石河子至沙湾工程工程毕业设计论文(编辑修改稿)

石河子至沙湾工程工程毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

Rx2h 2＝ （ 36） 竖曲线外距 E： 4882 22  TLRERTE  ＝或 （ 37） 式中 ： R——竖曲线半径， m； L——竖曲线的曲线长， m； T——竖曲线的切线长， m； E——竖曲线的外距， m； ω——两相邻纵坡的代数差，以小数计； h——竖曲线上任意点到切线的纵距； x——竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离， m。 竖曲线要素计算 以 变坡点 3 为例， 变坡点的里程桩 号为 K1+，该点高程为 ，相邻两坡段纵坡为 1i =， 2i =，竖曲线半径 R=3000m，试计算竖曲线要素 以及 K1+700 的高程。 各变坡点竖曲线要素计算过程如下： 21 0 .0 0 9 4 2 0 .0 2 1 9 3 0 .0 3 1 3 5ii       ，为凸形 3 0 0 0 0 .0 3 1 3 5 9 4 .0 5L R m    9 4 .0 5 4 7 .0 2 522LTm   224 7 .0 2 5 3 .3 8 62 2 3 0 0 0TE R   设计 高程的计算： 竖曲线起点桩号 =变坡点桩号 T=K0+=K0+ 竖曲线起点高程 = =（ m） 竖曲线终点桩号 =变坡点桩号 +T =K0++=K0+ 竖曲线终点高程 = =（ m） 同理变坡点 计算过程如上述所示，计算结果见表 32。 表 32 竖曲线表 变坡点 变坡点高程 (m) 坡长 (m) 坡度(%) 竖曲线半径 R(m) 切线长 T 外距 E 竖曲线起点 竖曲线终点 桩 号 凹 凸 (m) (m) 桩 号 桩 号 K0+ K0+ 3000 K0+ K0+ K1+ 3000 K1+ K1+ 纵断面设计成果 路线纵断面图是纵断面设计的最终成果，是道路设计文件的重要组成部分。 在纵断面途中，主要有以下内容： （ 1）里程桩号、地面高程与地面线、设计高程与设计线以及施工填挖值等； （ 2）设计的纵坡度和坡长； （ 3）竖曲线及其要素、平面上的直线及平曲线； （ 4）沿线桥涵及人工构造物位置、类型及 孔径； 第四章 横断面设计 概述 横断面设计包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。 公路横断面组成应根据公路等级、设计速度、地形、地质等调剂来确定，以保证公路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性。 横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设计中，一般是根据公路等级和交通量的大小，参考《公路工程技术标准》 条，各级公路横断面来确定，同时结合当地交通规划和有关要求进行适当地调整。 设计原则 公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横 断面，这个剖面的图形叫横断面。 道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。 横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。 （ 1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 （ 2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度以外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。 （ 3）还应结合路线和路面进行设计。 选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质 不良地段。 对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。 （ 4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 （ 5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。 （ 6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 设计步骤 （ 1）根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。 （ 2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖 值及有关资料（如路基宽度、加宽值、设计边坡度等）抄于相应桩号的断面上。 （ 3）根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。 （ 4）绘横断面设计线，又叫 “戴帽子 ”。 设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。 一般直线上的断面可不示出路拱坡度。 （ 5）计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。 （ 6）由图计算并填写路基设计表、路基土石方计算表，并进行必要的调配。 标准横断面布置图如图 41 所示： 图 41 路基标准 横断面图 (单位： m) 设计综述 路拱坡度 根据 《公路路基设计规范》 (JTG D302020)，二级公路沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为 1～ 2%，故取路拱坡度为 2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大 1%～ 2%，故取路肩横向坡度为 3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。 路基边坡坡度 设计路段 以山地、丘陵为主，路堑边坡多为石质边坡，根据《公路路基设计规范》 (JTG D302020)路堑边坡采用 1：。 本设计路段路基填土为粘性土，根据《公路路基设计规范》 (JTG D302020)路堤边坡，当 H8m（ H—路基填土高度）时，路基边坡按 1： 设计。 边沟设计 查《公路路基设计规范》 (JTG D302020)得边沟横断面形式采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为 1： 1～ 1： ，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。 少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用 1： 2～ 1： 3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。 本设计路段采用梯形边沟， 边坡坡度为 1： 1， 且底宽为 ，深。 加宽值的计算 汽车行驶在曲线上，各轮轨迹半径不同，其中以后内轮轨迹半 径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的舒适与安全。 另外，汽车行驶在横向力较大的弯道上会有一定的横向摆动，也应增加路面的宽度。 我国 《公路路基设计规范》 (JTG D302020)规定，平曲线半径等于或小于 250m时，应在平曲线内侧加宽。 双车道路面的加宽值查表可得。 一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。 为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过度段，称之为加宽缓和段。 平曲线内无回旋线时，路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。 设置回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段的长度应采用与回旋线或超高缓和段长度相同的数值，布设在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。 不设回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率为 1： 且不小于 10 米的设置要求。 加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。 在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽 ,加宽缓和段内任意点的加宽值为 ： kbx b （ 41） 其中 ： LLxk (42) 式中 ： xL —任意点距加宽缓和段起点的距离 ； L—加宽缓和段长 ； b—圆曲线上的全长 ； xb —加宽缓和段上任一点的加宽值。 本工程不需要加宽。 超高设计 为抵消车辆在曲线路线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形 式，这就是曲线上的超高。 合理的设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。 当汽车等速行驶时，圆曲线上所产生的离心力是常数，而在回旋线上行驶则因回旋线曲率是变化的，其离心力也是变化的。 因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。 在公路工程施工中，路面的超高横坡及正常路拱横坡是不便于用坡度值来控制，而是用路中线及路基，路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。 因此，在设计中为便于施工，应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路 中线的高差。 所谓超高值就是指设置超高后路中线，路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。 超高示意图见图 42 所示。 图 42 超高示意图 （ 1）超高 《公路路基设计规范》 (JTG D302020)规定：设计车速为 80km/h 的二级公路的最大超高值为 7％。 （ 2）超高缓和段长度 为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算： pL iC  （ ） 式中：  ——旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（ m）； i ——超高坡度与路拱坡度代数差，（ %）； p——超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。 超高缓和段长度按上式计算结果，应取为 5m的倍数，并不小于 10m的长度 ； 双车道公路绕行车道内边缘旋转超高值计算 ： 表 绕边线旋转超高值计算公式 超高 位置 计 算 公 式 0xx 0xx 注 圆曲线 外缘 hjjj ibbib )(  计算结果均为与设计高之高差 中缘 hjj iBib 2 临界断面距缓和段起点：chG Liix 0 x距离处的加宽值： bLxb cx  内缘 hjjj ibbib )(  过渡段 外缘 chjGjGjj lxiBbibiib ])([)(  中缘 Gjj iBib 2 hcjj iLxBib  2 内缘 Gxjjj ibbib )(  hcxjjj iLxbbib )(  具体计算结果见表 43。 表 43 超高表 交点编号 交点桩号 断 面 桩 号 缓和曲线 超高缓和 超 高 超高值 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 长度 (m) 段长度 (m) 渐变率 (%) JD1 K0+ K0+ K0+ K0+ 1/ K0+ K0+ K0+ 1/ JD2 K0+ K0+ K0+ K0+ 1/ K1+ K1+ K1+ 1/ 土石方的计算 及处理 土石方数量计算 用棱台法结合几何图形法算得路基填挖方数量，填挖方分别计算，填方扣除路面结构层厚度，挖方不扣除。 得到每个桩号断面的填挖土石方量。 根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。 填挖部分分别计算，算得后填入《路基土石方数量计算表》 ,计算结果 见 土石方 Excel 表。 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为： V=（ A1+A2） L/2 (44) 式中： V——体积，即土石方数量（ 3m ）； A A2——分别为相邻两断面的面积（ 2m ）； L——相邻断面之间的距离（ m）。 此法计算简易，较为常用，一般称之为 “平均断面法 ”。 土石方数量计算应注意的问题： （ 1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）； （ 2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）； （ 3）换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量，同时还应计算填方工程量； （ 4）路基填、挖方数量中 应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；（ 5）路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积，小桥及涵洞可不予考虑。 路基土石方调配 土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向：以及计价土石方的数量和运量等。 通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所 “取 ”，挖方有所 “用 ”，避免不必要的路外借土和弃上，以减少占用耕地和降低公路造价。 填方土源：附近挖方利用借土 挖方去向：调往附近填方弃土 （一）土石方调配原则 （ 1）就近 利用，以减少运量：在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。 （ 2）不跨沟调运：土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运。 （ 3）高向低调运：应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；位于山坡。