道橋畢業(yè)設計論文--二級道路設計

1、<p>　　**K26+000-K28+218二級道路設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在本設計中，主要是進行**二級公路的設計。設計部分的公路全長2218m，設計車速80km/h，雙向兩車道，使用公路—Ⅱ級荷載。</p><p>　　根據(jù)使用性質和任務，確定了公路的等級。查找相應技術規(guī)范和以及

2、設計需要的各種參數(shù)，結合地形條件在平面圖中進行路線方案比選。選擇一個最佳方案進行詳細技術設計，內容包括路線平、縱、橫設計，路基路面設計和排水設計，橋梁設計以及施工組織設計，并完成施工圖設計階段應完成的各種圖、表和設計說明書。</p><p>　　關鍵詞 ：平、縱、橫設計；路基路面；橋梁；施工組織</p><p>　　The Secondary Road Design of RuijinFr

3、om K26+000 to K28+218</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design is mainly the secondary road design of the west of Jiangxi province and the length of this road which I devised is

4、2218m.the speed of the design is 80km/h and it is two-lane two-way. the design loading for road is highway-Ⅱlevel.</p><p>　　According to the given service level and attribute of the highway , the highway is

5、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

6、 plans,the most proper one of these is recommended and subsequently carried out in detail which it includes line level, longitudinal and transverse design, pavement design,drainage design, bridge d</p><p>　　

7、Keywords: line level, longitudinal and transverse design subgrade;pavement; Bridge; construction organization</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　一、概況</b></p><p>

8、　　該公路位于丘嶺區(qū)，為平原微丘區(qū)二級公路，雙向二車道,設計行車速度為80km/h，路基寬度12米，路面結構擬選瀝青混凝土路面。橋涵設計荷載：公路-Ⅱ級。</p><p><b>　　二、自然地理條件</b></p><p><b>　　1.地形地貌</b></p><p>　　本合同段在大的地貌單元上屬**地區(qū)，區(qū)內次一

9、級的地貌單元主要為丘峰溝地地貌，峰叢洼地、殘丘坡地地貌，其地勢起伏較大，地面標高在238～362ｍ。</p><p><b>　　2.氣象條件</b></p><p>　　該段公路，處于亞熱帶季風，潮濕型氣候區(qū)，其特點是溫濕多雨，干旱季節(jié)分明，區(qū)內氣溫一月最冷，七月最熱，多年平均氣溫13.7℃～19.1℃，最高39℃，最低-7℃，每年冬春（12月至翌年4月）氣候干暖，

10、降水量少，夏秋（5月至8月）濕熱，降雨量集中，年降水量1000～1400ｍｍ。</p><p><b>　　三、工程地質條件</b></p><p><b>　　1.地層</b></p><p>　　路線經(jīng)過地段，基巖普遍出露，植被較稀少。</p><p><b>　　2. 地質構造：&l

11、t;/b></p><p>　　區(qū)內地層總的呈單斜構造，主要斷層為上木札斷層。</p><p>　　單斜構造：勘區(qū)巖層走向總的呈北西、南東方向延伸，傾向北東，巖層產(chǎn)狀：45°～70°19°～52°，局部地段受斷層影響略有變化。</p><p>　　上木札斷層：該斷層長26公里以上，逆斷層兼有順扭平移，地層斷距800ｍ，在

12、本合同段延伸方向為340°左右。</p><p>　　斷層產(chǎn)狀：傾向北東、傾角50～70°，見糜棱巖寬5ｍ。</p><p>　　該斷層總體走向與路線走向基本一致，在某些部位與路線發(fā)生交叉。對路線的興建有一定的影響。</p><p><b>　　3.水文地質</b></p><p>　　受構造及巖性控

13、制，勘區(qū)地下水類型有碳酸鹽巖巖溶水，基巖裂隙水、松散土層孔隙水三種類型。碳酸鹽巖巖溶水分布最廣，水量較大，一般以泉水的形式出現(xiàn)，除當?shù)鼐用耧嬘猛?，還用于灌溉農(nóng)田?；鶐r裂隙水，屬于風化帶裂隙水，分布于裂隙發(fā)育的山體表層，一般地下水埋藏較淺,且隨地形起伏變化，一般2～7ｍ，受大氣降水補給，就地排泄，一般水量不大。孔隙水、零星分布于有泉點出露的沖溝一帶及落水洞被堵塞的低洼地段，水量微小，以滲流為主。</p><p>　

14、　4. 不良地質現(xiàn)象：</p><p>　　勘區(qū)經(jīng)過大量農(nóng)田和池塘，軟土地基較多，地質情況較差，需進行路基處理。</p><p><b>　　5. 地震：</b></p><p>　　工程區(qū)內地震活動頻繁，但震級不大，一般對工程建筑危害輕微。該區(qū)域屬地震烈度Ⅵ度區(qū)，一般工程可不設防。</p><p>　　四、路線主要技術

15、指標</p><p>　　道路作為一條三維空間的實體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設施所組成的帶狀構造物。公路的路線位置受社會經(jīng)濟、自然地理和技術條件等因素的制約。我們設計的任務就是在調查研究、掌握大量材料的基礎上，設計出一條有一定技術標準、滿足行車要求、工程費用最省的路線。</p><p>　　路線的各項指標如下表格：</p><p>　　根據(jù)本段路線所

16、處路段，綜合全路段的路線走向及線形要求，本路段共有2個交點，平曲線線形見下圖。</p><p><b>　　平曲線線形圖</b></p><p><b>　　五、路線布設情況</b></p><p>　　1.丘陵區(qū)選線要點。丘嶺區(qū)選線應綜合考慮平、縱、橫三者的關系，恰當?shù)卣莆諛藴?，提高線形質量。設計中應注意。 </p

17、><p>　　2.路線應隨地形的變化布設，在確定路線平、縱面線位的同時，應注意橫向填挖的平衡。橫坡較緩釣地段，可采用半填半挖或填多子挖韻路基，橫坡較陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。同時還應注意縱向土、石方平衡，以減少廢方和借方。</p><p>　　3.平、縱、橫三個面應綜合設計，不應只顧縱坡平緩，而使路線彎曲，平面標準過低，或者只顧平面直捷、縱坡平緩，而造成高填深挖，工程過大：或者只顧

18、工程經(jīng)濟，過分遷就地形，而使平、縱面過多地采用極限或接近極限的指標。</p><p><b>　　六、路基路面設計</b></p><p>　　包括路面結構層設計和高填深挖路基的穩(wěn)定性驗算。</p><p><b>　　七、橋涵</b></p><p>　　該段內共有橋梁1座,涵洞4座。涵洞分別為圓

19、管涵，箱涵，拱涵，蓋板涵，各一座。</p><p><b>　　路線設計</b></p><p><b>　　第一章 平縱橫設計</b></p><p><b>　　一.平面線性設計</b></p><p>　　1.平面線形設計要求</p><p>　　

20、1）軌跡連續(xù)。這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上下出現(xiàn)錯頭和破折；</p><p>　　2）曲率連續(xù)。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率的值；</p><p>　　3）曲率變化連續(xù)。其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。</p><p>　　2.平曲線線形設計原則</p><p>　　1）在條件允許的

21、情況下盡量使用大的曲線半徑（R<10000m）。</p><p>　　2）一般情況下使用極限半徑的4～8倍或超高為2～4%的原曲線半徑值，即390～1500m為宜。</p><p>　　3）從現(xiàn)行設計要求方面考慮，曲線長度按最小值5～8倍。</p><p>　　4）地形受限時曲線半徑應該盡量大于一般最小半徑。</p><p>　　5）從

22、視覺連續(xù)性角度，緩和曲線長度與平曲線半徑間應有如下關系。</p><p>　　6）為使線形連續(xù)協(xié)調宜將回旋線與原曲線長度比例定位1：1：1，當曲線半徑較大，平曲線較長時 也可以為1 ：2：1。</p><p>　　7）盡量保證全線指標均衡。</p><p><b>　　二.平曲線計算</b></p><p>　　1. 平

23、曲線要素計算</p><p>　　現(xiàn)在取JD1作為計算，具體計算過程如下：</p><p>　　圖 1-2 圓曲線幾何要素</p><p><b>　　JD1處:</b></p><p>　　取圓曲線半徑R=360m，緩和曲線長度確定如下：</p><p><b>　　，，</b

24、></p><p>　　取 </p><p><b>　　則各要素計算如下：</b></p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　切線長m</b></p><p><b>　　曲線長m</

25、b></p><p><b>　　外矢距m</b></p><p><b>　　校正值</b></p><p><b>　　主點樁號計算如下：</b></p><p>　　JD2樁號為K27+602.113， </p><p>　　直緩點樁號：ZH

26、=JD1-122.15=K27+479.959</p><p>　　緩圓點樁號：HY=ZH+80=K27+559.959</p><p>　　曲中點樁號：QZ=ZH+241.25/2=K27+600.585</p><p>　　圓緩點樁號：YH=HZ-80=K27+641.211</p><p>　　緩直點樁號：HZ=ZH+241.25=K2

27、7+721.211</p><p><b>　　校核無誤</b></p><p><b>　　2.逐樁坐標計算</b></p><p>　　圖1-3 中樁坐標計算示意圖</p><p><b>　　三.縱斷面設計</b></p><p>　　根據(jù)各里程樁

28、號及對應的地面高程，點繪出路線地面線。確定設計高程時，應根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》規(guī)定公路的最大縱坡、限制坡長、縱坡折減、合成坡度等，并結合路線起終點、橋隧、交叉口、越嶺線埡口、沿溪線水位等控制點和經(jīng)濟點的高程，確定出公路路線縱斷面設計線。該設計線必須滿足技術標準，又盡可能照顧平縱面線形的協(xié)調。同時還是最經(jīng)濟的設計。高程縱斷面設計線不宜太碎，應保證最小坡長要求，變坡點位置應選擇在整10m樁號上，變坡點高程精確到小數(shù)點后三位，中樁精度小數(shù)點

29、后三位。選取各變坡點處豎曲線半徑：計算各豎曲線要素。根據(jù)設計資料繪制出路線中樁點的地面線，并寫出縱斷面設計圖的地質土壤情況，地面標高里程樁號、橋涵位置、孔徑、結構類型、水準點的高程和位置坡度、填挖高度、與公路交叉的位置?？v坡設計應考慮汽車的性能。有利于安全.提高車速. 減少大氣污染。應當避免出現(xiàn)小于0.3%的不利于排水的縱坡度。</p><p><b>　　另須注意：</b></p&g

30、t;<p>　　1. 平、豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。</p><p>　　2. 平、豎曲線大小應保持均衡。</p><p>　　3. 暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合合理。</p><p>　　4. 有些平、豎曲線應避免組合。</p><p><b>　　1. 豎曲線設計</b></p&g

31、t;<p>　　豎曲線是設在縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車，起緩和作用的一段曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別。</p><p>　　2.豎曲線諸要素的計算</p><p>　　(1) 計算豎曲線要素</p><p>　　如圖3-1所示，i1和i2分別為兩相鄰兩縱坡坡度，ω= i2- i1，ω為“+”時，表示凹形

32、豎曲線；ω為“-”時，表示凸形豎曲線。</p><p>　　圖3-1 豎曲線要素示意圖</p><p>　　豎曲線長度L或豎曲線半徑R：</p><p>　　或 （1-11）</p><p><b>　　豎曲線切線長T：</b></p><p&g

33、t;<b>　　（1-12）</b></p><p>　　豎曲線任意一點豎距h： </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　豎曲線外距E：</b></p><p>　　或 （1-14）</p&

34、gt;<p>　　以變坡點1為例計算如下：</p><p>　　K27+190.000，高程為264.2729m，i1=1.91%，i2=4.95%,ω= i2-i1=3.04%，為凹形。取豎曲線半徑R=4500m。</p><p>　　曲線長=4500×3.04%=136.8m</p><p>　　切線長=68.39m</p>

35、<p><b>　　外距=0.52m</b></p><p><b>　?。?）計算設計高程</b></p><p>　　豎曲線起點樁號=K27+190-T=K27+121.61</p><p>　　豎曲線起點高程=264.2729+T×3.05%=266.359m</p><p&

36、gt;　　變坡點2按照同樣方法計算，具體結果見《豎曲線表》。</p><p><b>　　四.橫斷面設計</b></p><p>　　道路橫斷面，是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線構成的。橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝等設施構成的。</p><p>　　路拱坡度：根據(jù)規(guī)范二級公路的應采用雙向路拱坡度，由

37、路中央向兩側傾斜，不小于1.5%。本公路段選擇路拱橫坡為2.0%，土路肩橫坡為3.0%。</p><p>　　道路橫斷面的布置及幾何尺寸應能滿足交通、環(huán)境、城市面貌等要求，橫斷面設計應滿足以下一些要求：</p><p>　　（1）設計應符合公路建設的基本原則和現(xiàn)行《公路工程技術標準》規(guī)定的具體要求。</p><p>　?。?）設計時應兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設的需要，盡可

38、能與之相配合，不得任意減、并農(nóng)田排灌溝渠。</p><p>　?。?）沿河線的橫斷面設計，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。</p><p>　　（4）路基穿過耕種地區(qū)，為了節(jié)約用地，如當?shù)厥戏奖?，可修建石砌邊坡?lt;/p><p><b>　　1.路基寬度的確定</b></p><p>　　路基寬度是指公路路幅頂面的寬度，

39、即兩路肩外緣之間的寬度，公路路基寬度為行車到與路肩寬度之和。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范，二級公路采用單幅路形式，行車道寬2×3.75m，硬路肩寬度：2×1.5m，土路肩寬度：2×0.75m。路基寬：7.5+2+1.5=12m，路拱坡度2%，路肩坡度3% 。</p><p><b>　　布置如下圖所示：</b></p>&

40、lt;p><b>　　路基設計簡圖</b></p><p>　　2.路堤和路塹邊坡坡度的確定</p><p>　　由《公路路基設計規(guī)范》，結合實際的工程地質條件綜合考慮：路堤邊坡坡度取為1：1.5～1：1.75；路塹邊坡取為1：0.5～1：0.75。</p><p><b>　　3. 超高與加寬</b></p&

41、gt;<p><b>　　1）超高過渡方式</b></p><p>　　二級公路無中間帶，其超高過渡有如下幾種</p><p><b>　?。?）繞內邊線旋轉</b></p><p>　　先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內側車道邊線旋轉，直至超高橫坡值。<

42、/p><p><b>　　（2）繞中線旋轉</b></p><p>　　先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面繞中線旋轉，直至超高橫坡度。</p><p><b>　?。?）繞外邊緣旋轉</b></p><p>　　先將外側車道繞外邊緣旋轉，與此同時，內側車道隨中線的降低而相

43、應降低，待達到單向橫坡后，整個斷面仍繞外側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡度。</p><p><b>　　2）超高過渡長度</b></p><p>　　繞邊線旋轉超高值計算公式</p><p>　　《公路路線設計規(guī)范》規(guī)定：二級公路的最大超高值為8%。為了行車的舒適、路容的美觀和排水的通暢，必須設置一定長度的超高過渡段，超高的過渡則是在超高過渡段全

44、長范圍內進行的。雙車道公路最小超高過渡段長度按下式計算：</p><p>　　式中：LC—— 最小超高過渡長度(m)；</p><p>　　B—— 旋轉軸至行車道(設路緣帶時為路緣帶)外側邊緣的寬度(m)；</p><p>　　Δi—— 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差(%)；</p><p>　　P—— 超高漸變率，即旋轉軸與行車道(設路緣帶時為

45、路緣帶)外側邊緣線之間相對升降的比率。</p><p>　　超高緩和段長度按上式計算結果，應取為5m的倍數(shù)，并不小于10m的長度。除此之外還要與緩和曲線LS比較，在LC<LS的情況下，一般取LC＝LS，但超高漸變率不得小于1/330。</p><p><b>　　3）超高過度計算</b></p><p>　　由于道路為二級公路設計，選用繞

46、內測行車道邊線旋轉的方式，漸變方式采用線性，外側土路肩隨行車道一起超高。</p><p>　　采用緯地軟件計算橫斷面超高，結果見《路基超高加寬表》</p><p><b>　　五、平縱橫綜合設計</b></p><p><b>　　1.平縱線形的協(xié)調</b></p><p>　　為了保證汽車行使的安

47、全與舒適，應把道路平、縱、橫三面結合作為主體線形來分析研究，平面與縱面線形的協(xié)調組合將能在視覺上自然地誘導司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性，平原地區(qū)地勢平坦，縱斷面以平坡為主，上、下坡多集中中在大、中橋頭，由于有通航要求，橋面標高相對兩側路面標高要求高出許多，因此在橋頭，橋面通常設置豎曲線，豎曲線半徑要適當，既要符合一級公路技術指標要求，又不宜使豎曲線長度太長而使橋頭填土過高而增加造價，而平曲線在選線時一般要考慮大橋橋位與河流正交，以減少

48、構造物的工程量及設計施工難度，節(jié)約經(jīng)費，減少造價。</p><p>　　2.線形與環(huán)境的協(xié)調</p><p>　　1）定線時盡量避開村鎮(zhèn)等居民區(qū)，減少噪音對居民生活帶來的影響，同時采用柔性，瀝青混凝土路面以減少噪音。</p><p>　　2）路基用土由地方政府同意安排，利用開挖魚塘或溝渠，避免亂開挖，同時又利于農(nóng)田、水利建設。</p><p>

49、;　　3）注意綠化，對路基邊坡及中央分隔帶加強綠化和防護，在護坡道上互通立交用地范圍內的空地上均考慮綠化。</p><p>　　4）對位置適當?shù)臉蛄涸谂_前坡腳（常水位以下）設置平臺，以利非機動車輛和行人通過。</p><p>　　5）對位于公路兩側的建筑物建議注意其風格，以求和道路想?yún)f(xié)調，增加美感。</p><p>　　第二章.路基路面設計</p>&

50、lt;p><b>　　一.路基設計</b></p><p>　　路基是公路的重要組成部分，它是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d，必須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，中期設計在公路設計中占有重要的地位。</p><p><b>　　1.一般路基設計</b></p><p>　　1）

51、 路基的類型和構造</p><p><b>　?。?）路堤</b></p><p>　　路基設計標高高于天然地面標高時，需要進行填筑，這種路基形式稱為路堤。按填土高度的不同，劃分為高路堤、矮路堤和一般路堤。路基邊坡坡度取1：1.5和1：1.75，在路基的兩側設置邊溝。高路堤的填方數(shù)量大，占地多，為使路基穩(wěn)定和橫斷面濟濟合理，可以在適當位置設置擋土墻。為防止水流侵蝕和坡

52、面沖刷，高路堤的邊坡采取適當?shù)钠旅娣雷o和加固措施。</p><p><b>　?。?）路塹</b></p><p>　　路基設計標高低于天然地面標高時，需要進行挖掘，這種路基形式稱為路塹。挖方邊坡根據(jù)高度和巖土層情況設置成直線或折線，一般坡度取1：0.5和1：0.75。挖方邊坡的坡腳設置邊溝，以匯集和排除路基范圍內的地表徑流，路塹的上方設置截水溝，以攔截和排除流向路基

53、的地表徑流。</p><p><b>　?。?）半挖半填路基</b></p><p>　　半挖半填路基兼有路堤和路塹的特點，上述對路堤和路塹的要求均應滿足。</p><p><b>　　2）設計依據(jù)</b></p><p>　　《公路路基設設計規(guī)范》</p><p>　　《公

54、路工程技術標準》</p><p><b>　　3）路基填土與壓實</b></p><p><b>　?。?）填土的選擇</b></p><p>　　路基的強度與穩(wěn)定性，取決于土的性質和當?shù)氐淖匀灰蛩?。并與填土的高度和施工技術有關。在填土時應綜合考慮，據(jù)《路基設計規(guī)范》可知，二級公路的路基填料最小強度和最大粒徑如下表： &l

55、t;/p><p>　　路基壓實度及填料要求表</p><p>　?。?）不同土質填筑路堤</p><p>　　如透水性較小的土層，位于透水性較大的土層下面，則透水性較小的土層表面應自填方軸線向兩邊做成不小于4%的坡度。如透水性較大的土層位于透水性較小的土層下面，則透水性較大的土層表面應做成平臺。為了防止雨水沖刷，可覆蓋透水性較小的土層。允許使用取土場內上述各種土的天然混

56、合物。水的土與不透水的土，不能非成層使用，以免在填方內形成水囊。</p><p>　?。?）路基壓實與壓實度</p><p>　　路堤填土需分層壓實，使之具有一定的密實度。土的壓實效果同壓實時的含水量有關。對于路基的不同層位應提出不同的壓實要求，上層和下層的壓實度應高些，中間層可低些。</p><p>　　據(jù)《路基設計規(guī)范》，高速公路路基壓實度應滿足下表：</

57、p><p><b>　　2.軟基處理</b></p><p>　　軟土地基，通常情況下地基承載力達不到其上面構造物要求的承載力，或雖在建筑物施工時能達到要求，但在后期使用過程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失穩(wěn)，造成路面嚴重破壞，處理好路基，是設計的重大環(huán)節(jié)。公路是一條帶狀的承受動靜兩種荷載的特殊人工建筑物，由于它分布較廣，使用要求較高，因而對地基提出了較高的要求。

58、</p><p>　　本設計所經(jīng)過的路段除田間地段有淤泥的不良地段外，其它地段的地基承載力很好，地質也良好。對于有淤泥層的地段，由于深度都在3m以內，一般通過清淤泥換填法進行處理。填料采用碎石土，石渣等，其上鋪0.5m的砂礫墊層土工隔柵。</p><p>　　對于地質條件差，且在路基范圍內有少量地下水滲出的土質地段，邊坡采用護面墻進行防護。</p><p><

59、b>　　3. 路基防護</b></p><p>　　路基防護是確保道路全天候使用，使路基不致因地表流和氣候變化而失穩(wěn)的必要工程措施，是路基設計的主要項目之一。</p><p>　　路基的防護的方法，一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。坡面防護主要有植物防護和工程防護兩類。對于土路堤的坡面鋪砌防護工程，最好待填土沉實或夯實后施工，并根據(jù)填料的性質及分層情況決定防護方式。鋪砌的

60、坡面應預先整平，坑洼處應填平夯實。沖刷防護有間接和直接防護兩類。對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，可在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和混凝土預制板等。</p><p><b>　?。?）路堤邊坡防護</b></p><p>　　路堤高度小于3米邊坡均直接撒草種防護；路堤高度大于3米均采用方格網(wǎng)植草護坡，具體尺寸見圖紙《路堤方格網(wǎng)植草防護圖》。<

61、;/p><p><b>　?。?）路塹邊坡防護</b></p><p>　　路塹高度小于3米邊坡均直接撒草種防護；路塹高度大于3米均采用人字形骨架植草護坡。</p><p><b>　　二.路面結構設計</b></p><p><b>　　1）路面結構組成</b></p>

62、;<p><b>　　（1）面層</b></p><p>　　面層是直接承受車輛荷載作用及大氣降水和溫度變化影響的路面結構層次，并為車輛提供行駛表面，直接影響行車的安全性、舒適性和經(jīng)濟性。因此，面層應具有足夠的結構強度，抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應當耐磨，不透水；其表面還有良好的抗滑性和平整度。面層可由一層或多層組成；其上層可為磨耗層，其下層可為承重層、連接層

63、或整平層。修筑面層所用的材料主要有：水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料等。</p><p><b>　?。?）基層</b></p><p>　　基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。它應具有足夠的強度和剛度，具有良好的擴散應力的能力及足夠的水穩(wěn)定性?；鶎雍穸却髸r，可設為兩層，分別稱為上基層和底基層，并選用不同強度或質量要求的材料。

64、修筑基層所用的材料主要有：各種結合穩(wěn)定土、天然砂礫，各種碎石和礫石、片石，各種工業(yè)廢渣等。</p><p><b>　　（3）墊層</b></p><p>　　墊層介于土基與基層之間，將基層傳下來的車輛荷載應力加以擴散，以減小土基產(chǎn)生的應力和變形，阻止路基土擠入基層中，影響基層結構的性能。修筑墊層的材料強度不一定要高，但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好，常用的材料有：砂、礫石、

65、爐渣、水泥或石灰穩(wěn)定土等。</p><p><b>　　2）路面類型</b></p><p>　　按面層所用的材料來分，有水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等。高等級公路路面的特點是強度高、剛度大、穩(wěn)定好、使用壽命長，能適應較繁重的交通量，一般采用水泥混凝土路面或瀝青路面。</p><p><b>　　3）瀝青路面設計</b&g

66、t;</p><p><b>　?。?）設計資料</b></p><p>　　本路段采用柔性路面進行設計，即瀝青路面。二級公路瀝青路面的設計年限為12年。路面設計以雙軸組單軸載100KN作為標準軸載，雙車道二級公路折合成小客車的平均日交通量為5000~15000輛，取10000輛作為軸載分析的依據(jù)。</p><p><b>　?。?）

67、 軸載分析</b></p><p>　　路面設計以雙軸組單軸載100KN作為標準軸載。</p><p>　　一）以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為設計指標計算累計當量軸次 </p><p>　　注：軸載小于25KN的軸載作用不計，故取1500次/日作為標準軸載當量軸次。</p><p><b>　　a.軸載換算</

68、b></p><p><b>　　軸載換算公式為：</b></p><p><b>　　（7.1）</b></p><p>　　式中： N —標準軸載當量軸次，次/日</p><p>　　—被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日</p><p><b>　　P

69、—標準軸載，KN</b></p><p>　　—被換算車輛的各級軸載，KN</p><p>　　—輪組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38。</p><p>　　—軸載系數(shù)，當軸間距小于3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按式：，m是軸數(shù)計算；當軸間距離大于3m時，按單獨的一個軸載計算，此時軸數(shù)系數(shù)為1。</p><p>　

70、　b.累計當量軸數(shù)計算</p><p>　　根據(jù)設計規(guī)范，二級公路瀝青路面的設計年限為12年，雙車道取0.65， 交通平均年增長率=5%，累計當量軸次計算公式為：</p><p><b>　　由式得 </b></p><p>　　二）以半剛性材料結構層的層底拉應力為設計指標計算累計當量軸次</p><p>　　注：軸載小

71、于50KN的軸載作用不計，故取1000次/日作為標準軸載當量軸次。</p><p><b>　　a.軸載換算</b></p><p><b>　　軸載換算公式為：</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中：為輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪

72、組為1.85，四輪組為0.09。</p><p>　　為軸載系數(shù)，當軸間距小于3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按式：，m是軸數(shù)計算；當軸間距離大于3m時，按單獨的一個軸載計算，此時軸數(shù)系數(shù)為1。 </p><p>　　b.累計當量軸數(shù)計算</p><p><b>　　由式7.2得 </b></p><p><

73、;b>　　三） 確定交通等級</b></p><p>　　以設計年限內一個車道沿一個方向通過的標準當量軸次進行劃分。以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為設計指標計算累計當量軸次=596.406萬次／車道，以半剛性材料結構層的層底拉應力為設計指標計算累計當量軸次=407.711萬次／車道，二者取最大值確定交通等級為：400萬次／車道≤=596.406萬次／車道≤1200萬次／車道,故交通等級為中交通C

74、型。</p><p><b>　?。?）路面結構設計</b></p><p><b>　　路面設計</b></p><p>　　根據(jù)《公路區(qū)劃自然標準》，本路段自然區(qū)劃為區(qū)，由設計資料可知：設計年限為15年，在設計年限內一個行車道上的累計標準軸次為240萬次。根據(jù)資料，初擬路面結構及力學計算參數(shù)列于表2-1中。標準軸載計算

75、參數(shù)見表2-2。</p><p><b>　　表2-1</b></p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　4.1設計指標的確定</p><p>　?。?）設計彎沉值的計算</p><p>　　對于二級公路，以設計彎沉值為指標，并進行結構層層底拉應力的驗

76、算。</p><p>　　—路面設計彎沉值（0.01mm）；</p><p>　　—設計年限內一個車道上累計當量軸次；</p><p>　　—公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.2；</p><p>　　—面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌瀝青碎石、上拌下貫式或貫入式路面為1.1；瀝青表面處治

77、為1.2；中低級路面為1.3；</p><p>　　—基層類型系數(shù)，對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時為1.0，若為面層與半剛性基層間設置等于或小于15cm級配碎石、瀝青貫入碎石或瀝青碎石的半剛性基層時，可取1.0；柔性基層、底基層時取1.6，當柔性基層厚度大于15cm、底基層為半剛性下臥層時，可取1.6。</p><p>　　本設計為二級公路，有路面結構可知，取1.1，取1.

78、0，取1.0</p><p>　　所以=（0.01mm）</p><p>　?。?）各層材料容許層底拉應力</p><p><b>　　瀝青混凝土路面:</b></p><p>　　結構抗拉結構強度系數(shù)：</p><p><b>　　=</b></p><

79、;p><b>　　容許拉應力：。</b></p><p><b>　　瀝青碎石：</b></p><p>　　結構抗拉結構強度系數(shù)：</p><p><b>　　容許拉應力：</b></p><p><b>　　石灰土：</b></p>

80、<p>　　結構抗拉結構強度系數(shù)：</p><p><b>　　容許拉應力：</b></p><p><b>　　4.2設計資料匯總</b></p><p>　　設計彎沉值為34.95（0.01mm）,相關資料見表2-2</p><p><b>　　表2-3</b>

81、</p><p>　　4.3路面結構層厚度計算</p><p>　?。?）計算彎沉綜合修正系數(shù)</p><p>　?。?）計算理論彎沉系數(shù)</p><p><b>　　即</b></p><p>　?。?）確定石灰土層的厚度</p><p>　　這是一個多層體系，將多層體系

82、轉換為當量三層體系，求出中間層的厚度H，然后再求出基層厚度，轉換圖式如圖2-1</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　由,查諾謨圖可知：5</p><p><b>　　由于，所以</b></p><p>　　再查諾謨圖可知：，則</p><p>　

83、　根據(jù)等效路表彎沉的結構層轉換公式：H=</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　得：=27.00cm,采用石灰土厚為27cm。</p><p>　　4.4驗算結構層地面層底拉應力</p><p>　　驗算層底拉應力時根據(jù)多層彈性論，層間接觸條件為完全連續(xù)體系，以雙圓荷載作用下按下式計算：，驗算拉

84、應力時應滿足。</p><p>　　（1） 驗算瀝青混凝土面層的拉應力，見圖2-2</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　由，</b></p><p>　　查諾謨圖知：，發(fā)現(xiàn)拉應力已經(jīng)不能從圖中查到，表明瀝青混凝土層底將受壓應力或者拉應力很微小，視為拉應力驗算通過

85、。</p><p>　?。?） 驗算瀝青碎石地面抗彎應力，見圖2-3</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　上面層厚度：</b></p><p><b>　　中面層厚度：</b></p><p><b>　　

86、由,</b></p><p>　　查諾謨圖知：拉應力系數(shù)無法從圖中查出，表明瀝青碎石層底受壓應力或者拉應力很小，視為拉應力驗算通過。</p><p>　　（3） 驗算石灰土層層底拉應力 ，見圖2-4</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p><b>　　上面層厚度：</b&

87、gt;</p><p><b>　　由，</b></p><p><b>　　查諾謨圖知：</b></p><p><b>　　所以：。滿足要求</b></p><p>　　4.5驗算高溫月份緊急制動時瀝青混凝土面層剪應力</p><p>　　仍將五層體

88、系簡化為上層為瀝青混凝土、中層為瀝青碎石的三層體系，設計計算時,, </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　查圖知：</b></p><p><b>　　又查圖知：</b></p><p><b>　　抗剪強度：</b><

89、;/p><p><b>　　抗剪強度結構系數(shù)：</b></p><p>　　所以容許剪應力為：，滿足要求。</p><p>　　江西為華東地區(qū)，無需進行抗凍層驗算。</p><p><b>　　三 邊坡穩(wěn)定分析</b></p><p>　　瑞典條分法： 采用瑞典條分法進行穩(wěn)定驗算

90、。瑞典條分法是將假定滑動面以上的土體分成n個垂直土條，對作用在各土條上的力進行力和力矩平衡分析，求出在極限平衡狀態(tài)下土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。該法由于忽略土條間的相互作用力的影響，因此是條分法中最簡單的一種方法。</p><p><b>　　路基穩(wěn)定性驗算</b></p><p>　　1、 路基整體穩(wěn)定性分析</p><p>　　選擇最大填土高度為9

91、.2m的樁號K0+740處的橫斷面進行穩(wěn)定性分析。由資料可知:該路堤填土為低液限粘土，土的重度土的內摩擦角，黏聚力Kpa。為簡化計算，可假設破壞面為一圓弧滑動面，采用簡單條分法進行計算。</p><p>　　2、 確定圓形輔助線</p><p>　　先由4.5H法確定圓心輔助線位置：，為路基高度，為汽車荷載換算高度。車輛荷載的換算在進行路堤穩(wěn)定性驗算時，將車輛荷載按最不利情況排列，并換算成

92、相當?shù)耐翆雍穸?。公路一級汽車荷載換算成土柱高：由《路基路面工程》有 ；式中：--—并列車輛數(shù)—標準車輛軸距 </p><p><b>　　—一輛重車的重力</b></p><p>　　γ—路基填料的重度為20KN/m3；</p><p>　　B—荷載橫向分布寬度</p><p>　　本設計公路為二車道，設計荷載采

93、用：汽車-20，掛車-100，則,,,=則。</p><p>　　計算知：。加上汽車荷載換算高度后，換算后的邊坡坡度為,查表知，作圖如下，得到0點。(圖附后)</p><p>　　3、 條分法驗算路基穩(wěn)定性</p><p><b>　　O1點為圓心點</b></p><p><b>　　2點為圓心點</b

94、></p><p><b>　　3點為圓心點</b></p><p>　　第二部分 57m混凝土簡支梁橋</p><p>　　第一章 設計資料 </p><p>　　一.設計荷載：公路-II級，人群荷載為3kN/m，每側的欄桿及人行道構件重量的作用力為5kN/m；

95、</p><p>　　上部結構：鋼筋混凝土簡支T梁板</p><p>　　橋面凈寬：9.0m+2*0.75m</p><p>　　標準跨徑：19m 計算跨徑：18.6m 梁長18.96m 。</p><p><b>　　全橋分為3跨。</b></p><p><b>　　二. 材料：&l

96、t;/b></p><p>　　鋼筋：HRB335鋼筋；</p><p>　　混凝土：主梁采用C50 。</p><p>　　鋪裝層：表層為2cm厚的瀝青，底層為6—12cm厚的C25混凝土。</p><p>　　三.簡支T梁的主梁和橫隔梁簡圖如下：</p><p><b>　　橫斷面</b>

97、;</p><p><b>　　縱斷面</b></p><p>　　第二章 上部結構設計</p><p><b>　　一.主梁內力的計算</b></p><p>　　1.結構自重效應計算</p><p>　　混凝土公路橋梁的結構自重，通常占設計荷載的60%—90%，梁的跨徑

98、越大，結構自重所占的比重就更大。計算時，為了簡化，將橫梁、鋪裝層、人行道和欄桿等重分攤給各主梁。因此，對于等截面梁橋的主梁，其計算結構自重是簡單的均布荷載。計算出結構自重g后，那么有梁內各截面的彎矩M和剪力Q的計算公式為：</p><p>　　式中：l—— 簡支梁的計算跨徑；</p><p>　　x—— 計算截面到支點的距離。</p><p>　　邊主梁自重產(chǎn)生的內

99、力</p><p>　　中主梁自重產(chǎn)生的內力</p><p>　　2. 汽車、人群荷載內力計算</p><p>　?。?）荷載橫向分布系數(shù)計算</p><p><b>　　1）支座處</b></p><p><b>　　杠桿法計算結果</b></p><p

100、>　　公路-Ⅱ級： </p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　2）跨中處</b></p><p>　　汽車荷載： </p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　荷載

101、橫向分布系數(shù)匯總表如下：</p><p>　　均布荷載和內力影響線面積計算表</p><p>　　公路-II級中集中荷載的計算</p><p><b>　　計算彎矩效應時有：</b></p><p>　　計算剪力效應時有： </p><p><b>　　2）計算沖擊系數(shù)</b>

102、;</p><p>　　簡支梁橋基頻計算式為：</p><p>　　式中：l—— 結構的計算跨徑</p><p>　　E—— 結構材料的彈性模量</p><p>　　—— 結構跨中截面的截面慣性矩</p><p>　　—— 結構跨中處得單位長度質量</p><p>　　G —— 結構跨中處延米結

103、構重力</p><p>　　g —— 重力加速度</p><p>　　單根主梁的相關參數(shù)如下：</p><p>　　A=0.4020 =0.069800 G=0.402025=10.05Kn/m</p><p>　　G/g=10.05/9.81=1.024kN</p><p>　　C50混凝土E取

104、34500M</p><p><b>　　f=(Hz)</b></p><p>　　=0.1767lnf -0.0157=0.327</p><p>　　則 （1+）=1.327</p><p>　　3）跨中彎矩、跨中剪力計算：</p><p>　　由于是雙車道不折減，故=1。</p>

105、<p><b>　　計算結構見下表：</b></p><p><b>　　一號梁：</b></p><p><b>　　二號梁：</b></p><p><b>　　三號梁</b></p><p>　　注：四號梁與五號梁分別與二號梁和一號梁對

106、稱，故跨中彎矩、跨中剪力也對應相等。</p><p>　　計算支點截面汽車荷載最大剪力</p><p>　　繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如下圖：</p><p><b>　　一號梁：</b></p><p>　?。?）一號梁支點對大剪力計算：</p><p>　　橫向分布

107、系數(shù)變化區(qū)段的長度：</p><p>　　m變化區(qū)荷載重心處得內力影響線坐標為</p><p><b>　　則得</b></p><p><b>　　=63.6KN</b></p><p>　　1.305=151.4KN</p><p>　　則，公路—II作用下，一號梁支點的

108、最大剪力為</p><p>　　=63.6KN+151.4KN=215KN</p><p>　　支點截面人群荷載最大剪力</p><p>　　==+=14.1+3.95=18.05Kn</p><p><b>　　二號梁：</b></p><p>　?。?）二號梁支點對大剪力計算：</p&g

109、t;<p>　　橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：</p><p>　　m變化區(qū)荷載重心處得內力影響線坐標為</p><p><b>　　則得</b></p><p><b>　　=56KN</b></p><p>　　1.305=199.6KN</p><p>　　

110、則，公路—II作用下，一號梁支點的最大剪力為</p><p>　　=56KN+199.6KN=255.6KN</p><p>　　支點截面人群荷載最大剪力</p><p>　　==+=8.22+2.02=10.24Kn</p><p><b>　　三號梁：</b></p><p>　?。?）三號梁

111、支點對大剪力計算：</p><p>　　橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：</p><p>　　m變化區(qū)荷載重心處得內力影響線坐標為</p><p><b>　　則得</b></p><p><b>　　=47.3KN</b></p><p>　　1.305=199.6KN<

112、/p><p>　　則，公路—II作用下，一號梁支點的最大剪力為</p><p>　　=47.3KN+199.6KN=246.9KN</p><p>　　支點截面人群荷載最大剪力</p><p>　　==+=9.21+2.26=11.47Kn</p><p>　　3.主梁內力組合計算</p><p>

113、　　各梁的內力組合計算結果見下列各表：</p><p><b>　　一號梁：</b></p><p><b>　　二號梁：</b></p><p><b>　　三號梁：</b></p><p>　　二．主梁配筋、鋼筋布置及正截面承載能力計算</p><p&g

114、t;<b>　　1.配置主筋</b></p><p>　　由彎矩基本組合表10可知，1號梁值最大，考慮到施工方便，偏安全地一律按1號梁的計算彎矩進行配筋。</p><p>　　設鋼筋的保護層為3cm，鋼筋重心至底邊距離，則主梁的有效高度</p><p>　?。?00+140）/2=120mm</p><p>　　翼緣計算

115、寬度按下式計算，并取其中較小者</p><p><b>　　故取=1620mm</b></p><p><b>　　判斷截面類型 </b></p><p>　　可見，按第一類T型梁計算</p><p>　　確定混凝土受壓區(qū)高度</p><p><b>　　整理得&l

116、t;/b></p><p>　　解得 （舍） </p><p><b>　　代入 </b></p><p>　　選用6Φ32+6Φ25鋼筋， 鋼筋疊高層數(shù)為6層，布置如下圖 </p><p>　　混凝土保護層厚度取32mm>d=28mm及規(guī)定的30

117、mm，受拉鋼筋層凈距為30mm，鋼筋間橫向凈距。故滿足構造要求。</p><p>　　1）檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋</p><p><b>　　截面復核</b></p><p>　　已設計的受拉鋼筋中，632的面積為4826，625的面積為2845，。由圖示布置圖可求得125</p><p>　　則實際有效高度130

118、0-125=1175mm。</p><p><b>　　判定T形截面類型</b></p><p>　　=22.4×1620×120=4.35KN.m</p><p>　　=7771×280=1.56 KN.m</p><p>　　由于>，故為第一類T形截面。</p>&l

119、t;p>　　求受壓區(qū)高度x mm<</p><p><b>　　正截面抗彎承載力</b></p><p>　　KN.m>M(=2412KN.m)</p><p>　　故截面復核滿足要求。</p><p>　　2.主梁斜截面承載力計算</p><p>　　1）《公路橋規(guī)》根據(jù)國內

120、外的有關試驗資料，對配有腹筋的鋼筋混凝土梁截面抗剪承載力的計算采用下述半經(jīng)驗半理論的公式：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——斜截面受壓端正截面上由作用效應所產(chǎn)生的最大剪力組合設計值（kN）；</p><p>　　——橋梁結構的重要性系數(shù)；</p><p>　　——異號彎矩影響系數(shù)，計算

121、簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時，=1.0；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時，=0.9；</p><p>　　——預應力提高系數(shù)。對鋼筋混凝土受彎構件，=1；</p><p>　　——受壓翼緣的影響系數(shù)，對具有受壓翼緣的截面，=1.1；</p><p>　　——斜截面受壓區(qū)頂端截面處矩形截面寬度（mm），或T形和I形截面腹板寬度（mm）；<

122、;/p><p>　　——斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）；</p><p>　　——斜截面內縱向受拉鋼筋的配筋率，p=100，=/，當p>2.5時，取p=2.5；</p><p>　　——混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）；</p><p><b>　　——箍筋配筋率；</b&g

123、t;</p><p>　　——箍筋抗拉強度設計值（MPa）；</p><p>　　——彎起鋼筋的抗拉強度設計值（MPa）；</p><p>　　——斜截面內在同一個彎起鋼筋平面內的彎起鋼筋總截面面積（）；</p><p>　　——彎起鋼筋的切線與構件水平縱向軸線的夾角。</p><p>　　2）下面確定經(jīng)驗公式的上、下

124、限值：</p><p><b>　　a.上下限值：</b></p><p><b>　　上限值：</b></p><p>　　《公路橋規(guī)》規(guī)定了截面最小尺寸的限制條件，這種限制，同時也為了防止梁特別是薄腹梁在使用階段斜裂縫開展過大。截面尺寸應滿足：</p><p>　　若該式不滿足，應加大截面尺寸或

125、提高混凝土強度等級。</p><p><b>　　下限值：</b></p><p>　　《公路橋規(guī)》規(guī)定，若符合下式，則不需要進行截面抗剪承載力的計算，而僅按構造要求配置箍筋：</p><p>　　式中：為混凝土抗拉強度設計值（MPa）。</p><p>　　b.由于=1.0×588.9=588.9kN<

126、/p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　故有關系：</b></p><p>　　于是上限值符合要求，無需更改截面尺寸和混凝土強度等級；但是下限值不符合式</p><p>　　即需要進行截面

127、抗剪承載力的計算。</p><p><b>　　下面按公式</b></p><p><b>　　計算抗剪承載力。</b></p><p><b>　　彎起鋼筋面積</b></p><p>　　（梁高>800mm,故取=）</p><p>　　sin

128、=1471.85KN>=588.9KN</p><p>　　即主梁斜截面承載能力為1471.85KN</p><p>　　3）檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋</p><p>　　跨中端截面 0.5××1.83×180×1175=193.52KN</p><p>　　支座截面 0.5

129、5;×1.83×180×1175=193.52KN</p><p><b>　　由此可知</b></p><p><b>　　，<</b></p><p>　　故可在梁跨中的某個長度范圍內按構造配置箍筋，其余區(qū)段應按計算配置腹筋。</p><p><b>

130、;　　4)計算剪力分配</b></p><p>　　梁體采用C50混凝土，軸心抗壓強度設計值，軸心抗拉強度設計值。箍筋改用R235鋼筋，直徑8mm，抗拉強度設計值。</p><p>　　簡支梁控制截面的剪力組合設計值為：</p><p>　　跨中截面：=149.4KN</p><p>　　支點截面：=588.9KN</p&g