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道路縱斷面圖編制要求與解讀、參數計算
道路縱斷面圖作為工程設計、竣工圖紙的主心骨,其直觀地體現了道路縱向(中心軸線方向)路面的坡向與坡度,路面與原狀地貌、路面與橫穿道路的構筑物關系;也是我們控制道路標高的依據,其直接關系到路基土石方挖填深度、道路施工范圍內各地面的成型高度,是道路工程中非常重要的且不可或缺的組成部分。為幫助各位伙伴能更深層次、更透徹地理解及掌握道路工程縱斷面圖,作者結合工程實例就其繪制要求、內容解讀、參數計算及工程應用與您分享如下,如果對您工作或學習有所幫助或提高,敬請收藏!
1 圖樣布置要求
1.1 圖樣布置在圖幅的上部;
1.2 測設數據采用表格的形式布置在圖幅下部;
1.3 高程標尺布置在測設數據表的上方左側;
1.4 測設數據表應排列有序;內容可以根據不同的階段及不同道路等級的要求而變化;
1.5 縱斷面圖的距離與高程宜按不同的比例繪制。
某道路工程竣工縱斷面圖節選如下(為便于理解,講解部分單獨用紅色字體批注,其不屬于原圖組成部分)
D1 圖樣布置要求
【解讀】
(1)該縱斷面圖中表格包含的內容有地質評價、設計高、地面高、挖填高、坡度/坡長、直線及平曲線、樁號。各內容釋義如下:
地質評價:就某一范圍地形、地貌、土石成分、不良地質、水文地質等進行描述,就地基持力層、坡率及邊坡支護等進行描述;
設計高:一般指道路中心線處路面高程;也有指中央分隔帶邊緣處路面高程的。按工程施工設計圖所明確的具體位置實施。
地面高:指道路中心線處路基開挖前原狀地貌高程。
挖填高:指某樁號道路中心處原狀地貌至路面標高之間的挖填高度。挖填高=設計高-地面高。“+”號為填方;“-”號為挖方。
坡度/坡長/坡向:坡度指路線地表的陡緩程度,常用i表示。坡度等于地表的高寬比,可以用小數或百分號表示。假設i=1%(即i=0.01),即寬度(縱向為長度)1m,地表高差有0.01m;坡長指地表兩點之間的水平長度;兩點之間的高差/坡長=坡度;坡向指上坡或下坡、縱斷面圖“坡度/坡長”欄中,線型往上的為上坡,i以“+”號表示,反之亦然。
(2)比例尺=圖上的距離/實際距離,如1:1000,指圖上1mm等于實際距離1000mm。本圖中縱向距離用H表示,比例尺1:1000;豎向高程用V表示,比例尺1:200。滿足《制圖標準》要求。
(3)表格內容中的直線及平曲線、樁號另行單獨注解。
2 線型規定
2.1 道路設計線采用粗實線;
2.2 原地面線采用細實線;
2.3 地下水位線采用細雙點劃線及水位符號表示;地下水位測點可僅用水位符號表示。
工程實例線型見圖2示。
D2 線型要求
3 變坡點及豎曲線編制要求
3.1 路線坡度發生變化時,變坡點用直徑2mm的中粗線圓圈表示;
3.2 切線用細虛線表示;
3.3 豎曲線用粗實線表示;
3.4 標注豎曲線的豎直細實線對準變坡點所在的樁號,細實線的左側標注樁號,右側標注變坡點高程;水平細實線的兩端對準豎曲線的起、止點;凹曲線兩端的短豎直線標注在水平線的上方、凸曲線兩端的短豎直線標注在水平線的下方;豎曲線要素(半徑R、切線T、外距E)的數值均標在水平細實線上方。
D3 變坡點及豎曲線編制要求
【解讀】
(1)變坡點指道路相鄰兩段縱向坡度變化坡度線的交點。
(2)豎曲線指線路縱斷面圖中,為增加車輛行駛的舒適平順性、避免車輛刮蹭底板,在變坡點處豎向設置的連接相鄰兩坡的圓滑曲線。變坡點在曲線下面的稱為凹曲線;變坡點在曲線上面的稱為凸曲線。凹曲線及凸曲線見圖4示。
D4 凸曲線及凹曲線
(3)豎曲線要素及計算方法:
R--豎曲線的半徑(m),由設計人員根據不同的道路設計速度按設計規范規定的最小值選取(見圖5示);
D5 豎曲線最小半徑及長度
T--曲線的一側的切線長度(m),T等于總的切線長度的一半,總的切線長度根據Rω=R(i1-i2)確定。i1/i2為變坡點處相鄰兩縱坡的坡度(以小數表示,“+”號為上坡,“-”號為下坡)。
E---曲線的外距(m).根據E=T^2/2R計算所得.
4 沿線構造物及交叉口編制要求
4.1道路沿線的構造物、交叉口,在道路設計線的上方用豎直引出線標注,引出線對準構造物或交叉口中心位置;
4.2 引出線左側標注樁號、水平線上方標注構造物名稱、規格、交叉口名稱。
D6 構造物及八字口
【解讀】
(1)工程實施時,與道路縱向有關系的管涵、橋梁、下穿道及其他構造物均應體現出來。
(2)交叉口指道路“八字口”,通俗的叫法又稱“喇叭口”。
5 管涵及地下管線編制要求
5.1 給排水管涵應標注規格及管內底標高。
5.2 地下管線橫斷面圖應采用相應的圖例;無圖例時可以自擬同時需要在圖紙中說明。
【解讀】地下給水、排水管道必須注明管道的規格及管內底高程;橫斷面采用相同的圖例,圖例要加以說明(某某符號代表什么)。
6 縱斷面數據要求
在縱斷面數據表中,設計高程、地面高程、填高、挖深的數值與相應樁號對準,單位以米計。
【解讀】要求各樁號對應的數據計算準確,占位正確,單位統一以米計。
7 樁號排列要求
里程樁號由左往右排列;所有固定樁及加樁應表示出來;所有樁號數值的字底對齊,整公里樁標注“K”(注千米=Kilometer),其余的可以省略。
D7 樁號排列要求
【解讀】
(1)里程樁號表示該處距離設計起點(每個工程的起點,是相對位置,一般用K0+000表示)的中心距離,用米作單位;從左邊往右邊按從小到大的順序且按正確的比例排列;
(2)固定樁一般指道路設計的整樁,一般為20m的倍數;加樁指根據工程實際需要標注的平曲線起點、曲線中點、平曲線止點;有緩和曲線時標注的直緩點、緩直點;道路邊坡點等。
(3)樁號標注時,底部字體要求對整齊;整公里樁必須加注K,其他的可以加注K,也可以不加注K.
8 直線及平曲線欄編制要求
8.1 道路左右轉彎分別用凹、凸折線表示;
8.2 轉彎不設緩和曲線及設置緩和曲線按下圖8示的要求標注。在曲線一側標注交點編號、樁號、偏角、半徑、曲線長。
D8 道路轉彎表示方法
【解讀】
(1)直線指道路中心線無左右偏折現象,直通到底;平曲線是相對于豎曲線來講的,平面上的緩和曲線、圓曲線就是平曲線;立面(豎向)上的曲線就是豎曲線。
⑵交點編號指平面圖中轉折點的編號代碼,例如JD1、JD2等;交點樁號指其距離道路起點的位置;偏角指左右偏轉的角度(度 分 秒);半徑及曲線長指曲線的半徑及長度(m).
D9 直線及平曲線編制
9 縱斷面圖中相關參數的計算方法
9.1 道路縱坡
道路縱坡=(止點樁號高程-起點樁號高程)/起止點樁號之間的水平距離;“+”號表示上坡,“-”號表示下坡。(以百分號或小數表示)
以K0+629.94~K0+741.685為例:
i=(291.964-290.847)/(741.685-629.940)=1.117/111.745=0.001=1.0%,>0.道路上坡。
9.2 直線段設計高程
直線段某樁號處設計高程=基準點高程+縱坡*與基準點之間的距離
以K0+680為例:
基準點K0+629.940,H=290.847m,i=0.01
則K0+680處LEVEL=290.847+(680-629.940)*0.01=291.347m.
9.3 豎曲線段設計高程
豎曲線段設計高程=擬計算樁號對應的切線高程加上或減去外距E(凹曲線+E;凸曲線減去E);
擬計算樁號對應的切線高程參照9.2計算。
外距E=T^2/2R (注T指以變坡點分界,擬計算樁號距離曲線起點[位于變坡點以前)或曲線止點[位于變坡點以后]的切線距離)
以K0+660為例,變坡點樁號為K0+629.940(K0+660位于變坡點以后);曲線止點樁號為K0+676.143, 凹曲線,高程為切線高程+外距E.
K0+660切線高程:H1=290.847+(660-629.940)*0.01=291.148m;
K0+660外距E:E=(676.143-660)^2/(2*3300)=0.039m;
K0+660設計高程=切線高程+E=291.148+0.039=291.187m;
9.4 挖填深度計算
挖填深度=設計高程-地面高程(結果“+”號為填方,“-”號為挖方)
以K0+660為例:地面高程=292.940(一般指進場時原狀地貌高程)
挖填深度=設計高程-地面高程=291.187-292.940=-1.753m(即挖土深度1.753m)。
9.5 變坡點處設計豎曲線參數計算
以K0+629.940變坡點為例計算,相鄰兩縱坡i1=-0.018001;i2=0.01;
根據設計規范選取的豎曲線半徑R=3300m;
計算切線總長:切線總長=R*ω=3300*[0.01-(-0.018001)]=92.404m;
單側的切線長T=計算切線總長/2=92.404/2=46.202m;
計算曲中點處外距E: E=T^2/2R=46.202^2/(2*3300)=0.323m.
計算結果是否與設計參數完全一致!
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