时间:2022-03-23 12:48:42
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇工程设计论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
(1)线杆距机械开挖沟槽最小安全水平距离为1.5米,沟槽施工时,开挖沟槽坡度暂按1∶0.33计。若遇湿软地基,则另作处理。(2)针对孝康路口现浇混凝土盖板涵建议在施工时先拆除、后恢复。该段施工时应选择晴朗天气连续作业,避免由于雨季降水而影响施工质量和施工进度,安全隐患应防患于未然。该段下游现状渠的整修应满足近期需要,并兼顾长远建设,确保夏秋暴雨季节来临时不造成危害。(3)由于该工程线路长,管径大,埋设深,所需开挖沟槽上口宽度较大,现有线杆基本沿着现状道路布设。为不影响居民正常用电,并确保施工安全顺利进行,对现有线杆应保持足够的安全水平距离。现状道路基本上为混凝土路面,沟槽开挖时势必会影响附近居民通行,因此应采取必要的措施。由于开挖沟槽较深,为安全起见,应在沟槽旁设置警示标志,在各个路口处应设置围栏,夜晚或阴雨天应设置警示灯或明显标志物。沟槽按规范要求回填后应恢复现有的道路,道路结构恢复标准不低于原有强度标准。(4)二十里渠,老榆沟渠截流槽采用混凝土结构,上部布设粗格栅一道,用于拦截渠中较大的杂质和树枝等杂物。在截流槽与支管相接处亦应设置一道粗格栅。粗格栅采用不锈钢材料,格栅间隙100mm。沉泥井应不定时地进行清理,避免由于泥质等杂物积存过多而淤塞管道。(5)孝北新修排水渠段污水管线基本沿新修成的孝北排水渠东侧2米外布线,在开挖管沟时应与现状新修排水渠预留够足够的安全距离,避免由于新开挖管沟而影响现有排水渠的稳定性。新开挖沟槽与现状线杆保持1.5米的安全水平距离。排水渠东侧各个预留排水管应顺接至新修污水检查井中,避免事后随意开凿管道。(6)污水管道基本沿着现状排水渠东边布设,该段国防光缆紧邻现状排水渠,施工前先探明管线的具体情况,包括位置和埋深。在不影响施工的前提下予以保护。对其他各段的地下隐蔽管线均应如此。(7)横穿连霍高速涵洞处,连霍高速过路涵洞宽为3.85米,而此处排水管直径为DN1500,排水管管底距自然地面高在5-5.73米间。施工前先调查清楚该处桥涵基础情况,避免由于管道施工而损坏桥墩的整体稳定性而造成安全隐患。建议此段在不影响涵洞基础、不造成安全隐患,满足施工要求的前提下采用顶管施工。(8)根据甲方要求,新设计污水主干管引入污水处理厂现有初沉池中。(9)此设计图是根据甲方要求在现有地形图上布设污水管线,施工时污水沟槽与线杆的安全水平净距不足1.5米时或遇到其他障碍物时,请及时通知业主和设计单位,共同查勘后及时协商处理。(10)沿途埋设污水管道,若沟槽开挖较深时应做好边坡支护,具体措施由甲方根据现有国家规范和施工要求而定。若埋深较浅而管道上部覆土厚度不足时,为不影响过车而又要确保管道安全时,应在管道上部铺设一层200厚C20混凝土,宽度同底部管基宽,具体实施根据现场实际情况而定。
2截留污水
根据巩义市城区整体规划,对现有合流制排水系统,应安城镇排水规划的要求,实施雨污分流改造;暂时不具备雨污分流条件的地区,应采取截留、调蓄和处理相结合的措施,提高截留倍数,加强降雨初期的污染防治。结合巩义市实际情况并考虑未来的发展状况,对本次工程所涉及的两大排水系统的截留倍数采用4。即通过各设置一道截流槽和支管把污水引入到污水干管中来。
3污水管线设计工程实施的意义
1.1配网工程设计有助于配网工程改造与建设的全面规划
配网工程设计工作,对提高配网工程改造与建设工程的质量有着巨大的帮助。在配网工程设计的内容中,包含对配网工程改造与建设的路线规划、电网结构构架、电网设备选择、电网无功补偿的制定、供电电源点的位置布设等等内容,这些内容对于施行配网改造与建设工程有着非常重大的帮助,能够有效地减少配网改造与建设过程中发生的配网结构布置不合理、配网设备选用出错、配网供电能力不能满足城市发展的要求等等错误的现象。按照配网工程的设计进行配网改造与建设的施工工作,能够有效的满足现代化的配网建设要求,降低配网改造和建设过程中的成本投入,提高配网改造和建设后产生的经济效益和社会效益。
1.2配网工程设计有助于帮助配网改造与建设工程选择合适的电压等级
在配网工程的设计过程中,需要对当前城市运行的电网状况进行一次清晰的调查,以发现当前城市配网运行过程中的问题,改变当前城市电网运行的布局。在对城市电压等级的选择中,配网设计能够对城市不同地区的电压进行确定,分层分区的组成配电网的电压等级,简化配电网中的电压等级限制和需求,逐步提高电压等级,有利于配电网的合理布局,简化配网的组成结构,减少配网中变电层次和电能损耗,增强城市配网的安全可靠性和经济运行水平。甚至在配网工程的设计中,对电网导线得截面都有一定的设计。
1.3配网工程设计有助于提高配网改造和建设后的自动化水平
在配网工程设计中添加关于配网自动化的设备,可以有效提高配网改造和建设后的自动化运行水平。例如在10KV配网的自动化事故处理设计中,可以利用自动化设备自动切除线路的故障区段,使配网能够自动恢复完好并继续向向地区供电。首先,可以在配网工程的设计中在配网上安装新的自动化设备,发生事故时可以自动执行操作;其次,可以在设计内容对配网改造,将环网线路或者“手拉手”线路分成几段设计,通常以三只开关分成四段为最佳设计方案。
1.4配网工程设计能够有效缩短配网改造和建设工程施工的工期
在城市配网改造和建设工程中,中低压配电网是提高配网运行可靠性的关键,而中低压配电网的组成包含了10KV配电线路、配电所、开闭所以及380V和220V线路。同时,中低配电线路遍布城市的大街小巷,供电区域交叉重叠、接线过程复杂,改造和建设工程的任务量十分繁重。而做好城市配网工程设计,能够有效地的解决这个问题,在城市配网工程的设计内容中,首先就是对当前改造的配网工程进行清晰明确的调查,确定城市各个地区的线路分布情况以及电能需求情况,根据地区的电能需求安排配网线路的布置,确定配网电源的位置。通过配网工程设计,能够有效的避免配网改造和建设工程施工过程中,中低压线路交错不明、供电重叠、线路复杂、供电功能不符合地区要求等情况的发生,确定配网改造和建设工程施工过程中工程量的大小,有效减少配网改造和建设过程中的无用施工,使配网改造和建设工程能够如期甚至提前完工。
2结语
暖通空调系统可分为三大类,分别为:全空气暖通空调系统、空气水混合暖通空调系统以及全水暖通空调系统;此外按照供暖系统类型可分为:分散式供暖暖通空调系统、分散式供冷暖通空调系统、热泵暖通空调系统、热回收暖通空调系统以及蓄冷暖通空调系统。其中全空气暖通空调系统全部依靠外界风力来进行调控,内部压缩机将外部空气进行等梯度的转化,包括空气热度、湿度以及含氧量,具体转化数据当压缩机内部压力增加至300MPa时,绝对空气湿度达到84%,空气热度达到16℃,含氧量为21%,转化因子系数为0.43,这种转化关系能够使暖通空调外界与内部空间负荷进行有效的调节。空气水混合暖通工程通常利用冷水来取代空间负荷中多余热量,此外还能利用冷水循环系统驱走空间多余湿气,在原有基础上实现了多方循环利用的功能。当空调系统中多余热空气膨胀之后,冷循环空气能够降低空间室内的温度,使空间达到适宜温度。其次便是全水暖通空调系统,这种系统能够结合风机盘管以及组合低压通风装置的系统,能够在外界不利因素下,改善原有空气质量状况。当室内重力循环系统处于中断状态时,全水暖通空调系统通过墙体通风口或者墙洞吸收外界空气,这种空调暖通系统能够适应多方空气的调节,以此减少室内末端重力循环系统的运行阻力。
2暖通工程系统设计问题
2.1循环水泵选用问题
暖通工程系统设计包括循环水泵类型的选用、暖通安装标准规范设计以及暖通空调通风设计,循环水泵类型的选用直接影响着净水压力和水利平衡。通常我国在选用循环水泵容量都比实际所需的水容量偏大,造成暖通工程投资和运行费用偏大的现象。其中主要因素有:计冷负荷偏大,选用循环水泵的容量越大,运载程序所输出的冷循环气流便越大,根据当前建筑所用的冷负荷实际效应值为200,但当选用较大容量循环水泵时,计冷负荷便会超出原有实际所需的40%以上,产出的计冷负荷值为280以上,造成多余计冷负荷的浪费;系统循环阻力计算数值偏大,主要是因为循环水泵在工作状态下,始终处于水循环系统交替状态,若不能选用正确功率的循环水泵,便会使循环系统阻力运行负荷加大。例如:若暖通工程中采用500W适宜功率的循环水泵时,系统阻力系数便会停留在0.3-0.45之间。若采用较小或较大功率的水循环泵时,水循环系统阻力系数便会增加到0.7-0.8之间。
2.2暖通安装标准规范问题
暖通安装标准规范也是暖通工程系统设计的主要因素之一,包括:采暖通风设计和空气调节设计。采暖通风设计主要根据楼宇的建筑面积和布局规划进行合理性的设计,若建筑群体面积较大,不适应采用打墙洞的方式来进行室内空气的交换,而是采用安装大额定功率的暖通 空调,压缩机内的空气转化装置便会在有效的时间内进行室内外空气的转化,以此达到实际需求。暖通安装标准规范中明确指出要在热力入口中的总管上设置温度计以及气压表,以便于在出现故障时采取及时措施。在原有暖通安装工程中并没有装设气压表和温度计,造成暖通空调运行系统不稳定,产生的热量较高,以此带动气压值的升高。
2.3暖通空调通风问题
暖通空调制冷条目中对宾馆和办公楼的冷负荷进行了指标划分,其中办公楼的冷负荷指标数值在100-170W/㎡之间,商场类的冷负荷指标数值在220-2600W/㎡之间。但在实际暖通空调通风系统中采用的装机容量都偏大,造成这种现象的主要因素其中之一便是由于暖通安装人员在进行施工时,将安全系数指标考虑在其范围内,造成实际暖通空调单位面积内的装机容量比额定装机容量的数值偏大。另一因素便是部分设计人员在设计暖通时,将负荷指标效率也列入到实际规范需求中,原有暖通工程没有将负荷指标列入,产生的运行功率与额定功率相差不多,但由于设计人员多方面的涉及,造成后期暖通空调在通风问题上加大了负荷指标效率。
3建筑工程采暖通风设计应用
建筑工程采暖通风设计采用的应用项目有:电热供暖和空调供暖,电热供暖针对的楼群建筑面积较大的用户群体或较为集中的用户群体。假设针对局部供暖、环保供暖以及热源较为集中的区域进行电热供暖,电热供暖还要考虑当地的经济以及文化水平,这样才能更有效的采用有利措施。暖通空调采暖通风设计也逐步应用到实际生活中,例如:某建工大楼采用暖通空调系统进行采暖通风,在设计应用时既要考虑建工大楼的建筑面积、通风量已经换气次数,其中建工大楼一层为报告厅、二层为工作区、三四层为实验区和物流区、针对这种建筑布局,暖通空调在设计时采用了通风设计格局,使每个楼层的空气热值和湿度均能达到实际参数指标。
4结语
工程水文是水利工程设计中必需的重要基础资料,并贯穿了水利工程设计规划、项目建议书、可研、初设各阶段。在水利工程设计前期必须编制工程水文分析计算报告,而且必须通过水文水资源局主管部门审查通过。工程水文的任务是为水利工程设计提供以下各方面相关资料:河流水系概况、气象、水文基本资料、径流、洪水、泥沙、冰情、水质及水面蒸发等,这基本涵盖了工程水文所涉及的所有内容,尤其是泥沙、径流及洪水资料在确定水利工程规模方面起到了重要作用,而水库工程是较典型水利工程,以下就泥沙、径流、洪水资料在某水库工程设计中的应用作为论述。
2工程水文在水库工程设计中的运用
2.1水库基本概况
该水库为山区水库,主要任务是以工业、城镇生活供水和灌溉为主,兼顾防洪。要求灌溉服从工业和城镇生活用水。水库所在河流上游2.5km处有国家基本水文站,具有1962~2010年49年完整的、经审编的实测水文资料,主要观测项目有水位、流量、悬移质输沙率、水温、降水、水面蒸发、气温、水质监测等。
2.2泥沙资料在水库工程设计中的运用
水库建成后,并不是全部容积都可用来进行径流调节,因为泥沙的沉积迟早会将部分库容淤满,因此要根据河流泥沙资料计算水库死水位,由此推出死库容。
(1)泥沙基本资料:水库所在河流上设置有水文站点,河流实测悬移质泥沙资料从1962年开始,共收集了该站1962~2010年共49年实测输沙率及输沙量资料。水库多年平均入库悬移质输沙量为1.53×104t,多年平均入库推移质输沙量为0.38×104t,以悬移质干容重1.3t/m3计,推移质干容重1.8t/m3计,折算成体积,该水库多年平均入库悬移质输沙量为1.18×104m3,多年平均入库推移质输沙量为0.21×104m3,则库(V/WS)为2058,属于泥沙问题不严重的水库。
(2)水库泥沙冲淤计算:各月入库流量、出库流量和相应的坝前水位采用径流调节计算的长系列成果,各月入库含沙量采用相应的实测系列值,进行水库泥沙淤积计算。水库库水位变化较大时,计算时段步长和水位根据水库径流调节成果按月进行初步划分,以水位变化0.1m为一个单位进行水位内插,根据划分的水位步长再细分时段步长,由此绘制水库不同淤积水平年淤积纵断面图,再采用一维不平衡输沙数学模型进行淤积分析计算,即可计算出水库各水平年淤积量,从而得出死库容值。见表1。最终可根据水库运行水平年确定淤积水平年为50年,故该水库死库容为247×104m3。因为泥沙计算是一门专业性很强的计算,其计算过程在河流泥沙专业书籍中均详述,该文中就不叙述了。
2.3径流资料在水库工程设计中的运用
(1)径流基本资料:该水库坝址处无实测水文资料,坝址上游2.5km处设有国家基本水文站,具有1962~2010年49年较完整的实测水文资料,根据该水文站集水面积,按径流深等值线图法计算出的区间水量,演算至拟建水库坝址,推出该水库坝址处1962~2010年49年长系列径流资料。
(2)径流调节:径流调节步骤为:①确定水库坝址处的径流资料,可直接引用水文资料最终结果;②确定水库所辖范围内的用水项,确定设计水平年,设计保证率;③进行需水预测,确定各业需水过程线;④分别就现状年和设计水平年进行水资源供需分析,确定水资源可利用量(与设计保证率相对应)、参与平衡计算的需水量,并得出供需分析结论;⑤径流调节计算,采用长系列法(利用表2中数据)逐月平衡计算,可得出水库兴利库容,再采用典型年法(与设计保证率相对应的某年)对兴利库容进行复核。该水库项目供水范围是该县工业园区、22亿m3煤制天然气项目和水库下辖灌区。主要需水项为工业用水及农业灌溉用水。现状年2011年,设计水平年为2025年。根据规范要求:工业园区工业和生活用水保证率为95%,灌区中农业常规灌溉用水设计保证率为75%,滴灌灌溉用水保证率为85%。然后按照步骤③④⑤即可计算得出水库兴利库容。该水库最终推荐长系列计算兴利库容2578×104m3,对应正常蓄水位为804.55m。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程,该文中就不叙述了。
2.4洪水资料在水库工程设计中的运用
洪水基本资料:该水库坝址上游2.5km处国家基本水文站具有1973~1991年19年实测洪水资料及1992~2010年19年洪峰流量调查资料,共计38年洪峰流量系列资料。设计洪水典型过程线的选择,主要考虑对工程控制运用较为不利,峰高、量大的洪水过程线。最终选定1988年4月29日~5月6日洪水过程作为典型洪水。选列该水库4月29、30两日不同频率设计洪水过程线,其余各日情况类似。一般为正常蓄水位;③选择泄洪方式,一般分为溢洪道单独泄洪,溢洪道与放水洞(定流量)共同泄洪等几种泄洪方式;④对应洪水标准进行洪水调节,多采用试算法。采用设计洪水过程线调节出来的为设计洪水位,对应库容为拦洪库容;采用校核洪水过程线调节出来的为校核洪水位,对应库容为调洪库容。该水库根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定,本工程等别Ⅲ等,工程规模为中型,设计洪水标准采用50年一遇,校核洪水标准采用1000年一遇。该水库起调水位为水库正常蓄水位804.55m。采用溢洪洞单独泄洪方式,溢洪洞型式为侧槽式溢洪洞,根据《溢洪道设计规范》选择正确计算公式后,编制表格即可进行洪水调节计算。该水库最终计算出设计洪水位为806.64m,拦洪库容为232×104m3;校核洪水位为808.04m,调洪库容为392×104m3。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程,该文中就不叙述了。
3结语
公路设计是公路施工建设的蓝图,是确定公路各项性能指标的基础要素。由于道路建设是门复杂的系统性工程,施工条件复杂多变,施工工期较长,涉及因素众多,如果在工程设计阶段没有充分考虑和准确计算并制定切实可行的施工措施,就很可能在后续施工和使用过程中产生问题,导致质量事故,造成不必要的经济和人员损失。在公路设计工作中常见的问题有以下几种。
1.1公路实际使用寿命不能满足规定要求,在使用年限之前很早就发生各类损坏现象,影响使用。
根据我国现行公路标准,公路使用年限要在15年以上,而实际大多数的公路的使用寿命仅有10年。之所以发生这种情况,离不开公路设计时按照较低标准选取技术参数的原因。这样虽然能够在一定程度上降低施工成本,增加经济效益,但也使公路的性能极限大幅下降。公路投入使用后,一旦遭遇较大强度的负荷就容易发生质量问题,导致公路的提前报废,从长远角度看,反而增加了经济成本。
1.2坡长设计不当
我国国土面积广大,地形种类复杂,很多公路路段要在陡坡上修建。坡长设计不仅影响汽车的通行能力,还容易引发安全事故。
1.3平、纵坡的控制指标设置不当
随着地形的变化,公路往往会遇到平坡、纵坡,如果平、纵坡的控制指标没有掌握好,极易引发车辆超载、超速问题。近年来超速交通事故频发,具体原因很多,但平、纵坡的控制指标设置不当,是其中一个重要因素。除此之外,公路设计中还存在诸如前期调研不足、排水不利、变更过多等问题。
2提高公路工程设计质量工作要点
2.1实施公路设计全过程质量控制
按照传统是设计工作方式,在所有设计工作完成后进行设计审查,评价设计方案的质量水平。这种方式仅仅是对设计图纸和方案本身进行质量检查,而忽略了对设计过程的管理。由于工程设计文件篇幅很大,而审查时间往往只有几天,使得审查工作难以深入开展,对设计中存在的不足和缺陷也很难进行彻底清查并修正。因此,加强设计工作全过程的质量控制对于改正缺陷,提高设计方案质量是非常必要的。目前,我国设计过程质量控制工作刚刚起步,实行难度也比较大,对于工作人员的要求也非常高,需要工作人员具备相应水准的技术背景。实施公路设计质量控制要抓好设计工作各个阶段的质量控制,主要要做好以下几项工作。
2.1.1实施设计调查。
精确的设计条件是保障设计工作顺利开展的重要基础要件。在外业工作完成后,建设单位和设计单位要开展一次中间调查,对于施工标准、规模等问题进行研究,拿出方案办法。
2.1.2实施优化设计。
设计方案初步拟制后,由项目建设单位连同设计单位组织专业技术人员,深入全面地研究方案各个细节,查找不足,修正缺陷,进行设计优化,不断提高设计水平。
2.1.3实施施工图会审。
在图纸设计过程中要组织第三方召开专家评审会,对施工图纸进行阶段性会审,确保数据计算无误,图纸质量可靠。
2.1.4实施重点审查。
在工程设计方案完成后,邀请级别更高的设计单位对工程中重要部位或特殊结构进行重点审查,重新验算,将审查结果以书面形式如实传递给设计单位及建设单位,确保设计质量。
2.2切实做好公路线形设计工作
公路线形的选择对于道路施工条件、施工难度、工程质量以及道路投入使用后的服务水平有直接影响。正确合适的线形设计能够大幅降低施工难度,缩短工期,提高工程质量,对于日后道路维护保养工作也有很大帮助。在平面线形设计方面,一要尽可能减少征地拆迁工作量,特别是路线不要途径密集人口居住区。公路建设,不仅仅要占用路面本身对应的地面,对道路两侧的土地也有一定幅度的占用。如果道路经过居民区就会导致大规模的民房拆迁工作量。民房拆迁需要大量的资金和时间,从而导致工程成本大幅上升,甚至影响工程工期;二要尽量避开超高地区域。如果公路途经超高地区域,不仅会提高施工难度,增加施工成本,建成后的道路还可能产生跳车现象;三要加强横坡施陡坡区域的地基质量。在陡峭的地方施工,容易产生地基不均匀沉降和滑坡现象,损坏工程质量和使用寿命,甚至引发安全事故,所以要特别注意。在纵断面线形设计方面,一要正确选取人行通道桥涵或天桥。桥涵和天桥都能够提供人行通道的作用,又各有特点。天桥有利于降低车祸发生的概率,桥涵则节省通行时间,在设计时要根据现场具体情况进行选择;二要减少明涵结构,降低施工及维护成本,防止发生跳车现象;三要尽量减少高填方设计。高填方设计对于施工技术水平要求很高,特别是在土质松软地区,极易发生大面积不均匀沉降,影响道路运行。
2.3重视路基工程设计
一要做好挖方填方相临交界位置的设计。我国国土广袤,公路里程动则数百公里或上千公里,穿山越岭途径不同地质地形区域,不论使用沥青或混凝土何种形式的路面,总会发生裂缝、断板、拱起、接缝破损等质量问题。而挖方填方交界处往往是裂缝现象发生的多发区域。其原因就是没有处理好填方和挖方交界处的垂直变形问题。因此,在设计时就要加强对于填方挖方交界处的处理,制定相应措施,加强过渡部分的缓冲作用,减少裂缝发生。二要做好路堤边坡设计。近两年来,我国某些地区多次发生地震、洪涝等自然灾害,导致山地公路边坡塌陷和路堤损坏事故多发,严重影响道路的正常通行。产生这个的问题的主要原因就是边坡对于意外导致的负荷承受力不足。因此,在设计时必须要注重对边坡的防护,设置护坡道来防御洪水冲击,降低边坡路堤负荷。
3结束语
公路超高设计是一种线形设计,注重的是车辆的行驶安全,从舒适度和经济度角度出发,并按照规范进行。实际建设中地形、路线、气候、湿度等都会对超高设计产生影响,因此应综合考虑公路工程中的超高设计。
1.1最大超高的控制
公路超高设计通常需要按照前文公式进行计算,而最大的超高值则控制为8%以下。我国现有的状况是公路货车数量较多,而公路货运中超载的情况普遍,这样公路上行驶速度相对低。所以按照实际情况,货车在曲线路段行驶其速度较低,因为向心力作用,超高坡度大于6%即容易出现侧翻的危险。而在气候影响喜爱,如雨雪天气等,大中型货车通行率较高的路段就容易出现侧翻等情况,所以超高值应控制在6%以下。同时设计速度高且运行速度较高的路段最大的限制应为10%,而常年积雪冰冻的地区只能选择6%作为限值。下面就针对平原和山区进行限制分析。首先,平原地区的交通网络密集,且地势相对平坦,近郊的道路与城市道路交接。超高设计主要是考虑纵面平缓、交口多等特征,除了考虑前面公式中的因素外,还应考虑超高路段与正常路段的衔接问题。平原公路的超高值如果按照规范进行计算则会影响路面的美观,同时造成路段衔接的困难。因此在设计时应考虑综合性因素,通常选择的限值为1%,并对超高路段进行安全性的测定。实践证明,平原地区经济发达且地势平坦,路网密集,适当的减小超高限值可以增加交通的顺畅和行驶稳定。其次,在山区超高设计中,其地形因素影响较大,通常曲线半径很小,纵面起伏较大,车辆行驶的速度也随时改变,如果单纯的考虑速度计算超高值则不能,按照舒适性要求。车辆的安全也会受到影响。山路复杂性形成了路段不同,设计不同的情况,对连续低指标的山路,货车数量较多,则应减小超高值来获得安全性。对纵向坡大于3%的下坡如果出现曲线环绕的情况,则应结合纵坡的情况进行设计。此类情况计算超高值,需要考虑同样条件下平稳路段的超高设计作为参考。同时应注意的是无论何种设计,都应按照线形设计的规范进行。
1.2公路超高过渡设计
超高路段往往是从直线路段过渡而来,即路基断面从双向横坡变为单向横坡,这个路段即为超高过渡路段。这个过渡在设计中除了考虑离心力的作用以外还应考虑路面结构设计的问题,方便排水、施工等因素都应在设计中进行考量。通常这个路段分为两个阶段:一个是双坡阶段,路肩和形成横坡不能保持一致时,通常先抬高外侧路肩与外侧行车道一致,然后将弯道外侧的车道与路肩升高,直至与弯道内侧行车道持平。如果是长回旋线,则不能满足道路的排水的坡率,此时容易造成外侧车道不能正常排水,所以这个阶段超高设计应控制渐变率不大于1/330。弯道外侧土路肩应保持正常横坡,不参与超高。另一个是旋转阶段。外侧车道和硬路肩、内侧车道进行同时旋转,并与内侧硬路肩坡度一致。然后将两侧车道、硬路肩一起旋转到与内侧土路肩一致,最后两侧车道、硬路肩、内侧土路肩一起转转到超高路面。如果是长回旋,超高的起点应设置在曲率与不超高最小半径一致,双坡阶段也应控制渐变率小于1/330,全超高路段应出现在缓圆节点处。
1.3缓和曲线的长度控制
缓和曲线的作用及时保证路面平面的线形,使之直线与圆曲线之间或者圆曲线和直线之间的曲率改变需要经过的曲线。在缓和曲线的设计中需要注意的是其长度的选择,因为其关系到平面线形的质量。如果缓和曲线过短,则曲线变化不足,且缓和段和圆曲线衔接不能形成自然渐变,影响行车的效果。反之如果过长,则也会影响线形组合的效果,弯道超高和加宽都会受到影响。车辆行驶的转向操作,行驶轨迹出现改变,缓和曲线正是契合这样的规律改变,缓和转弯的冲击适应加速度的改变,可以有效的避免侧面冲击。作为超高变化的过渡阶段,缓和曲线的设置受到了多种因素的影响,具体包括离心力对乘客的影响,超高横坡过渡的曲线改变等。一般而言平缓曲线的长度比选择为1∶1∶1,即回旋线、圆曲线、回旋线比例一致,这样的情况才能保证缓和曲线的协调。
2结束语
1.1公路工程技术标准
二级公路与其他等级公路存在共同特性,也有自身特有的工程技术标准,各类等级公路均需共同的技术指标来表征公路等级特性。相比其他等级公路,二级公路为供汽车行驶的双车道公路,车道宽度根据设计时速确定,一般为8.5~12m,设置的车道宽度和车道数应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000~10000辆,且按15年预测交通流量设计。根据湖南的地形特点,结合交通流量和行车速度,丘陵区干线公路大多采用二级公路设计标准。当作为集散公路时,对于混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段,二级公路设计速度宜采用60km/h;若位于地形、地质等自然条件复杂的山区,经论证,路段设计速度可采用40km/h。桥涵等结构物均采用公路-Ⅱ级荷载;平面交叉应作渠化设计。即便二级公路设计时可以依靠良好的技术标准,但设计时不能照搬标准图,而应以标准图为参考,在合理造价指导下进行优质、创新设计。
1.2二级公路设计内容
二级公路设计内容涉及面较广,涵盖总体设计、公路用地图、路线、路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等。每篇章内容均需体现与二级公路相适应的服务水平,但选择的指标较多,指标相应指数可在小范围内变动。
2公路造价指导设计
众所周知,设计与造价并不分家。常规的公路项目一般是在设计各项工程后,根据相应计价规则并查阅图纸进行造价编制,若工程造价不合理,则修改设计方案及工程量,形成新的造价。实际上,大多数公路设计与造价总需要通过几个修改过程才能达到统一,即自我审查、组织评审及院外专家评审、修改后评审等环节,虽然经历反复修改后会提高工程设计水平,但这些修改让相关工程人员承受相当繁琐的工作,甚至出现长周期的修改,如有些公路项目反复修改过10余次。把握好公路整体造价是提升设计水平的重要方法,可避免反复修改图纸,提高设计效率。设计阶段是工程造价控制的关键阶段,对建设工期、工程造价、工程质量及建成后能否产生较好的经济效益和使用效益起着决定性的作用。但较多工程人员对二级公路造价把握不清,致使设计的公路造价太高,如同高速公路,造成资金浪费;或价格太低,致使施工招标困难。对二级公路造价的大致把握能减少设计盲区,提高设计单位的效益。
2.1公路造价的内容指导设计
公路造价可以体现公路设计结果,在每个阶段相互对应,即项目建议书与投资估算、可行性研究与投资估算、初步设计与概算、施工图设计与预算、设计变更与结算对应等(见图1)。现行公路造价由分部和分项工程组成,根据JTGB06-2007《公路工程概算预算编制办法》、JTG/TM21-2011《公路工程估算指标》,公路造价第一部分为建筑安装工程费,第二部分为设备及工具、器具购置费,第三部分为工程建设其他费用,其中第一、第三部分费用较灵活,尤其是建筑安装工程费,为公路造价主体,而公路设计主体也是由第一部分费用来表征。工程人员可通过熟悉公路造价中的工程估算指标、公路工程概算定额、公路工程预算定额及编制办法,了解每个阶段的设计内容及其工程量计量形式。以涵洞设计为例,在工程可行性研究阶段,其造价为估算,按估算指标仅需设计出多长涵洞及几个洞口的涵洞即可;在初步设计中,其造价为概算,需按概算指标设计出涵洞洞身、洞口材料用量;在施工图设计中,需作进一步详细设计,设计涵洞涵身、基础(含基础处理)、盖板、钢筋布置形式、出口形式(八字墙或一字墙)等。公路造价可反弹琵琶指导工程设计,加快设计进度,提高设计效率。但往往工程人员设计时按常规思维,先设计,后造价,从而出现仅通过初步设计却做成了施工图设计等现象,而最后还是要通过造价来修改设计。
2.2公路造价区域性指导设计
工程建设项目造价主要为人、材、机费用,工程项目所处环境区域不同,所采用的设计形式及施工工艺也会有所不同,人、材、机需求量也不尽相同,工程造价也就不相同。但同类区域的工程项目,因所处环境相同,工程造价会呈现一定的相似性,山岭重丘区和平原微丘区的各自工程造价有着相似的水平。而如今二级公路施工工艺已成熟,有的地区二级公路工程整体造价或分部分项工程造价已较为明确,部分省市也已出台相关政策针对本地区的公路整体造价进行统计。如湖南省交通运输厅出台湘交计统[2012]567号《关于湖南省公路建设项目实行限额设计的通知》,其中限额设计是指按照投资或造价的限额进行满足规范要求的设计,表1为其中部分限额设计指标。虽然表1所示限额设计指标现在已不再实施,但公路整体造价可以此为参考,加强对公路分部分项工程整体造价的研究,结合各条公路所在地区实际情况开展有效的勘察设计,通过地区造价总结,合理控制造价并最大限度地做到技术与经济统一。工程人员需加强公路造价与设计的联系,掌握区域性设计下的整体公路造价水平,以造价水映设计合格与否。公路造价的区域性不仅体现在整体部分,分部分项工程也呈现一定的统一性。如湖区的桥梁或挡土墙的单价往往较高,因为湖区的桩基础往往较长,挡土墙一般需采用砼材料。益阳市几条二级公路的部分分部分项工程单价,可供益阳市周边公路设计时参考。
3结语
设计单位应在接受建设单位的委托设计邀请后,组织拟定桥位处的现场踏勘并进行详细的地形图测量,在充分征询建设单位和相关主管部门的意见后明确桥梁的建设标准。
1.1使用年限
桥梁主要受力构件必须在正常设计、正常施工、正常使用养护的条件下,其使用年限为100年。
1.2设计洪水频率
二级公路上的大、中桥,设计洪水频率为1/100;二级公路上的小桥和三、四级公路上的大、中桥,设计洪水频率为1/50;三、四级公路上的小桥,设计洪水频率为1/25。设计洪水频率内的历史最高洪水位可通过现场调查踏勘、向附近当地村民询问了解、向相关水利部门发函等方式获得。
1.3桥下被交河流的航道等级和净空标准
应与相关航道主管部门联系,获得桥下河流的航道等级、最高通航水位、净空标准及规划等资料,如桥梁下部结构和基础在通航水域中,需设置必要的船舶航行标志、标识。
1.4桥下被交道路的等级和净空标准
应与相关道路主管部门联系,获得桥下道路的等级、净空标准及规划等资料,并设置必要的防车辆撞击设施。3.5道路等级一般来讲,农村公路的道路等级可采用二、三、四级公路标准。具体取用时,不仅要与现状相吻合,还要与规划相协调。
1.6设计荷载
一般来讲,二、三、四级公路,汽车荷载等级为公路Ⅱ级,如二级公路为干线公路且重型车辆多时,可采用公路Ⅰ级汽车荷载。
1.7设计速度和桥梁宽度
二级公路设计速度为80km/h,60km/h,其相应的桥梁宽度分别为12m,10m;三级公路设计速度为40km/h,30km/h,其相应的桥梁宽度分别为8.5m,7.5m;四级公路设计速度为20km/h,其相应的桥梁宽度为6.5m(双车道)、4.5m(单车道)。桥面宽度的具体取值不仅要与现状相吻合,还要与规划相协调。
1.8桥上及桥头引道线形
桥上及桥头引道的线形应与路线布设相协调,各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%,桥头引道纵坡不宜大于5%;位于市镇混合交通繁忙处的桥上和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。
2桥梁的建设规模
在桥梁的建设标准明确后,桥梁的建设规模主要涉及桥梁的立面设计。桥梁立面设计的三要素为桥高、桥长、基础入土深度。
2.1桥高(指最低梁底高程)
桥高通常在做以下三项对比后确定。
(1)设计洪水频率内的历史最高洪水位加安全高度后的高程;
(2)与航道等级相对应的最高通航水位加净空高度后的高程;
(3)与道路等级相对应的最高路面高程(考虑路面加铺因素)加净空高度后的高程。
2.2桥长
梁底高程确定后再确定主孔跨径。一般来讲,在满足桥下净空宽度和泄洪要求的条件下,应尽可能采用较小的经济性跨径,降低上部结构建筑高度,减少投资。确定上部结构建筑高度后进行桥长设计时,为缩短桥长,减少投资,可按以下原则控制:
(1)可能采用较大桥梁纵坡;
(2)平原软土地基台后填土高度不宜大于4.0米,一般地基台后填土高度不宜大于6.0m,城镇人口稠密区,台后填土高度不宜大于3.0米;
(3)桥下净空断面须满足泄洪要求;
(4)桥梁基础宜尽可能避开老桥基础。
2.3基础入土深度
(1)如地基土质承载力较高且具备开挖条件时,应首选扩大基础,否则宜采用桩基础。
(2)基础入土深度须考虑河道的一般冲刷、局部冲刷以及规划河床断面的开挖情形。
3桥梁的施工图设计
在桥梁的建设标准、建设规模初步确认后,由建设单位组织召开设计方案论证会,以会议纪要方式最终确认或直接由建设单位下达设计委托函予以明确。设计单位据此与建设单位签订委托设计合同,安排桥位处地质勘探,每座桥梁布置不少于2个地质钻孔,并由设计单位提供地基承载力要求。此后,设计工作进入施工图设计阶段。为做好施工图设计,应高度重视以下设计细节。
3.1桥梁抗震设防
镇江地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震动加速度峰值为0.l0g或0.15g,除二级公路上的大桥采用8度区的抗震措施外,其余桥梁均采用7度区的抗震措施。
3.2桥面铺装
鉴于桥梁规模较小,宜采用防水险铺装。如铺装厚度计入结构计算高度,需设置不小于3cm的磨耗层。
3.3桥面护栏
桥面设置人行道时,应设置人行道栏杆扶手;桥面不设置人行道时,宜设置险墙式护栏,以减少后期养护工作量。由于农村公路为混合交通,为确保行人安全,护杆高度不应小于1.1m。
3.4桥头接线
桥头接线原则上要求与老桥两头道路衔接,平纵线形顺适,设置必要的波形防撞护栏与桥上护栏相衔接。
3.5管线事宜
原则上原有老桥上的管线在新桥设计时应予以保留,并预留未来管线位置,但须遵循下列要求:
(1)禁止天然气输送管道、输油管道利用公路桥梁跨越河流;
(2)高压线跨河塔架的轴线与桥梁的最小间距,不得小于一倍塔高。高压线与公路桥涵的交叉应符合现行《公路路线设计规范》的规定。
4结束语