瑞金K26+000K28+218二级道路设计

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1、瑞金K26+000-K28+218二级道路设计 摘 要在本设计中，主要是进行瑞金二级公路的设计。设计部分的公路全长2218m，设计车速80km/h，双向两车道，使用公路级荷载。根据使用性质和任务，确定了公路的等级。查找相应技术规范和以及设计需要的各种参数，结合地形条件在平面图中进行路线方案比选。选择一个最佳方案进行详细技术设计，内容包括路线平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，桥梁设计以及施工组织设计，并完成施工图设计阶段应完成的各种图、表和设计说明书。关键词 ：平、纵、横设计；路基路面；桥梁；施工组织The Secondary Road Design of RuijinFrom K26+0

2、00 to K28+218AbstractThe design is mainly the secondary road design of the west of Jiangxi province and the length of this road which I devised is 2218m.the speed of the design is 80km/h and it is two-lane two-way. the design loading for road is highway-level.According to the given service level and

3、 attribute of the highway , the highway is defined as the second-grade road. After Searching corresponding technical specifications and the parameters of the design and combining the local natural condition and through analysis and comparision of several feasible plans,the most proper one of these i

4、s recommended and subsequently carried out in detail which it includes line level, longitudinal and transverse design, pavement design,drainage design, bridge design and construction design.During the construction design phase, a variety of graphs, charts and design specifications should be complete

5、d.Keywords: line level, longitudinal and transverse design subgrade;pavement; Bridge; construction organization绪论一、概况该公路位于丘岭区，为平原微丘区二级公路，双向二车道,设计行车速度为80km/h，路基宽度12米，路面结构拟选沥青混凝土路面。桥涵设计荷载：公路-级。二、自然地理条件1.地形地貌 本合同段在大的地貌单元上属瑞金地区，区内次一级的地貌单元主要为丘峰沟地地貌，峰丛洼地、残丘坡地地貌，其地势起伏较大，地面标高在238362。2.气象条件该段公路，处于亚热带季风，潮湿型气候

6、区，其特点是温湿多雨，干旱季节分明，区内气温一月最冷，七月最热，多年平均气温13.719.1，最高39，最低-7，每年冬春（12月至翌年4月）气候干暖，降水量少，夏秋（5月至8月）湿热，降雨量集中，年降水量10001400。三、工程地质条件1.地层 路线经过地段，基岩普遍出露，植被较稀少。2. 地质构造：区内地层总的呈单斜构造，主要断层为上木札断层。 单斜构造：勘区岩层走向总的呈北西、南东方向延伸，倾向北东，岩层产状：45701952，局部地段受断层影响略有变化。上木札断层：该断层长26公里以上，逆断层兼有顺扭平移，地层断距800，在本合同段延伸方向为340左右。断层产状：倾向北东、倾角507

7、0，见糜棱岩宽5。该断层总体走向与路线走向基本一致，在某些部位与路线发生交叉。对路线的兴建有一定的影响。3.水文地质 受构造及岩性控制，勘区地下水类型有碳酸盐岩岩溶水，基岩裂隙水、松散土层孔隙水三种类型。碳酸盐岩岩溶水分布最广，水量较大，一般以泉水的形式出现，除当地居民饮用外，还用于灌溉农田。基岩裂隙水，属于风化带裂隙水，分布于裂隙发育的山体表层，一般地下水埋藏较浅,且随地形起伏变化，一般27，受大气降水补给，就地排泄，一般水量不大。孔隙水、零星分布于有泉点出露的冲沟一带及落水洞被堵塞的低洼地段，水量微小，以渗流为主。4. 不良地质现象：勘区经过大量农田和池塘，软土地基较多，地质情况较差，需进

8、行路基处理。5. 地震：工程区内地震活动频繁，但震级不大，一般对工程建筑危害轻微。该区域属地震烈度度区，一般工程可不设防。四、路线主要技术指标道路作为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。路线的各项指标如下表格：指标名称单位指标名称单位计算行车速度80km/h车道数2设计年限年平均昼夜交通量500015000辆路基宽度12m路面宽度7.5m土路肩宽0.75m硬路肩宽1.5m会车视距2

9、20m停车视距110m 圆曲线一般最小半径400m超车视距550m缓和曲线最小值67m圆曲线极限 半径值250m最小坡长250m不设超高最小半径2500m最大纵坡6%竖曲线极限最小半径3000m（凸）竖曲线一般最小半径4500m（凸）2000m（凹）3000m（凹）竖曲线最小长度70m超高横坡度最大值8%根据本段路线所处路段，综合全路段的路线走向及线形要求，本路段共有2个交点，平曲线线形见下图。 平曲线线形图五、路线布设情况1.丘陵区选线要点。丘岭区选线应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量。设计中应注意。 2.路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意

10、横向填挖的平衡。横坡较缓钓地段，可采用半填半挖或填多子挖韵路基，横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。3.平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低，或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大：或者只顾工程经济，过分迁就地形，而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。六、路基路面设计 包括路面结构层设计和高填深挖路基的稳定性验算。七、桥涵该段内共有桥梁1座,涵洞4座。涵洞分别为圆管涵，箱涵，拱涵，盖板涵，各一座。 路线设计第一章 平纵横设计一.平面线性设计 1.平面线形设计要求1）轨迹连续。这个轨迹

11、是连续的和圆滑的，即在任何一点上下出现错头和破折；2）曲率连续。其曲率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率的值；3）曲率变化连续。其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。 2.平曲线线形设计原则1）在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径（R10000m）。2）一般情况下使用极限半径的48倍或超高为24%的原曲线半径值，即3901500m为宜。3）从现行设计要求方面考虑，曲线长度按最小值58倍。4）地形受限时曲线半径应该尽量大于一般最小半径。5）从视觉连续性角度，缓和曲线长度与平曲线半径间应有如下关系。6）为使线形连续协调宜将回旋线与原曲线长度比例定位1：1：1，当曲线

12、半径较大，平曲线较长时 也可以为1 ：2：1。7）尽量保证全线指标均衡。二.平曲线计算 1. 平曲线要素计算现在取JD1作为计算，具体计算过程如下：图 1-2 圆曲线几何要素JD1处:取圆曲线半径R=360m，缓和曲线长度确定如下：，取 则各要素计算如下：m切线长m曲线长m外矢距m校正值主点桩号计算如下：JD2桩号为K27+602.113， 直缓点桩号：ZH=JD1-122.15=K27+479.959缓圆点桩号：HY=ZH+80=K27+559.959曲中点桩号：QZ=ZH+241.25/2=K27+600.585圆缓点桩号：YH=HZ-80=K27+641.211缓直点桩号：HZ=ZH+2

13、41.25=K27+721.211校核无误 2.逐桩坐标计算图1-3 中桩坐标计算示意图三.纵断面设计 根据各里程桩号及对应的地面高程，点绘出路线地面线。确定设计高程时，应根据公路路线设计规范规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、合成坡度等，并结合路线起终点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准，又尽可能照顾平纵面线形的协调。同时还是最经济的设计。高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整10m桩号上，变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度小数点后三位。选取各变坡点处竖曲线半径：计算各竖曲线要

14、素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线，并写出纵断面设计图的地质土壤情况，地面标高里程桩号、桥涵位置、孔径、结构类型、水准点的高程和位置坡度、填挖高度、与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全.提高车速. 减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。另须注意： 1. 平、竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。2. 平、竖曲线大小应保持均衡。3. 暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。4. 有些平、竖曲线应避免组合。1. 竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别

15、。2.竖曲线诸要素的计算(1) 计算竖曲线要素如图3-1所示，i1和i2分别为两相邻两纵坡坡度，= i2- i1，为“+”时，表示凹形竖曲线；为“-”时，表示凸形竖曲线。图3-1 竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R： 或 （1-11）竖曲线切线长T： （1-12）竖曲线任意一点竖距h： （1-13）竖曲线外距E： 或 （1-14）以变坡点1为例计算如下：K27+190.000，高程为264.2729m，i1=1.91%，i2=4.95%,= i2-i1=3.04%，为凹形。取竖曲线半径R=4500m。曲线长=45003.04%=136.8m切线长=68.39m外距=0.52m（2）计算

16、设计高程竖曲线起点桩号=K27+190-T=K27+121.61竖曲线起点高程=264.2729+T3.05%=266.359m变坡点2按照同样方法计算，具体结果见竖曲线表。四.横断面设计道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。路拱坡度：根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，不小于1.5%。本公路段选择路拱横坡为2.0%，土路肩横坡为3.0%。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行公

17、路工程技术标准规定的具体要求。（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。（3）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（4）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。1.路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。根据规范，二级公路采用单幅路形式，行车道宽23.75m，硬路肩宽度：21.5m，土路肩宽度：20.75m。路基宽：7.5+2+1.5=12m，路拱坡度2%，路肩坡度3% 。 布置如下图所示：路基设计简图2.路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规

18、范，结合实际的工程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为1：1.51：1.75；路堑边坡取为1：0.51：0.75。3. 超高与加宽1）超高过渡方式二级公路无中间带，其超高过渡有如下几种（1）绕内边线旋转先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边线旋转，直至超高横坡值。（2）绕中线旋转先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕中线旋转，直至超高横坡度。（3）绕外边缘旋转先将外侧车道绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。2）超高过渡长度绕边线旋转

19、超高值计算公式超高位置计算公式注xx0xx0圆曲线上外缘1计算结果均为与设计高之高差2临界断面距过渡起段点:3x距离处的加宽值:中线内缘过渡段上外缘)中线内缘公路路线设计规范规定：二级公路的最大超高值为8%。为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高过渡段，超高的过渡则是在超高过渡段全长范围内进行的。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算：式中：LC 最小超高过渡长度(m)； B 旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m)； i 超高坡度与路拱坡度的代数差(%)； P 超高渐变率，即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长

20、度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。除此之外还要与缓和曲线LS比较，在LC0.972点为圆心点土条编号11.7412.7959.83.462.65226.244.921.7411.3049.82.736.913889.1105.431.749.4839.82.269.7194149124.241.747.6931.32.0410.5210179.4109.151.745.8323.21.899.4188172.874.161.744.1516.31.818.8176168.949.471.742.379.21.767.5150148.12481.740.652.51.74

21、5.8116115.95.191.74-1.15-4.51.753.77473.8-5.8101.74-2.83-11.01.771.32625.5-521.211148.7525.4Ks1.390.973点为圆心点土条编号11.213.559.32.351.22412.320.62212.150.43.14612076.592.53210.1402.617.8156119.5100.342830.62.327.915813680.4526.122.92.177.1142130.855.3623.914.42.065.8116112.428.87227.32.023.97877.49.982-

22、0.1-0.421.42828-0.218.67692.9387.6Ks1.290.97 第二部分 57m混凝土简支梁桥第一章 设计资料 一.设计荷载：公路-II级，人群荷载为3kN/m，每侧的栏杆及人行道构件重量的作用力为5kN/m；上部结构：钢筋混凝土简支T梁板桥面净宽：9.0m+2*0.75m标准跨径：19m 计算跨径：18.6m 梁长18.96m 。全桥分为3跨。二. 材料：钢筋：HRB335钢筋；混凝土：主梁采用C50 。铺装层：表层为2cm厚的沥青，底层为612cm厚的C25混凝土。 三.简支T梁的主梁和横隔梁简图如下：横断面纵断面第二章 上部结构设计一.主梁内力的计算1.结构自重

23、效应计算混凝土公路桥梁的结构自重，通常占设计荷载的60%90%，梁的跨径越大，结构自重所占的比重就更大。计算时，为了简化，将横梁、铺装层、人行道和栏杆等重分摊给各主梁。因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算结构自重是简单的均布荷载。计算出结构自重g后，那么有梁内各截面的弯矩M和剪力Q的计算公式为： 式中：l 简支梁的计算跨径； x 计算截面到支点的距离。构件名构件简图尺寸（单位：cm）单元构件体积（）重度每延米重力主梁2511.31 横隔梁 边主梁中主梁0.0331250.8281.656栏杆和人行道=22桥面铺装成2cm沥青混凝土9cm混凝土垫层（0.024.7164.716合计边主梁11.31

24、+0.828+2+4.716=18.85418.854合计中主梁11.31+1.656+2+4.716=19.68219.682边主梁自重产生的内力内力截面位置x剪力Q(KN)弯矩M（KN.M）X=0Q=M=0X=Q=87.7M=611.5X=Q=0M=815.3中主梁自重产生的内力内力截面位置x剪力Q(KN)弯矩M（KN.M）X=0Q=M=0X=Q=91.5M=638.4X=Q=0M=851.12. 汽车、人群荷载内力计算（1）荷载横向分布系数计算1）支座处杠杆法计算结果公路-级： 人群荷载： 2）跨中处汽车荷载： 人群荷载： 荷载横向分布系数汇总表如下：梁号荷载位置公路-II级人群荷载一号

25、梁跨中0.6430.672支点0.551.438二号梁跨中0.5410.393支点0.7250三号梁跨中0.4210.44支点0.7250四号梁跨中0.5410.393支点0.7250五号梁跨中0.6430.672支点0.551.438均布荷载和内力影响线面积计算表公路级均布荷载（KN/m）人群（KN/m）影响线面积（m或m）影响线图示10.5=7.8753.0=2.2543.2 7.8752.252.337.8752.259.31 公路-II级中集中荷载的计算计算弯矩效应时有：计算剪力效应时有： 2）计算冲击系数简支梁桥基频计算式为： 式中：l 结构的计算跨径 E 结构材料的弹性模量 结构跨

26、中截面的截面惯性矩 结构跨中处得单位长度质量 G 结构跨中处延米结构重力 g 重力加速度单根主梁的相关参数如下：A=0.4020 =0.069800 G=0.402025=10.05Kn/mG/g=10.05/9.81=1.024kNC50混凝土E取34500Mf=(Hz)=0.1767lnf -0.0157=0.327则 （1+）=1.3273）跨中弯矩、跨中剪力计算：由于是双车道不折减，故=1。 计算结构见下表：一号梁：截面荷载类型（1+yS(KN.m或Kn)S公路-级7.875175.81.3270.64343.2285.5971.5686人群2.250.67243.265.3公路-级7

27、.8752111.3270.6432.3315.4103.90.588.5人群2.250.6722.333.52二号梁：截面荷载类型（1+yS(KN.m或Kn)S公路-级7.875175.81.3270.54143.2240.2817.3577.1人群2.250.39343.238.2公路-级7.8752111.3270.5412.331387.50.574.5人群2.250.3932.332.06三号梁截面荷载类型（1+yS(KN.m或Kn)S公路-级7.875175.81.3270.42143.2186.9636449.1人群2.250.4443.242.8公路-级7.8752111.30

28、50.4212.3310.168.10.558人群2.250.442.332.3注：四号梁与五号梁分别与二号梁和一号梁对称，故跨中弯矩、跨中剪力也对应相等。计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图：一号梁：（1）一号梁支点对大剪力计算：横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处得内力影响线坐标为则得 =63.6KN 1.305=151.4KN则，公路II作用下，一号梁支点的最大剪力为=63.6KN+151.4KN=215KN支点截面人群荷载最大剪力=+=14.1+3.95=18.05Kn二号梁：（2）二号梁支点对大剪力计算：横向分布系数变化区

29、段的长度：m变化区荷载重心处得内力影响线坐标为则得 =56KN 1.305=199.6KN则，公路II作用下，一号梁支点的最大剪力为=56KN+199.6KN=255.6KN支点截面人群荷载最大剪力=+=8.22+2.02=10.24Kn三号梁：（3）三号梁支点对大剪力计算：横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处得内力影响线坐标为则得 =47.3KN 1.305=199.6KN则，公路II作用下，一号梁支点的最大剪力为=47.3KN+199.6KN=246.9KN支点截面人群荷载最大剪力=+=9.21+2.26=11.47Kn 3.主梁内力组合计算各梁的内力组合计算结果见下列各表：一号

30、梁：序号荷载类别弯矩剪力梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重0611.5815.3175.30（2）汽车荷载0971.5215103.9（3）人群荷载065.318.053.52（4）1.2（1）0978.36210.360（5）1.4（2）01360.1301145.46（6）0.81.4073.1420.23.94（7）（4）+（5）+（6）02411.6531.56149.4二号梁：序号荷载类别弯矩剪力梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重0638.4851.11830（2）汽车荷载0817.3255.687.5（3）人群荷载038.210.242.06（4）1.2（1）01021.32219.6