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公路设计

中铁城际公路设计师讲解公路施工图设计流程

本站     2018-9-5 10:51:12    

      主要介绍公路施工图的具体流程,并以长营线一级公路为例进行详细的介绍。路面结构为沥青混凝土路面,路面排水为将主路雨水由道路横纵坡度及拦水带汇入边沟或排水沟内。全线共设计涵洞1座。 
  关键词:公路 施工图 设计流程 
  公路施工图设计主要包括公路选线定线、平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、涵洞设计、路面设计等几个主要部分。选线定线主要是路线方案选优;平面线形设计包括直线以及各类曲线要素的确定,纵断面设计要求确定竖曲线及其要素、以及涵洞布设位置等;横断面设计中考虑路面加宽、超高,还要考虑土石方调运问题;路面设计为利用设计软件设计沥青混凝土路面。 
  一、 长营线沿线自然情况 
  本区域属辽宁东北部低山~丘陵区,一般海拔高度300~600m,最高达1013.8m。本条线路公路场地地貌可划分为剥蚀侵蚀低山丘陵地貌、冲积谷地地貌、侵蚀堆积地貌三个地貌单元。地势东高西低。场地工程地质条件良好,仅局部出现软土、泥炭土、溶洞等不良工程地质现象,适宜桥路建设。线路场地工程地质条件简单,主要含水层为第四纪松散层的孔隙潜水,局部具有微承压性,地下水对砼无腐蚀性。本区场地地震基本烈度为Ⅵ度。本区域属于温带半湿润季风气候区,四季分明。七月份平均气温20℃~25℃,最高气温37.2℃,一月份平均气温-15~-20℃,最低气温-37.6℃,年平均气温5~8℃。 
  二、设计标准 
  长营线一级公路(L-M段)施工图设计,该路段全长2705.1m,按一级公路进行设计,路基宽度24.5m,设计阶段为一阶段施工图设计,设计车速80km/h,线路起点高程174m,终点高程208m, 在设计中,严格按照我国颁布的公路工程技术标准、规范、准则来进行设计。设计标准由(JTG D20-2006)公路路线设计规范[M]查得。 
  三、路线设计 
  1.平面设计 
  1.1平面选线 
  选线工作要根据使用任务和性质,综合考虑沿线国民经济发展状况,正确处理好近期和远期的关系,使路线在整个公路网中发挥较好的作用。应注意工程经济与营运经济相结合。充分利用地形、地势及地质特征,正确应用技术标准,搞好平面、纵短面、横断面三方面的综合设计,做到平面短捷顺适、纵坡平缓均衡和横断面稳定经济等。选线步骤如下: 
  (1)全面布局:主要解决路线的走向。 
  (2)逐段安排:加密控制点,解决局部性路线方案。 
  (3)具体定线:在逐段安排的小控制点之间,根据自然条件和标准,在合适的路段内进行路线平、纵、横综合设计,定出中线的最终位置。 
  1.2 平面定线 
  公路平面线由直线、圆曲线和缓和曲线组成。直线应根据路线所处的地形、地物和地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理等合理布设。但是直线的最大长度应有所限制,应结合具体情况采取相应的的技术措施。不论转角大小均应设置圆曲线,当不得已而设置小于7�的浊时则必须设置足够长的沁1圆沁半径小于不设尺最小半径时&设尺"且用尺缓和段劣。缓和沁长度还应大于尺股段的长度�叩暮崞露劝垂返燃丁⑿谐邓俣龋睬甙刖叮访胬嘈停匀惶跫统盗咀槌傻惹榭鋈范āR话愎吩睬哂ψ酆峡悸巧杓圃颍韭范喂采?4个圆曲线。 
  二、平曲线设计 
  2.1平曲线计算 
  对于实地定线来说,平曲线设计的主要工作是曲线要素的计算 
  (1)平曲线要素的计算范例 
  1)平曲线要素的计公式 
  根据此计算过程,将计算结果填入"直线、曲线及转角一览表"并作为绘制平面图的依据。 
  2.2 中桩敷设 
  在直线段上和曲线上中桩桩距一般为20m。另外,必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。同时在地形图上绘制路线平面图,并填写直、曲转角一览表等平曲线相关表格 
  2.3 超高设计 
  在确定超高值时应注意以下几点: 
  (1)高速公路、一级公路的超高横坡度不应大于10%,其他各级公路不大于8%; 
  (2)在积雪、冰冻地区,最大超高不超过6%; 
  (3)各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值 
  三、纵断面设计 
  3.1 设计步骤 
  (1)准备工作:纵坡设计前,根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线,绘出平面直线和曲线示意图,写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明。 
  (2)标注纵面控制点:控制点即影响纵坡设计的高程控制点。控制点主要有路线起终点、垭口、重要桥梁及特殊涵洞、隧道的控制标高、路线交叉点、地质不良地段的最小填土和最大挖深标高、沿溪线的洪水位标高、重要城镇通过位置的标高及受其它因未限制路线必须通过的控制点标高等。 
  (3)试坡:试坡时注意"前后照顾,以点定线,反复比较,以线交点",同时注意连续陡坡最大长度,及最大纵坡等标准。 
  (4)调坡:调坡要结合选线意图并对照技术标准进行,调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时少脱离控制点、少变动填挖为原则,以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。 
  根据横断面图核对纵坡线,这一工作非常必要。 
  (5)确定纵坡线:经调整核对合理后,可确定纵坡线。定坡是把坡度值、变坡点位置和高程确定下来。变坡点位置可直接从图上读出,一般调整到整10m桩位上。 
  (6)计算设计标高:设计纵坡时注意在回头曲线地段设计纵坡,应先按回头曲线的要求确定回头曲线部分的纵坡,然后向两端接坡。同时注意回头曲线地段不适合设竖曲线。我一般在回头曲线处设缓坡向两端接陡坡。 
  3.2 竖曲线设计表(附后)) 
  四、路基横断面设计 
  (1)读取全线横断面地面线; 
  (2)点绘横断面地面线; 
  (3)将横断面的填、挖值及有关资料(如路基宽度、超高等)抄于相应桩号的断面上;据地质调查资料,确定挖、填方坡比及边沟形状和尺寸; 
  (4)绘横断面设计线,又称"戴帽子"; 
  (5)计算横断面面积。横断面面积计算中,填方面积,挖方面积都应分别计算; 
  (6)填土石方工程数量计算表,土石方数量计算采用平均断面法: 
  五、涵洞设计 
  (1)涵洞位置应服从路线线位设计,注意与农田排灌相结合,适应路线平、纵要求,并与路基排水系统相协调,宜尽量使工程数量小,工程造价降低; 
  (2)当沟床纵坡较大时,出水口涵底标高应以下游洞口沟床标高为控制; 
  (3)涵洞洞身沿整个长度进行分节,分节每段长为2~6m,节间用沉降缝分开,并将基础也分开,涵洞洞身分节后可防止由于荷载分布不均匀及地基不均匀沉降而使涵洞洞身产生裂缝。沉降缝间设置浸沥青的木板或填塞浸以沥青的麻絮,缝宽2~3cm。 
  参考文献: 
  [1]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003)[S].北京:人民交通出版社.2003 
  [2]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004)[S]. 北京:人民交通出版社.2004 
  [3]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006)[S]. 北京:人民交通出版社.2006 
  作者简介:唐文文( 1989.06- )女, 陕西西安人, 长安大学理学院2012级硕士研究生,方向:无损检测。

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