正十字立交方案設(shè)計-城市道路課程設(shè)計說明書

1、1 / 14 文檔可自由編輯打印2 / 14 文檔可自由編輯打印河南城建學(xué)院河南城建學(xué)院城市道路設(shè)計城市道路設(shè)計課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書課 程 名 稱: 城市道路設(shè)計 題 目: 正十字立交方案設(shè)計 專 業(yè): 交通工程 學(xué) 生 姓 名: 劉星辰 學(xué) 號: 071413126 指 導(dǎo) 教 師: 曹恒慧、張蕾、秦丹丹 開 始 時 間: 2015 年 12 月 28 日完 成 時 間: 2016 年 1 月 1 日課程設(shè)計成績：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時成績（30）技術(shù)水平與實際能力（20）創(chuàng)新（5）圖紙及說明書質(zhì)量（45）總 分（100）等級指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日1 / 14 文檔可自由編輯打印目目 錄

2、錄1 1 設(shè)計方案確定設(shè)計方案確定.11.11.1 設(shè)計初始條件設(shè)計初始條件.11.21.2 立交方案的選型立交方案的選型.11.31.3 立交方案的確定立交方案的確定.32 2 繪圖的實施繪圖的實施.42.12.1 立體交叉平面繪制立體交叉平面繪制.42.1.1 道路主線的繪制.52.1.2 匝道的繪制.52.1.3 環(huán)形交叉口的繪制 .62.1.4 變速車道的繪制.82.22.2 交通組織方案交通組織方案.92.32.3 橫斷面的繪制橫斷面的繪制.91 / 14 文檔可自由編輯打印1 設(shè)計方案確定1.1 設(shè)計初始條件我們本次城市道路設(shè)計課程設(shè)計的主要任務(wù)是正十字立交方案的設(shè)計。課程設(shè)計任務(wù)

3、書上所給出的初始條件如下已知的某城市新區(qū)正十字交叉路口，相交道路分別為城市快速路（設(shè)計車速 60-100km/h，可用紅線寬度限 60 米）和一級城市主干路（設(shè)計車速 50-60km/h，可用紅線寬度限 80 米） 。路口范圍內(nèi)地勢平坦，需拆遷地物很少，用地范圍基本不限。依據(jù)以上條件，并且結(jié)合城市道路設(shè)計課程以及相關(guān)規(guī)范設(shè)計立交。1.2 立交方案的選型依據(jù)以上初始條件，我們首先確定的是城市的一條快速路與一條主干路相交叉，快速路設(shè)計車速為 60-100km/h 可用紅線寬度為 60 米，一級城市主干路設(shè)計車速為 50-60km/h 可用紅線寬度為 80 米，根據(jù)這些條件，我首先確定我所設(shè)計的交叉

4、口其中快速路設(shè)計車速 80km/h，主干路設(shè)計車速為 60km/h，依據(jù)城市道路設(shè)計一書中表 1-1 之規(guī)定，我將主干路車道數(shù)設(shè)為雙向六車道，快速路車道數(shù)設(shè)置為雙向四車道，兩條道路均設(shè)置有分隔帶。中央綠化帶均設(shè)為 4 米，兩邊各兩米。路兩邊的路緣石外加隔離墩共設(shè)置一米寬。在設(shè)置好兩條道路主線的相關(guān)參數(shù)后，接下來就該考慮立交橋的選型問題了。城市道路立交類型的選擇，遵循以下原則：1、應(yīng)根據(jù)交叉節(jié)點在城市道路網(wǎng)中的地位，作用，相交道路的等級，并結(jié)合城市性質(zhì)、規(guī)模、以及立交節(jié)點所在區(qū)域內(nèi)用地條件選定；2、立交的選型必須于當(dāng)?shù)貤l件相適應(yīng)并且要分清主次，首先應(yīng)滿足主要道路的交通需求，然后考慮次要道路，處理

5、好相交道路的關(guān)系；3、立體交叉匝道口處機動車與誒機動車互相干擾，造成交通阻塞，影響正常運行時，可以采用機動車與非機動車分型的立體交叉。立體交叉口類型及交通流行駛特性如表 1-1 所示2 / 14 文檔可自由編輯打印表 1-1 立體交叉口類型及交通流行駛特性立體交叉口類型主線直行車流行駛特征轉(zhuǎn)向車流行駛特征非機動車及行人干擾情況立 A 類（樞紐立交）連續(xù)快速行駛較少交織、無平面交叉機非分行，無干擾立 B 類（一般立交）主要道路連續(xù)快速行駛，次要道路存在交織或平面交叉部分轉(zhuǎn)向交通存在交織或平面交叉主要道路機非分行，無干擾；次要道路機非混行，有干擾立 C 類（分離式立交）連續(xù)行駛城市道路立交類型選擇

6、如表 1-2 所示表 1-2 城市道路立交類型選擇選 型立體交叉口類型推薦形式可選形式快速路快速路立 A1 類快速路主干路立 B 類立 A2 類、立 C 類快速路次干路立 C 類立 B 類快速路支路立 C 類主干路主干路立 B 類根據(jù)表 1-1 與表 1-2，我們可以得出此次課程設(shè)計需要設(shè)計立交橋最合適的形式屬于立 B 類立交橋而屬于這個類型的立交橋有主要形式為喇叭形、苜蓿葉形、環(huán)形、菱形、迂回式、組合式全互通或半互通立交。宜用于城市中心區(qū)間，從這么多形式中我首先考慮兩個形式，一個是苜蓿葉形，另一個是環(huán)形立交橋。先來說說苜蓿葉形立交橋。這種立交是道路互通式立體交叉運用最早的一種形式。但是這種立

7、交橋有很多缺點，比如占地面積太大，不適宜在城市之中使用，另外一個就是匝道過長，給車輛行駛帶來很多不便。因此我決定此次立交選型為環(huán)形立交。環(huán)形立交最大的優(yōu)勢就是在于相較于苜蓿葉形立交，他的占地面積大大縮小，比較適宜在城市之中使用，畢竟城市用地向來比較緊張。3 / 14 文檔可自由編輯打印1.3 立交方案的確定本次是給一條快速路和一條主干路設(shè)計立交橋，因此本次設(shè)計只在主干路上考慮人行道與非機動車道，在快速路上不考慮設(shè)置非機動車道與人行車道。環(huán)形立體交叉有兩層式，三層式以及四層式等，三層式環(huán)形立體交叉可以用于特大以及大城市的主干路之間的交叉，符合本次設(shè)計對路的要求，因此，本次設(shè)計采用三層式環(huán)形立體交

8、叉。關(guān)于三層環(huán)形立體交叉的設(shè)置問題，我參考了許多現(xiàn)實生活中的環(huán)形立交橋，比如平頂山市新華路與平安大道互通環(huán)形立交，南京市中央路與建寧路環(huán)形立交橋（圖 1-1） ，福州市某條道路上的環(huán)形立交橋。（圖 1-2）決定這樣設(shè)置：首先，環(huán)形立體交叉的第一層只設(shè)置主干路的非機動車與人行道，并且由于快速路上并沒有非機動車道和人行道，主干路的非機動車道和人行道只負責(zé)直行，沒有轉(zhuǎn)向。第二層設(shè)置主干路機動車道直行和主干路與快速路的立體交叉，主干路機動車道在到達立交橋之前與非機動車道保持在一個平面上，也就是環(huán)形立交第一層所在的平面。之后，主干路機動車道通過設(shè)置一個縱向斜坡使之抬升至環(huán)形立交第二層所在的平面這個斜坡依

9、據(jù)標準我將其設(shè)置為 2.4%。這個坡度距離規(guī)定極限值 4%還相差很遠，設(shè)置這種坡度很小的上坡有一個很好地優(yōu)勢就是方便司機進行駕駛車輛上坡。第三層為快速路機動車道。第三層的快速路機動車道與處在第二層的主干路機動車道之間通過匝道相連。至于第三層的快速路，我考慮的是既然是一條城市快速路，那么采用高架的形式比較好，因此默認快速路主線位于在第三層環(huán)形立交所在的平面上，不考慮縱向斜坡問題。對于這個三層式環(huán)形立體交叉口每層道路之間的凈空問題，通過查找書中相關(guān)規(guī)范，我決定將第二層與第三層的凈空設(shè)置為 4.5米，由于第一層僅僅只是主干路的非機動車與人行道直行，并不通行大型車輛，出于經(jīng)濟性的考慮并不需要設(shè)置太高的

10、凈空。因此第一層與第二層的凈空設(shè)置為 3.5 米。這樣既可以保障快速路上的車輛可以快速通過交叉口，也可以保障主干路上的非機動車與行人安全通過交叉口。4 / 14 文檔可自由編輯打印圖 1-1 南京市中央路與建寧路環(huán)形立交橋圖 1-2 福州市某環(huán)形立交2 繪圖的實施2.1 立體交叉平面繪制本次繪圖采用的軟件是鴻業(yè)市政道路軟件，軟件運行環(huán)境是 AUTO CAD2007，對于立體交叉平面的繪制，我大概將整個工程分成了一下幾個模塊：主干路主線繪制，快速路主線繪制，連接主干路與快速路的匝道的繪制，環(huán)形5 / 14 文檔可自由編輯打印交叉口（轉(zhuǎn)盤）的繪制，變速車道的繪制。根據(jù)我設(shè)置的這些模塊，我大致設(shè)置以

11、下幾個圖層，如圖 2-1 所示圖 2-1 圖層設(shè)置2.1.1 道路主線的繪制設(shè)置好圖層之后，我首先繪制的是快速路道路主線，根據(jù)方案設(shè)置，快速路為雙向四車道，每條車道寬度均為 3.75 米，中間的綠化帶的寬度為 4 米，兩邊路緣石與防撞墩均設(shè)置為 0.5 米，共計 1 米。主干路為雙向六車道，每條車道寬度 3.75 米，中間綠化帶寬度為 4 米，兩邊路緣石與防撞墩均設(shè)置為 0.5 米，非機動車道設(shè)置為 6 米，人行道設(shè)置為 4 米。然后在鴻業(yè)軟件中的“平面”中選擇“道路繪制”輸入相關(guān)參數(shù)后，直接生成一條道路，這樣的道路還要進行道路標線等工作。直接生成的道路中再經(jīng)過一些修改，比如劃分車道等等，就可

12、以快速準確的完成快速路的繪制。同樣的，我采取同樣的辦法，很快就完成了主干路的道路主線的繪制。2.1.2 匝道的繪制繪制完道路主線后，接下來就該進行連接快速路與主干路之間匝道的繪制了，參考我在上文提到的現(xiàn)實中的幾個環(huán)形立交的匝道設(shè)置，我發(fā)現(xiàn)環(huán)形立交的匝道大多是直連式匝道，并且直連式匝道幾乎是與快速路平行下降。因此，我決定將匝道設(shè)計成直連式匝道，匝道設(shè)計車速為快速路設(shè)計車速的一半，也就是 40km/h，鑒于匝道連接的兩條道路等級均比較高，所以我將匝道車行道設(shè)置為單向雙車道，因為設(shè)計車速為 40km/h，根據(jù)城市道路設(shè)計表 6-9 之規(guī)6 / 14 文檔可自由編輯打印定每條車道設(shè)置寬度為 3.5 米

13、，再根據(jù)城市道路設(shè)計表 6-8 匝道橫斷面布置圖示，我決定不對匝道設(shè)置緊急停車帶，根據(jù)現(xiàn)實中的環(huán)形立交匝道，我發(fā)現(xiàn)匝道達到環(huán)形交叉口時并不是與快速路完全平行。因此我設(shè)計的匝道邊線從快速路在到達下面的環(huán)形交叉口時與快速路向外有 1 米的距離，也就是說，匝道的整個線形是與快速路線形略有偏斜的。關(guān)于匝道的縱坡設(shè)置，參照城市道路工程設(shè)計通用規(guī)范有關(guān)最大縱坡的設(shè)置的規(guī)定（如表 2-1） ，以及城市道路設(shè)計表 3-28 有關(guān)最小坡長的規(guī)定（如表 2-2） ，我決定將坡度設(shè)置為3.79%，立交平面圖中的匝道長度為 120 米。關(guān)于匝道口與變速車道口出連接的問題，書中并沒有詳細說明有關(guān)直連式匝道與變速車道連接

14、問題，參考工程實例，通過測距我發(fā)現(xiàn)匝道與快速路中的變速車道相連有 20 米左右的長度為圓曲線，鑒于這些數(shù)據(jù)，我將匝道與變速車道之間的連接的長度設(shè)為 25 米，由此產(chǎn)生的圓曲線半徑為 571.43 米。表 2-1 機動車最大縱坡度設(shè)計時速（km/h）10080605040最大縱坡度推薦（%）3455.56最大縱坡限制（%）5678表 2-2 縱坡坡段最小長度2.1.3 環(huán)形交叉口的繪制環(huán)形交叉口是本次立交平面設(shè)計的重要的一個環(huán)節(jié)。首先，我要確定環(huán)島交叉口的設(shè)計車速控制在 25km/h 至 40km/h。那么我的環(huán)島設(shè)計車速就控制在30km/h，依據(jù)表 2-3 上面的規(guī)定，環(huán)島中心島半徑控制在 3

15、5 米，交織區(qū)控制在56.78 米。環(huán)島共設(shè)置三條車道，每條車道加寬前的寬度為 3.75 米，根據(jù)城市道路設(shè)計表 5-9 中有關(guān)環(huán)島上車道加寬值的有關(guān)規(guī)定，每條車道加寬 0.5 米，7 / 14 文檔可自由編輯打印最終每條車道寬 4.25 米。表 2-3 環(huán)島最小交織長度和中心島最小半徑環(huán)道計算行車速度（km/h）35302520橫向力系數(shù)0.180.180.160.14最小交織長度（m）40-4535-403025中心島最小半徑（m）50352520在確定好環(huán)島的相關(guān)參數(shù)之后，我就將環(huán)島繪制出來，如圖 2-7 所示。接下來就要解決的問題就是有關(guān)環(huán)島四周的主干路還有從快速路上下來的匝道與環(huán)島的

16、連接問題，通過在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，我發(fā)現(xiàn)緩和曲線的計算相當(dāng)復(fù)雜，以至于需要進行計算機編程，將計算原理寫好代碼整合進 auto cad 軟件中才可以運行。所幸的是鴻業(yè)市政道路軟件里有緩和曲線自動生成功能。當(dāng)你把現(xiàn)有的兩條道路的進行對象捕捉，并采用軟件中的“基本緩和曲線”一項，就可完成緩和曲線的設(shè)計工作。環(huán)島的四個路口距離環(huán)島中心圓圈邊緣均為 25 米，這個數(shù)據(jù)也是參照大量實例得出的，無奈書中并沒有這方面的規(guī)范，所以就采取了這樣的辦法。圖 2-2 立交環(huán)道平面圖8 / 14 文檔可自由編輯打印2.1.4 變速車道的繪制接下來需要進行的就是變速車道的繪制了對于變速車道，首先需要確定的是變速車道的車道

17、數(shù)以及車道行駛形式，由于匝道的設(shè)置形式為雙向單車道，于是變速車道的車道數(shù)設(shè)置為兩車道，加速車道的入口形式為平行式入口，這種入口是在匯流點處起，提供一條附加平行車道，使車輛因匯合點處開始加速到接近到主線速度，在附加變速車道的末端設(shè)置過度漸變段。有較長的插入?yún)^(qū)段，有利于車輛駛?cè)?。加速車道的出口形式同樣也設(shè)置為平行式出口，平行式出口的最大特點就是其線形漸變段及減速車道線形特征明顯，能為駕駛員提供醒目的出口區(qū)域，以防止主線車輛誤駛出主線。確定好形式之后，接下來確定其加減速車道的寬度。根據(jù)表 2-4 供的變速車道長度，我確定加速車道長度為 220 米，減速車道長度為 110 米。變速車道內(nèi)車道寬度與匝道

18、每條車道寬度寬度一致，同樣設(shè)置為 3.5 米。漸變段長度設(shè)置為 110 米。表 2-4 速車道規(guī)定長度表主線行車速度12010080605040一車道1009080705030除寬度緩和部分減速車道規(guī)定長度兩車一車道2001801601209050除寬度緩和部分減速車道規(guī)定長度兩車道300260220160-寬度緩和路段寬度一車道706050454040以上就是整個立體交叉口平面圖的繪制，至于道路標志邊線，則是由鴻業(yè)市政道路軟件直接進行繪制。9 / 14 文檔可自由編輯打印2.2 交通組織方案整個立交橋的交通組織方案為：位于第三層的快速路上的車輛，依次通過減速車道減速

19、，匝道，到達第二層的環(huán)島，在這里車輛可以通過環(huán)島駛?cè)胫鞲陕返娜我粋€方向，同樣的，在主干路上的車輛要想駛?cè)肟焖俾分?，首先在主干路上坡路段來到立交第二層的環(huán)島上，在環(huán)島中在經(jīng)過通往快速路的匝道駛?cè)肟焖俾分械募铀佘嚨溃诩铀佘嚨乐型ㄟ^加速并線進快速路中，而位于主干路上的非機動車則不通過第二層的環(huán)島直接在環(huán)島下方也就是整個立體交叉的第一層通過交叉口。這樣設(shè)置立交橋，即可以保證非機動車以及行人通過交叉口時不受機動車的干擾，充分保證行人的安全。又可以保證快速路上的直行的機動車輛基本不受交叉口的影響可以快速通過交叉口。可謂是一舉兩得，并且這種立交橋匝道長度較短，占用城市用地面積相較于苜蓿葉形可大大減小，是一種較為理想的城市市中心用的正十字立體交叉模式。2.3 橫斷面的繪制由于我的立交方案中包括快速路主干路的主線部分，快速路的變速車道部分，匝道部分均為直線設(shè)置，沒有圓曲線，因此，不考慮在這些部分設(shè)置超高。并且，考慮到匝道并不擔(dān)心排水問題，因為整個匝道均在縱向斜坡之上，所以整個匝道也不會存在積水。所以匝道上不設(shè)置路拱，