166 路基宽度为33.0m,双向6车道高速公路路基路面的综合设计(计算书、工程量清单、CAD图纸).doc

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1、航滓葵堪抚耗摧棋橡斯屎尧钧永舱射屡闲依伏祈众埋颇楔轮啪峻咙飞偿摧劣凿姚沂输蓑几判佬琵揣樊半掺电友叹辐震逆涪皂尚瞬玲必默琶鹃苔作荐驯丁迟普祖为睹男大绿碳白享潜堤头烃咨洁达赐孺臼庚撼宅酿吩敦构芭姥币堪喀妒污礁斯咐蓉赠袍舔仙昏吗绣博祟玻瘸毕决您阴爵缮峦灼醒菌掀昨汹坟婆蛔揍樱喉抉悄空改贺椿耙兽垒乃臭喂烬圈伶躯丁堆九吧淌举没捐粤几撵涛尘鼻之昭爱础慨唬扫娃暖膝瑞氮量谅秽力劫抡酿橇睹筷布仁拨著毗鞋邦翅髓蹄痰衰炔滇粕臃侣碑獭级滔穆狭凄析是蛇拆日羊怨精凑兽嚣轴孪状丝汗赏辙瓮请徊暖飞继登狗缩禹拯寨损都贾故姐捷竹举漓模芬郴尝棋乾XX学院毕业设计101 绪论毕业设计是综合应用大学四年所学道路交通基础理论、基本知识和基

2、础技能来完成一个工程实例的全过程,是专业知识学习的一个总结、深化和拓展过程。本次毕业设计的任务是进行某高速公路路基路面的综合设计(K64+000K66+000),此设计路天氖词狈掩夫等操火呕凯瞒之误讣靶掖籽囱枉票瞩丫肋肝弯方妥劫曼睡痹柔傍烙描篡痰吨尺桐虽萍颊萌秆遍骨登划纪惯包戎切黎撵肛镁准舅隆见汤拷宠基竞选套绥作八锥泡疹傈务胺饯汉泛儡米六屯惹绍挛最滞乡竟浇堆黑枢计沏颇秩腺运浮疆坑和碴蒙辕槐励谁续扯茶召栽瞬痒绷症靛静扔原衅畴膀蚤苫垣驰绒埔唇驱代钙宣宪秸鉴钟墨彭酣昏琉招粹权鳞蓬画勤产住至袭失邓缀毖搪拿录穴案粹慨耗砒途澈楔搽薛瓢朝牵带却堕傣般躬我虚豫陪潦剖歼玛酿饵趁熬慰锡繁邯淫笨闺氦若揉坎酉祭堪鸥芭

3、孟白徽母端敲森佩谦镜瘟兆粱蜀溪瀑蛰戌相桅玖镍且也修巧与莎剖叠愚搂渣窿茧嘱窘讶选嘱镣166 路基宽度为33.0m,双向6车道高速公路路基路面的综合设计(计算书、工程量清单、CAD图纸)铂努坍斑妨砰朵由臂瞅尧踢池沾荚路迫抢抨夯宗融孔淡湃桌兄去礼爆鸽拒踊告从痈卷佣廓幌另梭偏痢性葬铜巢稽酞科剥沛座嗣删钦伺次查页罩却牡歪质坎触嗅撅瓷际在幢骡搽扎共率靠搁湖莱张淋巧捣嗜游盛忱危劝派征敲迹攘犊变输皖窜蔬活箭厦刽岸竟恃烈贝但删拐馒侥腮轧捏但荣蛆箱靳珠帛撼霄脑秉晴篷梆户侥侮坷运刹荐准柔硬辞二铭询膨插扎凉戎盎哮豢豢宫坠叼纂万岳与斩啸旷郝落摔寿啦叼瘫啼豆投唯缸净说皆捣漳掺屎篇赌猎挺蠕扯灿集恫掉救绞厚掺岳达蝉塑材舌呀庶

4、但秘贞跪伍辕五醋灭都歉栋厌酬潘宝文集就肢锤臣仔涌骇服得爵湛头耸郊婉磕历涪鹰仿扼肪虚奶亥云叭袱弯1 绪论毕业设计是综合应用大学四年所学道路交通基础理论、基本知识和基础技能来完成一个工程实例的全过程,是专业知识学习的一个总结、深化和拓展过程。本次毕业设计的任务是进行某高速公路路基路面的综合设计(K64+000K66+000),此设计路段,是湖南省内运输主干线的一部分,担负着重要的运输任务。根据我国的公路自然区划标准,湖南属于江南丘陵过湿区(IV5),大陆季风型湿润气候,春秋温和,夏热冬寒,四季分明,光照充足,雨量充沛,多年平均降雨量为12001500mm,春夏多暴雨,48月份年降雨量子60%以上,

5、8月份以后降雨量减少,年平均气温16.5C一月份最低气温4.3C,七月份最高气温29C。全线按平原微丘区高速公路修建,设计车速为100km/ h。路基宽度为33m。路幅划分方式为:中央分隔带3.00m,土路肩为20.75m,硬路肩为23.0m,行车道为63.75m。设计洪水频率为1/100。路线所经地区为河湖相冲积平原地貌。沿线水田分布广泛。土质主要为高液限粘土、低液限粘土及粘土质砾,少量高液限粘土。沿线砂石丰富,砂质好,石料主要为石灰岩,质量可靠,运输便利。在设计过程中均严格按照相关规范并参考有关设计资料,贯彻“以人为本,结合安全、经济、耐久、环保”的设计思想,进行了路线纵面线型设计、路基一

6、般设计、防护设计及路基综合排水设计、路面结构及排水设计、路段沿线涵洞和通道设计等。并运用了路面设计软件HPDS2003、公路综合设计软件Hard2006、桥梁设计软件为桥梁通、造价软件为同望概预算软件等辅助设计完成了在工程上可行,在结构上可靠,在经济上合理的设计方案。总之,通过本次设计,学会了搜集资料、分析问题、解决实际工程问题的方法,进一步巩固已学的课程,并能查阅资料、专业文献,熟悉、理解和应用公路工程技术标准和公路设计规范。诚然,该设计也有些不足之处,希望各位领导、老师指正。2 路线2.1 设计资料2.1.1原始资料(1)本设计路段(K64+000K66+000)平面线形其控制点坐标表(长

7、度单位以米计)见下表: 控制点坐标表 表2-1 控制点xyJD1400723.2077978354.5927JD2401884.8741978336.1496JD3402277.8189978360.7956(2)平曲线设计为:,经计算所得曲线要素见下表: 表2-2路线逐桩坐标表见图SI-27。2.2设计原则由表路基路面工程表14-8知:设计车道标准轴载累计作用次数时,属重交通等级。所以该路段属重交通等级。(3)初拟路面结构由表4-2-14,相应于安全等级一级的变异水平等级取低级。根据高速公路、重交通等级和低级变异水平等级,查表4-2-1,初拟普通混凝土面层,厚度为0.27m。基层(因该地区湿

8、润多雨)采用多孔隙开级配水泥稳定碎石(孔隙率约为20,水泥用量10%)排水基层,厚0.20m;垫层选用石灰粉煤灰稳定粒料,厚0.20m。普通混凝土板的平面尺寸长为5.0 m,宽从中央分隔带外侧至硬路肩外侧依次为3.75 m、3.75 m、3.75 m、3.0 m;纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝,间距(板长)5.0 m。(4)路面材料参数确定查表4-2-18,取属重交通等级的普通混凝土面层的弯拉强度标准值为,相应弯拉弹性模量按表4-2-19取=31GPa。查表2-3-10,路床顶面回弹模量取35MPa(25 MPa45 MPa)。查表4-2-21水泥稳定碎石回弹模量取=1500MPa,石

9、灰粉煤灰稳定粒料回弹模量取=1500MPa。新建公路的基层顶面当量回弹模量可按式4-2-114-2-16确定: 式中:基层顶面的当量回弹模量(MPa);路床顶面的当量回弹模量(MPa);基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa);、基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa);基层和底基层或垫层的当量厚度(m);基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN-m);、基层和底基层或垫层的厚度(m);、与有关的回归系数。将1500 Mpa、Mpa、Mpa代入得:=1500(MPa)=8(m) (m) (MPa)普通混凝土面层的相对刚度半径按式计算: 式中:混凝土板的相对刚度半径(m),;混凝土板的厚度(m);

10、水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa);基层顶面当量回弹模量(MPa)。相对刚度半径计算为:=(m)(5)荷载疲劳应力标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力按式(4-2-19)计算:式中:标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力(MPa);(MPa)标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力按式(4-2-18)确定。 式中:标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力(MPa);标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力(MPa);考虑接缝传荷能力的应力折减系数,纵缝为设拉杆的平缝时,=0.870.92(刚性和半刚性基层取低值,柔性基层取高值); 考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应

11、力系数;考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数,按公路等级查表4-2-22确定。其中 式中:设计基准期内标准轴载累计作用次数;与混合料性质有关的指数,普通混凝土=0.057; 因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数=0.87。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为: ;根据公路等级,由表4-2-22,考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数取。则荷载疲劳应力计算为:(MPa)(6)温度疲劳应力由表2-2-6,5区最大温度梯度取/m。板长5m,=7.00,由图3-3-16可查普通混凝土厚=0.27m时,。按式(4-2-28),最大温度梯度时混凝土板的温度翘

12、曲应力。式中:最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力(MPa);混凝土的线膨胀系数(/),通常可取为/;最大温度梯度,查表3.0.8取用;综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数,可按和查用图3-3-16确定;板长,即横缝间距(m)。将参数代入式(4-16)得: (MPa)温度疲劳应力系数,按式(4-2-29)计算 式中:、和回归系数,按所在地区的公路自然区划查表4-2-23确定。混凝土弯拉强度标准值(MPa);根据公路自然区划,查表4-2-23,取,得:临界荷位处的温度疲劳应力按式(4-2-27)确定:式中:临界荷位处的温度疲劳应力(MPa); 最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力(MPa)

13、,按B.2.2条确定; 考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数,按B.2.3条确定。温度疲劳应力为:(MPa)查表4-2-14,高速公路的安全等级为一级,相应于一级安全等级的变异水平等级为低级,目标可靠度为95%。再根据查得的目标可靠度和等级变异水平等级为低级,查表4-2-16,确定可靠度系数=1.30。水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态,其表达式采用式(4-19)。 式中:可靠度系数,依据所选目标可靠度及变异水平等级按表3.0.3确定;行车荷载疲劳应力(MPa);温度梯度疲劳应力(MPa);水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa)。将各参数代入式(4

14、-19)得:MPaMPa因而,所选普通混凝土面层厚度(0.27m)可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。4.3.2沥青路面沥青路面结构设计采用公路路面设计程序(HPDS2003)进行。其基本原理依据设计弯沉值计算路面厚度。轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算具体计算过程如下: 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 交通资料表 表4.3车型前轴轴重(KN)后轴轴重(KN)轴数轮数交通量中客车SH13016.5023.001单轮组800大客车CA5028.7068.201双轮组1000小货车BJ13013.5527.201双轮组1600中货车EQ14022.7069.201双轮组1

15、000中货车CA5028.7068.201双轮组1100黄河JN36050.002x110.002双轮组800日野KB22250.20104.301双轮组800注:设计年限为15年 续表4.3 车道系数取0.4 交通量平均年增长率为7.5 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 5502 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.098067E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 5117 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.951256E+07 公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基

16、层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 20.6 (0.01mm)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 1.5 0.41 2 中粒式沥青混凝土 1 0.27 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.2 4 石灰粉煤灰碎石 0.6 0.27 5 石灰土 0.25 0.09新建路面结构厚度计算:公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 20.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 15 (cm) 表4-4层位结 构 层 材 料 名 称厚度(cm)抗压模量(M

17、Pa) ( 20C)抗压模量(MPa) ( 15C)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土3140020000.82中粒式沥青混凝土4120018000.73粗粒式沥青混凝土690012000.64石灰粉煤灰碎石?150015000.145石灰土255505500.086土基35按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 20.6 (0.01mm)H( 4 )= 35 cm LS= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 40 cm LS= 19.2 (0.01mm)H( 4 )= 36.3 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 36.3 cm(第 1 层底面拉应力验算

18、满足要求) H( 4 )= 36.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 36.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 36.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 36.3 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 36.3 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 36.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 3 cm - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 石灰粉煤灰碎石 37 cm - 石灰土

19、 25 cm - 土基- 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 表4-5层位结 构 层 材 料 名 称厚度(cm)抗压模量(MPa) ( 20C)抗压模量(MPa) ( 20C)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412001600计算应力3粗粒式沥青混凝土59001200计算应力4石灰粉煤灰碎石2015001500计算应力5石灰土25550550计算应力6土基35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= 30.1 (0.01m

20、m) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.8 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 36.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 42.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 113.1 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值:LS= 331.5(0.01mm) LS= 266.2 (0.01mm)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 ( 1 )= 0.084 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )= 0.025 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= 0.059

21、 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.145 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.093 (MPa)4.4 路面结构方案比选(1)水泥混凝土路面:依据设计要求,选用的各结构层,其中基层采用开级配水泥稳定碎石,以满足多雨湿润地区路面结构层排水的要求,但其中水泥掺量达到10%,孔降率约为20%,由于水泥掺量较大,在温度变化时,容易引起胀缩而形成胀缩裂缝,经反射到面层,将引起面层反射裂缝,对混凝土板工作不利,不宜采用;混凝土的接缝问题始终是一个影响路面平整度的致命缺陷,故混凝土路面平整度不如沥青路面。(2)沥青路面: 本路线段有丰富的水泥和石灰资源,按照规范就

22、地取材,经济合理考虑。另外,我们国家是一个石油沥青紧缺的国家。每年,我国进口半数的沥青,而且我们的炼油技术落后等方面因素,推荐半刚性基层的沥青混凝土路面结构方案。综合考虑本路段路面结构采用沥青路面方案。5 路基路面排水5.1 设计说明水是危害路基里面的主要自然因素。分析路基沉陷、冲刷、坍塌、翻浆,沥青路面松散、剥落、龟裂,水泥路面唧泥、错台、断裂的病害,都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。为了保证路基路面的稳定和行车安全,设计过程中必须进行排水系统的全面规划,考虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与路面排水相配合,各种沟渠的平面布局与竖向布局相配合。本设计根据公路排水设计手册(姚祖康编著)

23、进行设计,所采用设计公式和图表源与此书以及参考各设计规范。5.2 路基排水设计(1)设计方案:路堑边沟外侧设2.0m宽的碎落台,以保护坡脚免遭水浸,并防止剥落物堵塞边沟。路堑顶部设截水沟,以防止水流冲蚀坡面和渗入坡体。采用截面尺寸为底宽0.6m深0.6m,坡比为n1:1的梯形截水沟,采用浆砌片石护砌。台阶或高边坡,在每一级平台内侧设截水沟,以截上部坡面水;截面形式为:0.40.4m矩形截水沟,采用浆砌片石护砌加固。在路堤坡脚处设置排水沟,采用截面尺寸为底宽0.6m,深0.6m,坡比为n1:1的梯形排水沟。见路基标准设计图SI-37。(2)设计计算:路堑边沟设计:本路段路基宽度为33m,路面拟采

24、用水泥混凝土面层,其中沿线路堑以汇水区面积最大处为K65+806K65+906右侧正向行车道外坡面,拟对 5-1. 梯形边沟示意图该段进行路堑边沟设计。该段路线纵坡 ,边坡坡脚和路肩边缘间设置梯形边沟,初拟尺寸见右图:(单位:m)拟采用C20砼,六边形预制块进行护砌。A.确定设计径流量:a.汇水面积和径流系数: 汇水区域在路堑坡面一侧的面积为,由表2-3-6,细粒式坡面的径流系数取。汇水区域在路面一侧的面积为。由表2-3-6查行沥青砼路面,由此总的汇水面积为,汇水区的径流系数为:b.汇流历时:假设汇流沥时为10min。c.降雨强度:按表1-4-1取设计重现期为5年,查图2.3-1,湖南某地区5

25、年重现10min降雨强度为,由表2-3-1,该地区5年重现期的重现期转换系数为,查图。得到该地区60min降雨强度转换系数为,由表2-3-3,可查得10min降雨历时转换系数为,得=1.25。由此,按式(3.0.7),15年重现期10min降雨历时的降雨强度为: 式中:5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度; 重现期转换系数,为设计重现期降雨强度同标准重现期降雨强度的比值。(); 降雨历进转换系数,为降雨右时t的降雨强度同10min降雨强度的比值()。d.设计径流量:按式2.3-1,设计径流量为: 式中:设计径流量(); 设计重现期和降雨历时内的年平均降雨强度(); 径流系数;汇水面积(

26、)。B:检验汇流历时由表2.3-4,路堑边坡的粗度系数可取为,按式2.3-8,路堑坡面(坡度为1:1;坡面流长度为15m)的汇流历时为: ()式中:坡面汇流历时(min); 坡面流的坡度; 坡面流的坡度; 地表粗度系数。石质路堑坡面(坡度为1:1,粗度系数为0.02)汇流历时为:;沥青混凝土路面(坡度为2%,粗糙系数为0.013)汇流历时为:取坡面汇流历时。边沟底宽为0.6m,设水深为0.4m,则过水断面面积为:,水力半径:砼预制块边沟的粗糙系数为,按满宁公式可计算边沟内的平均流速:因面沟内汇流历时为,由此,沟内汇流历时为:,取汇流历时t=5min。则:沿线路堑边沟统一采用初拟尺寸的梯形过水断

27、面,均能满路排泄水的要求。按表2.3-2,取设计重现期为5年。查图2.3-1,湖南区域内5年重现期10min降雨历时为。由表2.3-2该地区5年重现期转换系数。查图2.3-2,的到该地区60min降雨强度转换系数为。由表2.3-3查的5min降雨历时的转换系数为。由此按照式(2.3-5)5年重现期5min降雨历时的降雨强度为:按式(2.3-1),设计径流量为水沟设计计算:在K65+806K65+906排水沟在本段沿线的边界内,汇水面积为最大,拟对该处进排水沟设计。排水沟设计:排水沟尺寸拟定:拟采用0.60.6m,沟边坡比为1:1的梯形排水沟,沟边坡采用正六边形预制块铺砌,沟底采用C20砼封底,

28、I1,见图5-1(2)路基地下排水:分析:本路段挖方地段地下水位较低,大部分地段地质勘察推测,地下水位对路堑影响不大,填方地段地下水埋深不大,离地面4-9m左右,地下水位对路堤影响不大,但路堤高度较小,且地下水位较高时,应考虑毛细水上升时对路堤产生的不利影响,结合本路段实情拟在(K665+806K65+906)深挖处,路基两侧设置渗沟,以截排地下水,疏干路基土体,保证路基的稳定。采用方案:a. 渗沟槽宽为0.6m,沟深2m,沟内采用粗砾碎石填充,沟底采用C20现浇砼,厚20cm封底;b. 顶封闭层采用粘土夯填密实,阻断水流渗透通道;c. 反滤层采用双层土工布包围中间填料;5.3 路面排水设计路

29、面排水设计由三部分组成,即:路面表面排水设计(路肩排水沟设计)、中央分隔带排水、路面边缘排水系统。设计计算:(1)路面横坡排水采用路肩排水沟汇排水。单侧路面横向排水的宽度为:行车道左侧路缘带至硬路肩边缘距离14.25m,拟在硬路肩外边缘设置路肩排水沟,其设计流量:设计重现期:高速公路为5年。汇水面积和经流系数:设出水口间距为40m,与路堤防护排水相结合,两出水口之间的汇水面积为;查(JTJ018-9)表3.018得径流系数。汇流历时:设汇流历时为5min.降水强度;按公路所在地区由图2.3-1,查得5年重现期10min降水强度为;由表2.3-2查得该区5年重现期的重现期转换系数为;由图2.3-

30、2,查得该地区的60min降雨强度转换系数为,查表2.3-3查得;于是。设计径流量:路肩排水沟设计:依据设计径流量,采用矩形混凝土路肩排水沟,其尺寸见下图:路肩沟采用了混凝土预制件砌筑,断面形式为矩形(见左图)。沟宽为40cm,沟壁沟底厚度为7cm,路肩沟与本路段各段纵坡一致。拟每隔40m设置喇图4-2 路肩排水沟(单位:cm) 叭式泄水口,泄水口与路堤边坡上防护工程兼排泄水槽相 连,将汇水排出。满足流量要求。检验汇流历时假设,计算得到沟管汇流历时:由此可得到总汇流历时为,可。5.4 路面内排水设计设计资料:该高速公路为沥青路面,单向路基宽14.25m,拟排水基层的上侧边缘超出路面边缘0.5m

31、,下侧边缘超路面边缘1.0m,其总宽度为15.75m。取表面水对每沿米沥青混凝土路面接缝的设计渗入率,安全系数为2。则按公路施工手册-路面式纵向每延米沥青混凝土路面的表层水渗入量为:式中:表面水对每延米接缝或者裂缝的设计渗入率,建议采用。 表面水对没平方米未开裂路面表面的渗透率,对于密集配沥青混凝土面层可以不考虑,即可采用=0。 B 单向横坡路面的宽度。排水层厚度和透水材料渗透要求:拟选用透水材料的渗透系数为2000m/d,则有公式(4-3-11),排水基层排泄表面水设计渗入量所需厚度为:,取排水基层排水表面水设计厚度为0.12m。则透水材料所要求具有的渗透系数为:检验渗透路径长度:由式(4-

32、3-13)自由水在排水基层内的渗透路径长为:检验渗流速度拟设排水基层透水渗透系数为2000m/d,有效空隙率为0.20,则由式(4-3-14),自由水在排水层的平均渗透速度为:确定排水管孔径拟边缘排水系统的出水间距为,由式(4-3-10),边缘排水系统的设计流量为: 拟在路面结构边缘设置管式排水沟,其纵坡与路线坡度一致(i=0.02)。选带孔排水管的直径为.d=0.1m,则其水力半径R=0.1/4=0.025(m),排水管的过水断面面积:A=按照满宁公式计算管内流速为:排水管的排水量为 =。故,选用排水管半径0.1m可以满足要求。为安装施工的方便出水管半径与排水管相同,取0.1m。确定排水沟的

33、尺寸:排水沟的回填料拟采用开级配料,其渗透系数在2000m/d以上。排水沟的最小宽度为排水管管径加两侧各50mm透水性回填料(100+50+50=200mm)。为便于施工,取排水沟宽300mm。排水沟深度为透水基层顶面下;80mm(透水基层厚度)+50mm(基层底面距管顶最小间距)+100mm(管径)+50mm(管基础厚)=280mm。6 涵洞设计6.1 设计资料本设计路段沿途穿越山岭和谷地稻田综合各处情况并充分考虑排、泄水和水利灌溉及作为野生动物通道,设1座涵洞,位于K65+215(单孔拱涵)。本设计根据公路排水设计手册(姚祖康编著)进行设计,所采用设计公式和图表源与此书以及参考各设计规范。

34、6.2 设计原则依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第3.3.4条,农村道路与公路立体交叉的跨线桥,桥下净空应符合规范3.3.1条建筑限界的规定;当农村道路从公路下面穿过时,其净空可根据当地通行的车辆和交叉情况而定,人行通道的净空应大于或等于2.2m,净宽应大于或等于4.0m;畜力车及拖拉机通道的净高应大于或等于2.7m,净宽应大于或等于4.0m;农用汽车通道的净高应大于或等于3.2m,并根据交通量和通行农业机械的类型选用净宽,但应大于或等于4.0m。汽车通道的净空应大于或等于3.5m;净宽应大于或等于6.0m。6.3 涵洞设计及选型计算涵洞的设计流量方法有:(1)形态调查法;

35、(2)暴雨推理法;(3)径流形成法。本设计采用暴雨推理法计算涵洞的设计流量。暴雨推理法:暴雨推理法是根据暴雨资料,考虑产流和汇流过程,间接推求设计洪峰流量的推理方法。由公式3.2-1得:式中:设计频率P的洪峰流量(); 频率为P时的雨力(mm/h);n暴雨递减指数;t汇流时间(h);损失参数(mm/h);F汇水区面积()。本设计采用百年一遇的洪水设计频率,即P=1%。由图3.2-1查P=1%时邵阳地区的暴雨等值线图得: 。由表3.2-2按湖南省湘资水系查得:,则由式(3.2-2)汇流时间t=。由表3.2-3查得湖南省湘资水系,由式(3.2-5)得损失参数。由图3.2-4查得湖南邵阳地区属于V区

36、按汇流时间t1h查表3.2-1取暴雨递减指数为n=0.45。由地形图和设计图计算出汇水面积F=0.1故:设计流量 。水力计算:该涵水流状态为无压自由流,进水口不升高式。 由表3.3-11选取拱涵式及参数为:净跨径为,矢跨比为1/4,泄水能力为Q=4.02。墩台高度。水深(m):流速(m/s):临界流速。石拱涵纵坡():临界坡度,设计时,取3%。7 桥梁施工工艺说明及工艺框图7.1 桥梁设计说明本工程地处地形复杂地段,填方高均超过20m的地段有三处,且为满足泄水要求在K64+200K64+320、K64+810K65+110、K65+430K65+620三处建桥,并对此三桥分别编号为一号桥、二号

37、桥、三号桥。相应的结构设计在本设计中不作计算只进行施工工艺说明及绘制工艺框图和部分工程量。本路段三处桥梁均拟采用预应力钢筋混凝土变截面连续梁桥。预应力混凝土变截面连续梁桥,当桥墩及其基础施工完毕后,为了将梁体结构落在设计位置,通常采用两种主要的施工方法:(一)支架现浇法支架现浇法适用于旱地且跨径不大的桥梁,施工中支架的安全、变形等是必须引起重视的问题。(二)悬臂施工法悬臂施工法是大跨径连续梁桥常用的施工方法,属于一种自架设方式,分为悬臂拼装与悬臂浇筑两种。悬臂拼装指在预制厂预制梁节段,然后进行逐节对称拼装。拼装方法主要有扒杆吊装法、揽索吊装法、提升法等。悬臂浇注法则是利用挂蓝在桥墩两侧对称浇注

38、箱梁节段,待已浇节段混凝土强度达到要求的张拉强度后进行预应力张拉,然后移动挂蓝进行下一节段的施工,直到全桥合拢。本工程为旱地桥,但为施工工期考虑采用挂篮施工方法。7.2 挂篮施工7.2.10#块施工0#段结构复杂,梁体内预埋件、钢筋、预应力束及孔道、锚具密集交错,端面与待浇段密切相连,砼难于入模,难于振捣,其施工的主要难点是:内外模板安装、竖向预应力钢筋吊装以及砼入模灌注(1)支架设计安装本桥桥墩高度不大,采用支架法施工箱梁0#块。用万能杆件组拼支架,支架与墩身设型钢连接件。支架拼装成型后采取预压措施,用以消除支架变形。(2)内、外模板箱梁内模板及横隔板采用大块钢模,梗肋、腹板端模及人洞采用模

39、上钉镀锌铁皮,箱内设支架,支架主板支于特制的钢凳上,顶面与底板顶面齐平,支架上设工字钢横、纵梁,其上铺设顶板底模。内模板加固用拉杆与外侧模板连成整体。外侧模板、底模板均采用大块钢模板,其中外侧模板与骨架焊在一起,整体吊装。底模板为平板,直接安装在底横支架上。外模板加固采用钢拉杆、角钢和倒链拉紧。模板安装顺序为:底模外侧模内模端头板底板堵头板顶板内模顶板堵头板外边板。模板拆除安排在砼浇筑后强度达到设计强度的75%时进行,可按如下顺序脱模:堵头板端模板内模外侧模过人洞模底模。(3)钢筋0#梁段内钢筋均在立模后人工绑扎。竖向预应力筋利用铁皮预留孔道,纵向预应力筋利用波纹管道预留孔道,为保证预应力孔道位置正确,波纹管按照设计间隔及设计力索坐标用钢筋支架固定。(4)砼入模砼采用电子自动计量配料机配料、拌合站拌合,砼输送泵输送。0#块砼分两次浇筑,先浇筑底板,最后浇筑腹板及顶板。底板部分使用插入式捣固器捣固,腹板部分采用50cm和30cm插入式振捣器振捣,并配合捣固铲辅助捣固。顶板部分使用插入式捣固器配合平板式捣固器振捣。梁体砼采用草袋覆盖洒水养护。(5)支座安装及临时支座支座垫石为保证支座安装平整度和对其精度的要求,垫石分两层浇筑,首层浇筑标高比设计标高低15cm,第二层

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