超高计算问题

《公路设计》超高问题

基本流程:

超高一般的设计过程是:第一,确定超高的横坡坡度;第二,查《路线规范》超高渐变率表试定超高渐变率;第三,按照公式Lc = B Δi / p 计算超高缓和段长度;第四,将凑整后的超高缓和段长度代入上式,反算超高渐变率。

以一道例题作为计算例子:

一、相关技术指标

1.二级公路,设计速度60 km/h;

2.行车道宽2×4.5 m,土路肩2×0.50 m;

3.行车道路拱横坡度1.5%,土路肩路拱横坡度2.5%;

4.不设超高的圆曲线最小半径1500m ;圆曲线最大超高值8%;

5.超高过渡方式:绕内侧车道边缘旋转。

二、超高过渡段长度计算公式

Bi c ìL =绕边轴旋转ïc p B Di ï í (1) L c =p ïL =B (i c +i g )绕中线旋转ïc p î

式中:L c ——最小超高过渡段长度(m );

B ——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m );

Di ——超高横坡度与路拱横坡度的代数差(%);

p ——超高渐变率(m );

i c ——超高横坡度(%);

i g ——路拱横坡度(%)。

三、超高过渡段长度的确定

1.计算最小超高过渡段长度

1Bi ,B =9m ) L c =c (p =125p

用计算出的L c 与回旋线长度L s 比较,由于平面设计时已经考虑了超高过

渡的需要,所以一般情况下计算出的L c £L s ,故先取L c =L s ;否则应考虑修改平面线形或采取其他措施。

2.计算横坡由双向路拱横坡(-1.5%)过渡到单向超高横坡(1.5%)时的超高渐变率p

由公式(1)反算:

B ' éi g -(-i g )ùB ' ×2i g ëû' p == (绕中线旋转,B =4. 5m ,i g =1.5%) x 0x 0

i g x 0=L c (临界断面) i c

3.超高过渡段长度的确定

1(1)若p ³,则取L c =L s ,即超高过渡在缓和曲线全长范围内进行; 330

1(2)若p

1)在缓和曲线部分范围内超高

即超高过渡起点可从缓和曲线起点(R =¥)至缓和曲线上不设超高的最小半径之间的任一点开始,至缓和曲线终点结束。

A 2

超高过渡起点距ZH 点距离:L = 1500

则 L c =L s -L (取整5m )

其中1500大家的考虑怎么样的到的

并与最小超高过渡段长度L c 比较,取两者中的较大值作为最终的L c ;并验算横坡由双向路拱横坡(-1.5%)过渡到单向超高横坡(1.5%)时的超高渐

1变率p 是否³。 330

B ' éi g -(-i g )ùB ' ×2i g ëû' p == (绕中线旋转,B =4. 5m ,i G =1. 5%) L c L c

1若p

2)分段超高

即超高过渡段在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行,第一段

1从双向路拱横坡(-1.5%)以超高渐变率过渡到单向超高横坡(1.5%)时330

的长度为L c 1,第二段长度为L c 2。

L c 1=ùB ' éi g -(-i g )1

330

=L s -L c 1 =660B ' i g (绕中线旋转,B ' =4. 5m ,i g =1.5%) L c 2

四、横断面超高值的计算确定

在公路工程施工中,路面的超高横坡即正常路拱横坡是不便于用坡度值来b )

控制,而是用路中线及路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。因此,在设计中为便于施工,应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。所谓超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。

1、路线设计高程

新建公路的路线设计高程:高速公路和一级公路(整体式路基)采用中央分隔带的外侧边缘高程;二、三、四级公路采用路基外边缘高程;设置超高、加宽地段为超高、加宽前的路基设计高程;对于改建公路一般按新建公路规定办理,也可视具体情况而采用行车道中线标高。

高速公路和一级公路整体式路基以中央分隔带中心线为平面设计线,而分离式路基则一般采用行车道中心线为平面设计线。

2、超高值计算方法

计算路线上任意桩点的超高值时,须注意计算点在平曲线上的位置。因为圆曲线与超高缓和段上的超高不同,圆曲线上超高值是固定值,但在缓和段是的超高值是渐变的,必须分别计算超高值。

具体计算不给大家列出,课上说的很明白。

五、超高设计图(线形与非线形变化)

超高设计图就是指路面横坡度沿路线前进方向的变化图。此图以旋转轴线为横坐标,用以表征超高沿路线的过渡;纵坐标为横坡度,用以表征道路横坡度(路拱坡度与超高坡度)的变化及超高渐

变率的变化。

绘制超高设计图的具体要求如下:

(1)按比例绘制一条水平基线,代表旋转轴线,并认为基线的路面横坡度为零(比例尺应与路线纵断面图的一致,但绘制大样图时可例外)。

(2)用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线,用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线,则绘于基线上方,反之;绘于下方。路边缘线离开基线的距离,代表横坡度的大小(比例尺可不同于基线)。

(3)标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正,向左倾斜为负。

时间较仓促,如有不恰当之处同学们可以和我联系!

土木学院 张永强

2009-11-28

《公路设计》超高问题

基本流程:

超高一般的设计过程是:第一,确定超高的横坡坡度;第二,查《路线规范》超高渐变率表试定超高渐变率;第三,按照公式Lc = B Δi / p 计算超高缓和段长度;第四,将凑整后的超高缓和段长度代入上式,反算超高渐变率。

以一道例题作为计算例子:

一、相关技术指标

1.二级公路,设计速度60 km/h;

2.行车道宽2×4.5 m,土路肩2×0.50 m;

3.行车道路拱横坡度1.5%,土路肩路拱横坡度2.5%;

4.不设超高的圆曲线最小半径1500m ;圆曲线最大超高值8%;

5.超高过渡方式:绕内侧车道边缘旋转。

二、超高过渡段长度计算公式

Bi c ìL =绕边轴旋转ïc p B Di ï í (1) L c =p ïL =B (i c +i g )绕中线旋转ïc p î

式中:L c ——最小超高过渡段长度(m );

B ——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m );

Di ——超高横坡度与路拱横坡度的代数差(%);

p ——超高渐变率(m );

i c ——超高横坡度(%);

i g ——路拱横坡度(%)。

三、超高过渡段长度的确定

1.计算最小超高过渡段长度

1Bi ,B =9m ) L c =c (p =125p

用计算出的L c 与回旋线长度L s 比较,由于平面设计时已经考虑了超高过

渡的需要,所以一般情况下计算出的L c £L s ,故先取L c =L s ;否则应考虑修改平面线形或采取其他措施。

2.计算横坡由双向路拱横坡(-1.5%)过渡到单向超高横坡(1.5%)时的超高渐变率p

由公式(1)反算:

B ' éi g -(-i g )ùB ' ×2i g ëû' p == (绕中线旋转,B =4. 5m ,i g =1.5%) x 0x 0

i g x 0=L c (临界断面) i c

3.超高过渡段长度的确定

1(1)若p ³,则取L c =L s ,即超高过渡在缓和曲线全长范围内进行; 330

1(2)若p

1)在缓和曲线部分范围内超高

即超高过渡起点可从缓和曲线起点(R =¥)至缓和曲线上不设超高的最小半径之间的任一点开始,至缓和曲线终点结束。

A 2

超高过渡起点距ZH 点距离:L = 1500

则 L c =L s -L (取整5m )

其中1500大家的考虑怎么样的到的

并与最小超高过渡段长度L c 比较,取两者中的较大值作为最终的L c ;并验算横坡由双向路拱横坡(-1.5%)过渡到单向超高横坡(1.5%)时的超高渐

1变率p 是否³。 330

B ' éi g -(-i g )ùB ' ×2i g ëû' p == (绕中线旋转,B =4. 5m ,i G =1. 5%) L c L c

1若p

2)分段超高

即超高过渡段在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行,第一段

1从双向路拱横坡(-1.5%)以超高渐变率过渡到单向超高横坡(1.5%)时330

的长度为L c 1,第二段长度为L c 2。

L c 1=ùB ' éi g -(-i g )1

330

=L s -L c 1 =660B ' i g (绕中线旋转,B ' =4. 5m ,i g =1.5%) L c 2

四、横断面超高值的计算确定

在公路工程施工中,路面的超高横坡即正常路拱横坡是不便于用坡度值来b )

控制,而是用路中线及路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。因此,在设计中为便于施工,应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。所谓超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。

1、路线设计高程

新建公路的路线设计高程:高速公路和一级公路(整体式路基)采用中央分隔带的外侧边缘高程;二、三、四级公路采用路基外边缘高程;设置超高、加宽地段为超高、加宽前的路基设计高程;对于改建公路一般按新建公路规定办理,也可视具体情况而采用行车道中线标高。

高速公路和一级公路整体式路基以中央分隔带中心线为平面设计线,而分离式路基则一般采用行车道中心线为平面设计线。

2、超高值计算方法

计算路线上任意桩点的超高值时,须注意计算点在平曲线上的位置。因为圆曲线与超高缓和段上的超高不同,圆曲线上超高值是固定值,但在缓和段是的超高值是渐变的,必须分别计算超高值。

具体计算不给大家列出,课上说的很明白。

五、超高设计图(线形与非线形变化)

超高设计图就是指路面横坡度沿路线前进方向的变化图。此图以旋转轴线为横坐标,用以表征超高沿路线的过渡;纵坐标为横坡度,用以表征道路横坡度(路拱坡度与超高坡度)的变化及超高渐

变率的变化。

绘制超高设计图的具体要求如下:

(1)按比例绘制一条水平基线,代表旋转轴线,并认为基线的路面横坡度为零(比例尺应与路线纵断面图的一致,但绘制大样图时可例外)。

(2)用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线,用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线,则绘于基线上方,反之;绘于下方。路边缘线离开基线的距离,代表横坡度的大小(比例尺可不同于基线)。

(3)标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正,向左倾斜为负。

时间较仓促,如有不恰当之处同学们可以和我联系!

土木学院 张永强

2009-11-28


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