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橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)第1頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)、橋梁設(shè)計(jì)的基本原則一、基本原則:實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀1、技術(shù)先進(jìn)在因地制宜的前提下,盡可能采用成熟的新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料和新工藝,必須認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù),充分利用最新科學(xué)技術(shù)成就,把學(xué)習(xí)和創(chuàng)新結(jié)合起來(lái),淘汰和摒棄原來(lái)落后和不合理的東西。第2頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、安全可靠⑴所設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和穩(wěn)定方面應(yīng)具有足夠的安全儲(chǔ)備。⑵防撞欄應(yīng)具有足夠的高度和強(qiáng)度,人與車(chē)應(yīng)做好防護(hù)欄,防止車(chē)輛撞入人行道或撞壞欄桿而落入橋下。⑶對(duì)于交通繁忙的橋梁,應(yīng)設(shè)計(jì)好照明設(shè)施,并有明確的交通標(biāo)志,兩端引橋坡度不宜太陡,以免發(fā)生車(chē)輛碰撞等引起的車(chē)禍。第3頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑷對(duì)于修建在地震地區(qū)的橋梁,應(yīng)按抗震要求采取防震措施;對(duì)于河床易變遷的河道,應(yīng)設(shè)計(jì)好導(dǎo)流設(shè)施,防止橋梁基礎(chǔ)被過(guò)度沖刷;對(duì)于通行大噸位船舶的河道,除按規(guī)定加大橋孔跨徑外,必要時(shí)設(shè)置防撞構(gòu)造物等。第4頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、適用耐久⑴應(yīng)保證橋梁在100年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)正常適用。⑵橋面寬度能滿足當(dāng)前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量(包括行人通行)⑶橋梁結(jié)構(gòu)在通過(guò)設(shè)計(jì)荷載時(shí)不出現(xiàn)過(guò)大的變形和過(guò)寬裂縫。⑷應(yīng)考慮不同的環(huán)境類別對(duì)橋梁耐久性的影響,在選擇材料、保護(hù)層厚度、阻銹等方面滿足耐久性的要求。⑸橋跨結(jié)構(gòu)的下面有利于泄洪、通航(跨河橋)或車(chē)輛和行人的通行(旱橋)第5頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑹橋梁的兩端方便車(chē)輛的進(jìn)入和疏散,不致產(chǎn)生交通堵塞現(xiàn)象等。⑺考慮綜合利用,方便各種管線(水、電氣、通信等)的搭載。4、經(jīng)濟(jì)⑴橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原則。⑵經(jīng)濟(jì)的橋型應(yīng)該是造價(jià)和使用年限內(nèi)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合最省的橋型,設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮維修的方便和維修費(fèi)用少,維修時(shí)盡可能不中斷交通,或中斷交通的時(shí)間最短。第6頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑶所選擇的橋位應(yīng)是地質(zhì)、水文條件好,橋梁長(zhǎng)度也較短。⑷橋位應(yīng)考慮建在能縮短河道兩岸的運(yùn)距,促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,產(chǎn)生最大的效益,對(duì)于過(guò)橋費(fèi)的橋梁應(yīng)能吸引更多的車(chē)輛通過(guò),達(dá)到盡可能快回收投資的目的。5、美觀結(jié)構(gòu)布置精煉,并在空間有和諧的比例;橋型應(yīng)與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào),城市橋梁和游覽地區(qū)的橋梁可較多考慮建筑藝術(shù)上的要求。第7頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月6、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展第8頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)橋梁平、縱、橫斷面設(shè)計(jì)一、橋梁的平面設(shè)計(jì)
橋梁的設(shè)計(jì)首先確定橋位⑴按照?公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JTGB01—2003)的規(guī)定,小橋和涵洞的位置與線形應(yīng)符合路線的總走向,為滿足水文、路線彎道等要求可設(shè)計(jì)斜橋和彎橋。⑵特大橋、大、中橋橋位,原則上應(yīng)符從路線走向,橋、路綜合考慮,盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)條件良好的河段。⑶橋梁的平曲線半徑、平曲線超高和加寬、緩和曲線、變速車(chē)道設(shè)置等,均應(yīng)滿足相應(yīng)等級(jí)線路的規(guī)定。第9頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、橋梁縱斷面設(shè)計(jì)
橋梁的縱斷面設(shè)計(jì):橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋道標(biāo)高的確定、橋上和引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度。1、橋梁總跨徑⑴一般根據(jù)水文計(jì)算來(lái)確定。⑵橋梁總跨徑確定的基本原則:①應(yīng)使橋梁在整個(gè)使用年限內(nèi),保證設(shè)計(jì)洪水能順利宣泄。②河流中可能出現(xiàn)的流冰和船只、排筏等能順利通過(guò)。第10頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月③避免因過(guò)分壓縮河床引起河道和河岸的不利變遷。④避免因橋前壅水而淹沒(méi)農(nóng)田、房屋、村鎮(zhèn)和其他公共設(shè)施。⑤避免因總跨徑縮短而引起的河床過(guò)度沖刷對(duì)淺基礎(chǔ)帶來(lái)不利的影響。第11頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、橋梁的分孔分孔基本原則:應(yīng)使上、下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低。⑴對(duì)于通航河流,在分孔時(shí)首先應(yīng)滿足橋下的通航要求。⑵對(duì)于平原地區(qū)的寬闊河流上的橋梁,通常在主河槽部分按需要布置較大的通航孔,而在兩側(cè)淺灘部分按經(jīng)濟(jì)跨徑進(jìn)行分孔。⑶對(duì)于山區(qū)深谷上、水深流急的江河上、或需在水庫(kù)上修橋時(shí),為減少中間橋墩,應(yīng)增大跨徑。第12頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑷對(duì)于采用連續(xù)體系的多孔橋梁,應(yīng)從結(jié)構(gòu)受力的特性考慮,使邊孔與中孔的跨中彎矩接近相等,合理確定相鄰跨之間的比例。⑸對(duì)于河流中存在不利的地質(zhì)段,例如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等,在分孔時(shí)為使橋基避開(kāi)這些區(qū)段,可適當(dāng)加大跨徑。第13頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、橋道標(biāo)高的確定⑴流水凈空要求為了保證支座的安全和正常工作,對(duì)于設(shè)支座的橋梁,支座底面應(yīng)高出計(jì)算水位(即設(shè)計(jì)洪水水位加壅水高、浪高等)不小于0.25m,并高出最高流冰面不小于0.50m,如圖所示。第14頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于無(wú)鉸拱橋,拱腳允許被洪水淹沒(méi),但淹沒(méi)深度不宜超過(guò)拱圈凈矢高f0的2/3,并且在任何情況下,拱頂?shù)酌鎽?yīng)高出計(jì)算水位不小于1.0m,拱腳的起拱線應(yīng)高出最高流冰面不小于0.25m。
第15頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月①按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面最低高程時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算:第17頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②按設(shè)汁最高流冰水位計(jì)算橋面最低高程時(shí),應(yīng)按下式計(jì)算:③橋面設(shè)計(jì)高程不應(yīng)低于式(1-2-1)或(1-2-2)的計(jì)算值。第18頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑵通航凈空要求為了保證橋下安全通航,通航孔橋跨結(jié)構(gòu)下緣的高程應(yīng)高出自設(shè)計(jì)通航水位算起的凈空高度。我國(guó)對(duì)于內(nèi)河通航凈空的尺寸規(guī)定見(jiàn)圖2—3及表2—2。此外,交通部還頒布了《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ311一1997),適用于沿海及海灣區(qū)域內(nèi)通航海輪航道的橋梁。第19頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(3)跨線橋橋下凈空要求
在設(shè)計(jì)跨越線路(鐵路、公路、其他道路等)的立體交叉時(shí),橋跨結(jié)構(gòu)底緣的高程應(yīng)高出被交叉線路(鐵路、公路、其他道路等)建筑限界的規(guī)定。對(duì)于公路所需的建筑限界,見(jiàn)橋梁橫斷面設(shè)計(jì)部分,鐵路的建筑限界可查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛限界和建筑限界》的規(guī)定,其他道路的建筑限界可查閱相應(yīng)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。第24頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月綜上所述,全橋位于河中的橋面高程應(yīng)首先滿足流水凈空的要求;對(duì)于通航孔或橋下通車(chē)的立交孔還應(yīng)滿足通航或立交凈空的要求;另外,還應(yīng)考慮橋的兩端能夠與公路或城市道路的順利銜接等,因此,橋面高程的確定必須綜合考慮和規(guī)劃。橋梁的橋面控制高程確定后,一般是將橋梁的縱斷面設(shè)計(jì)成具有單向或雙向的橋面縱坡,既利于交通、美觀效果好,又便于橋面排水(對(duì)于不太長(zhǎng)的小橋,可以做成平坡橋)。但《橋規(guī)》規(guī)定:橋上縱坡不宜大于4%,橋頭引道縱坡不宜第25頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月大于5%;位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處的橋梁,橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%。并應(yīng)在縱坡變更處按規(guī)定設(shè)置豎曲線,使縱坡改變處不致出現(xiàn)轉(zhuǎn)角。第26頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月三、橋梁的橫斷面設(shè)計(jì)
公路橋梁橫斷面的設(shè)計(jì),主要取決于橋面的寬度和不同橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的形式。橋面寬度取決于行車(chē)和行人的交通需要。我國(guó)交通部頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2003)中,規(guī)定了各級(jí)公路橋面凈空的限界,如圖所示,在建筑限界內(nèi),不得有任何部件侵入。第27頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第29頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第31頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)程序
一座橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)所涉及的因素很多,特別是對(duì)于工程比較復(fù)雜的大、中橋梁,是一個(gè)綜臺(tái)性的系統(tǒng)工程。役計(jì)合理與否.將直接影響到區(qū)域的政治、經(jīng)濟(jì)、文化以及人民的生潔,團(tuán)此必須建立一套嚴(yán)格的管理體制和有序的工作程序。在我國(guó),基本建設(shè)程序分力前期工作和正式設(shè)計(jì)兩個(gè)大步驟,它們的關(guān)系加圖所示,現(xiàn)分別簡(jiǎn)要介紹它們的主要內(nèi)容及要求。第35頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
一、“預(yù)可”階段
“預(yù)可”階段著重研究建橋的必要性以及宏觀經(jīng)濟(jì)上的合理性。在“預(yù)可”研究形成的‘“預(yù)工程可行性研究報(bào)書(shū),簡(jiǎn)稱“預(yù)可報(bào)告”中,應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、政治,國(guó)防等方面,詳細(xì)闡明建橋理由和工程建設(shè)的必要性和重要性,同時(shí)初步探討技術(shù)上的可行性。對(duì)于區(qū)域性線路上的橋粱.應(yīng)以建橋地點(diǎn)(渡口等)的車(chē)流量調(diào)查(計(jì)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)逐年增長(zhǎng))為立論依據(jù)。
第37頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
“預(yù)可”階段的主要工作目標(biāo)是解決建設(shè)項(xiàng)目的上報(bào)立項(xiàng)問(wèn)題.因而,在“預(yù)可報(bào)告”中.應(yīng)編制幾個(gè)可能的橋型方案,并對(duì)工程造價(jià)、資金來(lái)源、投資回報(bào)等間題也應(yīng)有初步估算和設(shè)想。設(shè)計(jì)方將“預(yù)可報(bào)告’交業(yè)主后,由業(yè)主據(jù)此編制“項(xiàng)目建議書(shū)”報(bào)主管上級(jí)審批。第38頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
二、“工可”階段在‘項(xiàng)目建議書(shū)’被審批確認(rèn)后,著手“工可”階段的工作,在這一階段,著重研究和制訂橋梁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括:設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)、橋面寬度、通航標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)車(chē)速、橋面縱坡、橋面平、縱曲線半徑等,在這一階段,應(yīng)與河道、航運(yùn)、規(guī)劃等部門(mén)共同研究,以共同協(xié)商確定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在‘工可”階段,應(yīng)提出多個(gè)橋型方案,并按交通部(公路基本建設(shè)工程投資估算編制辦法)估算造價(jià),對(duì)資金來(lái)源和投資回報(bào)等問(wèn)題應(yīng)基本落實(shí)。第39頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
三、初步設(shè)計(jì)
初步設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)批復(fù)的可行性研究報(bào)告、測(cè)設(shè)合同和初測(cè)、初勘或定測(cè)、詳勘資料編制。初步設(shè)計(jì)的目的是確定設(shè)計(jì)方案,應(yīng)通過(guò)多個(gè)橋型方案的比選,推薦最優(yōu)方案,報(bào)上級(jí)審批。在編制各個(gè)橋型方案時(shí),應(yīng)提供平、縱、橫布置圖,標(biāo)明主要尺寸,并估算工程數(shù)量和主要材料數(shù)量,提出施工方案的意見(jiàn),編制設(shè)計(jì)概算,提供文字說(shuō)明和圖表資料,初步設(shè)計(jì)經(jīng)批復(fù)后,則成為施工準(zhǔn)備、編制施工圖設(shè)計(jì)文件和控制建設(shè)項(xiàng)目投資等的依據(jù)。第40頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月四、技術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)于技術(shù)上復(fù)雜的特大橋、互通式立交或新型橋梁結(jié)構(gòu)需進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)什應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)批復(fù)意見(jiàn)、測(cè)設(shè)合同的要求,對(duì)重大、復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)、專題研究、加深勘探調(diào)查及分析比較,進(jìn)一步完善批復(fù)的橋型方案的總體和細(xì)部各種技術(shù)問(wèn)題以及施工方案,并修正工程概算。第41頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
五、施工圖設(shè)計(jì)
兩階段(或三階段)施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)(或技術(shù)設(shè)計(jì))批復(fù)意見(jiàn)、測(cè)設(shè)合同,進(jìn)一步對(duì)所審定的修建原則、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)決定加以具體和深化,在此階段中,必須對(duì)橋梁各種構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,并且確保強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、裂縫、構(gòu)造等各種技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求,繪制出施工詳圖,提出文宇說(shuō)明及施工組織計(jì)劃,并編制施工圖預(yù)算。
第42頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月國(guó)內(nèi)一般的(常規(guī)的)橋梁采用兩階段設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì),對(duì)于技術(shù)簡(jiǎn)單方案明確的小橋,也可采用一階段設(shè)計(jì),即施工圖設(shè)計(jì)。第43頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)橋梁設(shè)計(jì)方案的比選
橋梁設(shè)計(jì)方案的比選:主要包括橋位方案的比選和橋型方案的比選。一、橋位方案的比選
至少應(yīng)選擇兩個(gè)以上的橋位進(jìn)行比選。遇某種特殊情況時(shí),還需要在大范圍內(nèi)提出多個(gè)橋位方案進(jìn)行比選。例如錢(qián)塘江第二大橋(公路與鐵路兩用橋)就曾提出4個(gè)橋位方案互相比較。如圖所示,從上游依次往下為:譚頭橋址方案、珊瑚沙橋址方案、錢(qián)塘江橋(既有橋)旁方案和四堡橋址方案。第44頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第45頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月橋位方案一:潭頭橋址
潭頭橋址位于既有橋上游約9.5km處,上游富春江與浦陽(yáng)江的匯合口,兩江匯合后水流約呈90。轉(zhuǎn)彎,集中沖淘蕭山岸,使得橋址上游水文條件復(fù)雜。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于橋址位于杭州最南邊,對(duì)城市的干擾小,但兩岸鐵路接線最長(zhǎng),過(guò)境公路需穿過(guò)市區(qū),繞行路線最長(zhǎng),接線工程費(fèi)用最高。第46頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月橋位方案二:珊瑚沙橋址珊瑚沙橋址位于既有橋上游,距宮春江與浦陽(yáng)江的匯合口較遠(yuǎn),水文條件較好,河床比較穩(wěn)定,兩岸接線較潭頭橋址方案短,但該橋址江面最寬。橋位方案三:錢(qián)塘江橋旁橋址錢(qián)塘江橋旁橋址位于既有橋下游約500cm,兩岸接線工程最省,且橋址處江面較其他方案都窄,投資最小。仍由于江面較窄,水深,流速大。該橋位距市區(qū)較近,存在對(duì)城市的發(fā)展、環(huán)境污染及交通干擾等問(wèn)題。第47頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月橋位方案四:四堡橋址位四堡橋址位于既有橋下游約13.5km,兩岸鐵路、公路的接線較潭頭橋址方案和珊瑚沙橋址方案均小,旦接線工程無(wú)需穿過(guò)市區(qū),對(duì)城市的發(fā)展、環(huán)境污染及交通干擾等影響不大。但橋位處于涌潮河段,對(duì)橋高和橋梁結(jié)構(gòu)等有一定的要求,對(duì)橋位上游河段的航運(yùn)開(kāi)發(fā)商一定的影響。經(jīng)綜合比較,最后推薦潭頭橋址方案。第48頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月橋位的選擇應(yīng)置于路網(wǎng)市一起考慮,要有利于路網(wǎng)的布置,盡量滿足選線的需要。橋梁建在城市范圍內(nèi)時(shí),要重視橋梁建設(shè)滿足城市規(guī)劃的要求。特大橋、大橋橋位應(yīng)選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過(guò)大部分設(shè)計(jì)流量的河段。橋位不宜選擇在河漢、沙洲、古河道、急彎、匯合口、港口作業(yè)區(qū)及易形成流冰、流木阻塞的河段.以及斷層、巖溶、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)的河段。
第49頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
橋梁縱軸線宜與洪水主流流向正交。對(duì)通航河流上的橋梁,橋他的選擇還應(yīng)考慮橋梁對(duì)周?chē)O(shè)施的影響程度,以及不能拆遷的設(shè)施對(duì)橋梁的影響程度,同時(shí)還應(yīng)充分考慮橋梁的建設(shè)對(duì)橋位周?chē)h(huán)境的影響等。綜合比較,根據(jù)每個(gè)橋位的不同著眼點(diǎn).選定一個(gè)橋位作為推薦橋位。第50頁(yè),課件共54頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、橋型方案的比選
橋梁設(shè)計(jì)方案的比選和確定可按下列步驟進(jìn)行1.明確各種高程的要求在橋位縱斷面團(tuán)上,先按比例繪出設(shè)汁洪水位、通航水位、堤頂高程、橋面高程、通航凈空、行車(chē)凈空位置圖等。2.橋梁分孔和初擬橋型方案草圖在確定了各種高程的縱斷面圖上,根據(jù)泄
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