精品】雙向兩車(chē)道二級(jí)公路畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、（此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！）目錄第一章緒論11.1設(shè)計(jì)的目的1.1.2設(shè)計(jì)原始資料及相關(guān)規(guī)范 11.2.1山嶺微丘區(qū)地形圖11.2.2氣象資料11.2.3工程地質(zhì)情況 11.3 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) .1第二章路線(xiàn)平面設(shè)計(jì)32.1道路選線(xiàn)32.2確定平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)42.2.1 直線(xiàn)42.2.2圓曲線(xiàn)52.2.3緩和曲線(xiàn)52.2.4平曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度62.2.5行車(chē)視距62.3平面線(xiàn)形設(shè)計(jì) 62.3.1平曲線(xiàn)計(jì)算62.3.2平曲線(xiàn)要素計(jì)算結(jié)果表： 8第三章 路線(xiàn)縱斷面設(shè)計(jì) 93.1概述93.1.1縱斷面設(shè)計(jì)要求 93.1.2縱斷面設(shè)計(jì)方法及步驟 103.2縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定

2、1 03.2.1最大縱坡103.2.2最小縱坡、平均縱坡、合成坡度 113.2.3最大坡長(zhǎng)123.2.4最小坡長(zhǎng)123.2.5豎曲線(xiàn)133.3道路平、縱線(xiàn)形組合 153.3.1道路平縱組合的設(shè)計(jì)原則 153.3.2平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)的組合 153.3.3平、豎曲線(xiàn)應(yīng)避免的組合 16第四章 路線(xiàn)橫斷面設(shè)計(jì) 174.1橫斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定 1 74.1.1路基寬度174.1.2 路肩1 74.1.3路拱橫坡184.1.4 邊溝1 84.1.5截水溝194.2平曲線(xiàn)超高與加寬設(shè)計(jì)204.2.1超高的計(jì)算204.2.2加寬的計(jì)算22第五章路基設(shè)計(jì)235.1路基路面設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 235.2路基設(shè)計(jì)內(nèi)容

3、 235.2.1路基橫斷面布置及寬度設(shè)計(jì) 235.2.2路基壓實(shí)245.2.3路基邊坡設(shè)計(jì) 255.2.4路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 265.3路基施工一般規(guī)定285.3.1填方路基的施工295.3.2挖方路基的施工 305.4路基排水設(shè)計(jì)305.4.1路基排水設(shè)計(jì)一般原則 305.4.2路基排水設(shè)備構(gòu)造與布置 315.5涵洞設(shè)計(jì)335.5.1涵洞分類(lèi)及各種構(gòu)造型式涵洞的適用性和優(yōu)缺點(diǎn) 335.5.2涵洞選用原則 335.5.3涵洞擬定335.5.4涵洞設(shè)計(jì)算例345.6路基防護(hù)與加固 375.6.1路基的防護(hù)375.6.2路基的加固405.6.3用ANSYS分析邊坡點(diǎn)應(yīng)力分布405.7擋土墻設(shè)計(jì)與計(jì)

4、算445.7.1擋土墻的作用及適用范圍445.7.2擋土墻的設(shè)計(jì)原則 455.7.3擋土墻計(jì)算455.7.4擋土墻排水485.8 土石方計(jì)算和調(diào)配485.8.1橫斷面面積計(jì)算 485.8.2路基土石方調(diào)配49第六章路面設(shè)計(jì)516.1路面結(jié)構(gòu)分層5 16.1.1 面層5 16.1.2 基層5 16.1.3 墊層526.2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)526.2.1瀝青路面設(shè)計(jì)526.2.2水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)546.2.3方案比選596.3路面排水設(shè)計(jì)596.3.1路面表面排水 596.3.2路面內(nèi)部排水606.3.3邊緣排水系統(tǒng)606.3.4排水系統(tǒng)選擇60第七章結(jié)論61參考文獻(xiàn)62致謝63iii第一章緒論1

5、.1設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專(zhuān)業(yè)最主要的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生能綜合的運(yùn)用大學(xué)四 年里所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)理論以及基本技能，按照相關(guān)任務(wù)書(shū)的要求，對(duì)具體的工作 進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并提供完整的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行，來(lái)掌握 道路工程設(shè)計(jì)的基本原理及方法、 提高自身分析和解決工程中遇到問(wèn)題并解決問(wèn)題的能 力和對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度?？偟膩?lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)的 全面的綜合運(yùn)用，以達(dá)到通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行再次鞏固和靈活運(yùn)用 的目的。1.2設(shè)計(jì)原始資料及相關(guān)規(guī)范1.2.1山嶺微丘區(qū)地形圖山嶺微丘區(qū)地形圖1份，比例為1:20001.2.2氣象資料地

6、形圖所在地區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，夏長(zhǎng)無(wú)嚴(yán)冬，氣溫較高，熱量豐富，雨量變 幅大，溫、光、熱地域差異明顯，干旱及倒春寒災(zāi)害較多。全年平均日照率42%平均氣溫在22.10 C之間。累年降水量在12601700毫米之間，平均值在1500毫米左右。1.2.3工程地質(zhì)情況地形圖地區(qū)山體穩(wěn)定，大多數(shù)為粉質(zhì)亞粘土1.3道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路等級(jí)：二級(jí)公路車(chē)道數(shù)：雙向兩車(chē)道路基寬度：12m行車(chē)道寬度：3.75 m路肩寬度：硬路肩1.5 m，土路肩0.75m設(shè)計(jì)行車(chē)速度：80kn)最小緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度；V設(shè)計(jì)時(shí)速；R曲率半徑；：s離心加速度變化率。以超高漸變率適中為主:根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的超高漸變率，由此導(dǎo)出緩和曲線(xiàn)過(guò)最小長(zhǎng)度

7、公式：BhLs（min）（m） ,（2.2）式中：b旋轉(zhuǎn)軸至行車(chē)道處外側(cè)邊緣的寬度（m ；：i 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差（% ；p 超高漸變率。考慮上述各項(xiàng)影響緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度的因素，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查的各級(jí)公路的緩和曲線(xiàn) 最小長(zhǎng)度：表2.2各級(jí)公路緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度設(shè)計(jì)速度（kmh)1201008060403020緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度（m）一般值13012010080504025最小值100857060403020224平曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度平曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度應(yīng)小于等于2倍的緩和曲線(xiàn)的長(zhǎng)度，在和圓曲線(xiàn)組成的平曲線(xiàn)中其 長(zhǎng)度大于等于9s的行車(chē)距離。在由緩和曲線(xiàn)組成的平曲線(xiàn)中，其最小長(zhǎng)度應(yīng)大于等于 6s的行車(chē)距離，在平曲

8、線(xiàn)內(nèi)的圓曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度，應(yīng)大于等于3s的行車(chē)距離。本設(shè)計(jì)中第一處的平曲線(xiàn)長(zhǎng)度為 531.6m,第二處的平曲線(xiàn)長(zhǎng)度為413.8m。3s行車(chē) 距離為240m兩處平曲線(xiàn)長(zhǎng)度均滿(mǎn)足要求。2.2.5行車(chē)視距本設(shè)計(jì)為速度80km=0.016則:ikC2Rk(n VQ2r4/3n Vk2(F),(5.11)由式（5.11 ）可得 ik（ ）2“0140*擬定涵底縱坡i =20?ik，可得流量模數(shù)K0=101.82i 0.02n Ko =0.016 101.82=1.63查公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè).涵洞B=3.9m近似取B=4.0m,內(nèi)插得:h0 =0.652nW0 =0.62故心爲(wèi)38.75出口處流速為：V =W0

9、 J =38.75.0.02 =5.48m/s ： vmax =6.0m/s可知該蓋板涵的擬定符合規(guī)范要求。此處涵洞與路線(xiàn)正交，路基寬為12m涵洞底中心至左側(cè)路基邊緣高度為 H=4.07m, 至右側(cè)路基邊緣高度為H2=3.21m,此段路基縱坡為0.499%,不考慮路基縱坡影響，綜合 邊坡坡度為1:1.72，涵洞進(jìn)水口和出水口建筑高度均為 1.90m，涵洞縱坡為2%涵洞長(zhǎng)度L=L上 L下，其中L上, L下分別為涵洞上、下游長(zhǎng)度B上 m(H - h上)1 mi。(5.12)B下+ m(H -h下) L下1 - mi。(5.13)式中：b上、b下一一路中心至上、下游路基邊緣的寬度（m；h上、h下涵洞

10、上下游洞口建筑高度（m ；i。涵底坡度（以小數(shù)表示）m 路基邊坡坡度（按1： m；h 路基填土總高度，即由涵底中心至路基邊緣高度（ m由式（5.12）和式（5.13）有:L上=7.98( m)= 10.08(m)6 1.72(3.21-1.90)11.72 0.026 1.72 (4.07 -1.90)1 -1.72 0.02所以涵洞總長(zhǎng)度為:L 二 L上 L下=7.98 10.08 =18.06（ m）根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè).涵洞要求，該蓋板涵需進(jìn)行配筋，相應(yīng)的蓋板厚度為 22cm,涵臺(tái)墻身高為450cm,且此處蓋板涵與水面正交，結(jié)構(gòu)以受彎為主，故在板底層 配置一排5X 10mm的架立鋼筋。（

11、2）計(jì)算 K0+929.2K0+935.7 處小橋：K0+932.45 處橋涵寬6.5m,根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚣澳杲涤炅?，擬定小橋趾處允許積水的橋前最大背水高度H=2.3m通過(guò)小橋的設(shè)計(jì)流量Qg =23m3/s，天然水深ht=1.5m,橋孔V2為矩形斷面，橋臺(tái)伸出錐坡以外，橋前行進(jìn)流速構(gòu)成的生項(xiàng)忽略不計(jì)。2g因橋孔為矩形斷面，橋臺(tái)伸出錐坡以外，查公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè).涵洞可知擠壓系數(shù)；=0.80，流速系數(shù)，=0.85，假定橋下為自由出流，根據(jù)式：V22g(5.14)略去v。22g項(xiàng),由式（5.14）可得臨界流速Vk及臨界水深hk分別為:2 9.81 0.852:2 0.85212.3 =3.47m/shk

12、M3.4729.81= 1.23m由1肌 =1.3 1.2 1.60m h =1.5m可知，橋下水流確為自由出流小橋孔徑形式為單孔，通過(guò)天然洪峰設(shè)計(jì)流量及水深時(shí)對(duì)應(yīng)的水面寬度為:kQs g=6.75mQg g23 9.81；vk30.8 3.473因該橋?yàn)樾睒蚯遗c河流流向夾角為22，故Bk =曇=7.緲現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑7.28-7 100%= 4% :：: 10%7不必考慮積水因素及水力圖式進(jìn)行重新復(fù)核 驗(yàn)算在標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置時(shí)，橋前背水高度 H以hb及必代替式H二hk 2g 2V022g中hk及Vk，并略去項(xiàng)，則得:2g根據(jù)公路工程技術(shù)指標(biāo)河流橋下最小凈空 二二0.50m及公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè).涵 洞

13、中上部建筑構(gòu)造高度D=0.25m可得橋面最低高度為：H min = H 亠 亠 D = 2.25 0.5 0.25 = 3m此處小橋按簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)布置，考慮到該橋?yàn)樾睒?，在鈍角出存在較大的支反力 和負(fù)彎矩，故在鈍角處約15的跨徑范圍內(nèi)，應(yīng)配置局部加強(qiáng)鋼筋。加強(qiáng)鋼筋的直徑不 小于12mm間距1015cm5.6路基防護(hù)與加固由于巖土筑成的路基直接暴露在大氣之中，長(zhǎng)期受自然因素的影響，巖土在水溫條 件作用下物理力學(xué)性質(zhì)將發(fā)生變化，合理的路基設(shè)計(jì)，應(yīng)在路基位置橫斷面尺寸、巖土 組成等方面綜合考慮，為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性、路基的防護(hù)與加固，是不可缺少的 工程技術(shù)措施。路基防護(hù)與加固設(shè)施，主要有邊坡坡面

14、防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及是軟地基的 加固處治。本設(shè)計(jì)有高填及深挖路基、沿河浸水路堤，故用到的防護(hù)措施有坡面防護(hù)包 括植被防護(hù)和工程防護(hù)。本設(shè)計(jì)不涉及濕軟地基加固問(wèn)題。5.6.1路基的防護(hù)（1）路基填土高度H小于3m時(shí)，采用草坪網(wǎng)布防護(hù)，為防止雨水對(duì)土路肩邊緣及 護(hù)坡道的沖刷，草坪網(wǎng)布被在土路肩上鋪入土路肩 25cm，在護(hù)坡道上鋪到邊溝內(nèi)側(cè)為止 植被防護(hù)示意圖如下圖。設(shè)置單層襯砌拱，當(dāng)4乞H 0.5m圖5.10干砌片石護(hù)面防護(hù)示意圖（4）路線(xiàn)經(jīng)過(guò)荷塘或河岸地段時(shí)，為防止地面水流或河水沖刷，可以采用干 砌片石護(hù)面防護(hù)，分單層和多層。片石護(hù)面，要求坡面穩(wěn)定，先墊以砂層，然后 自下而上平整地鋪砌片

15、石，片石應(yīng)逐塊嵌緊且錯(cuò)縫，護(hù)面厚度一般不小于20cm，干砌可勾縫，必要時(shí)改用漿砌，護(hù)面頂部封閉，以防滲水。干砌片石護(hù)面防護(hù)示意圖如上圖 5.10。5.6.2路基的加固本設(shè)計(jì)含有深挖路基，高度超過(guò)6m需設(shè)置護(hù)面墻。護(hù)面墻是漿砌片石的坡面覆蓋層，用于圭寸閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡；要求墻面緊貼坡面，表 面砌平，厚度可不一。護(hù)面墻石料應(yīng)符合規(guī)格。護(hù)面墻除自重外，不承受其他荷 載，亦不承受墻背土壓力，其構(gòu)造與布設(shè)如圖所示。墻高與厚度及路塹邊坡的關(guān) 系如下表5.9 o表5.9護(hù)面墻的厚度護(hù)面墻咼度（m）路塹邊坡護(hù)面墻厚度（m)頂寬b底寬d 21:0.50.400.40 6陡于1:0.50.400.

16、40+0.10H6 v HW 101:0.5 1:0.750.400.40+0.05H10 v HW 151:0.751:10.400.60+0.05H563用ANSY魴析邊坡點(diǎn)應(yīng)力分布(1) 有限元分析的假設(shè)有限元分析的基本假設(shè)為：各結(jié)構(gòu)層為均勻、連續(xù)、各向同性的彈性體，各個(gè)結(jié)構(gòu) 層之間為完全連續(xù)狀態(tài)。(2) 加載方法及圖形圖5.11 ansys 導(dǎo)入PROE后的實(shí)體模型Model gujiabia nponew5.12 an sys 網(wǎng)格劃分圖(3) 數(shù)據(jù)分析模型后側(cè)面加載均勻面力0.7MPa,底部全部約束，對(duì)稱(chēng)中心面采用對(duì)稱(chēng)邊界條件，再加上重力。拱形骨架護(hù)坡點(diǎn)位共計(jì)十個(gè)分別為P1P10,

17、 條邊坡分析線(xiàn)。點(diǎn)13為剖面1,點(diǎn)47為剖面2,點(diǎn)810為剖面3。分別對(duì)上述十個(gè)點(diǎn)位，一條分析線(xiàn)以及三個(gè)切 片進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變以及位移結(jié)果的數(shù)據(jù)提取?，F(xiàn)就位移方面進(jìn)行分析。PlP4P8圖5.13邊坡點(diǎn)分布圖AN根據(jù)ansys對(duì)邊坡點(diǎn)的分析，分別得出圓拱矢量位移和云圖變化和三個(gè)切片的總位 移云圖：1NODAL SOLUTIONMAR 28 2013STEP=1SUB =1TIME=1 /EXPANDEDUSUM (AVG)RSYS=0DMX =.270812SMX =.270812DSYS=13MXZ10:00:48.06018.120361.180541.240722.03009.090271.

18、150451.210631.270812Model gujiabia nponew圖5.14圓拱位移矢量和云圖1POST1 SURFACESVALUE=1USUM 1STEP=1SUB =1TIME=1ANMAR 28 201321:58:23-.276E-08.06018.120361.180541.240722.03009.090271.150451.210631.270812Model gujiabia nponew圖5.15切片1 (P1P3)位移矢量和云圖1POST1 SURFACESVALUE= 2-USUM2STEP=1SUB =1TIME=1ANMAR 28 201322:18

19、:52-.480E-08.060064.120128.180192.240256.030032.090096.15016.210224.270288Model gujiabia nponew5.16切片2 (P4P7)位移矢量和云圖由圖5.14可知，護(hù)坡模型的位移矢量和變化由坡頂向坡腳逐漸減小，即應(yīng)力對(duì)z軸與y軸位移方向的影響較x軸大。再根據(jù)圖5.135.15，各點(diǎn)的位移矢量和為：表5.10各邊坡點(diǎn)位移矢量和點(diǎn)1點(diǎn)2點(diǎn)3點(diǎn)4點(diǎn)5總位移矢量和0.1203610.0902710.030090.1201280.060064點(diǎn)6點(diǎn)7點(diǎn)8點(diǎn)9點(diǎn)10總位移矢量和0.0300324.80E090.11989

20、50.0899210.029974由表5.10可知，位移矢量和最大點(diǎn)為點(diǎn)1,最小點(diǎn)為點(diǎn)7。矢量和位移沿切片方向 由坡頂向坡腳逐漸減小，而對(duì)于沿坡頂方向，位移矢量和由點(diǎn) 1向點(diǎn)8方向逐漸減小。 因此，點(diǎn)1位置為護(hù)坡面最不利位置點(diǎn)，在護(hù)坡修建過(guò)程中應(yīng)對(duì)點(diǎn) 1附近坡面進(jìn)行加強(qiáng) 處理，以減小應(yīng)力對(duì)其造成的影響。5.7擋土墻設(shè)計(jì)與計(jì)算5.7.1擋土墻的作用及適用范圍擋土墻是為了防止土體坍滑而修筑的，主要承受側(cè)向土塔里的墻式建筑物。陡坡路 段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡路段應(yīng)設(shè)置擋土墻，需要降低路基邊坡高度以減少大量填方、 挖方的路段，為增加不良地質(zhì)路段邊坡穩(wěn)定性，以防止產(chǎn)生滑坍的路段，防止沿河路段 等宜建擋土墻。（1）擋土墻按作用位置，墻體材料，結(jié)構(gòu)形式等可分為不同的類(lèi)型常用的石砌擋土墻及鋼筋混凝土擋土墻，一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施與伸縮縫等 部分構(gòu)成。(2) 擋土墻的適用范圍路塹開(kāi)挖深度較大，山坡陡峭，用以降低邊坡高度，減少山坡開(kāi)挖，避免破壞山體 平衡；地質(zhì)條件不良，用以支擋可能坍塌下滑的山坡土體或破碎巖層；為防止沿河路堤受水流沖刷和淘刷；為避免與其他建筑物干擾或防止多占農(nóng)田；防止陡坡路堤下滑。本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)邊坡穩(wěn)定性分析，路塹路段挖方高度超過(guò)6.5m都需設(shè)置擋土墻。本設(shè)計(jì)米用衡重式式擋土墻。5.7.2擋土墻的設(shè)計(jì)原則擋土墻按“極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法”進(jìn)行設(shè)計(jì)。擋土