道路勘测设计课程设计指导书.doc

道路勘测设计课程设计指导书 一、目的和要求（一）目的 课程设计是一个重要教学环节，也是学生学习道路勘测设计的基本训练阶段。学生在学完基本专业知识以后，在教师指导下独立完成一段道路路线设计任务，通过课程设计综合运用与巩固已学完的技术基础知识与专业知识，培养分析问题与解决实际问题的能力，发展学生智力，为后续专业课的学习和能较快的适应工作需要打下基础。 （二）要求 1 、设计中学生根据所给资料及查阅补充的必要材料，认真分析研究，拟定设计方案。经过计算对比，进行必要的修改后完成最后的设计成果。设计成果包括设计图纸，计算过程和结果，以及设计说明书2 、学生应在教师指导下独立思考、独立完成作业，作为评定成绩的依据。允许同学间相互研究讨论，但不得搬用和抄袭他人的成果。 3 、图纸要保持整洁，说明书要有条理，简单明了，计算数据要准确。 本次课程设计一般有下列几方面内容： （ 1 ）公路技术等级的确定； （ 2 ）公路平面设计（纸上定线）； （ 3 ）“技术标准”中几何指标的选择与计算； （ 4 ）公路纵断面设计； （ 5 ）公路横断面设计； 二、毕业设计的步骤、方法和深度 （一）技术等级的确定 公路技术等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，适当考虑远景发展的交通量，结合公路的使用任务和性质综合确定，参见教材相关内容 。因此，公路技术等级的选用是一项比较复杂的问题，一般由上级有关交通部门确定。本设计综合考虑了多方面因素，拟定为一般公路二级。 （二）纸上定线 1 、拟定路线走向 在给定的地形图上根据指导老师提供的主要控制点研究线路总体布局，分析地形、地质（本设计暂不考虑）及地物等情况，选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔等有利于展线的地点，拟定线路各种可能的走向。 2 、试坡 当遇到纵坡的限制较严时，必须用平均纵坡 i 沿各种可能的走向由上而下进行试坡，设等高线间距为 h ，取计算等高线的平均长度 a ， a =h /i ，用量规开度为 a （比例与地形图同），在图上试坡，得出均坡线。具体方法见道路勘测设计相关内容。 3 、定导向线 分析均坡线，结合地形、地物及艰巨工程等情况，选择相应的中间控制，从而调整控制点相应线路的纵坡，重新试坡，得出导向线。 4 、修正导向线 参照导向线作平面试线，注明平曲线半径，量出地形变化点桩号及标高，绘制纵断面图。并设计纵坡，得出各桩位概略设计标高。并用“横断面控制”的方法（具体方法见道路勘测设计）修正导向线。 5 、定线 在所定向线的基础上，参照各“经济点”和“活动点”的位置，按规定的技术标准反复试线才能得到满意的结果。具体方法见道路勘测设计。 6 、纵断面设计 路线确定后，量出路中心线穿过每一等高线的标号和高程，绘制纵断面图和进行纵断面设计。纸上定线是个反复试定的过程，试线修改次数越多，最后所定路线的质量相对来说越高，直至取得最佳线路方案为止，纸上定线工作才能算完成。 （三）公路平面设计 1 、圆曲线半径的原则 （ 1 ）确定圆曲线半径的原则 各级公路的圆曲线半径应尽量采用较大的半径，在一般情况下，宜选用大于标准所规定的该级一般最小半径。只有当地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径，不要轻易采用极限最小半径。 圆曲线半径的选定，除要与弯道本身所在位置的地形、地物条件相适应，使曲线沿理想的位置通过外，还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。 圆曲线半径过大也失去意义，因此最大半径不宜超过 10000m ，以利于设计与施工。 各级公路不论转角大小，均应设置曲线（包括圆曲线和缓和曲线）。 （ 2 ）确定路线导线交点转角 首先在地形图上，从起点由左向右编写转角号，即 JD 1 、 JD 2 、 JD 3 。确定路线导线交点转角要用正切法。不得用量角器直接量取。 （ 3 ）考虑圆曲线半径选定的原则和转角值，确定该路段每个交点的圆曲线半径，并计算确定圆曲线要素。 2 、将各交点处圆曲线半径与标准对比，当圆曲线半径小于不设超高的圆曲线最小半径，应在该交点处圆曲线两端设置缓和曲线，缓和曲线计算步骤如下： （ 1 ）利用道路勘测设计P41、42 公式确定缓和曲线最小长度，采用数值大者，并用整 5 米倍数。（所取数值与表2-3中数据相对照，需满足标准要求）， （ 2 ）利用道路勘测设计相关公式计算切线角、缓和曲线常数 p 和 q、切线长 Th 、曲线长 Lh 、外距 Eh 、超距（切曲差） J。 3 、在实际路线测量时，用钢尺丈量直线距离，设置整桩与加桩，在交点处设置平曲线。在进行设计时，是在地形图上由路线起点从左向右用比例尺（ 1 5000 ）量距，桩距采用 50 米，加桩视地形变化而定，加桩采用整米数。 （ 1 ）直线上整桩（ 50 、 100 ）与平面线基本的量法见下图： 从路线起点用比例尺（ 1 5000 ）沿路线中线由左向右量距，每隔 50 米处用铅笔垂直中线方向画一小横线，在百米处紧靠路中线上方用铅笔写上 1 、 2 、 3 ，即里程 K0+100 、 K0+200 、 K0+300 ，一直量至第一个交点（ JD1 ）处，如上图得交点桩号 K0+283 。 确定平曲线基本桩位置和桩号 用比例尺从交点 JD 1 处沿导线向回量 T 或 T h ，得圆曲线或第一缓和曲线起点位置，沿路线前进方向中线量 T 或 T h ，得圆曲线或第一缓和曲线的终点位置，沿交点 JD 1 的分线（对角线）向圆心方向量外距 E ，得曲线中点位置。 计算曲线基本桩桩号 按“测量学”教材圆曲线基本桩桩号计算格式计算 ZY 、 QZ 、 YZ 桩号，按道路勘测设计毕业指导书P60 基本桩桩号计算格式计算 ZH 、 HY 、 QZ 、 YH 和 HZ 桩号。 将基本桩桩号如 ZHK0+233 等用铅笔垂直中线方向标在曲线外侧（ QZ 桩号可不标出）。 再以 YZ 或 HZ 为准，以同样方法向路线前进方向量取直线上整桩和平曲线上的基本桩，直至路线终点。 （2）若路线加桩，其方法见有关教材。 设计要求一般只设置地形加桩，在路线范围内，纵向与横向地形有显著变化处，应钉设地形加桩。还应注意，在平曲线上地形变化处也应设加桩。 4 、直线曲线及转角表的填写 （ 1 ）路线各交点转角、圆曲线半径、曲线要素和曲线上基本桩设置完毕后，应将上述有关数据填写在“直线曲线及转角表”（见教材P44）内。它包括交点号、交点桩号、转角度、曲线各部分数值、曲线位置（桩号）、直线长度及方向角等22 项。该表交点号先填写起点，再填写 JD 1 、 JD 2 ，最后填写终点。 表中第 17 项为直线长度 L ，是指两交点间的直线部分长度，其值为相邻两平曲线起、终点桩号之差。如 JD 2 平曲线终点桩号为 K0+625 ， JD 3 平曲线起点桩号为 K0+846 ，则 JD 2JD 3 之间直线长度为： L = (K0+846) (K0+625)= 221m 。路线起点到 JD 1 间的直线长度和最后一个交点 JDn 道路线终点之间的直线长度如何计算，请设计者自行考虑。 5 、超高与加宽的设置 （ 1 ）超高 当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，根据公路等级、地形和圆曲线半径值，按道路勘测设计P56 表3-11 确定曲线部分全超高值。 超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的超高值计算，可按以绕内边轴旋转的公式计算。路拱横坡值可参考道路勘测设计P103表4-29选用。 （ 2 ）加宽 当圆曲线半径等于或小于 250m ，双车道路面设置的全加宽值先按教材 公式计算，再按表 4-8 选用。 （四）公路纵断面设计 纵断面设计见“道路勘测设计教材有关内容。 1 、点绘纵断面图 在米厘方格纸上点绘出里程、桩号、直线与平曲线、地面高程和地面线，并将桥涵、地质土壤与纵坡设计有关资料在纵断面图纸上标明。横坐标比例尺用 1 2000 ，纵坐标采用 1 200 。 （ 1 ）根据设计题路线里程大小 ，确定需米厘方格纸数。将米厘方格纸从中间水平方向裁成两张。纵断面图幅尺寸、表头和图标等要求符合公路工程基本建设项目设计文件图表示例具体指定。可参考道路勘测设计例图。 （ 2 ）各桩号地面标高的确定 在实际设计中，各桩号的地面标高由水准测量提供，进行课程设计时，各桩号地面高程从地形图上相应桩号位置确定，即该桩号位置在某相邻两条等高线之间，用内插法确定高程， （ 3 ）各桩地面高程确定后，随时填入路基设计表中，根据地面高程将各桩点绘在纵断面图上。 应注意：在绘制纵向坐标整 10 米高程前，应注意每张图各桩高程中，最大高程与最小高程两个桩的高差是多少，这样即可将纵坐标整 10 米高程摆在适中位置，避免纵断面地面线过于靠上或靠下。 2 、标出控制点 由于本设计为作业性质，不是实测资料，不必考虑过多问题，仅给出路线起终点标高。 3 、纵坡设计（拉坡） 纵坡设计考虑“教材”一般规定与要求、及纵断面图布置有关内容，具体拉坡方法见 道路勘测设计相关内容。 4 、计算转坡点和各桩高程 纵坡和转坡点确定后，即可计算转坡点和各桩高程，先计算转坡点高程，再计算各桩高程（起点控制点高程已给出）。此栏为未计竖曲线之设计标高。 5 、竖曲线设计 （ 1 ）先根据“教材计算凸形、凹形竖曲线小半径（根据不同路线等级按教材 确定停车视距），再根据 竖曲线设计原则参照表 3-17、3-18 选择“各转坡点竖曲线半径”。 （ 2 ）计算各竖曲线要素 利用教材公式计算各竖曲线要素及各桩距切点距离。并将有关数值填入路基设计表中6 、计算设计标高、填挖高度和施工时中桩填挖高度，并将有关数值填入路基设计表中。 7 、在拉坡时，还应考虑平、纵配合。 8 、应将纵断面设计所考虑的具体问题写在说明书中。 （五）横断面设计 1 、点绘横断面地面线 横断面的比例尺采用 1 200 （纵、横）。在实际测设时，横断面地面线是由测设队横断面实测的，课程设计中按如下方法绘测。 （ 1 ）设计要求对选出的 1 公里路线，逐桩绘出垂直中线两侧和 20 米范围内地面线。 （ 2 ）将三角板或比例尺垂直中线放在某一桩上（从起点桩开始），此时某桩地面高程已知，从三角板或比例尺上与等高线相交处读出水平距离与高差（以路中线为原点，左右各 20 米范围内）。注意：此时地形图上比例尺为 1 2000 。（ 3 ）将水平距离与高差（以路中线为准）按 1 200 比例尺点绘在米厘方格纸上，各点边线即为横断面地面线。 （ 5 ）绘制横断面地面线时，从图纸左侧 10cm 竖直行开始，由上向下排列桩号，第二行亦从下向上排列桩号。此要求与野外实测横断面地面线相同。 2 、设计横断面设计线（戴帽子） 横断面设计线的绘制步骤教材。 （ 1 ）挖方路段或填方高度小于 50cm 地段的边沟尺寸，可统一采用梯形。底宽 50cm 、深 50cm ，若拟定为石方地段，可统一采用三角板或矩型边沟。 （ 2 ）挖方路段一般采用土质挖方，亦可选择某段挖方，拟定土石方分界线。 （ 3 ）路堤边坡一般采用 1 1.5 ，路堑边坡可参照路基路面工程相关书籍（可到图书馆查阅）。 3 、土石方计算与调配（ 1 ）先将路线桩号（ 1 公里 ）填入“路基土石方数量计算表”中。 （ 2 ）按教材积距法计算土石方填挖面积。先将填、挖面积记在横断面图下方，待填、挖面积全部计算完毕，再将填挖面积、平均面积和距离分别填入“路基土石方数量计算表”，注意：土石方面积采