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珠海市桂山镇中心洲环岛公路设计B标段

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文档分类: 建筑工程

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关于本文

  • 本文标题:珠海市桂山镇中心洲环岛公路设计B标段.docx
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  • 内容摘要:珠海市桂山镇中心洲环岛公路设计B标段学院:专业:姓名:指导老师:数理与土木工程学院土木工程学号:职称:讲师中国&#183;珠海二○二○年五月诚信承诺书本人郑重承诺:本人承诺呈交的毕业设计《珠海市桂山镇中洲环岛公路设计B标段》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。本人签名:日期:年月日珠海市桂山镇中心洲环岛公路设计B标段摘要本设计是珠海市桂山镇中心洲环岛公路设计B标段,主要是环岛三级公路设计。公路全长1866m,设计车速30kmh,双向两车道,不设置中央分隔带,行车道宽3。25m,路肩宽度0。5m,设置1m宽的人行道。桂山镇中心洲环岛公路是桂山镇区内部交流的重要通道,路网功能定位十分重要。通过查阅相应技术规范,确定公路的等级以及设计需要的各种参数。在平面图中进行选线,确定路线后对路线进行平面线形设计,制作直线曲线转角表。纵断面设计中设计2个竖曲线,竖曲线的设计需满足平纵面线形组合设计中的所有要求。横断面设计由横断面各部尺寸,横断面组成、逐桩横断面图、路基设计表、土石方计算及调配表。路面设计内容中包括路面组成材料及路面结构层。通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤,而且也能熟练的运用鸿业进行辅助设计及运用AUTOCAD进行制图。关键词:三级公路;平面设计;纵断面设计;横断面设计;路面设计BidsectionBofcentralislandringroaddesignGuishanTownZhuhaiAbstractThisdesignisthedesignBsectionofzhongzhouhuandaoroadguishantownzhuhaicity。Thelengthofthehighwayis1866mthedesigpeedis30kmhtwolanesinbothdirectionocentraldividerissetthelanewidthis3。25mtheshoulderwidthis0。5mandthepavementis1mwide。Guishantowncentralzhouislandroadisanimportantcommunicationchannelwithintheguishantownnetworkfunctionpositioningisveryimportant。Bycoultingthecorrespondingtechnicalspecificatiodeterminethegradeofthehighwayandvariousparameterequiredbythedesign。Selectthelineintheplandesignthelinelineafterdeterminingthelineandmakethecoertableofthestraightcurve。Twoverticalcurvesaredesignedinverticalsectiondesign。Thedesignofverticalcurvesshouldmeetalltherequirementsinlinearcombinationdesignofplaneandverticalplane。Thecrosssectionaldesigncoistsofthesizeofeachpartofthecrosssectionalsectionthecompositionofthecrosssectionalsectionthepilebypilecrosssectionalmapthesubgradedesigntabletheearthandstonecalculationanddeploymenttable。Pavementdesignincludespavementcompositionmaterialandpavementstructurelayer。ThroughthisdesignwecannotonlyundetandeachstepofhighwaycotructionbutalsoskillfullyuseHongyetocarryoutauxiliarydesignandAUTOCADtocarryoutmapping。Keywords:ClassIIIhighwayGraphicdesignVerticalsectiondesignCrosssectiondesignpavementdesign目录1概述31。1我国公路发展现状31。2设计的意义31。3设计的目标与内容31。4沿线自然条件42公路等级的确定42。1公路等级确定42。2公路主要技术指标43路线设计63。1选线的一般原则63。2选线的步骤64平面设计84。1平面设计的一般原则84。2平面线形设计94。3路线平面桩号及设计图125纵断面设计125。1纵断面设计的一般原则125。2纵断面设计流程135。3竖曲线要素计算135。4纵坡156横断面设计156。1横断面设计的一般原则156。2横断面设计要素166。3横断面设计步骤177路基土石方调配177。1土石方调配原则177。2土石方调配188路面设计188。1路面设计原则188。2路面结构材料比选198。3新建路面设计209结论26参考文献26致谢27附件281概述1。1我国公路发展现状我国公路的发展在改革开放以前以及改革开放后几年并不如意,没有完善的交通系统。“七五”和“八五”期间,国家大力发展公路建设,这十年里取得了突飞猛进的变化。特别是CAD技术的广泛推广,纯手制图的时代过去了。CAD技术不仅大大提高了精确度而且极大缩短出图时间,进一步推进了我国道路的发展。从CAD技术到专业道路设计软件的出现,例如鸿业,纬地等,可实现线上选线,设计,出图而且计算全部由计算机完成。公路建设的标准不断完善,招投标制度促使着我国公路建设管理水平进入一个新高度。再到我们现在正在推广的BIM(三维建模),实现了公路建设的可视化。目前我国已经拥有了大规模的综合运输系统,未来随着5G网络的推广,有望进一步通过互联网实现对公路的智能化管理。1。2设计的意义古语有云:要致富,先修路。由此可见公路建设会给地区带来许多积极的影响。例如,公路建设提高了人民的生活水平;减少物质运输的距离,降低成本;特别是一些适合发展旅游业的地区,大大增加了客流量,促进经济的快速发展。国家每一年都投入巨大的资金和力量修建公路,公路建设可减短城乡的距离促进城乡的发展,提高社会的就业率,直接推进小康社会进程,间接地提高了人们的幸福感。本设计中心洲的环岛公路从地理位置上看,是桂山镇区内部交流的重要通道,路网功能地位十分重要。1。3设计的目标与内容(1)研究目标①设计总说明;②路线平面设计:直线、平曲线设计,路线平面图(比例尺1:2000),直线曲线转角表;③路线纵断面设计:直坡线、竖曲线设计,路线纵断面图(竖向比例尺1:200),竖曲线要素表;④道路横断面设计:横断面组成,各部尺寸、逐桩横断面图(比例尺1:100),路基设计表、土石方计算及调配表;⑤路面结构设计:路面结构层及组成材料设计。(2)研究内容:设计道路位于桂山镇中心洲,起于十五湾(K0+000。00),终于深水角(K1+1866。00),总长1866m。公路等级为三级,设计速度30kmh,路基宽7。5m。设计内容具体包括路线设计、平纵横设计、路面结构设计。1。4沿线自然条件道路沿线起伏不大,地势中间高四周低。沿线气候温和,全年平均温度是22℃~27℃,年均降雨量616mm,雨季多集中在79月,夏季水量暴涨同时有台风以及强台风。地质情况:花岗岩结构,地表露岩较多。黄沙土壤,植被多为有刺灌木丛及相思树覆盖,对路线走向无限制。2公路等级的确定2。1公路等级确定公路等级的确定需要通过交通量的统计量与《公路工程技术标准》公路应能适应将各种汽车折合成小汽车的年平均日交通量对比来确定公路的等级,在本设计中,导师确定了道路的等级为三级道路。因此,直接确定道路的等级为三级公路,三级公路的标准分为山岭重丘区,平原微丘区,此设计位于山岭重丘区。该道路设双向两车道,时速为30Kmh,不设置中央分隔带,行车道宽3。25m,路肩宽度为0。5m设置1m宽的人行道。2。2公路主要技术指标本设计所涉及的车道宽度,设计速度,车道数,横断面设计等设计根据都需要满足表21公路主要技术指标汇总表、表22三级公路设计标准(1),表23三级公路设计标准(2)。表21公路主要技术指标汇总表公路等级一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度(kmh)1008060806040303020设计公交量预测年限(起算年为计划通车年)2015设计服务水平三级四级设计使用年限(年)沥青砼路面1512108水泥砼路面30201510水泥砼路面设计基准期30201510车道数4221车道宽数根据设计速度3。753。53。753。53。2533。5左侧路缘带宽度0。750。5路基宽度一般值33。5263224。52312107。56。54。5最小值23。521。520108。5净高公路建筑限界54。5表22三级公路设计标准(1)极限最小半径(m)一般最小半径30最小半径65不设超高最小半径(m)路拱≤2%350路拱≥2%450缓和曲线最小长度(m)一般值40最小值30平曲线最小长度(m)一般值250最小值50表23三级公路设计标准(2)设计速度(km&#183;h1)最大纵坡(%)最小坡长(m)最大坡长(m)合成坡度308一般值最小值4%5%6%7%8%9%10%13010011009007005003002003路线设计3。1选线的一般原则(1)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好,并有利于施工和养护。在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标,也不应不顾工程大小,片面追求高指标。(2)选线可适量地占用农田,道路会促进农业的发展,但要注意尽量少占用高产田,不可避免时也要相对地还田;路线穿过经济林园,与当地政府协商对山地进行征收以及给予农民相对应树木损失补贴,道路的贯通绝大地减轻了农民的劳作,做好群众思想工作,顺利施工。(3)通过名胜、风景、古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态,其人工构造物应与周围环境、景观相协调,处理好重要历史文物遗址。(4)选线应重视环境保护,注意由于道路修筑,汽车运营所产生的影响和污染,如:①路线对自然景观与资源可能产生的影响;②路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响;③噪音对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响。3。2选线的步骤(1)初步定线在比例尺为1:2000的桂山岛地形图里面选择起点,终点以及大致走向符合设计规范的路线,道路的选线是设计的过程中最艰难也是最重要的一步,需多次尝试寻找可能的路线,在选线的过程中尽量避开农田和住宅区。进一步查阅有关资料,确定一条比较价值的路线。(2)路线选择完成步骤(1)可确定设计的基本路线和走向,接下来是对人们生活习惯以及地形等条件情况确定局部细节的设计。(3)具体定线完成步骤(1)(2)的工作后,路线就可以准确制定下来。定线就是根据公路工程设计技术标准定出道路的中线,结合当地的自然条件对道路进行平、纵、横设计。定线过程:本设计始于中港一路,K0+000。00K0+350。00段会将道路设置在居民建筑物和田野之间,道路会占用一定的耕地面积,但是其最大的好处是减轻农民的负担,可以直接使用运载工具搬运作物,加大了运输效率,同时进一步实现农业机械化。K0+350。00K0+950。00段靠近海岸,为了防止海水对路面的侵蚀以及海风对正常行车产生不良影响,将这段路设计偏离海岸线3米以内,见图31K0+000。00K0+950。00段。图31K0+000。00K0+950。00段K0+950。00K1+250。00段直接跨山而过,修建这条道路是环岛三级公路其目的是改良两地的交通。尖嘴角地势狭窄,道路设计经过尖嘴角无法满足设计规范,因此在设计的过程直接越过高山,减少路途存在危险的弯道,缩短通过的时间。K1+250。00K1+450。00段也是较靠近海岸线,此段的设计和K0+350。00K0+950。00段设计理念一致。K1+450。00K1+1866。00段多为居民居住段,路线设计环绕着居民居住地,不占用楼房和耕地,不仅可以减少征收,拆除建筑物等多方面的麻烦而且改善了居民的出行条件,见图32K0+950。00K1+1866。00段。图32K0+950。00K1+1866。00段具体设计完成的路线见附图一。4平面设计4。1平面设计的一般原则平面线形顺势着地形高低设计最为简便,但没有绝对平坦的地区且不符合规范,对行车会有巨大的负影响,特别是山区。为了交通的方便快捷,要将平面设计得连续、顺适。但不能只设计直线或者曲线,要巧妙地将直线和曲线结合起来。平面设计时可预留一定的宽度,车流会越来越多,方便道路未来的改造和升级。(3)保持平面线形的均衡越连贯,在设计时应充分注意:①长直线尽头不能接以小半径曲线。②高、低标准之间要有过渡。(4)平曲线应有足够的长度。一般最小平曲线长度一般应考虑一下条件确定:①确保汽车驾驶员在驾驶过程中的安全:汽车行驶在每段曲线时要有过度,引导驾驶员较舒适地操作方向盘3s,避免因设计而产生不必要的车祸。②缓和曲线上离心加速度的变化率不超出定值。③转角a小于7&#176;时应设置较长的平曲线,可不设缓和曲线。4。2平面线形设计4。2。1直线(1)直线的适用条件在运用直线并决定其长度时,必须慎重考虑,一般不宜采用长直线,适宜采用直线的地段有:①容易达到较高的技术指标,对路线约束限制不大的平原地区;②市镇及其近郊道路,或以直线为主体进行规划的地区;③路线交叉点及其附近;④双车道提供超车的路段;直线的最大长度直线的最大长度取决于公路的等级,项目中需要设计长直线线形时,需查明规范与标准。根据三级公路的主要技术规范可知:长直线的最大长度是设计速度的20倍。直线的最小长度同向曲线间直线的最小长度是设计速度的6倍,而反向曲线间直线的最小长度则为设计速度的2倍。4。2。2圆曲线圆曲线是道路平面设计里面用得最多的线形,城市道路和各级公路不论转角大小,在转角处都应设置平曲线。圆曲线是平曲线中最主要的组成部分,圆曲线的设置主要取决于半径值以及超高和加宽。最小半径《规范》中规定有平面线形的最小半径以及不设超高的最小半径,圆曲线半径大于一定值时可不设超高。设计速度和最小半径之间的对应关系见下表41圆曲线最小半径表。表41圆曲线最小半径表设计速度(kmh)12010080604030一般值m100070040020010065极限值m6504002501256030不设超高最路拱2%5500400025001500600350小半径路拱2%7500525033501900800450最大半径选择圆曲线半径时,较大半径的曲线会使行车更加舒适,但半径过大会给测量和施工带来很多不利因素。选线时要根据当地的地形、地貌等选择合适的圆曲线,最大半径不应超过10000m。4。2。3平曲线要素计算在设计的过程中有转弯的地方都会涉及到平曲线,因此我们要对平曲线要素进行计算,计算中用到的转角等数据见附表一。计算中所要用到的公式如下:(421)(422)(423)(424)(425)(426)(427)其式子中:——切线长(m)——总曲线长(m)——外距(m)——切曲差(m)——主曲线半径(m)——路线转角()——缓和曲线终点处的缓和曲线角()——缓和曲线切线增值(m)——设缓和曲线后,主圆曲线的内移值(m)——缓和曲线长度(m)主桩号的计算式子:(428)(429)(4210)(4211)(4212)(4213)本设计都是采用基本缓和曲线设计的路线,取JD5作为示例计算。JD5:K1+561。887设R=80m,=25。313m,=65。则曲线要素计算如下:主点里程桩号计算:计算机绘图给出的JD5为K1+561。887,我自己计算的JD5为K1+563。397,在计算结果约值时取了较大值,没能和计算机一样精确,得出来的值会偏大,但是相差不大,因此可得出设计的结果符合规范。4。3路线平面桩号及设计图平面设计图见附图一。平面交点坐标以及桩号见附表二:5纵断面设计5。1纵断面设计的一般原则应满足纵坡及竖曲线的所有规定。设计纵坡时尽量设计得均匀平顺,预防坡度起伏不定,避免产生不必要的事故。沿河及可能受水位浸淹的路段,按设计高程推算的最低侧路基边缘高层,应高出125计算洪水频率计算水位,波浪侵袭高和0。5m的安全高度。应争取填挖平衡,尽量移挖作填,以节省土石方量,降低工程造价。爬坡车道的起点,应设于陡坡路段人载重汽车运行速度降低到“容许最低速度”处。设计坡度时,路线可略高于农田,有利于农作物的运输、机械收割作物、农田灌溉等发挥公路的最大作用。5。2纵断面设计流程提取标高:鸿业设计软件操作面上找到纵断面,打开找到地形提取自然标高,选择道路的中线,回车。软件会自动拾取地图道路所在的标高,将标高文件保存待下一步使用。绘制纵断面草图:在操作平台上点击纵断设计,画面会出现一个表格,勾取表格右下角的实时规范,点击自由拉坡对坡度进行调节,点击绘制草图便可得到纵断面草图。纵断面图绘制:打开纵断面绘制表格,右下方找到动态拉坡后在纵断面草图进行符合设计规范的拉坡,一般选择两个动态拉坡点,在变坡点上设竖曲线。在纵断面绘制面板点击绘制回车后便可绘制出拉坡后的道路纵断面图。定坡:完成步骤(1)(2)(3)后,直坡线的坡度值,变坡点会显示纵断面图和高程可在平曲线要素表找到。5。3竖曲线要素计算竖曲线的出现是防止纵断面两个坡段的连接处行车出现很大的颠簸而设计的一条缓和曲线,在本设计中有两个变坡点,因此设置了两个竖曲线,设计时结合纵断面设计的规范和要求,设计成果竖曲线要素表见附表三。竖曲线基本要素计算公式:(51)(52)(53)(54)式中(m):——坡度差——曲线长——切线长——外距纵断面图大致走向图如下图:竖曲线基本要素计算:A变坡点1:根据竖曲线要素表可得变坡点1的桩号为K0+829。374,R=42824。963m,高程为8。552m。为凹型曲线设计高程计算: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:B变坡点2:根据竖曲线要素表变坡点2的桩号为K1+440。959,R=7285。94m,高程为11。828m。为凹型曲线设计高程计算: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:计算过程中得出的数值与计算机出表的数值不完全相同,但数值相差很小,经检查是人工计算中存在的计算误差,结果正确。5。4纵坡为了行车的方便本项目共设计三个较为平缓的坡度,分别为0。300%、0。536%、2。862%。坡度从始点开始的三个坡长分别为829。374m、611。584m、425。618m。与表23三级公路设计标准(2)对比本项目的坡度都不小于0。3%并且小于8%,坡长都大于100m并且小于1100m,因此可得本项目设计的坡度和坡长都符合规范。纵断面设计图见附图二。纵断面详细设计图见附图三。6横断面设计6。1横断面设计的一般原则(1)横断面设计应根据当地的自然情况、公路等级及行车安全的相关要求,并结合考虑施工安全便捷、公路养护以及实用情况,选用先进技术设计,既要稳定耐用,又要造价经济合理。(2)选择合适的横断面形式、边坡坡度外,还应考虑设置排水系统设施、路基防护加固以及其他构造物,切实采用经济合理、有效的病害防治措施。(3)选线时,应尽量避绕复杂和不良地质路段,结合路线、路面进行设计,尽可能减少工程量,切实维护好路基稳定。(4)遵循就是金山银山的原则,横断面的设计不得随意破坏农田和树林,保护好公路周边环境。6。2横断面设计要素三级公路采用一个整体的板块,各部分宽度需满足下表61表61计算行车道速度(/km&#183;h1)行车道宽度(m)路基宽度(m)路肩宽度(m)3077。50。5路基宽度设计年限为10年,根据《公路路线设计规范》三级公路的标准分为平原微丘区,山岭重丘区,此设计位于山岭重丘区,公路等级为三级,拟定双向两车道,速度为30kmh,路基宽度为7。5m,车道宽度为3。25X2=6。5m,设置两侧路肩道宽度为0。5X2=1m,路肩旁设计1m的人行道,在人行道设置透水结构,人行道排水坡度与公路排水坡度同为1。5%。横断面详图见下图62标准横断面图。图62标准横断面图6。3横断面设计步骤提取标高:在操作面板上找到横断面,展开点击提取标高,选择道路中线,计算机会自然提取标高,并将提取的数据保存。下一步需用到第一步提取的标高。绘制标准断面图:在操作面板上找到标准横断面,展开点击绘制断面图,计算机会自动生成道路的标准横断面图。逐桩号横断面绘图:续上一步点击边坡参数定义,设置所要设定的边坡度后,点击横断面计算绘图,计算机会自动绘制各桩号横断面图,完成绘图后需手动调整逐桩号横断面图,调整后执行刷新命令,否则图表的数值会丢失。横断面设计图见附图四。横断面逐桩号设计图见附图五:7路基土石方调配7。1土石方调配原则尽量做到挖填平衡,先横后纵,挖近填远,挖远填近,就近调配原则。最佳运距原则,纵向调配的距离一般都小经济运距,尽量提高机械的。。。
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