桥梁基本知识.doc

A1是入口缓和曲线参数，A2是出口缓和曲线参数。A=RL R是曲率半径，L是回旋线长一章1现代交通运输方式有哪些？与这些运输方式比较，公路运输有哪些特点？2公路工程技术标准将我国公路分为哪几个等级？3简述公路“两阶段勘测设计”的程序步骤。4公路工程技术标准的主要技术指标有哪些？5设计速度的定义是什么？参考答案1公路技术标准：是指一定数量的车辆在车道上以一定的设计速度行驶时，对路线和各项工程的设计要求。2设计车速：是指在气候条件良好，交通量正常，汽车行驶只受公路本身条件影响时，驾驶员能够安全、舒适驾驶车辆行驶的最大速度。3交通量：是指单位时间内通过公路某段面的交通流量（即单位时间通过公路某段面的车辆数目）。4公路通行能力：是在一定的道路和交通条件下，公路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。通行能力分为基本通行能力和设计通行能力两种。四、参考答案1答：现代交通运输由铁路、公路、水运、航空及管道等五种运输方式组成。其中铁路运输：运量大、运程远，在交通运输中起着主要作用；水运运输：运量大、成本低，运速慢且受到航道的限制；航空运输：速度快、成本高，服务于远距离和有时间要求的客货运输；管线运输：适用于液态、气态、散装粉状物体的运输。与这些运输方式比较，公路运输有如下特点：机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输。受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式，也是交通运输网中其他各种运输方式联系的纽带。适应性强，服务面广，时间上随意性强，可适于小批量运输和大宗运输。公路运输投资少，资金周转快，社会效益显著。与铁路、水运比较，公路运输由于汽车燃料价格高，服务人员多，单位运量小，所以在长途运输中，其运输成本偏高。2答：交通部颁布的国家行业标准公路工程技术标准（JTG B012003）将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。其中：高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路；一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路；二级公路为供汽车行驶的双车道公路；三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路；四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。3答：两阶段勘测设计是公路测设一般所采用的测设程序。其步骤为：先进行初测、编制初步设计和工程概算；经上级批准初步设计后，再进行定测、编制施工图和工程预算。也可直接进行定测、编制初步设计；然后根据批准的初步设计，通过补充测量编制施工图。4答：公路主要技术指标一般包括：设计速度、行车道数及宽度、路基宽度、最大纵坡、平曲线最小半径、行车视距、桥梁设计荷载等。5答：所谓设计速度是指在气候条件良好，交通量正常，汽车行驶只受公路本身条件影响时，驾驶员能够安全、舒适驾驶车辆行驶的最大速度。设计速度是公路设计时确定其几何线形的最关键参数。二章1设置缓和曲线的目的是什么？2确定缓和曲线最小长度需从哪几个方面考虑？3何谓超高？设置超高的原因及条件分别是什么？4简述无中央分隔带超高缓和段绕内边轴旋转的形成过程。5简述无中央分隔带超高缓和段绕中轴旋转的形成过程。6行车视距的种类有哪些？分述其构成并说明各级公路对行车视距的规定。7简述视距包络图的绘制方法与步骤。8在平面线形设计中，如何选用圆曲线半径？9简述平面线形的组合形式。1答：设置缓和曲线的目的是：有利于驾驶员操纵方向盘；消除离心力的突变，提高舒适性；完成超高和加宽的过渡；与圆曲线配合得当，增加线形美观。2答：控制离心加速度增长率，满足旅客舒适要求； 根据驾驶员操作方向盘所需经行时间； 根据超高渐变率适中； 从视觉上应有平顺感的要求考虑。3答：平曲线超高：为了抵消汽车在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡的形式。 设置超高的原因：将弯道横断面做成向内倾斜的单向横坡形式，利用重力向内侧分力抵消一部分离心力，改善汽车的行驶条件。 设置超高的条件是：圆曲线半径小于不设超高的最小半径时。4答：即将路面未加宽时的内侧边缘线保留在原来位置不动。其旋转形式为:在超高缓和段以前，将两侧路肩的横坡度 分别同时绕外侧路面未加宽时的边缘线旋转，使 逐渐变为路面的双向横坡度 ，这一过程的长度为 ，一般取1-2米，但不计入超高缓和段长度内；将外侧路面连同外侧路肩的 绕中轴旋转同时向前推进，直到使外侧的 逐渐变为内侧路面的 ，这一过程的长度为 ；将内外侧的路面和路肩的单向横坡度 整体绕路面未加宽时的内侧边缘线旋转同时向前推进，直至单向横坡度 逐渐变为全超高横坡度 为止，这一过程的长度为 ；超高缓和段全长 。5答：即将路面未加宽时的路面中心线保留在原来位置不动。其旋转形式为:在超高缓和段以前，将两侧路肩的横坡度 分别同时绕外侧路面未加宽时的边缘线旋转，使 逐渐变为路面的双向横坡度 ，这一过程的长度为 ，一般取1-2米，但不计入超高缓和段长度内；将外侧路面连同外侧路肩的 绕中轴旋转同时向前推进，直到使外侧的 逐渐变为内侧路面的 ，这一过程的长度为 ；将内外侧的路面和路肩的单向横坡度 整体绕路面未加宽时的中心线旋转同时向前推进，直至单向横坡度 逐渐变为全超高横坡度 为止，这一过程的长度为 ；超高缓和段全长 。6答：行车视距的种类有：停车视距、会车视距、超车视距等。 其构成为： 停车视距：由反应距离、制动距离和安全距离等三部分构成； 会车视距：由停车视距的二倍组成； 超车视距：由加速行驶距离、超车在对向车道行驶的距离、超车完了时，超车与对向汽车之间的安全距离、超车开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离等四部分组成。 标准规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求；二、三、四级公路必须保证会车视距。7答：视距包络图的作图方法与步骤如下：按比例画出弯道平面图，在图上示出路面两边边缘（包括路面加宽在内）、路基边缘线（包括路基加宽在内）、路中线及距加宽前路面内侧边缘1.5 m 的行车轨迹线（有缓和曲线时也应按缓和曲线形式画出汽车轨迹线）；由平曲线的起、终点向直线段方向沿轨迹线量取设计视距S长度，定出O点；从O点向平曲线方向沿轨迹线把O至曲线中点的轨迹距离分成若干等份（一般分10等份）得1、2、3、 各点；从0、1、2、3、 分别沿轨迹方向量取设计视距S，定出各相应点0、1、2、3,则00；11；22；33 和对称的00；11；22；33 ，都在轨迹线上满足设计视距S的要求。用直线分别连 ， ， ，和对称的 ， ， ，各线段互相交叉。用曲线板内切与各交叉的线段，画出内切曲线，这条内切曲线就是视距包络线。视距包络线两端与障碍线相交，在视距包络线与障碍线之间的部分，就是应该清除障碍物的范围。8答：在地形、地物等条件许可时，优先选用大于或等于不设超高的最小半径； 一般情况下宜采用极限最小曲线半径的4 8倍或超高为 2% 4%的圆曲线半径； 当地形条件受限制时，应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径； 在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得已时，方可采用极限最小半径； 圆曲线最大半径不宜超过10000m。9答：平面线形的组合形式主要有：基本型：按直线 回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合；S型：两个反向圆曲线用回旋线连接起来的组合线形； 复曲线：（A)两同向圆曲线按直线圆曲线R1 圆曲线R2 直线的顺序组合构成。（B)两同向圆曲线按直线回旋线A1 圆曲线R1 圆曲线R2 回旋线A2直线的顺序组合构成。（C)用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式，称为卵型，按直线回旋线A1圆曲线R1回旋线圆曲线R2回旋线A2直线顺序组合构成。凸型:两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的线形;复合型:两个及两个以上同向回旋线，在曲率相等处相互连接的形式;C型:同向曲线的两个回旋线在曲率为零处径相衔接（即连接处曲率为0，R=）的形式。三章1在纵断面设计中，确定最大纵坡和最小纵坡的因素分别有哪些？2缓和坡段的作用是什么？公路工程技术标准对设置缓和坡段有何规定？3确定竖曲线最小半径时主要考虑哪些因素？4简述平、纵面线形组合的基本原则。5纵断面设计时怎样考虑标高控制？6确定转坡点位置时应考虑哪些问题？7路线纵断面设计应考虑哪些主要标高控制点？8简述纵断面设计的方法与步骤。1答:确定最大纵坡因素有:汽车的动力性能：考虑公路上行驶的车辆，按汽车行驶的必要条件和充分条件来确定；公路等级：不同的公路等级要求的行车速度不同；公路等级越高、行车速度越大，要求的纵坡越平缓；自然因素：公路所经过的地形、海拔高度、气温、雨量、湿度和其它自然因素，均影响汽车的行驶条件和上坡能力。 确定最小纵坡的因素有:路基的纵向排水；路面的纵、横向排水。2答: 缓和坡段的作用是：改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素 公路工程技术标准对设置缓和坡段的规定：对于不同设计速度的公路，连续上坡（下坡）时应在不大于相应纵坡最大坡长范围内设置缓和坡段，且缓和坡段的纵坡度不应大于3%，长度应符合纵坡长度的规定。3答:对于凸形竖曲线应考虑：缓和冲击；经行时间不宜过短；满足视距要求。 对于凹形竖曲线应考虑：缓和冲击；前灯照射距离要求；跨线桥下视距要求；经行时间不宜过短。4答:应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性； 平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调； 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车； 应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。5答:纵断面设计时标高控制的考虑是：在平原地区，主要由保证路基最小填土高度所控制；在丘陵地区，主要由土石方平衡、降低工程造价所控制；在山岭区，主要由纵坡度和坡长所控制，但也要从土石方尽量平衡和路基附属工程合理等方面适当考虑；沿河受水浸淹、沿水库、大、中桥桥头等地段，路基一般应高出设计频率的计算水位（并包括雍水和浪高）0.5m以上；当设计公路与铁路平面交叉时，铁路轨道的标高为控制标高；当设计公路与公路、铁路立交时，满足跨线净空高度的要求；还应考虑公路起终点、垭口、隧道、重要桥梁、排灌涵洞、地质不良地段等方面的要求。6答:确定转坡点位置时应考虑：尽可能使填挖工程量最小和线形最理想；使最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、缓和坡段满足有关规定的要求；处理好平、纵面线形的相互配合和协调；为方便设计与计算，变坡点的位置一般应设在10米的整数桩号处。7答:路线纵断面设计应考虑的主要标高控制点有：路线的起终点、越岭垭口、重要桥梁涵洞的桥面标高、最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉和立体交叉点、与铁路交叉点及受其他因素限制路线必须通过的标高。8答: 纵断面设计的方法与步骤是：（1）做好准备工作；按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线；绘出平面直线与平曲线资料，以及土壤地质说明资料；将桥梁、涵洞、地质土质等与纵断面设计有关的资料在纵断面图纸上标明；熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和设计要求。（2）标注控制点；（3）试定纵坡；（4）调整纵坡；对照技术标准，检查纵坡是否合理，不符合要求时则应调整纵坡线。（5）核对；选择有控制意义的重点横断面“戴帽”检查。 （6）定坡；纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。 （7）设置竖曲线；根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。 （8）根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。四章1什么是公路横断面图？横断面设计的主要内容有哪些？2简述新建公路的用地范围是怎样确定的3横断面设计的基本要求是什么？4简述横断面设计的方法与步骤。5简述路基土石方计算的方法与调配原则。6路基土石方计算与调配的任务是什么？土石方调配时如何进行校核？1答：公路横断面图：公路中线的法线方向剖面图，它是由横断面设计线和横断面地面线所围成的图形。公路横断面设计的主要内容有：根据行车对公路的要求，结合当地的地形、地质、气候、水文等自然因素，确定横断面的形式、各组成部分的位置和尺寸。2答：新建公路的用地范围是：填方地段为公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，挖方地段为路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外，不小于1m的土地范围。在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地范围。桥梁、隧道、互通式立体交叉、分离式立体交叉、平面交叉、交通安全设施、服务设施、管理设施、绿化以及料场、苗圃等根据实际需要确定用地范围。在风砂、雪害等特殊地质地带，设置防护设施时，根据实际需要确定用地范围。3答：（1）稳定性：在荷载、自然因素的共同作用下，不倾覆、滑动、沉陷、塌方。（2）经济性：工程量小，节约资金。（3）规范性：断面的某些尺寸必须符合公路规范和设计规范的要求。（4）兼顾性：要兼顾农田基本建设的要求，要与农田改造、水利灌溉相配合。4答： 按1200的比例绘制横断面地面线；从“路基设计表”中抄入路基中心填挖高度，对于有超高和加宽的曲线路段，还应抄入“左高”、“右高”、“左宽”、“右宽”等数据；根据现场调查所得来的“土壤、地质、水文资料”，参照“标准横断面图”设计出各桩号横断面，确定路幅宽度，填或挖的边坡坡线，在需要各种支挡工程和防护工程的地方画出该工程结构的断面示意图；根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式；分别计算各桩号断面的填方面积（AT）、挖方面积（AW），并标注于图上。5答：（1）路基土石方计算的方法：先采用积距法或坐标法分别计算每一设计横断面的填、挖面积，然后利用平均断面法或棱台体积法分别计算相邻断面间的填、挖体积数量，依次类推，可以计算出路线的土石方体积。（2）路基土石方的调配原则：先横向后纵向，填方优先考虑本桩利用，以减少借方和调运方数量；土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距；土方调配“移挖作填”应综合考虑，保护生态环境，避免水土流失；不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配；回头曲线路段，优先考虑上下线的土方竖向调运。6答：（1）路基土石方计算与调配的任务是：计算每公里路段的土石数量和全线总土石方工程数量，设计挖方的利用和填方的来源及运距，为编制工程预（概）算、确定合理的施工方案以及计量支付提供依据。 （2）土石方调配校核的关系式为：填方=本桩利用+填缺；挖方=本桩利用+挖余。填缺=远运利用+借方；挖余=远运利用+废方。（跨公里调入方）+挖方+借方=（跨公里调出方）+填方+废方。五章1公路选线一般应考虑哪些原则？2在平原区选线的路线布设中，应注意处理好哪些方面的问题？1答：要考虑：比选原则多方案论证比选，确定最优方案；安全原则正常使用情况下不会有大的破坏；均衡原则功能和指标与造价之间的平衡；协调原则线形的协调；施工的协调；环境与景观的协调；环保原则减小影响与污染。2答：正确处理好路线与农业的关系；处理好路线和桥位的关系；处理好路线与城镇居民点的关系；注意土壤、水文条件（要注意保证路基的稳定性）；注意利用老路，并与铁路、航道及已有公路运输相配合；注意就地取材和利用工业废料。六章1简述纸上定线的步骤。1答：纸上定线的步骤如下：（1）定导向线拟定路线可能方案，选定合适方案；纸上放坡；（相邻等高线平距离 a=h/i均 ）定导向线；将坡度线根据地形情况，移动线位，确定中间控制点，调整坡度重新放坡所得的折线。（2）修正导向线，定平面试线导向线；修正导向线；平面试线；二次导向线；最后线位（即采用线）。七章1公路定测时分为哪几个作业组？2.公路外业勘测时内业组的主要工作有哪些？1简述平面交叉口设计的主要内容。2简述平面交叉基本设计成果。3简述公路与公路立体交叉设计成果。1简述数字地面模型（DTM）的内涵。2什么是公路透视图？3简述全球卫星定位系统在公路测设中的作用。1答：公路定测时通常分为如下作业组：选线组；测角组；中桩