某山岭区三级公路Ⅰ线线形设计说明书毕业设计.doc

1、总说明 本方案设计的路线所在地理位置显示出路线在山岭重丘区，地形起伏较大，最大高差可达69m，沿线地质状况良好。路线总长1068.77m，起点高程857.00m，终点高程917.00m。由于地形复杂，沿线共设置6段缓和曲线和7段直线，直线总长549.39m，曲线总长519.38m，圆曲线最大半径设置为90m，最小半径为30m，缓和曲线长度均为25m。线路平均坡度为6.46%，最大纵坡7.6%，最小纵坡2.9%，最大坡长308.77m，最小坡长173m。设置竖曲线3个，最大半径为2560.82m，最小半径853.24m。2、道路等级确定及主要技术指标 由初始给定条件中的交通量1500辆/昼夜，查阅文献1确定该道路等级为三级，根据山岭重丘的地形查阅文献1、2、3、4和5，找出对应技术标准如下：计算行车速度行车道宽度路基宽度平曲线最小半径最大纵坡 一般值极限值30km/h6m7.5m65m30m8%行车视距圆曲线部分最大超高缓和曲线最小长度不设超高圆曲线最小半径停车视距60m8%25m350m30m最大纵坡最大理想纵坡(h=1000m)不限长度最大纵坡(h=1000m)最小坡长最大合成坡度8%3.70%4.1%100m10.0%纵坡坡长限制纵坡<4%4%5%6%7%8%坡长800m700m600m700m500m300m竖曲线最小半径和长度超高渐变率极限最小半径一般最小半径最小长度凹形45070035中线边线凸形450700351/1251/75公路平面加宽平曲线半径<150m<100m<70m<50m<30m加宽值0.8m1.0m1.2m1.4m1.8m具体设计过程中还要视具体情况，采用相应的技术标准与规范。3、平面设计 3.1 设计基本思路 3.1.1确定选线方案和控制点由地形图等高线可以看出，在起点与终点之间的地形高差很大，且高程在850m以上，可以作为山岭重丘区考虑。再由等高线分布形态，可以将路线沿等高线布置，缓慢上升。从线路经济性和可能性考虑，线路由起点到终点必须经过一个垭口（高程为926m），故可以将其定为一个活动控制点，线路中线必须达到这一垭口高程，若不能满足最大纵坡要求，则在高差的要求下，采取合适的平均坡度，定出是采取浅挖垭口、深挖垭口还是采取隧道穿越的方案。 3.1.2图上放坡选定合适的纵坡坡度（本方案采用7%）进行放坡，具体步骤是用圆规选取与坡度对应的距离，从起点出发依次与各个等高线相交至垭口附近，记下各交点。再从终点用同样方法选取至垭口附近，计算与垭口的高差，即可定出线路经过垭口所采取的方案（本方案采取深挖）。 3.1.3定平面交点根据放坡展线图，在图纸上进行穿线，找出各弯道处的交点。并注意结合现场地形，尽量通过多的放坡点，无法通过时，则尽量靠近放坡点。尽量拉长每条直线，最后定出直线的交点，并计算转角，为计算平曲线要素、路线里程做好准备。 3.1.4设计缓和曲线在每个交点处，根据相关技术标准选用合适的圆曲线或者标准的带有回旋线的圆曲线，并计算相应的要素。 3.1.5百米桩号及缓和曲线要素桩计算 从起点开始，计算线路的长度，并记录20m桩、百米桩号和曲线要素桩，并绘出相应的平面图。 3.2 计算成果 3.2.1平面交点数据的确定 从起点开始记为K0+000，量测出起点至JD1的长度和方向角，得出JD1的桩号，再依次量测出其他交点的数据。 3.2.2拟订缓和曲线 根据交点间的距离和夹角，选取合适的圆曲线，对半径小于文献1规定的不设超高的圆曲线最小半径350m的要设置缓和段。以和处为例:先假设处圆曲线半径，回旋线长度（文献1所规定的极限最小值），测出夹角；处（同上），测出，且和间距为208.8m。则有：处: 切线长曲线长外距处: 3，反向曲线间直线的最小长度要求为2V），故符合要求。再根据以上算得的各要素值，作出缓和曲线的圆曲线和回旋线：对应圆心位置在内角平分线上距交点处，圆曲线对应圆心角为，得出各要素点的位置，然后依次画圆弧和回旋线，连接直线即可。同时可以算出个要素桩的桩号（以为例）：=，。 3.2.3画线标桩 定出并画好缓和曲线后，求出路线的总长其中：相连交点间距离（包括起终点）各段曲线长各段曲线切线长 确定好各段曲线要素桩号后，再沿路线中线标出百米桩号和千米桩号。同时找出各20m桩的位置，以便为纵断面设计做准备。最终计算成果见平面设计图和下表。直线、曲线及转角表（单位为m）：交点号交点桩号转角值曲线要素值(°)半径缓和曲线长度切线长度曲线长度外距QDK0+000.00JD1K0+075.00128 28 13302574.9791.7339.18JD2K0+258.83-125 27 58302572.3190.6936.85JD3K0+320.71-48 59 57652542.2980.596.87JD4K0+445.9252 00 02652544.3883.997.76JD5K0+649.95-82 00 01652569.34118.0321.66JD6K0+742.3034 35 5990028.0354.352.36ZDK1+068.77交点号曲线要素值直线段长度交点间距ZHHY或ZYQZ或HHYH或YZHZQDJD1K0+000.03K0+025.03K0+045.90K0+066.77K0+091.770.0375.00JD2K0+166.53K0+211.83K0+231.87K0+252.22K0+277.2294.76242.03JD3K0+278.42K0+303.42K0+318.71K0+334.01K0+359.011.20115.80JD4K0+401.54K0+426.54K0+443.54K0+460.53K0+485.5342.53129.20JD5K0+580.61K0+605.61K0+639.73K0+673.64K0+698.6495.08208.80JD6K0+714.27K0+714.27K0+768.6215.63112.99ZD300.16328.194、纵断面设计 4.1 设计基本思路 4.1.1沿路线中线作地面高程图 从起点开始，量测出每个20m桩的高程，若20m桩在等高线上就直接标出其高程，若不在等高线上，则要过该桩作等高线的法线，近似计算其高程。完成20m桩的高程计算后，在图纸上按合适比例连接相邻点绘出地面高程图。 4.1.2拉纵坡与定变坡点 计算起点，终点以及控制点的高程，再根据线路等级技术标准，结合地面起伏变化，并考虑平纵组合原则，选出一条合理又经济的初定坡度线。再将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。经过调整和核对，按照文献1规定和实际情况，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。 4.1.3设置竖曲线 根据技术标准，以及平纵组合均衡等确定合适的竖曲线半径或切线长，计算竖曲线其他要素。 4.2计算成果 4.2.1变坡点位置确定 考虑线路长度与高差，以及地形变化和文献1的规定，确定纵坡的坡长和坡度，计算变坡点高程。以确定第二变坡点为例： 起点高程，第一段与第二段坡长分别设置为，坡度分别设置为，则第二变坡点高程。则根据坡长与高程可以确定变坡点位置。 4.2.2竖曲线设置 确定变坡点高程后，考虑平纵组合原则，需要设置合适的竖曲线。可以先设置竖曲线半径或切线长，根据相邻纵坡坡度计算出对应切线长和竖曲线半径以及其他要素，最后再检验是否符合规范要求（本方案先设置切线长）。以第一变坡点为例： 已知：，设定，则： 为凸型；， . 4.2.3确定路线中线高程 同样用20m桩的设计高程确定路线中线高程，连接各段即可作出路线中线：在直线段上可采取确定，处于竖曲线上的则高程。以第二变坡点为例：切点桩号=变坡点桩号-切线长=，高程884.64m。则处于竖曲线上的桩号为K0+440的点高程。 4.2.4确定填挖高度 确定地面高程线和路线设计高程线后，两者高程之差即为填挖高度，正值为填，负值为挖。 最终计算成果见纵断面设计图和下表。纵坡及竖曲线表（单位为m）：序号桩号高程凹凸RTE变坡点高程直坡段长坡度(%)1K0+000.00857.00 2K0+294.00879.34 凸2560.8250.00 0.49294.00 2447.63K0+467.00885.73 凹1535.7130.00 0.29173.00 933.74K0+760.00908.00 凸853.2420.00 0.23293.00 2437.65K1+068.77917.00 308.77 288.782.95、横断面设计 5.1设计基本思路首先根据公路设计规范以及技术标准选取合适的路拱、路肩宽度与坡度，特别要注意平面缓和段的宽度与坡度的渐变。选取一个桩号点，在平面图上作路线的垂线，与两侧等高线相交，绘出断面的地面高程图。再根据道路中线高程，确定道路的位置，绘出两侧的路面和路肩。其次结合地面高程线和道路中线确定需要挖方还是填方，注意两边边坡的处理，必要时还需设置边沟和落石台。最后用坐标纸计算挖方与填方的面积，计算挖方量与填方量。 5.2计算成果5.2.1选取典型横断面本方案路线横断面类型有全填、全挖、半填半挖，还有在直线上、缓和段上和曲线上路线超高设置均不一样，故根据实际情况选取了k0+100、k0+400、k0+440、k0+540处的断面。5.2.2绘断面图按前述基本思路方法作断面设计图，以k0+100为例：该断面为全填断面，路线中线设计高程为864.60m，地面高程为863.03m，查阅文献1、2和3，路面行车道宽为6m，坡度为2%，路肩宽2m，坡度为3%，边坡坡度设置为1:1。则填挖高度为864.60m-863.03m=+1.57m，用坐标网格纸计算填方量。在平曲线设置超高以后，需要注意合成坡度是否符合规范要求。同时，边线与原中线产生设计标高偏差，在绘制横断面图时应注意。例：K0+440断面处于圆曲线段，查阅文献1，采用绕边线旋转方式，查阅文献1、3，该段圆曲线超高则道路中线设计标高增加高度，即此处设计标高为。再沿道路中线设置6%的横向坡度。最后合成坡度，满足规范要求。中桩与设计标高之差为,右边路面与设计标高之差为施工时中桩高程，则该桩号处路基设计见下表（“+”表示填）：地面高度设计高程填挖高度路基宽路边及中桩与设计标高之差施工时中桩内侧中桩外侧884.10m884.75m+0.65m7.5m0m0.18m0.54m+0.83m 因为该路段处于山岭区，及考虑环境气候条件，为保证路堑地段排水需要，故选取截面积最大的梯形横截面边沟。在挖方路段，为保证边坡稳定及减少边坡对道路的影响，查阅文献3、4，选定宽2m，坡度3%的落石台，边坡坡度第一级为1:0.5，第二级为1:0.75(每8m为一级)。最后计算成果见横断面设计图。 5.3 视距验算取K0+440处于第四段曲线上的典型的暗弯横断面进行视距验算。按文献1和2要求，取会车视距作为视距要求，则视距S=60m。由平曲线设计知：曲线长=83.99m，圆曲线长度=33.99m，>S>，则横净距计算公式如下：式中: ，本方案各字母取值为: ，则: ， 查阅文献1、3，司机行驶视线高为1.2m，由横断面图量测出，由汽车行驶轨迹线至道路内侧边坡距离D为7.97m，如下图（单位m），D>h，故该道路弯道满足视距要求。其他断面检验方法相同，最终结果也均符合视距要求。1.25.4超高计算 超高计算主要是针对曲线过度段上的路面横向坡度变化。以计算K0+620处断面超高为例，查阅文献1，绕边线旋转超高计算公式如下：假设计算断面距缓和段起点距离为x，则，且该断面处于临界断面（）与缓和曲线终点之间，则外缘边线与原中线设计标高之差：中线与原中线设计标高之差：内缘边线与原中线设计标高差：。6、结束语 路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在公路网中是否能起到应有的作用。本条线路由于处在地形比较复杂的山岭重丘区，各方面指标很难同时满足标准要求，故选取了主要起决定影响作用的指标作为重点，严格按标准设计。 通过一周的课程设计，我从对道路勘测设计的理解由浅入深，全面认识与掌握了平面设计、纵断面设计的以及横断面设计的基本思路与步骤，能够独立地完成道路基本设计任务，受益非浅。 当然，在设计工作中我也发现了自己的一些问题，比如对所学知识不能灵活掌握，在路线设计时对各类道路相应的技术标准不能合理有效地运用，很多地方不能采用规范要求的标准，只好尽量满足要求，不能设计完全符合要求的线路。 总之，第一次接触这样的设计工作，在其中收获很多，为以后的实际运用打下了坚实的一步。7、参考文献: 1张雨化主编道路勘测设计1997年人民交通出版社； 2交通部标准公路工程技术标准1994年人民交通出版社； 3交通部行业标准公路线路设计规范1994年人民交通出版社； 4张廷楷等编著道路路线设计1990年同济大学出版社；5交通部1987年公路工程基本建设项目设计文件编制办法（网络下载参考资料）第 10 页 共 10 页