某山区二级道路毕业设计.doc

重庆大学网络教育学院毕业设计第一章 绪论1.1 工程概况1.1.1地形、地貌本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好。1.1.2 气象本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。多年平均气温21.3，最冷1月均温5，最热8月均温33.4。全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，39月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。1.1.3设计项目本段位于某山区A点至B点的二级路，进行平面设计。最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。1.2原始资料及重要参数1）该地区地形图；2）沿线居民点情况；3）沿线气象资料；4）设计行车速度：40km/h；5）主线公路整体式路基宽度为10.0m；6）线路等级：公路-级；1.3设计内容 1）公路路线平面设计、纵断面设计，包括填写直线、曲线及转角表，绘制路路线平面图（1:500）；绘制公路路线纵断面图（横坐标1:500，纵坐标1:200）；2）公路路线横断面设计，包括绘制标准横断面图（1:500），计算并填写路基土石方数量计算表。第二章 平面线性设计2.1路线选定根据设计要求、公路现状，确定公路线路走向的基本原则是：1）该公路横穿乡镇，作为运输的交通要道既要符合设计总体规划，又要与沿线乡镇规划紧密结合，合理衔接。2）避让村镇、干渠及高压干线等，尽可能减少拆迁民房等建筑物。3）新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。4）坚持技术标准，尽可能缩短行车里程。根据以上原则，最终在方案一、方案二、方案三中进行了方案比选。方案一的行车里程在方案二、方案三中是最短的，但路线离村镇较远，满足不了村镇出行方便的需求，路线经过的地区需要大填挖工程及边坡防护，隧道施工等，增加了修建造价。方案二在方案一的基础上避开了隧道施工，及大的填挖工程，也满足了线路两侧居民的出行要求，基本达到了零拆迁，但线路的弯道过多，不符合技术标准，给行车留下安全隐患。方案三比方案二增加了拆迁，却使用大半径曲线，弯道少，符合技术标准，增加行车安全系数。于是选定方案三为最终方案。2.2圆曲线设计本路段有2处交点，JD1处交角为左转73043.19，JD2处交角为左转125418.6，根据公路路线设计规范查得，不设超高的最小圆曲线半径为300m，圆曲线半径小于或等于250m时，应在圆曲线内侧规定加宽。所以选取圆曲线半径为800m。JD1交点计算：1）切线长度计算：2）曲线外距3）曲线圆弧长度JD2交点计算：1）切线长度计算：2）曲线外距3）曲线圆弧长度2.3 缓和曲线设计汽车在缓和曲线上要完成不同曲率的过渡行驶，缓和曲线应有足够的长度，以使司机有足够的时间来操作方向盘，所以应规定缓和曲线的最小长度，通常应考虑以下几个方面因素：Ls取值必须大于三个当中的最大值，并小于最小缓和曲线长度）规范规定的缓和曲线的最小长度为50m；确定缓和曲线长度为50m。2.4平面线形计算根据回旋线作为缓和曲线,参照规范规定的线形设计方法，本工程线形的设计主要采用“基本型”，即由直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合。图2-1 回旋线图示“直线回旋线圆曲线回旋线直线”组合的几何元素的计算公式：式中： q缓和曲线起点到圆曲线原起点的距离，也称切线增值；设缓和曲线后圆曲线内移值；缓和曲线重点缓和曲线角；Ls缓和曲线长；R圆曲线半径；转角；Th切线长； Lh曲线长； E外距； 根据公式计算得：JD1交点计算：1）圆曲线内移值2）切线总长3）外矢距4）曲线总长 JD2交点计算：1）圆曲线内移值2）切线总长3）外矢距4）曲线总长2.5 里程计算以下是曲线要素点的桩号和总里程的计算公式：设JD1交点桩号为K0+162.224 式中：Lh 曲线总长度 (m)； Th 切线总长（m） Ls缓和曲线的长度 (m)。设JD2交点桩号为K0+516.511 表2.1 里程桩号表K0+000K0+020K0+040K0+060K0+080K0+084.696K0+100K0+120K0+134.696K0+140K0+160K0+162.140K0+180K0+189.583K0+200K0+220K0+239.583K0+240K0+260K0+280K0+300K0+320K0+340K0+360K0+380K0+400K0+401.020K0+420K0+440K0+451.020K0+460K0+480K0+500K0+516.115K0+520K0+540K0+560K0+580K0+581.210K0+600K0+620K0+631.210K0+640K0+660K0+680K0+693.8712.6 逐桩坐标计算2.6.1 起点至ZH点中桩坐标设起点坐标为X0，Y0（1027.217，642.233），方位角为965327.98，ZH点坐标：2.6.2 ZH至YH点的中桩坐标缓和曲线上桩点坐标式中l为桩点至缓和曲线起点ZH曲线长；圆曲线上桩点坐标：式中，l为桩点至HY的曲线长，仅为圆曲线部分的长度。然后通过坐标转换为测量坐标X、Y。坐标变换公式为，当曲线为左转角，应以代入。2.6.3 YH点至HZ点的中桩坐标按（1）式计算切线支距法坐标，再按下式转换为测量坐标：，当曲线为右转角时，以代入。表2.6 逐桩坐标表桩号XY桩号XYK0+0001027.217642.233K0+3601009.8971001.193K0+0201024.088662.088K0+3801010.1141021.192K0+0401022.418681.944K0+4001010.331041.191K0+0601020.018701.799K0+401.0201010.3411042.211K0+0801017.618721.655K0+4201010.5761061.189K0+083.6961017.324725.324K0+4401011.0111081.185K0+1001015.234741.512K0+451.0201011.4041092.197K0+1201013.001761.387K0+4601011.8321101.167K0+134.6961011.573776.013K0+4801013.1471121.123K0+1401011.119781.298K0+5001014.9611141.04K0+1601009.723801.249K0+516.1171016.7841157.054K0+162.1401009.603803.386K0+5201017.2721160.906K0+1801008.825821.228K0+5401020.0791180.707K0+189.5831008.572830.808K0+5601023.381200.433K0+2001008.423841.223K0+5801027.1731220.069K0+2201008.412861.223K0+581.2101027.4181221.254K0+239.5831008.593880.805K0+6001031.4281239.611K0+2401008.597881.2K0+6201035.9881259.084K0+2601008.813901.199K0+630.2101038.3711269.012K0+2801009.03921.198K0+6401040.661278.53K0+3001009.247941.197K0+6601045.3391297.975K0+3201009.463961.196K0+6801050.0161317.421K0+3401009.68981.194K0+693.8711053.2611330.907第三章 纵断面设计纵断面是一条沿着道中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求路线纵有起伏的空间线。总断面上有两条主要的线，一条是地面线，它是根据中线上各个桩点的高程而绘制的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏情况；一条是设计线。纵断面设计的主要任务根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济型等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理和乘客感觉舒服的目的，同时还要考虑到公路等级的因素，要与其相适应。3.1 纵断面的竖曲线要素及主要点设计高程计算3.1.1 纵断面设计所需基本资料 由公路工程技术标准中规定： 最大纵坡6%，最小纵坡0.3%;最小坡长150m,最大允许合成坡度9.5%，为6%时，最大坡长600m。凸曲线一般最小半径为2000m,凹曲线一般最小半径为1500m。3.1.2 竖曲线要素的确定 纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，成为竖曲线。竖曲线的形式可以采用抛物线或圆曲线，两者几乎没差别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线更为方便，故在设计中采用抛物线如图3-1：图3-1竖曲线要素示意图在图示坐标下，以二次抛物线最为竖曲线的一般方程式为： (3-1)其竖曲线诸要素计算公式如下：竖曲线长度L或竖曲线半径R: (3-2)竖曲线切线长T: (3-3)竖曲线上任意一点竖距h: (3-4)竖曲线外距E: (3-5)式中： 坡差（%）L竖曲线长度（m） R竖曲线半径（m）3.1.3各变坡点处竖曲线要素及设计高程计算 变坡点处桩号取K0+200,半径为2000m，高程为757.00m。相邻路段的纵坡为i1=+5%和i2=-6%。 竖曲线基本要素：曲线长度计算式切线长度计算外距计算式计算设计高程：竖曲线起点桩号：竖曲线起点高程：竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程：桩号K0+100处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+120处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+140处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+160处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+180处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+200处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+220处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+240处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+260处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+280处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+300处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 表3.1竖曲线计算表桩号坡段高程(m)标高修正y=x*x/2R(m)竖曲线高程(m)K0+090750.500750.4K0+100752.000.025751.98K0+120753.000.225752.78K0+140754.000.625753.38K0+160755.001.225753.78K0+180756.002.025753.98K0+200757.003.025753.98K0+220755.802.025753.78K0+240754.601.225753.78K0+260753.400.625752.78K0+280752.200.225751.98K0+300751.000.025750.98K0+310750.400750.40变坡点处桩号取K0+420,半径为1500m，高程为743.80m。相邻路段的纵坡为i1=-6%和i2=+2%。 竖曲线基本要素：曲线长度计算式切线长度计算外距计算式计算设计高程：竖曲线起点桩号：竖曲线起点高程：竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程：桩号K0+380处至起点距离：切线标高： 纵距： )设计标高： 桩号K0+400处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+420处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+440处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 桩号K0+460处至起点距离：切线标高： 纵距： 设计标高： 表3.2竖曲线计算表桩号坡段高程(m)标高修正y=x*x/2R(m)竖曲线高程(m)K0+360747.40747.4K0+380746.20.133746.33K0+400745.000.533745.53K0+420743.801.20745.00K0+440744.200.533744.73K0+460744.600.133744.73K0+480745.000745.00第四章 横断面设计路基横断面包括行车道、人行道等组成部分。路基标准横断面采用计算行车速度40km/h的双向两车道公路标准，整体式路基全幅宽10m，双向两车道，其中左右车道各3.5米，人行道左右各1.5米。路拱横坡为1.5，路肩横坡为1.5。4.1 路拱计算路拱：采用修正的三次抛物线公式计算 （4-1）x距中心的横向距离(m)y相应点的竖向距离(m)i横坡B行车道宽度(m)h路拱高度，因行车道宽3.5米，利用距路基中心1米、2米、3米、3.5米为特征点，分为4个点计算出对应的竖向距离，绘出路基横断面图，路拱计算见下表4-1。表4-1 路拱计算表x距中心的横向距离（m）1234 （m）0.000-0.015-0.030-0.05254.2 路基土石方计算首先根据地面变化情况选出合适的位置画出路基横断面图，见路基横断面图，在图上测出