路基設(shè)計計算

1、第六章路基設(shè)計計算6.1路基設(shè)計計算路基設(shè)計計算主要完成：讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，確定樁號區(qū)間內(nèi)的每一樁號的超高橫坡、設(shè)計標高、地面 標高，以及路幅參數(shù)的變化，計算路幅各相對位置的設(shè)計高差，并將以上所有數(shù)據(jù)按照一定格式寫入路 基設(shè)計中間數(shù)據(jù)文件，以備打印路基設(shè)計表和計算、繪制橫斷面圖等之用。菜單：設(shè)計一一路基設(shè)計計算命令：LJSJ該功能對話框如圖6-1所示。蚌撻三姓道路贏潟占一 AJS皿-St荃強計計拄-項目中己諼定是招充與如寬-I布雯茹蜂質(zhì)落嘿計荷孝印 1口矛0 嚀.1 347，中典掘帶譴蝠轉(zhuǎn)器基設(shè)計中間迥據(jù)整陣|E；Mtini58VlStU5t.Lj計宜酒號每聞.朝 10.000圖6-1在進行路基設(shè)

2、計計算前應(yīng)完成對超高與加寬等的處理工作，如果當前項目中未指定路基設(shè)計中間文 件，那么用戶應(yīng)在對話框中點擊“日”按鈕，指定該文件的名稱及存放位置。另外用戶還可以點擊“項 目管理”打開項目管理器，檢查當前項目的超高與加寬文件以及其它設(shè)置是否正確。緯地系統(tǒng)V4.6以后版本支持四種超高旋轉(zhuǎn)方式：繞曲線內(nèi)側(cè)路基邊緣旋轉(zhuǎn)；繞曲線內(nèi)側(cè)行車道邊緣旋轉(zhuǎn)；繞行車道中心旋轉(zhuǎn)；繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)。其中“繞曲線內(nèi)側(cè)路基邊緣旋轉(zhuǎn)方式”和“繞曲線內(nèi)側(cè)行車道邊緣旋轉(zhuǎn)方式”適用于二、三、四級 新建公路，路基設(shè)計標高為未設(shè)超高和未設(shè)加寬狀態(tài)下的曲線內(nèi)側(cè)路基邊緣標高。“繞行車道中心旋轉(zhuǎn)方式”適用于舊路改建以及無中央分隔帶的互通式

3、立交匝道等，其設(shè)計標高為 路面中心位置標高。而“繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)方式”則適應(yīng)于所有有中央分隔帶的公路、立交匝道或城市道路斷面， 其設(shè)計標高位置為中央分隔帶邊緣以下標高。特別說明：上述幾種計算方式在進行路基設(shè)計計算時，采取的是先計算斷面超高變化，后計算斷面加寬變化的方式（即先超高后加寬）。路基設(shè)計計算既可分段進行，也可以全線一次完成。如果項目中已經(jīng)存在路基設(shè)計數(shù)據(jù)（文件）， 系統(tǒng)會提示用戶覆蓋文件或在原文件后追加數(shù)據(jù)。路基設(shè)計要對地面線文件中所有樁號斷面進行超高和 加寬計算（立交范圍可能還需要自動搜索連接部），如果遇到系統(tǒng)提示xxx樁號計算路幅寬度或超高錯 誤，一般問題可能出在超高和加寬文件

4、（*.sup和*.wid）上，用戶打開并編輯、修改該文件即可。修改 的一般原則是，兩文件中描述的超高和加寬變化區(qū)間應(yīng)包括地面線樁號所及范圍。為了符合我們常規(guī)進行公路幾何設(shè)計的流程與步驟，緯地系統(tǒng)沒有將“路基設(shè)計計算”作為系統(tǒng)自 動執(zhí)行的功能，將這一中間步驟作為單獨的功能由用戶命令執(zhí)行。也就是說，用戶在一般項目的平縱面 設(shè)計完成后，輸出路基設(shè)計表、進行橫斷面設(shè)計與繪圖的之前必須進行路基設(shè)計計算。同樣，每當用戶 修改了項目的類型、超高旋轉(zhuǎn)位置與方式、加寬類型與加寬方式、以及超高和加寬過渡段落變化等內(nèi)容 之后，必須重新進行路基設(shè)計計算；之后，才能重新進行橫斷面設(shè)計與繪圖、輸出路基設(shè)計表，所修改 的內(nèi)

5、容才能在圖紙表格中體現(xiàn)出來。6.2路基超高與加寬的計算根據(jù)路線規(guī)范中先超高后加寬的原則，路基設(shè)計計算自動完成以下工作：根據(jù)超高控制數(shù)據(jù)（sup）計算該斷面的具體超高數(shù)值；根據(jù)路幅寬度數(shù)據(jù)（WID）計算該斷面的路幅寬度組成；計算該斷面路面各控制點與設(shè)計高程之差值；下面具體說明軟件進行路基設(shè)計主要是超高與加寬計算的流程和方法，以便用戶參考和校對。6.2.1對于低等級公路項目“繞曲線內(nèi)側(cè)路基邊緣旋轉(zhuǎn)方式”時的超高和加寬計算流程以平面曲線左轉(zhuǎn)為例，路基設(shè)計標高采用未超高加寬前的路基邊緣標高，超高旋轉(zhuǎn)軸位于土路肩抬 升后未超高加寬前的路基邊緣，如圖6-2所示。超高過程為外側(cè)行車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)

6、側(cè)行 車道構(gòu)成單向橫坡后，內(nèi)側(cè)土路肩繞行車道邊緣旋轉(zhuǎn)至行車道的正常橫坡，然后整個斷面繞未超高加寬 前的內(nèi)側(cè)路基邊緣旋轉(zhuǎn)。、凡r一、凡r一SZ圖6-2其超高與加寬的計算流程如下：從控制參數(shù)的標準斷面信息中確定該斷面處的路基標準斷面信息，如行車道寬度、橫坡、硬路肩寬 度、橫坡、土路肩寬度、橫坡等；從左側(cè)開始，根據(jù)該斷面未加寬前的土路肩、硬路肩和標準行車道的寬度之和乘以該斷面的超高值 計算得到該斷面的中心高程；注意該中心高程應(yīng)加上在超高前土路肩應(yīng)先抬起來與路面同坡后與未抬起 來之前的高差；從中心高程向左側(cè)向下反推計算加寬后的左側(cè)行車道、硬路肩、土路肩等各點高差。再以中心的高程為基礎(chǔ)，自中心向右結(jié)合實

7、際超高推算右側(cè)行車道、硬路肩、土路肩等各點高差。6.2.2對于低等級公路項目“繞曲線內(nèi)側(cè)行車道邊緣旋轉(zhuǎn)方式”時的超高和加寬計算流程以平面曲線左轉(zhuǎn)為例，路基設(shè)計標高采用未超高加寬前的路基邊緣標高，超高旋轉(zhuǎn)軸位于未超高加 寬前的行車道邊緣，如圖6-3所示。超高過程為外側(cè)行車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)側(cè)行車道構(gòu)成單 向橫坡后，整個斷面繞未超高加寬前的內(nèi)側(cè)行車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至最大超高橫坡度。圖6-3其超高與加寬的計算流程如下：從控制參數(shù)的標準斷面信息中確定該斷面處的路基標準斷面信息，如行車道寬度、橫坡、硬路肩寬 度、橫坡、土路肩寬度、橫坡等；從左側(cè)開始，由該斷面的硬路肩和未加寬前的標準行車道寬度之和乘

8、以該斷面的超高值計算得到該 斷面的中心高程；注意該中心高程應(yīng)加上標準斷面的土路肩寬度乘以標準土路肩橫坡所得的高差，因為 此時設(shè)計高程仍指路基邊緣；從中心高程向左側(cè)向下反推計算加寬后的左側(cè)行車道、硬路肩、土路肩等各點高差。再以中心的高程為基礎(chǔ)，自中心向右結(jié)合實際超高推算右側(cè)行車道、硬路肩、土路肩等各點高差。6.2.3對于采用“繞行車道中心旋轉(zhuǎn)方式”和“繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)方式”的超高和加寬計算流程以平面曲線左轉(zhuǎn)為例，此時設(shè)計高程與超高旋轉(zhuǎn)軸處于同一位置，位于行車道中心（或中央分隔帶 邊緣以下），超高過程為先將外側(cè)行車道繞路中線（或中央分隔帶邊緣）旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)側(cè)行車道同 一橫坡度后，整個斷面繞

9、中線（或中央分隔帶邊緣）旋轉(zhuǎn)，直至最大超高橫坡度。參見圖6-4、圖6-5 所示。圖6-4圖6-5申夬圖6-4圖6-5申夬分隔帶右削地域右期路堇寇有旋轉(zhuǎn)袖左加路毒超高龐葦釉叫境分源:左約邊紫其超高與加寬的計算流程如下：從控制參數(shù)的標準斷面信息中確定該斷面處的路基標準斷面信息，如行車道寬度、橫坡、硬路肩寬 度、橫坡、土路肩寬度、橫坡等；從行車道中心（或中央分隔帶）開始分別向兩側(cè)推算，即由路幅中的行車道等的具體寬度乘以該斷 面的超高值計算得到該斷面的各控制的設(shè)計標高（或高差）；在緯地系統(tǒng)中目前默認中央分隔帶是不帶有橫坡的，也就是說只要項目中設(shè)置有中央分隔帶寬度， 那么軟件都會默認中分帶兩側(cè)是水平的。

10、本質(zhì)上采用“繞行車道中心旋轉(zhuǎn)方式”和“繞中央分隔帶邊緣 旋轉(zhuǎn)方式”在計算方法上是相同的。6.2.4超高與加寬過渡的漸變方式（1 ）超高過渡的漸變方式目前緯地系統(tǒng)中支持兩種超高過渡漸變方式，即“線性漸變方式”和“三次拋物線漸變方式”。從 理解和遵循規(guī)范的角度我們推薦用戶采用“線性漸變方式”，計算簡便，便于設(shè)計、施工等計算和復(fù)核。1）線性漸變方式采用路線規(guī)范推薦的計算公式，即BAiLCPBAiLC式中：LC 一超高過渡段長度(m)；B 一旋轉(zhuǎn)軸至行車道(設(shè)路緣帶時為路緣帶)外側(cè)邊緣的寬度(m)； i一超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差(%);P 一超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸與行車道(設(shè)路緣帶時為路緣帶)外側(cè)邊緣

11、線之間的相對坡度。2)三次拋物線漸變方式采用以下計算公式，即S=S1+ (3-2*CS1) *CS1*CS1*CS2CS1= (C-C1) / (C2-C1)；CS2=S2-S1C1超高起點樁號，S1超高起點超高；C2超高終點樁號，S2超高終點超高；C一計算點樁號，S一計算點超高；(2 )加寬過渡的漸變方式目前緯地系統(tǒng)中支持兩種加寬過渡方式，即“線性漸變方式”和“四次拋物線漸變方式”。一般在 高等級公路或城市道路項目中采用四次拋物線漸變方式。線性漸變方式采用路線規(guī)范推薦的計算公式，即加寬上任一點的加寬值(bx)與該點至加寬過渡段起點的距離(Lx)同加寬過渡段全長(L)的比率(k=Lx/L)成正

12、比，bx = k*b式中：b一圓曲線部分路面加寬值(m)四次拋物線漸變方式采用路線規(guī)范推薦的計算公式加寬過渡段上任一點的加寬值(bx)為：bx = (4k3-3k4)b注意：有些用戶雖然在采用相同的超高和加寬計算公式后，仍發(fā)現(xiàn)不能和軟件所計算的結(jié)果相符的 話，一般問題會出現(xiàn)在對于公式中某個數(shù)值的理解上。因為超高或加寬過渡方式一般均應(yīng)該是對稱的， 即從不設(shè)置超高到超高(或從不設(shè)置加寬到加寬)和從超高過渡到不設(shè)置超高(或從加寬過渡到不加寬) 其變化過程應(yīng)該是對稱的。以加寬為例，往往教科書等資料中的算例一般是從不加寬到加寬的過渡計算 過程，而不是從加寬到不加寬的過程，所以用戶在將該算例進行演算時注意

13、其中參數(shù)的取值和所指。6.2.5超高與加寬的計算示例一般高等級公路平面指標較高，設(shè)置加寬的情況較少，單一的超高過渡計算一般較為簡單，問題也 較少。而在二級以下公路中同時設(shè)置超高和加寬過渡的情況較多，有些用戶在既有超高又有加寬設(shè)置的 路基斷面高程計算時，可能會出現(xiàn)手工計算和軟件計算的結(jié)果不符等情況，下面專門就這一問題舉例計 算如下：首先我們需要明確以下兩點，一是先計算超高后計算加寬的原則，如圖6-6所示；二是路基設(shè)計標 高“二、三、四級公路宜采用路基邊緣標高，在設(shè)置超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬前該處邊緣標高”， 而不是旋轉(zhuǎn)軸所在位置。先考慮超高再考慮加寬i=0.U3/J,Li1Li45-i：i.

14、7ij：先考慮超高再考慮加寬i=0.U3/J,Li1Li45-i：i.7ij：i1Li：ij.LiE4I=D.i：i3：4.5UPIfU.UEK4.5UFIi=O1O：HKI 二 D.i玖 1.50m圖6-6計算示例的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：路基寬度12.0米，斷面組成兩側(cè)土路肩各寬1.5米，兩側(cè)行車道各寬4.5米。正常路拱橫坡為雙 向2%, 土路肩3%。樁號K0+600位于全超高和全加寬路段，曲線內(nèi)側(cè)加寬值0.6米，超高橫坡為6%, 樁號的設(shè)計高程為769.777米，此時加寬后的斷面組成為1.50米+5.10米+4.50米+1.5米（從左至右）， 計算過程如下：1）二級以下公路繞路基邊緣旋轉(zhuǎn)方式先計算

15、得到旋轉(zhuǎn)軸高差（即在進行過渡前應(yīng)將左側(cè)土路肩抬至與行車道同坡，這時左側(cè)路基邊緣就 是超高旋轉(zhuǎn)軸）：1.5X3% 1.5X2%=0.015 米；由旋轉(zhuǎn)軸推得路基左側(cè)邊緣高差：0.015 0.60X6%=0.021米；由路基左側(cè)邊緣高差推得左側(cè)行車道邊緣高差：一0.021 + 1.5X6%=0.069米；由左側(cè)行車道邊緣高差推得路基中心高差：0.069+（4.50 + 0.60）X6%=0.375米；由路基中心高差推得右側(cè)行車道邊緣高差：0.375+4.50X6%=0.645米；由右側(cè)行車道邊緣高差推得右側(cè)路基邊緣高差：0.6451.50X3%=0.600米。2）二級以下公路繞行車道邊緣旋轉(zhuǎn)方式路基寬度、斷面組成、超高和加寬值均相同的條件下采用繞行車道邊緣旋轉(zhuǎn)方式，路基各控制點高 差作如