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第十七講橫斷面設(shè)計(jì)第1頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二定義:超高是指路面做成向內(nèi)側(cè)傾斜的單向橫坡的斷面形式。
(當(dāng)R<Rbmin時(shí)設(shè)超高)當(dāng)汽車在彎道上行駛時(shí),將受橫向力的作用,其值大小可用橫向力系數(shù)μ表示;一、彎道超高及其作用作用:為了讓汽車在圓曲線上行駛時(shí)能獲的一個(gè)向圓心內(nèi)側(cè)的橫向分力,用以克服離心力,減小橫向力。全超高:在圓曲線上從起點(diǎn)至終點(diǎn)超高橫坡度應(yīng)是一個(gè)不變的定值,此定值即為全超高。在緩和曲線上應(yīng)是逐漸變化的超高。第五節(jié)道路平曲線超高第2頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二減小橫向力的方法:增大曲線半徑:有時(shí)是困難的降低車速:設(shè)計(jì)中不推薦
增大向內(nèi)側(cè)傾斜的橫坡——設(shè)置超高橫坡:(成本低、效果好)設(shè)置超高后:第3頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二二、超高橫坡度的計(jì)算1.最大超高和最小超高超高橫坡度ih應(yīng)按計(jì)算行車速度、半徑大小、結(jié)合路面種類、自然條件和車輛組成等情況確定。ihmax公路最大超高值
最小超高:ihmin等于路面拱度ig。2.超高橫坡度計(jì)算公式(V取設(shè)計(jì)車速,μ取路面摩阻系數(shù))公路等級(jí)高速公路一二三四一般地區(qū)10%8%積雪、嚴(yán)寒地區(qū)6%第4頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二不設(shè)超高最小半徑超高橫坡度計(jì)算圖式
曲線半徑越小,超高橫坡越大第5頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二第6頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二第7頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二繞路面內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn):一般用于新建公路與深路塹。繞路面中心線旋轉(zhuǎn):一般用于改建工程。繞路面外邊緣旋轉(zhuǎn):可在高路堤與標(biāo)高受限等特殊設(shè)計(jì)時(shí)采用。三、超高過渡方式:1.無中間帶道路的超高過渡第8頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二
2.有中間帶公路的超高過渡繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn):中間帶寬度較窄(≤4.5m)的公路可采用;繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn):各種寬度中間帶的均可采用繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn):車道數(shù)大于4條的公路可采用第9頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二1.繞路面內(nèi)邊緣線旋:四、超高緩和段長度
p—超高漸變率
附加縱坡:Lcih超高緩和段:從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線的單向橫坡(全超高)所需的過渡段長度,叫超高緩和段。即旋轉(zhuǎn)軸與行車道外側(cè)邊緣線之間的相對(duì)坡度。第10頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二2.繞路面中線旋轉(zhuǎn):
四、超高緩和段長度
附加縱坡:第11頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二3.《規(guī)范》推薦公式:
式中:Lc——超高緩和段長(m);
B′——旋轉(zhuǎn)軸至行車道(設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶)外側(cè)邊緣的寬度(m);B′=B:繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)B′=B/2:繞路中線旋轉(zhuǎn)
Δi——超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差(%);
Δi
=ih:繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)
Δi
=ih+i1:繞路中線旋轉(zhuǎn)
p——超高漸變率,即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道(設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶)外側(cè)邊緣線之間的相對(duì)坡度。第12頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二第13頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二繞邊線時(shí):繞中線時(shí):多車道公路的超高緩和段長度,視車道數(shù)按上式計(jì)算之值乘以下列系數(shù):從旋轉(zhuǎn)軸到行車帶邊緣的距離系數(shù)
2車道1.53車道2.0第14頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二4、確定超高緩和段長度lc時(shí)應(yīng)注意:
1)一般取lc=
lh,取5的整數(shù)倍;
2)若lc>
lh,應(yīng)修改平面線形,時(shí)lh
>lc;
3)若lc<
lh,但只要超高漸變率P≧1/330,仍取lc=
lh,否則,超高過度可設(shè)在緩和曲線某一區(qū)段內(nèi),全超高斷面宜設(shè)在緩圓點(diǎn)或圓緩點(diǎn)處;
4)四級(jí)公路不設(shè)緩和曲線,但在曲線段內(nèi)設(shè)有超高,則應(yīng)設(shè)超高過渡段,其長度仍由前式計(jì)算。第15頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二ZHHY1.超高形成過程:(1)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)五、橫斷面上超高值的計(jì)算提肩雙坡階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段第16頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二ZHHY提肩雙坡階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段1.超高形成過程:
(1)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)(2)繞路面中線旋轉(zhuǎn)五、橫斷面上超高值的計(jì)算第17頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(1)直線段斷面:2.繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算方法
h中h右h左路線設(shè)計(jì)高程定義:超高值就是指設(shè)置超高后路中線、路面邊緣及路肩邊緣等計(jì)算點(diǎn)與路基設(shè)計(jì)高程的高差。(新建路為例)第18頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(2)起始斷面:ZH(HZ)
第19頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(3)全超高斷面:
路線設(shè)計(jì)高程旋轉(zhuǎn)軸h0=bJiJ第20頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(4)雙坡斷面:(x≤x0)iGihiGB雙坡階段長度x0(臨界長度)計(jì)算:超高過渡原則:路面外邊緣高程按正比例升高,直到超高橫坡斷面。路面橫坡度按正比例增加,直到超高橫坡度?!兑?guī)范》7.5.6條規(guī)定,當(dāng)線形設(shè)計(jì)須采用較長的回旋線時(shí),橫坡度由2%(或1.5%)過渡到0%路段的超高漸變率不得小于1/330(0.3%)。這時(shí),不利于路面橫向排水,應(yīng)限制x0的長度??砂磒1=0.3%計(jì)算x0:
第21頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二超高緩和段長度Lc計(jì)算:《規(guī)范》規(guī)定:(1)超高的過渡應(yīng)在回旋線全長范圍內(nèi)進(jìn)行:
Lc=Ls(2)當(dāng)超高漸變率過小時(shí),超高的過渡亦可設(shè)在回旋線的某一區(qū)段范圍之內(nèi),則Lc<Ls。按p1=0.3%計(jì)算Lc:
第22頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二iG
雙坡斷面超高值計(jì)算:(x≤x0)第23頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二雙坡斷面超高值計(jì)算:(x≤x0)式中:x——計(jì)算里程樁號(hào)離開超高緩和段起點(diǎn)的距離。
x=Lcz-ZH或x=HZ–Lcz當(dāng)超高的過渡設(shè)在回旋線的某一區(qū)段范圍之內(nèi)時(shí),
l0=Ls-Lc,x=lcz-ZH-l0
或x=HZ-lcz-l0。加寬值計(jì)算:正比例過渡:高次拋物線過渡:bx
=(4k3-3k4)b第24頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(5)旋轉(zhuǎn)斷面:(x≥x0)旋轉(zhuǎn)階段橫坡度ix:當(dāng)雙坡階段的漸變率p1小于0.3%時(shí):第25頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二旋轉(zhuǎn)階段超高值:第26頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二3.繞分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值的計(jì)算(設(shè)計(jì)高程)第27頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二3.繞分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值的計(jì)算硬路肩邊緣:
h2=h1-b2
×
i2
土路肩邊緣:h3=h2
-b3
×
i3
(1)直線路段斷面:行車道邊緣:
第28頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(2)全超高斷面:外側(cè)路肩按向外側(cè)傾斜:(硬路肩寬度≥2.25m)路線設(shè)計(jì)高程內(nèi)側(cè):外側(cè),內(nèi)傾第29頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(3)雙坡斷面:(x≤x0)雙坡階段長度x0計(jì)算:外側(cè)路肩按向外側(cè)傾斜:(硬路肩寬度≥2.25m)第30頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二(3)旋轉(zhuǎn)斷面:(x>x0)旋轉(zhuǎn)階段橫坡度ix:
當(dāng)雙坡階段的漸變率p1小于0.3%時(shí):外側(cè)路肩按向外側(cè)傾斜:(硬路肩寬度≥2.25m)第31頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二路面超高方式圖就是指路面橫坡度沿路線縱向的變化圖。應(yīng)用:縱斷面圖中“超高”欄設(shè)計(jì)文件組成部分之一:超高方式圖
六、路面超高方式圖的繪制方法
-----第32頁,共34頁,2023年,2月20日,星期二超高方式圖繪圖規(guī)則:(1)按比例繪制一條水平基線,代表路中心線,并認(rèn)為基線的路面橫坡度為零。(2)繪制兩側(cè)路面邊緣線。用實(shí)線繪出路線前進(jìn)方向右側(cè)路面邊緣線,用虛線繪出左側(cè)路面邊緣線。若路面邊緣高于路中線,則繪于基線上方,反之;繪于下方。路邊緣線
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