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交叉口立面设计步骤与方法

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:设计等高线法的主要优点是比方格网法能更加清晰地反映出交叉口的设计地形,其缺点是设计等高线上的各点标高位置不易放样。方格网设计等高线法,主要用于大型的主要交叉口和广场的立面设计。对一般交叉口的立面设计,通常都采用设计等高线法或方格网法。现把方格网设计等高线法立面设计的步骤和方法介绍如下。

交叉口立面设计步骤与方法

交叉口的立面设计有三种方法:方格网法、设计等高线法和方格网设计等高线法。方格网法是在交叉口的设计范围内,以相交道路的中心线为坐标基线打方格网,方格网线的尺寸一般为5m×5m或10m×10m,并平行于路中线;斜交道路应选便于施工放线测量的方向,测出方格点上的地面标高,并求出其设计标高,从而算出施工高度。设计等高线法是在交叉口的设计范围内,选定路脊线和划分标高计算线网,算出路脊线和标高计算线上各点的设计标高,最后勾画出设计等高线,并算出各点的施工高度。设计等高线法的主要优点是比方格网法能更加清晰地反映出交叉口的设计地形,其缺点是设计等高线上的各点标高位置不易放样。故通常是两种方法结合使用(方格网设计等高线法),取长补短,即:采用设计等高线法设计,为了便于施工测量放样,用方格网标出各点的地面标高、设计标高和施工高度。方格网设计等高线法,主要用于大型的主要交叉口和广场的立面设计。对一般交叉口的立面设计,通常都采用设计等高线法或方格网法。

现把方格网设计等高线法立面设计的步骤和方法介绍如下(注:如采用方格网法,则不需勾画设计等高线;如采用设计等高线法,可不画方格网,只要加注一些特征点的设计标高即可)。

1.收集资料

包括以下资料:

(1)测量资料。一般常用1∶500或1∶200的地形图,在图上以相交道路的中心线为坐标基线打方格网,方格的大小视相交道路的等级(主要的或次要的)、地形和设计精度的要求而定,一般采用5m×5m或10m×10m,特别情况可酌情增减,方格网线与路中线平行,如道路斜交,则应便于施工测量放样的方向,并测出方格点上的地面标高。

(2)交通资料。交通量和交通组织(直行、左、右转弯的比例)。

(3)排水资料。已建或拟建的排水管道位置。

(4)道路资料。道路等级、宽度、纵坡、横坡、交叉口控制标高和四周建筑物地坪标高。

2.绘出交叉口的平面图

包括路中心线、车行道和行人道的宽度、缘石半径。

3.确定交叉口的设计范围

设计范围一般为缘石半径的切点以外5~10m(即相当一个方格),这是考虑到自双向横坡逐渐过渡到单向横坡需要一定的距离,并应与相交道路的路面标高完全衔接。

4.确定立面设计图式和等高距

根据相交道路的等级、纵坡方向和地形,确定采用的立面设计等高线型式,并选定相邻等高线的高差h(一般为0.02~0.10m,取偶数便于计算)。

5.路段设计等高线的绘制

绘制交叉口范围的等高线(见图9-44),应先根据道路的脊线和控制标高,按需要的设计等高线间距计算路段相邻等高线之间的水平距离,结合地形采用适宜的交叉口竖向图式,再计算与绘制交叉口等高线。

一般路脊线是对向行车轨迹的分界线。交叉口竖向设计的关键是选定适宜的路脊线和标高计算(辅助)计算线网。道路的纵坡、横断面型式及路拱横坡确定后,可按需要的设计等高线间距,计算出行车道、街沟及人行道的设计等高线的水平距离。

图9-44 路段上设计等高线的绘制

以上式中 l——车行道上同一等高线与两侧街沟的交点到路脊上该等高线顶点的水平距离;

     l1——路脊线或街沟处相邻两等高线之间的水平距离;

     l2——同一等高线在街沟边到缘石顶面的水平距离;

     l3——同一等高线与缘石顶面和人行道外边缘的交点,沿道路纵向的水平距离;

     h——设计等高线间距;

     h1——缘石高度;

     i——车行道、人行道和街沟的纵坡;

     i0——车行道的路拱横坡度;

     i1——人行道横坡;

     B——车行道宽度;

     b——每侧人行道宽度。

根据上述计算,便可绘制出图9-43所示路段的设计等高线图。首先绘制道路的平面中线、缘石线和人行道边缘线。然后根据控制点标高和设计等高线间距在中线上找一相应点A,由A点顺道路上坡方向量距离AA1=l,过A1点作道路中线的垂直线与两侧缘石线相交于B1点,连接AB1,即可得车行道上设计等高线。再过B1点在缘石线上沿道路下坡方向量,再过点作缘石线的垂直线与人行道外边缘相交于C1点,由C1点在人行道外边缘线上沿道路下坡方向量,由此便可绘出同一等高线在车行道、缘石和人行道的位置,即为

6.交叉口设计等高线的绘制

交叉口竖向设计借助于等高计算(辅助)线网,作为计算各点标高的辅助线。根据相交道路的纵横坡及交叉口的控制标高,便可计算出辅助线上各相应点的设计标高。然后,将各高程相同的点连接,便得到交叉口的设计等高线。

(1)首先选定交叉口范围内合适的路脊线和控制标高。所谓路脊线,即是路拱顶点(分水点)的连线。路脊线位置的选定合理与否,将直接影响交叉口的排水、行车和立面美观。所以要做好竖向设计,首先要选好路脊线位置。

在交叉口上,相交道路的路中心线交汇于一点时,一般说来,路中心线即为路脊线,路脊线的交点即为其控制标高。

在斜交的T形交叉口上,相交的道路虽然必交于一点,但当斜交的偏角过大时,其路中心线就不宜作为路脊线,应加以调整,如图9-45中的AB′。修正路脊线的起点A,一般取在缘石转弯半径的切点断面处,B′的位置则应选在双向车流的中间位置(见图9-45)。

当主要干道与次要道路相交时,在一般情况下,对主、次道路的行车方便尽可能都照顾到,在特殊情况下,如果主要道路的交通量和车速的都占压倒优势,要求主要干道上的横坡不变,此时次要道路的路脊线只能交至主要干道的车行道边线(见图9-46),但这样的竖向设计,使次要道路形成过街横沟,对行车、排水都不利,应尽量避免。

选定路脊线的基本原则是:既要考虑行车的平顺又要考虑整个交叉口的均衡美观。一般来说,路脊线常是对向车辆行驶轨迹的分界线。

图9-45 调整路脊线(www.xing528.com)

图9-46 路脊线交点位移

交叉口的控制标高,应根据相交道路的纵坡、交叉口四周地形、路面厚度和建筑物布置等综合考虑确定。在确定相交道路中心线交点的控制标高时,不宜使相交道路的纵坡值相差过大,其差值一般要求不大于0.5%,有可能的话,应尽量使交叉口处相交道路的纵坡大致相等,这有利于立面设计的处理。

(2)确定标高计算线网,并计算标高线上各点的设计标高。只有路脊线上的设计标高,还不能够反映交叉口范围内的立面设计地形,还必须计算出路脊线以外各点的设计标高。

标高计算线网是竖向设计中交叉口范围内计算各点标高必不可少的辅助线。标高计算线网的确定可以采用以下几种方法:

1)方格网法(见图9-47)。在交叉口平面图上,平行于道路中心线画出5m×5m或10m×10m的方格网线,遇特殊情况,方格网的大小也可酌情增减,如道路斜交,方格网线应选在便于施工测量放线的方向。方格网法适宜用在道路正交的交叉口上。

根据路脊线交点A的控制标高hA可逐一求出以下各点的设计标高。

缘石半径切点断面上的三点标高为

图9-47 方格网法设计标高的计算图式

同理可求得F3、N等各点的标高。

根据以上已求得E3、F3等点控制标高,就可算出交叉口范围内的标高点。

缘石延长线交点C3的标高:按E3、F3算出C3的标高,如不相等,则取平均值,故

连接A、O3,与缘石曲线相交于D3,则D3点的标高为

根据求得的E3、F3、D3各点标高,在缘石曲线E3、F3和路脊线AG、AN上,用补插法求出所需的等高点。同理,可把四个角的等高点都算出来。

2)圆心法(见图9-48)。在路脊线上根据施工的需要每隔一定的距离(或等分)定出若干点,把这些点分别与相应的缘石转弯半径的圆心连接成直线(只画到缘石曲线上即可),这样,就形成以路脊线为分水线、以路脊线交点为控制中心的标高计算线网。

3)等分法(见图9-49)。把交叉口范围内的路脊线等分为若干份,然后在相应的缘石曲线上也分成同样数量的等份,顺序连接这些等分点,即得交叉口的标高计算线网。

4)平行线法(见图9-50)。先把路脊线交点与各转角的圆心连成直线,然后根据施工需要把路脊线分成若干点,通过这些点作平行线交于缘石曲线,即得标高计算线网。

图9-48 圆心法

图9-49 等分法

图9-50 平行线法

从以上划分标高计算线网的四种图形可以看出,标高计算线所在位置,即是用于计算该断面路拱设计标高的依据,而标准的路拱横断面应是与车辆的行驶方向垂直的,所以,如果确定的标高计算线位置不与行车方向垂直,即标高计算线与要求的路拱横断面并不在同一位置上,那么,按选用的路拱方程计算出来的路拱标高,将不是正确的路拱形状。因此,不论选用哪一种型式,都应力求使标高计算线与行车方向垂直,同时还要便于计算。根据这个要求,在上述确定标高计算线网的四种方法中,通常采用等分法。

当主要道路与次要道路相交而主要道路的交叉口横坡不变时,则路脊线的交点即要移到次要道路的路脊线与主要道路的车行道边的交点上(见图9-46)。此时的标高计算线网不论采用哪一种方法拉线,都必须自移位后的路脊线交点拉出。

每条标高计算线上标高点的数目,可根据路面宽度、施工需要和设计等高线的数量来确定。凡路宽的、施工精度要求高的则标高点数可多一些;反之,则可少些。如图9-51所示。

标高点高程的计算,一般采用如下的抛物线路拱型式来计算(见图9-52):

式中:h1为标高计算线网两端的高差或路拱高度,m;h1=Bi/2;B为车行道宽度,m;i为路拱横坡。

可根据路面工程的类型来选用计算公式,一般14m宽以下的中级、低级路面采用式(9-32),14m以上的高级及次高级路面采用式(9-33)。

图9-51 标高点书的划分

图9-52 路拱标高计算图式

确定了路基线和标高计算线网,根据所确定的控制标高,即可算出每条标高计算线两端点的设计标高。因为标高计算线的位置是作为计算路拱的断面位置,所以标高计算线两端点(其中一端位于路脊线上)的标高之差,即是路拱高度。

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