公路平曲线设计中的超高设计

SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯工业技术公路平曲线设计中的超高设计王敬一1刘亚2(1.商丘市公路局设计院，2. 商丘市公路局质检站河南商丘 476000)有要:本文结合商丘市内连接飞机场的二级公路改建工程,对公路超高计算过程进行了详细的说明,着重分析了超高值.超高媛和段长度及计算参数等的确定方法，明了设计计算的过程。关键讯，建高超高新型平，中图分类号:0412文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(b)-0099-02在弯道上,当车辆行驶在双向横坡的2超高值的确定的μ值见表1所列。车道外侧时,车重的水平分力将增大车辆本项目路线按照二级路标准设计,设横向力系数μ值主要与平曲线半径有的横向侧滑力，所以当采用的圆曲线半径计车速为80km/h,路线设计时采用的圆曲关，则对于任意平曲线半径(小于不设超高小于不设超高的最小半径时,为抵消车辆线半径为800m,小于规范规定的不设超高最小半径)对应的横向力系数均可由表1中在曲线路段上行驶时所产生的离心力,保的最小半 径2500m,因此在此段需要设置超的三组 数据拟合计算得到。μ与R的拟合计证车辆的稳定性和舒适性,将曲线段上的高。 需要JD3采用的超高值按照下式计算算 公式模型采用(2)式路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形确定。μ=+z+k,2)式以全部或部分抵消车辆所受的离心力，ig+μ=D1)将三组数据代入上通式后可得到设计这就是路面超高。超高的设计包括超高值127R的确定.超高过渡方式、缓和段的长度及式中:V为计算行车速度(km/h),本文速 度为80km/h时的拟合计算公式为:超高渐变率的取值等关键问题。本文将结采用设计车速80km/h;μ9656.08466_ 16.09788二+ 0.039894 (3)合商丘市内一连接飞机场的二级公路改R为圆曲线半径(m),本文采用800m,造工程对超高设计计算中的一些具体环μ为横向力系数。由拟合计算公式计算的μ值取整后为节进行说明。公式中的V和R都好确定，就不再做0.03。将该值代入(1)式即可求得超高值,计赘述。这里主要讲-下横向力系数u的取算结果取整 后为4%。工程概况值。影响u取值的因素比较多,不同教材上本项目为旧路改造工程,原有道路为对其取值的计算 方法也有多种，不尽相同。3 超高过渡方式县乡道路,为三、四级公路,路基宽度10m,本文兼顾计算的方便性和结果与规范的一.由于本工程为不设中间带的双向单车路面宽度7m,改建后其技术标准为双向单致性，决定利用规范给出的三组特征半径道 旧路改建工程，故主要针对不设中间带车道二级公路,设计速度采用80m/h,路基.和μ的对应值进行拟合，得到任意半径值的双向单 车道道路的超高过渡方式进行计宽度15m,路面宽度12m,路拱横坡为2%,土下的u 的计算公式。论路肩横坡为3%,无中央分隔带。由于需要,我国《公路路线设计规范》(JTGD20-无中间带的道路行车道，在直线段横需在处设置超高,超高值确定为4%,圆曲线2006)中规定的平曲线极限最小半径。一般断 面是以中线为脊向两侧倾斜的路拱。半径为800m。最小半径和不设超高最小半径计算所采用路面要由双向倾斜的路拱形式过渡到具表1特征半径R 与μ的对应关系有超高的单向倾斜的超高形式，外侧逐渐抬高。这一过程中，行车道外侧是绕中.[设计速度(80km/h)极限最小半径般最小半径不设超高最小半径线旋转的。当超高坡度大于路拱坡度时，0.06其过渡方式可以分为:以未加宽前的内2504002500侧车到边缘为轴旋转至超高横坡度、以.道路中线为轴旋转至超高横坡度、绕外边轴旋转三种方式。其中绕内边轴旋转适用于新建路，绕中轴旋转多用于改建路,由于本工程为旧路改建工程。故超高B/2b:方式采用绕中轴旋转的方式。绕中线旋十转可保持中线标高不变，且在超高坡度图1 绕中线旋转一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小。IV具体如图1所示。4超高缓和段长度超高缓和段是考虑到保证行车舒适、路容的美观和排水通畅长度而设置的。路面由不设超高到设置最大超高的过渡就是在超高缓和段全长范围内完成的。对于本工程中的双向单车道公路，其超高缓和段口中国煤化工MYHCNMH G=PA4)式中:L。为超高缓和段长度(m);β为旋转轴至行车道(设路缘带时为路图2超高方式缘带)外侧边缘的宽度(m);科技资讯SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION)9科技资讯SCIENCE & TECHNOU oGv INFORMATION工业技术△i为超高坡度与路拱坡度的代数差于0. 3%,即1/330。这一值可作为设计横坡缓和曲线起点至单向路 拱横坡这一段(%);由2%过渡到0%段超高渐变率取值的下限,采用的采用的超高渐变率为1/330(考虑排p为超高渐变率,即旋转轴线与行车P的取值都应大于该值。水要求)。这一段的超高缓和段长度为:道(设路缘带时为路缘带)外侧边线之间的通过上面的分析,我们确定了超高渐Lean收= 330BSi= 330x6x(2-<(- 2)%= 79.2(m)相对坡度。变率取值范围的上下限值。运用到本项目，对于第二段， 即由单项路拱横坡过渡.根据上式计算的缓和曲线长度L,应凑我们确定的超高渐变率的取值范围为1/到缓和曲线终点这一段,其缓和曲线长度成5m的整倍数,并不小于10的长度.为安全330≤p≤1/200。为:起见应取大于计算值的凑成5的整倍数。4.3 4o值Laxo澳=L,-La∞数=150-79.2= 70.8(m)结合本项目实际情况，对缓和曲线长度通过对p值的讨论,我们得到了一个此时该段的超高渐变率为:计算公式中各参数的具体取值进行说明。变化范围 .那么相应的缓和曲线长度也会Px m=βsi/L.m 1 =6<(4- 2)%/70.84.1 β. Oi的值有一个变化范围。= 0.0017=0.17% = 1/590由如图1可知，对于绕道路中线旋转的.将超高渐变率的上下限值分别代入式整个变化过程如图2所示。情况,旋转中为道路中线.故β的取值为路(4)可得到本项目的超高缓和段的上下限为:由以上数据即可得到所需的计算数面宽度的一般，即β=%。Ni的取值为Lcmin = 200BAi = 200x6x 6% = 72(m)据，此处不再进行说明。Oi=i, -i,其中ig为超高坡度, in,路拱坡度Lem = 330BAi = 330x6x6%的代数值。=118.8--收整>120(m)5结语具体到本项目,路面宽度为12m,路拱坡由计算结果可知,计算得到的缓和曲.设计是用来指导施工的，因此设计过度为-2%，超高坡度经计算确定为4%，故有:线长的最大值和最小值均小于线形设计时程中既要注意各种指标的运用,又要兼顾采用的缓和曲线长度L, 150m.这种情况下，施工的方便。一个好的超高设计应能从行β= B%=12/2= 6(m);我们先取L。=L, =150(m)代入式(4)反算得车受力、路容美观、路而排水等方面综合考Qi=i。-n, =4%- (- -2%)= 6%到此时的超高渐变率,并与1/330进行比虑,本文通过工程实例对公路平曲线设计4.2 P值较,若反算得到的p≥1/330,则取L.=L，中的超高计算问题进行了详细的论述,希设计认为,在超高缓和段内各断面路否则需进--步进行调整。其调整方法有:(1)望对广大同行有所帮助。面外侧边缘点的上升时按同一纵坡进行超高过渡段仅在缓和曲线的某--区段内进的。这一纵坡值时应超高之需而产生的,并行，即超高过渡起点可从缓和曲线起点(R=参考文献非路线的纵坡设计所需,这一纵坡值我们∞)至缓和曲线上不设超高的最小半径之[1]张雨化。道路勘测设计[M].北京:人民称之为超高渐变率,计为P .公式(4)中的超高渐变率P，《规范》中对应设计速度仅给间的任一点开始，至缓和曲线终点结束。(2)交通出版社，1997.出一个定值。根据实际情况,超高渐变率应超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超2]徐家钰, 程家驹.道路工程[M].上海:同高渐变率分段进行,即第一段从缓和曲线济大学出版社,2001.该可以在一定范围内选定,而非一- 定值.现起点由双向路拱坡度以超高渐变率1/330 [3] JTJB01-2003, 公路工程技术标准[S].在我们就来确定P的取值范围。过渡到单向路拱横坡,第二段由单向路拱[4] JTJD20- 2006,公路路线设计规范[S].对于《规范》中给出的超高渐变率值可认为是一上限值,即超高渐变率取值范围横坡过渡到缓和曲线终点处的超高横坡。[5]杨少伟.可能速度与公路线形方法设计.对于本项目有:西安:长安大学博士学位论文.2004.的最大值。P的取值都应小于该值。P= BAi/L. =6x 69%/150[6]杨少伟.道路勘察设计(第2版)[M].北对于超高渐变率的下限值我们可以从= 0.0024= 0.24% < 03%京:人民交通出版社,2004.考虑路面排水方面着手。如果设计采用的故需要进-步调整.由于方法(1)相对回旋线较长时，会出现超高渐变事过小，致简单， 所需数据可从HY点反推得到,在此使路面滯水而影响行车安全。满足排水要不再进行赘述。主要对第(2)种方法进行进求的的最小坡率应不小于0.3%,因此横坡-步的说明。度由2%过渡到0%路段的超高渐变率不得小(上接98页)的。(3)铺设保温材料采用板状硅酸铝(容重4结语铺设的垫板边进行作业。128kg/m3),无需挤压。保温棉同层接缝之通过以上余热锅炉内保温结构安装工3.3护板与保温材料的间隙间要平整严密,层与层之间要错缝,每铺-一艺的实施，可有效处理余热锅炉炉膛外壁护板安装时,保证保温材料与护板密层保温材料均压一片弹性压板。弹性压板的超温情况，某电站余热锅炉曾发生过高合、无间隙。如有间隙，可追加保温材料填自 锁保温钉只能使用一次自锁功能,弹性温段L3柱附近内护板.保温脱落,造成L3承压板仅需陷人保温棉5mm左右.(4)保温材重柱超温达300C以上,停炉处理后恢复正3.4保温材料填充要领料按设计层数铺好后.再铺铁丝网，用弹性.常,在之后的C级检修中对余热锅炉高温段内部部件(防撞装置、吊挂螺栓、膨胀压板压在其上。要保证保温材料与内护板进行了普查及处理,原来多处外壁温度达节、墩座等)部件的护板内用保温材料填之间尽可能无间隙。铁丝网断开处要采用170C以上的超温点,经过处理,均将外壁实,不留间隙。铺设进口烟道硅酸铝耐火纤铰接或搭接方式连接.(5)内护板搭接要注温度控制在60C以下。可见，余热锅炉热膨维布时,其接缝处应设在支撑钉和弹性压意方向，按图规定.内护板的搭接处螺栓孔胀系统及炉膛内保温结构的检查.检修是板所在位置,接缝宽度100mm。可按U型开孔,以便插接其他内护板处。螺保证余热锅炉运行安全的-一个重要环节。3.5事项和步骤要领。栓孔处上下均有垫片压住内护板。螺母的(1)螺栓定位距离要准确按图纸尺寸，拧紧度要保证内护板可自由膨胀如果有超差，要同时调整内护板上的孔距。螺 栓要点焊。(6)试验用的测量孔处中国煤化工(2)中4保温钉要焊牢,修复时建议节距2S0mm围超温严 重,主要是管腔成了导热0HCNM HG左右，即保温钉与保温钉之间.保温钉与螺时管腔内填实保温材料以绝热,栓之间节距250mm左右。门孔四周和边缘堵住。注意保温钉 .弹性压板.铁丝网均为.要注意加保温钉,其作用是固定保温材料不锈钢材质。100万序数据讯SCIENCE & TECHNOL OGY INFORMATION