城市道路设计课程设计.doc
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1、1. 前言22. 立交桥的简介22.1. 地形与地质简况22.2. 水文与气象简况32.3. 交通、动力、通讯及其他条件32.4. 交通流量流向分析33. 立交方案设计53.1. 主要设计标准53.1.1. 道路等级53.2. 立交选型原则73.3. 立交方案设计73.4. 空间利用与匝道设计83.5. 工程规模与投资估算93.6. 方案特点104. 施工设计114.1. 桥梁工程114.1.1. 基桩施工114.1.2. 立柱施工114.1.3. 盖梁和桥台施工124.1.4. 现浇箱梁施工134.1.5. 预应力空心板的预制、运输和安装164.1.6. 桥面系施工184.2. 路基工程18
2、4.2.1. 挡土墙的施工184.2.2. 清理掘除与填前碾压194.2.3. 路基填筑194.2.4. 桥(涵)台背回填204.2.5. 路基整修204.3. 路面工程214.3.1. 石灰水泥稳定土底基层的施工214.3.2. 水泥稳定碎石基层的施工224.3.3. 沥青砼面层的施工224.4. 排水工程224.4.1. 盖板涵的施工224.4.2. 箱型通道的施工235. 结束语24郑州市东绕城公路立交桥设计 摘要:简要介绍了郑州东绕城公路金水东路立交设计方案及特点, 以及方案设计时解决城市公交与轨道交通等城市综合交通问题上的一些做法, 希望能为今后类似工程设计提供参
3、考。关键词 立交 方案设计 特点1. 前言 金水东路立交位于郑州市郑东新区, 东绕城公路与金水东路交叉处。南北向东绕城公路位于郑东新区起步区与东区大学园区之间, 规划为郑州市快速三环的重要组成部分, 近期作为107 国道的辅道, 建成后将分流国道大量的交通。东西向金水东路规划为城市主要放射路, 城市快速路, 向东与京珠高速公路连接, 承担着郑东新区乃至整个城市大量的对外交通, 为城市主要出入口之一。可见, 该立交在城市路网系统中具有非常重要的交通地位。东绕城公路 金水东路立交方案设计为三层迂回定向式风车形全互通式立
4、交, 造型新颖美观,交通功能完善。2. 立交桥的简介2.1. 地形与地质简况 桥址位于嵩山隆起构造剥蚀区,属黄河冲积平原,地面平坦开阔,局部低洼,地势自南向北略有倾斜降低,海拔在90M左右。沿线土质以粉质低液限粘土为主,地质情况良好。2.2. 水文与气象简况 桥址区地表有熊耳河流过,河水由市内生活和生产用水组成,径流量不大,水质较差。地下水位埋深46米,无良好含水层,第四系仅在沟谷地带有砂砾石含水层,厚度不大,基岩裂隙水量小。地下水受季节影响,夏丰冬缺。 桥址区属温暖大陆性半干燥季风气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。年平均气温14.5,两极值-17.9+43,年平均最低气温-0.3。多年降水量
5、在400-909.2mm,平均641mm。本区风向季节性变化较强,春夏季多东南风和南风,秋冬季多西风、西北风和北风,风速为2.9m/s,最大风速达20m/s,风力为1-5级,阵风5级以上。2.3. 交通、动力、通讯及其他条件 本项目位于107国道上,并且与310国道相距不远,市内道路与县乡道路四通八达,交通便利。就施工而言,沿线供电设施比较完善,对本工程的实施可提供有利条件。项目所在地有便利的供水设施,可满足工程用水需要。所需建筑材料可就近购买或从其他地市运输。2.4. 交通流量流向分析 根据郑州市城市规划局提供的路口交通量预测结果( 见表1) , 该立交2010年交通量为7237pcu/h,
6、2020 年交通量为9573pcu/h。根据两个预测年限的预测成果, 该立交的各个方向的交通流量变化趋势一致, 直行流量所占比重最大, 占73.9% , 各方向的左右转流量占26.1% , 其中: 东绕城公路的直行流量( 双向) 4649pcu/h, 占48.5%; 金水东路的直行流量( 双向) 2429pcu/h, 占25.4%; 各方向的右转流量为243 447pcu/h, 占13.6%, 差别不大; 各方向的左转流量为210 381pcu/h, 占12.5% , 相对均衡。交通流向20102011流量(p cu/h)流量(p cu/h)所占比例(%)直行北南1970232924.4直行南
7、北1869232024.1直行西东920129013.5直行东西891113411.8右转北西3164474.8右转西南2223333.5右转南东1392452.5右转东北1612762.9左转北东1412102.2左转西北2813814.0左转南西1943673.8左转东南1392342.5合计724395661002.5. 交通问题分析 1.道路容量严重不足2.汽车增长速度过快3.公共交通日趋萎缩4.交通管理技术水平低下 5.缺乏整体的交通发展战略以上五个问题,反映了我国当前大城市交通的基本特点,概括起来是车多路少,现状道路已无多大潜力;车速下降,交通阻塞的趋势在逐渐恶化;公共交通发展步履
8、艰难,汽车和摩托车增长势头强盛,给城市交通带来新的更高的质量要求。这些交通问题,又集中表现在大城市过度密集的市中心地区,而其深层原因,则是城市交通发展的目标和方向尚不明确,其相应的政策措施也不得力。3. 立交方案设计3.1. 主要设计标准3.1.1. 道路等级1 设计标准a. 道路等级金水东路: 立交以西为城市主干路, 立交以东为城市快速路b. 计算行车速度金水东路: 60km/ hc. 匝道最小平曲线半径R= 65md. 最大纵坡机动车道: 4. 0%混行车道: 2. 5%e. 最小净空机动车道: 4. 5m机非混行车道: 4. 0m轻轨交通: 5. 5mf . 加减速车道: 采用平行式,
9、加速车道长200m,减速车道长90mg. 桥梁设计荷载: 城 A 级h. 路面设计标准轴载: BZZ 100主要工程数量路基挖方:53622 m3;借土填方:204415 m3;10%水泥稳定土:77165.05 m3;石灰水泥稳定土(9:3:88)底基层(20cm厚):212302 m2;水泥稳定碎石(6:94)基层(30cm厚):105206 m2;4厘米厚AC-16型中粒式沥青砼:194272 m2;5厘米厚AC-20型中粒式沥青砼:194272 m2;7厘米厚AC-25型粗粒式沥青砼:103592 m2;桥梁钻孔灌注桩:14908 m;C30现
10、浇钢筋混凝土连续箱梁:15130.2 m3;C50现浇预应力混凝土连续箱梁:3279.5 m3;C50预制预应力混凝土空心板:1524.1 m3;3.2. 立交选型原则 a. 根据相交道路功能等级、立交的流量流向特点, 合理选择立交的形式, 立交的功能满足城市未来交通发展的要求; b. 全面考虑城市综合交通的要求, 为城市轨道交通预留空间, 保障立交周围区域的交通出行要求及公交换乘便利; c. 立交方案设计应强调和始终贯彻城市景观设计的理念, 追求立交的造型优美, 构筑景观桥, 形成一个城市标志性建筑; d. 对立交沿线其他立交进行系统分析; e. 线形平顺、直捷, 交通功能完善; f . 尽
11、量降低立交的综合造价。3.3. 立交方案设计根据东绕城公路与金水东路的道路功能等级、立交的交通流量流向特征及城市景观要求, 本立交设计为三层迂回定向式风车形全互通式立交( 如图1) 。 立交选型的空间构图立意为 风车, 预示着郑东新区乘风发展, 风调雨顺。立交直行流量较大, 直行道为直线型, 平顺、直接; 左转流量相对均衡, 统一为 钩形迂回定向式匝道, 直接、快速, 从直行道外侧进出, 对直行交通干扰小, 易于司机识别; 右转匝道交通统一为直接驶出; 各方向的转向匝道均为对称布置, 充分展示立交的韵律, 增强了立
12、交的空间构图立意, 效果图见下图。3.4. 空间利用与匝道设计 a. 立交一层设计为下沉式机动车道与非机动车道共用的混行车道, 采用环行交通, 可降低立交的整体建筑高度, 减少投资。立交外侧边道宽10m, 中央联络通道宽15m, 环道宽16m, 最大纵坡为2% , 最小净空为40m。既较好地满足立交周围区域的交通出行要求, 同时可沿四个方向15m 宽的中央通道两侧设置公交港湾停靠站, 形成一个公交换乘枢纽。b. 二层为金水东路直行道, 双向八车道, 路面净宽2m 15m, 最大纵坡为2.0% , 最高点高程比路口原地面高程高3-8m, 除保障桥下交通和视野空间外, 结合下沉
13、式广场加强放坡绿化。 c. 三层为东绕城公路直行道, 双向八车道, 路面净宽2m -16m, 最大纵坡为3.8%。视野开阔, 利于车辆快速行驶和城市景观的对外展示。 d. 左转匝道: 四个方向的左转匝道设计为形式相同的迂回定向匝道, 均为两车道, 宽8.5m, 最小半径为: 与东绕城公路连接处为65m, 与金水东路连接处为75m, 最大纵坡为4%, 高度介于金水东路与东绕城公路之间。 e. 右转匝道: 四个方向均为直接式匝道, 两车道宽85m, 最小半径为150m, 最大纵坡为3%。3.5. 工程规模与投资估算 立交总占地面积480 亩, 桥梁建筑面积54320m2, 道路
14、面积140147 m2, 路基土石方330000m3, 挡土墙总长3890m, 估算投资1.99 亿元。3.6. 方案特点 a. 方案设计为三层全互通式立交, 交通功能完善, 桥形设计与立交的交通流量流向的特点一致, 满足了立交的交通需求; b. 立交设计预留城市轨道交通走廊, 将城市轻轨一号线布置在金水东路12m 中央绿化带内, 可根据未来发展要求, 在立交中心设置轻轨车站, 充分利用立交一层的空间组织换乘, 大大降低了城市的综合交通建设投资。否则, 势必增加将来轻轨一号线穿越立交的难度, 增加约800m 长高架桥或400m 长的地下工程, 增加投资约2000 万元; c. 在立交右转匝道以
15、内, 形成一个下沉式交通、绿化广场, 设雨水收集与强制排放系统, 进行雨水收集与再利用, 以有效利用雨水资源, 在平时雨量不大时, 可不启用雨水泵站排水, 降低日常维护管理费用; d. 方案较好地解决了城市公交、行人、轨道交通及立交周围的交通出行等城市综合交通问题, 充分体现了立交 以人为本的设计理念; e. 立交造型新颖美观, 充分考虑了城市景观需求, 在景观照明和绿化美化的衬托下, 将成为郑东新区的一个新景观、城市的又一个靓点和标志。4. 施工设计4.1. 桥梁工程4.1.1. 。基桩施工 全桥共有基桩283根,直径有:1.5米、1.8米、2.2米三
16、种,桩长介于32-83米之间 基桩砼在砼拌和站集中拌和,并检验坍落度和制作强度试件,基桩由砼搅拌运输车运至施工现场(熊耳河中的基桩通过便桥运输)直接灌注(备用方案用汽车式起重机配料斗灌注)。采用直径为30CM的导管灌注,灌注前导管底部与孔底应有25-40CM的空间,并检查孔底沉淀满足设计和规范要求,否则应再次清孔。在灌注至钢筋笼底面时应放缓速度,保持较大埋深 ,以防止钢筋笼上浮。4.1.2. 立柱施工 本项目有=1.2米圆形立柱83根,六棱形立柱200根。施工中在保证内在质量的同时,必须注重外观质量,做到内实外美。1制作安装钢筋笼 立柱钢筋笼在钢筋制作厂集中下料加工,并制作成形,用平板汽车运至
17、施工现场,汽车式起重机配合人工安装。在下料加工和制作成形过程中,严格按照设计图纸和施工规范进行,保证下料尺寸正确,焊接和绑扎质量满足要求;在起吊安装过程中,使用吊具以防钢筋笼变形。在立柱钢筋笼和模板之间设置垫块,保证保护层的厚度。 2.支设模板 为保证立柱外观质量,立柱模板为新加工的钢模板。全桥的六棱形立柱分为五种类型,根据不同类型的立柱数量和高度范围,按下表制作立柱模板。 在支模前,在模板内表面均匀涂刷脱模剂。在支模中,根据已放样的立柱中心确定模板下口位置,采用内撑外顶的方法进行固定。3.浇筑混凝土 在混凝土拌和过程中,严格按照施工配合比计量配料,并确保拌和时间;在浇筑过程中,固定专人进行振
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