第五章横断面设计5

1、（第（第1919讲）讲）教学内容：教学内容：l横断面设计方法与步骤横断面设计方法与步骤l横断面设计成果横断面设计成果l横断面图绘制方法横断面图绘制方法l横断面面积计算方法横断面面积计算方法l路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配横断面设计方法、土石方计算与调配横断面设计方法、土石方计算与调配第第5 5章章 横断面设计横断面设计 l 1. 如何绘制路基横断面设计图？如何绘制路基横断面设计图？l 2. 计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？l 3. 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？为什么要进行土石方调配？借

2、方、废方、计价方怎样计算？重点解决的问题：重点解决的问题：5.6 5.6 横断面设计方法及成果横断面设计方法及成果1. 公路横断面设计内容公路横断面设计内容5.6.1 横断面设计步骤横断面设计步骤n （1）确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；）确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；n （2）确定路基高度：纵断面设计完成；）确定路基高度：纵断面设计完成；n （3）路基横断面形状设计：直线式边坡）路基横断面形状设计：直线式边坡n 折线式边坡折线式边坡n 台阶形边坡；台阶形边坡；n （4）边坡坡度确定；路堤及路堑边坡）边坡坡度确定；路堤及路堑边坡n 土质与岩石边坡土质与岩石边坡n （5）绘制横断面图；

3、）绘制横断面图；n （6）横断面面积计算及土石方数量计算与调配。）横断面面积计算及土石方数量计算与调配。2. 路基横断面设计所需要的设计资料路基横断面设计所需要的设计资料n（1）平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；）平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；n（2）每个中桩的填挖高度；）每个中桩的填挖高度；n（3）路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）；）路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）；n（4）各中桩的超高值；）各中桩的超高值；n（5）路基标准横断面图式（典型横断面）路基标准横断面图式（典型横断面 ）；）；n（6）路基边坡坡度值；）路基边坡坡度

4、值；n（7）边沟、截水沟的形式及尺寸；）边沟、截水沟的形式及尺寸；n（8）弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。）弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。 5.6.1 横断面设计步骤横断面设计步骤（1）路基标准横断面图）路基标准横断面图（2）路基设计表）路基设计表（1）路基标准横断面图）路基标准横断面图（2）路基设计表）路基设计表n （3）路基横断面设计图）路基横断面设计图 n （4）路基土石方计算表）路基土石方计算表 n （5）其他成果）其他成果 横断面图绘制方法横断面图绘制方法1在计算纸上绘制横断面的地面线。在计算纸上绘制横断面的地面线。n 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例

5、尺的地形图上内地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。插获得。n 横断面图的比例尺一般是横断面图的比例尺一般是1：200。nK5+300.00n右：右：3.7, -0.17, 12.7, -1.07, 25, -2.31n左：左：6.4, 0.82, 8.7, 1.3, 13.58,1.79, 25, 2.87 2绘出设计线：绘出设计线：“戴帽子戴帽子” K5+300.00 T=2.523. 绘出路基防护及加固设施的断面图。绘出路基防护及加固设施的断面图。4绘出路基排水设施的断面图。绘出路基排水设施的断面图。 根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和

6、根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。断面形式。 1在计算纸上绘制横断面的地面线。在计算纸上绘制横断面的地面线。n 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。插获得。n 横断面图的比例尺一般是横断面图的比例尺一般是1：200。2绘出设计线：绘出设计线：“戴帽子戴帽子” 横断面图绘制方法横断面图绘制方法5.7.1 5.7.1 横断面面积计算横断面面积计算 1. 积距法：（条分法）积距法：（条分法）适用于不规则图形面积计算。适用于不规则图形面积计算。把横断面图划分成若干条等宽的小条，累

7、加每一小条中心处的高度，再把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。乘以条宽即为该图形的面积。 5.7 5.7 路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配 每个小条块的近似面积为：每个小条块的近似面积为：iibhA niinhbbhbhbhbhA1121n 横断面面积：横断面面积：5.7 5.7 路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配 5.7.1 5.7.1 横断面面积计算横断面面积计算 1. 积距法：（条分法）积距法：（条分法）适用于不规则图形面积计算。适用于不规则图形面积计算。把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处

8、的高度，再把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。乘以条宽即为该图形的面积。 2. 块分法：块分法：n把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。n适用于计算机计算，精度高。适用于计算机计算，精度高。5.7.1 横断面面积计算横断面面积计算l已知断面图上各转折点坐标（已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：），则断面面积为： 3. 坐标

9、法坐标法niiiiiyxyxA111)(215.7.1 横断面面积计算横断面面积计算5.7.2 土石方数量计算土石方数量计算1. 平均断面法：平均断面法：n 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：之间为一棱柱体其体积的计算公式为： LAAV)(2121A1A22. 2. 棱台体积法：棱台体积法：n若若A1和和A2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为： LAAAAV)(3121211. 平均断面法：平均断面法：n 若相邻两断面均为填方或

10、均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面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：之间为一棱柱体其体积的计算公式为： LAAV)(21215.7.2 土石方数量计算土石方数量计算 3. 土石方数量计算应注意的问题：土石方数量计算应注意的问题：n（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；n（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；n（3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方

11、增加）；方增加）；n（4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4. 编制路基土石方数量计算表编制路基土石方数量计算表5. 编制每公里路基土石方数量表编制每公里路基土石方数量表5.7.2 土石方数量计算土石方数量计算土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方调配的目的：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。土石方的数量和运量等。 填方土源：附近挖方利用填方土源：附近挖方利用 借土借土 挖方去向：调往附近填方挖方去向：调往附近填方 弃土弃土 1. 土石方调配原则土石方调配原则 （1）就近利用，以减少运量；）就近

12、利用，以减少运量； （2）不跨沟调运；）不跨沟调运； （3）高向低调运；）高向低调运； （4）经济合理；）经济合理； 5.7.3 5.7.3 路基土石方调配路基土石方调配 应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。比较）。 远运利用的费用：运输费用、装卸费等远运利用的费用：运输费用、装卸费等 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费 （5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳

13、定和人工构造物的材料供应。稳定和人工构造物的材料供应。（6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。 1. 1. 土石方调配原则土石方调配原则 （1）就近利用，以减少运量；）就近利用，以减少运量； （2）不跨沟调运；）不跨沟调运； （3）高向低调运；）高向低调运； （4）经济合理；）经济合理； （1）土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。）土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。（2）累积曲线法）累积曲线法（3）调配图法）调配图法土石方调配后，应按下式进行复核检查：土石方调配后，应按下式进行复核检查： 横向调运横向调运+纵向调

14、运纵向调运+借方借方=填方填方 横向调运横向调运+纵向调运纵向调运+弃方弃方=挖方挖方 挖方挖方+借方借方=填方填方+弃方弃方 2. 土石方调配方法土石方调配方法3. 关于调配计算的几个问题关于调配计算的几个问题n（1）经济运距：）经济运距：n 移挖作填与附近借方经济比较，调运挖方与借土费用相等时的运距。移挖作填与附近借方经济比较，调运挖方与借土费用相等时的运距。免经LTBLn式中：式中：B借土单价（元借土单价（元m3），包括征地、开挖、运输、弃土等费用；），包括征地、开挖、运输、弃土等费用；n T远运运费单价（元远运运费单价（元m3km）；）；n L兔兔免费运距（免费运距（km）。）。n（2

15、）平均运距）平均运距n 运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。n平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。n （3）运量）运量n 土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：m3km（4）计价土石方数量）计价土石方数量n 计价土石方数量计价土石方数量=挖方数量挖方数量+借方数量借方数量n如某工程土石方数量：填方如某工程土石方数量：填方500m3 挖方挖方200m3n 借方借方400m3 弃方弃方100

16、m3n则计价土石方数量则计价土石方数量=600m3n 一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。目的土石方数量。n 对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。l 1. 如何绘制路基横断面设计图？如何绘制路基横断面设计图？u（1）在计算纸上绘制横断面的地面线，比例尺一般为）在计算纸上绘制横断面的地面线，比例尺一般为1

17、:200，坐标系为中桩，坐标系为中桩地面点为原点的直角坐标系。地面点为原点的直角坐标系。u（2）绘设计线（戴帽子），按填挖高度确定路基设计标高线、按左右侧路基）绘设计线（戴帽子），按填挖高度确定路基设计标高线、按左右侧路基宽度确定路肩位置、按超高值确定路拱高度，连接路中、左右路面边缘与路肩宽度确定路肩位置、按超高值确定路拱高度，连接路中、左右路面边缘与路肩边缘即为路幅断面，从路肩开始按坡度绘出边坡，并根据需要绘出边沟、截水边缘即为路幅断面，从路肩开始按坡度绘出边坡，并根据需要绘出边沟、截水沟、各种防护加固设施等。沟、各种防护加固设施等。 l 2. 计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什

18、么？计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？u 路基横断面面积的计算方法有积距法（条分法）、块分法、坐标法等，均为路基横断面面积的计算方法有积距法（条分法）、块分法、坐标法等，均为不规则图形面积计算方法。不规则图形面积计算方法。u 积距法：把图形分成若干个等宽的梯形，分别计算并累积中位线的高度再乘积距法：把图形分成若干个等宽的梯形，分别计算并累积中位线的高度再乘以分条宽度即为图形面积。做法是用作图法累积中位线高度（用分规累计中位以分条宽度即为图形面积。做法是用作图法累积中位线高度（用分规累计中位线高度，并按比例尺计算出实际高度再乘以分条宽即为面积）。线高度，并按比例尺计算出实际高度再

19、乘以分条宽即为面积）。u 块分法：把路基横断面图按地面线与设计线上的转折点用竖线分成若干个规块分法：把路基横断面图按地面线与设计线上的转折点用竖线分成若干个规则的几何图形块，分别计算这些块的面积并累积即为图形面积。适用于计算机则的几何图形块，分别计算这些块的面积并累积即为图形面积。适用于计算机程序运算。程序运算。u 坐标法：用不规则图形的所有节点的坐标按公式计算面积。坐标法：用不规则图形的所有节点的坐标按公式计算面积。结结 论论 l 3. 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？u 土石方调配的目的是确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土土石方调配的目的是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。填方土源有附近公路挖方利用、借土；挖方去向有调石方的数量和运量等。填方土源有附近公路挖方利用、借土；挖方去向有调往附近填方利用、弃土。往附近填方利用、弃土。u 借方为填方数量减去利用方后尚缺的土方