道路勘测设计课程设计计算书.doc

目 录1. 设计任务、设计依据与地形分析12.平面设计22.1 路线方案比选22.1.1 路线方案一的初算：22.1.2 路线方案二的初算：32.1.3 方案的比选：42.2 平曲线要素精确计算52.2.1 路线转角计算：52.2.2 平曲线要素计算52.2.3 主点桩号计算62.2.4 直线、曲线及转角：62.2.5 切线支距坐标计算63 纵断面设计93.1 中桩（含加桩）地面高程的读取93.2 地面线展绘103.3 纵坡设计103.4 竖曲线计算103.4.1 竖曲线要素计算103.4.2设计高程计算113.5 竖曲线计算表填写134 横断面设计144.1 路幅组成及尺寸横坡确定144.3 加宽及超高设计计算164.3.1 加宽值计算164.3.2超高计算164.3.3超高值计算164.4 路基设计表计算填写174.5 土石方数量表计算填写：174.6 视距验算17结束语19附表：1. 设计任务、设计依据与地形分析1.1 设计任务完成指定路线的路线设计图标、计算和说明。公路等级为一级公路，设计车速为100Km/h。.2 设计依据严格按照公路工程技术标准和路线设计手册的有关规定执行，根据所涉及公路的等级，采用相应的指标进行设计，尽量不使用及限制。3 设计地形分析地形图上相邻等高线之间平均距离大约为，即实际距离，可得地形的平均坡度为，相对高差小于，为平原微丘地形。2.平面设计 如图所示：路线的转角为 B AC若控制平曲线中，则有： （公式21）可得： （1） （2）2.1 路线方案比选2.1.1 路线方案一的初算：在地形图上量得=26.5°。取R=400 m，由式（1）或式（2）可得缓和曲线长=92.456 m，取缓和曲线=90 m 平曲线要素计算： 内移值0.843 m 切线增长值44.981 m 和缓和曲线角6.449° 切线长139.367 m 平曲线长274.912 m 外距11.806 m 切曲差3.822 m其中2=12.898°<=26.5°符合规范要求。=94.912 m：=90:94.912:90 符合：在1:1:1到1:2:1 之间的要求。2.1.2 路线方案二的初算：在地形图上量得=24.8°。取R=360m，由式（1）或式（2）可得缓和曲线长=77.872 m，取缓和曲线=75 m平曲线要素计算： 内移值0.651 m 切线增长值37.486 m 和缓和曲线角5.971° 切线长116.780 m 平曲线长230.748 m 外距9.265 m切曲差2.812 m其中2=11.942°<=24.8°符合规范要求。=80.748 m：=75:80.748:75 符合：在1:1:1到1:2:1 之间的要求。 2.1.3 方案的比选：列表比较两个方案的优劣： 表21技术指标路线方案一路线方案二延长系数1.0241.021转角数1个1个转角大小26.5°24.8°最小平曲线半径400 m360 m路线长度1403m1399m方案选优：1、从所处地形分析:该路线所处地形为平原微丘，路线主要以顺直为主，平曲线主要以小转角大半径为主，方案一和方案二两条路线转角相近，但方案一平曲线半径大于方案二，方案一较优。2、从延长系数来分析：方案一的延长系数1.024与方案二的延长系数1.021来比，两者相差不多，但方案二稍短些，方案二较优。3、从转角个数及大小来分析：长直线容易引起驾驶疲劳，引发交通事故，宜设置适当的弯道，方案一和方案二均有一个转角，角度相差很小，两路线的直线段长度也相差不大，所以两路线均可。4、从路线的起伏情况分析：方案一的路线起伏程度大于方案二，且方案一中出现三次起伏，方案二中只出现两次，方案一中起伏段间距小为变坡处竖曲线的设计和敷设带来不便，同时可能引起大填大挖。综上分析：从各项技术指标综合分析，选择方案二为最优方案。2.2 平曲线要素精确计算在地形图上读出起点A的坐标（3353,3600），终点B的坐标为（3416,4971），交点C的坐标为(3232.4,4178），根据可以得到=590.448 m ，=813.977m 2.2.1 路线转角计算：AC的方位角101.786°，BC的方位角76.964°，转角2.2.2 平曲线要素计算 取平曲线半径R=360 m，=75 m 内移值0.651 m 切线增长值37.486 m 和缓和曲线角5.971° 切线长116.583 m 平曲线长230.886 m 外距9.281 m 切曲差2.280 m其中2=11.942°<=24.822°符合规范要求。=80.886 m：=75:80.886:75 符合：在1:1:1到1:2:1 之间的要求。2.2.3 主点桩号计算起始点A的桩号为K0+000 则：JD桩号=起点桩号+=K0+590.448ZH桩号=JD桩号-T=K0+473.595HY桩号=ZH桩号+= K0+548.595QZ桩号=ZH桩号+=K0+589.038YH桩号=HY桩号+=K0+629.481HZ桩号=YH桩号+=K0+704.481校核：JD桩号=QZ桩号+ =590.448计算无误。2.2.4 直线、曲线及转角：（见附表一）2.2.5 切线支距坐标计算在平曲线上每隔20m设置整桩，并设置ZH，HY，QZ，YH，ZH加桩。分别以ZH点和HZ点（QZ点前用ZH，QZ点后用HZ）为坐标原点，沿切线方向为X轴，平曲线内法线方向为Y轴建立切线支距坐标，根据下面公式计算平曲线上的整点桩和主点桩的切线支距坐标。 缓和曲线上： （公式22） （公式23）（L计算点至坐标原点的距离）圆曲线上： （公式24） （公式25） （公式26） 左半部分：ZH点(K0+473.595)的切线支距坐标为（0.00, 0.00） K0+480.00、K0+500.00、K0+520.00、K0+540.00、K0+548.595在缓和曲线 上，由式计算出个点坐标，列入切线支距坐标表； K0+560.00、K0+580.00、K0+589.038在圆曲线上，由式计算出个点坐标并列入切线支距坐标表。右半部分：HZ点的切线支距坐标为（0.00， 0.00）K0+589.038、K0+600.00、K0+620.00在圆曲线上，由式计算出个点坐标，列入切线支距坐标表；K0+629.481、K0+640.00、K0+660.00、K0+680.00、K0+700.00在缓和曲线 上，由式计算出个点坐标，列入切线支距坐标表。 切线支距坐标表： 表22编号桩号1ZH K0+473.5950.000.002K0+480.006.4050.0023K0+500.0026.4050.1144K0+520.0046.3980.6175K0+540.0066.3611.8086HY K0+548.59574.9191.8087K0+560.0086.2633.9718K0+580.00106.0057.3179QZ K0+589.038114.8589.064 10QZ K0+589.038114.8589.06411K0+600.00104.1106.87012K0+620.0084.3753.71513YH K0+629.48174.9192.60414K0+640.0064.4431.65515K0+660.0044.4750.54316K0+680.0024.4810.09117K0+700.004.4810.00118HZ K0+660.00003 纵断面设计3.1 中桩（含加桩）地面高程的读取: 表31编号桩号地面高程备注编号桩号地面高程备注1K0+000.00228.5922K0+629.481227.36YH2K0+050.00229.6523K0+640.00227.823K0+100.00230.2024K0+660.00228.274K0+150.00232.7425K0+680.00228.355K0+200.00234.0036K0+700.00228.486K0+250.00233.2337K0+704.481228.46HZ7K0+300.00234.0038K0+750.00228.918K0+350.00234.5239K0+800.00230.409K0+400.00232.0030K0+850.00232.9610K0+450.00229.4131K0+900.00233.4411K0+473.595227.86ZH32K0+950.00235.1612K0+480.00227.7133K1+000.00236.0013K0+500.00226.7234K1+050.00236.0014K0+520.00226.0035K1+100.00234.7215K0+540.00227.3236K1+150.00233.6016K0+548.595227.28HY37K1+200.00233.3017K0+560.00227.0338K1+250.00232.3318K0+580.00226.0039K1+300.00230.6019K0+589.038226.00QZ40K1+350.00230.0020K0+600.00226.0041K1+400.00228.3121K0+620.00226.8042K1+401.605228.003.2 地面线展绘以里程（桩号）为横坐标，高程为纵坐标将路线中桩和加桩展绘在厘米格坐标纸上，用短直线连接各点得到地面线，其中横轴采用1:2000比例，纵坐标采用1:100比例。3.3 纵坡设计纵坡要求：设计速度V=40km/h时，最小坡长应为120m，最小纵坡0.5%，最大纵坡7%，最小半径为450m，平纵配合满足“平包竖”，或者错开距离不小于3s的行程。任务书要求：将变坡点设置在10 m整桩上，坡度精确到0.1%。 经试坡和调坡后，最终定坡：第一直坡段 =+2.7%，坡长=260 m;第二直坡段 =-2.8%，坡长=340 m;第三直坡段 =+2.5%，坡长=420 m;第四直坡段 =-1.9%，坡长=381.605 m。一、 二坡段间变坡点 桩号：K0+260.00 高程：235.15 m二、 三坡段间变坡点 桩号：K0+600.00 高程：255.63 m三、 四坡段间变坡点 桩号：K1+020.00 高程：236.13 m3.4 竖曲线计算3.4.1 竖曲线要素计算：1、 变坡点处 =+2.7%，=-2.8% -5.5% 为凸形竖曲线。取R=3000 m，则竖曲线长165，切线长82.5 m ，外距1.134 m（1.13 m）2、 变坡点处 =-2.8% ，=+2.5% +5.3% 为凹形竖曲线。取R=3600 m，则竖曲线长190.8，切线长95.4 m ，外距1.264 m（1.26 m）3、 变坡点处 =+2.5% ，=-1.9% -4.4% 为凸形竖曲线。取R=4000 m，则竖曲线长176，切线长88 m ，外距0.968 m（0.97 m）凸形竖曲线和凹形竖曲线满足视觉要求的最小竖曲线半径分别为3000 m和2000 m，三处竖曲线均满足要求；各变坡点间一般最小坡长为160 m三处竖曲线均满足；坡点处落在平曲线上，竖曲线起终点均在缓和曲线上，且竖曲线半径为平曲线半径的10倍，满足平纵组合要求。3.4.2设计高程计算：计算公式： 竖曲线 平距： （公式31） 竖距：h= 切线高程H= H-(T-x) （公式32） 设计高程H= Hh（凹曲线取+,凸曲线取-)（公式33） 直线段 （公式34）利用上式计算各整桩和加桩的设计高程，并列入下表： 表32编号桩号设计高程备注编号桩号设计高程备注1K0+000.00228.13起点25K0+640.00227.062K0+050.00229.4826K0+660.00227.303K0+100.00230.8327K0+680.00227.664K0+150.00232.1828K0+695.400228.025K0+177.500232.9229K0+700.00228.136K0+200.00233.4530K0+704.481228.24HZ7K0+250.00234.0031K0+750.00229.388K0+260.00234.0232K0+800.00230.639K0+300.00233.7333K0+850.00231.8810K0+342.500232.6334K0+900.00233.1311K0+400.00231.2335K0+932.00233.9312K0+450.00229.8336K0+950.00234.3413K0+473.595229.17ZH37K1+000235.0514K0+500.00228.4338K1+020.00275.1615K0+504.600228.3039K1+050.00235.1416K0+520.00227.9040K1+100.00234.6017K0+540.00227.4841K1+108.00234.4618K0+548.595227.34HY42K1+150.00233.6619K0+560.00227.1843K1+200.00232.7120K0+580.00226.9844K1+250.00231.7621K0+589.038226.93QZ45K1+300.00230.8122K0+600.00226.8946K1+350.00229.8623K0+620.00226.9247K1+400.00228.9124K0+629.481226.99YH48K1+401.605228.88终点3.5 竖曲线计算表填写：（见附表二）4 横断面设计4.1 路幅组成及尺寸横坡确定三级公路，设计速度V=40km/h，采用单幅双车道，路基宽度取8.5m，其中行车道宽度B=7.0m,单车道宽3.5m。取路拱坡度，路肩宽=0.75m，其中土路肩0.25 m，=3.0%；硬路肩0.5 m ，取1.5%。边沟：梯形断面，沟深0.8m，底、宽0.5m，边坡1:1，路拱横坡：三级公路，采用沥青路面设计，根据标准取=1.5%。4.2各中桩横断方向地面高程读取 表41左桩号右高差平距高差平距-0.42-0.32-0.22-0.12K0+700.00228.480.120.220.320.42-0.42-0.32-0.22-0.12K0+704.481228.460.120.220.320.42040404K0+750.00228.910404040.3840.1940.054K0+800.00230.400.1540.1640.074-0.474-0.484-0.534K0+850.00232.960.4640.4640.424-0.074-0.0340.504K0+900.00233.440.2040.1940.2044.3 加宽及超高设计计算4.3.1 加宽值计算：标准规定250 m 时，平曲线可不设加宽，故不设加宽。4.3.2超高计算： 根据标准规定，当设计速度40km/h时，=0.03352=1.5%，取=1.5%，超高过渡方式采用绕内边线旋转。4.3.3超高值计算：取超高过渡段长度取起终点为ZH、HY和HY、HZ，则超高渐变率： 满足要求。超高值计算时硬路肩坡度和路拱横坡坡度相同，将硬路肩宽度计入路面宽度，则m m 取=1.5%，则，外缘最大抬高值=0.13 m计算公式：过渡段上： （公式41） （公式42） （公式43）圆曲线上： （公式44） （公式45） （公式46）由上式计算得： ZH、HZ点 K0+500.00 K0+520.00 K0+540.00 圆曲线段 K0+640.00 K0+660.00K0+680.00 K0+700.004.4 路基设计表计算填写：（见附表三）4.5 土石方数量表计算填写：（见附表四）4.6 视距验算在平曲线视距验算：最大横净法距验算，三级公路采用会车视距验算，=80.886 m则：，可解得：2.236=1.5+0.75+0.8+0.5+1.2=4.75m>满足视距要求在平曲线视距验算：设置的三个竖曲线，半径依次分别为3000m 3600m、4000m，均大于竖曲线最小半径450m 故在竖曲线上满足视距要求，不需要进行视距验算。结束语： 经过两周的道路勘测设计课程设计，感到自己的知识是那么不扎实，有种纸上谈兵的感觉，从这次课程设计了解了一些作为一个为设计人员必备的特质，严谨，责任感等。课程设计和毕业后的工作相比虽然无可比敌，但这毕竟是走向沙场的一次小练兵，应该也必须给予足够的重视。 * 2011.12参考文献：【1】中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B012003）.北京：人民交通出版社，2004.【2】中华人民共和国行业标准.公路路线设计标准（JTG D202006）.北京：人民交通出版社，2006.【3】 道路勘测设计杨少伟等编著.3版.北京：人民交通出版社，2009,6.