公路工程毕业设计计算书

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公路工程毕业设计计算书第一章路线设计路线设计就是根据道路的性质,任务,等级和标准,结合地形,地质及其沿线条件来进行线性设计。

其设计内容主要包括道路平面设计,纵断面设计以及横断面设计。

1.1 道路等级确定公路设计等级为高速公路,设计行车速度为120km/h;设计使用年限为15年。

公路竣工后日交通量约为25350标准轴载(BZZ-100),交通量年增长率为8%, 15年内累积交通量约为2.799×107标准轴载。

1.2 选线1.2.1 高速公路几何指标的汇总汇总见表1-1。

1.2.2 地形综述地形条件:本路段有农田分布,渠道纵横交错,丘陵区地势较低。

天然建筑材料基本为零,需要全部外运。

地质条件:该地区地势平坦,地下水埋深平均约-3.5m,地下水位以下土体饱和度大于90%。

气候条件:该地区属中纬度北亚热带气候、气候湿润、光照充足、雨量充沛,按公路自然区划,属东南湿热区。

沿线水网密布、地质复杂、有软土分布的路段较长达92KM。

年平均降雨量约为1013.4mm,降雨以梅雨、秋雨为主,全年平均气温(七日平均气温)约为26.4℃,最高月平均地表温度T≥35℃。

春夏季为东南季风,不利季节时阴雨连绵。

1.2.3 选线原则平原区地势平坦,选线以两点之内的直线为主导方向,既要力争路线顺直,又要节省工程投资,合理解决对障碍物的穿越或绕避。

1.正确处理道路与农业的关系(1) 新建道路要占用一些农田,不可避免,但要尽量做到少占农田和不占高产田。

布线从路线对国民经济的作用、支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较,既不能片面求直占用大片良田,也不能片面强调不占某块田而使路线弯弯曲曲,造成行车条件恶化。

表1-1 高速公路几何指标汇总表(2) 路线应与农田水利建设相结合,有利于农田灌溉,尽可能少与灌溉渠道相交把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。

当路渠方向基本一致时,可沿渠(河)堤布线,堤路结合、桥闸结合,以减少占田和便利灌溉。

(3)当路线靠近河边低洼或村庄,应争取靠河岸布线,利用公路的防护措施,兼作保村保田的作用。

2.合理考虑路线与城镇的关系平原区有较多的城镇村庄、工业和其他设施,布线应分别情况,正确处理穿越和绕避问题。

(1)尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点,但又要考虑到便利支农运输、便利群众、便利与工矿的联系,路线不宜离开太远,必要的时候还可以修建支线联系,做到“靠村不进村、利民不扰民”,既方便运输又保证安全。

(2)尽量避开重要的电力、电讯设施,当必须靠近或穿越时,应保持足够的距离和净空,尽量不拆或少拆各种电力、电讯设施。

3.处理好路线与桥位的关系(1)大、中桥位常常是路线的控制点,但原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求,桥路综合考虑。

一般情况下,桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交,桥梁和引道最好都在直线上。

位于直线上的桥梁,如两端引道必须设置曲线时,应在桥两端以外保持一定的直线段,并尽量采用较大的平曲线半径。

当条件受限制的时候,也可设置斜桥或曲线桥。

要注意防止两种偏向:一种是单纯强调桥位,造成路线过多的迂绕,或过分强调正交桥位,出现桥头急弯影响行车安全;另一种只顾线形顺直,不顾桥位,造成桥位不合适或斜桥过大,增加建桥困难。

在设计桥孔的时候,应少压缩水流,尽量避免桥前壅水而威胁河堤安全和淹没农田,尤其是上游沿河有宽阔的低洼田地,虽壅水水位提高不多,但淹没的范围往往很大。

(2)小桥涵位置应服从路线走向,但遇到斜交过大(一般是桥位轴线与洪水流向的夹角小于45°时)或河沟过于弯曲的情况,可采取改河措施或改移路线,调整桥轴线与水流流向的夹角,以免过分增加施工困难和加大工程投资,选线时应全面比较确定。

4.注意土壤水文条件平原区土壤水文条件较差,特别是河网湖区,地势低平,地下水位高,使路基的稳定性差,因此尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。

当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时,一般应绕避;如果需要穿越时,应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过,并采取有效的措施,保证路基的稳定。

5.尽量靠近建筑材料产地平原地区一般缺乏砂石等建筑材料,路线应尽可能靠近建筑材料产地,以减少施工、养护材料的运输费用。

1.2.4 线型说明综合考虑以上选线原则,本人选择线形如下:起点坐标QD(500414.680,3400393.54),交点JD 的坐标(501745.828,3399900.556),终点坐标ZD(503789.160,3399817.600)。

1.2.5 交点间的直线长度QD-JD:L 22)3400393.54-56(3399900.5)500414.680-8(501745.82+==1409.50mJD-ZD:L =2045.016m 1.2.6 方位角和转角 方位角:QJ α =500414.680-501745.8283400393.54-63399900.55arctan=339.678oJZ α = 357.675o转角:α=357.675o -339.678o =17.999o1.3 道路平面设计1.3.1 技术经济指标 见表1-1。

1.3.2 交点间的直线长度如前所述L1标段起终点及交点坐标:QD(500414.680,3400393.54); JD(501745.828,3399900.556); ZD(503789.160,3399817.600) QD-JD:L=1409.504m JD-ZD:L=2045.016m 1.3.3 方位角和转角QJ α =339.678oJZ α = 357.675oα =17.999o1.3.4 平曲线设计平面设计中,交点处的平曲线设计应使平面线形直捷、连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围的环境相协调,尽量保证平面线形的均衡和连贯;长直线尽头不能接以小半径曲线;高低标准之间要有过渡;避免连续转弯;平曲线应有足够的长度。

JD 初拟 R =6000m ,Ls =200m理由:尽可少占或不占农田,尤其是路线走向的下方是高产田,这段路线线形标准比较高,符合《规范》关于高速公路的技术指标标准,在这边施工时可以利用居民住所作为施工工人的居住场所。

R =6000m ,Ls =200m2S Lq ==200/2=100m RLp s 278.0242==οοβ955.06478.28==RL sm q P R T 153.1019)2tan()(=++=αm L 941.20842L /180)2(s =+-=οβαm R p R E 072.75)2sec()(=-+=αm L T J 635.462-=-=表1-2 平曲线几何要素值1.3.5 主点桩号计算 QD :K267+650JD :K269+69.054 (650+1419.054=2069.054)ZD :K271+98.309 (2069.054+2045.016+46.635=4098.309) JD :JD K269+69.054-T-1019.153ZH K268+49.900+Ls +200.000HY K268+249.900+(L-2Ls)/2 +(2084.941-2×200)/2QZ K269+ 92.371+(L-2Ls)/2 +(2084.941-2×200)/2YH K269+934.842+Ls +200.000HZ K270+134.842-T+J-1019.153-46.635JD K269+69.054主点桩号计算结果汇总见表1-3。

表1-3 平曲线特征点桩号表1.4 纵断面设计1.4.1纵坡设计原则(1)坡设计必须满足《标准》的各项规定。

(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶,纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过于频繁。

(3)纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑,视具体情况加以处理,以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡,尽量使挖方运作就近路段填方,以减少借方和废方,降低造价和节约用地。

(5)平原微丘区地下水埋深较浅,或池塘、湖泊分布较广,纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最小填土高度要求,保证路基稳定。

(6)在实地调查基础上,充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

1.4.2 技术指标见表1-1。

1.4.3 平纵组合的设计原则(1)平曲线与竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线;平曲线与竖曲线大小应保持均衡;(2)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理悦目;(3)平、竖曲线应避免不当组合;(4)注意与道路周围环境的配合,以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度,并可起到引导视线的作用。

1.4.4 最小填土高度亚粘性土,最小填土高度为0.9米。

1.4.6 拉坡设计(见图1-1)0.30% -0.4% 0.30% -0.50% 0.35% -0.35% 600 660 600 500 600 488.309K268+250 K268+910 K269+510 K270+10 K270+610图1-1 纵断面拉坡示意图(单位:m)1.4.5 竖曲线半径选择说明(1)平纵面组合设计,即竖曲线的起终点最好分别在平曲线的两个缓和曲线内其中任一点都不要再缓和曲线以外的直线或圆弧段上。

(2)竖曲线的半径应大于《标准》中规定的竖曲线的最小半径和最小长度。

(3)相邻竖曲线的衔接应平缓自然,相邻方向竖曲线之间最好插入小段直线段且这段直线段至少应为计算行车速度的3s行程,当半径比较大时应亦直接连接。

1.4.6竖曲线设置及竖曲线范围内各点高程计算(1)变坡点K268+250处(见表1-4)L=100mminω=│-0.40%-0.30%│=0.007m LR 13333007.0100===ω取R =17000m144m 0.00717000=⨯==ωR Lm L T 7221442===m R T E 152.017000272222=⨯==(2) 变坡点K268+910处(见表1-5)R =17000m ,L =144m ,T =72m ,E=0.152m (3) 变坡点K269+510处(见表1-6)R =17000m ,L =162m T =81m E =0.193m (4) 变坡点K270+10处(见表1-7)R =17000m ,L =144m ,T =72m ,E =0.152m (5) 变坡点K270+610处(见表1-8)R =17000m ,L =136m ,T =68m ,E =0.136m表1-4 K268+250处竖曲线上各点高程计算表表1-5 K268+910处竖曲线上各点高程计算表表1-6 K269+510处竖曲线上各点高程计算表1.5 横断面设计1.5.1 横断面设计原则横断面设计必须结合地形、地质、水文等条件,本着节约用地的原则选用合理的断面形式,以满足行车舒适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。