《道路勘探设计》课程设计--某二级公路设计 14页

课程设计项目名称：广西某二级公路设计院系：城市建设学院专业：土木工程道路与桥梁方向学号：**学生姓名：**指导教师：韩燕华 目录《道路勘探设计》课程设计任务书1第一章道路总体技术设计参数确定31.1工程概况31.2公路技术等级及技术标准3第二章道路平面设计42.1平面选线42.2平面几何要素的计算42.3绘制线路平面设计图6第三章道路纵断面设计63.1绘制纵断面图及拉坡63.2竖曲线要素计算63.3设计标高计算73.4纵断面设计成果表8第四章道路横断面设计84.1确定路基横断面宽度84.2横断面加宽、加宽计算84.3编制路基设计表124.4绘制路基横断面图124.5绘制标准路基横断面图124.6土石方调配12致谢12 《道路勘探设计》课程设计任务书一、目的与任务（一）目的：了解线路设计的内容及过程，培养同学的内业设计能力，进行道路设计内业的初步训练。（二）任务：综合运用道路线形设计知识，完成1公里左右的道路设计；二、设计要求1、内容齐全，图纸布局合理，标注正确，线条清晰，字迹工整；2、设计及计算要求正确、说明书文理通顺，层次分明、书写整洁，设计内容符合现行技术标准、规范的要求；3、将任务书、计算书及设计图纸订成一册，按时上交指导老师审核。三、设计资料l项目名称：广西某二级公路设计l沿线自然地理概况该地属亚热带温润气候，四季分明，冬暖夏热，年平均气温在17-18.8摄氏度。极端最高气温43摄氏度，极端最低气温-3.8摄氏度。年平均降水1032毫米，年平均雾日50天，平均风速1.75米/秒。本地区地震烈度为IV度。山坡地段上覆1-3米粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；水田淤泥0.5米，其下2~5米黏土。l交通量分布状况及公路功能根据当地交通需求及公路规划，拟于2007年修建一条山区二级公路，2008年建成通车，所测得现有（2006年）相关道路交通量（年平均年小时交通量）如下：车型拖挂车大客车小客车大货车中货车小货车数量42030201520注：表中数量为绝对数量，年增长率γ=5%l地形图（1:2000）第12页共12页 四、设计标准及规范1、《公路工程级数标准》JTIB0-20032、《路线设计标准》20063、《道路工程制图标准》GBS0162-92五、应提交的成果（按装订顺序）（一）、封面、目录、任务书（二）、设计说明书（三）、路线平面设计图（四）、路线纵断面设计图（五）、路基横断面设计图（含防护工程）（六）、道路标准横断面设计图（七）、直线、曲线及转角一览表（八）、路基设计表（九）、土石方工程数量表（十）、设计依据六、装订要求1.采用院系课程统一设计封面2.说明书采用A4纸书写城市建设学院2013.4.20第12页共12页 第一章道路总体技术设计参数确定1.1工程概况设计公路为广西某二级公路。本路段为山区,路段主线长0.806km（起讫桩号为K0+000—K0+806），路基宽10m，设计行车速度为60km/小时。1.2公路技术等级及技术标准根据《公路工程技术标准》，山区二级公路各项指标为：指标名称单位指标名称单位计算行车速度60km/h车道数2行车道宽7.5m路基宽度10m硬路肩宽0.75m土路肩宽0.75m停车视距75m会车视距150m超车视距350m圆曲线一般最小半径400m圆曲线极限半径值250m缓和曲线最小值70m不设超高最小半径1500m最小坡长200m最大纵坡6%最大合成坡9.5%竖曲线极限最小半径1400m（凸）竖曲线一般最小半径2000m（凸）1000m（凹）1500m（凹）竖曲线最小长度500m超高横坡度最大值8%第二章道路平面设计2.1平面选线在最初的选线中共有四组方案，经过初略分析后排除两组。线路导线如图所示：第12页共12页 方案一为两个连续的“S型”路线，方案二为直线段与标准型的组合。方案一优点是能够合理的利用地形，线形流畅自然，高差变化不大，平面线形上没有出现大填大挖的情况，缺点是转弯半径偏小；方案二看起来更加直接，全线只有一个弯，而且转弯半径相对于方案一略大，但是其不足之处在于，在线路前段过于靠近池塘，而后段又从山头穿过，没有充分利用垭口，实际施工中必将出现大填大挖，增加施工难度和成本。从总体来看，方案一的路线能较好地与周围地形相协调，施工较方便，工程造价可能要低于方案二的路线，比较经济合理，所以优先选用方案一的路线。2.2平面几何要素的计算下面以JD1为计算实例：由平面选线后量出偏转角α=22°，假设缓和曲线长LS=80m，圆曲线半径R=410m，可反算出其他参数。切线增值：q=LS/2─L3S/(240R2)=80/2-803/(240×4102)=40m内移值：p=L2S/24R─L4S/2384R3=802/(240×410)-803/(2688×4103)=0.65m总切线长：T=(R+p)tanα/2+q=(410+0.65)tan11°+40=119.81m曲线总长：L=Rπα/180+LS=410×3.14×22/180+80=237.35m外距：E=(R+p)/cosα/2-R=（410+0.65）sec11°-410=8.34m超距：J=2T-L=2×119.82-237.35=1.05m定线后计算出的各交点处平面几何要素见下表：第12页共12页 JDαRLSTLE1右22°41080119.81237.438.342左17°54050120.77240.226.503右34°26080119.77234.2912.952.2主点桩号计算JD1桩号为K0+127.81直缓点桩号：ZH=JD1-119.81=K0+008缓圆点桩号：HY=ZH+80=K0+88曲中点桩号：QZ=ZH+237.43/2=K0+126.72圆缓点桩号：YH=HZ-80=K0+165.43缓直点桩号：HZ=ZH+237.43=K0+245.43三个曲线主点桩号如下：曲线JDZH(GQ)HYQZYHHZ(GQ)1K0+127K0+008K0+088K0+127K0+165K0+2462K0+366K0+246K0+325K0+366K0+406K0+4863K0+603K0+486K0+566K0+603K0+640K0+7202.3绘制线路平面设计图根据《直线、曲线及转角表》和《逐桩坐标表》在地形图绘制线路平面设计图图，详见附图。第三章道路纵断面设计3.1绘制纵断面图及拉坡在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面高程。然后利用纬地道路CAD，按横向1:2000，纵向1:200的比例尺绘制地面线，并利用软件试坡，下图为地面高程及拉坡示意图：第12页共12页 将试坡成果绘制在纵断面图上，详见附图。3.2竖曲线要素计算在设计中，有1个变坡点，i1=0.8%i2=-3.2%将半径R取为10000m，则其他计算参数如下：坡度角：ω1=i2─i1=-4%竖曲线长度：L=Rω=10000×4%=400m竖曲线切线长：T=L/2=400/2=200m变坡点变坡点桩号凹凸性RTE变坡点高程1K0+500凸100002002140竖曲线外距：E=T2/2R=2002/（2×10000）=2m3.3设计标高计算竖曲线上的桩号的切线标高、设计标高计算实例：分别在直坡段和竖曲线段各选一个桩号，分别为K0+200，K0+460该竖曲线的起点桩号为K0+500─T=K0+300该竖曲线的终点桩号为K0+500─T=K0+300当桩号为K0+200时，此点位于直坡段上设计高程：Hs=140-（K0+500-K0+300）×0.8%=137.6m当桩号为K0+460时，此点位于竖曲线上第12页共12页 切线标高：H切=140-（K0+500-K0+460）×0.8%=136.8m竖距：h=（K0+500-K0+460）2/（2×10000）=0.08m设计标高：H设=H切-h=136.8-0.08=136.72m在竖曲线上的桩号的切线标高、设计标高计算如下:桩号切线标高设计标高桩号切线标高设计标高K0+300138.4138.4K0+500140.0138.0K0+320138.6138.5K0+520139.4137.7HY:K0+325138.6138.5K0+540138.7137.4K0+340138.7138.6K0+560138.1137.1K0+360138.9138.7HY:K0+566137.9137.0QZ:K0+366138.9138.7K0+580137.4136.7K0+380139.0138.7K0+600136.8136.3K0+400139.2138.7QZ:K0+603136.7136.2YH:K0+406139.2138.7K0+620136.2135.8K0+420139.4138.6YH:K0+640135.5135.3K0+440139.5138.5K0+660134.9134.8K0+460139.7138.4K0+680134.2134.2K0+480139.8138.2K0+700133.6133.6GQ:K0+486139.9138.23.4纵断面设计成果表详细见附表一：路基设计表。第四章道路横断面设计4.1确定路基横断面宽度设计公路为二级公路，采用整体式单幅双车道的路基断面形式。根据工程技术标准，由公路等级（二级）及设计行车速度（60km/小时），确定路基横断面车道数为双车道，行车道宽为3.5m，行车道外侧设置宽度为0.75m的土路肩，路基总宽度为10m。第12页共12页 4.2横断面加宽、加宽计算由于本设计三组平曲线半径均大于250m，根据根据《公路工程技术标准》，可以不设加宽。本次设计超高方式按中线旋转。利用中线旋转超高值计算公式：超高位置计算公式注圆曲线上外缘bJ（iJ-iG）+（bJ+B/2）（iG+ih）1计算结果均为与设计高之高差2.临界断面距缓和段起点X0=2iGLc/(iG+ih)3.X距离处的加宽值：中线bJiJ+iGB/2内缘bJiJ+iGB/2-（bJ+B/2+b）ih过度段上外缘bJ（iJ-iG）+（bJ+B/2）（iG+ih）x/Lc(或≈xhc/Lc)中线bJiJ+iGB/2内缘bJiJ-(bJ+bx)iGbJiJ+iGB/2-(bJB/2+bx)x/Lc在此次设计中，路面宽度B=7m，路肩宽度bJ=1.5m，路拱坡度iG=2%，路肩坡度iJ=3%，超高横坡度ih=2%，加宽值b=1.5m。超高过渡方式统一按中线旋转。下面以交点1为计算实例：在JD1R=410m时，Lc=80m对超高进行计算：1）圆曲线的超高，以桩号K0+100为例外缘hc=1.5*(0.03-0.02)+(1.5+7/2)*(0.02+0.02)=0.215m中线h`c=1.5*0.03+7/2*0.02=0.115m内缘h``c=1.5*0.03+7/2*0.02─(1.5+7/2+1.5)*0.02=─0.015m2）缓和曲线上的超高，以桩号K0+020为例X0=2*0.02*80/(0.02+0.02)=80mX=K0+020─K0+008=12m所以x＜x0bx=12*1.5/80=0.225m外缘=1.5*（0.03-0.02）+（1.5+7/2）（0.02+0.02）*12/80=0.045m第12页共12页 中线=1.5*0.03+0.02*7/2=0.115m内缘=1.5*0.03─（1.5+0.225）*0.02=0.011m三个曲线超高结果见下表：交点1超高计算表交点桩号外侧超高(m)中线超高(m)内侧超高(m)JD1ZH:K0+0080.0150.1150.015K0+0200.0450.1150.011K0+0400.0950.1150.003K0+0600.1450.115-0.005K0+0800.1950.115-0.012HY:K0+0880.2150.115-0.015K0+1000.2150.115-0.015K0+1200.2150.115-0.015QZ:K0+1270.2150.115-0.015K0+1400.2150.115-0.015K0+1600.2150.115-0.015YH:K0+1650.2150.115-0.015K0+1800.1950.115-0.012K0+2000.1450.115-0.005K0+2200.0950.1150.003K0+2400.0450.1150.011GQ:K0+2460.0150.1150.015第12页共12页 交点2超高计算表交点桩号外侧超高(m)中线超高(m)内侧超高(m)JD2GQ:K0+2460.0150.1150.015K0+2600.0500.1150.010K0+2800.1000.1150.002K0+3000.1500.115-0.005K0+3200.2000.115-0.013HY:K0+3250.2150.115-0.015K0+3400.2150.115-0.015K0+3600.2150.115-0.015QZ:K0+3660.2150.115-0.015K0+3800.2150.115-0.015K0+4000.2150.115-0.015YH:K0+4060.2150.115-0.015K0+4200.2000.115-0.013K0+4400.1500.115-0.005K0+4600.1000.1150.002K0+4800.0500.1150.010GQ:K0+4860.0150.1150.015交点3超高计算表交点桩号外侧超高(m)中线超高(m)内侧超高(m)JD3GQ:K0+4860.0150.1150.015K0+5000.0500.1150.010K0+5200.1000.1150.002K0+5400.1500.115-0.005K0+5600.2000.115-0.013第12页共12页 HY:K0+5660.2150.115-0.015K0+5800.2150.115-0.015K0+6000.2150.115-0.015QZ:K0+6030.2150.115-0.015K0+6200.2150.115-0.015YH:K0+6400.2150.115-0.015K0+6600.2000.115-0.013K0+6800.1500.115-0.005K0+7000.1000.1150.002HZ:K0+7200.0500.1150.0104.3编制路基设计表路基设计表见附表三。4.4绘制路基横断面图详见附图：路基横断面图4.5绘制标准路基横断面图标准路基横断面有半填半挖路基、浅挖路基、全填（正常）路基，四类共三幅图，其中全填（正常）路基含有超高形式。详图参见附图：标准路基横断面图。4.6土石方调配土石方调配有关数据及其调配过程详见附表四：路基每公里土石方数量表第12页共12页 致谢为期半个月的课程设计即将结束，本次设计是对大学里学习的知识的一次大总结，在这次设计过程中，我不但很好的回顾了专业基础知识，也将这些知识更好的条理化、系统化。本次课程设计自始至终是在韩燕华老师的教导下完成的。从设计的选线、平面设计、纵断面设计、横断面设计、数据处理到成果整理成册，无不包涵着韩老师的心血。在此本人谨向韩老师给予指导的老师表示衷心的感谢！同时还要对在此次设计中提出意见和建议的同学们表示衷心的感谢！由于本人水平有限，而且是第一次设计，在设计流程上还是存在很大的问题，导致所设计的方案存在很多问题，在此欢迎老师和同学批评指正，提出宝贵意见，再次表示感谢！设计者：**湖北工程学院2013年6月8日参考文献[1]刘文生.《道路勘探设计》.北京：北京大学出版社.2012.9[2]《公路工程技术标准》JTGB01-2003[3]《公路路线设计规范》JTGD20-2006[4]《道路工程制图标准》GBS0162-92第12页共12页