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分享公路定线及纸上定线的方法与步骤

新闻时间:2024-04-01 文章来源:网络 文章作者:admin

公路定线是指在选线布局中确定的“路线带”范围内,根据技术标准结合地形、地质等条件,综合考虑平、纵、横三方面的合理安排,最终确定公路中线的确切位置。

公路定线是公路测设中的关键,它不仅要解决工程技术、经济方面的问题,还要解决公路与周围环境的协调。以及工程技术标准、国家政策等因素的影响。因此,要求定线人员在把握定线技巧的基础上,充分了解公路的使用任务、性质和要求,吃透路线所经地区的地形、地质情况,通过几个设计方案的比选、反复试线才能在众多相互制约的因素中,定出一条最佳的路线设计方案。

公路定线根据公路等级、要求和条件,一般有纸上定线、实地定线和航测定线三种方法;对技术等级高的、地形、地物复杂的路线,必须先纸上定线.然后把纸上所定的路线敷设到实地上;实地定线就是省略了纸上定线这一步,直接在现场实地定线,一般适用于公路等级较低和地形等条件简单的路线;航测定线是利用肮摄像片、影像地图等肮测资料,借助干航测仪器建立与实地完全相似的立体光学模型,在模型上直接定线。

3.1纸上定线

纸上定线是指在大比例尺(一般1:1000和1:2000)地形图上确定公路中线的位置。

公路定线按不同的地形条件,所要解决的重点不同。如平原微丘区的地形比较平缓,路线的纵坡一般不受高程限制,定线的重点是如何正确地绕越平面上的障碍,使控制点间的路线顺直短捷;山岭重丘地形复杂,高差大,横坡陡,定线的重点是如何利用有利地形,安排好纵坡,避免工程艰巨和不良地质地段。现以路线平、纵、横面受限制较严的越岭线为例,对纸上定线的方法与步骤阐述如下:

1)拟定线路走向

在大比例尺地形图上,根据路线的起、终点和中间控制点,仔细分析控制点间的地形、地质及地物情况,选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔及有利于回头展线的地点等,拟定路线各种可能的走向,完成路线的总体布局。

2)放坡试线

设等高线间距为h,选用的平均坡度为i均=5.0%~5.5%(视相对高差而定),则等高线平距a=h/i均。如图1-6-1所示,从垭口A点开始,使两脚规的开度等于a(比例与地形图相同)。

自上而下依次在等高线上截取a,b,c,…,等点,直至D点附近。如果放到D点时其位置和标高均接近D点,说明放坡试线方案成立,否则应调整或修改走向重新放坡试线,直至方案成立,将己定A,a,b,c…,D各点连成折线,称为均坡线。

3)定导向线

根据已得到的均坡线,分析路线所行经地带的地形、地物及工程艰巨情况,选择出退让或绕越的中间控制点。如图1-6-1中均坡线在B处陡崖中间穿过,而且有利于设置回头曲线的C点也没有利用,为此必须将B和C两处定为中间控制点,调整B、C两处前后路线的纵坡,仿照上法在等高线上截取a′,b′,c′…各点,将A,a′,b′,c′…D各点连成折线,称为导向线。

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4)修正导向线

◆根据导向线初步拟定出平面试线,注明平曲线半径,量出地形变化特征点桩号及地面标高,绘制概略纵断面团,设计纵坡,计算出各桩号概略设计标高。

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◆曲线型法:此法适用于以曲线为主的连续线形。具体定线时仍以修正导向线为基础,但定线的过程与直线型法相反。即根据导向线受地形、地物控制的宽严程度,先用不同的圆弧分别去吻合曲线地段,定出圆曲线部分.然后在相邻曲线之间用合适的缓和曲线顺滑连接。若相邻圆曲线之间相距较远,可根据需要插入直线段,形成一条以曲线为主的连续平面线形。

6)纵断面设计

路线确定以后,量出路中心线穿过每一等高线的桩号及高程.绘制纵断面图,点绘地面线进行纵坡设计。

纸上定线是一个反复试定线路的过程,平面试线的修改次数越多,最后所定路线的设计质量越高,直到认为再修改己得不到显著效果时,纸上定线工作才算完成。

实地定线

实地定线是指设计人员在现场直接完成定线,定线的原则与纸上定线相同,但定线条件改变。实地定线时,由于定线人员直接面对实际地形、地物、地质及水文等具体情况,因此要求定线人员有一定的选线经验,要不怕辛苦,不怕麻烦,要多跑、多看、多问,摸清路线所经地带的地形、地质等变化情况,反复试定线路,才能定出好的路线。现仍以山区越岭线为例,阐述实地定线的方法和步骤。

1)分段安排路线

在路线全面布局中所拟定的主要控制点之间,根据地形、地质水文等情况,自上而下用粗略试坡的方法确定中间控制点,确定路线轮廓方案。

2)放坡

放披是解决越岭线中的纵坡合理分配问题,实质上就是对路线设汁的限制因素,如最大纵

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按平均坡度放坡:根据《公路工程技术标准》规定的平均坡度值5.0%—5.5%(按相对高差而定).视具体地形确定适当的纵坡度,然后实地放坡。按平均坡度放坡只起到在一定长度范围内控制高差和水平距离的作用,优点是放坡速度快,但没有反映公路等级对平均纵坡的不同要求以及地形、地质变化的情况。

按设计坡度放坡:根据《公路工程技术标准》规定的平均坡度恒5.0%—5.5%,结合地形、地质、水文等具体情况分段,合理地拟定纵坡,使放出的坡度基本上就是以后纵断面的设计纵坡。此法放坡时工作量大,但能使实地定线的准确性提高,一般的越岭线常用此法放坡。

放坡一般从最高控制点(如垭口)开始,一人用带角手水准,对好选用纵坡的相应倾斜角度,立于控制点处,指挥前点人员手持花杆在山嘴、山坳等地形变化处、计划变坡处及顺直山坡上每隔一定距离定点,插上坡度旗,并在旗上注明选用的纵坡值。按上述方法定出的这些坡度点的连线.与纸上定线的导向线作用相同,也称导向线。放坡传递坡度时,耍估计平曲线的大概位置及半径,以便考虑纵坡折减。对拟定要跨的山沟和要穿的山嘴或山脊放要“跳”过去,否则会使放出的坡度与设计纵坡误差太大,苦难备对山沟或山嘴进行绕越,则坡度要放缓,距离要打一定的折扣。

3)与横断面进行核对

放坡定出的坡度线(即导向线)主要是从纵坡安排方面考虑的,对路基稳定特别是横断面

上的填挖方数量考虑较少。因此,还应根据路基设计的要求,在坡度线上,选择横坡较陡或高填、深挖的特征点位置,定出横断面方向上相应特征点(如经济点、控制点、和路中线最合适的位置点)等,并插上标志。

4)穿线定交点

根据放坡所定的导向线和插上标志的特征点进行实地穿线。穿线的应在满足平面线形要求的前提下,尽可能多地靠近或穿过导向线和各特征点,特别要注意穿过控制性严的点,裁弯取直,使路线平、纵、横三个面配合协调,穿出与地形相适应的若干直线,延伸相邻两条直线定出交点,即为路线的导线。穿线交点这一工作很重要,定线人员必须反复试插,多次修改,才能定出理想的路线。

5)设置平曲线

路线导线确定以后,即可根据交点偏角及附近地形、地质等情况,确定合适的平曲线半径并敷设平曲线。

6)纵断面设计

根据有关外业资料,绘制纵断面图,进行纵坡设计,详见第三章第五节。

实地定线的纵坡设计,—般都是在平面已经确定的基础上进行的。虽然实地定线时,已充分考虑了纵面及横面的具体要求,但限于定线的经验、视野以及对所经地形、地质的了解程度,定出的路线难免会顾此失彼,存在着一定的局限性。因此,实地定线的室内纵坡设计,不仅要解决工程经济和技术标准问题.还要实现平、纵面线形的配合和协调,这就要求设计人员不断调整纵坡,通过反复试坡修改,才能取得满意的结果。

在纵断面设计中.如果靠调整纵坡无法满足要求时,则应考虑调整平面线形。若平面线形改动不大,可根据已有路线导线和横断面资料,绘制带状平面图,通过纸上移线的办法解决;若因工程经济与平、纵面线形配合矛盾很大时.平面线形必须作重大的改动,此时应按定线的具体要求,通过现场改线,重新定出路线。

纸上移线

1)纸上移线的条件

在公路定线过程中,往往由于定线时考虑不周、地形条件限制或其他原因,难免产生因平面中线位置不当致使工程量过大、标准或线形不够理想等缺点。此时可在分析研究已定路线平、纵、横图纸资料的基础上,考虑移动路线,使设计达到经济合理的要求,它对提高设计质量,降低工程费用起着一定的作用。当路线设计出现以下情况时,应考虑纸上移线。

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对纸上移线原因与情况,应在纸上移线平面图上作扼要说明。

2)纸上移线的方法和步骤

◆绘制移线路段大比例尺(一般采用1:200—1:500)路线平面图,注出交点编号、曲线起、终点以及各桩位置,如图1-6-5所示。

◆根据移线目的,在纵断面图上试定纵坡,算出各桩的填挖值。

◆根据纵断面图上各桩填挖值,在横断面图上找出各桩最经济或控制性的路基中心线位置。量出偏移原中心线的距离(即移距),分别用不同的符号标记在平面图上。

◆在保证重点照顾一般的原则下,参照平面图上标记,经反复试定修改,定出修改后的导线,即图1-6-5中虚线。用正切法算出各交点偏角,并使移线与原线角度闭合。拟定平曲线半径,计算平曲线要素,绘出平曲线。

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◆根据移线起点与原线桩号里程的对应关系,推算移线后各新桩的桩号里程,算出长短链值,注在移线终点。

◆按各桩在平面图上的移距,在相应各横断面图上绘出移线后的中桩位置,并注明新桩号。

◆根据横断面图上移线的后中桩处的相对高差,在原纵断面图上点绘移线后地面线(用虚线表示).重新设计纵坡及坚曲线,如图l-6-6所示。

◆设计路基横断面,并计算土石方数量,如图1-6-7所示。

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平曲线半径选定

无论是纸上定线还是实地定线,在路线定线后,定线人员还要根据路线交点实际情况,酌情选定平曲线半径。《公路工程技术标准》规定:各级公路不论转角大小均应设置平曲线。在选用平曲线半径时应与计算行车速度相适应,并应尽可能选用较大的平曲线半径,一般情况下,宜选用大于技术标准所规定的不设超高的平曲线半径,只有当受地形、地物或其他条件限制时,方可采用小于一般最小半径,不要轻易采用极限最小半径。

平曲线半径的选定,除要与弯道本身所在位置的地形、地物条件相适应,使曲线沿理想的位置通过外,还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。如在长而陡的坡道下端和长直线中间不宜插设小半径平曲线,以及在陡坡上设小半径平曲线要考虑纵坡折减的影响等。对平曲线交点的选定,在本章纸上定线与实地定线中已有阐述,现将平曲线半径选定的方法归纳加下:

1)根据外距控制半径

◆在交点附近有地物,平曲线线位受地形、地物制约时,其半径的选定通常可以用单交点法或双交点法解决,平曲线预期通过的理想线位,一般是结合现场实际予以首先确定.然后按平曲线要素几何关系来推算适应上述线位要求的相应半径值。对于转角不大.线位受限制不严的平曲线弯道,通常多采用单交点法,控制点位取曲线中点(QZ),根据预期中点线位至交点的实测距离E控按下式计算。

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取整 R=80m

当R=80m,。a=46°38′时,外距E=7.11m,路面加宽值查《公路工程技术标准》为1m,能满足要求。

如果单凭曲线中点(QZ)难以判断整个曲线是否与地形、地物全部吻合时,应补点进行复核。如上例应验核建筑物左上角是否阻碍路线,此时可自A点作切线的垂线交于A‘点,量得A‘至曲线起点(ZY)的距离x,然后按已定的平曲线半径R值,按切线支距近似公式y=x2/2R求得相应y值,从而定出曲线上对应点位P点,再根据PA间实有距离,即可判断路线能否通过,如有妨碍,则应重新调整半径,使之满足要求。

◆用外距控制线位高低或工程数量

当路线相邻直线的等高线线位高程基本相同,此时平曲线部分的线位若能与相邻直线大致在同一高程上最为合适,若按此求得的平曲线半径值符合《公路工程技术标准》规定,则即为所求。此外,当路线绕越山嘴时,可按外距值的大小选择平曲线半径。其中E值越大,工程数量越大,具体选定半径可根据公路等级高低合理确定。

2)、用切线长控制半径

平曲线半径的选定,除受地形、地物制约外,有时还应考虑如何适应前后线形的要求。如当同向或反向曲线间直线长度较短时,为解决曲线敷设与衔接,通常采用限制切线长度的方法来推求平曲线半径,如图1-6-9a)。桥梁或隧道两端的曲线起、终点到桥头或隧道口应留有一定长度的直线段,如图1-6-9b).此时平曲线半径也应根据切线来选定。

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对采用单交点法选定平曲线半径.一般应首先留出《公路工程技术标准》规定的直线长度(当反向或同向曲线径向连接时,直线长度D=0),然后选定出地形、地物控制较严的一侧曲线半径,再根据切线差反算相邻曲线半径,计算公式为

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对复曲线半径的选定,一般应先定出受地形控制较严的一侧曲线半径,然后反算相邻曲线半径,要求曲线通过理想线位外,还应注意两相邻曲线的半径值不宜相差过多,其比值一般以不大于1.5倍为宜。

例1-6-2 如图1-6-2,JD16为双交点曲线。已知aA=50°30′,aB=42°02′,AB=69.15m.试求平曲线半径。

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3)、用曲线长控制半径

当已知交点偏角.其他条件不受限制时,如果平曲线半径选得过小,则曲线长度太短显然对行车不利。此时应用平曲线的最短允许长度来控制半径,其计算公式为

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来源:道路瞭望

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