公路工程的路线纵断面设计案例综述
1.1设计概况
道路线形位置、大小,形状是纵断面线性设计和途经地质地貌是设计中需考虑的问题。
1.1.1设计原则
坡面设计应按规范中的相关要求进行。竖曲线避免选取极限最小半径。
曲线要尽量平坦,斜坡也不要过长过于陡。坡度太大,在进行线型匹配时应避免产生倒坡。
纵向剖面的设计要尽量做到光滑、均匀,以便于线型的组合。合理,确保驾驶的安全性和驾驶的舒适度。在此过程中,要注意下列事项:
当变坡点与相邻的边坡点之间的距离非常接近时,道路会因地表曲线的变化而产生波动。造成驾驶员驾驶时视线不够远,危及安全。
在凹形竖曲线路段,特别是在夜间行车时,如果处理不当,会让司机的视觉体验变得很差,从而对司机造成伤害,造成没有安全感的心理压力,严重影响到车速和驾驶安全。
在设计时,我们要考虑到的是开挖平衡,我们可以通过通过邻近挖方段余方填填填方段对土方和石料的影响方的需要。这样一来,采购物资的需求量就会大大减少。
1.1.2设计步骤
1.地面标高的读取
拉坡时首先在纵切面图中标明中桩位置、起终点桩号和零点五径范围,整条线路隔二十米左右设定一次中桩桩号,另外标注主点桩号。
在进行斜坡设计时,必须根据现有的数据,采用特定的方法进行计算。按照比例关系计算出本设计中所要求的高度,并对其进行计算结果应保持三位小数。
2.点绘地面线
通过确定中桩的标高,做出拉坡图。
标注纵断面控制点:
所有的起点和终点都是关键的控制点。要维持原来的高度,使这些位置的填筑为0,其它的控制点尽可能少的设置。
试坡
根据所选的控制点,再结合已有的相关数据,不断地进行调整和对比,从中选出一种满足要求、造价相对低廉的方案,再将所选的线路拉长,以确定该斜坡的位置。
调坡
检查斜坡选取是否符合规范规定,参照变坡点位置,检查坡长,坡度等约束条件是否符合规范,尤其是检查建筑物和其它的直线交接点是否符合规定。如果不符,会重新调整所选择的斜线。通过不断地检查和调整斜率,以达到标准。
核对
再次确定填挖方路段的填挖值是否不大于二十米
定坡度线
标注坡度及对应的桩号。
1.2竖曲线要素计算
两条相邻的纵坡线相交而构成一个转折坡坡点,其交会角用转坡角来表示。当竖曲线的转坡点位于曲线之上,则为凸型垂直竖曲线,在曲线下方成凹形则是凹向垂直竖曲线。
通过反复比较,多次比对,综合各方种种因素考虑后确定半径。
由于地形的起伏和限制,从曲线上的点到相交点的距离可以得到所需要的半径:为了避免两个邻近的竖曲线之间的距离太接近,以致曲线之间间距太短产生交迭,所以要能够根据切线的长度来选取半径:为了方便建造和排水顺畅,所以竖曲线不要过长,半径也不宜居过大。
设计时速为100km/h的公路,根据规范,凸型竖曲线最小半径一般为10000,极限不低于6500,凹形最小半径为三千至4500之间,竖曲线长度一般为210米,最小是85米。
表1.1竖曲线长度与凹凸型号竖曲线最小半径
1.2.1竖曲线要素计算
几何要素的计算:
根据《道路勘测设计》中第三章竖曲线半径的选择:
(1.1)
(1.2)
(1.3)
(1.4)
(1.5)
纵距y。
x=任意点桩号?起点桩号
y=x22R
各桩号设计标高
设计标高=切线高程+y
根据相关数据,进行计算,得到足够的数据。达到要求的公路施工高度,并根据这一点来绘制纵向剖面。
纵断面图。
坡度的结果见下表:
表1.2纵断面变坡点统计表
序号
桩号
竖曲线
标高(m)
凸曲线半径R(m)
凹曲线半径R(m)
0
K0+000
1170
1
K1+120
1155.44
60000
2
K2+560
1121.76
100000
3
K5+374.155
1081.92
1.2.2平竖曲线组合
道路设计主要从路线的选择和调整开始,然后是在平纵横三个维度上,在驾驶员的视野中清晰地显示出道路方向。在水平方向和垂直方向上设计中,两者的结合对驾驶体验非常重要。在所有设计都遵循车辆动力学和力学原理的前提下,还需要研究在心理、驾驶体验和视觉上更舒适的设计。在不影响排水的前提下,设计路线与周边环境相结合
平纵组合的原则:
(1)符合一般驾驶员视线要求,保证驾驶者的视野持续性。
(2)平、纵术