路拱型式的选择和计算.doc

朱海鹏(沈阳市市政工程设计研究院 ,辽宁沈阳 110000)摘 要 :介绍道路路拱型式的选择和计算 ,包括路拱横坡的确定和路拱曲线方程的选择及其计算 。关键词 :道路横断面 ;路拱型式 ;曲线方程 ;设计模块中图分类号 : U412133 文献标识码 :A 文章编号 :100927716 (2004) 0120012202图 1 为三次抛物线型路拱采用不同横坡度时的曲线大样图 ,分析各段横坡和各点高差可以看 出横坡度对路拱形态的总体影响 ,实际设计时应 根据具体路宽对 更 多 的 横 坡 取 值 和 方 程 进 行 计 算 ,比选出最合适的路拱横坡度 。路拱曲线方程分为直线型 、抛物线型 、直线接 曲线 (抛物线或圆曲线) 型 ,各种曲线方程的适用 范围如下 :(1) 直线型路拱多用于刚性路面 ,如水泥混凝 土路面和大型预制块铺装路面 ,也可用于区间窄 路和单向排水的非机动车道 。(2) 抛物线路拱根据横坡度和路宽的不同采 用不同的方次 ,适用于宽度不超过 20 m 的柔性路 面 ,可以根据摊铺机的摊铺宽度绘制出分段曲线 大样图指导施工 。(3) 直线接曲线路拱适用于各种宽度和横坡 度的路面 ,其路边部分较抛物线路拱平缓 ,多用于 宽度超过 20 m 的路面 ,也可用于交叉口渠化拓宽 车道路段以便和标准路段顺接 。在旧路补强拓宽 设计时 ,对于旧路变形路拱 ,可采用直线接不同方次抛物线路拱试算拟合 。路拱型式的选择路拱型式设计包括横坡度的确定和曲线方程 的选择 。在道路横向范围 ,路拱横坡是逐渐变化 的 ,变化幅度和方式与选用的曲线方程有关 ,通常 所说的路拱横坡度是指各点间坡度的平均值 ,横 坡度的取值需要考虑以下因素 :(1) 横向排水 :路面排水与结构类型和气候条 件有关 。城市道路多为水泥混凝土或沥青混凝土 路面 ,路拱横坡度取值应在 1 . 0 %至 2 . 5 %之间 , 干旱地区可取低值 ,多雨地区宜取高值 。(2) 道路纵坡 :避免出现过大的合成坡度给行 车带来不利影响 ,当纵坡较大时应验算合成坡度是否超过规范允许值 。计算公式如下 :1i H =i2 + i2h x式中 :i H 合成坡度 ( %) ,ih 超高横坡或路面横坡 ( %) , ix 纵坡坡度 ( %)(3) 车道宽度 :路拱各点高差太大影响道路美 观 ,道路越宽横坡度应选择得越平缓 ,并根据路拱 方程验算各点高差 。(4) 行车速度 :交通量大和车速高的道路横坡 度不宜超过 2 % ,避免车辆紧急制动时产生横向 滑动 ,减轻超车时横向倾斜的影响 。(5) 经济合理 :旧路补强路拱设计应首先根据 测量成果计算出旧路的横坡度 ,然后采用与旧路 接近的横坡度 ,用各种方程拟合试算出“盖被”均匀的路拱型 。路拱曲线方程及计算实例表 1 为笔者结合国内城市道路设计特点归纳 的典型路拱方程 ,为便于计算机编程均已经转化 为一元方程 ,实际应用中可以通过调整方次得出 更多种类的抛物线方程 。某道 路 设 计 标 准 横 断 面 机 动 车 道 宽 度 为30 m ,交叉口处加宽一个右转专用道 3 . 75 m ,标准 路段采用 1 . 25 次方抛物线路拱 ,设计中通过在加 宽段采用直线接 抛 物 线 路 拱 并 调 整 横 坡 度 的 方 法 ,使标准路段和加宽段非对称路幅平顺衔接 。该工程实例路拱曲线如图 2 :2收稿日期 :2003209210作者简介 : 朱海鹏 ( 19632) , 男 , 辽宁沈阳人 , 高级工程师 , 沈阳市图 1 三次抛物线型路拱曲线大样图算 12 种 曲 线 方 程 , 可 以 访 问 网 站 ht tp :/ / www . hpcad. co m 了解软件详细情况 。路拱设计有一个 优化过程 ,应该针对具体工程特性用不同横坡度 和方程反复试算 ,最终找出最合适的路拱型式 。表 1路拱曲线方程序号曲线方程方程说明y = 2h x1直线型路拱B1. 5y = 2hx1. 52半立方抛物线型路拱B1. 5y = 4h x23二次抛物线型路拱B2y = 2h x2 + h x4改进二次抛物线型路拱B2By = 4h x3 + h x5改进三次抛物线型路拱B3By = 4h x2 ( 曲线段)2图 2 某工程路拱曲线图 单位 :cm手工进行路拱计算和绘图比较繁琐 ,笔者编 制的市政工程设计软件包含了计算绘图一体化的 路拱设计模块 ,该软件采用 Excel 输入数据 Auto2CAD 绘图的方法自动生成路拱曲线图 ,能够计B直线接二次抛物线型路拱6y = y T + ( x - x T) i( 直线段)2( x T - x)y =+ ix - E( 曲线段)2 R直线接圆曲线型路拱7y = ix - E ( 直线段)世界拱桥资料世界四大拱桥(1) 中国上海卢浦大桥 ,跨径 550 m ; (2) 美国西弗吉尾亚新河谷大桥 ,跨径 518 m ; (3) 美国贝尔桥 ,跨 径 504 m ; (4) 澳大利亚悉尼港桥 ,跨径 503 m 。短讯我国在未来几年内 , 将 有 20 多 个 城 市 计 划 修 建 20 多 条 地 铁 及 城 市 轨 道 交 通 线 路 , 总 里 程 达 到850 km 。Urban Roa ds , Bridges & Flood Control( Bimonthly)Number 1 , 2004 ( Total Number 71)CO NTENTSREPO RT O N A SPECIAL TOPICCountermeasure St udy o n Imp rovement of Public Transit of Zho ngguancun St reet Zh u J i an g ( 1)Abstract :The paper first analyses t he characteristics of t he existing p ublic t ransit and app roaches how to solve well t he p ub2lic t ransit in Zho ngguancun Area in co mbinatio n wit h t he lo ng - term develop ment of t he p ublic t ransit .Key words :Zho ngguancun St reet , p ublic t ransit , give p riorit y to p ublic t ransit , t rack t raffic , Beijing Cit yMeasure for Co mp rehensive Handling of U rban No n - Motor Vehicles L uo X i ao Hui ( 5)Abstract :The paper states t he t raveling characteristics of no n - motor vehicles at road sectio ns and intersectio ns. It alsoanalyses t he influence of no n - motor vehicles o n t he capacit y of intersectio ns and p ut s forward t he p rinciple and measure for handling no n - motor vehicles.Key words : t raffic engineering , no n - motor vehicles , intersectio ns , capacit yPresent Sit uatio n and Countermeasure St udy o n U rban Road Traffic in Wenzhou City Hu an g W ei M i n g ( 8)Abstract :The paper co mp rehensively analyses t he p resent sit uatio n of t he urban t raffic in Wenzhou City. And in co mbina2 tio n wit h t he urban developing planning t he paper p ut s forward t hat it must take t he measures for solving t he serious urban t raffic p roblem day by day.Key words : Wenzhou City , urban roads , t raffic investigatio n , t raffic planningROADS & COMM UNICATIO N Zh u Hai Pen g ( 12)Selectio n and Calculatio n of Types of Road CamberAbstract :The paper analyses t he selectio n and calculatio n of t he types of t he road camber , including t he determinatio n oft he t ransverse of t he road camber as well as t he selectio n and calculatio n of camber curve equatio ns.Key words : cross sectio n of roads , type of road camber , curve equatio n , design modulesSt udy o n Op timizatio n of Mixt ure Ratio of Co mp rehensive Stable Crushed Sto ne Category of Valuable Pulverized Fuel Ash Gon g Q i nS hen g ( 14) Abstract :The paper p rovides t he eco no mical mixt ure ratio of t he co mp rehensive stable crushed sto ne t hrough op timizatio n and also app roaches to t he ratio pat tern for increasing t he st rengt h.Key word