图6-3
其超高与加宽的计算流程如下:
从控制参数的标准断面信息中确定该断面处的路基标准断面信息,如行车道宽度、横坡、硬路肩宽度、横坡、土路肩宽度、横坡等;
从左侧开始,由该断面的硬路肩和未加宽前的标准行车道宽度之和乘以该断面的超高值计算得到该断面的中心高程;注意该中心高程应加上标准断面的土路肩宽度乘以标准土路肩横坡所得的高差,因为此时设计高程仍指路基边缘;
从中心高程向左侧向下反推计算加宽后的左侧行车道、硬路肩、土路肩等各点高差。 再以中心的高程为基础,自中心向右结合实际超高推算右侧行车道、硬路肩、土路肩等各点高差。
6.2.3 对于采用“绕行车道中心旋转方式”和“绕中央分隔带边缘旋转方式”的超高和加宽计算流程
以平面曲线左转为例,此时设计高程与超高旋转轴处于同一位置,位于行车道中心(或中央分隔带边缘以下),超高过程为先将外侧行车道绕路中线(或中央分隔带边缘)旋转,待达到与内侧行车道同一横坡度后,整个断面绕中线(或中央分隔带边缘)旋转,直至最大超高横坡度。参见图6-4、图6-5所示。
图6-4
图6-5
其超高与加宽的计算流程如下:
从控制参数的标准断面信息中确定该断面处的路基标准断面信息,如行车道宽度、横坡、硬路肩宽度、横坡、土路肩宽度、横坡等;
从行车道中心(或中央分隔带)开始分别向两侧推算,即由路幅中的行车道等的具体宽度乘以该断面的超高值计算得到该断面的各控制的设计标高(或高差);
在纬地系统中目前默认中央分隔带是不带有横坡的,也就是说只要项目中设置有中央分隔带宽度,那么软件都会默认中分带两侧是水平的。本质上采用“绕行车道中心旋转方式”和“绕中央分隔带边缘旋转方式”在计算方法上是相同的。
6.2.4 超高与加宽过渡的渐变方式
(1)超高过渡的渐变方式
目前纬地系统中支持两种超高过渡渐变方式,即“线性渐变方式”和“三次抛物线渐变方式”。从理解和遵循规范的角度我们推荐用户采用“线性渐变方式”,计算简便,便于设计、施工等计算和复核。
1)线性渐变方式采用路线规范推荐的计算公式,即
LC?式中:
BΔi PLC —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); △i—超高坡度与路拱坡度的代数差(%);
P —超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间的相对坡度。
2)三次抛物线渐变方式采用以下计算公式,即
S=S1+(3-2*CS1)*CS1*CS1*CS2 CS1=(C-C1)/(C2-C1); CS2=S2-S1 C1—超高起点桩号,S1—超高起点超高; C2—超高终点桩号,S2—超高终点超高; C—计算点桩号, S—计算点超高; (2)加宽过渡的渐变方式
目前纬地系统中支持两种加宽过渡方式,即“线性渐变方式”和“四次抛物线渐变方式”。一般在高等级公路或城市道路项目中采用四次抛物线渐变方式。
1)线性渐变方式采用路线规范推荐的计算公式,即加宽上任一点的加宽值(bx)与该点至加宽过渡段起点的距离(Lx)同加宽过渡段全长(L)的比率(k=Lx/L)成正比,
bx = k*b 式中:
b—圆曲线部分路面加宽值(m)
2)四次抛物线渐变方式采用路线规范推荐的计算公式
加宽过渡段上任一点的加宽值(bx)为: bx = (4k-3k)b
注意:有些用户虽然在采用相同的超高和加宽计算公式后,仍发现不能和软件所计算的结果相符的话,一般问题会出现在对于公式中某个数值的理解上。因为超高或加宽过渡方式一般均应该是对称的,即从不设置超高到超高(或从不设置加宽到加宽)和从超高过渡到不设置超高(或从加宽过渡到不加宽)其变化过程应该是对称的。以加宽为例,往往教科书等资料中的算例一般是从不加宽到加宽的过渡计算过程,而不是从加宽到不加宽的过程,所以用户在将该算例进行演算时注意其中参数的取值和所指。
3
4
6.2.5 超高与加宽的计算示例
一般高等级公路平面指标较高,设置加宽的情况较少,单一的超高过渡计算一般较为简单,问题也较少。而在二级以下公路中同时设置超高和加宽过渡的情况较多,有些用户在既有超高又有加宽设置的路基断面高程计算时,可能会出现手工计算和软件计算的结果不符等情况,下面专门就这一问题举例计算如下:
首先我们需要明确以下两点,一是先计算超高后计算加宽的原则,如图6-6所示;二是路基设计标高“二、三、四级公路宜采用路基边缘标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高”,而不是旋转轴所在位置。
图6-6
计算示例的基础数据如下:
路基宽度12.0米,断面组成两侧土路肩各宽1.5米,两侧行车道各宽4.5米。正常路拱横坡为双向2%,土路肩3%。桩号K0+600位于全超高和全加宽路段,曲线内侧加宽值0.6米,超高横坡为6%,桩号的设计高程为769.777米,此时加宽后的断面组成为1.50米+5.10米+4.50米+1.5米(从左至右),计算过程如下:
1)二级以下公路绕路基边缘旋转方式
先计算得到旋转轴高差(即在进行过渡前应将左侧土路肩抬至与行车道同坡,这时左侧路基边缘就是超高旋转轴):1.5×3%-1.5×2%=0.015米;
由旋转轴推得路基左侧边缘高差:0.015-0.60×6%=-0.021米;
由路基左侧边缘高差推得左侧行车道边缘高差:-0.021+1.5×6%=0.069米; 由左侧行车道边缘高差推得路基中心高差:0.069+(4.50+0.60)×6%=0.375米; 由路基中心高差推得右侧行车道边缘高差:0.375+4.50×6%=0.645米; 由右侧行车道边缘高差推得右侧路基边缘高差:0.645-1.50×3%=0.600米。 2)二级以下公路绕行车道边缘旋转方式
路基宽度、断面组成、超高和加宽值均相同的条件下采用绕行车道边缘旋转方式,路基各控制点高差作如下推算:
先计算得到旋转轴高差(即未加宽前左侧行车道边缘高差):1.5×3%=0.045米; 由旋转轴推得路基左侧行车道边缘高差:0.045-0.60×6%=0.009米; 由左侧行车道边缘高差推得左侧路基边缘高差:0.009-1.5×6%=-0.081米; 由旋转轴推得路基中心高差:0.045+4.50×6%=0.315米;
由路基中心高差推得右侧行车道边缘高差:0.315+4.50×6%=0.585米; 由右侧行车道边缘高差推得右侧路基边缘高差:0.585-1.50×3%=0.540米。
第七章 参数化横断面设计绘图
7.1横断面设计与绘图
主要功能:任意定制各种横断面类型、多级填挖方边坡、护坡道、边沟、排水沟,以及截水沟和路基支挡防护构造物,实现了横断面随意修改后的所有数据自动搜索刷新。针对不同公路等级和设计的不同需要,可随意定制横断面绘图的方式方法、断面各种图形信息的标注形式和内容。需要特别说明的是新的横断面设计模块可以方便、准确地考虑各种情况下路基左右侧超填、因路基沉降引起的顶面超填、清除表土以及路槽部分的土方数量增减变化(直接在断面数量中考虑),用户可以根据不同项目的特点选择应用。
菜单:设计——横断设计绘图 命令:HDM_new
横断设计与绘图主对话框如图7-1所示,主要分为三部分:设计控制、土方控制、绘图控制。
图7-1
7.1.1 设计控制
1)自动延伸地面线不足。
控制当断面两侧地面线测量宽度较窄,戴帽子时边坡线不能和地面线相交,系统可自动按地面线最外侧的一段的坡度延伸,直到戴帽子成功(当地面线最外侧坡度垂直时除外)。
2)左右侧沟底标高控制。
如果用户已经在项目管理器中添加了左右侧沟底标高设计数据文件(其格式参见后面数