沈阳建筑大学二级公路毕业设计论文.doc

'沈阳建筑大学毕业设计摘要根据已有的设计资料和中国交通部设计要求以及部颁标准和规范，对辽宁省境内大连至庄河二级公路K0+000~K4+820.041段进行了路基路面综合设计。设计车速为60km/h，双向二车道。本次毕业设计的主要内容包括：路线平面设计、路线纵断面设计、路基横断面设计、路基路面排水设计、路面结构设计、小桥设计、施工组织设计以及概预算的编制等。在平面设计中，考虑到是平原微丘区新建公路，在设计线路上选了五个交点，曲线半径分别为300m，250m，300m，500m，900m，缓和曲线长度为130m，90m，100m，150m，150m，均符合规范要求。在纵断面设计中，全线共设五个变坡点，竖曲线半径分别为15000m，8000m，15000m，7000m，20000m。横断面设计中选一公里长的路线做为设计对象，每20米做一个横断面图，边坡坡度为1:1.5。在小桥涵设计中，主要进行了一座17米小桥的上部结构的计算和验算。采用手工和程序相结合的办法按照规范规定进行路面结构设计。根据道路施工情况，对施工人员、施工机械、工程量安排等进行了施工组织设计。另外还用同望软件编制了设计范围内路基和路面的预算文件。本设计部分图纸采用CAD系统绘制，部分数据采用Excel表格计算显示。此次设计使我在专业知识方面得到了综合训练和提高，增强了独立分析和解决问题的能力，取得了良好的效果。关键词：二级公路；路基；路面；排水设计；桥梁设计；综合设计6 沈阳建筑大学毕业设计AbstractAccordingtothetechnicalstandardsandspecificationsforhighwaydesignpublishedbytheMinistryofCommunicationsofChina，thecomprehensivedesignofhighwaysubgradeandpavementfromK0+000toK4+820.041hasbeencarriedoutbasedonthedataofDalian-ZhuanghesecondaryroadsinLiaoningProvince.Thedesignedvehiclespeedis60km/h，bidirectionaltwotrafficlanes.Themaincontentsofthedesignincludedhighwaylineofgraphicdesign，verticalalignmentdesign，linecross-sectionaldesign，subgradeandpavementdrainage，pavementstructuredesign，thedesignofsmallbridges，constructiondesign，andthepreparationofbudgetestimate，ect.Intheplanedesign，consideredisthemountainousterrainareanewlybuiltroad，IhavechosenfivepointsofintersectionontheLinesinthedesignroads，thepointofintersectionradiusrespectivelyis300m，250m，300m，500m，900m.Mollifyingthecurvelengthis130m，90m，100m，150m，150m.Intheprofilesectiondesign，theentirelinehasfivetochangetheslopespot，theradiusrespectivelyis15000m，8000m，15000m，7000m，20000m.Thecross-sectionaldesignonekilometerrouteasthedesignobject，across-sectionaldiagramofevery20meters，theslopegradientof1:1.5.Inthedesignofbridgesandculverts，themainofthecalculationandcheckingtheupperstructureofabridgeof17meters.Usingmanualandprocedureofthemethodofcombiningthepavementstructuredesigninaccordancewiththeregulations.Accordingtoroadconstruction，theconstructionorganizationdesignofconstructionpersonnel,constructionmachineryandengineeringquantityarrangementetc.Moreoverstillusetotogetherhopethebudgetdocumentthatthesoftwaredrewupdesignroadbedinsidethescopeandroadnoodles.ThisdesignpaperarepartialusestheCADsystemplan，thepartialdatausetheExcelcomputationdemonstrated.Duringthisgraduationdesign，theexpertiseisacomprehensivetraining，andtheabilityofindependentanalysisandsolvingproblemswereimprovedandstrengthened，sogoodeffectshavebeenachieved.Keywords:Secondaryroads；Subgrade；Pavement；Subgradeandpavementdrainagedesign；Bridgedesign；Comprehensivedesign6 沈阳建筑大学毕业设计目录第一章设计资料与任务11.1公路建设的政治经济意义11.2公路运输的特点21.3沿线自然条件31.4设计主要内容3第二章公路平面设计52.1路线布设52.1.1路线布设原则52.1.2公路选线62.1.3平原微丘区选线要点72.1.4平原微丘区定线步骤72.2平面选线设计82.2.1公路等级的确定82.2.2方案比选92.2.3经济技术分析，102.2.4二级公路的主要技术指标122.2.5带有缓和曲线的平曲线计算公式132.2.6路线曲线要素计算14第三章纵断面设计173.1纵断面设计方法与原则173.2平纵线形的协调173.3竖曲线计算183.3.1简述183.3.2竖曲线设计19第四章横断面设计214.1横断面的组成214.1.1横断面的组成214.1.2路基的类型216 沈阳建筑大学毕业设计4.2横坡的确定224.3超高的确定及过渡方法224.3.1超高及超高缓和段224.3.2超高值的计算244.3.3加宽284.4土石方数量计算与土石方调配294.4.1横断面面积的计算294.4.2路基土石方工程数量的计算294.4.3土石方调配29第五章路基路面排水设计315.1路基路面排水的一般原则325.2路面排水设备325.2.1边沟325.2.2排水沟335.2.3截水沟335.3涵洞的设置335.3.1选定桥涵位置及桥涵类型335.3.2桥涵形式的选择345.4排水系统分析35第六章路面结构设计366.1路面设计的原则366.1.1路面类型与结构方案设计366.1.2路面建筑材料设计366.1.3路面结构设计366.2路面设计步骤376.3路面设计376.3.1沥青路面结构设计标准376.3.2累计当量轴次计算386.3.3各层材料计算参数的确定386.3.4路面结构设计406 沈阳建筑大学毕业设计第七章装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计477.1基本设计资料477.1.1桥面宽度477.1.2主梁跨径和全长477.1.3技术标准477.1.4主要材料477.1.5计算方法477.1.6结构尺寸477.1.7设计依据487.2主梁的计算487.2.1结构自重效应计算487.2.2汽车、人群荷载内力计算507.3横隔梁的内力计算587.3.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载587.3.2绘制中横隔梁的内力影响线597.3.3截面内力计算617.3.4横隔梁内力组合617.4行车道板的计算617.5挠度、预拱度的计算647.6持久状况承载力极限状态下截面设计、截面复核和验算677.6.1.截面设计677.6.2.截面复核697.6.3根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配筋707.6.4斜截面抗剪承载力复核77第八章施工组织设计808.1概述808.1.1编制依据808.1.2编制说明808.1.3编制原则806 沈阳建筑大学毕业设计8.1.4主要技术标准818.1.5工程概况828.1.6主要工程数量汇总828.2总体施工目标838.2.1工期目标838.2.2质量目标838.2.3安全目标838.2.4环境保护目标838.2.5文明施工目标838.2.6设备、人员动员周期848.3设备、人员及材料运至施工现场的方法848.3.1人员、设备848.3.2材料848.4施工组织机构的组成848.4.1施工组织机构主要职责范围858.5总体施工顺序858.6施工准备868.6.1施工供水868.6.2施工用电868.6.3施工便道868.6.4施工通讯868.6.5施工营地878.7路基工程878.7.1路基土石方工程量的计算878.7.2路基土石方的调配888.7.3施工前准备工作898.7.4班组安排908.7.5路堑挖方908.7.6路基填筑908.7.7路基工、料、机消耗916 沈阳建筑大学毕业设计8.7.9生产周期的计算928.8路面工程938.8.1路面结构938.8.2路面工程量的计算948.8.4沥青混凝土面层948.8.5路面工程工、料、机消耗978.8.6班组安排，确定工期988.9施工进度安排998.9.1总工期及阶段性工期998.9.2分项工程进度计划998.9.3技术准备1008.9.4施工平面总体布置1018.10确保工程质量和工期的措施1018.10.1确保工程质量的措施1018.11主要施工项目质量保证措施1028.11.1路基施工1028.11.2沥青混凝土面层施工1038.12质量、安全保证体系1048.12.1质量保证体系1048.12.2安全保证体系104第九章预算编制1049.1概预算的编制依据1059.2预算项目的主要组成部分（路线部分）1059.3编制内容1069.4基础单价计算1089.5建筑安装工程费计算1119.6编制说明112第十章设计结论113参考文献114致辞1156 沈阳建筑大学毕业设计大连至庄河二级公路综合设计第一章设计资料与任务1.1公路建设的政治经济意义本毕业设计为大连至庄河的二级公路综合设计，近几年来，由于选址于庄河市大郑镇潘店村和银窝村的大连国家生态工业示范园的建立，促使了当地经济迅猛发展。为了满足经济发展的需要，当地政府选择在大连至庄河新建一条公路。这条公路的修建，不仅可以缓解当地的交通压力，而且还将临近地区有效地连接起来，从而使邻近的城市能够进行优势互补，极大地刺了庄河地区经济的发展。大连市是著名的沿海城市，大连港港阔水深，不淤不冻，自然条件非常优越，是正在兴起的东北亚经济圈的中心，是该区域进入太平洋，面向世界的海上门户。而庄河市也有自己的港口-庄河港，这里的进出口贸易十分频繁，往来车辆的种类繁多，所以这条公路的修建极大地缓解了当地的交通压力。将这条路起点定在大连，这可以加强庄河市和大连市的经济联系，这条公路对庄河地区有着重要的意义：（1）加快交通运输便利。本公路的建成将进一步完善庄河市交通运输网，进一步形成庄河市的四通八达的交通网络。（2）促进庄河市的旅游经济发展。随着改革开放步伐的不断加快，庄河市旅游经济建设迅猛发展。庄河市旅游业非常发达，南部沿海有黑岛旅游区、蛤蜊岛游览区、海洋乐园海滨度假村；中部有城山古城游览区，龙山湖旅游度假区；北部以冰峪沟旅游度假区为龙头，有仙人洞自然保护区、天门山风景区、步云山温泉游览区、桂云峰生态山庄，构成了庄河纵横相连、点面结合、相互补充、互为呼应、种类齐全、功能完备的旅游资源网络。　　　　　　　　　　　　　　 （3）促进农业的发展。庄河市的农业资源十分丰富，是国家商品粮生产基地。以黄海大道经济带建设和海上庄河建设为重点，大力发展优质高效农业。在黄海大道两侧各1000米区域内，集中连片建设精品农业项目逐步建成绿洲开发区、“三高”农业示范区、农业产业化示范区和特色农业示范区，使其成为庄河市重要的高效农业产业带、精品农业展示带、城乡商贸流通带和农业观光旅游带。庄河市农业非常发达，农产品种类繁多，有“蓝莓之乡”的美誉，这里同样盛产苹果、草莓等其它水果，而且果实极其肥硕甜美，所以，在每年果实成熟时，都会有大量的货车来到这里采购水果。114 沈阳建筑大学毕业设计总之，本条大连至庄河的二级公路将对于促进庄河地区的经济发展，综合立体运输网络的形成具有积极的意义。1.2公路运输的特点公路运输与其他运输方式比较，具有如下特点：（1）机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的路网运输外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口，可以实现“库到库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损。（2）受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式，可伸展到任何山区，农村，机关，单位，可承担其他运输方式的转运任务，在交通运输网中是其他各种运输方式联系的纽带，公路运输网一般比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输车辆可以“无处不到、无时不有”。（3）运行持续性较差：据有关统计资料表明，在各种现代运输方式中，公路的平均运距是最短的，运行持续性较差。（4）在中、短途运输中，运送速度较快：在中、短途运输中，由于公路运输可以实现“门到门”直达运输，中途不需要倒运、转乘就可以直接将客货运达目的地，因此，与其它运输方式相比，其客、货在途时间较短，运送速度较快。（5）适应性强，服务面广，时间上随意性强，可适于小批量运输和大宗运输。公路运输投资少，资金周转快，公路运输与铁、水、航运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此，投资兴办容易，投资回收期短。据有关资料表明，在正常经营情况下，公路运输的投资每年可周转1~3次，而铁路运输则需要3~4年才能周转一次，社会效益显著。（6）掌握车辆驾驶技术较易：与火车司机或飞机驾驶员的培训要求来说，汽车驾驶技术比较容易掌握，对驾驶员的各方面素质要求相对也比较低。（7）与铁路，水运比较，公路运输由于汽车燃料价格高，服务人员多，单位运量小，所以在长途运输中，其运输成本偏高。但随着高等级公路的迅速发展，汽车制造技术的不断改进，运输管理水平的不断提高，这些不足正在逐步得到改善。1.3沿线自然条件(1)自然概况114 沈阳建筑大学毕业设计庄河市位于辽东半岛东侧南部，大连市东北部，庄河市为大连市所辖北三市之一。地理坐标为东经122°29′～123°31′，北纬39°25′～40°12′，东近丹东与东港市接壤，西以碧流河与普兰店市为邻，北依群山与营口市的盖州、鞍山市的岫岩满族自治县相连，南濒黄海与长海县隔海相望。全境总面积为6968平方公里，其中陆地面积4073平方公里，自然海岸线长285公里。(2)地形地貌庄河市为低山丘陵区，地势由南向北逐次升高。属千山山脉南延部分，自北而南高岭和步云山山脉两大干脉贯穿全区，全区山脉均属两大干脉之分支。北部群山逶迤，峰峦重叠，平均海拔在500米以上，其中步云山最高海拔1130.7米，为辽南群山之首。中部丘陵起伏，海拔在300米左右，溪流、峡谷、盆地、小平原间杂其间。南部沿海地势平坦宽阔，海拔在50米以下。三部分区域地势分明，特点突出。山岭，奇峰突起，岩石裸露；丘陵，坡度平缓，土层软厚；平原，零星分布，地表平坦。全市地貌特征可概括为“五山一水四分平地”。(3)气候特点庄河市地处北温带，属暖温带湿润大陆性季风气候，具有一定的海洋性气候特征。气候温和，四季分明。历年（1970～2000年30年间，下同）平均气温为9.1℃，最高气温36.6℃，最低气温-29.3℃。受山地和海洋影响，南北气温相差1～2℃。由于处于东亚季风区，盛行风向随季节转换而有明显变化，冬季受亚洲大陆蒙古冷高压影响，盛行偏北风；夏季由于印度洋热低压和北太平洋热高压强大，盛行偏南风。历年平均日照为2415.6小时，日照充足，日照率56%左右；降水量在时间和空间上分布不均，历年平均降水量为757.4毫米。7、8月份降水量占全年降水的56%，受地形和季风影响，降水量自西南向东北递增。历年无霜期平均为165天。1.4设计主要内容本次毕业设计主要是大连至庄河二级公路综合设计。路线总长是4820.041m，路基宽度为10m，双向2车道,设计车速60km/h。平曲线的各项要素：圆曲线半径分别为300m，250m，300m，500m，900m；缓和曲线长度分别为130m，90m，100m，150m，150m。竖曲线半径分别为15000m，8000m，15000m，7000m，20000m。横断面超高值（交点1、交点4、交点5圆曲线中点处）分别为114 沈阳建筑大学毕业设计外缘：0.4875m中线：0.2325m内缘：-0.0225m外缘：0.4875m中线：0.2325m内缘：-0.0225m外缘：0.41m中线：0.1925m内缘：-0.015m主要的设计任务：确定公路等级；平面选线并进行方案比选；计算平曲线要素；确定路线纵坡、绘制纵断面图；计算竖曲线要素；绘制路线横断面图，进行平纵横综合比较调整，计算土石方量，土石方调配；设计路面结构；路基排水平面设计，布设桥涵位置；钢筋混凝土T型梁桥的上部结构设计及验算；施工组织设计；预算等。114 沈阳建筑大学毕业设计第二章公路平面设计2.1路线布设本项目路线方案受多种因素的影响，除路线长度、工程量及投资等因素外，还受地质、水文、环保、景观、人文等因素的制约。因此重点把握好路线与周围环境、结构物的协调以及自身线形的协调。2.1.1路线布设原则地质选线：始终把地质条件作为确定路线方案的第一要素，尽量将线位选在较好的地段，确保本项目的可实施性并避免因不良地质而造成不必要的浪费。地形选线：合理利用有利地形，不片面追求高指标，对于陡坡坡面路线具体位置，均综合考虑平纵横后确定。环保选线：尽量与沿线地形地物、环境、景观协调，保护古树，减少工程对环境的影响。在路线走向和公路等级确定后，应对全线总体布局作出设计，其要点如下：1、根据地形特征，确定地形类别和计算行车速度。2、路线起终点除必须符合路网规划要求外，对起、终点前后一定长度范围内的线形必须作出接线方案和近期实施的具体设计。3、合理划定设计路段长度，恰当选择不同设计路段的衔接地点，处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。4、根据交通量及运行需要确定车道数。5、调查沿线主要城镇规划，确定同其连接的方式、地点。6、调查沿线交通、社会、自然条件，确定互通式立体交叉的位置及其同连接道的连接方式。7、根据公路的功能，确定交通安全设施，交通管理设施，以及停车区、服务区等的布局与位置。8、应综合考虑互通式立体交、服务区、停车区、公共汽车停站、大型桥梁、隧道等的位置和间距，以保证交通运行安全所需的最小距离。9、拟分期修建的工程，必须在按总体规划的技术标准作出设计之基础上，制定分期修建方案并作出分期实施的设计。114 沈阳建筑大学毕业设计2.1.2公路选线选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。一．公路选线的步骤和方法1、选线道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。2、全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。3、逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些控制较严的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。4、具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。114 沈阳建筑大学毕业设计2.1.3平原微丘区选线要点平原微丘区选线，要根据丘陵地区地形起伏，丘岗连绵，相对高差不大的特点，摸清地形、地质和水文条件，选出方向顺直、工程量少的路线方案。微丘区路线的特点：局部方案多，且为了充分适应地形，路线纵断面将会有起伏，路线平面也必将是以曲线为主体。微丘区选线应注意：应充分利用地形，处理好平、纵线形的组合。不应迁就微小地形，造成线形迂回曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。2.1.4平原微丘区定线步骤按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的路线带的范围内结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三方面的合理安排，确定并通过实地定出道路中线的确切位置。1、定导向线在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。2、试定路线导线参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。3、初定平曲线读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。4、定线检查各技术指标是否满足《标准》要求，以及平曲线线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。本次大连至庄河二级公路的设计时速为60km/h，其相应的技术指标为：平曲线的最小半径：极限半径125m，一般值200m。平曲线长度：最小长度100m，一般长度500m。缓和曲线的长度：最小长度60m，一般长度80m。同向曲线的最短直线长度不小于6V=360m。反向曲线的最短直线长度不小于2V=120m。114 沈阳建筑大学毕业设计2.2平面选线设计2.2.1公路等级的确定交通量是单位时间内通过道路某断面的交通流量（既单位时间通过道路某断面的车辆数目），根据对庄河当地近期交通量调查：见表2-1。表2-1新建二级道路道路交通流量表序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量1成都CD13013.6027.201双轮组7002日野ZM440601002双轮组<36003红旗CA63019.327.91双轮组5004鞍山AK68233.768.32双轮组>36005东风YCY902578.21双轮组>36006会客JT691231.265.61双轮组7007三湘CK689130701双轮组10008解放SP920031.3783双轮组>3300根据规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量15000~55000辆，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000~15000辆，专供汽车行驶的公路。设计年限12年，交通量平均年增长率5%，车道系数为0.65。由远景交通量以及本地区的地质地形资料可知本次设计道路等级为二级公路。114 沈阳建筑大学毕业设计2.2.2方案比选该地区地势低平，属于平原微丘区地形，由于是城市郊区，耕地及多种地面建筑分布较密。根据其性质、任务和技术等级及起讫点和控制点（即必须通过或应避开的城镇、工矿、企业、特殊大桥桥位等），选出一条在技术上、经济上合理的路线方案。因此，首要任务是要全力以赴解决好路线方案。选线者应按路线区域内工农业发展情况及其远景规划，并根据地形、地质、地貌、水文和气候等条件，必要时还要结合军事需要，慎重研究，反复比较，来确定路线的走向和布局，选出一条技术经济适用合理的路线方案。大连地区地势平坦，属于平原微丘区，山谷内耕地和居民较多。因此，路线考虑重点问题之一就是山岭、居民、耕地的绕避与穿越，道路建设的造价等问题。本次设计的路线设计中有两条路线走向可以选择，有两套可行的设计方案。各方案主要指标的比较如表2-2所示。表2-2-1比选方案一技术指标表评价指标单位方案一路线长度m4820.041平曲线个数个5最小半径m250竖曲线个数个5最小半径m7000纵断面最大纵坡坡度%-3.36坡长m185.8484最小纵坡坡度%0.49坡长m993.25构造物涵洞数量个3最大填挖方高度填m3.89挖m5.36114 沈阳建筑大学毕业设计表2-2-2比选方案二技术指标表评价指标单位方案二路线长度m4703.752平曲线个数个4最小半径m500竖曲线个数个6最小半径m4000纵断面最大纵坡坡度%-3.28坡长m242.93043最小纵坡坡度%0.59565217坡长m430.2956522构造物涵洞数量个4最大填挖方高度填m2.22挖m4.21本路线设计共有两个路线设计方案，两个方案都有的各自优缺点。方案一线形良好，路过附近村庄较多，将更加有利于附近居民生活生产等活动。第二方案线路比较短，涵洞数量比第一个方案多，工程总体上要比第一个方案大，提高了公路建设的工程造价和施工难度。而且路过的村庄也比第一个方案少，不利于便民。综合地考虑各自方案的利弊，最后我选取了第一个方案。2.2.3经济技术分析路线方案是路线设计中最基本的问题，方案是否合理，不但直接关系公路本身路程和运输效果，更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用。路线方案的拟定和比较就是在路线的起终点及中间必须经过的城镇或地点间拟定各种可能的方案，并在深入调查的基础上，综合考察各方面因素，通过比较提出合理的路线方案。1．本设计公路沿线的自然特征和路线特征（1）自然特征本地区为平原微丘区，且山谷之间分布有村庄和各种建筑设施，农田等。114 沈阳建筑大学毕业设计（2）路线特征本地区地形对路线的限制较大，路线平、纵、横三方面的线形不易达到较高的技术标准。平面上线形弯曲，以曲线为主体，交点个数较多；纵断面上纵坡较大，给拉坡带来困难。平原微丘区选线或定线时主要应处理好路线与丘陵之间的配合，即以平面为主安排路线。2．路线方案的评价指标（1）技术指标A.路线长度及增长数=%　（2-1）式中—路线增长系数—路线实际长度—路线起终点间的直线长度B.转角数可以分为全线的转角数和每公里的转角数C.转角平均度数转角值是体现路线顺直程度的一种技术标准；转角平均度数按下式计算：　（2-2）式中—转角平均度数—任意角的度数—转角数D.最小平曲线半径及个数E.与原有公路及铁路的交叉数目（包括平面交叉和立体交叉）F.限制计算行车速度的路线长度（2）经济指标A．土石方工程数量B．桥涵工程数量C．隧道工程数量D．挡土墙工程数量E．拆迁建筑物及管线设施的数量F．主要材料数量3．路线方案指标如表2-3所示。114 沈阳建筑大学毕业设计表2-3方案指标表指标名称单位数量备注公路等级级二级计算行车速度km/h60交通量辆／昼夜5000路线总长m4820.041平曲线最小半径m250最大纵坡坡度%-3.36最小坡长m185.8484竖曲线最小半径m7000土方量m385092拆迁数m202.2.4二级公路的主要技术指标二级公路的主要技术指标如表2-4所示。表2-4二级公路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线一般最小半径200m极限最小半径125m缓和曲线最小长度60m不设超高的圆曲线最小半径路拱≤2.0%1500m＞2.0%1900m最大纵坡6%凸曲线一般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线一般最小半径1500m极限最小半径1000m114 沈阳建筑大学毕业设计本设计公路共设5个交点，平曲线半径为300m，250m，300m，500m,900m；缓和曲线长度均为130m，90m，100m，150m，150m；共设5个变坡点，竖曲线半径分别为15000m，8000m，15000m，7000m，20000m，经验证均满足要求。2.2.5带有缓和曲线的平曲线计算公式1、有缓和曲线的圆曲线要素计算公式在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：（2-3）（2-4）（2-5）（2-6）（2-7）（2-8）（2-9）（2-10）式中:—总切线长，（m）；—总曲线长，（m）；—外距，（m）；—校正数，（m）；—主曲线半径，（m）；—路线转角，（°）；—缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；—缓和曲线切线增值，（m）；—设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（m）；—缓和曲线长度，（m）；114 沈阳建筑大学毕业设计——圆曲线长度，（m）。2、主点桩号计算（2-11）（2-12）（2-13）（2-14)（2-15）（2-16）2.2.6路线曲线要素计算1．路线简介该二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：4820.041m交点：5个交点桩号：K0+565.971，K1+103.349，K1+630.873，K2+604.792，K3+830.339选用的平曲线半径：300m，250m，300m，500m，900m2．曲线要素图2-1平曲线要素图114 沈阳建筑大学毕业设计JD1：K0+565.971设=300m，=130m，=66°08′59.2″（Y），则曲线要素计算如下：=130/2-1303/（240×3002）=64.90m=1302/（24×300）-1304/（2384×3003）=2.35m=28.6479×130/300=12.41°=（300+2.35）tan（66°08′59.2″/2）+64.90=261.25m=×（66°08′59.2″-2×12.41°）×300/180+2×130=475.51m=（300+2.35）sec（66°08′59.2″/2）-300=60.51m=2×261.25-475.51=46.99m主点里程桩号计算：JD1：K0+565.971ZH=JD-T=K0+565.971-261.25=K0+304.721=K0+434.721QZ=ZH+L/2=K0+542.476YH=HY+（L-2）=K0+650.231HZ=YH+=K0+780.231JD=QZ+J/2=K0+565.971交点1校核无误。JD2：K1+103.349设=250m，=90m，=43°27′00.7″（Z），则曲线要素计算如下：=90/2-90³/（240×250²）=44.9514m=902/（24×250）-9004/（2384×2503）=1.35m=28.6479×90/250=10.31°=（250+1.35）tan（43°27′00.7″/2）+44.9514=143.96m=×（43°27′56.8″-2×10.31°）×250/180+2×90=277.60m=（250+1.35）sec（43°27′00.7″/2）-250=20.14m=2×143.96-277.60=10.32m主点里程桩号计算：JD2：K1+103.349ZH=JD-T=K0+959.389114 沈阳建筑大学毕业设计HY=ZH+LS=K1+049.389QZ=ZH+L/2=K1+098.189YH=HY+（L-2）=K1+146.989HZ=YH+=K1+236.989JD=QZ+J/2=K1+103.349交点2校核无误。JD3：K1+630.873设=300m，=100m，=40°56′27.2″（Y），则曲线要素计算如下：=100/2-1003/（240×3002）=49.95m=1002/（24×300）-1004/（2384×3003）=1.39m=28.6479×100/300=9.55°=（300+1.39）tan（40°56′27.2″/2）+49.95=159.65m=×（40°56′27.2″-2×9.55°）×300/180+2×100=309.38m=（300+1.39）sec（40°56′27.2″/2）-300=20.73m=2×159.65-309.38=9.92m主点里程桩号计算：JD3：K1+630.873ZH=JD-T=K1+471.223HY=ZH+Ls=K1+571.223QZ=ZH+L/2=K1+625.913YH=HY+（L-2）=K1+680.603HZ=YH+=K1+780.603JD=QZ+J/2=K1+630.873交点3校核无误。114 沈阳建筑大学毕业设计第三章纵断面设计3.1纵断面设计方法与原则纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。纵断面反映了路线纵坡的变化、反映了沿着中线地面的起伏；设计线与原地面的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的三维立体效果。在纵断面设计中，首先绘制路线所经地段的纵断面地面线，依据平面选线确定的道路里程桩号及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面等试定坡度线，再用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。平原微丘区二级公路（设计车速60km/h）纵断面设计相关技术指标：最大纵坡坡度：6%最大容许合成坡度：10%最小坡长：150m各级公路的最大纵坡及坡长长度限制不易轻易采用，而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用不小于0.3%纵坡为宜。坡长限制主要是控制一般纵坡的最小坡长。本设计的竖曲线半径分别为15000m，8000m，15000m，7000m，20000m，经验证均满足要求。3.2平纵线形的协调线形组合设计是在平面设计和纵断面设计基本确定的基础上对平纵线形进行调整组合，使其满足视觉连续；心里感觉舒适，使道路与周围环境景观的协调，并考虑到排水的要求，成为连续、圆滑、顺适、美观的空间曲线。当计算行车速度≥60km/h时，对路线进行线形组合设计尤为重要。114 沈阳建筑大学毕业设计平纵线形配合的基本原则1、坡度的控制应与线形组合设计相结合，有条件的，一般最大合成坡度不小于10%，应避免急弯与陡坡相重合的线形。2、平曲线应和竖曲线重合，且平曲线应比竖曲线长。3、选择组合的当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4、平纵线形技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。5、应能在视觉上自然诱导司机的视线，并保证视觉的连续性。6、线形应避免的组合：a）直线上的纵曲线应避免出现驼峰、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。b)避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。c)避免竖曲线的顶部、底部插入小半径的平曲线。d)凸曲线的顶部与凹曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合。e）应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。f）避免在长直线上设置陡坡和曲线长度短、半径小的凹曲线。g）避免急弯与陡坡的不利组合。3.3竖曲线计算3.3.1简述该二级公路路线总长4820.041m，全线共设5个竖曲线，其中3个凹曲线，2个凸曲线。变坡点桩号：K1+090，K1+620，K2+610，K3+120，K3+820纵坡坡度：0.49%、1.78%、-0.8579798%、-3.36%、0.54%、2.27%竖曲线半径：15000m，8000m，15000m，7000m，20000m竖曲线要素的计算公式汇总如下：（3-1）（3-2）（3-3）（3-4）114 沈阳建筑大学毕业设计式中—竖曲线半径，（m）；—切线长，（m）；—竖曲线长，（m）；—外距，（m）；—竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离（m），∈[0，T]；—竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差（m），也称为修正值或竖距。3.3.2竖曲线设计变坡点1：K1+090已知：i1=0.49%，i2=1.78%，高程为121.8651mi2-i1=1.78%-0.49%=1.29%﹥0为凹曲线，设半径5000m，曲线要素计算如下：L=R=15000×1.29%=193.5mT=L/2=96.75mE=T2/2R=0.312m则竖曲线起点桩号=K1+090-T=K0+993.25竖曲线终点桩号=K0+050+T=K1+186.75竖曲线起点高程=121.8651-96.75×0.49%=131.391025m竖曲线终点高程=121.8651+96.75×1.78%=123.58725m经校核无误；变坡点2：K1+620已知：i2=1.78%，i3=-0.8579798%，高程为131.2991m-2.6379798﹤0为凸曲线，设半径R=8000m，曲线要素计算如下：L=R=8000m×2.6379798%=211.04mT=L/2=105.52mE=T2/2R=0.70m则竖曲线起点桩号=K1+620-T=K1+514.48竖曲线终点桩号=K1+620+T=K1+725.52竖曲线起点高程=131.2991-105.52×1.78%=129.420844m114 沈阳建筑大学毕业设计竖曲线终点高程=131.2991-105.52×0.8579798%=130.3937597m经校核无误；变坡点3：K2+610已知：i3=-0.8579798%，i4=-3.36%，则：i4-i3=-2.5020202﹤0为凸形曲线，设半径R=15000m，设计高程为122.8051m。曲线要素计算如下：L=R=15000×2.5020202%=375.303mT=L/2=187.652mE=T2/2R=1.17m则竖曲线起点桩号=K2+610-T=K2+422.348竖曲线终点桩号=K2+610+T=K2+797.652竖曲线起点高程=122.8051+187.652×0.8579798%=124.4151163m竖曲线终点高程=122.8051-187.652×3.36%=116.4999928m经校核无误。114 沈阳建筑大学毕业设计第四章横断面设计公路的横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的，其中横断面设计包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道等。公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：1、地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑进行设计。2、路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。3、设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与配合，不能任意减、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。4、横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行《规范》规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并更具公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。4.1横断面的组成4.1.1横断面的组成此二级公路横断面由行车道、硬路肩、土路肩、边沟等部分组成。4.1.2路基的类型通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。1、路堤路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5~18m范围内的路堤为一般路堤。2、路堑114 沈阳建筑大学毕业设计路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可根据高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。3、半填半挖路基位于山坡的路基，通常选取路中心的标高接近原地面的标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。上述三类典型横断面形式，各具特色，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线，路面及沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必需因地制宜，综合设计。4.2横坡的确定1．路拱坡度根据规范，为有利于路面的排水，路面应设置一定的横向坡度，对于不同路面规定不同范围的横坡限制：沥青混凝土路面：1.0~2.0%水泥混凝土路面：1.0~2.0%本次二级公路的路面为沥青混凝土路面，选用的路拱横坡坡度为2%。2.路肩坡度由于本设计的路肩有两种，一种为硬路肩，一种为土路肩。硬路肩的宽度为0.75m，故路拱横坡与行车道一样，取2%，土路肩宽度也为0.75m，但为了排水更加顺畅，采用3%的横坡坡度。4.3超高的确定及过渡方法4.3.1超高及超高缓和段1、超高114 沈阳建筑大学毕业设计为迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定横向坡度的路拱形式，这样在圆曲线路段的弯道上，当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时，由于车重的平行路面分力与离心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲线外侧，将影响行车的横向稳定。圆曲线半径愈小，对汽车行驶的横向稳定影响愈大，故在弯道设计中，为了能像在路面内侧车道行驶时那样用车重的平行路面分力抵消一部分横向力，以保证行车的横向稳定，可将外侧车道升高，构成与内侧车道倾斜方向相同具有一定横向坡度的单坡横断面，这样的设置称为超高，其单坡横断面的横方向坡度叫做超高横坡度，简称超高度iy。超高值的计算公式：h=（4-1）式中—超高横坡度—横向力系数—行车速度（km/h）—圆曲线半径（m）《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过6%。此二级公路的最大超高也为6%。2、超高缓和段从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，一般公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。（1）超高过渡方式所设计的公路是没有中间带的平原微丘区二级公路，所以采用绕路中线旋转，以这样的方式，先将外侧行车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕中线旋转，直至超高横坡度。此时路中线维持水平状态。（2）超高过渡段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高过渡段必须加以控制，超高过渡段长度按下式进行计算：（4-2）式中：——最小超高过渡长度（m）；——旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度（m），当绕内边线旋转时，；当绕旋转时，，为行车道宽度；——超高坡度与路拱坡度代数差（%），当绕内边线旋转时，；当绕中线旋转时，，为路拱横坡度，为超高值；114 沈阳建筑大学毕业设计——超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对坡度，其最大值如表4-1所示，取1/150。表4-1最大超高渐变率设计速度（km/h）超高旋转轴位置设计速度（km/h）超高旋转轴位置中线边线中线边线1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/125注：超高过渡段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。一般情况下，在确定缓和曲线长度时，已经考虑了超高过渡段所需最短长度，故一般取超高过渡段与缓和曲线长度相等，即=4.3.2超高值的计算所设计的公路是没有中间带的二级公路，采用绕路内边缘线旋转，以这样的方式，先将外侧行车道绕路内边缘线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕内边缘线旋转，直至超高横坡度。此时路内边缘线维持水平状态。此设计的公路由于没有中间分隔带，在圆曲线段上设置超高后，道路中线和内、外侧边线与设计标高之差h，应给予计算并列于“路基设计表”中，以便于施工。表4-2绕内边缘线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注x≤xx>x圆曲线上外缘1．计算结果均为与设计高之差2．临界断面距过渡段起点：114 沈阳建筑大学毕业设计3．X距离处的加宽值中线内缘外缘（或≈h）过渡段上中线内缘b其中B—路面宽度b—路肩宽度—路拱坡度—路肩坡度—超高横坡度—超高过渡段长度（或缓和曲线长度）—路基坡度由变为所需的距离，一般可取1.0m—与路拱同坡度的单向超高点到超高过渡段起点的距离x—超高过渡段中任一点至起点的距离—路肩外缘最大超高值—路中线最大抬高值—路基内缘最大降低值—x距离处路基外缘抬高值—x距离处路基中线抬高值—x距离处路基内缘降低值b—圆曲线加宽值—x距离处路基加宽值（1）取交点1处的圆曲线曲中点桩号K0+542.346超高横坡度=6%，B=7.0m，则圆曲线外缘的超高值：==0.75×3%+（0.75+7.0）×6%=0.4875m圆曲线中线的超高值：114 沈阳建筑大学毕业设计==0.75×3%+3.5×6%=0.2325m圆曲线内缘的超高值：==0.75×3%-（0.75+0）×6%=-0.0225m过渡段直缓段桩号K0+340外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×6%]×35.279/130=0.1338m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m过渡段缓直段桩号K0+750外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×6%]×30.525/130=0.1202m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m（2）取交点4处的圆曲线曲中点桩号K2+596.783超高横坡度=6%，B=7.0m，则圆曲线外缘的超高值：==0.75×3%+（0.75+7.0）×6%=0.4875m圆曲线中线的超高值：114 沈阳建筑大学毕业设计==0.75×3%+3.5×6%=0.2325m圆曲线内缘的超高值：==0.75×3%-（0.75+0）×6%=-0.0225m过渡段直缓段桩号K2+530外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×6%]×32.244/150=0.1107m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m过渡段缓直段桩号K2+829外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×6%]×16.81/150=0.0613m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m（3）取交点5处的圆曲线曲中点桩号K3+827.678：超高横坡度=5%，B=7.0m，则圆曲线外缘的超高值：==0.75×3%+（0.75+7.0）×5%=0.41m圆曲线中线的超高值：114 沈阳建筑大学毕业设计==0.75×3%+3.5×5%=0.1975m圆曲线内缘的超高值：==0.75×3%-（0.75+0）×5%=-0.015m过渡段直缓段桩号K3+630外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×5%]×57.991/150=0.1631m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m过渡段缓直段桩号K4+029外缘的超高值：==0.75×（3%-2%）+[0.75×2%+(0.75+7.0)×5%]×54.347/150=0.1533m过渡段中线的超高值：=b=0.75×3%+3.5×2%=0.0925m过渡段内缘的超高值：=b=0.75×3%-（0.75+0）×2%=0.0075m同理得到各个圆曲线上的横断面超高值见路面超高表。4.3.3加宽汽车在平曲线上行驶时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在弯道上占据的宽度比直线段大，为保证汽车在弯道上行驶与直线上行驶具有同样的富余宽度，圆曲线路段的路面必须加宽。114 沈阳建筑大学毕业设计《规范》规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。由于本次二级公路设计的平曲线在交点2处半径为250m，根据规定二级公路采用第三类加宽，根据双车道路面加宽值表，最大加宽值为0.8。4.4土石方数量计算与土石方调配4.4.1横断面面积的计算为计算路基土石方数量需先求得横断面面积，当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。横断面面积计算时应注意的问题：1、填方面积和挖方面积应分开计算。2、填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。3、如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。4、大、中桥起终点之间的土石方数量，不计入路基土石方工程数量内。4.4.2路基土石方工程数量的计算各中桩的横断面面积求出后，即可进行土石方工程数量计算。常采用平均断面法计算。假定相邻两横断面间为一横断面积为两端断面积平均值的棱柱体，其高是横断面的间距。（4-3）在《路基土石方数量计算表》中进行计算。4.4.3土石方调配计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。1、调配要求（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。114 沈阳建筑大学毕业设计（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。（5）不同性质的土石应分别调配。2、调配原则（1）调配时应考虑到桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不能跨沟调运，同时应注意施工的可能和方便，尽可能避免和减少上坡运土。（2）位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上、下线的调运。（3）土方调配“移挖作填”，除考虑经济运距，还要综合考虑弃土或借土占地、赔偿青苗损失以及对农业生产的影响问题。（4）为使土石方调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。（5）借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施；弃土应不占或少占耕地，在可能的条件下宜将土平整为耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。（6）在半填半挖断面中，应首先考虑本路段内移挖作填，进行横向平衡，然后再作纵向调运，以减少总的运量。（7）土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定（保证不同的土分层填筑路基）和人工构造物的材料供应（如小桥涵所用的片石）。3、调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式本次设计土石方量调配采用土石方计算表调配法，调配结果见《路基土石方数量计算表》。具体步骤如下：114 沈阳建筑大学毕业设计（1）弄清各桩号间路基填方、挖方情况并先横向平衡，明确本方利用方、欠方以及可用作远运方等的数量。（2）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式，定出合理的经济运距。（3）根据欠方和可远运的分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案，方法是逐桩、逐段将毗邻路段可作远运方就近纵向调配到欠方段内，加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头注明在纵向利用调配栏中。（4）经过纵向调配，如果仍有欠方或可作远运方，应确定借土或弃土地点，将其数量和远运距离分别填注到借方或废方栏内。（5）土石方调配后的复核检查：横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余=纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方本次设计填挖较为平衡。114 沈阳建筑大学毕业设计第五章路基路面排水设计路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。5.1路基路面排水的一般原则1、路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。2、设计前查明水源和地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑排水与桥涵布置相配合，地下与地面排水相配合，平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。3、为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，也可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。4、路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，对于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。5、排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。6、各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当的增设管涵或加大管涵孔径，以防农业用水影响路基稳定。5.2路面排水设备5.2.1边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到表沟的排水作用。114 沈阳建筑大学毕业设计边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1:1.0~1:1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1:2~1:3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1:1.5，外侧边坡坡度为1:1.0。5.2.2排水沟排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面采用梯型，底宽和深度为0.6m，土沟的边坡坡度为1:1.0。排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形等条件定，离路基尽可能远，平面上应力求符合要求。5.2.3截水沟截水沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。如果降水量较多，且暴雨频率较高，山坡覆盖层比较松软，坡面较高，水土流失比较严重的路段，必要时可设置两道或多道截水沟。截水沟的横断面形式，一般为梯形，边坡坡度一般采用1:1.0，沟底宽度为0.8m，截水沟的位置应尽量与地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。截水沟水流不宜引入边沟，长度以200~500m为宜。5.3涵洞的设置5.3.1选定桥涵位置及桥涵类型1、小桥涵位置的选定为了使路基稳定，排水良好，修理工程小，就要合理的选择桥涵位置，小桥涵位置的选择要和道路排水系统结合起来综合考虑。2、小桥涵沿线的一般原则（1）小桥涵应布设在地质条件好，地基稳定的地段。（2）小桥涵位置和方向的布设，应尽量与水流方向一致，有利于宣泄洪水并减少涡流现象。114 沈阳建筑大学毕业设计（3）小桥涵布设时，应避免壅水过高而淹没农田、村镇和路基，或下游流速过大，加剧冲蚀沟岸及路基。（4）小桥涵布设应以施工和养护维修要求出发，综合考虑全面比较，尽可能减少养护工程量。3、小桥涵位置的选择一般情况下，当出现下述情况时均应布设小桥涵。（1）路线纵断面上凹形竖曲线底部。（2）路线跨越明显的排水沟槽处。（3）路线通过农田灌溉渠处。（4）在平原区当路线通过较长的低洼或泥沼地带。（5）路线傍山时，在暴雨流量集中地带。（6）公路立体交叉处。5.3.2桥涵形式的选择桥涵应根据所在公路等级和将来的发展需要、地形、水文、材料和施工条件，按照因地制宜，就地取材便于施工和养护的原则合理地选择类型。桥涵形式的选择应考虑的主要因素有：1、地形、地质、水文和水利条件，这里要考虑的因素（1）桥涵选择，当跨越常年有水但流量较小，或仅暴雨时产生水流的河沟，并且水流中飘浮物少，上游泥沙流动较小，路堤高度满足壅水高度的要求，能够满足需溢泄的设计流量时需要用涵洞。而当河沟地处陡峭深谷或冲击堆土，漂流物多或有泥石流运动，需渲泄的设计流量较大时，宜采用小桥。（2）按水利性质选择涵洞计算图式，一般新建涵洞多采用无压力式涵洞，为了提高涵洞的泄水能力，在不造成淹没上游农田村庄的前提下，允许涵洞前可以有较大壅水高度时，可采用半压力式或压力式涵洞。半压力式涵洞一般不常用。（3）选择构造形式，当设计流量在10m³/s左右时，一般宜采用圆管涵；但当路堤填土高度过低，圆管涵顶填土高度不足时，宜采用盖板涵，此时应先考虑暗涵，当盖板涵顶填土高度不足时，应考虑明涵。2、经济造价114 沈阳建筑大学毕业设计因地区不同涵洞的造价往往差异很大，涵洞造价主要取决于材料的料物价格，其次是材料的运输费用和当地的人工机具费用。在缺乏石料的地区当设计流量较小时，选用圆管涵或钢筋混凝土盖板涵比较经济。渲泄同样设计流量的圆管涵，单孔钢筋混凝土圆管涵比多孔钢筋混凝土圆管涵经济。采用无压力式圆管涵时，一般不宜超过三孔。路堤越高、涵洞越长，当路堤高度超过5~6m，若设计流量较小时，采用圆管涵较经济；若设计流量较大时，是选择涵洞还是小桥应做方案的技术经济比较后确定。（1）材料选择和施工条件选用涵洞材料时要因地制宜，尽可能就地取材，优先考虑砖石圬工结构，少用或不用钢材。（2）养护维修选择涵洞类型时，为了便于养护，孔径不宜过小，洞身不宜过长。5.4排水系统分析本地区年平均降雨量较多，属中湿地区，在路基排水系统设计时，充分结合当地的具体情况做了设计：（1）边沟用以汇集和排除路面、路肩和挖方边坡上的径流及少量流向道路的地表水。挖方地段的边沟在土质路段采用梯形，边坡坡度为1:1.5。底宽0.6m，沟深0.6m。在低填方地段的路肩外侧根据具体地形设置不同形式的截面。（2）截水沟用以拦截和排除流向路基的地表流水，防止冲刷和侵蚀挖方边坡和填方坡脚。在挖方路基上方距边坡不小于5m的地方设置，截面采用梯形，左右坡度设计为1:1，底宽0.8m；在低填方路基的坡脚处，若设置了边沟，则距不小于5米的地方设置，若没有设置边沟，则距坡脚不小于2米的地方设置。（3）碎落台主要是用以迎接碎落的土石、碎块等，以保护边沟不阻塞。当挖方高度小于6m时，碎落台宽取1m；大于6m时，则取1.5m。（4）护坡道是设置在填方坡脚处，用以加宽边坡距离，减小边坡平均坡度，宽度取1~2m。114 沈阳建筑大学毕业设计第六章路面结构设计公路路基是路面的基础，它承受着本身土体的自重和路面结构的重量，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。路面是一种层状结构，根据不同路基状况和交通量，常常将路面分为面层，基层，底基层，垫层。6.1路面设计的原则路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50%以上。因此，做好路面设计是至关重要的。路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。6.1.1路面类型与结构方案设计路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。6.1.2路面建筑材料设计路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次，指定各层次材料的标准规范名称。本次毕业设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识，合理考虑了道路所在地的自然环境、材料所在路面结构层次的功能等，论证合理地选择了材料类型和建议配比。6.1.3路面结构设计路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料，运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，学生应综合考虑当地的环境、降水、材料、交通量等各方面因素后选定路面的类型，然后进行设计。114 沈阳建筑大学毕业设计6.2路面设计步骤本设计路面采用沥青混凝土，沥青路面结构设计有以下四步：（1）根据设计任务书的要求，进行交通量分析，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。（2）按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长不宜小于500m，若为大规模机械化施工，不宜小于lkm），确定各路段土基回弹模量（3）可参考规范推荐结构，拟定几种可能的路面结组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。（4）根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。上述计算应采用多层弹性体系理论编制的专用设计程序（采用HPDS2006公路路面设计程序系统）进行。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否符合要求。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。设计时，应先拟定某一层作为设计层，拟定面层和其他各层的厚度。当采用半刚性基层、底基层结构时，可任选一层为设计层，当采用半刚性基层、粒料类材料为底基层时，应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层才能得到合理的结构；当采用柔性基层、底基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层的厚度，求算基层厚度，当求得基层厚度太厚时，可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层，以减薄路面总厚度，增加结构强度和稳定性。对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行拉应力的验算。目前，以上计算已编制成计算机程序（HPDS2006公路路面设计程序系统）。6.3路面设计6.3.1沥青路面结构设计标准现行《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的设计标准主要以路面表面设计弯沉值作为设计控制指标、对高等级道路路面还要验算沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力。114 沈阳建筑大学毕业设计6.3.2累计当量轴次计算轴载换算：①当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时凡轴载大于25kN的各级轴数（包括车辆的前、后轴）的轴载换算系数N1=∑C1C2（Pi/P）4.35　　　（6-1）②当进行半刚性基层层底拉应力验算时凡轴载大于50kN的各级轴数（包括车辆的前、后轴）的轴载换算系数N′1=∑C′1C′2（Pi/P）8　（6-2）B为累计当量轴次Ne=[（1＋r）t－1]×365N1η/r　（6-3）Ne—设计年限内一个车道上的累计当量轴次（次）t—设计年限，12年N1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次（次/d）r—设计年限内交通量的平均年增长率5%η—车道系数，取0.65当计算弯沉和沥青混凝土层底拉应力时，轴载换算系数=C1C2（Pi/P）4.35　　（6-4）当计算半刚性基层层底拉应力时，轴载换算系数=C′1C′2（Pi/P）8　　（6-5）总换算系数=后轴换算系数＋前轴换算系数；累计当量轴次：Ne=[（1＋r）t－1]×365N1η/r=[（1＋0.05）12－1]×365×2427×0.65÷0.05=9165173（次）N′e=[（1＋r）t－1]×365N′1η/r=[（1＋0.05）12－1]×365×2213×0.6÷0.05=8357037（次）114 沈阳建筑大学毕业设计6.3.3各层材料计算参数的确定沥青路面结构设计主要须确定沥青混合料在25℃和15℃时的抗压模量和15℃的劈裂强度。强度和模量的确定方法不外两种，试验法和经验法。经验法是参照规范中的参数建议值，考虑工程所在地的气候状况（自然区划和气候分区）和工程的具体情况适当选用。如，沥青路面设计规范建议粗粒式沥青混凝土，沥青标号为90的抗压模量为1800~2200MPa，设计时不能简单地取中值，如果所用沥青标号较低，如60、70，可考虑用较高的值，若为90，则应取低限；二级公路行车速度较低，那么设计二级公路路面时可取中下限值。（设计时可参考规范建议值采用）（1）基层材料类别与计算参数确定基层材料的类别。我国路面工程中最常用的当属半刚性基层，主要材料类别按沥青路面规范定义有水泥稳定类（水泥土、水泥稳定级配碎石（砂砾））、石灰粉煤灰碎石（砂砾）、水泥石灰土、二灰土、水泥粉煤灰等综合稳定类。主要力学参数确定。设计中主要要确定的基层材料力学参数为设计沥青路面时有抗压模量和劈裂强度、设计水泥混凝土路面时只须确定抗压模量。同样，材料力学参数可通过配比试验确定，也可参照规范建议值确定。半刚性基层材料的参数依据规范建议确定时应注意规定的龄期，材料配比，特别是结合料的含量；同时应考虑基层将来可能处于的潮湿状态。（2）垫层材料类别与计算参数垫层材料类别。垫层材料主要有石灰稳定类（石灰土、石灰稳定集料等）、级配碎石、砂砾等。垫层材料的力学参数。设计中一般只须确定垫层材料的抗压回弹模量，由于用于垫层材料的粒料很难进行试验测定，一般参照规范建议值确定即可。（3）土基回弹摸量的确定一般规定。新建公路初步设计时，土基回弹模量值应根据查表法（或现有公路调查法）、室内试验法、换算法等，经综合分析、论证，确定沿线不同路基状况的土基回弹模量设计值。土基回弹模量是路面设计的关键参数，也是随机性大和比较难确定的参数。确定的方法有两种，可称为经验法（查表法）和现场测定法。经验法114 沈阳建筑大学毕业设计新建道路设计时，尚无法实测土基顶面的回弹模量，应对路基填土类型、地下水位、预测的路基潮湿状态综合分析，根据经验数据或通过室内试验确定。根据土类和气候区以及拟定的路基土的平均稠度，可参考《沥青路面设计规范》附录E表E2预测土基回弹模量值。当采用重型击实标准时，土基回弹模量值可较表列数值提高15~30%。现场实测法在已建成的路基上，在不利季节按照现行《公路路基路面现场测试规程》规定，用大型承载板测定土基0~0.5mm（路基软弱时测至lmm）的变形压力曲线，然后根据公式计算出回弹模量值。6.3.4路面结构设计路面结构是用HPDS2006公路路面设计程序系统计算，根据新建路面结构设计步骤，设计的结果如下：公路等级：二级公路公路等级系数：1.1面层类型系数：1基层类型系数：1路面设计弯沉值：26.7（0.01mm）结构层参数见下表6-1：表6-1结构层参数表层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）1细粒式沥青混凝土1.40.52中粒式沥青混凝土10.363水泥稳定碎石0.50.274水泥稳定碎石0.50.275天然砂砾--新建路面结构厚度计算：一、干燥路段新建路面结构厚度计算公路等级:二级公路新建路面的层数:4标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:26.7(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:22(cm)路面结构参数如表6-2：114 沈阳建筑大学毕业设计表6-2路面结构参数表层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）（20℃）抗压模量（MPa）（15℃）容许应力（MPa）1细粒式沥青混凝土3140020000.52中粒式沥青混凝土4120018000.363水泥稳定碎石22160016000.274水泥稳定碎石？150015000.275土基34按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=26.7(0.01mm)H(4)=20cmLS=28.3(0.01mm)H(4)=25cmLS=24.7(0.01mm)H(4)=22.2cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=22.2cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=22.2cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=22.2cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(4)=22.2cm(第4层底面拉应力验算满足要求)114 沈阳建筑大学毕业设计路面设计层厚度:H(4)=22.2cm(仅考虑弯沉)H(4)=22.2cm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------细粒式沥青混凝土3cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------水泥稳定碎石22cm---------------------------------------水泥稳定碎石23cm---------------------------------------土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级:二级公路新建路面的层数:4标准轴载:BZZ-100路面结构计算信息见表6-3：114 沈阳建筑大学毕业设计表6-3路面结构计算信息表层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）（20℃）抗压模量（MPa）（15℃）计算信息1细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001800计算应力3水泥稳定碎石2216001600计算应力4水泥稳定碎石2315001500计算应力5土基34计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=26.0(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=28.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=31.1(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=80.0(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=340.7(0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)LS=274(0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.254(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.140(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.041(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.195(MPa)114 沈阳建筑大学毕业设计二、中湿路段公路等级：二级公路新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：26.7（0.01mm）路面设计层层位：4设计层最小厚度：15（cm）路面结构参数如表6-4：表6-4路面结构参数表层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）（20℃）抗压模量（MPa）（15℃）容许应力（MPa）1细粒式沥青混凝土3140020000.52中粒式沥青混凝土4120018000.363水泥稳定碎石20160016000.274水泥稳定碎石？150015000.275天然砂砾15200200_6土基31按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=26.7(0.01mm)H(4)=20cmLS=27.8(0.01mm)H(4)=25cmLS=24.5(0.01mm)H(4)=21.7cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=21.7cm(第1层底面拉应力验算满足要求)114 沈阳建筑大学毕业设计H(4)=21.7cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=21.7cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(4)=21.7cm(第4层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=21.7cm(仅考虑弯沉)H(4)=21.7cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度60cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------细粒式沥青混凝土3cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------水泥稳定碎石20cm---------------------------------------水泥稳定碎石22cm---------------------------------------天然砂砾15cm---------------------------------------因此，所选路段可取以上数据进行施工。竣工验收弯沉值和层底拉应力计算：公路等级：二级公路新建路面的层数：5114 沈阳建筑大学毕业设计标准轴载：BZZ-100路面结构计算信息见表6-5：表6-5路面结构计算信息表层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）（20℃）抗压模量（MPa）（15℃）计算信息1细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001800计算应力3水泥稳定碎石2016001600计算应力4水泥稳定碎石2215001500计算应力5天然砂砾15200200不算应力6土基31计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=26.4(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=28.5(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=31.3(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=68.1(0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=298.1(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=371.5(0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)，LS=300.5(0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.255(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.14(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.034(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.178(MPa)114 沈阳建筑大学毕业设计第七章装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计7.1基本设计资料7.1.1桥面宽度桥面宽度——7.0m行车道+2×1.5m非机动车道（共10m）7.1.2主梁跨径和全长标准跨径：L=17.00m（墩中心距离）计算跨径：L=16..50m（支座中心距离）主梁全长：（主梁预制长度）7.1.3技术标准设计荷载：公路—II级，人群荷载3kN/m2设计安全等级：二级环境条件：Ⅰ类7.1.4主要材料钢筋：采用HRB335钢筋，R235钢筋混凝土：（1）混凝土简支T型梁及横梁采用C35混凝土（2）桥面铺装上层采用0.05m厚度的沥青混凝土，下层为厚度0.06m~0.12m的C40混凝土（3）沥青混凝土重度按23kN/m3计，混凝土重度按25kN/m3计7.1.5计算方法极限状态法7.1.6结构尺寸如图7-1所示，全断面由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.3m，宽1.7m，并设5根横隔梁。114 沈阳建筑大学毕业设计7-1简支T梁主梁和横隔梁简图（尺寸单位：cm）7.1.7设计依据（1）《公路桥涵设计通用规范（JTGD60—2004）》，简称《桥规》。（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）》,简称《公预规》。（3）《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ124-2007)》,简称《基规》。7.2主梁的计算7.2.1结构自重效应计算计算跨径L=16.50m，结构重要性系数为1.0。（每侧栏杆及非机动车道构件重量的作用力为5kN/m）。1、计算结构自重集度主梁：g=[0.2×1.30+（0.08+0.14）/2×（1.70-0.2）]×25=10.625kN/m114 沈阳建筑大学毕业设计横隔梁：对于边主梁：g={[1.00-（0.08+0.14）/2]×（1.70-0.2）/2}×5×=0.784kN/m对于中主梁：g=2×g=1.568kN/m桥面铺装层：g=[0.02×7.00×23+（0.06+0.12）×7.00×24]/5=3.668kN/m栏杆和非机动车道：g=5×=2.000kN/m合计：边主梁(1号梁)：g==10.625+0.784+3.668+2.000=17.077kN/m中主梁：g=10.625+1.568+3.668+2.000=17.861kN/m结构自重内力计算：梁内各截面的弯矩M和剪力Q的计算式：M=x-gx=（l-x）Q=-gx=（l-2x）其中：L为计算跨径X为计算截面到支点的距离表7-1边主梁自重产生的内力内内内内力内力截面位置x剪力Q（kN）弯矩M（kN.m）X=0×16.5=140.8850X=l/4×（16.5-2×）=70.443×（16.5-)=435.863X=l/20×17.077×16.5=581.151114 沈阳建筑大学毕业设计表7-2中主梁自重产生的内力内内力力内力截面位置x剪力Q（kN）弯矩M（kN.m）X=0×16.50=147.3530X=l/4×（）=73.676（）=455.874X=l/20×17.861×16.5=607.8327.2.2汽车、人群荷载内力计算（1）荷载横向分布的计算荷载横向分布系数m的计算公式：汽车：m=人群：m=①当荷载位于靠近主梁支点处时，用杠杆原理法计算荷载横向分布系数m。如图7-2所示，荷载位于主梁支点处时，1号梁相对应的汽车荷载和人群荷载的横向分布系数。114 沈阳建筑大学毕业设计图7-2杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm）1号梁：车辆荷载（公路II级）m===0.383人群荷载m==1.385同样方法计算2、3号梁梁端横向分布系数为:2号梁：车辆荷载（公路II级）m==0.500人群荷载m==-0.3853号梁：车辆荷载（公路II级）m==0.458人群荷载m==0②当荷载作用跨中时，1号边主梁的横向分布系数：宽跨比==1.94接近于2。故用刚性横梁法计算横向分布系数ma）求荷载横向分布影响线竖标n=5梁间距为1.70则:=a+……a=(2×1.70)+1.70+0+(-1.70)+(-2×1.70)=28.90m1号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：114 沈阳建筑大学毕业设计==+=0.60==-0.20b）绘制荷载横向分布影响线，并按最不利布载，如图7-3所示。图7-3刚性横梁法计算横向分布系数图示（尺寸单位：cm）c）计算m1号梁：汽-II:m=(0.582+0.371+0.218-0.005)/2=0.588人群：m==0.685同样方法计算2、3号梁的横向分布系数为:2号梁：汽-II:m=0.494人群：m=0.4423号梁：汽-II:m=0.400人群：m=0.200表7-3荷载横向分布系数汇总梁号位置公路-II级人群1跨中0.5880.685支点0.3831.385114 沈阳建筑大学毕业设计2跨中0.4940.442支点0.500-0.3853跨中0.4000.200支点0.4580.000（2）均布荷载和内力影响线的面积计算表7-4均布荷载和内力影响线的面积计算表汽-II均布荷载（kN/m）人群（kN/m）影响线面积（m或m）影响线图示M10.5×0.75=7.8753×0.75=2.25===34.031Q7.8752.25==2.063Q7.8752.25==8.25注：10.5KN/m为公路-II级车道荷载的均布荷载标准值；计算跨径小于50m时，人群荷载标准值为3.0kN/m。（3）公路II级中集中荷载P的计算计算弯矩效应时：P=0.75[180+]=169.5kN计算剪力效应时：P=1.2×169.5=203.4kN注：当计算跨径在5-50m之间时，P用直线内插求得。（4）计算冲击系数A=0.3902mI=0.066146mG=0.3902×25=9.76kN/mG/g=9.76/9.81=0.995kN.s/mC混凝土E取3×10N/m114 沈阳建筑大学毕业设计f=7.96Hz∵1.5Hz＜f＜14Hz∴=0.1767lnf-0.0157=0.35则1+=1.35（5）跨中弯矩M1/2的计算因双车道不折减，故=1。代入下式得：S=（1+）××[mq+mPy]S=mq表7-5公路II级产生的弯矩（kN.m）梁梁号内力m1+弯矩效应：m××(1+)×[×＋×]1M1/20.5881.357.87534.031169.54.125767.7492M1/20.49434.0314.125644.7873M1/20.40034.0314.125522.095表7-6人群荷载产生的弯矩（kN.m）梁号内力mq弯矩效应m×q×1M1/20.6850.75×3.00=2.2534.03152.4502M1/20.44234.03133.8433M1/20.20034.03115.313按承载能力极限状态，结构重力对结构的承载能力不利时计算弯矩效应组合=1.2S+1.4S+0.80×1.4S表7-7跨中弯矩基本组合表（kN.m）114 沈阳建筑大学毕业设计梁号内力恒载人群汽车1M1/2581.15152.450767.7491830.9732M1/2607.83233.843644.7871669.9673M1/2607.83215.313522.0951477.445（6）活载跨中剪力Q计算表7-8公路II级产生的跨中剪力（kN）梁号内力(1)1+(2)(3)(4)(5)(6)(1)(2)[(3)(4)+(5)(6)]10.5881.357.8752.0625203.40.593.62420.49478.65930.40063.289表7-9人群荷载产生的跨中剪力（kN）梁号内力(1)(2)q(3)(1)(2)(3)10.6852.06252.253.17920.4422.05430.2000.928（7）支点剪力的计算①计算支点截面汽车荷载引起的最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥跨纵向的变化图和支点剪力影响线，如图7-4所示：114 沈阳建筑大学毕业设计图7-4支点剪力计算图示在横行分布系数变化区段：荷载横向分布系数变化区段的长度：a=×16.5-4.00=4.25m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：1号梁：=1×（16.5-×4.25）/16.5=0.914同理得2号梁：=0.3293号梁：=0.161由Q=（1+）×q[m+（m-m）]Q=（1+）mPy得：1号梁：Q=1.35×1×7.875×[0.588×8.25+（0.456-0.588）×0.914]=48.366kN114 沈阳建筑大学毕业设计Q=1.35×1×0.456×203.4×1.0=125.213kN在公路-II级作用下，1号梁支点的最大剪力为Q=Q+Q=48.366+125.213=173.578kN同理得：2号梁：Q=1.35×1×7.875×[0.494×8.25+（0.5-0.494）×0.329]=43.380kNQ=1.35×1×0.5×203.4×1.0=137.295kNQ=Q+Q=43.398+137.295=180.675kN3号梁：Q=1.35×1×7.875×[0.40×8.25+（0.588-0.400）×0.161]=35.477kNQ=1.35×1×0.588×203.4×1.0=161.459kNQ=Q+Q=35.863+161.459=196.936kN②计算支点截面人群荷载最大剪力Q=m×q×+（m-m）q×1号梁：Q=0.685×2.25×8.25+（1.385-0.685）×2.25×0.914=16.314kN2号梁：Q=0.442×2.25×8.25+（-0.385-0.442）×2.25×0.329=6.674kN3号梁：Q=0.200×2.25×8.25+（0-0.2）×2.25×0.161=3.531kN114 沈阳建筑大学毕业设计表7-10剪力效应组合表（kN）梁号效应恒载人群汽车1140.88516.314173.589430.35903.17993.623134.6332147.3536.674180.673437.24102.0578.656112.4143147.3533.531197.322456.82800.92863.68990.204注：=1.2S+1.4S+0.80×1.4S7.3横隔梁的内力计算对于具有多根内横梁的桥梁，由于主梁跨中处的横梁受力最大，横梁跨中截面受力最不利，故通常只需计算跨中横梁的内力，其它横梁可偏安全地仿此设计。下列计算横梁在2号和3号主梁之间r-r截面上的弯矩M和靠近1号主梁处截面的剪力Q。7.3.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图7-5所示。114 沈阳建筑大学毕业设计图7-5横隔梁上计算荷载的计算图示纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：P===100.32kN计算剪力时：P==117.27kN7.3.2绘制中横隔梁的内力影响线按偏心压力法计算1、2号梁的横向分布系数影响线竖坐标值，M影响线以及剪力影响线如图7-6所示：114 沈阳建筑大学毕业设计图7-6中横隔梁内力计算（尺寸单位：cm）P=1作用在1号梁轴上时（）=×1.5d+×0.5d-1×1.5d=0.6×1.5×1.7+0.4×0.5×1.7-1.5×1.7=-0.68P=1作用在5号梁轴上时=×1.5d+×0.5d114 沈阳建筑大学毕业设计=(-0.20)×1.5×1.7+0×0.5×1.7=-0.51P=1作用在2号梁轴上时（=0.40，=0.30）=×1.5d+×0.5d-1×0.5d=0.40×1.5×1.7+0.30×0.5×1.7-0.5×1.7=0.4257.3.3截面内力计算将求得的计算荷载P在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并入冲击影响力（1+），得：表7-11截面内力计算表公路-II级弯矩MM=（1+）··P·=1.35×1×100.32×（0.97+0.34）=177.416kN剪力QQ=（1+）··P·=1.35×1×117.27×（0.57+0.358+0.205-0.005）=178.579kN7.3.4横隔梁内力组合由于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计。（1）承载能力极限状态内力组合（基本组合）M=0+1.4×177.416=248.382kN.mQ=0+1.4×178.579=250.011kN（2）正常使用极限状态内力组合（短期效应组合）M=0+0.7×177.416÷1.35=91.992kN.mQ=0+0.7×178.579÷1.35=92.598kN7.4行车道板的计算考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算。已知桥面铺装为5cm的沥青混凝土（重力密度为23kN/m）和平均9cm厚混凝土垫层（重力密度为24kN/m），C30混凝土T梁翼板的重力密度为25kN/m。（1）结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）114 沈阳建筑大学毕业设计图7-7铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：cm）①每米延板上的恒载沥青混凝土：=1.0230.05=1.15kN/m混凝土垫层：=(0.06+0.12)/21.024=2.16kN/mT梁翼板自重：=（0.08+0.14）/21.025=2.75kN/m每延米板宽自重：g=++=1.15+2.16+2.75=6.06kN/m②每米宽板条的恒载内力：弯矩：M=-gl=-×6.06×()=-1.70kN.m剪力：Q=g·l=6.06×0.75=4.545kN（2）汽车车辆荷载产生的内力114 沈阳建筑大学毕业设计图7-8行车道板计算（尺寸单位：cm）公路II级：以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载上图：按照《桥规》后轮着地长度为a2=0.2m，宽度b2=0.6m，铺装层的厚度H=0.09+0.05=0.14m垂直行车方向轮压分布宽度为：a1=a2+2H=0.20+2×0.14=0.48m。b1=b2+2H=0.60+2×0.14=0.88m。最外两个荷载的中心距离d=1.40m，则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a+d+2l=0.48+1.4+2×0.75=3.38m由于汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，故冲击系数取1+=1.35，则作用于每米宽板条上的弯矩为：114 沈阳建筑大学毕业设计M=-（1+））=-1.35×=-14.818kN.m作用于每米宽板条上的剪力为：Q=（1+）=1.35×=27.958kN（3）内力组合1.承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：M=1.2M+1.4M=1.2×（-1.70）+1.4（-14.818）=-22.785kN.mQ=1.2Q+1.4Q=1.2×4.242+1.4×27.958=44.232kN所以，行车道板的设计内力为M=-27.785kN.mQ=44.232kN2.正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：M=M+0.7M=（-1.70）+0.7×（-14.818）÷1.35=-9.383kN.mQ=Q+0.7Q=4.242+0.7×27.958÷1.35=18.739kN7.5挠度、预拱度的计算一座桥如果发生变形过大,不但会导致行车困难，而且容易使桥面铺装层和结构的辅助设备遭致破坏，严重者甚至危及桥梁的安全。因此，必须计算量的变形，变形通常指竖向挠度。桥梁挠度产生的原因有永久作用挠度和可变荷载挠度。永久作用挠度可以通过施工时预设的反向挠度（又称预拱度）来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的线形。跨中挠度计算时，应取梁与相邻横向连接后截面的全宽度受压翼板计算，即b=1700mm，而h仍为110mm。（h==110mm）。（1）T梁换算截面的惯性矩I和I计算114 沈阳建筑大学毕业设计对T梁的开裂截面，由b=A（h-x）×1700×=7.143×7666（1179-）=249mm＞h=110mm梁跨中截面为第二类T形截面。这时，受压区高度由A=得，A==1098.8mmB===736349.626===295.37mm＞h=110mm开裂截面的换算截面惯性矩I为：I===54172.97×10mmT梁的全截面换算截面面积A为：A=bh+（b=200×1300+（1700-200）×110+（7.143-1）×7666=472092mm受压区高度x为=114 沈阳建筑大学毕业设计==495mm全截面换算惯性矩I为：=+200×1300×+（1700-200）×110×（495-=9.05×10mm（2）计算开裂构件的抗弯刚度全截面抗弯刚度B0.95EI=0.95×2.8×10×9.05×10=2.41×10N.mm开裂截面抗弯刚度B=E=2.8×10×54172.97×10=1.52×10N.mm全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩为：W=全截面换算截面的面积矩：S==9.711×10mm塑性影响系数为开裂弯矩M==1.76×1.78×1.1×10=344..61kN.m开裂构件的抗弯刚度为114 沈阳建筑大学毕业设计（3）受弯构件跨中截面处的挠度值短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值M=651.761+0.7×907.878+60.357=1347.633kN.m，结构自重作用下跨中截面弯矩标准值M=651.761KN.m。对C30混凝土，挠度长期增长系数=1.60。受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为：=在结构自重作用下跨中截面的长期挠度值为=mm则按可变荷载频遇值计算的长期挠度值为=符合《公路桥规》的要求。（3）预拱度设置在荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响下梁跨中出产生的长期挠度为=40mm＞，故跨中截面需要设置预拱度。根据《公路桥规》对预拱度设置的规定，由得=10.6+11.2=16.5mm，取其值为17mm。7.6持久状况承载力极限状态下截面设计、截面复核和验算7.6.1.截面设计设计安全等级：二级，Ⅰ类环境，由弯矩基本组合可知，边主梁(1号梁）的M值最大，考虑到施工安全，偏安全地一律按边主梁计算弯矩。114 沈阳建筑大学毕业设计经查《混凝土结构设计原理》得：=16.1MPa，=1.52Mpa，=280MPa，M=1830.973kN·m，h=1300mm，=0.56(相对界限受压区高度)，=1.0（结构重要性系数）。弯矩计算值M=M=1.0×1830.973=1830.973kN·m。为了便于进行计算，将实际T型梁截面换算成计算T型截面，如图所示：图7-9T型梁截面换算图（尺寸单位：mm）h==110mm，其余尺寸不变，a=30mm+0.07h=30+0.07×1300=121mm，则截面有效高度h=1300-121=1179mm（1）判断T形截面类型bh（h-）=16.1×1700×110×（1179-）=3384.027kN·m＞M(1830.973kN·m)，故属于第一类截面。（2）求受压区高度由M≤M=fbx（h-）得：1.0×1830.973×10=16.1×1700x（1179-）整理得：-2358x+133403=0解得：=58mm＜h=110mm（3）求受拉钢筋面积A将各已知值以及=58mm代入下式114 沈阳建筑大学毕业设计fb=fA=＞A===5669.5mm通过查《结构设计原理》附表1-6，现选钢筋为828+222，截面面积A=4926+760=5686mm＞5669.5mm，钢筋叠高层数为5层，布置如图7-10所示：图7-10受拉钢筋布置图（尺寸单位：cm）混凝土保护层厚度取35mm＞d=28mm及《结构设计原理》附表1—8中规定的30mm，钢筋间横向净距Sn=200-2×35-2×31.6＝66.8mm＞35mm及1.25d=1.25×28=35mm。故满足构造要求。7.6.2.截面复核已设计的受拉钢筋中，828的面积为4926mm，222的面积为760mm，=280MPa。由图7—10钢筋布置图可求得，即：钢筋重心处至截面受拉边缘距离：=110.002mm则实际有效高度h=1300-110.002=1190mm。（1）判定T形截面类型bh=16.1×1700×110=3.01kN·m×A=(4926+760)×280=1.59kN·m由于bh＞×A，故为第一类T形截面。114 沈阳建筑大学毕业设计（1）求受压区高度===58.17mm＜110mm（2）正截面抗弯承载力正截面抗弯承载力M为：M=fb(h-)=16.1×1700×58（1200-）=1858.916kN·m＞1830.973kN·m，又配筋率==5686/（200×1200）=2.37%＞=0.20%，故截面复核满足规范要求。7.6.3根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配筋1．已知设计数据及要求钢筋混凝土简支梁全长=16.96m，计算跨径=16.50m。T形截面梁的尺寸如图7—11，桥梁处于Ⅰ类环境条件，安全等级为二级，=1。图7—1117m钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位：mm）梁体采用C35混凝土，轴心抗压强度设计值=16.1MPa，轴心抗拉强度设计值=1.52Mpa。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值=280MPa；箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度=195MPa。简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为：跨中截面=1830.973kN·m，=134.633kN支点截面=0，=430.359kN114 沈阳建筑大学毕业设计要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。2．跨中截面的纵向受拉钢筋计算（1）T形截面梁受压翼板的有效宽度由图7—11所示的T形截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度==110mm。则可得到=L=×16500=5500mm=1700mm=b+2+12=1720mm故取受压翼板的有效宽度=1700mm。（2）钢筋数量计算跨中截面主筋为828+222，焊接骨架的钢筋层数为5层，钢筋面积为5686mm。截面有效高度为1190mm，正截面抗弯承载力M=1858.916kN·m＞1830.973kN·m。3．腹筋设计（1）截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋228通过支点截面，支点截面的有效高度为：h=1300-（35+）=1249.2mm。根据《公路桥规》规定的截面最小尺寸的限制条件（上限值）：V=（0.5×10）bh=（0.5×10）×200×1249.2=739.037KN＞V=430.359kN截面尺寸符合设计要求。（2）检查是否需要根据计算配置箍筋根据《公路桥规》规定，若符合下式，则不需要进行斜截面抗剪承载力的计算，而仅按构造要求配置箍筋。V=（0.5×10）fbh（kN）跨中截面：0.5×10fbh=0.5×10×1.52×200×1200=182.4（kN）支点截面：0.5×10fbh=0.5×10×1.52×200×1249=189.8（kN）因为V（=134.633）＜0.5×10fbh＜V（=430.359），故在跨中某长度范围内按构造要求配置箍筋，其余段按计算配置腹筋。114 沈阳建筑大学毕业设计（3）计算剪力图分配在图7—12所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值=V，跨中处剪力计算值=V在图7-12所示的剪力包络图中，支点剪力计算值V=V=430.359KN，跨中处剪力计算值V=V=134.633kN。V=V=（0.5×10）fbh=182.4kN的截面距中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为在长度内可按构造要求布置箍筋。图7-12计算剪力分配图（尺寸单位：cm；剪力单位：kN）同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1300mm范围内，箍筋的间距不宜大于100mm。114 沈阳建筑大学毕业设计距支座中心线为处的计算剪力值记为V（即最大剪力计算值），由剪力包络图按比例求得，为其中，应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少0.6V=244.416kN，由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为0.4V=162.944KN，设置弯起钢筋区段长度为4643mm。（如图7—12）（4）箍筋的设计采用直径为8mm的R235钢筋，箍筋用双肢形式，箍筋截面面积：A=nA=2×50.3=100.6mm。在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置，为计算方便，斜截面内纵筋配筋率P及截面有效高度h可近似按支点截面和跨中截面的平均值取用，计算如下：跨中截面：===2.37%,则=2.37＜2.5，∴P=2.37，h=1200mm。支点截面：===2.66%，则P=2.28＜2.5，∴P=2.28，h=1249mm，则P==2.33,h==1224.5mm。箍筋间距S为：S===482.90mm由下列箍筋间距的要求：114 沈阳建筑大学毕业设计1）箍筋间距不应大于梁高的1/2且不大于400mm，当所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，应不大于受压钢筋直径的15倍，且不应大于400mm。2）支座中心向跨径长度方向不小于1倍梁高范围内，箍筋间距不宜大于100mm。箍筋的最小配筋率的要求：R235钢筋时，=0.18%HRB335钢筋时，=0.12%所以，箍筋间距计算值取S=250mm≤h=650mm及400mm，配筋率：===0.2012%＞0.18%（R235钢筋），均满足规范要求。综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距S=100mm，尔后至跨中截面统一的箍筋间距取S=250mm。（5）弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋为的HRB335，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离=56mm。弯起钢筋的弯起角度为45，弯起钢筋上方末端与架立钢筋焊接。为了得到每对钢筋的分配剪力，要由各排弯起钢筋的末端弯起点应落在前一排弯起钢筋的弯起点的构造规定来得到各排弯起点计算位置，首先要计算弯起钢筋上，下弯点之间垂直距离△h。现拟弯起N2-N5钢筋，计算各排弯起钢筋弯起点截面的△h以及至支座中心距离X，分配的剪力值V，所需弯起钢筋面积A值列入下表。表7-12弯起筋计算表弯起点12345（mm)11341102107110391007距支座中心距离11342236330743465353分配的计算剪力162.944145.660106.30868.063114 沈阳建筑大学毕业设计需要的弯筋面积（mm2)1096982719470可提供的弯筋面积228123222812322281232222760弯筋与梁轴交点到支座中心566171028033873具体的计算过程如下：a．根据《公路桥规》规定，简支梁的第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时，△h为：△h=1300-[（35+31.6×1.5）+（43+25.1+31.6×0.5）]=1134mm弯筋的弯起角为45°，则第一排弯筋（2N2）的弯起点距支座中心距离1134mm。弯筋与梁纵轴线交点距支座中心距离1134-[]=566mm。b．对于第二排弯起钢筋（2N3)，可得到△h=1300-[（35+31.6×2.5）+（43+25.1+31.6×0.5）]=1102mm弯起钢筋（2N3）的弯起点距支座中心距离为1134+△h=1134+1102=2236mm分配给第二排弯起钢筋的计算剪力V，由比例关系计算可得到：=得：V=145.660kN其中，0.4V=162.944KN，h=650mm；设置弯起钢筋区段长为4563mm。所需要提供的弯起钢筋截面积为：==982第二排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离2236-650+35+31.6×2.5=1710mm。c．对于第三排弯起钢筋（2N4），可得到△h=1300-[（35+31.6×3.5）+（43+25.1+31.6×0.5）]=1071mm弯起钢筋（2N4）的弯起点距支座中心距离为2236+△h=2236+1071=3307mm分配给第三排弯起钢筋的计算剪力V，由比例关系计算可得到：114 沈阳建筑大学毕业设计=得：V=106.308kN其中，0.4V=162.944KN，h=650mm；设置弯起钢筋区段长为4563mm。所需要提供的弯起钢筋截面积为：==719第三排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离3307-650+35+31.6×3.5=2803mm。d．对于第四排弯起钢筋（2N5），可得到△h=1300-[（35+31.6×4.5）+（43+25.1+31.6×0.5）]=1039mm弯起钢筋（2N5）的弯起点距支座中心距离为3307+△h=3306+1039=4346mm分配给第四排弯起钢筋的计算剪力V，由比例关系计算可得到：=得：V=68.063kN其中，0.4V=162.944KN，h=650mm；设置弯起钢筋区段长为4563mm。所需要提供的弯起钢筋截面积为：==470第四排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离4345-650+35+31.6×4.5=3872mm。e．对于第五排弯起钢筋（2N6），可得到△h=1300-[（35+31.6×5.5）+（43+25.1+31.6×0.5）]=1007mm弯起钢筋（2N6）的弯起点距支座中心距离为4346+△h=4346+1007=5353mm由于4563+650=5213mm＜5353mm，即在欲设置弯筋区域长度之外，故暂不参加弯起钢筋的计算。(6)用弯起钢筋起点初步位置来逐个检查是否满足《公路桥规》的要求。a.第一排弯起钢筋（2N2）:其充分利用“m”点坐标=6941mm，而2N2的弯起点1的横坐标=8250-1134=7116mm，说明1点位于“m”点左边，且-=175mm＞=619mm，故满足要求。b.第二排弯起钢筋（2N3）:114 沈阳建筑大学毕业设计其充分利用“”点坐标=5146mm，而2N3的弯起点2的横坐标=8250-2236=6014mm，说明2点位于“m”点左边，且-=868mm＞=612mm，故满足要求。c.第三排弯起钢筋（2N4）:其充分利用“k”点坐标=2452mm，而2N4的弯起点3的横坐标=8250-3307=4943mm，且-=2491m＞=607mm，故满足要求。d.第四排弯起钢筋（2N5）:其充分利用“j”点坐标=1012mm，而2N5的弯起点4的横坐标=8250-4346=3904mm，且-=2892m＞=603mm，故满足要求。由上述检查结果可知弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。7.6.4斜截面抗剪承载力复核《公路桥规》规定，在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时，其复核位置应按照下列规定选取：1.距支座中心h/2（梁高一半）处的截面。2.受拉区弯起钢筋弯起处的截面，以及锚与受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面。3.箍筋数量或间距有改变处的截面。4.梁的肋板宽度改变处。对距支座中心h/2（梁高一半）处的截面：（1）选定斜截面顶端位置距支座中心为h/2处截面的横坐标x=8250-650=7600mm正截面有效高度h=1249mm。现取斜截面投影长度为≈h=1249mm，则得到选择的斜截面顶端位置的横坐标为=7600-1249=6351mm。（2）斜截面抗剪承载力复核斜截面顶端位置处正截面的剪力V以及相应的弯矩M计算如下：V=V+（V-V）=134.633+（430.359-134.633）×=362.29N114 沈阳建筑大学毕业设计M=M（1-）=1830.973×（1-）=745.90kN.m图7-13距支座中心h/2处斜截面抗剪承载力计算图式(尺寸单位：mm)A处截面有效h=1237mm=1.237m,则实际广义剪跨比m及斜面投影长度C分别为：广义剪跨比m===1.66＜3则斜面投影长度C=0.6mh=0.6×1.66×1.237=1.23m。斜角=tan（h/c）=tan（1.237/1.23）≈57.3°。斜截面内纵向受拉主筋有228，相应的主筋配筋率p为：P=100=100×=0.50＜2.5箍筋配筋率（S=250mm）为：===0.201%＞（=0.18%）与斜截面相交的有两根228的弯起钢筋和一根220的斜筋。综合上述，将得到的数据代入下式中：V=114 沈阳建筑大学毕业设计=1×1×1.1×(0.45×10)×200×1237+(0.75×10×280×（2×1232+628）×0.707=769.928kN＞V=362.29kN故距支座中心处的斜截面抗剪承载力满足设计要求。114 沈阳建筑大学毕业设计第八章施工组织设计8.1概述公路施工组织就是指在施工前，对公路建筑产品（一个建设项目或单位工程等）生产施工过程的生产诸要素，即直接使用的建筑工人、施工机械、建筑材料与构件等的合理组织。施工组织设计是从工程施工的全局出发，根据工程的特点，按照客观的施工规律和当时、当地的具体施工条件和工期要求等，统筹考虑施工活动中的人工、材料、机械、资金和施工方法这五个主要因素后，对整个工程的施工进度和相应的资源分配、消耗等作出的科学而合理的安排，最后形成一个书面文件。8.1.1编制依据交通部颁布的现行《公路工程施工技术规范》（JTJ041-2000）、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）、《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG80/1-2004）、《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）《公路工程机械台班定额》（JTG/TB06-03-2008）《公路工程预算定额》（JTG/TB06-02-2008）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）及相关的技术标准及规范；8.1.2编制说明（1）甲方发售给本投标人的招标文件、答疑书、补遗书及其它补充资料。（2）由招标文件明确的国家和交通部颁布的现行《公路设计规范》、《施工技术规范及规程》、《公路工程质量评定及验收标准》及《公路工程预算定额》。（3）通过踏勘工地从现场调查、采集、咨询所获取的资料。（4）招标单位在“标前会议”提出的有关要求。（5）承包人拥有的科技成果、工法成果、机械机具设备、管理水平、技术装备以及多年积累的类似工程施工经验。（6）严格遵守当地政府在环境保护等方面的具体规定和要求，尊重与维护当地多年来约定俗成的乡规民约和风土人情。8.1.3编制原则1、确保工期的原则114 沈阳建筑大学毕业设计严格遵守招标文件所规定的工程施工工期，招标合同条款以及招标文件的各项要求，根据工程的特点和轻重缓急，分期分批组织施工，在工期安排上尽可能提前完成。2、优化施工方案的原则坚持在实事求是的基础上，力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。在确保工程质量标准的前提下，积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。3、突出重点、均衡生产的原则合理安排施工的程序和顺序，做到布局合理，突出重点，全面展开，平行流水作业、正确选用施工方法，科学组织，均衡生产。各工序紧密衔接，避免不必要的重复工作，以保证施工连续均衡有序进行。4、统筹兼顾，合理安排的原则施工进度安排注意各分项工程间的协调和配合，并充分考虑气候、季节对施工的影响。减少施工对当地交通以及群众生产生活的影响，认真保护当地的自然景观和生态环境，抓好标准化管理，搞好安全文明施工，树立企业良好形象；5、因地制宜、灵活机动的原则尽量利用原有设施或就近已有的设施，减少各种临时工程，尽量利用当地合格资源，合理安排运输装卸与储存作业，减少物资运输周转工作量。尽量与永久性工程相结合，减少施工投入，尽量兼顾当地群众利益，不占或少占耕地；6、专业化施工原则严格组织、精心管理，文明施工，创标准化施工现场。7、确保施工安全的原则制定切实可行的技术方案和安全措施，定人定岗定职责，确保施工安全和人身安全，做到万无一失。8.1.4主要技术标准本段工程按二级公路标准设计。设计里程K0+000~K4+820.041全长4820.041m设计行车速度60km/h。桥涵、路基设计荷载：公路-ΙΙ级；设计洪水频率1/50。114 沈阳建筑大学毕业设计路基宽度10m，其路幅划分为23.5m（行车道）+20.75m的硬路肩和20.75m土路肩。纵坡：最大纵坡坡度-3.36%8.1.5工程概况（1）工程概况大连至庄河二级公路路线起点设在大连港附近，为新建的二级公路。行车道宽度7米，双向2车道，位于平原微丘区内，因此填挖方量相对较大。路线起点桩号K0+000，终点桩号K4+820.041，全长4820.041m。本次工程按计算行车速度60km/h的平原微丘区二级公路标准设计，路基宽10m，路面宽7m，行车道两边各留0.75米的硬路肩和土路肩。（2）工程地理位置及气象水文情况①水文、气象:庄河市地处北温带，属暖温带湿润大陆性季风气候，具有一定的海洋性气候特征。气候温和，四季分明。历年（1970～2000年30年间，下同）平均气温为9.1℃，最高气温36.6℃，最低气温-29.3℃。受山地和海洋影响，南北气温相差1～2℃。由于处于东亚季风区，盛行风向随季节转换而有明显变化，冬季受亚洲大陆蒙古冷高压影响，盛行偏北风；夏季由于印度洋热低压和北太平洋热高压强大，盛行偏南风。历年平均日照为2415.6小时，日照充足，日照率56%左右；降水量在时间和空间上分布不均，历年平均降水量为757.4毫米。7、8月份降水量占全年降水的56%，受地形和季风影响，降水量自西南向东北递增。历年无霜期平均为165天。②地震:该地区不考虑地震烈度。③交通:该工程为新建工程，大宗外购材料采用汽车运输，其他地材依靠乡村道路。④水、电:1）水:生产、生活用水可利用沿线水源。2）电:利用当地电网，并准备1台50kW的发电机。8.1.6主要工程数量汇总根据有关设计文件及图纸，经计算，计算结果统计如下表8-2所示:114 沈阳建筑大学毕业设计表8-2主要工程数量表工程项目单位数量路基工程挖方（土/石）59289/0填方（土/石）25803/0路面工程面层细粒式沥青混凝土上面层1234.89中粒式沥青混凝土下面层1665.81基层水泥稳定碎石基层9320.96水泥稳定碎石底基层9933.148.2总体施工目标8.2.1工期目标本标段拟于2014年4月1日开工，2014年7月25日完工，总工期115天。8.2.2质量目标（1）质量符合国家现行有关设计、施工及验收规范的要求，达到优良等级。（2）省部级优质工程、精品工程。（3）项工程合格率达到100%，优良率达到93%以上，其中分项工程中的关键项目优良率为100%，单位工程达到优良等级。8.2.3安全目标（1）绝因工死亡，现场施工人员的年负伤率不大于5‰；（2）发生断桩、梁体倾覆、隧道大塌方等责任事故；（3）发生重大及以上设备事故、重大交通事故和重大火灾事故；（4）绝因施工造成的沟渠堵塞，道路交通中断，通讯电力损伤等工程施工责任事故。8.2.4环境保护目标工程弃碴，泥浆排放，生活垃圾处理均按有关施工与环境管理办法执行，并积极响应业主提出的其他环保要求。8.2.5文明施工目标遵照业主有关工地文明施工要求，配制各类牌图和宣传标语；施工人员统一着装，挂牌上岗，行为文明，控制噪音，场地整洁有序，争创文明施工现场。114 沈阳建筑大学毕业设计8.2.6设备、人员动员周期项目经理部首批人员先赶赴施工现场，进行设营等前期准备工作。全部设备人员将在2014年4月1日前全部进场到位，迅速投入设营、现场调查、接桩、临时设施布置及其它前期准备工作，以“短期、平稳、快速”的理念优质高效地完成该工程施工，各项工程施工将在完工后10天再退场，并留守部分人员进行收尾及维修工作。8.3设备、人员及材料运至施工现场的方法8.3.1人员、设备全部设备、人员采用火车运至大连站，再用汽车运至施工现场。8.3.2材料材料按照《设计文件》的要求，在市场上，择优选购材料进场，工程用钢材选用国家大型企业生产的合格产品，尽可能选用境内企业的产品；木材、沥青、粉煤灰、石灰等其它材料在就近的城区购买；沿线砂石较丰富，可以大规模就近选用;沿线丘陵山坡较多，广泛分布长石石英砂岩，线路两侧山脉分布灰岩，石质坚硬，各种石材可从中开采加工而成，用于各种附属工程、基岩路堑边坡开挖地段也可提供可用石料；水泥从沿线的水泥厂择优选用。各种材料均用汽车运至施工地点。8.4施工组织机构的组成为了保证工程的顺利完成，将组建大连至庄河二级公路K0+000~K4+4820.041段项目经理部，实行项目法管理，落实项目经理负责制，由项目经理负责全面履行合同。项目经理部的任务是实施本工程项目的组织指挥，负责与建设单位及各级政府部门的对外业务往来，协调下属施工队之间设备人员、材料等资源的调配。解决施工过程中的疑难问题，负责施工组织方案的制定，全段控制测量、试验等技术工作，对本工程项目的施工技术、质量、进度、安全、环保等全面负责，全面代表我单位履行合同义务和权利。项目部设项目经理一名、副经理二名，项目总工程师一名。经理部下设四部两室一所，即工程技术部、安全质量部、物资设备部、计划财务部、中心试验室、综合办公室和卫生防疫所。项目部下设二个项目施工队。114 沈阳建筑大学毕业设计8.4.1施工组织机构主要职责范围项目经理：依据法人授权，向建设单位和单位法人代表负责，全权代表单位法人处理本工程的一切事务，实施本工程的集中统一组织指挥。项目副经理：负责本标段施工常务工作，协助项目经理进行管理。总工程师：主管工程技术，负责作好技术方案选择和实施等。安全监察长：安全质量部的负责人，具体管理本项目与安全施工相关工作。各部室设主任1名，副主任1名，其职责如下分工:1.工程技术部负责本段施工方案制定，作业指导及技术交底，测量放样和施工过程控制，施工计划的审核等。下辖测量班，配置6个测工，负责全线工程测量及检查队级测量成果。2.安全质量部负责本段项目质量计划的制定，并执行本计划落实过程中的所有相关质量检查和安全生产的相关工作。3.中心试验室负责本段所有工程试验及其相关工作，并配合质量检查部作好质量保证工作。4.计划财务部负责本段合同管理、计划、统计工作；以及本标段的成本管理及日常财务工作。5.物资设备部负责本段所有物资采购供应、设备管理工作。6.综合办公室负责现场文明施工管理、宣传报道、项目部的日常管理、党务工会日常工作。7.卫生防疫所负责本段所有施工现场人员的卫生防疫和疾病预防，确保施工人员的就医问题及其重大安全事故的初步处理和诊治。8.5总体施工顺序根据本合同段工程布局状况和施工区段划分，结合施工总体计划安排，本合同段工程施工应以路基工程、路面工程为主线，基本采用平行作业法、流水作业法组织施工。路基工程工程量大，施工条件复杂，加上大部分线路位于山谷内，四周都是高山，114 沈阳建筑大学毕业设计工作面比较狭小，是本工程的主要工程之一，施工中需严密组织，合理安排施工工期，确保总工期的顺利实现。路堑挖方和路基填方同时进行，利用路堑挖方作为路基填筑的填料，应选择合理的弃方场所，合理地进行土石方调配，尽可能本桩利用。合理安排土方调运工作，确保做到科学合理，降低工程造价，提高工作效率。8.6施工准备8.6.1施工供水沿线主要依靠蓄水池和水井的水作为建筑材料用水。在拌合站内附近设简易水塔和蓄水池，线路沿线各工点供水由简易水塔和蓄水池接Φ80硬塑料给水管，并在各工点处安设Φ50支管，以供施工用水。生活用水与当地水管部门联系采用自来水。全段计划铺设Φ80硬塑料给水管1km。8.6.2施工用电根据现场调查，公路沿线所经区域为大连市和庄河市，地处平原微丘区，城镇化程度高，工业用电能得到保障。施工用电可以与当地电力部门协商后就近利用当地动力电源，在施工营地附近安装400kVA、630kVA的变压器各一台，而在项目部直接接用照明用电，以供办公及及生活用电。同时配备250kW发电机一台，以供急和停电时备用。8.6.3施工便道运输道路主要利用既有公路和乡村道路，进场后为便于施工车辆通行，场内施工主便道沿线路右侧布设，并新修和扩建部分横向和纵向施工便道，与公路及机耕道相通，同时在与既有公路接口处按规定设置明显标志，并派专人指挥交通，确保交通安全及畅通。在便道经过鱼塘等软土路基时基底采用砂砾换填，振动压路机碾压密实，然后铺筑泥结碎石路面，并在路面两侧设置排水沟。便桥桥台及梁片均采用普通钢筋砼现浇施工，满足50t的载重汽车通行。8.6.4施工通讯临时通讯:为保证各项工作的顺畅开展，进场后即行完善临时通讯系统；除在项目部安装电话、传真机外，也为具备条件的施工队安装程控电话；并向当地无线电管理委员会申请安装项目部内部对讲系统，为项目部各部室、各队主要人员配备对讲机，确保上传下达及时，政令畅通。114 沈阳建筑大学毕业设计Internet及计算机管理保证手段:本工程全部采用计算机网络管理，项目部建立内部网络，并与互联网及我局、处两级网站相连；利用高科技手段进行现代工程管理，利用信息高速公路拓宽视野，搜集“四新”成果用于提高施工能力。内部网络建设要求在项目部进场后完成。8.6.5施工营地临时建筑的建筑面积主要取决于建筑工地的人数，包括职工和家属人数。建筑面积按下式确定:（8-1）式中:S—建筑面积；N—工地人数；P—建筑面积指数，取15工地总人数拟取230，代入公式得S=230×15=3450本合同段施工营地布置于线路右侧（K1+200附近）的平地上，靠近大连市，占地面积3450，建房面积1550；项目经理部驻地设在K1+300线路右侧的平地上，计划建筑面积1500，其中修建办公及生活房屋共920。8.7路基工程8.7.1路基土石方工程量的计算路基是修筑在地球表面的条形建筑物，由于地形的随机性，精确计算路基本体的土石方工程数量是极其困难的，所以常采用平均面积法或平均距离法等近似方法进行计算。本段的土石方量的计算就是采用的平均面积法。平均面积法的计算公式：（8-2）式中——路基横断面积；——相邻断面之间的距离；计算结果参见附录土石方工程量表。114 沈阳建筑大学毕业设计8.7.2路基土石方的调配公路建设中，路基土石方工程所占比重较大，所需劳力和机具较多，取弃土占用的土地也较多。为合理地节约投资和劳力，少占农田，对土石方进行合理调配和取弃土的合理设置是十分必要的。区间路基土石方调配，常采用线调配法。线调配法主要是根据土石方经济运距确定沿线路中心线纵向移挖作填和横向取弃土的合理范围。横向调配仅考虑半挖半填部分。从经济观点来分析，当由路堑挖一方土纵向运到筑堤地点的费用，比在该路堑挖一方土就近横向运到弃土堆和再从取土坑挖一方土横向运到筑堤地点的总费用低时，则纵向移挖作填是经济的；当纵向移挖作填的运距大到一定的距离时，即路堑挖一方土运去筑堤的费用，比将该一方土运到弃土堆，再从取土坑挖一方土运到来筑堤的总费用大时，则纵向移挖作填是不经济的，应采用横向取、弃土的施工方式。当两种施工方式的费用相等时，纵向运土的范围称为纵向移挖做填的最大范围（或称极限范围），而纵向移挖做填的最大范围的平均运距称为最大经济运距（或称极限平均运距）。因此，线调配法的首要任务是经济运距的确定。最大经济运距的计算:①纵向运费计算。设路堑挖1m³土石，经纵向运距L，送到筑堤地点的费用为，则（8-3）其中:A—挖1m³土，并装到运具上的费用:b—1m³土运送1m运距的费用。②横向运费的计算。如果上述路堑挖方不纵向运至路堤，而运至弃土堆，而路堤则由取土坑取土横向运至路堤的费用，共计则为（8-4）其中:—挖土运至弃土堆的距离；—取土坑取土后运至路堤的距离。③经济运距的计算。当满足≤时，L值即为经济运距，即≤（8-5）114 沈阳建筑大学毕业设计得L≤由观察测量=250；=400查同望Wcost软件上定额，得A=1.32;b=0.00431代入公式得:L≤[1.32+（250+400）×0.00431]÷0.00431L≤955m综上所述:该路段总长4820.041m，在经济运距955m的范围内，土石方调配可沿线路中心线纵向移挖作填。8.7.3施工前准备工作1.土工试验开工前对工程沿线和取土场的填料每1000立方米或土质变化时按《公路土工试验规程》规定的方法取样进行试验，测定填料的类别、等级、液塑限、天然密实度等详细数据，用重型击实法确定土的最大干密度和最佳含水量。为填料选择以及压实工艺提供依据。2.施工测量在开工前，进行现场施工测量，其内容包括导线、中线及高程的复测，水准点复查与增设，横断面的测量与绘制等。准确定出路基中线、坡角、路基边线以及防护坡道的位置，做好标记，标明其轮廓。3.路槽基底及纵向挖填结合部路基处理按总体进度安排，分段分期分批清除施工范围内的树干、垃圾、结构物及原地面顶部的草皮和表土等，路基范围内的树根、有机杂质及地下结构物按图纸所示或监理工程师的指示清除到规定深度。4.实验路段开工前至少28天完成试验路段的试验工作。试验路段的选择、试验工作安排，在事先征得监理工程师的同意后进行。5.取土场与弃土场本工程路基土石方工程主要以填挖方为主，路基填方如果在经济运距之内的，均利用挖方的土石方作为路基的填料，不在经济运距之内的另选合适的取土场。但因为挖方量较大，仍存在大部分的挖方，这是就要选择合适的弃土场，弃土场的设置应与周围的环境相协调，最好能造福于当地的人民群众，挖方时要有规律弃方，不得随意乱挖。取土场最后整平，还田耕种。114 沈阳建筑大学毕业设计8.7.4班组安排根据实际工程量及确保按期完工的需要，路基工程队分为两个队，每队工作人数为50人，每队包括两小队即路基专业施工队和爆破专业施工队。在后面的施工进度安排中将结合路面施工队的情况列表说明。8.7.5路堑挖方（1）土方开挖开挖路堑前先挖好排水沟，保证排水畅通，并排除路堑范围内的积水。对于较长的路堑采用纵向全宽开挖，按设计横断面由上而下逐层开挖，开挖采用推土机、铲运机进行就近移挖作填，对于短而深的路堑施工采用全断面开挖法，采用挖掘机取土，自卸车运输的方法，施工过程中及时测量检查，避免超欠挖，边挖边修整边坡，以防坍塌。开挖土方至路床顶面以下时，土方断面翻松挖深300mm后再压实。路床面以下土质不良时，修改施工方案及挖方边坡，按图纸所示及监理工程师指示的深度和范围，采取挖除后换填好土或其它措施进行处理。（2）石方开挖山体表层采用推土机推移，软石及强风化岩石采用推土机配合挖掘机直接进行开挖。8.7.6路基填筑路基填筑施工时，严格按技术规范的要求施工，采取“四区段、八流程”施工法，拉开工序，流水作业，加快进度，确保工程质量。四区段:填筑区、平整区、压实区、检测区。八流程:测量放样→基底处理→分层填筑→摊铺平整→洒水或翻晒→碾压夯实→检验签证→路基整修。路基填土采用12t振动式压路机振压，填筑时应逐压实层检验压实度，压实度试验采用灌砂法和核子密湿度仪法进行，合格后方可填筑其上一层。填石路基施工前，对路基填料进行筛分、压碎等试验，以确定其颗粒组成、抗压碎能力等指标，填石路堤的石料强度不小于15MPa，石料最大粒径不超过层厚的2/3，不合格的材料不得用于路基填筑。同时对填石路基填料进行压实试验，填石路堤的密实度根据轮迹法进行现场检验、判定。确定其最大干密度、每层填筑厚度、压实机具的压实遍数，用以指导大面积施工。114 沈阳建筑大学毕业设计表8-3路基填料最小强度及路基压实度要求项目分类路面以下深度（cm）填料最小强度（CBR）填料最大粒径（mm）压实度（重型）填方路基上路床0~308%100≥96%下路床0~806%上路堤80~1504%150≥94%下路堤＞1503%150≥93%零星及路堑路床0~308%100≥96%30~806%8.7.7路基工、料、机消耗运用公式（8-6）式中D——劳动量（工日或台班）；Q——工程量；C——产量定额；S——时间定额；所谓的劳动量D，就是施工过程的工程量与相应的时间定额的乘积。查取《公路工程机械台班费用定额》（JTG/TB06-03-2008），因为运用了同望Wcost软件，通过输入相应工程量即可由软件计算出D；而R和n是根据现有施工机械及实际生产能力确定，为已知量。代入式便可得劳动量D，计算结果如下表8-4示。表8-4路基工程工、料、机消耗114 沈阳建筑大学毕业设计序号规格名称单位总数量1人工工日31252机械工工日2843柴油kg37484汽油kg7237532.5级水泥t596电Kw/h112767水m³19058块石m³9459135kW以内履带式推土机台班29101.0m3履带式单斗挖掘机台班21175kW以内履带式拖拉机台班312夯击功200~620N·m台班65013机动液压喷播机台班4144t以内载货汽车台班3156t以内自卸汽车台班8164000L以内洒水汽车台班198179m3/min以内机动空气压缩机台班38.7.9生产周期的计算以施工单位现有的人力、机械的实际生产能力以及工作面的大小，来确定完成该劳动量所需的持续时间（周期）。一般按下式计算:（8-7）式中:T—生产周期（即持续天数）；D—总数量；R—人工数或机械台数；n—生产工作班制数。挖方的工程量为59289，根据不同的施工工序套用定额后所得D:114 沈阳建筑大学毕业设计路基挖方工程的生产周期为26天。综上所述，采用相同的方法可以计算出各项工程的生产周期统计后如下表所示:表8-5各项工程生产周期表工程项目生产周期（天）准备工作14场地清理11路基填挖方268.8路面工程8.8.1路面结构路面行车道宽2×3.50米，硬路肩宽2×0.75米，土路肩宽2×0.75米。不设超高路段的行车道、硬路肩的横坡为2%，土路肩横坡为3%。表8-6路面结构表结构名称厚度（cm）（粘性土、中湿以上）细粒式沥青混凝土上面层3中粒式沥青混凝土下面层4水泥稳定碎石基层20水泥稳定碎石底基层23（干燥）22（中湿）114 沈阳建筑大学毕业设计8.8.2路面工程量的计算各层的工程量=长×宽×高表8-7路面工程量计算表路面结构宽度m计算高度cm长度m总体积m33cm厚细粒式沥青混凝土上面层8.5434820.0411234.894cm厚中粒式沥青混凝土下面层8.6444820.0411665.8122cm厚水泥稳定碎石基层8.79224820.0419320.9623cm厚水泥稳定碎石底基层8.96234820.0419933.148.8.4沥青混凝土面层（1）准备工作处理下承层，下承层的清扫、修补、处理是一项极其重要的工作，必须予以重视。该项工作应在摊铺前1天完成，并验收确认。具体要求如下:①彻底清扫、冲洗下承层的污染物，砂浆和其它浮渣应用钢刷擦清。②下承层的坑槽、松散和其它病害应按规定用沥青修补。③对下承层的标高、横坡、平整度要进行检测，对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。.④由于拌合机工作时会产生较大的粉尘、噪声等污染，再加上拌和厂内的各种油料及沥青为可燃物，因此拌和厂设置在线路左侧的取土场附近，并配置实验室及足够的实验设备，用电接用当地动力电。⑤实验路铺筑。（2）沥青混合料拌和热拌沥青混合料必须在沥青拌和厂采用专用拌和机拌和。拌和机拌和沥青混合料时，先将矿粉粗配、烘干、加热、筛分、精确计量，然后加入矿粉和热沥青，最后强制拌和成沥青混合料。（3）沥青混合料运输114 沈阳建筑大学毕业设计热拌沥青混合料宜采用吨位较大的自卸汽车运输。汽车车厢应清扫干净，并在内壁涂一薄层油水混合液。从拌和机向运料车上放料时，应每放一料斗混合料挪动一下车位，以减小集料离析现象，运料车应用篷布覆盖以保温、防雨、防污染，夏季运输时间短于0.5h时可不覆盖。（4）洒布粘层油由于工程下承层已受到一定污染，为确保上面层与下承层粘结完好，在摊铺沥青前，应对下承层、横缝接口、与新铺沥青混合料接触的路缘石、雨水进水口等的侧面，均喷洒一层粘层油。（5）沥青混合料摊铺①摊铺温度宜控制在170~180℃之间，不得低于160℃。②每次摊铺前，摊铺机应调整到最佳状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度，使熨板的档料板前后混合料在全宽范围内均匀分布，避免摊铺出现离析现象，并随时分析、调整粗细集料是否均匀，检测松铺厚度是否符合规定，以便随时进行上述各项调整。摊铺混合料前，应预热熨板到规定温度（不低于85℃），摊铺时熨平板应采用中强夯实等级，使初始压实度不小于85%，摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入料将路面拉出条痕。③上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制，不得采用钢丝引导的高程控制方式，应密切注意平衡梁的粘料情况，发现粘料时及时清除，防止产生拉痕。摊铺机行走前，应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好，确保起始摊铺厚度满足要求。④连续稳定的摊铺，是提高路面平整度的最主要措施，摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度按2.5m/min左右予以调整选择，做到缓慢、均匀不间断摊铺，不应以快速摊铺几分钟，然后再停下来等下一车料，午饭应分批轮换进行，切忌停铺用餐，做到每天收工停机一次。⑤摊铺的沥青未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不得用人工整修，只有在特殊情况下，需在现场技术人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷严重时予以铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。⑥摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度，确保松铺厚度偏差在0~3mm以内。目测混合料的质量（包括拌和质量和配合比情况），发现问题及时报告技术负责人予以处理。114 沈阳建筑大学毕业设计⑦严禁料车撞击摊铺机，料车应在离摊铺机前沿20cm处停下来，调为空档，由摊铺机靠上并推动料车前进。随时观测摊铺质量，发现离析或其它不正常现象及时分析原因，予以处理，料车在摊铺区洒落的散料必须及时清除。⑧遇到机器故障、下雨等原因不能连续摊铺时，及时将情况通知拌和组并报告技术负责人。摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料，遭雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺，雨后在下承层未充分干前，不得继续摊铺。（6）沥青混合料压实①沥青混凝土的压实是保证沥青上面层质量的重要原则，在保持碾压温度并在不出现推移的前题下尽可能早压，碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。②碾压必须均衡、连续进行，防止温度变化导致压实度变化，影响压实度和平整度。碾压应从路边缘向内30~40cm处开始，以防止沥青混合料挤出，同时允许外侧边缘沥青冷却产生稳定的剪切区，以利于压实。③采用振动压路机压实改性沥青混合料路面时，压路机轮迹重叠宽度不应超过20cm；当采用静载压路机，压路机轮迹应重叠1/3~1/2的碾压宽度。④沥青混凝土碾压时，应有专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使铺筑面在较短时间内达到规定的压实度。碾压长度不宜太短，也不宜太长，太短不便于碾压，太长温度又会冷却，引起碾压不实，因此碾压长度一般控制在30~50m之内。⑥使用核子密度仪对压实情况进行跟踪检测，发现问题及时分析原因，调整施工工艺。核子密度仪每测量一次应移至路外冷却，以免因高温损坏仪器，影响检测结果。⑥在碾压中，应先起步后振动，先停振后停机，换向缓慢平稳，为避免碾压时混合料摊挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机；碾压路线及方向不应突然改变；压路机折返应呈阶梯形，不应在同一断面上，初压时不得使用轮胎压路机。⑦开始碾压前，应加满水；在水箱的水喷完前，应及时加水，加水应在已冷却的成型路面上进行，切忌由于缺水而发生粘轮现象，粘轮导致的拉痕严重影响路面的外观和质量。⑧碾压作业段的起始点应有标志，最好插旗表示，以避免出现漏压现象。⑨碾压后的路面在冷却前，任何车辆机械不得在路面上停放（包括加油、加水的压路机），并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。路面冷却至50s℃才能开放交通。（7）路面接缝114 沈阳建筑大学毕业设计摊铺机正常不存在纵向接缝。其横向接缝是每天都要碰到的。其平接缝的具体做法是：摊铺机在端部前1m处将熨平板稍稍抬起驶离现场，由人工将端部混合料铲后再予以碾压，然后用3m直尺检查平整度，并当时就将坡下部分用切割机切掉并清除，切缝必须平直，将缝边的污染物擦干净并涂刷粘层沥青。第二天摊铺机起动前，熨平板要进行预热，将熨平板全部落在前铺的面层上，下垫木板，其厚度为松铺厚度与压实厚度之差，熨平板前端与切缝边对齐，在螺旋布料器下布满混合料后，摊铺机慢慢起步，摊铺成松铺厚度的沥青混凝土摊铺层，用钢轮压路机从前铺的面层上横向碾压，每次向新铺层推进10~15cm，直至将新铺层碾压密实，再进行纵向正常碾压。横向接缝应离桥梁伸缩缝20cm以外，不允许设在伸缩缝处，以确保伸缩缝两边路面表面的平顺。8.8.5路面工程工、料、机消耗运用公式（8-6）。所谓的劳动量D，就是施工过程的工程量与相应的时间定额的乘积。查取《公路工程机械台班费用定额》（JTG/TB06-03-2007），因为运用了同望Wcost软件，通过输入相应工程量即可由软件计算出D；而R和n是根据现有施工机械及实际生产能力确定，为已知量。代入式便可得劳动量D，计算结果如下表8-8示。表8-8路面工程工、料、机消耗序号规格名称单位总数量1人工工日1492机械工工日125332.5级水泥t4914石油沥青t935重油kg105786汽油kg2307柴油kg30108电kW·h119459水m³546114 沈阳建筑大学毕业设计10砂m³28411砂砾m³242312矿粉t8913碎石m³646314石屑m³16315路面用碎石（1.5cm）m³24616路面用碎石（2.5cm）m³32917路面用碎石（3.5cm）m³23918其他材料费元17619设备摊销费元3230202.0m3轮胎式装载机台班8213.0m3轮胎式装载机台班14226~8t光轮压路机台班22312~15t光轮压路机台班524300t/h以内稳定土厂拌设备台班82560t/h以内沥青混合料拌和台班6265t以内自卸汽车台班6276000L以内洒水汽车台班58.8.6班组安排，确定工期该部分确定一个施工队伍，根据计算出的工程数量和查取定额安排50人（将在施工进度安排中详细列表说明）；采用路基工程中的生产周期计算方法计算出路面工程的工期为54天，各项工期如下表8-9所示:表8-9路面工程工期分项工程生产周期（天）天然砂砾垫层10路面水泥稳定碎石底基层16路面水泥稳定碎石基层15路面细粒式沥青混凝土面层7路面中粒式沥青混凝土面层6114 沈阳建筑大学毕业设计8.9施工进度安排8.9.1总工期及阶段性工期根据相关文件要求，结合本工程的特点，本合同段建设工期为115天，2014年4月1日开工。任务划分及施工队伍安排见施工进度横道图。本合同段计划工期3个半月左右，工程开工日期暂定为2014年4月1日，竣工日期为2014年7月25日，分为四阶段组织施工。第一阶段:2014年4月1日至2014年4月14日，为施工准备阶段。组织人员、机械设备进入工作现场，进行临时设施的施工、技术资料的审核、线路复测及构筑物放样、编制实施性施工组织设计。第二阶段:2014年4月14日至2014年4月25日，主要完成清理挖掘、路基土石方开挖、路基填筑。第三阶段:2014年4月25日至2014年7月15日，主要完成路面铺筑工程。第四阶段:2014年7月15日至2014年7月25日，工程竣工移交。8.9.2分项工程进度计划1．施工准备:2014年4月1日~2014年4月14日。2．路基工程:2014年4月14日~2014年5月21日1）清理场地:2014年4月14日~2014年4月25日。2）路基填挖方:2014年4月25日~2014年5月21日。3．路面工程:2014年5月21日~2014年7月15日。1）天然砂砾垫层:2014年5月21日~2014年6月1日。2）水泥稳定碎石底基层:2014年6月1日~2014年6月17日。3）水泥稳定碎石基层:2014年6月17日~2014年7月2日。4）面层:2014年7月2日~2014年7月15日。4．竣工收尾:2014年7月15日~20147年7月25日。在施工现场合理布置施工营地、运输道路、临时建筑、临时水电管网、围墙、门卫等，并要考虑消防安全设施。最后设计出施工总平面布置图见附表。114 沈阳建筑大学毕业设计8.9.3技术准备第一批施工人员进驻现场后即开始进行技术准备工作。技术准备工作分为内业技术准备和外业技术准备。表8-10任务划分及施工队伍安排工程名称区段划分队伍安排劳力组织（人）路基工程K0+000~K2+410LJ1队50K2+150~K4+820LJ2队50路面工程LM队25注:LJ表示路基专业施工队LM表示路面专业施工（1）内业技术准备主要包括：①认真阅读、审核施工图纸和施工规范、编写审核报告；②进行临时工程设施建设的具体设计；③编写实施性的施工组织设计；④编写各种针对性的保证措施；⑤结合工程施工特点，编写《技术管理办法和实施细则》，重点工程编写《作业指导书》；⑥备齐必要的参考资料；⑦根据合同条款、技术规范的规定与要求，对各种临时设施符合性资料的采集；⑧根据招标文件合同要求，提供给业主或监理工程师的其它资料。（2）外业技术准备主要包括：①现场详细调查与地质勘探；②现场桩橛交接埋设与复测；③各种工程材料的调查与合格性测试分析并编写试验报告；④各种仪器设备调查与合格性测试分析并编写试验报告；⑤施工作业中所涉及的各种外部技术资料。114 沈阳建筑大学毕业设计技术准备按时间进程分前、中、后三个阶段，前期是基础，中期是强化，后期是完善。技术准备工作坚决做到:准备项目齐全，执行标准正确，内容完善齐备，超前计划布局，及时指导交底，重在检查落实。8.9.4施工平面总体布置为了使工程顺利开展，在公路工程的施工现场，需要建设各种生活、生产设施，包括临时或永久性的房舍、仓库、交通道路、供水供电系统以及职工生活、文体、福利设施等工程，把它们和主体工程在空间上经济合理的布置，有利于充分地利用地形地物，最大限度地发挥人力、物力、机械设备的功能。在进行施工平面总体布置时需要遵循以下基本原则:1.在满足施工要求的前提下应尽量不占、少占、缓占农田，充分利用山地、荒地，重复使用土地。在弃土、清理场地时，有条件的应结合施工造田、复田，还应注意环境保护；2.尽量降低运输费用，保证运输方便减少和避免二次搬运。为了缩短运输距离，各种物资应按需要分批进场，弃土场、取土场布置应尽量靠近作业地点；3.尽量降低临时建筑费用，充分利用原有房屋、管线、道路和可缓拆或暂时不拆除的前期临时工程，为施工服务；4.以主体工程为核心，布置其他设施。要有利生产、方便生活。临时设施建筑应不影响主体工程施工进展，生活区和施工区要近，要有利施工，方便生活，但应避免相互干扰；5.遵循技术要求，符合劳动保护和安全生产的要求。采取必要的防火、防盗、及防洪措施，如人员与其他设施距爆破点的直线距离不得小于规定的安全距离等；6.施工指挥中心应布置在适中位置，既要靠近主体工程，便于指挥，又要靠近交通枢纽，以方便内外交通联系。根据以上原则结合此工程的特点进行全面考虑，最后设计出施工总平面布置图。8.10确保工程质量和工期的措施8.10.1确保工程质量的措施（1）质量目标本工程质量目标为:工程一次验收合格率100%，单位工程优良率95%以上，确保省部级优良工程，争创精品工程。114 沈阳建筑大学毕业设计（2）质量管理组织机构及自检制度①质量管理组织机构为了确保工程质量，在项目经理部实行二级质量管理制度。项目经理部设专职质量检查工程师，每个班组设兼职质检员。质量检查工程师直接对项目经理和总工程师负责，行使监督权、检查权和质量检查否决权。②建立健全自检制度项目经理部建立“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量自检体系，在施工过程中自下而上按照“跟踪检查、复检、抽检”三个检测等级分别实施检查任务，配齐人员做到职能相符。在严格内部“自检、互检、交接检”的“三检”制度的基础上，认真接受建设单位质量监督和监理单位的监理，接受社会质量监督部门的监督，并自始至终密切配合，严格服从。（3）保证质量管理措施（4）保证质量技术措施8.11主要施工项目质量保证措施8.11.1路基施工（1）首先抓好路基的基底处理，其次抓好路基填料的质量，凡是用作路基填料的必须通过实验来确定。（2）土的压实控制在接近最佳含水量时进行，施工中对土的含水量严格控制，及时测定，及时调整。（3）压实过程中严格按规范要求的频率取样进行试验。（4）连接结构物的路堤工程，其施工应不影响结构物的安全与稳定。与桥涵相邻的路堤填筑，每15~20cm松铺一层，分层填筑夯实，使用小型机具或人工进行夯实，不得使用重型压路机。（5）在路基施工前及施工过程中，采取各种防、排水措施，确保施工质量及施工安全。（6）在路基施工全过程中，按照公路质量评定标准，经常进行全面检查，每道工序完毕后，经监理工程师检查并同意后再进行下一道工序施工。114 沈阳建筑大学毕业设计8.11.2沥青混凝土面层施工对于铺筑沥青面层的基层进行清理，使其表面无浮尘及松散石子，并对于标高、横坡、整度、平整度、弯程等进行检测。首先要对沥青、石料进行检测，其主要性质指标应符号施工要求。所有沥青混合料均采用厂拌自卸车运至工地，摊铺机摊铺。沥青混合料的配合比要符号设计规范的要求。（1）沥青混凝土采用摊铺机摊铺，中间行车道计划用1台10米摊铺一次摊铺成功。（2）沥青混凝土的拌制拌和厂进行，生产能力为120~140t/h，拌和厂的出厂混合料应均匀一致，无花白料，无结团成块或粗细料分离现象。（3）混合料运输采用大吨位自卸车，要保证足够的车辆，要求在施工中始终有车辆等候卸料。（4）摊铺时高程控制采用两侧钢丝绳引导的方式，摊铺时压实系数控制在1.25~1.30之间，对于送到工地的沥青混合料要及时快速的摊铺，同时控制混合料的温度，摊铺温度控制在135℃