毕业设计(论文)二级公路施工图设计说明书.doc
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1、毕业设计(论文)专用纸高平陵川K0+000K5+280段二级公路施工图设计说明书 目 录第 1 章 绪论 设计概况 概述1.3 公路运输网1.4 沿线地理特征第 2 章 平纵横三维断面设计 公路等级的确定 路线方案比选 平纵横综合设计 平面线形设计2.5 纵断面设计2.6 横断面设计2.7 土石方的计算和调配第 3 章 路基设计 3.1 路基设计3.2 路基路面排水设计第 4 章 公路路面结构设计计算路面设计的原则路面设计步骤路面设计4.4路基设计的内容4.5横断面的绘制第5章 平面交叉设计设计原则平面交叉的间距 平面交叉的岔数计交角 项目实施第6章 施工组织设计6.1施工组织设计的基本原则6
2、.2分类6.3主要内容第7章 设计评价及心得体会7.1设计评价7.2心得体会主要参考文献第1章 绪论1.1设计概况纵观当今世界,经济发达的强国,无一不是公路发达的国家。公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志,也是一个国家实力的重要组成部分50年来,我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程,对比世界公路发展趋势,可以认为,我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是,由于基础十分薄弱,我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要,与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看,在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路,等外公路占公路总里程的比重达到14.
3、4,西部地区更高,达到21.8,技术等级构成仍不理想。从行政区划分布看,由于经济发展和人口分布的不平衡,公路发展在各地区之间存在着较大差距,总的来看,东部地区公路密度较大,高等级公路的比例也较高,明显高于全国平均水平,更高于中、西部地区水平。 因此,为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标,按照道路的使用功能和交通需求,重点提高经济相对发达地区的公路技术等级,根据国家西部大开发战略,大力扶持西部地区公路基础设施建设,将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。概述随着高速公路的迅速发展,作为干线公路网支撑的农村公路受到了国家的日益重视。农村公路在社会,经济文化中也发挥着重要作用。主要
4、有三点:一是解决“三农”问题的必然要求,加强了城乡沟通,促进了农村剩余劳动力向小城镇转移;二是加快全面建设小康社会进展的必然要求,因为全面建设小康社会的宏伟目标,最繁重、最艰巨的任务在农村;三是实现交通新的跨越式发展的必然要求,作为干线公路网支撑的农村公路发展相对滞后,就不可能实现交通新的跨越式发展。目前国家加快了农村公路发展的步伐,全国范围内农村公路建设正在如火如荼地开展。国家的发展目标是:到“十五”末,全国农村公路的通达深度和服务水平有明显提高,力争使全国乡镇通公路率达到99.8%,高级、次高级路面铺装率达到80%以上;行政村通公路率达到96%,高级、次高级路面铺装率达到50%以上。1.3
5、公路概况高平陵川二级公路是山西省南部横贯东西的主要公路干线,它与长治晋城段相接。本公路的建设,对完善山西省公路网结构、带动山西省南部地区经济发展具有非常重要的意义。高平陵川段位于晋城市的高平、陵川两县,在该地区公路网中有着重要地位。路线沿黄土塬有利地形布线,经七一煤矿进入低山区,路线进入陵川县境后亦进入中山区,路线在山峰、河谷间布设。经瑞马、梁泉、窄相水库、西沟、北四渠至后川村,连接至陵沁一级公路。过后川村后,路线向东,经燕掌、石掌、西八渠、东掌、马圈村至古郊乡,跨过古郊河后经南寨、四方窑、榆树沟进入王莽岭景区。沿线地理特征 本项目所穿越的地貌类型由西向东有破碎黄土塬区、基岩低山区及基岩中山区
6、。地面最大标高约1650米,位于终点处的王莽岭一带;最低标高约810米,位于起点处的河西镇一带,相对高差约840米,地势东高西低。项目区大的构造单元包括晋东山区与高平盆地,其基本轮廓主要形成于中生代的燕山运动时期,受其影响先期形成的地层发生断裂,并伴随褶皱和岩浆活动,而新生代第三纪以来的喜马拉雅升降运动促进了今天项目褶皱、断裂、盆地的进一步形成。项目区属暖温带湿润大陆性气候区,四季分明,冬长夏短,雨热同季,四季之中,春季干燥多风;夏季炎热多雨,降水量年际变化大;秋季温和凉爽,阴雨稍多;冬季寒冷雪火。项目区路线由西而东跨越黄河流域丹河水系及海河流域卫河水系,主要有丹河水系北马河、廖东河和卫河水系
7、武家湾河,其余均为上述河流的支流及季节性流水干沟。沿线出露地层从老至新依次有:寒武系(E)、奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)及第四系(Q)。第2章 平、纵、横三维断面设计道路为带状构造物,它的中线是一条空间曲线,中线在水平面上的投影称为路线的平面,路线平面的形状及特征为道路的平面线形,而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时,路线要改变方向和发生转折。 公路等级的确定 公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。 高速公路 一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜
8、交通量为25000辆以上,专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。 一级公路 一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为1500030000辆以上,专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路 二级公路 一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为30007500辆以上,专供汽车行驶的公路。 三级公路 一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为10004000辆以上的公路。 四级公路 一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜
9、交通量双车道1500辆以下,单车道200辆以下。根据交通量计算确定公路等级1已知资料路段初始年交通量(辆/日,交通量年平均增长率5%)小客车黄河JN151东风EQ140解放CA10B16004006007002查标准由公路工程技术标准规定:高速、一级公路以小客车为折算标准。各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说 明小客车19座的客车和载质量2t的货车中型车19座的客车和载质量2t的货车大型车载质量7t14t的货车拖挂车载质量14t的货车3交通量计算初始年交通量:N0=1600+400+2600.0+700=4650辆/日4确定公路等级假设该公路远景设计年限为15年,则远景设计年限交
10、通量N:N= N0=4650(1+5%)15-1=辆/日。由远景设计年限交通量N=9026.6852辆/日,查公路工程技术标准,拟定该公路为二级公路双车道,根据公路工程技术标准各级公路设计车速规定二级公路股设计速度为80 km/h 和60 km/h ,二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区,拟定本项目设计速度为40km/h。5查相关资料确定主要技术标准 服务水平二级公路:三级水平 路线车道宽度 当设计车速为60km/h时,车道宽度为3.5m路肩宽度一般值(m)最小值(m)右侧硬路肩宽度土路肩宽度 圆曲线最小半径(m):一般值:200 极限值:125 不设超高最小半径:当路拱2.00%时为1
11、500m;当路拱2%时为1900。(注:直线与小于上面所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设置回旋线。回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求选用较大的数值。) 最大纵坡:6%越岭路线连续上坡(或下坡)路段,相对高差为200500m时,平均纵坡不应大于5.5%;相对高差大于500m时,平均纵坡不应大于5%,任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。最小坡长:150m纵坡坡度(%)345678最大坡长(m)-1100900700500300连续上坡(或下坡)时,应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应符合纵坡长度的规定。竖
12、曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径(m)一般值2000极限值1400凹形竖曲线半径(m)一般值1500极限值1000竖曲线最小长度(m)50从给出的地形图不难看出,该段地势较复杂,经过村庄线位受限,地形变化很大,使得路线在平、纵、横三方面都受到很大的限制,由此可以知道是山岭重丘。所以在设计的过程中很多时候的尽量满足技术指标。2.2、路线方案比选路线方案的选择尽量满足路线在政治、经济、国防上的需要,地方建设对路线适用任务、性质的要求。尽量考虑与沿线城镇的规划关系,以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。考虑沿线地形、地质、水文、气象等自然条件的应影响,筑路材料来源,施工条件及工程量。造价、工
13、期、劳动咯等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。综合影响路线方案选择的因素,考虑自然条件,技术标准和技术指标。工程投资,施工难度等因素,本项目共有两个方案,对方案A、B进行比选。(1)相同段落:K0+000K1+段和K3+K两段两方案相同(2)局部比较 A方案在K1+处沿导线继续往前穿越村庄,至K3+020处接旧路利用部分。方便村民出入。B方案在K1+700.606变换导线方向,将路线引道村北100m范围,在K2+921.412处与A方案K3+020衔接,断链BK2+921.412=AK3+020,B线比A线短98.588m,避开村庄中间,绕村外行走。比较:A线线形好,工程量小。不足处拆迁
14、村民居住房屋。B方案绕村外,但占据农田且BJD5与BJD6同向曲线间直线长度小于6倍行车速度,从技术指标着手及工程量相比较得出,推荐A线方案。2.3、平纵横综合设计1平纵线形的协调 为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究,平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线,并保持视觉的连续性,平原地区地势平坦,纵断面以平坡为主,上、下坡多集中中在大、中桥头,由于有通航要求,桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多,因此在桥头,桥面通常设置竖曲线,竖曲线半径要适当,既要符合一级公路技术指标要求,又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价,而平曲线在
15、选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交,以减少构造物的工程量及设计施工难度,节约经费,减少造价。(1) 平曲线与竖曲线的配合(2) 长直线上设置竖曲线,平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线,资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈,西绕城公路有一段567037m的长直线,同时要满足0.3%的排水纵坡,设计时采用较大的竖曲线半径方法,以获得较好的视觉和行车效果。(3) 透视土的运用,平纵线形配合受到各种因素的制约和影响,同时要避免一些不良的组合,如长直线上不能设计小半径的凹曲线,直线段内不能插入短的竖曲线等,运用透视图进
16、行检验是很好的方法,设计时对有疑问的路段进行透视图的检验,效果较好。(4) 平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。2线形与环境的协调(1)定线时尽量避开村镇等居民区,减少噪音对居民生活带来的影响,同时采用柔性,沥青混凝土路面以减少噪音。(2)路基用土由地方政府同意安排,利用开挖鱼塘或沟渠,避免乱开挖,同时又利于农田、水利建设。(3)注意绿化,对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护,在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。(4)对位置适当的桥梁在台前坡脚(常水位以下)设置平台,以利非机动车辆和行人通过。(5)对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格,以求和道路想协调,增加美感。3纵断面线性与
17、景观、城镇规划的结合4利用老路时的平、纵、横综合设计5远近期结合的平、纵、横综合设计2.4、平面线形设计1设计的线形大致如下图所示:由给出的1:2000地形图上确定起点A,假定其坐标:N坐标:,Y坐标为:,纸上定线得JD1,图上量取夹角89度即为起点计算方位角,按比例量取AB段长度,AB=190m,在B点处量取右=37度,BC=347m,左=40度,CD=786m,依此量取,采用偏角法定线。2、圆曲线计算(1)、ABC段 已知 JD1桩号:K0+190,弯道半径:R=220,偏角右=37度Lh=65m,计算圆曲线的主点桩号如下:o=90Lh /R=9065/(3.14*220)=度 R=(Lh
18、)2/24R(Lh)4/2688R3=q= Lh/2-(Lh)3/240R2=T=(R+R)tan aR/2+q=(220+)*+=L=/180 R(右2o )+2Lh=Ly=L-2 Lh=-65*2=E=(R+R)sec aR/2 R=(220+)*-220=J=2T-L=2*-=主点桩号计算:ZH=JD-T=190-=K0+HY=ZH+ Lh =5+65=K0+YH=HY+LY=+=K0+HZ=YH+ Lh=+65=K0+QZ=HZ-L/2=-=K0+18JD=QZ+J/2=18+/2=K0+190(校核无误)2.5、纵断面设计 纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置,形状和尺寸
19、问题,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。 纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素,考虑路基稳定,排水及工程量等的要求对纵坡的大小,长短,前后的纵坡情况,竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理,线形平顺圆滑的最优线形,以达到行车安全、快速、舒适,工程造价省,运营费用较少的目的。 该路地处平原区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采用小纵坡,微起伏与该区域农田相结合,尽量降低路堤高度,路线纵断面按百年一遇,设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态,所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线,反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程
20、的则加大竖曲线半径,使竖曲线首尾相接。此外,所选用的半径还满足行车视距的要求,另外,竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。2.5.1 纵坡设计纵坡设计的一般要求 纵坡设计必须满足标准的有关规定,一般不轻易使用极限值 纵坡应力求平缓,避免连续陡坡,过长陡坡和反坡 纵断面线形应连续,平顺,均衡,并重视平纵面线形的组合 从行车安全,舒适和视觉良好的要求来看,要求纵断面线形注意有以下几点:在短距离内应避免线形起伏,易使纵断面线形发生中断,视觉不良;避免“凹陷”路段,若线形发生凹陷出现隐蔽路段,使驾驶员视觉不适,产生莫测感,影响行车速度和安全;在较大的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近顶部
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