第四章：超高.ppt

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1、宝剑锋从磨砺出梅花香自苦寒来 3 4弯道的超高 一 超高定义 原因 二 圆曲线超高横坡度的确定三 超高缓和段四 横断面超高值的计算 3 4弯道的超高 一 超高定义 原因 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力 在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 称之为超高 当汽车行驶在设有超高的弯道上时 汽车自重分力将抵消一部分离心力 从而提高行车的安全性和舒适性 超高的布置如右图所示 二 圆曲线超高横坡度的确定 1 圆曲线上全超高横坡度的确定2 圆曲线上超高横坡度的最大值3 圆曲线上超高横坡度的最小值 1 圆曲线上全超高横坡度的确定 在圆曲线段半径不变 故超高横坡度从圆曲线起点至圆曲线的终点是

2、一个不变的定值 称为全超高 圆曲线上超高横坡度应按公路等级 设计速度 圆曲线半径大小 并结合路面类型 当地自然条件以及车辆组成等情况查 规范 确定 圆曲线上全超高横坡度 2 圆曲线上超高横坡度的最大值 道路圆曲线部分最大超高值规定如下表 公路最大超高坡度 城市道路最大超高坡度 3 圆曲线上超高横坡度的最小值 各级公路圆曲线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱横坡度 三 超高缓和段 1 设置条件和原因2 超高缓和段过渡形式3 超高缓和段长度 2 超高缓和段过渡形式 公路超高的过渡方式根据超高旋转轴在公路横断面上的位置可分为 1 无中间带的公路 超高横坡度等于路拱坡度时 外侧车道绕路中线

3、旋转 直至超高横坡值 如下图所示 超高横坡度大于路拱横坡度时 有三种过渡方式 A 绕行车道内边缘旋转 简称边轴旋转 如下图所示 在缓和段起点之前将路肩的横坡逐渐变为路拱横坡 再以路中线为旋转轴 逐渐抬高外侧路面与路肩 使之达到与路拱坡度一致的单向横坡后 整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转 直至达到超高横坡度为止 一般新建公路多采用此种方式 B 绕中线旋转 简称中轴旋转 在超高缓和段之前 先将路肩横坡逐渐变为路拱横坡 再以路中线为旋转轴 使外侧车道和内侧车道变为单向的横坡度后 整个断面一同绕中线旋转 使单坡横断面直至达到超高横坡度为止 一般改建公路常采用此种方式 C 绕外边缘旋转 先将外侧车

4、道绕外边缘旋转 与此同时 内侧车道随中线的降低而相应降坡 待达到单向横坡后 整个断面仍绕外侧车道边缘旋转 直达到超高横坡度为止 此种方式仅在特殊设计时采用 如强调路容美观 外侧因受条件限制不能抬高等 2 有中间带的公路 绕中间带的中心线旋转 如图 a 先将外侧行车道绕中间带的中心旋转 待达到与内侧行车道构成单向横坡后 整个断面一同绕中心线旋转 直至超高横坡值 此时 中央分隔带呈倾斜状 采用窄中间带的公路可选用此方式 绕中央分隔带边缘旋转 如图 b 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转 使之各自成为独立的单向超高断面 此时中央分隔带维持原水平状态 各种宽度不同的中间带均可选用此种方式 绕各自行车

5、道中线旋转 如图 c 将两侧行车道分别绕各自的中线旋转 使之各自成为独立的单向超高断面 此时中央分隔带边缘分别升高与降低而成为倾斜断面 单向车道数大于四条的公路可采用此种方式 分离式公路分离式断面公路的超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理 城市道路城市道路超高方式应根据地形状况 车道数 超高横坡度值 横断面型式 便于排水 路容美观等因素决定 单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转 双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转 使两侧车行道各自成为独立的超高横断面 3 超高缓和段长度 超高缓和段 从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段

6、为了行车舒适性和排水 对超高缓和段长度必须加以规定 通常按控制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算 对绕中线旋转表示为 对绕边线旋转表示为 式中 路面宽度 m 最大超高横坡 路拱横坡 绕中心 公路超高渐变率 在确定超高缓和段长度时 应注意 超高缓和段长度一般应采用5的倍数 并不小于10m 当线形设计须采用较长的缓和曲线时 横坡度由2 或1 5 过渡到0 路段的超高渐变率不得小于1 330 超高的过渡应在回旋线全长范围内进行 但当超高渐变率过小时 为保证排水 而只设在该回旋线的某一区段范围之内 四级公路超高的过渡应在超高缓和段的全长范围内进行 四 横断面超高值的计算 超高缓和段上各断面处的路基外缘

7、和内缘与路基设计标高之高差 c叫超高值 计算超高值后即可根据路基设计标高计算路基内外边缘的设计标高 这些高程是弯道施工的依据 1 绕路面内边缘线旋转 提肩 双坡阶段 全超高阶段 旋转阶段 2 绕路面中线旋转 路基外缘最大抬高值 m iG 双坡断面超高值计算 x x0 双坡断面超高值计算 x x0 式中 x 计算里程桩号离开超高缓和段起点的距离 x Lcz ZH或x HZ Lcz当超高的过渡设在回旋线的某一区段范围之内时 l0 Ls Lc x lcz ZH l0或x HZ lcz l0 加宽值计算 正比例过渡 高次抛物线过渡 bx 4k3 3k4 b 5 旋转断面 x x0 旋转阶段横坡度ix

8、当双坡阶段的渐变率p1小于0 3 时 旋转阶段超高值 4 绕分隔带边缘旋转超高值的计算 设计高程 3 绕分隔带边缘旋转超高值的计算 硬路肩边缘 h2 b2 i2土路肩边缘 h3 b3 i3 1 直线路段断面 行车道边缘 2 全超高断面 外侧路肩按向外侧倾斜 硬路肩宽度 2 25m 路线设计高程 4 19 3 双坡断面 x x0 双坡阶段长度x0计算 外侧路肩按向外侧倾斜 硬路肩宽度 2 25m 3 旋转断面 x x0 旋转阶段横坡度ix 当双坡阶段的渐变率p1小于0 3 时 外侧路肩按向外侧倾斜 硬路肩宽度 2 25m 3 弯道的加宽 1 定义 汽车在曲线路段上行驶时 靠近曲线内侧后轮行驶的曲

9、线半径最小 靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大 为适应汽车在平曲线上行驶时 后轮轨迹偏向曲线内侧的需要 在平曲线内侧相应增加的路面 路基宽度称为曲线加宽 又称弯道加宽 2 加宽值圆曲线上加宽值与平曲线半径 设计车辆的轴距有关 同时还要考虑弯道上行驶车辆摆动及驾驶员的操作所需的附加宽度 因此 圆曲线上加宽值由几何需要的加宽和汽车转弯时摆动加宽两部分组成 当平曲线半径 250m时 一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽 当其平曲线内无圆曲线 凸形 时 仅在平曲线中点处断面设置全加宽 为了使路面和路基均匀变化 设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段 称之为加宽缓和段 加宽缓和段 或超高缓和段 范

10、围内 如无缓和曲线和超高缓和段 则应另设加宽缓和段 3 加宽缓和段 1 加宽缓和段的长度 在公路设计中 加宽缓和段长度取决于三方面的要求 加宽所需的最小长度 在不设缓和曲线或超高缓和段时 加宽缓和段长度应按渐变率1 15且不小于10m的要求设置 超高缓和段长度 缓和曲线长度 设置缓和曲线或超高缓和段时 加宽缓和段长度采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同的数值 不设缓和曲线 加宽缓和段长度取超高缓和段长度 其渐变率不小于1 15 且长度不小于10m 此时 超高 加宽缓和段一般设于紧接圆曲线起 终点的直线段上 在地形困难地段 允许将超高 加宽缓和段的一部分插入曲线 但插入曲线内的长度不得超过超高 加

11、宽缓和段长度的一半 2 切线法为消除加宽缓和段内侧边线与圆曲线起 终点的明显折点 采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后边缘线圆弧相切的方法 其近似计算公式为 小结 平面线加宽及其过渡 1 加宽值计算 单车道 N车道 普通情况 半挂车 2 加宽的有关规定 R 250M时 在曲线内侧加宽 3 加宽的过渡 本加宽方式适用于二 三 四公路 有缓和曲线时 将缓和曲线作为加宽缓和段 无缓和曲线时用直线作为加宽缓和段 1 比例加宽过渡 2 高次抛物线加宽过渡 本加宽方式适用各级公路 高速 一级应该采用该加宽过渡方法 3 回旋线加宽过渡 除中线外 加宽边线也用回旋线过渡 适用于特殊路段 4 二次抛物线加宽过渡 对第1次加宽方法进行光滑 L 50时 T 10 L 50时 T 5 4 加宽缓和过渡段长度 1 有缓和曲线时 加宽缓和过渡段采用缓和曲线 2 没有缓和曲线但有超高缓和段 取两缓和段长者 3 没有缓和曲线也没有超高缓和段 用直线做加宽缓和段 按1 15计算 最小不小于20米 以上最小不小于20米 渐变率不大于1 15