某高速公路工程公路橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)歐辰案例目錄TOC\o"1-3"\h\u811某高速公路工程公路橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)歐辰案例 1142171.1路線橫斷面設(shè)計(jì)要求 1191161.2橫斷面設(shè)計(jì)的具體步驟 254351.3橫斷面組成部分的設(shè)計(jì) 2111581.3.1中間分隔帶 2165401.3.2道路路拱 227451.4路基土石方的計(jì)算和調(diào)配 373021.4.1橫斷面面積的計(jì)算 3132221.4.2路基土石方工程數(shù)量的計(jì)算 3291491.4.3土石方調(diào)配原則 4橫斷面是垂直于縱向的剖切面，橫斷面設(shè)計(jì)對(duì)于公路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)意義重大。橫斷面是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或由大比例尺地形圖、航測(cè)相片討論的橫斷面設(shè)計(jì)，只限于與行車(chē)直接有關(guān)的那一高程等問(wèn)題，所以有時(shí)也將路線橫斷面設(shè)計(jì)稱(chēng)作由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成。公路橫斷截水溝、護(hù)坡道、取土坑、棄土堆以及環(huán)境保護(hù)、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道、綠化帶等；高速公路其中的地面線是表征地面起伏變化的那條線，它是路線設(shè)計(jì)中所屬一部分，即各組成部分的寬度、橫向坡度、相對(duì)“路幅設(shè)計(jì)”。1.1路線橫斷面設(shè)計(jì)要求基本要求：①路基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要根據(jù)使用需求和當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，同時(shí)結(jié)合施工條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，即滿(mǎn)足一定強(qiáng)度的穩(wěn)定性的同時(shí)，又要具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值。②公路橫斷面一般能表現(xiàn)出路面線、路面結(jié)構(gòu)構(gòu)成、路面以下路基的結(jié)構(gòu)層次、路面周?chē)牡匦纹露?、公路寬度、以及路面上、路基下排水設(shè)施，在設(shè)計(jì)時(shí)能清晰完整地利用橫斷面對(duì)整個(gè)路基路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行設(shè)計(jì)。③斷面中那條彎曲起伏的線代表了對(duì)應(yīng)樁號(hào)在左右方向的地形變化，其本質(zhì)來(lái)源于地形圖，需要高程數(shù)據(jù)的支撐才能出現(xiàn)，地形圖中等高距越小，斷面圖中地形線變化會(huì)更加細(xì)致，這樣在計(jì)算本樁內(nèi)的填挖量時(shí)會(huì)更加準(zhǔn)確，更加接近真實(shí)數(shù)據(jù)。④橫斷面設(shè)計(jì)與行車(chē)的穩(wěn)定性、舒適性息息相關(guān)，好的橫斷面構(gòu)成會(huì)使得道路的功能完備、最大限度的產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。⑤路基的設(shè)計(jì)要照顧到當(dāng)?shù)剞r(nóng)田等基礎(chǔ)設(shè)施的需求，盡量控制廢土占地，防止水土流失及淤塞河道。1.2橫斷面設(shè)計(jì)的具體步驟(1)描繪橫斷面地面線。地面線需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，一般分為紙上定線和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

(2)根據(jù)路線和路基資料來(lái)編寫(xiě)路基設(shè)計(jì)表，將橫斷面的填挖方及相關(guān)資料填寫(xiě)在對(duì)應(yīng)樁號(hào)的斷面上。

(3)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)查證的土壤地質(zhì)資料，標(biāo)出土石界線，計(jì)算邊坡坡度、描繪邊溝的形狀和尺寸。

(4)描繪橫斷面的設(shè)計(jì)線，步驟應(yīng)包括路基、邊溝、截水溝的加固及防護(hù)。位于彎道上的斷面上還要表示出超高、加寬，一般直線段的斷面不用表示出路拱坡度。1.3橫斷面組成部分的設(shè)計(jì)1.3.1中間分隔帶高速公路和一級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度比較快且車(chē)道數(shù)多，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,高等級(jí)整體式雙幅路，由于交通量巨大，行駛速度快。為避免相向而行的汽車(chē)互相影響，或避免交通事故，或避免視覺(jué)誤差，需要在道路中心線附近設(shè)置隔擋，即中間帶，才能滿(mǎn)足該等級(jí)道路的應(yīng)有功能。中間帶一般以道路中心線為對(duì)稱(chēng)軸，設(shè)置有一定高度的隔離，邊緣還有路緣帶。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:（1）公路所處區(qū)域不同，需要發(fā)揮的功能作用不同，中央分隔帶寬度以及形式也不同，設(shè)計(jì)時(shí)一般要結(jié)合區(qū)域特色、社會(huì)功能來(lái)選擇。（2）一級(jí)公路連接低等級(jí)公路，形成路網(wǎng)，可以匯集或分散車(chē)流量，車(chē)況比之高速路要復(fù)雜，同一公路的不同路段，需要隔離帶發(fā)揮的作用也不同，隔離帶寬度與形式的選取要結(jié)合已有的設(shè)施。1.3.2道路路拱高速公路的路幅寬度很寬，遇到大雨天氣，路面會(huì)匯集大量積水，為了將水順利排出，一般路面由中間向兩邊緣傾斜，路面斷面就成為了一個(gè)凸型，也像拱橋的拱，這就叫路拱。一旦路面設(shè)計(jì)路拱，從力學(xué)角度分析來(lái)說(shuō)，路面傾斜了，受力狀況發(fā)生改變，產(chǎn)生了一個(gè)水平向外的分力，使得車(chē)輛更容易向側(cè)邊產(chǎn)生滑移，穩(wěn)定性下降，行車(chē)危險(xiǎn)性系數(shù)增加。同時(shí)，過(guò)大的路拱坡度會(huì)使乘客感到不舒適。因此需要選擇一個(gè)不大不小的坡度，兼顧排水性能而又不使行車(chē)穩(wěn)定性減小太大，經(jīng)過(guò)查證資料，總結(jié)多方面經(jīng)驗(yàn)，路拱坡度為2%，路肩稍大，取3%。表5-1路拱橫坡度1.4路基土石方的計(jì)算和調(diào)配土石方的計(jì)算與調(diào)配對(duì)于節(jié)約施工成本、縮短施工周期有重要影響。采用合理準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算、井然有序的調(diào)配方法一直是設(shè)計(jì)人員所追求的。在公路的測(cè)設(shè)過(guò)程中，土石方量的計(jì)算一般采用近似的方法，計(jì)算精度按工程的具體要求而定。一般來(lái)說(shuō)，橫斷面的面積以m2為單位，取小數(shù)后一位；土石方的體積以m3為單位，取至整數(shù)。1.4.1橫斷面面積的計(jì)算橫斷面面積指的是天然地面線與設(shè)計(jì)的路基線包圍的區(qū)域的面積，但是形狀不規(guī)則，難以直接計(jì)算，需要對(duì)圍成的區(qū)域進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，再使用軟件算出。本設(shè)計(jì)采用坐標(biāo)法，收集計(jì)算區(qū)域各頂點(diǎn)坐標(biāo)，在軟件中建立一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系，找到各頂點(diǎn)，連多點(diǎn)成面，再用解析幾何獲取最終的斷面面積。其中幾何計(jì)算式如下：在段面面積計(jì)算中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:(1)填方是填方，挖方是挖方，為避免混淆有利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理，要分別獨(dú)立計(jì)算；（2）由于工程造價(jià)不等，填方土石量和挖方土石量也應(yīng)分開(kāi)計(jì)算。（3）特殊情況下橫斷面上的某一部分既是挖方又要算作填方。1.4.2路基土石方工程數(shù)量的計(jì)算(1)平均斷面法：假設(shè)兩相鄰斷面組合成一個(gè)棱柱體，這兩個(gè)斷面即為棱柱體的上底和下底，中線距離即兩樁號(hào)里程差就是棱柱的高。用這種方法得出的體積計(jì)算公式為式中V——兩斷面之間的土石方體積，m3；A1，A2——兩橫斷面間填方或挖方的面積，m2；L——兩斷面之間的中線長(zhǎng)度，m。棱臺(tái)體積法：當(dāng)兩個(gè)橫斷面面積A1、A2相差比較大的時(shí)候，他們組成的幾何體和棱臺(tái)更為接近。棱臺(tái)公式的精度較高，計(jì)算中應(yīng)該盡量采用，尤其是在使用計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)；用這種方法得出的體積計(jì)算公式為式中，m=,同時(shí)要求A1>A2。1.4.3土石方調(diào)配原則（1）土石方調(diào)配要優(yōu)先在所屬樁位內(nèi)橫向調(diào)配，來(lái)減少總運(yùn)輸量。

結(jié)合施工技術(shù)，運(yùn)輸設(shè)備臺(tái)班費(fèi)用以及地形條件，確定最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)距；（3）填挖平衡后多余的土石方要謹(jǐn)慎廢棄，少占農(nóng)田土地，或設(shè)置棄土場(chǎng)，或整平作為新的耕地。填方不足要從外界運(yùn)土，這時(shí)要協(xié)調(diào)周?chē)h(huán)境與地形進(jìn)行取土，取土留下的場(chǎng)地可考慮用作耕地，減小耕