的设计计算、纵断 面的设计计算、横断面的设计、路面结构的设计计算、挡土墙的设计计算、涵 洞设计计算以及一些相关构造物的设计计算等。在设计过程中，要考虑多方面 实际工程因素，选择设计的最佳方案。按照现行公路技术标准和规范要求进行 设计计算，综合运用所学的基础理论及专业知识，本着认真严谨的态度，完成 本次设计。 设计资料主要包括设计说明书和设计图表两部分，所有设计图表均用计算 机软件 hard2013 辅助计算、绘制；说明书等文档采用计算机打印。 关键词：二级公路、平面设计、纵断面设计、横断面设计、挡土墙设计、 涵洞设计 第 5 页 abstract abstract：this graduated design is highway design which from jiangchuan to huaning，the second level highway of plain area in mountains. the route is range from k15+000 to k18+000，and the route of the highway is 3 kilometers long. the contents of design includes: the horizontal curve of route,s design and calculation，the vertical section design and calculation，the transaction design and calculation，the structure of road design and calculation， retaining wall design and calculation，culvert design and calculation，and some constructions which related to the highways design and calculation，and so on. in the design，elect optimal progam，under the circumstances of synthesizing the safety，omfortable，economic of the progam. according to the current specifications of highways design，make use of basic theories and major knowledge synthetically, being in the light of earnest, careful attitude to complete this graduated design. the design document for handing over mainly includes two parts：the design specifications，the design diagrams and forms，the software hard 2013 is used of to draw and print all of the design diagrams and forms，the design specifications etc. documents are printed by the computer. keywords：the second level highway，the horizontal section design，the vertical section design，the transection design， retaining wall design and calculation，culvert design and calculation 第 6 页 前 言 毕业设计是教学计划的一个重要组成部分，是完成教学计划、实现培养目 标的一个重要的教学环节，是四年大学生涯的最后一次综合性大型考试，是提 高和检验毕业生专业素质和设计能力的重要途径，也是培养我们综合素质和工 程实践能力的教育过程，对我们的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作 能力具有深远的影响。 通过自己动手动脑独立完成设计，把四年来所学知识融会贯通，在解决实 际问题的同时，进一步巩固所学知识，培养自己发现问题、解决问题和综合运 用所学基础理论及专业知识的能力，以提高独立分析和解决实际工程问题的能 力，逐步熟悉行业标准和规范，进一步加深对道路工程的理解，完成工程技术 人员的基本训练，为今后走上工作岗位积累一定的设计经验。 设计依据为设计任务书规定的设计阶段、技术等级、技术标准、设计车速、 设计交通量，以及路线起讫点、控制点等有关的规定和要求；国家或部颁的现 行有关设计标准、设计规范、规程、办法及规定；地形平面图以及有关的地质、 水文、气象资料。设计课题为江川至华宁二级级公路 k15+000k18+000 段的 设计。设计的主要内容：根据现行公路技术标准、规范进行平面线形定线及平 面线形设计计算，纵断面设计计算，横断面设计计算，横断面设计计算，路面 结构设计计算及相关构造物设计计算。 由于本人理论知识有限,实际工作经验的不足，能力和水平有限等多方面原 因, 在设计中难免会出现不足之处, ,希望各位领导、老师、同学给予指正。 第 7 页 第一章 平面设计计算 1.1 平曲线设计指标与要求 道路是一个带状构造物，它的中线是一条空间曲线，一般所说的路线是指 道路中线。道路中线在水平面上的投影称为路线的平面。路线设计是指确定路 线空间位置和几何尺寸的工作。 1.1.1 平面线形的三要素 平面线形的三要素：直线，圆曲线，缓和曲线。直线线形的曲率为零，直 线是平面线形中的基本线形；圆曲线线形的曲率为常数，圆曲线是最常用的基 本线形；缓和曲线线形的曲率为变数，缓和曲线是设置在直线与圆曲线间或不 同半径的两圆曲线之间，它的作用是缓和人体感到的离心加速度的急剧变化， 使驾驶员容易做到匀顺地操作方向盘，提高视觉的平顺度，保持线形。 1.1.2 平面三要素的设计要求 直线的设计原则：公路线性应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大 长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具 体情况采取相应的技术措施。 圆曲线最小半径包括极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。 圆曲线最小半径应符合公路工程技术标准jtg b01-2003 中表 3.0.14“圆曲线 最小半径”的规定；选用圆曲线半径时，在地形条件允许的前提下，应尽量采用 大半径曲线，使行车舒适，但过大的半径对测设和施工不利， 公路路线设计规 范规定，圆曲线最大半径不超过 10000m 为宜。 第 8 页 公路路线设计规范按 6s 行程长度制定了平曲线最小长度指标，规定：二级 公路设计速度为 60km/h 时，平曲线最小长度为 100m。为避免造成视觉错误、 保证行车安全，在进行平曲线设计时应避免设置小于 7 度的转角。 表 1-1 平面设计技术指标表 设计指标 规范值 采用值 设计车速（km/h） 60 60 平曲线一般最小半径（m） 200 200 平曲线极限半径（m） 125 125 平曲线最小长度（m） 100 100 缓和曲线最小长度（m） 50 50 1.2 平曲线几何元素计算公式 1.2.1 单交点对称基本型曲线 如图 1-1 所示。 第 9 页 图 1-1 单交点对称基本型曲线计算示意图2340rlqss2s3=68sll09slra()tan2tq180sll ys()ec2erraltj2 zh（桩号） = jd（桩号）t hy（桩号）= zh（桩号） sl yh（桩号）= hy（桩号） yl 第 10 页 hz（桩号） = yh（桩号） sl qz（桩号） =hz（桩号） l/2 jd（桩号）=qz（桩号）j/2 式中 t 总切线长(m)； l 总曲线长(m) ； ly 圆曲线长 (m)； e 外距(m) ； j 较正值(m)； r 主曲线半径(m)； 路线转角（度） ； 0 缓和曲线终点处的缓和曲线角； r 设缓和曲线后，主圆曲线的内移值 (m)； q 缓和曲线切线增长值(m)； 缓和曲线长度(m)。sl 1.3 平曲线各交点几何元素计算 1.3.1 jd25 的曲线要素计算 jd25 为单交点对称基本型曲线。jd25 的桩号为 k14919.599，= 22 6 9， r=350m， =70m ； sl (1)求曲线要素 09075.294363slra322.8 40sslq m4s3 37=0.5r68456sll29()tan(0.8)tan4.8103.6 2tq ma 第 11 页 26935072.1 180180slrl ma 25.7.ys69()ec(3.58)sec3501.4 2ea210.4620174 mjtl (2)求主点桩号 zh = jdt = k14919.559103.460 = k14+816.099 hy = zh = k14+816.09970 = k14+886.099sl yh = hy = k14+886.09965.016= k14+951.115yl hz = yh = k14+951.11570 = k15+021.115sl qz = hzl/2= k15+021.115205.016/2= k15+021.115 jd = qzj/2= k14+918.6071.904/2 = k14+919.599 校核无误 ； (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0，计算结果无误。 1.3.2 jd26 的曲线要素计算 jd26 为双交点曲线。jd26 的虚焦点桩号为 k15+512.006， ，r=200m， =70m ； 64982143.17830ab sl (1)求曲线要素007.62slr3324.9 240sslq ms3 37=1.02r6868sll 第 12 页 380()tan(201.)tan4.96.7 2trq ma38715.180sll 25.627045.6ys m380()ec(1.)sec29.730 merra294.785697 jtl (2)求主点桩号 zh = jdt = k15+512.006 94.779 = k15+417.227 hy = zh = k15+417.22770 = k15+487.227 sl yh = hy = k15+487.22745.686= k15+532.913yl hz = yh = k15+532.91370= k15+602.913sl qz = hzl/2= k15+602.913185.686/2= k15+510.070 jd = qzj/2= k15+510.0703.873/2= k15+512.006 校核无误 ； (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0，计算结果无误。 1.3.3 jd27 的曲线要素计算 jd27 为双交点曲线。jd27 的虚焦点桩号为 k16+199.720， ，r=150m， =70m ； 218453618.976542ab sl (1)求曲线要素0907.02slr 第 13 页 3322704.965 41sslq mrs3 370=1. 6858sll6542()tan(1.)tan.93614.5 2trq ma654207.18080sll 4.171.mys6542()ec(5.39)sec103.47 m2erra2104.72 jtl (3)求主点桩号 zh = jdt = k16+199.720 134.951 = k16+064.769 hy = zh = k16+064.76970= k16+134.769 sl yh = hy = k16+134.769105.174 = k16+239.944yl hz = yh = k16+239.94470 = k16+309.944sl qz = hzl/2= k16+309.944245.174/2= k16+187.356 jd = qzj/2= k16+187.35624.727/2 = k16199.720 校核无误 ; (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0，计算结果无误。 1.3.4 jd28 的曲线要素计算 jd28 为单交点对称基本型曲线。jd28 的桩号为 k16780.485，= 29 18 42， r=350m， =70m ；sl 第 14 页 (1)求曲线要素 09075.2963slra3224.83 40sslq ms3 37=0.51 r6856sll2984()tan(0.)tan.26.73 2tq ma91843570.5 180sll 4.570.mys29184()ec(3.5)sec35012.74 m2erra216.7490 jtl (2)求主点桩号 zh = jdt = k16+780.485 126.673 = k16+653.812 hy = zh = k16+653.81270 = k16+723.812 sl yh = hy = k16+723.812109.055= k16+832.867yl hz = yh = k16+832.86770 = k16+902.867sl qz = hzl/2= k16+902.867249.055/2= k16+778.339 jd = qzj/2= k16+778.3394.292/2 = k16+780.485 校核无误 ; (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0.001，计算结果无误。 第 15 页 1.3.5 jd29 的曲线要素计算 jd29 为单交点对称基本型曲线。jd28 的桩号为 k17438.453，=32 28 24， r=250m， =60m ；sl (1)求曲线要素 09076.852slra3329.86 2440sslq m4s3 36=0.597 r85sll28()tan(20.97)tan.6102.95 tq ma3845601.9 1801sll 2.69201.92mys3824()ec(5.7)sec501.merra2102.96249jtl (2)求主点桩号 zh = jdt = k17+438.453 102.965= k17+754.919 hy = zh = k17+754.91960 = k17+395.448 sl yh = hy = k17+395.44881.692 = k17+477.179yl hz = yh = k17+477.17960= k17+537.179sl qz = hzl/2= k17+537.179201.692/2= k17+436.333 第 16 页 jd = qzj/2= k17+436.3334.239/2 = k17+438.453 校核无误 ; (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0，计算结果无误。 1.3.6 jd30 的曲线要素计算 jd30 为单交点对称基本型曲线。jd30 的桩号为 k18079.824，=21 36 24， r=300m， =65m ；sl (1)求曲线要素 09065.2703slra322.483 44sslq ms3 365=0.56 r80sll214()tan(.87)tan.879.45 2tq ma136405.3 18080sll 7.5.2mys164()ec(3.87)sec306.1 m2erra289.45129 jtl (2)求主点桩号 zh = jdt = k18+079.824 51.375 = k17+989.979 hy = zh = k17+989.97965 = k18+054.979 sl 第 17 页 yh = hy = k18+054.97948.132 = k18+103.111yl hz = yh = k18+103.11165 = k18+168.111sl qz = hzl/2= k18+168.111178.132/2= k18+079.045 jd = qzj/2= k18+079.0451.558/2 = k18+079.824 校核无误 ; (3) 手算与计算机输出结果对比 手算所求主点桩号与计算机计算输出主点桩号最大差值为 0，计算结果无误。 1.4 手算与计算机输出结果误差说明 手算时采用计算机输出的交点桩号作为手算主点桩号的基础，按照平曲 线几何要素的计算方法进行计算，将手算所得的主点桩号与计算机输出的主点 桩号进行比较，主点桩号的最大差值为0.001m，误差最大百分率为 0.0002%，误差很小，可以忽略不计。形成误差的主要原因是手算与计算机输出 结果在计算过程中所取的精度不同，所导致的累积误差。 第 18 页 第二章 纵断面设计计算 2.1 纵断面设计要求及指标： 2.1.1 公路纵坡设计的一般要求 纵坡的设计必须符合标准 、 公路路线设计规范关于纵坡的有关规 定； 纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，并重 视平纵面线形的组合； 山岭、重丘地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡度不宜大于 6%； 越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不 宜连续采用极限长度的纵坡夹短距离缓坡地纵坡线形，越岭展线不应设 置反坡； 应尽量减少深路堑和高填方，以保证纵坡设计中的路基稳定； 纵坡设计应结合自然条件综合考虑； 纵坡设计应结合道路沿线的实际情况和具体条件进行设计。 2.1.2 竖曲线设计要求 （1） 竖曲线设计的一般要求 宜选用较大半径的竖曲线半径； 同向竖曲线应避免“ 断臂曲线 ” ； 反向曲线间，一般由直坡段连接，也可以径向连接； 竖曲线设置应满足排水需要； 第 19 页 平曲线与竖曲线的组合满足“平包竖” 的原则。 （2） 竖曲线半径的选择主要应考虑以下因素 选择半径应符合规范中所规定的竖曲线的最小半径和最小长度的要求； 在不过分增加土石方工程量的情况下，宜采用较大的竖曲线半径； 结合纵断面起伏的情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控 制选择半径； 考虑相邻竖曲线的连接限制曲线长度，按切线长度选择半径； 过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都是不利的，选 择半径时应注意； 对夜间行车交通量较大的路段考虑路灯照射方向的改变，使前灯照射范 围受到限制，选择半径时应适当加大，以使其有较长的照射距离。 2.1.3 纵断面设计指标 表 2-1 纵断面设计技术指标 设计指标 规范值 采用值 设计指标 规范值 采用值 设计车速（km/h ） 60 60 凹曲线一般最小半径(m) 1500 2400 最大纵坡限制值（%） 6 5 凸曲线一般最小半径(m) 2000 3800 最小纵坡限制值（%） 0.3 0.3 竖曲线最小长度 (m) 50 112.8 纵坡最大长度（m） 800 600 纵坡最小长度（m） 150 230 2.2 纵断面设计 2.2.1 竖曲线设计计算要素汇总 （1）变坡点：纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点。 第 20 页 （2）坡度差（角）：相邻两坡度线的交角用坡度差“”表示，用“ i1” 、 “i2” 分别表示两相邻坡段的坡度值，上坡为正，下坡为负； 为正，变 坡点在竖曲线下方，竖曲线开口向上，称为凹形竖曲线； 为负，变坡 点在竖曲线上方，竖曲线开口向下，称为凸形竖曲线。 坡度差计算公式 ：= i 2 i 1 2.2.2 竖曲线几何要素计算公式 竖曲线基本要素示意图，如图 3-1 所示。 图 3-1 竖曲线基本要素示意图 竖曲线长 ： lra 曲线切线长 ： 2t 第 21 页 外距 ： 2ter （1）竖曲线上任意点纵距 y 的计算 任意点纵距 y ： 2x 式中 y 计算点纵距； x 计算点桩号与竖曲线起点（或竖曲线终点）的桩号差； （2）竖曲线起起讫桩号的计算 竖曲线起点桩号计算公式 ： 起点桩号=变坡点桩号切线长 竖曲线终点桩号计算公式 ： 终点桩号=变坡点桩号切线长 （3）竖曲线上任意点设计标高的计算 切线高程的计算 ： 10()htia x 式中 h1 变坡点标高（m）; h0 计算点切线高程（m）; i 纵坡坡度。 设计高程的计算 ： 1y 式中 h 设计标高（m） ； “ ” 当为凹形竖曲线时取 “+”， 当为凸形竖曲线时取“” 。 纵断面设计采用数值，如表 4-2。 表 2-2 纵坡设计表 坡段 坡长 （ m） 510 920 600 230 740 第 22 页 坡度 （%） 1.7 0.3 5 1.5 2.862 2.3 竖曲线几何要素设计计算 2.3.1 变坡点 d1 的设计计算 变坡点 d1 的桩号 k15510，变坡点高程 1624.600 m，两相邻纵坡分别为 i1 = 1.7%， i2 = 0.3%，竖曲线半径为 13300 m。如图 4-2 所示。 图 3-2 变坡点 d1 计算示意图 （1）坡度差 = i 2 i1 =0.3%1.7%= 1.4% 为负，故应为凸形竖曲线。 第 23 页 （2）竖曲线几何要素计算 竖曲线长： |130|.4%|=130.4186.2 mlra 曲线切线长： 86.29 mt 外距： .0.36 1er （3）竖曲线起讫桩号的计算： 竖曲线起点桩号=变坡点桩号切线长 = k1551093.1 = k15416.900 竖曲线终点桩号=变坡点桩号切线长 = k1551093.1 = k15603.100 （4）竖曲线上各桩号设计高程的计算： 竖曲线上任意桩号设计高程的计算分为两部分： 计算切线高程：h 1=h0（t-x ）i 其中：h 1为计算点切线高程。h 0 为变坡点标高，i 为纵坡度。 设计高程的计算。h =h 1y 其中：h为设计标高，h 0为切线高程。y为纵距。凹形竖曲线时取为“+” ， 凸形竖曲线时取为“ -”。 其中：纵距 。x为计算点桩号与竖曲线起点桩号之间的差值。r2/x 为竖曲线半径。 例如：k15+440的高程= k15416.900的高程+距离 坡度-纵距 =1631.687+23.11.7%-0.020=1632.060（m） 第 24 页 表 2-3 变坡点 d1 的竖曲线高程 桩 号 x y 地面高程(m) 设计高程（m） k15416.900 0 0.000 1632.230 1631.687 k15440 23.100 0.020 1633.550 1632.060 k15460 43.100 0.070 1633.440 1632.350 k15480 63.100 0.150 1633.390 1632.610 k15500 83.100 0.260 1636.590 1632.840 k15+520 10.000 0.004 1637.790 1633.040 k15+540 30.000 0.034 1637.150 1633.210 k15+560 50.000 0.094 1636.240 1633.350 k15+580 70.000 0.184 1634.520 1633.460 k15+600 80.000 0.241 1637.500 1633.540 k15+603.100 93.100 0.326 1637.109 1633.549 2.3.2 变坡点 d2 的设计计算 变坡点 d2 的桩号 k16430.000，变坡点高程 1636.030m，两相邻纵坡分 别为 i1 = 0.3%， i2 =5%，竖曲线半径为 2400 m。如图 4-3 所示。 第 25 页 图 3-3 变坡点 d1 计算示意图 （1）坡度差 = i 2 i1 =5%-0.3% =4.7% 为正，故应为凹形竖曲线。 （2）竖曲线几何要素计算 竖曲线长： |240.7%=12.8 mlra 曲线切线长： 1.856 t 外距： 22.0.3 4er （3）竖曲线起讫桩号的计算 竖曲线起点桩号= 变坡点桩号切线长 = k16430.00056.4 = k16373.600 第 26 页 竖曲线终点桩号=变坡点桩号切线长 = k16430.00056.4= k16486.400 （4）竖曲线上各桩号设计高程的计算 竖曲线上任意桩号设计高程的计算分为两部分： 计算切线高程：h 1=h0（t-x ）i 其中：h 1为计算点切线高程。h 0 为变坡点标高，i 为纵坡度。 设计高程的计算。h =h 1y 其中：h为设计标高，h 0为切线高程。y为纵距。凹形竖曲线时取为“+” ， 凸形竖曲线时取为“ -”。 其中：纵距 。x为计算点桩号与竖曲线起点桩号之间的差值。r2/x 为竖曲线半径。 例如：k16+380的设计高程 = k16373.600的设计高程 +距离 坡度+纵距 =1635.861+6.40.3%+0.009=1632.060（m） 第 27 页 表 2-4 变坡点 d2 的竖曲线高程 桩 号 x y 地面高程(m) 设计高程（m） k16+373.600 0.000 0.000 1637.344 1635.861 k16+380.000 6.400 0.009 1637.830 1635.889 k16+400.000 26.400 0.145 1636.180 1636.085 k16+410.000 36.400 0.276 1632.920 1636.246 k16+440.000 46.400 0.449 1635.230 1636.979 k16+460.000 26.400 0.145 1637.240 1637.675 k16+480.000 6.400 0.009 1639.650 1638.539 k16+486.400 0.000 0.000 1639.206 1656.850 2.3.3 变坡点 d3 的设计计算 变坡点 d3 的桩号 k17030.000，变坡点高程 1666.030 m，两相邻纵坡 分别为 i1 = 5% ，i 2 =1.5%，竖曲线半径为 3800 m。如图 4-4 所示。 第 28 页 图 3-4 变坡点 d3 计算示意图 （1）坡度差 = i 2 i1 =1.5%5%= 3.5% 为负，故应为凸形竖曲线。 （2）竖曲线几何要素计算 竖曲线长： |390|.5%|=380.513 mlra 曲线切线长： 16 m2t 外距： 2.0.58 3er 第 29 页 （3）竖曲线起讫桩号的计算 竖曲线起点桩号= 变坡点桩号切线长 = k17030.00066.5 = k16963.500 竖曲线终点桩号= 变坡点桩号切线长 = k17030.00066.5 = k17096.500 （4）竖曲线上各桩号设计高程的计算 竖曲线上任意桩号设计高程的计算分为两部分： 计算切线高程：h 1=h0（t-x ）i 其中：h 1为计算点切线高程。h 0 为变坡点标高，i 为纵坡度。 设计高程的计算。h =h 1y 其中：h为设计标高，h 0为切线高程。y为纵距。凹形竖曲线时取为“+” ， 凸形竖曲线时取为“ -”。 其中：纵距 。x为计算点桩号与竖曲线起点桩号之间的差值。r2/x 为竖曲线半径。 例如：k16+980的设计高程 = k16963.500的设计高程 +距离 坡度-纵距 =1662.705+16.55.0%-0.036=1663.494（m） 表 2-5 变坡点 d3 的竖曲线高程 桩 号 x y 地面高程（m） 设计高程（m） k16+963.500 0.000 0.000 1662.872 1662.705 k16+980.000 16.500 0.036 1665.330 1663.494 k17+000.000 36.500 0.175 1664.320 1664.355 第 30 页 k17+020.000 56.500 0.420 1665.290 1665.110 k17+030.000 66.500 0.582 1666.740 1665.448 k17+040.000 56.500 0.420 1669.460 1665.760 k17+060.000 36.500 0.175 1664.590 1666.305 k17+080.000 16.500 0.036 1665.330 1666.744 k17+096.500 0.000 0.000 1665.248 1667.027 2.3.4 变坡点 d4 的设计计算 变坡点 d4 的桩号 k17260.000，变坡点高程 1669.480m，两相邻纵坡 分别为 i1 =1.5%，i 2 =2.862%，竖曲线半径为 9000 m。如图 4-5 所示。 图 3-5 变坡点 d4 计算示意图 第 31 页 （1）坡度差 = i 2 i 1 = 2.862% 1.5% = 1.362% 为正，故应为凹形竖曲线。 （2）竖曲线几何要素计算 竖曲线长： |901.362%=.58 mlra 曲线切线长： .587 2t 外距： 2.0.9 er （3）竖曲线起讫桩号的计算 竖曲线起点桩号= 变坡点桩号切线长 = k17260.00061.297 = k17198.703 竖曲线终点桩号=变坡点桩号切线长 = k17260.00061.297 = k17321.297 （4）竖曲线上各桩号设计高程的计算 竖曲线上任意桩号设计高程的计算分为两部分： 计算切线高程：h 1=h0（t-x ）i 其中：h 1为计算点切线高程。h 0 为变坡点标高，i 为纵坡度。 设计高程的计算。h =h 1y 其中：h为设计标高，h 0为切线高程。y为纵距。凹形竖曲线时取为“+” ， 凸形竖曲线时取为“ -”。 其中：纵距 。x为计算点桩号与竖曲线起点桩号之间的差值。r2/x 为竖曲线半径。 第 32 页 例如：k17+220的设计高程 = k17198.703的设计高程 +距离 坡度+纵距 =1668.561+21.2971.5%+0.025=1668.905（m） 表 2-6 变坡点 d4 的竖曲线高程 桩 号 x y 地面高程（m ） 设计高程（m ） k17+198.703 0.000 0.000 1669.404 1668.561 k17+220.000 21.297 0.025 1667.340 1668.905 k17+240.000 41.297 0.095 1670.330 1669.275 k17+260.000 61.297 0.209 1671.160 1669.689 k17+280.000 41.297 0.095 1672.540 1670.147 k17+300.000 21.297 0.025 1674.160 1670.650 k17+320.000 1.297 0.000 1673.210 1671.197 k17+321.297 0.000 0.000 1672.650 1671.234 第 33 页 第三章 超高加宽设计计算 3.1 超高加宽设计注意事项 3.1.1 超高缓和段设计应注意的问题 超高缓和段长度一般应采用 5 的倍数，并不小于 10m； 当线形设计须采用较长的回旋线时，横坡度由 2%（或 1.5%）过渡到 0%路 段的超高渐变率不得小于 1/330。 超高的过渡段应在回旋线全长范围内进行，但当超高渐变率过小时（为 保证排水） ，只设在该回旋线的某一区段范围内。 3.1.2 加宽缓和段设计应注意的问题 公路标准 规定，平曲线半径等于或小于 250m 时，应在平曲线内测 加宽。本次设计双车道路面采用一类加宽，加宽值见表 5-2； 在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率 1：15 且 不小于 10m 的要求设置； 设置缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段采用与缓和曲线或超高缓和 段长度相同的数值； 不设缓和曲线，加宽缓和段长度应取超高缓和段长度，其渐变率不小于 1：15，且长度不小于 10m； 在加宽缓和段内，加宽是逐渐变化的，其过度方式按直线比例变化。 3.1.3 与超高加宽有关的术语 超高：为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面 第 34 页 上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称之为超高。 超高值：超高缓和段上各横断面处的路基外缘和内缘与路基设计标高之差。 超高缓和段：从直线段的双向横坡渐变到圆曲线具有超高单向横坡的过渡 段。 加宽：为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在 平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽，又称为弯道 加宽。 加宽缓和段：为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加 宽到全加宽的过渡段，称之为加宽缓和段。 中轴旋转：设计公路超高的过渡方式是采用绕行车道中线旋转，简称中轴 旋转。 第 35 页 3.2 超高加宽设计技术指标 3.2.1 边轴旋转超高计算公式汇总 表 3-1 边轴旋转超高公式计算表 计 算 公 式 超高 位置 0x0x注 外缘 ch()jcaibi 中缘 , 2jb 圆曲 线上 内缘 ,ch()jcii 外缘 x()jgjcxaiiabil 中缘 ,cxh2jgbi 2jcii过渡段 上 内缘 ,cx()jjxgaibi()jjxcaibil 1、计算结 果均为与设计 高之高差 2、临界断 面距缓和段起 点： chglix0 3、x 距离处的 加宽值： blxc 第 36 页 其中： b 路面宽度( m )； a 路肩宽度 ( m )； ig 路拱坡度； ij 路肩横坡； lc 超高缓和段长度（或缓和曲线长度）( m )； l0 路肩横坡由 ij 变为 ig 所需距离，一般可取 1.0m； x0 与路拱同坡度单向超高点至超高缓和段起点的距离 ( m )； x 超高缓和段上任一点至起点的距离( m ) ； hc 路基外缘最大抬高值( m )； hc 路中线最大抬高值( m )； hc 路基内缘最大降低值( m )； hcx x 距离处路基外缘抬高值( m )； hcx x 距离处路中线抬高值( m )； hcx x 距离处路基内缘降低值( m )； bj 路基加宽值 ( m )； bjx x 距离处路基加宽值( m )； 3.2.2 双车道公路的超高缓和段长度计算公式 cbilpa 式中：l c 超高缓和段长度( m )； b 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度 ( m )； 第 37 页 p 超高渐变率（附加纵坡） ，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为 路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。 i 超高坡度与路拱坡度的代数差( % ) 。 对绕中线旋转： )2ccglbipa 3.3 超高加宽设计计算 公路标准规定，平曲线半径等于或小于 250m 时应在平曲线内侧加宽， 加宽值见表 5-2。 表3-2 公路平曲线加宽 加 宽 类 别 圆曲线半径 汽车轴 距加前悬 250 200 20 0 150 15 0 100 10 0 70 70 50 50 30 30 25 25 20 20 15 1 5 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.2 2.5 2 8 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 3 5.2+8.8 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 因为本次设计采用一类加宽。 第 38 页 3.3.1 jd25 的超高与加宽计算 jd25平曲线半径为r=350m，故需进行超高计算，不需要进行加宽计算。 jd25范围内的采用值: =2.5%， = jici 5%， =1.5%，p=1/125，a=1.5 m，b=7m;gi (1) 超高缓和段长度的计算： 7(5%1.)43.75 /0ccbilpa 超高缓和段长度一般应采用5的倍数，并不小于10m ，而 =70m，故取sl =70mcl01.5%7021mgcixl (2) 超高计算 a. 圆曲线上： 外缘： () 1.52%.70.463 mcjchaibi） 5 中线： %.21cjci 内缘： “() 1.52.05.38jjhabi b. 过渡段上： 超高缓和段上任一点至起点的距离x=0 时： 第 39 页 ()()0 1.52%.1.52(.7)5%.15 m4cxjgjcxhaiiabil外 缘 ： 中线： .3.0.9 2cxjgbhai 内缘： “()0752(75)1.0.5 jjxgbi 超高缓和段上任一点至起点的距离 =20时：()()20 1.52%.1.52(.7)5%.147mcxjgjcxhaiiabil外 缘 ： .3.0.9 cxjgbhai中 线 ： 内缘 “()152(75)1.5jjxbi 表 3-3 jd25 的超高加宽值（单位：m） 超高值 交点 特征点 桩 号 x 加宽值 外缘h cx 中线h cx 内缘 hcx zh k14+816.099 0 0.000 0.015 0.090 0.015 k14+836.099 20 0.000 0.147 0.090 0.015 hy k14+886.099 70 0.000 0.478 0.213 -0.038 qz k14+918.607 0.000 0.4