江川至华宁二级公路毕业设计计算书.doc

第1页 江川至华宁二级公路毕业设计计算书江川至华宁二级公路毕业设计计算书 目录目录 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 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 第2页 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 总结与体会 73 谢辞 74 参考文献 75 附录 77 外文翻译 77 第3页 摘 要 摘要 摘要 本次毕业设计为江川 华宁 K15 000 K18 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 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 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 第4页 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 highway s 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 highway s 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 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 第5页 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 000 K18 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 第一章 平面设计计算 1 1 平曲线设计指标与要求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 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 第6页 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 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 表表 1 1 平面设计技术指标表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 6060 平曲线一般最小半径 m 200200 平曲线极限半径 m 125125 平曲线最小长度 m 100100 缓和曲线最小长度 m 5050 1 2 平曲线几何元素计算公式平曲线几何元素计算公式 1 2 1 单交点对称基本型曲线单交点对称基本型曲线 如图 1 1 所示 第7页 图 1 1 单交点对称基本型曲线计算示意图 2 3 2402R ll q s s 24 s 3 24R2688 s ll R R 0 90 s l R A tan 2 TRRq A 180 s LRl A A 2 ys LLl sec 2 ERRR A LTJ 2 ZH 桩号 JD 桩号 T HY 桩号 ZH 桩号 s l YH 桩号 HY 桩号 y L HZ 桩号 YH 桩号 s l QZ 桩号 HZ 桩号 L 2 JD 桩号 QZ 桩号 J 2 式中 T 总切线长 m 第8页 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 s l 1 31 3 平曲线各交点几何元素计算平曲线各交点几何元素计算 1 3 1 JD25 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD25 为单交点对称基本型曲线 JD25 的桩号为 K14 919 599 22 6 9 R 350m 70m s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 70 5 72955 4346 350 s l R A 33 22 7070 34 988 22402240 350 ss ll qm R 2424 s 33 7070 0 583 24R268824 3502688 350 s ll Rm R 22 69 tan 3500 583 tan34 988103 460 22 TRRqm A 22 6935070205 017 180180 s LRlm A A 2205 0172 7065 017 ys LLlm 22 69 sec 3500 583 sec3501 904 m 22 ERRR A 22 103 460205 0171 904 mJTL 2 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K14 919 559 103 460 K14 816 099 HY ZH K14 816 099 70 K14 886 099 s l 第9页 YH HY K14 886 099 65 016 K14 951 115 y L HZ YH K14 951 115 70 K15 021 115 s l QZ HZ L 2 K15 021 115 205 016 2 K15 021 115 JD QZ J 2 K14 918 607 1 904 2 K14 919 599 校核无误校核无误 3 手算与计算机输出结果对比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 计算结果无误计算结果无误 1 3 2 JD26 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD26 为双交点曲线 JD26 的虚焦点桩号为 K15 512 006 R 200m 70m 6 49 482618 4233 141733 830 AB s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 70 10 0267 200 s l R A 33 22 7070 34 964 22402240 200 ss ll qm R 2424 s 33 7070 1 020 24R268824 2002688 200 s ll Rm R 33 830 tan 200 1 020 tan34 96494 779 22 TRRqm A 33 83020070185 686 180180 s LRlm A A 2185 6862 7045 686 ys LLlm 33 830 sec 200 1 020 sec2009 730 m 22 ERRR A 22 94 779 185 6869 730 mJTL 2 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K15 512 006 94 779 K15 417 227 HY ZH K15 417 227 70 K15 487 227 s l YH HY K15 487 227 45 686 K15 532 913 y L HZ YH K15 532 913 70 K15 602 913 s l 第10页 QZ HZ L 2 K15 602 913 185 686 2 K15 510 070 JD QZ J 2 K15 510 070 3 873 2 K15 512 006 校核无误校核无误 3 手算与计算机输出结果对比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 计算结果无误计算结果无误 1 3 3 JD27 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD27 为双交点曲线 JD27 的虚焦点桩号为 K16 199 720 R 150m 70m 2118 24 45 361866 911766 5442 AB s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 70 13 3690 200 s l R A 33 22 7070 34 9365 22402240 150 ss ll qm R 2424 s 33 7070 1 359 24R268824 1502688 150 s ll Rm R 66 5442 tan 150 1 358 tan34 936134 951 22 TRRqm A 66 544215070245 174m 180180 s LRl A A 2245 1742 150105 174 m ys LLl 66 5442 sec 150 1 359 sec15031 417 m 22 ERRR A 22 150245 17424 727 mJTL 3 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K16 199 720 134 951 K16 064 769 HY ZH K16 064 769 70 K16 134 769 s l YH HY K16 134 769 105 174 K16 239 944 y L HZ YH K16 239 944 70 K16 309 944 s l QZ HZ L 2 K16 309 944 245 174 2 K16 187 356 JD QZ J 2 K16 187 356 24 727 2 K16 199 720 校核无误校核无误 第11页 3 手算与计算机输出结果对比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 计算结果无误计算结果无误 1 3 4 JD28 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD28 为单交点对称基本型曲线 JD28 的桩号为 K16 780 485 29 18 42 R 350m 70m s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 70 5 7296 350 s l R A 33 22 7070 34 9883 22402240 350 ss ll qm R 2424 s 33 7070 0 5831 24R268824 3502688 350 s ll Rm R 291842 tan 3500 583 tan34 988126 673 22 TRRqm A 29184235070249 055 m 180180 s LRl A A 2249 0552 70109 055 m ys LLl 291842 sec 3500 583 sec35012 374 m 22 ERRR A 22 126 673249 0554 292 mJTL 2 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K16 780 485 126 673 K16 653 812 HY ZH K16 653 812 70 K16 723 812 s l YH HY K16 723 812 109 055 K16 832 867 y L HZ YH K16 832 867 70 K16 902 867 s l QZ HZ L 2 K16 902 867 249 055 2 K16 778 339 JD QZ J 2 K16 778 339 4 292 2 K16 780 485 校核无误校核无误 3 手算与计算机输出结果对比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 计算结果无误计算结果无误 第12页 1 3 5 JD29 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD29 为单交点对称基本型曲线 JD28 的桩号为 K17 438 453 32 28 24 R 250m 60m s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 70 6 8755 250 s l R A 33 22 6060 29 9856 22402240 250 ss ll qm R 2424 s 33 6060 0 5997 24R268824 2502688 250 s ll Rm R 32 2824 tan 2500 5997 tan29 986102 965 22 TRRqm A 32 282425060201 692 m 180180 s LRl A A 2201 6922 6081 692 m ys LLl 32 2824 sec 2500 5997 sec25011 010m 22 ERRR A 22 102 965201 6924 239mJTL 2 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K17 438 453 102 965 K17 754 919 HY ZH K17 754 919 60 K17 395 448 s l YH HY K17 395 448 81 692 K17 477 179 y L HZ YH K17 477 179 60 K17 537 179 s l QZ HZ L 2 K17 537 179 201 692 2 K17 436 333 JD QZ J 2 K17 436 333 4 239 2 K17 438 453 校核无误校核无误 3 手算与计算机输出结果对比手算与计算机输出结果对比 第13页 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 计算结果无误计算结果无误 1 3 6 JD30 的曲线要素计算的曲线要素计算 JD30 为单交点对称基本型曲线 JD30 的桩号为 K18 079 824 21 36 24 R 300m 65m s l 1 求曲线要素求曲线要素 0 9090 65 6 2070 300 s l R A 33 22 6565 32 4873 22402240 300 ss ll qm R 2424 s 33 6565 0 5866 24R268824 3002688 300 s ll Rm R 213624 tan 3000 587 tan32 48789 845 22 TRRqm A 21362430065178 132 m 180180 s LRl A A 2178 7322 6548 132 m ys LLl 213624 sec 3000 587 sec3006 010 m 22 ERRR A 22 89 845 178 1321 396 mJTL 2 求主点桩号求主点桩号 ZH JD T K18 079 824 51 375 K17 989 979 HY ZH K17 989 979 65 K18 054 979 s l YH HY K18 054 979 48 132 K18 103 111 y L HZ YH K18 103 111 65 K18 168 111 s l QZ HZ L 2 K18 168 111 178 132 2 K18 079 045 JD QZ J 2 K18 079 045 1 558 2 K18 079 824 校核无误校核无误 3 手算与计算机输出结果对比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 计算结果无误计算结果无误 第14页 1 4 手算与计算机输出结果误差说明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15页 第二章 纵断面设计计算 2 1 纵断面设计要求及指标 纵断面设计要求及指标 2 1 1 公路纵坡设计的一般要求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 竖曲线设计要求竖曲线设计要求 1 竖曲线设计的一般要求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 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 第16页 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 纵断面设计指标纵断面设计指标 表表 2 1 纵断面设计技术指标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 6060凹曲线一般最小半径 m 15002400 最大纵坡限制值 65凸曲线一般最小半径 m 20003800 最小纵坡限制值 0 30 3竖曲线最小长度 m 50112 8 纵坡最大长度 m 800600纵坡最小长度 m 150230 2 2 纵断面设计纵断面设计 2 2 1 竖曲线设计计算要素汇总竖曲线设计计算要素汇总 1 变坡点变坡点 纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点 2 坡度差 角 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 i2 i1 2 2 2 竖曲线几何要素计算公式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 第17页 图 3 1 竖曲线基本要素示意图 竖曲线长 LR A 曲线切线长 2 L T 外距 2 2 T E R 1 竖曲线上任意点纵距 竖曲线上任意点纵距 y 的计算的计算 任意点纵距 y 2 2 x y R 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 竖曲线上任意点设计标高的计算 切线高程的计算 10 HHTi A x 式中 H1 变坡点标高 m 第18页 H0 计算点切线高程 m i 纵坡坡度 设计高程的计算 1 HHy 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 如表纵断面设计采用数值 如表 4 2 表表 2 2 纵坡设计表纵坡设计表 坡段 坡长 m 510920600230740 坡度 1 70 351 52 862 2 3 竖曲线几何要素设计计算竖曲线几何要素设计计算 2 3 1 变坡点变坡点 D1 的设计计算的设计计算 变坡点 D1 的桩号 K15 510 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 第19页 图 3 2 变坡点 D1 计算示意图 1 坡度差坡度差 i2 i1 0 3 1 7 1 4 为负 故应为凸形竖曲线 2 竖曲线几何要素计算竖曲线几何要素计算 竖曲线长 13300 1 4 13300 1 4 186 2 mLR A 曲线切线长 186 2 93 1 m 22 L T 外距 22 93 1 0 326 m 22 13300 T E R 3 竖曲线起讫桩号的计算 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 K15 510 93 1 K15 416 900 竖曲线终点桩号 变坡点桩号 切线长 K15 510 93 1 K15 603 100 4 竖曲线上各桩号设计高程的计算 竖曲线上各桩号设计高程的计算 第20页 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 H1 H0 T x i 其中 H1为计算点切线高程 H0 为变坡点标高 i为纵坡度 设计高程的计算 H H1 y 其中 H为设计标高 H0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 R 2 2yxR 为竖曲线半径 例如 K15 440的高程 K15 416 900的高程 距离 坡度 纵距 1631 687 23 1 1 7 0 020 1632 060 m 表表 2 3 变坡点变坡点 D1 的竖曲线高程的竖曲线高程 桩 号xy地面高程 m 设计高程 m K15 416 90000 0001632 2301631 687 K15 44023 1000 0201633 5501632 060 K15 46043 1000 0701633 4401632 350 K15 48063 1000 1501633 3901632 610 K15 50083 1000 2601636 5901632 840 K15 52010 0000 0041637 7901633 040 K15 54030 0000 0341637 1501633 210 K15 56050 0000 0941636 2401633 350 K15 58070 0000 1841634 5201633 460 K15 60080 0000 2411637 5001633 540 K15 603 10093 1000 3261637 1091633 549 第21页 2 3 2 变坡点变坡点 D2 的设计计算的设计计算 变坡点 D2 的桩号 K16 430 000 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 图 3 3 变坡点 D1 计算示意图 1 坡度差坡度差 i2 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几何要素计算 竖曲线长 2400 4 7 112 8 mLR A 曲线切线长 112 8 56 4 m 22 L T 外距 22 56 4 0 663 m 22 2400 T E R 3 竖曲线起讫桩号的计算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 K16 430 000 56 4 K16 373 600 第22页 竖曲线终点桩号 变坡点桩号 切线长 K16 430 000 56 4 K16 486 400 4 竖曲线上各桩号设计高程的计算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 H1 H0 T x i 其中 H1为计算点切线高程 H0 为变坡点标高 i为纵坡度 设计高程的计算 H H1 y 其中 H为设计标高 H0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 R 2 2yxR 为竖曲线半径 例如 K16 380的设计高程 K16 373 600的设计高程 距离 坡度 纵距 1635 861 6 4 0 3 0 009 1632 060 m 表表 2 4 变坡点变坡点 D2 的竖曲线高程的竖曲线高程 桩 号xy地面高程 m 设计高程 m K16 373 6000 0000 0001637 3441635 861 K16 380 0006 4000 0091637 8301635 889 第23页 K16 400 00026 4000 1451636 1801636 085 K16 410 00036 4000 2761632 9201636 246 K16 440 00046 4000 4491635 2301636 979 K16 460 00026 4000 1451637 2401637 675 K16 480 0006 4000 0091639 6501638 539 K16 486 4000 0000 0001639 2061656 850 2 3 3 变坡点变坡点 D3 的设计计算的设计计算 变坡点 D3 的桩号 K17 030 000 变坡点高程 1666 030 m 两相邻纵坡 分别为 i1 5 i2 1 5 竖曲线半径为 3800 m 如图 4 4 所示 图 3 4 变坡点 D3 计算示意图 1 坡度差坡度差 第24页 i2 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几何要素计算 竖曲线长 3900 3 5 3800 3 5 133 mLR A 曲线切线长 133 66 5 m 22 L T 外距 22 66 5 0 582 m 22 3800 T E R 3 竖曲线起讫桩号的计算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 K17 030 000 66 5 K16 963 500 竖曲线终点桩号 变坡点桩号 切线长 K17 030 000 66 5 K17 096 500 4 竖曲线上各桩号设计高程的计算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 H1 H0 T x i 其中 H1为计算点切线高程 H0 为变坡点标高 i为纵坡度 设计高程的计算 H H1 y 其中 H为设计标高 H0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 R 2 2yxR 为竖曲线半径 例如 K16 980的设计高程 K16 963 500的设计高程 距离 坡度 纵距 1662 705 16 5 5 0 0 036 1663 494 m 表表 2 5 变坡点变坡点 D3 的竖曲线高程的竖曲线高程 第25页 桩 号xy地面高程 m 设计高程 m K16 963 5000 0000 0001662 8721662 705 K16 980 00016 5000 0361665 3301663 494 K17 000 00036 5000 1751664 3201664 355 K17 020 00056 5000 4201665 2901665 110 K17 030 00066 5000 5821666 7401665 448 K17 040 00056 5000 4201669 4601665 760 K17 060 00036 5000 1751664 5901666 305 K17 080 00016 5000 0361665 3301666 744 K17 096 5000 0000 0001665 2481667 027 2 3 4 变坡点变坡点 D4 的设计计算的设计计算 变坡点 D4 的桩号 K17 260 000 变坡点高程 1669 480m 两相邻纵坡 分别为 i1 1 5 i2 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 1 坡度差坡度差 第26页 i2 i1 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几何要素计算 竖曲线长 9000 1 362 122 58 mLR A 曲线切线长 122 58 61 297 m 22 L T 外距 22 61 297 0 209 m 22 9000 T E R 3 竖曲线起讫桩号的计算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 K17 260 000 61 297 K17 198 703 竖曲线终点桩号 变坡点桩号 切线长 K17 260 000 61 297 K17 321 297 4 竖曲线上各桩号设计高程的计算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 H1 H0 T x i 其中 H1为计算点切线高程 H0 为变坡点标高 i为纵坡度 设计高程的计算 H H1 y 其中 H为设计标高 H0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 R 2 2yxR 为竖曲线半径 例如 K17 220的设计高程 K17 198 703的设计高程 距离 坡度 纵距 1668 561 21 297 1 5 0 025 1668 905 m 表表 2 6 变坡点变坡点 D4 的竖曲线高程的竖曲线高程 第27页 桩 号xy 地面高程 m 设计高程 m K17 198 7030 0000 0001669 4041668 561 K17 220 00021 2970 0251667 3401668 905 K17 240 00041 2970 0951670 3301669 275 K17 260 00061 2970 2091671 1601669 689 K17 280 00041 2970 0951672 5401670 147 K17 300 00021 2970 0251674 1601670 650 K17 320 0001 2970 0001673 2101671 197 K17 321 2970 0000 0001672 6501671 234 第28页 第三章 超高加宽设计计算 3 1 超高加宽设计注意事项超高加宽设计注意事项 3 1 1 超高超高缓和段设计应注意的问题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 加宽加宽缓和段设计应注意的问题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 与超高与超高加宽有关加宽有关的术语的术语 超高超高 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 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 第29页 段 加宽加宽 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 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 3 2 超高加宽设计技术指标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 0 xx 0 xx 注 外缘 c h jc aiab i 1 计算结 第30页 中缘 c h 2 jc B aii 圆曲 线上 内缘 c h jc aiab i 外缘 cx h jgjc c x a iiaiab i L 中缘 cx h 2 jg b aii 2 jc c bx aii L 过渡段 上 内缘 cx h jjxg aiaBi jjxc c x aiaBi L 果均为与设计 高之高差 2 临界断 面距缓和段起 点 c h G L i i x 0 3 X 距离处的 加宽值 b L x b c x 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 第31页 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双车道公路的超高缓和段长度计算公式 C Bi L p A 式中 Lc 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 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 2 Ccg Lb iip A 3 3 超高加宽设计计算超高加宽设计计算 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 表表3 2 公路平曲线加宽公路平曲线加宽 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 15 150 40 60 81 01 21 41 82 22 5 280 60 70 91 21 52 0 第32页 35 2 8 80 81 01 52 02 5 因为本次设计采用一类加宽 3 3 1 JD25 的超高与加宽计算的超高与加宽计算 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 j i c i 5 1 5 p 1 125 a 1 5m b 7m g i 1 超高缓和段长度的计算 超高缓和段长度的计算 7 5 1 5 43 75 m 1 150 c C B i L p AA 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 s l 70m c L 0 1 5 7021m 5 g c c i xL i 2 超高计算超高计算 a 圆曲线上 外缘 1 5 2 5 1 57 0 463 m cjc haiab i 5 中线 1 5 2 5 3 5 5 0 213 m 2 cjc b haii 内缘 1 5 2 5 1 50 5 0 038m cjjc haiaB i b 过渡段上 超高缓和段上任一点至起点的距离x 0时 第33页 0 1 5 2 5 1 5 1 5 2 5 1 57 5 0 015 m 40 cxjgjc c x ha iiaiab i L 外缘 中线 1 5 2 5 3 5 1 5 0 09 m 2 cxjg