道路桥梁与渡河工程毕业论文文档格式.docx
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沿线山体稳定，无不良地质状况，沿线土质为黏性土。
1.1.3沿线的植被及土壤分布情况
境内土地大面积已开垦为农田，植被覆盖主要是农作物，山区树木较多，常绿树种和落叶树组成的混交林，沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。
1.1.4道路建筑材料及分布情况
沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。
有小型采石场和石灰厂，水泥、钢材均需外购。
1.1.5交通量资料
①近期交通量
车型
数量
小汽车
3000
黄河JN150
1180
东风EQ140
960
解放CA10B
755
太脱拉138
460
②交通增长率：
6.4%。
1.2设计标准
表1.1主要技术指标表
指标名称
单位
技术指标
公路等级
—
4车道一级公路
设计速度
km/h
80
行车道宽度
ｍ
2×
7.50
路基宽度
24.50
桥面全宽
平曲线半径
极限最小
250
一般最小
400
不设超高最小
2500
竖曲线半径
凸
型
极限最小
一般最小
4500
凹
2000
竖曲线长度
70
170
当V≥60km/h时
直线最小长度
同向曲线间
6V
反向曲线间
2V
中
间
带
中央分隔带宽
极限值
1.5
一般值
2
左侧路缘带宽
0.25
0.5
中间带宽度
2.5
3.0
土路肩宽度
0.75
最大纵坡
％
6
最小纵坡
合成纵坡
10
最大超高
设计洪水频率
路基及大、中、小桥、涵洞
1/100
特大桥
1/300
车辆荷载等级
桥涵、路基
公路-Ⅱ级
路面
标准轴载100kN
2平、纵、横三维设计
2.1选线
道路选线的主要内容是结合各种地形条件解决路线的布局和位置问题，所涉及的线形是路线与自然地形条件之间的关系。
选线是在规划道路的起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。
期间，注意正确处理建设与其建设项目的关系，正确处理好路线与其他专业的关系，正确处理设计、施工、运营之间的关系等。
为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，进行多方案比选，才能定出最合理的路线来。
（1）起终点的位置
高速公路和一级公路都以重要城市，港站、码头或大型工矿基地为起迄点或中间控制点，其具体位置应根据路网规划的路线总方向和城市规划方案综合选定。
由于本设计的终点是后一位同学路边设计的起点，所以需考虑后一位同学的地形情况，因此应该从宏观上把握整个设计的地形地质情况进行比选确定。
（2）经过沿线城镇的路线布置
高速公路与一级公路与沿线城镇的关系除了公路的性质还要结合城镇发展规划，其连接方式主要有穿越、绕行或以支线连接。
距城镇规划区2—5km为宜，最大不要超过8km。
（3）选线要点
山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，主要分为沿河线、越岭线、山脊线三种选线方式。
①用平均坡度，争取高度，不无谓地展长路线。
②为纵坡设计留有余地。
③一般应从困难地段向平易地段展线。
④展线地段若无特殊要求，一般不应采用反向坡度。
特大桥是路线基本走向的控制点，中小桥和涵洞位置应服从路线走向，但斜交过大时（<
450）可采取改移河道或改线措施。
本设计地形情况为山岭重丘区，少农田，河流沿东西向贯穿始终，因此进行路线布局时河岸的选择、高度选择和桥位的选择至关重要。
2.2平面线形设计
2.2.1平曲线线形设计一般原则
（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
（2）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足一级公路以及设计速度80km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。
（3）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）
①长直线尽头不能接以小半径曲线。
特别是在下坡方向的尽头更要注意，若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。
②高、低标准之间要有过渡。
（4）应避免连续急弯的线形
这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响，设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。
（5）平曲线应有足够的长度
汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显过分紧张。
2.2.2平纵横综合设计
（1）线形组合设计要点
①公路线形设计时是按照先进行平面线形设计，后进行纵面线形设计的程序进行的。
公路线形设计提供给驾驶者的是一条立体的线形。
②理想的平纵组合是平竖曲线的位置相互对应，且平曲线稍长于竖曲线。
③平曲线与竖曲线半径的大小均衡是保证立体线形协调、平顺、连续的基本要求。
④平纵组合应考虑驾驶员的视觉感受。
（2）平纵线形的协调
为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。
①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；
②长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。
但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，对于公路的长直线，同时要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果；
③透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好；
④平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。
（3）线形与环境的协调
①定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音；
②路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设；
③注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。
2.2.3路线方案比选
山岭、重丘区地形复杂，横坡陡峻，定线时要利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物等，都涉及调整纵坡问题，而且山区纵坡限制较严，因此山岭、重丘区安排好纵坡就成为关键问题。
路线应在使用任务和性质要求的前提下，通过多方案比较，精心选择合理的方案，路线设计保证路线的整体协调，做到平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调，纵横均衡，横断面合理，根据高程地线图，采用纸上定线的方法研究可能的方案，并经过比较论证确定最佳方案。
本设计根据当地实际情况，合理考虑自然条件，技术指标和工程投资，施工期限和施工设备等重大影响因素进行比较论证，力争修建一条具有高技术指标、低工程造价的道路。
本设计给出两种方案，第一种方案道路避让河流和山岭，走河谷地带，沿河选线，但是路线比较曲折，需要转折点很多，由于本设计道路等级为一级道路，对线形要求的指标很高，达不到一级道路线形指标要求，且占用大量农田，故予以舍弃。
第二种方案虽然有艰巨工程，但可以结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三方面能得到合理安排，且线形好，标准高，路线纵坡小，平曲线半径大，技术指标较高，路线短捷、顺直，少占农田，不占高产田，路线的长度短、工程量虽较第一种方案大、投资费用也高，但有利于施工和养护，营运费用低，综合效益好，行车安全舒适快捷，因此予以采用。
2.2.4平面线形要素组合计算
图2.1基本型平曲线
—路线转角L—曲线长（m）T—切线长（m）
E—外矩（m）J—校正数（m）R—曲线半径（m）
1平曲线1:
曲线几何元素计算如下：
内移值：
（2.1）
切线增长值：
（2.2）
缓和曲线角：
（2.3）
切线长:
（2.4）
平曲线长：
（2.5）
外距：
（2.6）
切曲差：
（2.7）
验算：
①
；
②圆曲线长度
，则
在1:
1:
1～1:
2:
1之间。
满足设置基本型曲线的几何条件。
2.2.5桩号复核与验算
表2.1主点桩号验算与复合
JD1
K1+754
-T
131.560
ZH
K1+624.440
+Ls
100
HY
K1+724.440
+（L-Ls）
160.490
HZ
K1+884.930
-Ls
YH
K1+784.930
-Ly/2
60.490/2
QZ
K1+754.685
+D/2
2.630/2
K1+756.000
表2.2主点桩号计算结果汇总
主点
JD
2.3纵断面设计
2.3.1纵断面设计概述
纵断面设计的主要内容是根据道路等级，沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高，各坡段的坡度和坡长，并设计竖曲线。
1.纵断面设计原则
（1）纵坡设计必须满足《标准》的各项规定
（2）纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
尽量采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段。
（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证路基的稳定和道路通畅。
（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就进路段填方，以减少借方和废物，降低造价和节省用地。
平原微丘区地下水埋深较浅，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度，保证路基稳定。
（5）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
2.纵断面设计步骤
（1）拉坡前的准备工作绘出中桩位置，平曲线示意图等。
（2）标注控制点位置
控制点：
影响路线纵坡设计高程，如起讫点，大中桥涵等。
经济点：
山区公路，路基挖平横时，此点道路中心处填挖高程点称之为经济点，若纵坡设计线通过此处，横断面挖填平衡。
（3）试坡。
在已标出“控制点”和“经济点”的纵断面图上，以控制点为依据，照顾多个“经济点”的原则定出坡度线。
（4）调整：
将所定的坡度与选线时考虑的坡度尽量统一。
（5）核对：
主要检察高填深挖等重点横断面填挖情况。
（6）定坡：
所谓定坡，就是逐路段把坡度线的坡度值，变坡点位置和高程确定下来。
2.3.2纵坡设计
最大纵坡旨在纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。
一级公路最大纵坡6﹪，最大纵坡考虑排水及路基的稳定性为0.3﹪-0.5﹪；
平均纵坡是指一定长度的路段连续上坡或下坡路段纵向所克服高差与路段长度之比；
合成纵坡是指路面上的纵向坡度与横向坡度组合成的坡度。
高速、一级公路合成坡度在80km/h时的最大取10.5﹪。
一般取8﹪，合成坡度不小于0.5﹪。
最小坡长主要是从汽车行驶平顺性的要求的，时速为80km/h，最小坡长一般值为250m，极限值为200m。
最大坡长是考虑汽车的行驶安全上考虑的，坡长过长使刹车频繁，影响行车安全。
当纵坡为3﹪时，速度80km/h下取1100米，纵坡小于3﹪可无限，但长坡长还是不宜选取。
本设计中的纵坡和坡长如表2.3所示，各项指标均满足规范要求。
表2.3各坡段坡度与坡长
起点桩号
坡长（m）
坡度（%）
终点桩号
K0+000
2170
0.62
K2+170
630
0.57
K2+800
2.3.3平、纵线形组合设计
平、纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和动力学的前提下，研究如何满足视觉和心里方面的连续。
1.平、纵线形组合设计的原则
（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，保证视觉连续
（2）注意保持平、纵线形技术指标大小均衡。
（3）选择适合的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。
（4）注意与道路周围环境的配合。
2.平、纵线形组合的基本要求
（1）竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。
（2）保持平曲线与竖曲线大小的均衡，平曲线半径如果不大于1000m竖曲线的半径为平曲线的10-20倍，平曲线800m竖曲线最好取1600m。
（3）平曲线缓而长，纵断面破差较小时，可不要求平竖曲线一一对应，平曲线可包含多个竖曲线。
（4）选择适当的合成坡度。
2.3.4竖曲线
纵断面上两个坡段转折处，为了行车安全、舒适以及视距的的要求需要设置竖曲线。
竖曲线线性有圆曲线和抛物线，在使用范围上二者差别不大，但在设计和计算上抛物线比圆曲线方便。
本设计采用抛物线形竖曲线。
1.竖曲线的最小半径
（1）考虑缓和曲线冲击作用，即缓和行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，考虑旅客舒适及视觉平顺性要求，采用a=0.278m/s2，Lmin=v2w/3.6。
（2）考虑时间行程不过短，最短满足3s行程。
Lmin=v/1.2。
（3）满足视距的要求。
本设计在变坡点处设一个竖曲线，竖曲线半径取6000m。
2.竖曲线要素计算
（1）竖曲线1：
变坡点桩号：
K2+170，竖曲线半径R=6000m
①计算竖曲线要素
（2.8）
曲线长
（2.9）
图2.2竖曲线要素示意
切线长
（2.10）
外距
（2.11）
②计算设计高程
竖曲线起点桩号
竖曲线起点高程
桩号K2+160处：
横距
竖距
切线高程
设计高程
终点高程
桩号K2+200处：
竖曲线1计算结果如表2.4所示：
表2.4竖曲线1计算结果
桩号
横距x（m）
竖距h（m）
切线高程（m）
设计高程（m）
192.621
K2+160
25.7
0.055
192.461
192.517
K2+200
65.7
0.360
192.214
192.574
K2+205
192.598
所设置的竖曲线在平面上均处于直线段上，切竖曲线半径足够大能够满足视距要求。
2.4横断面设计
2.4.1横断面组成及其类型
道路横断面是指中线上个点沿法向的处置剖面。
由横断面设计线和地面线组成，高速公路和一级公路的横断面组成主要包括：
行车道、中间带、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟、截水沟等）根据需要可能还有变速车道和碎落台等。
本次设计各指标汇总如下：
表2.5横断面设计指标
车道：
4x3.75m
路拱横坡2﹪
土路肩：
0.75m，坡度3﹪
边沟：
底宽0.5m，坡度1:
1
硬路肩：
2.5m，坡度2﹪
路堤边坡：
中间带：
3m
路堑边坡：
路缘带：
0.5m
路基宽度：
24.5m
1.路拱及路拱横坡
为了路面便于横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。
其形式有抛物线型、折现型。
高等级公路一般采用直线接抛物
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