土木工程专业毕业设计指导书交通土建.docx

1、土木工程专业毕业设计指导书交通土建毕业设计指导书土木工程专业毕业设计指导书（道路工程方向）一、目的和要求（一）目的毕业设计是一个重要教学环节，也是学生在学校完成技术员基本训练的一个重要阶段。学生在学完基础课、技术基础课、专业课以后，在教师指导下独立完成一段公路设计任务，通过毕业设计综合运用与巩固已学完的技术基础知识与专业知识，培养分析问题与解决实际问题的能力，发展学生智力，为毕业后能较快的适应工作需要打下基础。（二）要求1、设计中学生根据所给资料及查阅补充的必要材料，认真分析研究，拟定设计方案。经过计算对比，进行必要的修改后完成最后的设计成果。设计成果包括设计图纸，计算过程和结果，以及设计说明

2、书；2、学生应在教师指导下独立思考、独立完成设计，并以此作为评定成绩的依据。允许同学间相互研究讨论，但不得搬用和抄袭他人的成果；3、图纸要保持整洁，说明书要有条理，简单明了，计算数据要准确；4、毕业设计所需文具：比例尺 1 根、三角板一付（22cm）、圆规一支、分规一支以及计算纸、计算用稿纸和说明书用纸和铅笔、橡皮、小刀等；5、毕业设计可采用道路CAD设计软件（纬地5.82数模版）辅助完成，要求对该软件能熟练应用。本次毕业设计包括下列几方面内容：1) 公路技术等级的确定； 2) 公路平面设计（纸上定线）；3) “技术标准”中几何指标的选择与计算；4) 公路纵断面设计；5) 公路横断面设计；6)

3、 公路排水或防护工程设计；7) 路面设计；8) 工程概算。二、毕业设计的步骤、方法和深度（一）技术等级的确定公路技术等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，适当考虑远景发展的交通量，结合公路的使用任务和性质综合确定。因此，公路技术等级的选用是一项比较复杂的问题，一般由上级有关交通部门确定。本设计综合考虑了多方面因素，将在毕业设计任务书中指定。（二）纸上定线1、拟定路线走向在给定的地形图上根据指导老师提供的主要控制点研究线路总体布局，分析地形、地质（本设计暂不考虑）及地物等情况，选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔等有利于展线的地点，拟定线路各种可能的走向。2、试坡当遇到纵坡的限制较严时，必须用平

4、均纵坡i沿各种可能的走向由上而下进行试坡，设等高线间距为h，取计算等高线的平均长度a，a =h/i，用量规开度为a（比例与地形图同），在图上试坡，得出均坡线。3、定导向线分析均坡线，结合地形、地物及艰巨工程等情况，选择相应的中间控制，从而调整控制点相应线路的纵坡，重新试坡，得出导向线。4、修正导向线参照导向线作平面试线，注明平曲线半径，量出地形变化点桩号及标高，绘制纵断面图。并设计纵坡，得出各桩位概略设计标高。并用“横断面控制”的方法修正导向线。5、定线在所定向线的基础上，参照各“经济点”和“活动点”的位置，按规定的技术标准反复试线才能得到满意的结果。6、纵断面设计路线确定后，量出路中心线穿过

5、每一等高线的标号和高程，绘制纵断面图和进行纵断面设计。纸上定线是个反复试定的过程，试线修改次数越多，最后所定路线的质量相对来说越高，直至取得最佳线路方案为止，纸上定线工作才能算完成。7、要求根据纸上定线的特点，本次毕业设计要求在最后上交毕业设计成果时，必须把纸上定线过程中的有关底稿一并上交，作为评定成绩的依据。（三）公路平面设计1、圆曲线半径的设计1）确定圆曲线半径的原则 各级公路的圆曲线半径应尽量采用较大的半径，在一般情况下，宜选用大于标准所规定的该级一般最小半径。只有当地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径，不要轻易采用极限最小半径。 圆曲线半径的选定，除要与弯道本身所在位置

6、的地形、地物条件相适应，使曲线沿理想的位置通过外，还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。 圆曲线半径过大也失去意义，因此最大半径不宜超过10000m ，以利于设计与施工。 各级公路不论转角大小，均应设置曲线（包括圆曲线和缓和曲线）。2）确定路线导线交点转角首先在地形图上，从起点由左向右编写转角号，即 JD1、JD2、JD3 。确定路线导线交点转角要用正切法。不得用量角器直接量取。3）考虑圆曲线半径选定的原则和转角值，确定该路段每个交点的圆曲线半径，并计算或查曲线测设用表确定圆曲线要素。2、缓和曲线的设计对各交点处圆曲线半径进行分析，当圆曲线半径小于不设超高的圆曲线最小半径，应在该交点处圆曲线两端

7、设置缓和曲线，缓和曲线计算步骤如下：1）确定缓和曲线最小长度，采用数值较大者，并用整5米倍数；2）计算切线角、缓和曲线常数p和q；3）计算有缓和曲线的单曲线的切线长Th、曲线长Lh、外距Eh、超距Dh。3、确定路线桩号在实际路线测量时，用钢尺丈量直线距离，设置整桩与加桩，在交点处设置平曲线。在进行毕业设计时，是在地形图上由路线起点从左向右用比例尺（12000）量距，桩距采用50米，加桩视地形变化而定，加桩采用整米数。1）直线上整桩（50、100）与平面线基本的量法如下： 从路线起点用比例尺（12000）沿路线中线由左向右量距，每隔50米处用铅笔垂直中线方向画一小横线，在百米处紧靠路中线上方用铅

8、笔写上1、2、3，即里程K0+100、K0+200、K0+300，一直量至第一个交点（JD1）处。 确定平曲线基本桩位置和桩号用比例尺从交点JD1 处沿导线向回量T或Th，得圆曲线或第一缓和曲线起点位置，沿路线前进方向中线量T或Th，得圆曲线或第一缓和曲线的终点位置，沿交点JD1的分线向圆心方向量外距E，得曲线中点位置。 计算曲线基本桩桩号按圆曲线基本桩桩号计算格式计算ZY、QZ、YZ 桩号，按基本桩桩号计算格式计算ZH、HY、QZ、YH和HZ 桩号。 将基本桩桩号（如 ZY K0+233 等）用铅笔垂直中线方向标在曲线外侧（QZ 桩号可不标出）。 再以 YZ 或 HZ 为准，以同样方法向路线

9、前进方向量取直线上整桩和平曲线上的基本桩，直至路线终点。2）路线加桩。毕业设计要求一般只设置地形加桩，在路线范围内，纵向与横向地形有显著变化处，应钉设地形加桩。还应注意，在平曲线上地形变化处也应设加桩。4、直线曲线及转角表和路基设计表的填写1）路线各交点转角、圆曲线半径、曲线要素和曲线上基本桩设置完毕后，应将上述有关数据填写在“直线曲线及转角表”内。它包括交点号、交点桩号、转角度、曲线各部分数值、曲线位置（桩号）、直线长度及方向角和测量断链等 22 项。毕业设计一般只填写 117 项。该表交点号先填写起点，再填写JD1、JD2，最后填写终点。表中第 16 项为直线长度L，是指两交点间的直线部分

10、长度，其值为相邻两平曲线起、终点桩号之差。如JD2平曲线终点桩号为 K0+625，JD3平曲线起点桩号为 K0+846，则JD2 JD3 之间直线长度为：L = (K0+846)(K0+625)= 221m。路线起点到JD1 间的直线长度和最后一个交点JDn到路线终点之间的直线长度如何计算，请设计者自行考虑。2）路线的整桩、加桩和曲线基本桩桩号随时记在草稿纸上，再填写在“路基设计表”的1栏中。此时，还可以完成该表2、3 栏。5、超高与加宽的设置1）超高当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，根据公路等级、地形和圆曲线半径值，确定曲线部分全超高值。超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的超高值计算，以绕

11、内边轴旋转的公式计算。路拱横坡值可根据公路等级选用。2）加宽当圆曲线半径等于或小于250m，应在平曲线内侧加宽，双车道路面设置的全加宽值可按“公路平曲线加宽值表”选用，由三条以上车道组成的行车道，其路面的加宽值应另行计算。超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的加宽值计算，以线性正比例计算。3）将超高、加宽计算值（按相应桩号）填入“路基设计表” 1519 栏中。6、有关平面视距保证，可在横断面设计中考虑（四）公路纵断面设计1、点绘纵断面图在米厘方格纸上点绘出里程、桩号、直线与平曲线、地面高程和地面线，并将桥涵、地质土壤与纵坡设计有关资料在纵断面图纸上标明。横坐标比例尺用12000，纵坐标采用 120

12、0。1）每个毕业设计题路线里程大约23km，需米厘方格纸一张。将米厘方格纸从中间水平方向裁成两张。纵断面图幅尺寸、表头和图标等要求由指导老师根据交通部公路局1987年发布文公路工程基本建设项目设计文件图表示例具体指定。2）各桩号地面标高的确定在实际设计中，各桩号的地面标高由水准测量提供，进行毕业设计时，各桩号地面高程从地形图上相应桩号位置确定，即该桩号位置在某相领两条等高线之间，用内插法确定高程，举例如下： 若图有K1+700、K1+765、K1+800三个桩，则其各桩高程为： K1+700桩在等高线304和306之间，沿路线方向两等高线间距为1.6cm，K1+700 桩距304为0.42cm

13、，而等高距为2m，则K1+700 地面高程为：304+（20.42）/1.6=304+0.525=304.525304.53（取小数点后两位） K1+765在等高线308和310之间，沿路线中线方向两等高线间距1.1cm，K1+765桩距310为0.35cm，等高距为2m，则K1+765桩地面高程为：310+（20.35）/1.1=310+0.636=309.364309.36 K1+800正好在312上，其高程为312。3）各桩地面高程确定后，随时填入路基设计表第12栏对应位置上。各桩高程确定并填入路基设计表后，就可根据地面高程将各桩点绘在纵断面图上。应注意：在标出纵向坐标整 10 米高程前

14、，应注意每张图各桩高程中，最大高程与最小高程两个桩的高差是多少，这样即可将纵坐标整 10 米高程摆在适中位置，避免纵断面地面线过于靠上或靠下。2、标出控制点由于本设计为学生实训性质，不是实测资料，不必考虑过多问题，仅给出路线起终点标高。3、纵坡设计（拉坡）纵坡设计应考虑一般规定与要求以及纵断面图布置有关内容，具体拉坡方法见相关教材，若将试定纵坡线、调整纵坡线和确定纵坡线合并，需采用两块三角板推出坡度的方法。若同时考虑“根据横断面图进行核对纵坡线”，需事先绘出各桩横断面地面线（见横断面设计）。利用两块三角板推坡度的方法：（以下为二级公路采用三角板推坡度的过程，供参考）1）在设计某段纵坡的地面线下

15、（靠近地面线），在米厘方格纸上选择水平 100m。2）用一块三角板在左下方对准1点，在右方纵坐标AB线上选择一点2，2A=1.8cm，1点固定不动，将三角板同时对准2点，此时三角板边线相当纵坡3.6%。3）将第二块三角板放在第一块三角板的下面（靠紧），固定不动。此时用手向左推第一块三角板（三角板向上升）至地面线附近，此时第一块三角板仍可上下移动（第二块三角板不能动），观察在3.6%纵坡情况下，是否符合纵断面设计有关规定与要求（控制坡长、土石方平衡等）？若符合要求，则3.6%纵坡即为此段试定纵坡。根据地形要求和下一段地形变化情况，在右方选择一合适的转坡点（放在整10米的位置上）。 4）若3.6%

16、总坡不符合要求，需将纵坡增大或减小，则再将第一块三角板拉回原处，1点仍不动，调整2点位置，改变纵坡大小，调整纵坡线，再将第一块三角板推上，直至得到合适的纵坡为止。5）当纵坡和转坡点为止确定后，就可沿第一块三角板上边用铅笔轻画一条线至转坡点，此时即为第一段纵坡线。用铅笔在纵坡线上记下纵坡值和坡长。6）用同样的方法确定以后各段纵坡线。在拉坡时要注意2点： 再推第一块三角板时，第二块三角板必须保持不动，否则将改变选择的纵坡。 在试定、调整纵坡前，必须熟读“公勘”教材有关纵断面设计的内容、规定、要求和方法，否则考虑不周密会出现漏洞。4、计算转坡点和各桩高程纵坡和转坡点确定后，即可计算转坡点和各桩高程，

17、先计算转坡点高程，再计算各桩高程（起点控制点高程已给出），并将各桩高程填入“路基设计表”第7栏内。此栏为未计竖曲线之设计标高。5、竖曲线设计1）先计算凸形、凹形竖曲线小半径（根据不同路线等级确定停车视距），再根据竖曲线设计原则选择“各转坡点竖曲线半径”。2）计算各竖曲线要素计算各竖曲线要素，并填写“路基设计表”中的5、6栏。3）计算竖曲线上各桩距切点距离和改正值，并将有关数值填入“路基设计表”第710栏。6、填挖高度计算计算设计标高、填挖高度和施工时中桩填挖高度，并将有关数值填入“路基设计表”第11、13、14、20、21栏中。7、在拉坡时，还应考虑平、纵配合8、应将纵断面设计所考虑的具体问题

18、写在说明书中（五）横断面设计1、点绘横断面地面线横断面的比例尺采用1200（纵、横）。在实际测设时，横断面地面线是由测设队实测的，毕业设计中按如下方法绘测。1）设计要求对选出的1公里路线，逐桩绘出垂直中线两侧和20米范围内地面线。2）将三角板或比例尺垂直中线放在某一桩上（从起点桩开始），此时某桩地面高程已知，从三角板或比例尺上与等高线相交处读出水平距离与高差（以路中线为原点，左右各20米范围内）。注意：此时地形图上比例尺为 12000。现以指导书“纵断面设计”一节为例：求K1+700桩横断面地面线将三角板或比例尺放在 K1+700桩上，并与路中线垂直。 左0.13cm与304等高线相交，水平距

19、离为200.13=2.6m，高差为 K1+700地面高程304.53304=0.53m。 左0.5cm与302等高线相交，水平距离为200.5=10m，高差为304.53302=2.53m。 左1cm与302等高线相交，水平距离为20m，高差为304.53300=4.53m。由上例可知，所求水平距离与高差以切割的等高线为准，但需注意，此时所用比例为地形图比例12000。中线右边20m的水平距离与高差求法同上。3）将水平距离与高差（以路中线为准）按 1200比例尺点绘在米厘方格纸上，各点边线即为横断面地面线。4）若采用10575厘米方格纸，横向截开为两张，每张约为5075，以75cm边为水平方向

20、绘制横截面地面线。水平方向可在 10、25、40、55和65cm安排5行，其中地面线相互有干扰，对设计影响不大，竖直方向每隔 5cm 绘一图，即将地面线中心线置于5、10、15cm处，但上、下各留5cm空余。5）绘制横断面地面线时，从图纸左侧10cm竖直行开始，由下向上排列桩号，第二行亦从下向上排列桩号。此要求与野外实测横断面地面线相同。若不是采用5075厘米方格纸。其横竖间隔尺寸与上述要求相同。2、设计横断面设计线（戴帽子）1）挖方路段或填方高度小于50cm地段的边沟尺寸，可统一采用梯形。底宽50cm、深50cm，若拟定为石方地段，可统一采用三角型或矩型边沟。2）挖方路段一般采用土质挖方，亦

21、可选择土石混合挖方，则需拟定土石方分界线。3）路堤边坡一般采用11.5，路堑边坡可参照“公勘”教材选用，也可按当地经验数字选用。3、土石方计算与调配1）先将路线桩号（1公里）填入“路基土石方数量计算表”中。2）按积距法计算土石方填挖面积。先将填、挖面积记在横断面图下方，待填、挖面积全部计算完毕，再将填挖面积分别填入“路基土石方数量计算表”24栏，计算平均面积和距离，并填入58栏。注意：土石方面积采用小数点一位，距离采用整米数。3）计算土石方体积，并将体积数字分别填入“路基土石方数量计算表”923栏。 土石方体积采用整方数，绝不能用小数。 土石方应分别计算，挖方、填方应分别计算。4）根据相邻两断

22、面的填挖方体积，计算“本桩利用”、“填缺”和“挖余”，并分别填入“路基土石方数量计算表” 2429栏。5）在进行纵向调配前，先计算经济运距和选择运输工具。在计算经济运距时，借方单价（即挖方单价）D，超运运费单价T可采用“预算定额”中相应的工日数，也可采用当地的单价或老师指定。6）经济运距确定后，即可按“远运利用纵向调配示意”和“土石方调配的一般要求”、“调配方法”进行土石方调配。注意：要利用相应的校核公式校核。7）纵向调配完成后，将借方、废方和总运量填入“路基土石方数量计算表”3136栏中。8）计算计价土石方数量。4、绘制典型横断面图这里要特别指出的是以上介绍的方法主要针对手工线路设计，事实上

23、随着计算机应用的普及，公路平面、纵断面和横断面的设计绘图以及相关计算，可借助“纬地”CAD软件系统完成，但前提条件是必须掌握以上给出的设计及计算方法，同时要熟练掌握“纬地”软件并能正确输入设计公路的平面、纵断面和横断面数据；另外在毕业设计说明书中，对于线路设计这一部分所有涉及的计算公式都必须罗列出来，若相关的数据表格可由“纬地”软件直接生成，也需插入到说明书的相关位置，同时这些数据也必须能由前面罗列的公式计算校核。（六）路基设计本毕业设计只要求进行路基排水设计或路基防护设计。以路线所经地区的地形图、纵横断面设计图为基础，参照 “路基路面工程”教材第五、六章路基的防护与加固和第七章路基路面排水设

24、计有关内容。1、路基排水设计1）在进行排水设计时，要以“路基路面工程”教材路基排水设计原则为基础，只考虑地面排水，无需进行排水沟渠水力计算。2）按教材中地面排水设计和排水系统设计有关内容，以及地形图、纵断面图等资料进行全线综合排水设计，即考虑全线边沟、排水沟、截水沟位置，起讫桩号、纵坡、排水方向等。2、路基防护工程根据地形图、纵横断面图，在横断面设计1公里范围内考虑路基防护与加固问题。主要参照“路基路面工程”教材有关内容。在横断面设计1公里范围内，若有路基防护与加固问题，需绘制防护与加固工程图。若在横断面设计1公里内需设挡土墙，按“路基路面工程”教材有关内容，并参照算例，进行挡土墙尺寸拟定，挡

25、土墙布置、土压力计算和挡土墙稳定性验算，并绘制挡土墙平、纵、横断面图。（七）路面设计本次毕业设计根据公路等级、交通量和交通组成、当地自然条件，以及地质土质、水文等条件，进行柔性路面设计。请参照“路基路面工程”教材中沥青路面设计和水泥混凝土设计及公路路基土及土基干湿类型有关内容。1、路面设计原则路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计，应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则，比选路面结构设计方案。在条件许可下，优先选用便于机械化和工厂化施工的方案，使设计具有技术先进、经济合理、安全适用。2、确定路面等级和面层类型路面等级、面层类型

26、应与公路等级、交通量相适应。3、确定标准轴载与轴载换算4、划分段落，确定土基回弹模量根据任务书所给条件，查公路自然区划图可确定该路段所在区域。1）划分段落主要从不同路基土组和路段干湿类型考虑。不同土组以纵断面设计中所分段落为准。因毕业设计无实测资料，土基干湿类型可按如下方法确定： 确定临界高度临界高度指在不利季节，土基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时，路槽底距地下水位或表积水水位的最小高度。当缺乏实际资料时，干燥、中湿、潮湿状态的路基临界高度（H1、 H2、H3）可按“路基路面工程”教材提供的数据选用，实际路基高度可见纵断面图和路基设计表，地下水位深度可根据地形图并结合纵断面图在地势低洼和路基填

27、土高度较低（0.5m ）地段自行拟定，可假设地下水位距地表面 0.51m。 确定平均相对含水量划分土基干湿类型以为主，在新建公路种，因无法实测求得，毕业设计中，可拟定如0.57或0.6为干燥路段（地势较高路段）、=0.65为中湿路段、0.7为潮湿路段。但为减轻毕业设计工作量，根据土组和干湿类型划分的段落不可过多，一般同一土组划分路基干湿类型2种即可。2）确定土基回弹模量根据，确定不同土组的土基回弹模量值。5、路面结构设计对于沥青路面设计应包括以下内容：1）结合任务书所给材料供应情况和公路等级，拟定路面结构方案、确定材料回弹模量。2）确定路面容许弯沉值3）确定路面厚度，沥青路面在计算路面结构层厚

28、度时，考虑以弯沉为设计标准的路面结构计算方法，并验算弯拉应力。路面厚度可用图解法按容许弯沉值计算。其步骤如下： 计算综合修正系数 F； 计算理论弯沉系数 L；a）计算实际弯沉系数 S ；b) 计算理论弯沉系数 L； 计算路面结构层厚度H（或 h ）； 验算弯拉应力。4）若采用双层体系应力和弯沉计算，可参照“路基路面工程”教材。对于水泥混凝土路面设计应包括以下内容：1）路基和基(垫)层的结构组合设计；2）混凝土面板的平面尺寸确定和板厚计算，混凝土板厚的计算步骤： 收集交通资料，包括：初始年日平均交通量和交通组成，方向分配系数和车道分配系数，交通量的年平均增长率； 计算设计车道使用年限内的标难轴载

29、累计作用次数Ne； 初拟路面结构，包括：路基干湿类型和土质，垫层类型和厚度，基层类型和厚度，面板初估厚度和平面尺寸。 确定混凝土的弯拉弹性模量Ec； 确定基层顶面计算回弹模量Etc； 计算荷载疲劳应力p； 计算温度疲劳应力t； 检验t与p之和是否满足要求。如满足，则初估定厚度可以作为设计厚度。如不满足，则重新拟定路面结构，重复第5步以下的计算，直到上述要求满足为止，设计厚度取整至厘米。3）接缝设计4）配筋设计路面设计完成后，要绘制路面结构图，计算路面工程数量。图纸尺寸和比例可根据路面结构类型数量自行拟定。（八）桥涵设计（可选择涵洞设计或小桥设计，建议做涵洞设计）1、小桥涵位置的选择本设计在平面

30、图上选择。2、小桥涵孔径的确定及类型选择方法见“水力水文”教材，本设计可结合采用估算法拟定孔径，套用标准图。3、小桥1）拟定桥长，绘制桥型布置图。方法见“桥梁工程”教材。2）结构图设计：以中小桥及特殊设计的涵洞，还需绘出结构设计图。3）计算工程数量：根据小桥（涵）的设计图计算工程数量，除桥涵结构本身的数量外，应计算基坑开挖及回填的土石方等有关项目的数量。4、涵洞1）设计涵底纵坡，确定涵底标高。方法见“桥梁工程”教材。2）涵长计算：方法见“桥梁工程”教材。3）绘制涵洞布置图、结构图。一般采用标准图设计。4）计算工程数量。（同小桥）5、要求1）全线需桥涵的位置，经设计者拟定的桩号、孔径、孔数、型式

31、均须标注在路线纵断面图上。2）计算书 计算书内容应包括所设计涵洞的桩号、孔径（孔数）、类型等基本内容。 计算涵洞长度和洞口涵底设计标高根据所确定的涵底设计标高及纵坡（涵底设计标高通常以图中0.5毫米的倍数按比例推算，设计坡度一般采用整数值）和计算涵洞长度，并确定进出水口处涵底设计标高。 计算涵洞工程数量根据标准图中的“材料数量表”及各部分设计尺寸，计算涵洞各部构件和建造涵洞有关的工程量。工程数量应注明部位和所采用材料。3）设计图绘制所设计的涵洞布置图和结构设计图，列出涵洞工程数量表。由于只做一座涵洞设计，可将布置图和结构设计图结合一起绘制，即在布置图上可同时绘出涵洞的平面、洞口侧面以及涵身断面、洞口断面等，其它的细部构造，如圆管、盖板、台帽、支撑梁等在布置图上未能清楚表示的构件，再分别绘图。工程数量表按要求格式绘在布置图内。设计图上应有附注说明（九）工程概算公路工程概算费用有建筑安装工程费，设备、工具、器具、及家具购置费，工程建设其他费用，预留费用共四大部分组成。三、应完成的