交通土建毕业设计说明书.doc
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1、1 绪论1.1 地理位置图(略详细情况见路线设计图)1.2 路线及工程概况本路线是山岭重丘区的一条三级公路路线设计技术指标为:路基宽度为7.5米双向车道无中央分隔带土路肩为2 0.5米行车道为2 3.250米设计速度为30Km/h路线总长1981.451米起点桩号K0+000.00终点桩号为K1+1981.451设计路线共设置了6个平曲线半径分别为350m 210m 250m 337m 75m 58.460m弯道处均设置缓和曲线本次纵断面设计设置了8个变坡点5个凸形竖曲线 3个凹形竖曲线半径依次为1800、4700、18000、2500、2500 3000、1400、1000米 1.3 线自然
2、地理特征吉林市地处东北腹地长白山脉向松嫩平原过渡地带的松花江畔三面临水、四周环山东经1254012756北纬42314440东接延边朝鲜族自治州西临长春市、四平市北与黑龙江省接壤南与浑江市、通化市毗邻总面积27120平方公里其中市区3636平方公里 吉林市的气候类型属于温带大陆性季风气候四季分明春季少雨干燥夏季温热多雨秋季凉爽多晴冬季漫长而寒冷全区年平均气温3-5气温受地形影响由西、西北向东、东南气温逐渐降低一月份平均气温最低一般在零下18-20七月平均气温最高一般在21-23极端最高气温36.6山区无霜期120天平原区可达130-140天全年降雨量约700毫米左右全区日照时数2400-260
3、0小时全年总辐射量为1150千卡/平方毫米 1.4 研究主要内容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成吉林白河-露水河三级公路的设计工作具体内容包括整理分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水规划设计及设计文件的编制和图纸绘制1.4.1资料整理与分析设计资料是设计的客观依据必须认真客观地分析首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆明确对设计的影响在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等构成一幅明晰的画面;其次要对资料进行分析、概括和系统地整理从中抽取、确定有关设计数据1.4.2路线平面、纵断面及横断面设计1.4.3排水设计1.4.4设计文件毕业设计文件包括
4、设计说明书和计算书说明书交代设计内容、设计意图计算书交代设计中的具体计算方法和过程1.4.5设计图纸一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格其中一部分图纸需要计算机绘图2 路线设计2.1 公路等级的确定2.1.1 已知资料表2-1路段初始年交通量(辆/日交通量年平均增长率6%)车型解放CA-10B东风EQ-140日野KB222黄河JN-150小汽车辆/日860820333516892.1.2 查标准由公路工程技术标准规定:交通量换算采用小客车为标准车型表2-2各汽车代表车
5、型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说 明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.519座的客车和载质量2t的货车大型车2.0载质量7t14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车2.1.3 交通量计算初始年交通量:N=8601.58201.5332.0352.016891.0=4345辆/日2.1.4 确定公路等级假设该公路远景设计年限为20年则远景设计年限交通量N:辆/日根据规范:高速公路:一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上一级公路:一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500030000辆二级公路:一般能适应按各种汽车折合成小客车的
6、年平均昼夜交通量500015000辆由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路所以根据给定的条件要按二级要求设计一条三级公路 2.2 选线设计2.2.1 选线的基本原则:(1)路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应(2)在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上选定最优路线方案(3)路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省效益好并有利于施工和养护在工程量增加不大时应尽量采用较高的技术标准(4)选线应注意同农田基本建设的配合做到少占田地并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园(5)要注意保持原有自然状态并与周围环境相协调(6)选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查弄
7、清其对道路的影响2.2.2 选线的步骤和方法:道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准结合地质、地表、地物及其沿线条件结合平、纵、横三方面因素在纸上选定道路中线的位置而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素通过纸上选线把路线的平面布置下来a 全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应限制和影响道路的走向的因素很多大门归纳起来主要有主观和客观两类主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用我们的起
8、终点就是由老师规定的而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局城镇以及地形、地质水文、气象等自然条件上述主观条件是道路选线的主要依据而客观条件是道路选线必须考虑的因素b 逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上根据地形平坦与复杂程度不同可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法插出一系列的控制点然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段延伸相邻直线的交点即为路线的转角点c 具体定线在逐点安排的小控制点间根据技术标准的结合自然条件综合考虑平、纵、横三方面的因素随后拟定出曲线的半径至此定线工作才算基本完成做好上述工作的关键在于摸清地形的情况全面考虑前后线形衔接与平、纵、
9、横综合关系恰当地选用合适的技术指标使整个线形得以连贯顺直协调2.3 选线分析2.3.1 选线方法(l)选线可采用纸上定线或现场定线高速公路、一级公路应采用纸上定线并现场核定的方法二级公路、三级公路、四级公路可采用现场定线有条件或地形条件受限制时可采用纸上定线或纸上移线并现场核定的方法(2)选线应在广泛搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料相关部门的各种地形图、地质、气象等资料的基础上深入调查、勘察并运用遥感、航测、GPS、数字技术等新技术确保其勘察工作的广度、深度和质量以免遗漏有价值的比较方案2.3.2 本设计选线分析本设计起点高程为864.85m终点高程为782.00m大致有两个方向可供选
10、择:上线、下线我选择的是上线下线路线虽短但是路面起伏较大山岭地区路线弯多坡陡、标准低、工程量大由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响道路平、纵、横都受限制2.4 方案选定2.4.1 选择路线方案的因素选择路线方案一般应综合考虑以下主要因素:(1)路线在政治、经济、国防上的意义国家或地方建设单位对路线使用任务、性质的要求战备、支农、综合利用等重要方针的体现(2)路线在铁路、公路、航道、空运等交通网中的作用与沿线地区工矿、农业、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况(3)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响要求的路线技术等级与实际可能达到的指标(包括对低限指标
11、的采用)及对路线使用任务、性质的影响路线增长系数(两控制点问路线实际长度与空间直线距离的比值)、筑路材料来源、施工条件以及工程量、四材(钢材、水泥、木材、沥青)用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响(4)其他如与沿线革命史迹、历史文物、风景区的联系等2.4.2 本设计路线方案选定本方案路线总长1981.451m7个JD直线段所占比重较平曲线大选定线基本合理满足规范要求减少对耕地的破坏但也有不足之处:填挖方较大但是填挖基本平衡;在较填方多的路段需设置挡土墙以保证道路安全这势必使得筑路成本的增加2.5 平曲线要素值的确定2.5.1 平面设计原则:(1) 平面线形应直捷、连
12、续、顺舒并与地形、地物相适应与周围环境相协调(2) 除满足汽车行驶力学上的基本要求外还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求(3) 保持平面线形的均衡与连贯为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变(4) 应避免连续急弯的线形这种线形给驾驶者造成不便给乘客的舒适也带来不良影响设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线(5) 平曲线应有足够的长度如平曲线太短汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整一般都应控制平曲线(包括圆曲线及其两端的缓和曲线)的最小长度2.5.2 平曲线要素值的确定:平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的当然
13、三个也可以组合成不同的线形在做这次设计中主要用到的组合有以下几种:(1) 基本型 按直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线的顺序组合基本型中的缓和曲线参数、圆曲线最小长度都应符合有关规定从线形的协调性看宜将缓和曲线、圆曲线、缓和曲线之长度比设计成1:1:1 图2.4 基本型 图2.5 S型(2) S型两个反向圆曲线用回旋线连接的组合S型相邻两个缓和曲线参数宜相等当采用不同的参数时A1与A2之比应小1.5为宜 图2.8 复合型 图2.9 C型(3) C型 同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式其连接处的曲率为零相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为零这种线形对行车也会产生不利影响因此C型曲
14、线只有在特殊地形条件下方可采用 a 平曲线主要参数的规定 表2-3三级公路主要技术指标表设计车速30km/h平曲线一般最小半径65m极限最小半径30m缓和曲线最小长度30m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 350m2.0% 450m最大纵坡8%凸曲线一般最小半径400m极限最小半径250m凹曲线一般最小半径400m极限最小半径250m2.6 路线曲线要素计算2.6.1 有缓和曲线的圆曲线要素计算公式在简单的圆曲线和直线连接的两端分别插入一段回旋曲线即构成带有缓和曲线的平曲线其要素计算公式如下:图2-1按回旋曲线敷设缓和曲线 (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7) (2-
15、8) (2-9)式中: -总切线长();-总曲线长(); -外距();-切曲差();-主曲线半径();-路线转角();-缓和曲线终点处的缓和曲线角();-缓和曲线切线增值();-设缓和曲线后主圆曲线的内移值();-缓和曲线长度();主点桩号计算 (1-1-15) (1-1-16) (1-1-17) (1-1-18) (1-1-19) (1-1-20)2.6.2 基本型曲线JD1:K0+286.000设=350m=70m =31则曲线要素计算如下: B: 主点里程桩号计算:ZH =JD - T= (K0+286.000)- 132.22 5= K0+153.775HY = ZH += (K0+1
16、53.775)+70=K0+223.775 2.6.3 S型曲线JD2与JD3构成S型曲线故先计算出JD2的曲线要素然后根据JD2的曲线要素反推JD3半径确定JD3的曲线要素计算曲线要素JD2=(K0+413.047)+318-132.225=K0+598.822 R=210m LS=70m交点桩号为 B: 主点里程桩号计算: 由于JD3反算后(已知LS=50)半径R为小数故需取整R=250mJD3: JD3=(K0+709.771)+206-120.238=K0+795.533A.曲线要素计算如下: B: 主点里程桩号计算: 2.6.4 C型曲线JD4与JD5构成C型曲线先计算JD4的曲线要
17、素然后根据JD4的曲线要素反推JD5的半径(已知LS)确定JD5的曲线要素A.曲线要素计算如下: 主点里程桩号计算: B:JD5利用前交点JD4及体T长取LS=55反算R最后得R=75 JD5=(K1+190.629)+232-93.626=K1+392.003A.JD5曲线要素计算如下: 主点里程桩号计算: 2.6.5 回头曲线JD6和JD7之间转交都太大接近了180度并且交点间直线段长度过短不满足一般平曲线设计故在此设置回头曲线选定LS=40 =JD6:JD7主点桩号计算JD6=(K1+390.614)+294-137.829=K1+546.785 计算结果汇总见直线、曲线及转角表2.7
18、各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上的四种线形在二公里的路长中充分考虑了当地的地形地物和地貌相对各种相比较而得出的在地形平面图上初步确定出路线的轮廓再根据地形的平坦与复杂程度具体在纸上放坡定点插出一系列控制点然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段延伸相邻直线的交点既为路线的各个转角点(既桩号)并且测量出各个转角点的度数再根据公路工程技术标准JTG B01-2003的规定初拟出曲线半径值和缓和曲线长度代入平曲线几何元素中试算最终结合平、纵、横三者的协调制约关系确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素3 纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面3.1
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