劉秀峰 王惠敏
【摘 要】兩條道路相交,如果相交的兩條道路在交叉口處縱坡均為直坡,交叉口高程處理相對簡單,但如果相交的兩條道路中有一條有豎曲線,或者兩條道路均有豎曲線,對道路交叉口的豎向高程設(shè)計比較復雜。
【關(guān)鍵詞】道路工程;施工圖設(shè);交叉口豎曲線設(shè)計
文章編號:ISSN1006—656X(2013)09 -0187-01
對道路等級均為基地的次干道。筆者在這次道路設(shè)計中運用道路軟件摸索總結(jié)了一些經(jīng)驗,主要談下交叉口設(shè)計中的一些疑難問題和處理方法。
兩條道路相交,如果相交的兩條道路在交叉口處縱坡均為直坡,交叉口高程處理相對簡單,但如果相交的兩條道路中有一條有豎曲線,或者兩條道路均有豎曲線,對道路交叉口的豎向高程設(shè)計比較復雜。實際上根據(jù)《城市道路設(shè)計規(guī)范》CJJ37-90第5?2?6條“各級道路縱坡變更處應設(shè)置豎曲線”,《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》GBJ22-87第2?3?7條,當主、次干道和輔道縱坡變更處的相鄰兩個坡度代數(shù)差大于9時,應設(shè)置豎曲線,這也就意味著只要道路交叉點設(shè)計為縱坡變坡點,就有可能設(shè)置豎曲線。我們做道路施工圖的依據(jù)一般是相應用地的控規(guī)圖紙,在控規(guī)圖紙中,道路豎向工程規(guī)劃中道路變坡點多數(shù)都取在交叉口處,這樣控規(guī)設(shè)計相對簡單,但到了施工圖階段,所有變坡處都必須做豎曲線,也就是說多數(shù)交叉口處都要做豎曲線,交叉口設(shè)計中多數(shù)都存在豎曲線問題。因此,必須去面對這些復雜問題并把它解決好。
我們來看看兩條道路平交的本質(zhì)。它們的共同點是有一個相交點,即交叉點,這個交叉點不僅平面位置相同,豎向的高程位置也必須
保持一致。
下面我們將原直線變坡點標高稱為理論變坡標高,變坡點處對應豎曲線上的標高稱為實際設(shè)計標高。道路豎曲線有凸曲線和凹曲線兩
種,凸曲線時實際設(shè)計高程比變坡點理論變坡標高要低。
凸豎曲線變坡點理論變坡標高為405.885m,外矢距E二0?295m,實際設(shè)計高程調(diào)整為405?885-E二A05?885-0?295二405?590m,比變坡點理論變坡標高低了一個外矢距的距離。
變坡點理論變坡標高值為403?110m,實際設(shè)計高程為403.110+E=403.110+0.179=403.289m。
我們分三種情況來討論一下在平交交叉口中有豎曲線的情況:第一,相交的兩條路在交叉點處均包含豎曲線,兩者豎曲線或者同為凸曲線,或者同為凹曲線;第二,相交的兩條路在交叉點處均包含豎曲線,一條道路的豎曲線為凸曲線,另一條道路的豎曲線為凹曲線;第三,相交的兩條路在交叉點處僅一條有豎曲線,另一條為直坡通過;對于第一種情況,兩條道路設(shè)置豎曲線后交叉點的實際設(shè)計標高比變坡點理論變坡標高同為增加或減少一個外矢距,故設(shè)計時只需調(diào)整兩條道路的豎曲線外矢距El=E2,則道路交叉口的交叉點,實際設(shè)計標高分別在兩條道路的縱斷面圖中能夠保持一致。
對于第二種情況,假設(shè)交叉點變坡點的理而如果是凹曲線,則實際設(shè)計高程會比變坡點理論變坡標高高出一個外矢距E的距離,論變坡標高為H,兩條道路在交叉點處分別設(shè)置凸曲線和凹曲線,凸曲線的外矢距為El,凹曲線的外矢距為E2,如果不加處理,設(shè)置凸曲線道路的交叉點實際設(shè)計標高將降低為H-El,而設(shè)置凹曲線道路的交叉點實際設(shè)計標高將增高為H+E2,顯然H-El羊H+E2,即平交的兩條道路分別在各自的縱斷面圖中,作為同一個點的交叉點處有各自不同的實際設(shè)計標高,這與道路平交時交叉點豎向的高程必須一致,必須做出恰當?shù)恼{(diào)整。如何調(diào)整,我們觀察這個簡單的不等式H-El羊H+E2,不等式的兩邊分
別代表的是兩條道路的交叉點實際設(shè)計標高,我們的目標是將不等式變?yōu)榈仁剑磧蓷l道路的交叉點實際設(shè)計標高一致,兩條道路就可以保證平交。這個時候唯一的辦法是調(diào)整兩條道路在交叉口處的變坡點原理論設(shè)計標高H,需要設(shè)置凸曲線的道路,H值要增加為新理論變坡標高Hl,而需要設(shè)置凹曲線的道路,H值要減少為新理論變坡標高H2,實際操作時可以調(diào)整一條道路,也可以調(diào)整兩條道路,調(diào)整時最好遵循原則,在原規(guī)劃不變的前提條件下,分清主次道路,盡量調(diào)整次要道路,經(jīng)過試算,滿足等式Hl-El@H2+E2成立即可(其中Hl設(shè)置凸曲線道路變坡點微調(diào)抬高后的新理論變坡標高,El凸曲線的外矢距;H2-設(shè)置凹曲線道路變坡點微調(diào)降低后的新理論變坡標高;E2凹曲線的外矢距)。
談了上面兩種情況,到第三種情況相交的兩條路在交叉點處僅一條有豎曲線,另一條為直坡通過,也很容易調(diào)整修改了。
假設(shè)交叉點變坡點理論變坡標高為H,通過豎曲線的外矢距為E,這時直坡道路在交叉點處的實際設(shè)計標高與理論變坡標高相同仍為H,設(shè)置豎曲線道路的交叉點實際設(shè)計標高相應變?yōu)镠士E,顯然H羊H士E。
對于直坡道路,因為位于交叉點的前后縱坡必須保持一致,所以沒有調(diào)整縱坡變坡點標高的可能性。這時可以從調(diào)整含豎曲線的
這條道路的交叉點理論變坡標高來做文章,把交叉點的變坡點理論變坡標高調(diào)整為Hl@H士E,調(diào)整后兩條路在交叉點處的實際設(shè)計標高均為H。滿足平交的豎向標高一致要求。
總結(jié)上面三種情況,得出結(jié)論:統(tǒng)一目標為兩條道路在交叉點處實際設(shè)計高程一致。
第一,當相交的兩條路在交叉點處均包含豎曲線,兩者豎曲線或者同為凸曲線,或者同為凹曲線時;采取措施調(diào)整兩條道路的豎曲線外矢距F。
第二,若相交的兩條路在交叉點處均包含豎曲線,一條道路的豎曲線為凸曲線,另一條道路的豎曲線為凹曲線;采取措施調(diào)整一條道路或兩條道路在交叉點處的原理論變坡標高H為新理論變坡標高Hl和Hg,滿足等式Hl_E廠Hg+Eg成立即可(其中Hl設(shè)置凸曲線道路變坡點微調(diào)抬高后的新理論變坡標高,El凸曲線的外矢距高H2-設(shè)置凹曲線道路變坡點微調(diào)降低后的新理論變坡標高;E2凹曲線的外矢距)。
第三,若相交的兩條路在交叉點處僅一條有豎曲線,另一條為直坡通過,則應采取措施調(diào)整含交叉點豎曲線道路的變坡點原理論變坡標高H為新變坡點理論變坡標高Hl二HE。
調(diào)整原則是:優(yōu)先主要道路不變,調(diào)整次要道路。調(diào)整試算時要根據(jù)設(shè)計道路的類別和級別確定行車速度,滿足豎曲線最小半徑和最小長度要求,城市道路參考《城市道路設(shè)計規(guī)范》CJJ37-90表5?2?6,廠內(nèi)道路參考《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》GBT22-87第2?3?7條“豎曲線半徑不應小于1OOm,豎曲線長度不應小于15m。
上面提出的是一些應對措施,如果設(shè)計工作從前期控規(guī)階段開始,可以盡量避免將變坡點設(shè)在道路交叉口處,則以上的麻煩將全部化繁為簡,后續(xù)的施工圖交叉口設(shè)計將會變?yōu)閮蓷l直坡道路相交,設(shè)計會簡單很多,從而節(jié)省時間,加快工作進度,提高工作效率。