齐齐哈尔工程学院毕业设计指导书

第二部分道桥方向一、道路设计1.目的与要求根据设计所给资料，进行路线方案比选。然后确定平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算与调配，编制直线、曲线及转角一览表，路基设计表，路基土石方数量计算表；进而进行路面结构类型选择，确定各结构层的合理厚度。2.有关资料1）设计资料①地形图：XX地区Y张比例尺：1：2000②地质资料：选线地区具体的土质层次、土质特点、岩石风化状况、水文状况及降雨量情况等。③交通资料：据此可确定线路等级。如据调查，起始年交通组成及数量如下：小汽车：X（辆/日）；解放CA15：Y（辆/日）东风EQ140：Z（辆/日）；黄河JN162：W（辆/日）预测年平均增长率：q%；初定设计年限：L年2）设计依据及参考资料①公路工程技术标准；②公路路线设计规范；③道路工程制图标准；④道路设计资料集；⑤路基设计原理与计算；⑥公路工程施工定额的编制与应用；⑦相关教材：道路勘测设计、路基路面工程、路网规划等；⑧土木工程专业毕业设计指南—道路工程分册、道路设计手册—路线测设等。3.设计方法与设计内容⑴路线方案的拟定与选择主要从技术和经济两个方面考虑，对各种可能的路线方案进行比较，最后确定出经济合理、技术可行的最优方案，为进一步的线路设计打下良好基础。⑵公路技术等级的确定和技术标准的验证根据所给资料，参照《公路工程技术标准》（以下简称《标准》）、《公路路线设计规范》（以下简称《路线规范》）确定路线的等级。根据已确定的公路技术等级，按标准、规范规定，确定公路的技术标准及各项指标。⑶道路平面设计A．纸上定线1）路线布置根据已确定的公路等级及技术标准，在地形图上确定出路线的各转角点，从而确定出路线导线的位置。2）线形设计按照地形图上已确定的转角点，进行如下设计：1①用正切法求出各转角点处的转角值，并确定出左偏或右偏。②按地形图比例测量计算出交点间的距离。③据技术标准和交点间距，初步确定布线类型，如单曲线、同向曲线或同向复曲线、反向曲线或反向复曲线等。设计时应遵循以下原则：同向曲线间尽量避免插入短直线，插入时，其最小长度不小于6Vm；反向曲线间最小直线长度不小于2Vm(V≥60km/h)；V≤40km/h时，可参照上面两条执行。④据转角、交点间距离，并结合交点处地形情况，确定合适的曲线半径R和曲线长度，计算曲线要素。切线长Th、曲线长Lh、外距Eh、和超距Jh，并推算主点桩号。⑤沿着已经布设好的公路中线，从路线起点开始，按整桩号法排桩，将起点桩号（K0+000）、百米桩、公里桩、曲线主点桩，终点桩及各相应整桩号桩布设，标定在公路中线上。3）计算超高与加宽参照《标准》与《规范》及教材中的公式列表计算加宽值，确定旋转轴，列表计算超高值。B．填写“直线、曲线及转角一览表”直线、曲线及转角一览表，是平面设计的主要成果之一，它是通过转角计算、中线测量和曲线设置后获得的成果，它反映了设计者对平面线形的布设意图。该表要据实逐一填写。C．绘制路线平面设计图在已经布设好公路中线的地形图上，完成以下任务：①填写标题栏内容；②绘制曲线要素表；③加深公路中线；④起终点桩、百米桩、公里桩、主点桩按图例要求，绘制到地形图上。⑷路线纵断面设计1）纵断面设计内容①按3号图纸尺寸，在图纸下方，自下而上绘出超高、直线与曲线、里程桩号、坡度与坡长、地面高程、设计高程和地质状况；②填绘直线与平曲线栏、里程桩号栏；③在图纸左侧绘制相应高程标尺；④按高程1：200，水平1：2000的比例，点绘地面线；⑤拉坡。2）纵断面设计应考虑的因素①拉坡时应考虑以下因素：ⅰ综合考虑最大纵坡、最小纵坡和坡长限制；ⅱ高原地区注意纵坡的折减；对标高的控制；2ⅲ转坡点位置的确定。②不同地区标高控制的原则如下：ⅰ在平原区，地面平坦，河沟交错，地面水源多，地下水位较高，其路线设计标高主要由保证路基稳定性的最小填土高度控制。ⅱ在丘陵区，地面有一定的高差，但不很大，路线在纵断面上克服高差不很困难，其路线设计标高主要由土石方平衡、降低工程造价控制。ⅲ在山岭区，地形变化大，地面自然坡度大，为了保证汽车平顺行驶，就必然产生高填深挖的现象，其路线设计标高主要由纵坡度和坡长限制，同时要从土石方尽量平衡和路基附属工程合理等方面来适当考虑。ⅳ在沿河及容易受水浸泡的路段，为保证路基稳定性，路基一般应高出《标准》规定的洪水频率计算水位0.5m以上。③转坡点位置的确定应考虑以下因素：ⅰ充分考虑纵断面线形和平面线形的相互搭配；ⅱ桩号应设在10m的整数倍处；ⅲ转坡点的选择应尽量使工程量最小；ⅳ转坡点的选择应尽量做到使线形最好。3）竖曲线设计①转坡点标高的确定②竖曲线要素计算③竖曲线半径的确定竖曲线半径的确定，在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的半径，使视觉上感到舒适畅顺；④竖曲线与直坡段同向竖曲线与反向竖曲线间的直线段长度应满足规范的要求。4）平纵线形组合①组合原则ⅰ应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持线形的连续性；ⅱ平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上、心理上保持协调；ⅲ选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车。②平竖组合ⅰ平曲线（包括圆曲线和缓和曲线）与竖曲线两者应相互重合，这是平、纵最好的组合，且平曲线应比竖曲线长（俗称“平包竖”）。ⅱV≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线；凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。ⅲ平曲线与竖曲线的半径大小应选用适当，使其组合达到视觉上的良好效果。③平纵组合3平面与纵坡组合时，应注意长坡下端避免设置小半径平曲线，较长的平面直线上也不宜设大坡。并应选择能够得到适当合成坡度的线形组合。一般最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不小于0.5%。应避免急变与陡坡相重合的线形，以利安全。平、纵线形的组合必须是在于路线所经地区的环境充分配合的基础上进行的，否则即使线形符合组合的有关规定，亦不是良好的设计。所以时时处处都应注意与公路周围环境的配合与协调。5）填写《路线逐桩坐标表》高速公路、一级公路编制本表；列出桩号纵、横坐标等。⑸路基、路面及排水设计1）横断面图的绘制①按路基设计表中的桩号，依序在平面设计图上沿各中桩所在位置的横断面按比例向两侧量取满足路基设计要求宽度。将地面线按高度与平距均为1：200比例点绘到米格纸上，顺序从下到上，从左至右。②按各公路等级相应标准横断面的要求，进行横断面的绘制。横断面绘制按以下要求进行：ⅰ参照典型横断面图进行横断面设计；ⅱ路堤边坡和路堑边坡，按《标准》要求和根据地质情况进行设计；ⅲ边沟形式，根据道路等级、水文条件及地质情况而定；ⅳ绘制横断面时，要注意圆曲线与缓和段部分的超高和加宽。2）视距设计①视距包络图通过绘制视距包络图的方法，检查弯道内侧能否满足视距的要求。②视距台通过视距包络图检查，不能满足视距要求的弯道，据包络图求出弯道上每一段面的横净距，在相应横断面涂上绘制出视距台。3）路基设计表路基设计表是公路设计文件的组成内容之一，它是平、纵、横等主要测设资料的综合。表中填列所有整桩、加桩及填挖高度、路基宽度（包括加宽）、超高值等有关资料，为路基横断面设计的基本数据，也是施工的依据之一。4）边沟（排水沟）设计表列出桩号、地面高程、设计高程，按左右侧列出边沟或排水沟形式、尺寸、沟中心至中桩距离及沟底纵坡（设计资料、沟底高程、说明等）。5）路基标准横断面图和路基一般设计图6）土石方数量计算表土石方计算包括以下内容：①填挖面积的计算：根据已经设计好的横断面图，用积距法、几何图形法、混合法和求积仪法计算出每一横断面上的路基填方或挖方的土石方面积。4②土石方数量计算：路基土石方填挖数量，根据公式分别进行计算，挖方按天然密实体积计算，填方按压实后的体积计算。③土石方调配：土石方调配，首先按教材所述要求，将有关数据计算出，然后在路基土石方数量计算表上进行图示法调配，调配所用公式为：填方=本桩利用+填缺；挖方=本桩利用+挖余。④进行闭合核实，调配完成要进行闭合验算，公式为：填缺=远运利用+借方；挖余=远运利用+废方。路基土石方工程数量的计算与调配均在《路基土石方数量表》上进行，将断面桩号、填挖面积、土石成分等资料依次填入表中相应栏内，算出相邻断面的距离、平均断面面积并填入表内，再算出其间的体积填入表中。按路基土石方调配原则，在《路基土石方数量计算表》上进行调配。7）取土坑（场）、弃土堆（场）一览表列出取土或弃土地段起讫桩号、取土或弃土位置（上下路桩号、支线长度、运距）、取土坑（范围、土名、土类、最大挖深、可取量、计划用量）、占用土地（永久或临时）、开挖方式及运输条件、弃土堆（土石方数量、运距）、临时工程（便道、便桥等）。8）弃土堆（场）设计图大型取土坑应绘制本图。绘出取土坑或弃土堆平面布置图，纵、横断面及排水系统、绿化等设计图，并说明施工注意事项。9）路面结构设计图根据设计任务书和交通资料按路面设计方法，设计出合理的路面结构。对于柔性路面，要求拟定路面结构类型，定出各结构层的厚度并进行验算；对于刚性路面，要求拟定出路面尺寸并进行验算。根据设计的路面结构，绘制出路面结构设计图。标示出公路自然区划、设计参数、行车道及路肩加固结构物及尺寸，绘出路面边缘大样图。⑹工程预算编制工程预算直接利用《公路工程预算定额》及配套使用的《公路基本建设工程概算、预算编制办法》和《公路工程机械台班费用定额》。所包括的文件主要有：①总预算汇总表；②全预算人工、主要材料、机械台班数量汇总表；③总预算表；④人工、主要材料、机械台班数量汇总表；⑤建筑安装工程费计算表；⑥其它直接费及间接费综合费率计算表；⑦设备、工具、器具购置费计算表；⑧工程建设其它费用及回收金额计算表；⑨人工、材料、机械台班单价汇总表。⑺专题设计对自己所选专题，参考有关资料和规范要求进行设计。4.设计要求毕业设计结束时应提供以下文档及图纸：1）设计说明书2）设计图表册5全部图表均采用3号图纸，设计图表册按以下顺序进行装订：①平面设计图；②纵断面设计图；③标准横断面图；④典型横断面图；⑤横断面设计图；⑥路面结构图；⑦直线、曲线一览表；⑧路基设计表；⑨路基土石方数量计算表；⑩预算表。二、桥梁设计1．设计内容本次设计包括上部结构和下部结构两个方面的内容。上部结构包括：①桥梁的结构设计；②桥梁的行车道板设计；③主梁的设计；④横隔梁的设计；⑤支座的设计；⑥上部结构工程预算；⑦上部结构施工设计，共计七个部分组成。下部结构包括：①盖梁设计；②桥梁墩（台）设计；③桥梁墩（台）的基础设计；④下部结构工程预算；⑤下部结构施工设计，共计五个部分。2．设计方法⑴上部结构设计1）桥梁的结构设计根据《公路工程技术标准》关于不同等级的道路的行车道、人行道和安全带等的要求及设计大纲所给的跨径条件，首先拟定桥梁的桥面形式，及所用的主梁片数和每一片主梁的宽度。根据钢筋混凝土T形梁桥或预应力混凝土T形简支梁桥的有关的有关构造的要求来拟定桥梁T形主梁各细部的尺寸，包括T形主梁的梁高、肋宽、翼板厚度、马蹄加宽的高度和厚度及横隔梁的片数、高度和厚度。根据所给的跨径条件拟定出主梁的长度和该跨的计算跨径。2）行车道板的设计行车道板的荷载包括永久荷载和可变荷载，设计时可不考虑偶然荷载。永久荷载主要指恒载，恒载产生的内力由桥面铺装和主梁翼板自重组成。可变荷载主要由汽车和挂车来提供。设计过程如下：①根据《公路桥涵设计规范》查出该等级的桥梁应用的设计荷载；②根据拟定主梁尺寸进行各种荷载布设，布设中应注意相邻车轮是否能布上同一片翼板；③布载后进行板的内力计算；④进行内力组合；⑤根据所求内力进行配筋设计。3）主梁的设计主梁的荷载包括永久荷载和可变荷载，可不考虑偶然荷载。永久荷载主要指恒载，恒载产生的内力由桥面铺装、主梁自重和栏杆和灯柱自重组成。其中桥面铺装和栏杆及灯柱的自重由各片主梁平均来承担。可变荷载主要由汽车和挂车来提供，可变荷载产生的内力要进行横向的分布。设计过程如下：6①计算各根主梁跨中和支点的横向分布系数，计算支点的横向分布系数采用杠杆原理法，跨中处的横向分布系数用比拟