参考 毕业设计的计算书.docx

参考 毕业设计的计算书.docx

《参考 毕业设计的计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《参考 毕业设计的计算书.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

参考毕业设计的计算书

目录…………………………………………………………………………………………1

1绪论………………………………………………………………………………………3

1.1工程概况………………………………………………………………………………3

1.2设计任务………………………………………………………………………………3

1.3主要设计指标…………………………………………………………………………3

1.4主要技术标准…………………………………………………………………………4

2平面设计…………………………………………………………………………………5

2.1设计原则………………………………………………………………………………5

2.2设计总要求……………………………………………………………………………5

2.3平曲线设计……………………………………………………………………………6

2.4超高设计………………………………………………………………………………8

3路线纵断面设计…………………………………………………………………………9

3.1纵断面设计的总原则及方法…………………………………………………………9

3.2纵断面设计计算………………………………………………………………………11

3.3纵断面的绘制…………………………………………………………………………12

4路基横断面设计…………………………………………………………………………13

4.1横断面设计时应收集的资料…………………………………………………………13

4.2路基横断面形状及高度确定的依据…………………………………………………13

4.3路基横断面图绘制……………………………………………………………………14

4.4土石方数量计算………………………………………………………………………14

4.5处理工程………………………………………………………………………………14

5路面设计…………………………………………………………………………………15

5.1路面结构设计原则……………………………………………………………………15

5.2结构层组合设计原则…………………………………………………………………15

5.3路面设计………………………………………………………………………………15

5.4路面接缝的设计………………………………………………………………………24

6挡土墙设计………………………………………………………………………………25

6.1挡土墙设计原则………………………………………………………………………26

6.2挡土墙施工方法………………………………………………………………………26

6.3挡土墙计算示例………………………………………………………………………26

7涵洞的设计………………………………………………………………………………27

7.1涵洞设计的原则………………………………………………………………………27

7.2涵洞洞口加固与防护…………………………………………………………………28

7.3涵长的计算……………………………………………………………………………28

参考文献……………………………………………………………………………………30

致谢…………………………………………………………………………………………31

1绪论

1.1工程概况

1.1.1概述

路线起点K0距离河岸约23m，终点K1＋898.731，全长1.899km。

路线按平原微丘区二级公路设计，路基宽10m，设计车速60Km/h，采用水泥混凝土路面，设计基准期为20年。

1.1.2沿线自然情况

设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏较大，地表植被为稻田、树林，间有水塘。

沿线所出自然区划为IV3区，属东南湿热区，雨量充沛集中，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，该区水稻田多，土基湿软，夏季炎热。

全线地质条件良好，土壤为砂性土。

1.2设计任务

本设计共分五个阶段：

（1）路线设计：

绘制路线平面图，进行路线纵断面设计。

（2）路基设计：

路基横断面设计及土石方计算，路基排水设计。

（3）路面设计：

水泥混凝土路面设计。

（4）挡土墙设计:

路段进行挡土墙设计。

（5）小桥涵设计：

完成一座小桥涵设计。

1.3主要设计指标

（1）公路等级：

二级公路

（2）设计速度：

60km/h

（3）采用水泥混凝土路面，设计年限20年。

（4）道路的使用性质和交通量：

交通量年平均增长率为5%，算知道设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为

，属于重交通等级。

（5）路线设计起始点及设计高程：

起点桩号：

k0+000设计高程：

53.000

终点桩号：

k1+898.731设计高程：

42.840

1.4主要技术标准

设计速度：

60km/h的二级公路设计标准由«规范»查得，现列表如下:

表1.1主要设计标准

规范标准

二级公路

设计速度（km/h）

60

路基宽度（m）

一般值

10

最小值

8.5

车道宽度（m）

3.75

路肩宽度（m）

右侧硬路肩

一般值

0.75

最小值

0.25

土路肩

一般值

0.75

最小值

0.5

圆曲线最小半径（m）

一般值

200

极限值

125

最大纵坡（％）

6

最小坡长（m）

150

最大坡长（m）

3％

1200

4％

1000

5％

800

6％

600

竖曲线最小半径（m）

凸形

一般值

2000

极限值

1400

凹形

一般值

1500

极限值

1000

竖曲线最小长度（m）

50

停车视距（m）

75

会车视距（m）

150

超车视距（m）

350

2平面设计

2.1设计原则

在路线设计过程中应妥善考虑到远期与近期，整体与局部的关系。

结合地形、地址、水文、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行终合考虑，协调一致，使平面线形与纵面线形的组合满足汽车动力性能的要求并充分考虑、驾驶员在视觉、心理方面的要求，保持线形在视觉上的联系和心里的协调，同时注意与公路周围环境的配合，并根据公路的使用任务、性质合理利用地形。

选择线形在保证平、纵、横设计“合理又合法”的原则下作到平面顺适、纵坡均衡、横面合理，逐步实行标准化。

2.2设计总要求

2.2.1设计要点

（1）路线起点除必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内必须作出按路线方按和近期实施的具体设计。

（2）视觉良好，路线平、纵、横各组成部分空间充裕。

（3）诱导视线各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在是视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能急时采取安全措施。

（4）线形流畅，景观协调，行车安全，舒适，使驾驶员在视觉上能预知公路前方和路况的变化。

2.2.2平面路线布设的原则和具体方法

公路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线组成。

直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。

但是直线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的的技术措施。

不论转角大小均应设置圆曲线，当不得已而设置小于7度的转角时则必须设置足够长的曲线，当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。

缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。

超高的横坡度按公路等级、计算行车速度，圆曲线半径，路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。

一般公路圆曲线应综合考虑设计原则，本段共设3个圆曲线。

表2.1平曲线设置表

序号

交点桩号

转角值

半径

缓和曲线长度

JD1

K0+258.108

左25.22'26"

300

70

JD2

K0+621.608

右24.59'46"

300

70

JD3

K1+131.904

左39.53'48"

300

70

2．3平曲线设计

对于实地定线来说，平曲线设计的主要工作是曲线要素的计算

2.3.1平曲线要素的计算范例

（1）平曲线要素的计算公式

（2）计算示例（以JD2为例）

1）要素计算

2）计算曲线五个主点里程桩号：

JD2K0+621.608

-）T101.633

ZHK0+519.975

+）LS70

HYK0+589.975

+）（L-LS）130.879

HZK0+720.854

-）LS70

YHK0+650.854

-）（L/2-LS）30.440

QZK0+620.415

+）J/21.193

JD2K0+621.608

根据此计算过程，将计算结果填入“直线、曲线及转角一览表”并作为绘制平面图的依据。

表2.2平曲线要素计算结果列表

交

点

号

交点位置

偏角

（.'"）

曲线要素值（m）

切线长度

半径

回旋线参数

曲线长度

曲线总长

外距

T1

T2

R1

Ry

R2

A1

A2

Ls1

Ly

Ls2

JD0

桩

K0+000

左0.0'0"

N

87579.9374

E

64908.151

JD1

桩

K0+258.108

左25.22'26"

102.673

102.673

300

144.914

144.914

70.000

62.857

70.000

202.857

8.205

N

87827.2636

E

64981.9729

JD2

桩

K0+621.608

右24.59'46"

101.633

101.633

300

144.914

144.914

70.000

60.880

70.000

200.88

7.978

N

88188.9886

E

64926.2691

JD3

桩

K1+131.904

左39.53'48"

144.115

144.115

300

144.914

144.914

70.000

138.898

70.000

278.898

19.872

N

88681.2099

E

65069.6609

JD4

桩

K1+898.731

左39.53'48"

N

89392.1564

E

64758.2448

2.4超高设计

根据现行《标准》规定，平曲线半径等于或小于250M时，公路曲线的部分的路面根据圆曲线的半径，交通组成等情况设置响应的加宽。

由于本设计路段的曲线半径大于250m，所以不设置加宽。

因为圆曲线半径小于不设超高最小半径（1500），应设置超高。

根据本设计路段属二级公路，，所以JD1-JD3处的曲线应设置超高。

由规范可查得，其超高横坡度分别为2%，3%。

由于二级公路不设超高最小半径为2500米，因此本设计路段内的两个个曲线需设置超高。

设计超高方式采用绕路中线旋转。

曲线的超高值如下表：

表2.3曲线超高表

序号

交点号

特征

桩号

旋转轴

横坡１

横坡２

横坡３

横坡４

横坡５

横坡６

1

JD0

起点

0

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

2

JD1

ＺＨ

155.435

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

3

172.935

左侧

3.0

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

4

ＨＹ

225.435

左侧

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

5

ＹＨ

288.292

左侧

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

6

340.792

左侧

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

7

ＨＺ

358.292

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

8

JD2

ＺＨ

519.975

右侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

9

537.475

右侧

3.0

-1.5

-1.5

-1.5

-1.5

3.0

10

ＨＹ

589.975

右侧

3.0

-6.0

-6.0

-6.0

-6.0

-6.0

11

ＹＨ

650.855

右侧

3.0

-6.0

-6.0

-6.0

-6.0

-6.0

12

703.355

右侧

3.0

-1.5

-1.5

-1.5

-1.5

3.0

13

ＨＺ

720.855

右侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

14

JD3

ＺＨ

987.789

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

15

1005.289

左侧

3.0

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

16

ＨＹ

1057.789

左侧

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

17

ＹＨ

1196.687

左侧

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

18

1249.187

左侧

3.0

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

19

ＨＺ

1266.687

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

20

ZD

终点

1898.731

左侧

3.0

1.5

1.5

-1.5

-1.5

3.0

3路线纵断面设计

3.1纵断面设计的原则及方法

3.1.1二级公路纵断面设计的总原则

纵断面的设计标准规定如下：

1.二级公路的最大坡度为6%，长路堑以及横向排水不畅的路段采用不小于0.3%的纵坡，当采用平坡（0%）或小于0.5%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。

2.二级公路最小坡长为150M

3.坡长限制：

纵坡坡度≥3%，最大坡长不大于1200m。

纵坡坡度≥4%，最大坡长不大于1000m。

纵坡坡度≥5%，最大坡长不大于800m。

纵坡坡度≥6%，最大坡长不大于600m。

4.满足视觉需要罪行竖曲线半径：

凸形竖曲线为4000、8000m，凹形竖曲线为6000m。

5.竖曲线半径一般最小值2000，凹形竖曲线半径一般最小值1500m。

6.竖曲线最小长度为50m。

7.最大合成坡度9.0%，最小合成坡度为0.5%，平均纵坡不宜大于5.5%。

3.1.2纵断面的设计原则

1.纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。

2.应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形。

3.在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。

4.原微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。

5.计算行车速度≥60KM/h公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求。

6.平纵配合的视觉应在视觉是能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性。

7.平纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调。

8.平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略大于竖曲线。

9.平纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。

10.在直线段内不能插入短的竖曲线。

3.1.3平、纵线形设计应避免的组合

1.直线段内不能插入短的竖曲线。

2.小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。

3.避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。

3.1.4纵坡设计的一般要求

1.满足“标准”中有关纵坡的规定要求。

2纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁，并应尽量避免标准中的极限值，对一般公路，应注意考虑运输，农业机械等方面的要求。

3.应综合考虑沿线的地形，地质，气候等情况，并根据需要采取适当的技术措施，并保证公路的稳定和畅通。

4.尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程数量。

3.1.5本路段设计

结合以上原则，对路段进行实际设计，本路段最大纵坡坡度为4.99%，最小纵坡坡度为-0.5418%。

本路段共设3个变坡点。

如下表：

表3.1

编号

桩号

高程（m）

坡长（m）

半径（m）

直坡长（m）

切线长T（m）

外距E（m）

1

K0+260

65.980

260

3000

171.27

88.73

1.312

2

K1+120

58.042

860

8000

676.691

94.579

0.559

3

K1+520

44.892

400

6000

223.05

82.371

0.565

3.2纵断面设计计算示例

3.2.1设计标高计算公式

坡线标高=变坡点标高+

……………………………3.1

或坡线标高=变坡点标高-

……………………………3.2

式中：

x——计算点到变坡点的距离，m；

i——坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负。

3.2.2竖曲线要素的计算公式

…………………3.3

式中R——竖曲线半径，m;

L——竖曲线的曲线长，m;

T——竖曲线的切线长，m;

E——竖曲线的外距，m;

ω——两相邻纵坡的代数差，以小数计。

h——竖曲线上任意点到切线的纵距。

x——竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离，m;

3.2.3竖曲线要素的计算：

（示例）

以变坡点2为例，变坡点桩号为K1+120，高程为58.042m，i1=-0.92%，i2=-3.29%，竖曲线半径R=8000m。

计算桩号k1+200的高程。

各变坡点竖曲线要素计算过程如下：

ω=i2-i1=-0.0329-（-0.0092）=-0.0237,为凸形

L=Rω=8000×0.0236=189.6m

T=L/2=94.8m

设计高程的计算

竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T

=（K1+120）-94.8=k1+025.2

竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T

=（K1+120）+94.8=k1+214.8

竖曲线起点高程＝58.042＋94.8

0.0092＝58.914

桩号k1+200处：

横距：

x=（k1+200）-（K1+025.2）=174.8m

竖距：

切线高程=58.914-174.8×0.0092=57.30884m

设计高程=57.30884-1.9097=55.399m

3.3纵断面图绘制

纵断面上的设计标高采用路基边缘标高，按设计资料给定的中桩高度及对应的里程桩号，点绘出路线纵断面地面线。

按照上述原则和计算结果，进行纵坡及竖曲线设计。

在图上标明坡度和坡长，竖曲线位置及要素，小桥涵位置、类型、跨径，水准点位置及高程。

在图框栏里标出直线、平曲线的平面形式。

平曲线左转为凹型曲线，右转为凸型曲线。

标明平曲线起终点，及圆缓、缓圆、曲中点。

路面超高方式的绘制：

1.按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线路面横坡度为零。

2.绘制两侧路面边缘线，用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线，若路面边缘线高出路中线，则绘于基线上方，反之，绘于下方。

3.标注路拱横坡度：

向前进的方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。

算出超高起点至同坡度起点的长度。

连接曲线起点和超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与路拱横坡度相同。

再连接圆曲线起点与超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与超高横坡度相同。

此为由直线进入圆曲线的部分（见曲线超高方式图）。

同理，可绘出从圆曲线到直线的另一部分。

完成上述工作后，在图上标明地质概况、地面高程、设计高程、里程桩号。

4路基横断面设计

公路横断面设计是根据行车对公路的要求，结合当地的地形、地质、水文等自然条件，来确定横断面的形式、各组成部分的位置及尺寸。

4.1横断面设计时应收集的资料

（1）平曲线的始终点桩号、转角方向及其各桩号的超高值。

（2）各桩号的填挖高。

（3）路基宽度。

（4）路基边坡坡度。

（5）边坡的型式和断面尺寸。

4.2路基横断面形状及高度确定的依据

1.本公路等级属二级公路（平原微丘区），采用二级路基标准横断面型式，路基宽度10m。

2.本路采用水泥混凝土路面，路拱横坡度采用1.5%。

为保证施工简便，利于机械化。

路肩硬路肩宽度为0.75m，横坡与路拱同，为1.5％，土路肩为宽度为0.75m。

因土路肩横坡应比路拱横坡大1%~2%，本设计采用土路肩横坡3%。

3.本地区表层土壤为砂性土，属平原微丘区。

地表排水比较通畅，不会形成长期地表积水，填挖高度不大。

填挖方路基边坡采用1：

1.5。

4.填土高度小于1.0m的矮路堤以及路堑，应设置边沟，边沟为浆砌片石边沟，截面为梯形，底宽为0.6m，深度为0.6m，内外侧边坡坡度均为1：

1。

边坡纵坡与路线纵坡一致，边沟，采用。

填方路段采用外运土，在路堤两侧不设取土坑，所以路堤两侧不设护坡道。

4.3路基横断面图绘制

1.横断面图按1：

200的比例绘制，点绘出横断面地面线。

2.应根据平纵设计的成果，在各桩号的地面横断面上，逐桩号标注其填挖高度，路基宽度和超高值。

3.按土壤地质资料，表出各路段的覆盖层厚度，所用边坡坡度。

4.计算填挖面积，并分别标于横断面上。

4.4土石方数量计算

用积距法结合几何图形法算得路基填挖方数量，填挖方分别计算，填方扣除路面结构层厚度，挖方不扣除。

得到每个桩号断面的填挖土石方量。

根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。

填挖部分分别计算，算得后填入《路基土石方数量计算表》

计算经济运距，进行土石方员运纵向调配。

应尽可能在本桩位内移挖做填，以减少废方和借方。

运用经济运距，综合考虑施工方法，运输条件和地形情况等因素。

调配土石方应考虑桥涵位置，一般不做跨沟调配。

考虑地形情况，不宜往上坡方向调运。

运用以上原则，在做完填挖方数量、本桩利用、填缺、挖余后，进行纵向调配。

把每公里合计、填挖方数量、利用方、弃方数量填入《每公里路基土石方数量计算表》。

4．5处理工程

开挖路堑的弃土可用来适当加宽路基，减少弃方。

防止弃方堆置不当而影响路堑稳定或造成水土流失，危害农田水利。

弃土堆设置在附近低地或路堑下坡一侧，地面平坦或深路堑时，宜设置在路堑两侧。

弃土堆应堆成规则形状，一般为梯形断面。

其边坡不应陡于1：

1.5，顶面应有不小于2%的横坡，其高度不宜大于3m，在上坡方向的弃土堆，应连续而不中断，在弃土堆前设置截水沟，在下坡方向的弃土堆，应每隔50—100m设不小于1米的缺口，以利于排水。

路基基底处理时，为保证路基有足够的强度，当工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载的作用不仅作用于路堤，而且作用于天然地基上部土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足路基工作区的要求，均应充分压实。

5路面设计

5．1路面结构设计原则

5.1.1结构层厚度设计原则

（1）结构层造价：

面层比较贵，而基层相对比较便