项目六公路定线放线.doc

课程名称公路勘测技术专业名称道路桥梁工程技术授课教师/职称王建林/副教授授课方式（合、小班）小班授课题目（章、节）项目六 公路定线与放线教材及参考书目教材：公路设计标准：公路工程技术标准JTGB01-2003、规范公路线形设计规范教学目的与要求： 描述实地定线的要点； 能根据实际地形进行平、纵线形具体指标的应用。 知道纸上定线的基本步骤和方法； 能根据纸上定线的资料，熟练地进行实地放线； 了解实地放线后进行纸上移线的方法和步骤。内容和时间安排、教学方法：1内容：公路选线一般原则及步骤；各种地形条件下的公路选线方法；定线方法纸上定线与实地定线的步骤；圆曲线半径的选定。2时间安排： 4学时3教学方法：多媒体、图片讲解、课堂讲述、课外参观实地线形（特别是山岭区线形）、例题分析4.时间:6学时教学重点和难点：1重点：实地定线方法，圆曲线半径的确定。2难点：实地定线方法，纸上移线的一般步骤。复习思考题、作业题：什么是纸上定线？什么是实地定线？实地定线一般有哪些方法？圆曲线半径如何选定？实施情况及分析：本章非重点，但学起来比较枯燥，所以在讲解时注重用多媒体，并用合适的图片，可经做到事半功倍的效果。学生反映良好。项目六 公路定线与放线工作任务1 实地定线（2学时）实地定线是指设计人员在现场直接完成定线，定线的原则与纸上定线相同，但定线条件改变。实地定线时，由于定线人员直接面对实际地形、地物、地质及水文等具体情况，因此要求定线人员有一定的选线经验，要不怕辛苦，不怕麻烦，要多跑、多看、多问，摸清路线所经地带的地形、地质等变化情况，反复试定线路，才能定出好的路线。现仍以山区越岭线为例，阐述实地定线的方法和步骤。 1分段安排路线 在路线全面布局中所拟定的主要控制点之间，根据地形、地质、水文等情况，自上而下用粗略试坡的方法确定中间控制点，确定路线轮廓方案。 2放坡 放坡是解决越岭线中的纵坡合理分配问题，实质上就是对路线设计的限制因素，如最大纵坡、最大与最小坡长及平均纵坡等进行合理的处理。放坡是越岭线定线的一个重要的环节，它对争取高程，处理好平、纵、横之间的关系起着重要作用。 目前越岭放坡一般常采用带角手水准，如图1-6-3所示。使用时用手水准横丝瞄准前方相等视线高的目标，旋转刻度盘，使汽泡居中，此时刻度盘上指针所指的度数，即为视线高至目标间的倾斜角度。将此读数乘以1.75即为纵坡度。 放坡时可采用平均坡度和设计坡度两种放坡方式。 接平均坡度放坡：根据标准规定的平均坡度值5.0%5.5%（按相对高差而定），视具体地形确定适当的纵坡度，然后实地放坡。按平均坡度放坡只起到在一定长度范围内控制高差和水平距离的作用，优点是放坡速度快，但没有反映公路等级对平均纵坡的不同要求以及地形、地质变化的情况。 按设计坡度放坡：根据标准规定的平均坡度值5.0%5.5%，结合地形、地质、水文等具体情况分段、合理地拟定纵坡，使放出的坡度基本上就是以后纵断面的设计纵坡。此法放坡时工作量大，但能使实地定线的准确性提高，一般的越岭线常用此法放坡。 放坡一般从最高控制点（如垭口）开始，一人用带角手水准，对好选用纵坡的相应倾斜角度，立于控制点处，指挥前点人员手持花杆在山嘴、山坳等地形变化处、计划变坡处及顺直山坡上每隔一定距离定点，插上坡度旗，并在旗上注明选用的纵坡值。照上述方法定出的这些坡度点的连线，与纸上定线的导向线作用相同，也称导向线。放坡传递坡度时，要估计平曲线的大概位置及半径，以便考虑纵坡折减。对拟定要跨的山沟和要穿的山嘴或山脊放坡时要“跳”过去，否则会使放出的坡度与设计纵坡误差太大，若准备对山沟或山嘴进行绕越，则坡度要放缓，距离要打一定的折扣。 3与横断面进行核对 放坡定出的坡度线（即导向线）主要是从纵坡安排方面考虑的，对路基稳定特别是横断面上的填挖方数量考虑较少，因此，还应根据路基设计的要求，在坡度线上，选择横坡较陡或高填、深挖的特征点位置，定出横断面方向上相应特证点（如经济点、控制点和路中线最合适的位置点）等，并插上标志。 4穿线定交点 根据放坡所定的导向线和插上标志的特征点进行实地穿线。穿线时应在满足平面线形要求的前提下，尽可能多地靠近或穿过导向线和各特征点，特别要注意穿过控制性严的点，裁弯取直，使路线平、纵、横三个面配合协调，穿出与地形相适应的若干直线，延伸相邻两条直线定出交点，即为路线的导线。穿线交点这一步工作很重要，定线人员必须反复试插，多次修改，才能定出理想的路线。 5设置平曲线 路线导线确定以后，即可根据交点偏角及附近地形、地质等情况，确定合适的圆曲线半径并敷设平曲线。 6纵断面设计 根据有关外业资料，绘制纵断面图，进行纵坡设计，详见第3章第五节。 实地定线的纵坡设计，一般都是在平面已经确定的基础上进行的。虽然实在定线时，已充分考虑了纵面及横面的具体要求，但限于定线的经验、视野以及对所经地形、地质的了解程度，定出的路线难免会顾此失彼，存在着一定的局限性。因此，实地实线的室内纵坡设计，不仅要解决工程经济和技术标准问题，还要实现平、纵面线形的配合和协调，这就要求设计人员不断调整纵坡，通过反复试坡修改，才能取得满意的结果。 在纵断面设计中，如果靠调整纵坡无法满足要求时，则应考虑调整平面线形。若平面线形改动不大，可根据已有路线导线和横断面资料，绘制带状平面图，通过纸上移线的办法解决；若因工程经济与平、纵面线形配合矛盾很大时，平面线形必须作重大的改动，此时应按定线的具体要求，通过现场改线，重新定出路线。 工作任务2 纸上定线（2学时）纸上定线纸上定线是指在大比例尺（一般以1：1000和1：2000）地形图上确定公路中线的位置。 公路定线按不同的地形条件，所要解决的重点不同。如平原微丘区的地形比较平缓，路线的纵坡一般不受高程限制，定线的重点是如何正确地绕越平面上的障碍，使控制点间的路线顺直短捷；山岭重丘地形复杂，高差大，横坡陡，定线的重点是如何利用有利地形，安排好纵坡，避免工程艰巨和不良地质地段。现以路线平、纵、横面受限制越岭线为例，对纸上定线的方法与步骤阐述如下： 1拟定线路走向 在大比例尺地形图上，根据路线的起、终点和中间控制点，仔细分析控制点间的地形、地质及地物情况，选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔及有利于回头展线的地点等，拟定路线各种可能的走向，完成路线的总体布局。 2放坡试线 设等高线间距为h，选用的平均坡度为 （视相对高差而定），则等高线平距 。如图1-6-1所示，从垭口A点开始，使两脚规的开度等于a（比例与地形图相同），自上而下依次在等高线上截取a，b，c，等点，直至D点附近。如果放到D点时其位置和标高均接近D点，说明放坡试线方案成立，否则应调整或修改走向重新放坡试线，直至方案成立。将已定A，a，b，c，D各点连成折线，称为均坡线。 3定导向线 根据已得到的均坡线，分析所行经地带的地形、地物及工程艰巨情况，选择出避让或绕越的中间控制点。如图1-6-1中均坡线在B处陡崖中间穿过，而且有利于设置回头曲线的C点也没有利用，为此必须将B和C两处定为中间控制点，调整B、C两处前后路线的纵坡，仿照上法在等高线上截取a，b，c各点，将A，a，b，cD各点连成折线，称为导向线。4修正导向线 1）根据导向线初步拟定出平面试线，注明平曲线半径，量出地形变化特征点桩号及地面标高，绘制概略纵断面图，设计纵坡，计算出各桩号概略设计标高。 2）在平面试线各桩号的横断面方向上，根据各桩号的概略设计标高，绘制横断面地面线，用路基模板在横断面图上绘出路基中线不填不挖、工程最经济或起控制作用的最佳位置，以及路基中线可以活动的范围，如图1-6-2所示。将用上述方法取得的最佳位置点，用不同的符号标在横断面图上，这些点的连线称为修正导向线，可作为最后定线的依据。 5定线 纸上定线是在已定修正导向线的基础上，按规定的技术标准进行最后定线，具体操作有两种做法： 1）直线型法：在修正导向线上，按照弃少就多，保证重点的原则，先用直线尺绘出与较多地形相适应的各个直线段，然后用半径适当的圆曲线把相邻直线连接起来。当地形复杂、转折较多或弯道处控制较严时，也可先确定圆曲线，然后用直线把圆曲线连接起来。 2）曲线型法：此法适应于以曲线为主的连续线形。具体定线时仍以修正导向线为基础，但定线的过程与直线型法相反，即根据导向线受地形、地物控制的宽严程度，先用不同的圆弧分别去吻合曲线地段，定出圆曲线部分，然后在相邻曲线之间用合适的缓和曲线顺滑连接。若相邻圆曲线之间相距较远，可根据需要插入直线段，形成一条以曲线为主的连续平面线形。 6纵断面设计 路线确定以后，量出路中心线穿过每一等高线的桩号及高程，绘制纵断面图，点绘地面线，进行纵坡设计。 纸上定线是一个反复试定线路的过程，平面试线的修改次数越多，最后所定路线的设计质量越高，直到认为再修改已得不到显著效果时，纸上定线工作才算完成。纸上移线一、纸上移线的条件在公路定线过程中，往往由于定线时考虑不周、地形条件限制或其它原因，难免产生因平面中线位置不当致使工程过大、标准或线形不够理想等缺点。此时可在分析研究已定路线平、纵、横图纸资料的基础上，考虑移动路线，使设计达到经济合理的要求，它对提高设计质量，降低工程费用起着一定的作用。当路线设计出现以下情况时，应考虑纸上移线。 1当平曲线半径选择过小，以致影响纵坡折减或平面线形前后不协调，或平、纵线形配合矛盾突出时，应采取调整交点位置，加大半径或减少弯道的方法进行移线。 2因路线中线位置不当而使工程量过大、边坡过高，或须设置高挡墙和砌石工程时，仅靠调整纵坡无法达到目的，应考虑纸上移线，如图1-6-4所示。 纸上移线应在实测横断面的范围内进行。对纸上移线原因与情况，应在纸上移线平面图上作扼要说明。 二、纸上移线的方法和步骤1绘制移线路段大比例尺（一般采用1：2001：500）路线平面图，注出交点编号、曲线起、终点以及各桩位置，如图1-6-5所示。 2根据移线目的，在纵断面图上试定纵坡，算出各桩的填挖值。 3根据纵断面图上各桩填挖值，在横断面图上找出各桩最经济或控制性的路基中心线位置。量出偏移原中心线的距离（即移距），分别用不同的符号标记在平面图上。 4在保证重点照顾一般的原则下，参照平面图上标记，经反复试定修改，定出改移后的导线，即图1-6-5中虚线。用正切法算出各交点偏角，并使移线与原线角度闭合。拟定平曲线半径，计算平曲线要素，绘出平曲线。 5根据移线起点与原线桩号里程的对应关系，推算移线后各新桩的桩号里程，算出长短链值，注在移线终点。 6按各桩在平面图上的移距，在相应各横断面图上绘出移线后的中桩位置，并注明新桩号。 7根据横断面图上移线前后中桩处的相对高差，在原纵断面图上点绘移线后地面线（用虚线表示），重新设计纵坡及竖曲线，如图1-6-6所示。 8设计路基横断面，并计算土石方数量。弯道平曲线半径及长度的选定无论是纸上定线还是实地定线，在路线定线后，定线人员还要根据路线交点实际情况，酌情选定圆曲线半径。标准规定：各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度 相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，一般情况下，宜选用大于技术标准所规定的不设标高的平曲线半径，只有当受地形地物或其它条件限制时，方可采用小于一般最小半径，不要轻易采用根限最小半径。 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，如在长而陡的坡道下端和长直线中间不宜插设小半径圆曲线，以及在陡坡上设小半径圆曲线要考虑纵坡折减的影响等。对平曲线交点的选定，在“定线”一章中已有阐述，现将圆曲线半径选定的方法归纳如下：一、 根据外距控制半径1在交点附近有地物，平曲线线位受地形、地物制约时，其半径的选定通常可以用单交点法或双交点法解决，平曲线预期通过的理想线位，一般是结合现场实际予以首先确定，然后按圆曲线要素几何关系来推算适应上述线位要求的相应半径值。对于转角不大，线位受限制不严的平曲线弯道，通常多采用单交点法，控制点位取曲线中点（QZ），根据预期中点线位至交点的实测距离E控计算 上式求得的R值，一般应取5m或10m倍数的整数值。 例1-6-1如图1-6-8为山岭区某三级公路，路线交点受一建筑物限制，已知交点偏角4638。试求在不拆建筑物的条件下能够设多大的平曲线半径。 根据以上要求，首先应测出交点（JD）到建筑物间的距离（JD）B，实测结果为14.62m，已知该弯道路基横断面如图1-6-8所示，若弯道加宽暂定1m，则控制平曲线最大外距应不大于下列数值： 取整 R=80m 当R=80m，4638时，外距E=7.11m，路面加宽值查标准为1m，能满足要求。 如果单凭曲线中点（QZ）难以判断整个曲线是否与地形、地物全部吻合时，应补点进行复核。如上例应验核建筑物左上角是否阻碍路线，此时可自A点作切线的垂线交于A点，量得A至曲线起点（ZY）的距离x，然后按已定的圆曲线半径R值，按切线支距近似公式 求得相应y值，从而绘出曲线上对应点位P点，再根据PA间实有距离，即可判断路线能否通过，如有妨碍，则应重新调整半径，使之满足要求。 2用外距控制线位高低或工程数量 当路线相邻直线的等高线线位高程基本相同，此时平曲线部分的线位能与相邻直线大致在同一高程上最为合适，若按此求得的圆曲线半径值符合标准规定，则即为所求。此外，当路线绕越山嘴时，可按外距值的大小选择平曲线半径。其中E值越大，工程数量越大，具体选定半径可根据公路等级高低合理确定。 二、 用切线长控制半径圆曲线半径的选定，除受地形、地物制约外，有时还应考虑如何适应前后线形的要求。如当同向或反向曲线间直线长度较短时，为解决曲线敷设与衔接，通常采用限制切线长度的方法来推求圆曲线半径，如图1-6-9a。当桥梁或隧道两端的曲线起、终点到桥头或隧道口应留有一定长度的直线段，如图1-6-9b，此时圆曲线半径也应根据切线来选定。 对于采用单交点法选定圆曲线半径，一般应首先留出标准规定的直线长度（当反向或同向曲线径向连接时，直线长度D=0），然后选定出地形、地物控制较严的一侧曲线半径，再根据切线差反算相邻曲线半径 对采用双交点法选定曲线半径，一般应先选择曲线适宜通过的点位C点（如图1-6-10），然后通过C点作AB线交前后导线于JDA与JDB，测量A、B及AB长度，最后按双交点等半径共切于C点关系用下式计算曲线半径值： 当按上式计算出曲线半径后，应在现场定出圆曲线的起点D、公切点C及终点F，当以上三点通过验校无法满足合适线位时，可改为虚交点法或复曲线法选定曲线半径 对复曲线半径的选定，一般应先定出受地形控制较严的一侧曲线半径，然后反算相邻曲线半径，要求曲线通过理想线位外，还应注意两相邻曲线的半径值不宜相差过多，其比值一般以不大于1.5倍为宜。 三、 用曲线长控制半径当已知交点偏角，其它条件不受限制时，如果圆曲线半径选的过小，则曲线长度太短显然对行车不利。此时应用圆曲线的最短允许长度来控制半径式中： 本章小结 1、公路勘测设计是公路基本建设的必要步骤，而选线是决定道路前进方向，在公路测设的整个过程中具有举足轻重的作用。一条公路的设计好坏，工程造价等与公路选线、定线有直接影响。但公路选线是一件灵活性很大敌工作，影响因素很多，具有较强的经验性。本章主要说明公路选线的一般原则、方法及注意事项。 公路选线的基本要求就是根据公路使用任务和性质，综舍考虑沿线区域国民经济发展情况与远景规划，深入调查，充分利用自然条件，合理远定路线，使建筑费用，运营费用与便用质量得到合理的统一。 2、对于平原地区，地形平坦，纵坡限制少，但居民点多、建筑物多、耕地多、河网交叉，湖治水塘、河叉多，选线时要综合考虑路线与城镇、路线与农田水利、路线与桥位的关系，注意土壤地质水文条件，根据不同情况，抓住主要矛盾，充分利用自然条件，合理远定路线。 3、沿溪（河）线是沿着山岭区内溪河的两岸布设路线。这种路线在平面随溪河的地形而变动。选线时要综合解决路线选择走河的哪一岸、路线线位放在什么高度、路线选在什么合适地点跨河等三个问题，而这三个问题又互相联系、互相影响、互相制约，选线时要抓住主要矛盾，要根据公路等级并结合具体地形因地制宜的解决。 4越岭线是路线走向与山脉方向大致垂直而必须在垭口穿越时，常常采用的一种路线。其主要特点是路线需要克服较大的高差，路线的长度和位置主要取决于路线纵坡的安排。因此，在越岭线的选线中，以路面的纵断面设计为主导。越岭线布局主要是解决垭口的位置、过岭标高的选择和垭口两侧路线的展线。垭口是路线布局的重要控制点，它确定了路线的走向；过岭标高，控制着纵坡的大小；展线的方法决定了路线的长度，这三个方面互相联系、互相影响，布局时要综合考虑。 5丘陵地形介于平原和山岭之间，它具有平缓的外形和连绵不断的丘岗，地面起伏较多。由于丘陵区地形形态复杂，受地形限制小，路线的可能方案较多。选线时要根据具体地形和公路等级分别对待，做到使用质量和工程经济的正确统一，平、纵、横三方面综合考虑，协调一致，防止不顾工程，硬拉直线和不顾技术标准，随弯就弯和随坡上下的?A向。 6山坡线是在山坡半腰上布置的路线，它介于越岭线与沿溪（河）线之间。这种路线是随着山坡而行，平面线形可能弯曲较多；纵坡比较平缓；路基多为半填半挖型式，有时需要修建挡土墙。在山岭地区路线从沿溪（河）线过渡到越岭线时经常使用。 7、公路定线是指在选线