工程测量课程设计参考

1一.概述二.1.1设计任务依据及概况根据公路工程毕业设计任务书，进行本次施工图设计。本次初步设计为包头市昆都仑区内蒙古科技大学校园公路优化工程，工程起点在东门，桩号为K0+000，终点在北门，路线4.985170Km。本工程全线按四级公路标准设计，根据沿线村镇的分布情况，并与现有公路和规划路网相结合,在相应的校园道路上设置圆曲线，缓和曲线。二.设计依据文件1、《城市道路设计规范》（CJJ37－90）2、《城市道路交通规划设计规范》（GB50220－95）3、《公路路线设计规范》（JTGD20－2006）4、《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）5、《公路沥青路面设计规范》（JTGD50－2006）6、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）7、《公路路基设计规范》（JTGD30—2004）三.原始资料1、地理位置该道路位于包头市昆都仑区内蒙古科技大学本科院内。校园道路已经规划，道路线路基本为直角弯度，校园内地势平坦，基本可以忽略竖曲线的设计。所有教职工拥有汽车量大概在800辆左右，年平均昼夜交通量单车道在200辆以下，所以确定该公路的等级有四级。四.道路平面设计平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中：应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足车辆行驶舒适的要求。(1)路线的交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要，2必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。(2)曲线和缓和曲线长度的确定首先在满足圆曲线及缓和曲线的最小长度的前提下，初步拟定其长度，然后平曲线半径及缓和曲线长度可以根据切线公式(2.1)或外距公式(2.2)反算：tan2TRpq（2.1）2ERpSecR（2.2）在确定sLR、以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转交表。(3)充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线经济的发展(4)公路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成。直线作为使用最广泛的平面线性，在设计中我们首先考虑使用，该地区的新建三级公路，所经区域为平原区，本设计在平原区采用的主要技术指标以争取较好的线形为目的，同时注意同向曲线间的直线最小长度应不小于6V，即360米；反向曲线间的直线最小长度应不小于2V，即120米。4.1平面设计中的基本原则在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：(1)平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；本设计地区部分地势开阔，处于平原微丘区，路线直捷顺适，在平面线形三要素中直线所占比例较大。在设计路线中间地段，路线多弯，曲线所占比例较大。路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和生态环境保护的问题。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定三者的比例都是错误的。(2)行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足；高速公路、一级公路以及计算行车速度≥60Km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。本路线计算行车速度为60Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，尽量做到了“平包竖”。3(3)保持平面线形的均衡与连贯；为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变，在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。(4)避免连续急弯的线形；连续急弯的线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响，在设计中可在曲线间插入足够的直线或回旋线。(5)平曲线应有足够的长度；平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整。缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定，中间圆曲线的长度也最好有大于3s的行程。当条件受限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时圆曲线长度为0。路线转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。一般认为，≤7°应属小转角弯道。在本设计中平曲线长度都已符合规范规定，也不存在小偏角问题。4.2线形设计路线的平面设计所确定的几何元素以设计行车速度为主要依据。本路段按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合。为了实现行连续、协调，缓和曲线——圆曲线——缓和曲线之比尽量在1:1:1～1:2:1之间。最小缓和曲线长度为45米。所选设计路线共有2个交点，为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径。当地形限制较严时方可采用极限。本设计中偏角均大于7°，不存在小偏角问题。4.3路线方案确定4.3.1选线步骤与方法全面布局（路线方案选择）：路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。此工作通常是在小比例尺（1：2.5～1：10万）地形图上从大面积范围内找出各种可能的方案，收集各可能方案的有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案，然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最4佳方案来。逐段安排（加密控制点）：是在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带。路线布局一般应该在1：1000～1：5000比例尺的地形图上进行。具体定线：有了上述路线轮廓即可进行具体定线，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些控制较严的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作基本完成。4.3.2路线的方案比选道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。但影响选线的因素有很多,这些因素有的互相矛盾,有的又相互制约,各因素在不同的场合重要程度也不相同,不可能一次就找出理想方案来,所以最有效的方法就是进行反复比选来确定最佳路线。路线方案是路线设计是最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率。更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有作用。4.3.3路线方案的试算方案I:初估算圆曲线要素值:1JD:29a=250Rm=55slm=圆曲线的内移值:0.500pm=切线增长值：27.492qm=5切线长：()tan92.2702TRpqa=++=缓和曲线角：1806.3122SolRbp=?平曲线长度:(2)2181.435180oSRLlmpab=-?=缓和曲线:圆曲线=55：71.435=1:1.3（满足要求）2JD:60a=150Rm=60slm=圆曲线的内移值:0.100pm=切线增长值：29.96qm=切线长：()tan2TRpqa=++116.621m=缓和曲线角：18011.4602SolRbp=?平曲线长度:(2)2217.026180oSRLLmpab=-?=缓和曲线:圆曲线=60:97.026=1:1.62校核1JD与2JD之间的直线距离：300-T1-T2=91.11380(满足要求)方案I路线总长为：1388m路线延长系数：1.08方案II:初估算圆曲线要素值1JD:81a=120Rm=70slm=圆曲线的内移值:61.701pm=切线增长值：34.900qm=切线长：()tan2138.840TRpqma=++=缓和曲线角：18016.7232SolRbp=?平曲线长度:(2)2219.561180oSRLlmpab=-?=缓和曲线:圆曲线=70:99.563=1.1.422JD:75a=120Rm=70slm=圆曲线的内移值:2431.701242384ssllpmRR=-=切线增长值：34.900qm=切线长：()tan2128.280TRpqma=++=缓和曲线角：18016.7322SolRbp=?平曲线长度:(2)2207.000180oSRLlmpab=-?=缓和曲线:圆曲线=70:87=1:1.24(满足)校核JD1与JD2之间距离D=390-T1-T2=122.882(满足要求)7方案II路线总长：1546m路线延长系数：1.204.3.4方案比选如1.1表表1.1方案指标比较表指标单位方案一方案二路线长度m13881546路线延长系数1.081.20转角数个22转角平均度数度44.4578线形优劣好劣比较结果推荐由表中可见方案I优于方案II，因此最终选择方案I。4.2被选方案精确计算4.2.1方位角的计算对于方案一起点A坐标：N(X)=7384E(Y)=74401JD坐标：N(X)=6830E(Y)=77252JD坐标：N(X)=6660E(Y)=7974终点B坐标：N(X)=6200E(Y)=7933象限角2121arctanarctanYYDYDXXXb-==-A～1JD：象限角127.2b×=第二象限方位角1180152.267qb=-=1JD～2JD：象限角2arctan55.5DYDXb×==第二象限方位角2180124.5qb×=-=2JD~B段8象限角3arctan5.1DYDXb==第二象限方位角33180185.1qb=+=转角12128.3aqq=-=23260.3aqq=-=4.2.2平曲线要素计算1JD的计算R=250LS=55ma=28.3圆曲线的内移值:2430.504242688ssllpmRR=-=切线增长值：3s227.4892240RSllqm=-=切线长：()tan290.644TRpqma=++=缓和曲线角：1806.3062SolRbp=?平曲线长度:(2)2178.417180oSRLlpab=-?=超距:22.871DTLm=-=JD2的计算=60.3150Rm=60slm=圆曲线的内移值:2430.998242688ssllpmRR=-=9切线增长值：3s229.9602240RSllqm=-=切线长：()tan2118.550TRpqma=++=缓和曲线角：18011.4652SolRbp=?平曲线长度:(2)2219.093180oSRLlmpab=-?=超距:218.007DTLm=-=1JD与2JD之间的距离:D=301.498m直线段的长度D-T1-T2=99.093m符合要求JD1：缓和曲线:圆曲线=1：1.244JD2；缓和曲线:圆曲线=1:1.652符合要求4.2.3平曲线主点桩号计算JD1的桩号K0+623.0100532.3660587.36620655.7830710.7830621.5752sssZHJDTKHYZHlKYHZHLlKHZYHlKLQZZHK=-=+=+=+=+-=+=+=+=+=+校核：0623.0112DJDQZK=+=+校核无误。2JD的计算2JD的桩号为K0+921.637100803.0870863.08720962.1801+22.1800912.6342sssZHJDTKHYZHlKYHZHLlKHZYHlKLQZZHK=-=+=+=+=+-=+=+==+=+校核：0921.6382DJDQZK=+=+校核无误。4.2.4平曲线内设计计算（切线支距法）在缓和曲线上以ZH点为坐标系原点，建立坐标系XOY5x2240SLLRL3y6SLRL在圆曲线上sinxqRj=+(1cos)yRPj=-+0180lLSR具体计算结果如表1.2:平曲线内设计1JD桩号l()xm()ym备注KO+532.366000(JD1)ZH+5407.6347.6340.005+56027.63427.6320.256+58047.634