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畢業設計指導書(道路工程設計)

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I、畢業設計的目的

畢業設計是本專業最主要的教學環節之一。要求學生綜合運用所學基礎理論、專業理論和基本技能,按照任務書的要求,對具體工作進行合理的工程規劃設計,提供完整的設計文件。通過畢業設計掌握道路工程設計的基本方法,提高分析和解決工程問題的能力,培養獨立工作能力和組織能力以及認真負責的工作態度。


II、畢業設計的內容

道路工程從立項到設計一般包括預可行性研究、工程可行性研究、初步設計和施工圖設計等四個階段。對于初步設計或施工圖設計,其內容包括路線、路基路面、橋梁、涵洞、隧道、路線交叉、沿線設施、環境保護、筑路材料、施工方案和工期安排等。畢業設計階段由于時間的限制,根據教學的要求,對設計的內容有所側重或省略。

畢業設計內容分基本內容和選擇內容。基本內容是每個參加畢業設計的學生必須完成的內容。選擇內容則根據指導書的要求選做一項或幾項。學生也可根據各自的條件,完成指導教師指定的內容之外,選做其他某些項目。

以下按公路設計的內容進行說明(城市道路設計的內容與此相仿)。

A) 基本內容(必做)

一、設計資料的收集及設計條件分析

(一)設計的依據、目的、意義、規模及性質。

(二)項目影響區的有關政策、經濟狀況,包括經濟現狀和發展、工農業生產狀況、客貨運輸要求、交通量及道路網、城市規劃、當地政府及有關部門意見等。

(三)項目所在地區的自然條件。包括所屬的公路區自然區劃、當地的自然地理、地質、水文、氣候等資料。

(四)施工條件。包括當地的交通,人口,工農業水平和布局,水電供應,地材的儲量、質量、分布和運輸距離等情況。


二、道路等級確定和技術標準論證

(一)道路等級論證

綜合考慮工程所在地區的政治、經濟、軍事、文化及自然條件等因素,通過經濟及交通量分析,根據公路網規劃的要求,按《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)確定公路等級(城市道路按《城市道路設計規范》GJJ37—90執行)。需設置輔路(輔道)時亦須論證。

(二)道路技術標準論證

道路技術標準是指道路路線及構造物技術性能、組成部分、幾何形狀及尺寸等方面的要求。論證的主要內容應包括:

1. 計算行車速度論證;

2. 平面線形標準論證(各種曲線線形、半徑和長度、直線長度、超高、加寬等的規定取值范圍);

3. 豎曲線要素標準論證(曲線半徑及長度、縱坡及長度、視距長度等);

4. 橫斷面技術標準論證(路基寬度及橫斷面布置、路拱橫坡、超高、視距等);

5. 凈空高度論證;

6. 車輛荷載論證(構造物設計)。


三、路線方案比較和選擇

根據路線起終點和中間控制點,擬定若干路線方案(本次設計至少兩個方案),認真分析道路性質與任務,道路沿線地形、地質、水文氣象、城鄉規劃、農田水利建設、環境生態保護、勞動力、材料供應以及投資能力等各方面因素,綜合比較各方案的平縱線形、工程數量和投資以及與沿線城鄉建設經濟發展適應情況,選用既滿足使用要求又經濟合理的路線方案。


四、路線技術設計

本次畢業設計只進行紙上定線。在選定路線的“路線帶”范圍內,結合細部地形、地質、地物條件,合理安排道路平、縱、橫三方面的關系。定出道路中線的確切位置,以滿足道路各項技術指標,保證良好的行車條件。

(一)紙上定線和平面線形設計:

選定線位,在選定的路線上,逐段進行平曲線設計計算,填制公路直線曲線及轉角表,繪制路線平面圖。

(二)縱斷面設計:

逐段確定道路縱坡,進行豎曲線設計及高程計算,并繪制路線斷面圖。

(三)線形組合設計:

從獲得良好行車條件的目的出發,協調公路平、縱、橫三方面線形,使之成為連續圓滑,順適美觀的空間曲線。

(四)橫斷面設計及路基土石方計算:

除設計路基標準橫斷面外,還應根據具體條件對個別路段進行特殊路基橫斷面設計。設計內容主要包括:

1. 路基寬度;

2. 路基高度;

3. 路基坡度;

4. 路基彎道超高,加寬;

5. 路拱坡度;

6.根據指導教師的要求選定1公里路段繪制路基橫斷面圖,進行土石方計算及調配,填制路基設計表及土石方計算表。


五、路基工程設計

在道路平、縱、橫規劃的基礎上,進行路基及其排水、支檔和防護工程規劃,其主要內容包括:

(一)路基的強度和穩定性分析,路基土壓實要求和軟土地基處理方法選擇。

(二)排水系統規劃,涵洞、排水溝渠及連接構造物形式選擇。有條件時進行結構設計。

(三)擋土墻的布置、結構型式選擇。有條件時進行結構設計計算。

(四)其它防護工程設計。


六、路面工程設計 

考慮交通要求和環境因素、工程投資、材料供應、施工條件等因素進行路面結構設計、繪制路面結構設計圖。

(一)路面結構形式選擇。

(二)路面結構組合設計。

(三)(選做內容)路面結構計算:通過軸載換算,路面結構強度及變形計算,確定路面各結構層厚度。

(四)繪制路面結構詳圖。

B) 選做內容

一、 橋梁工程:選擇橋位,確定橋梁孔數,跨徑及結構形式。

二、 涵洞布置圖和結構設計詳圖。

三、 交叉工程設計:平面和立體交叉(互通式或分離式立交、通道)結構形式選擇。

四、 綠化工程設計。

五、 隧道工程設計。

六、 防護工程設計。

七、 支擋工程設計。

八、 軟土地基處理設計。

九、 單位工程施工進度網絡圖

十、 部分單位工程編制施工圖預算。


III、設計文件組成以及應提交的設計成果

一、公路工程設計文件組成

按照交通部公路工程文件編制辦法,施工圖設計文件由下面內容組成:

第一篇           總說明書

第二篇           路線

第三篇           路基路面

第四篇           橋梁、涵洞

第五篇           隧道

第六篇           路線交叉

第七篇           沿線設施及其它工程

第八篇           環境保護

第九篇           筑路材料

第十篇           施工方案

第十一篇 設計概(預)算


二、畢業設計文件組成及內容

由于畢業設計時間以及所能獲取的資料情況的限制,要求學生設計編制的設計文件及內容如下:

第一篇   總說明書

總說明書概要說明下列情況:

1. 概述、設計標準,路線全長、沿線自然地理特征與周圍環境和自然景觀相協調的情況;

2. 路線主要技術指標、路線布設情況及方案比選的論證。

3.       路基、路面設計原則、依據及方案,排水系統及防護工程設計情況。

4.       橋梁、涵洞、隧道及路線交叉、橋涵設計標準,沿線橋涵分布情況,隧道位置和長度及設置理由、路線交叉數量和型式及設計原則。

5.       其它沿線設施及其他工程布置原則和方案、環境保護設施的設計方案,筑路材料情況、施工方案或施工組織、施工圖預算情況。

第二篇   路線

路線部分包括下列圖表:

6.        路線平面圖,在所給地形圖上分別畫出所擬各方案路線位置,并標注里程樁號、平曲線要素等;

7.        路線縱斷面圖,其水平比例尺寸為1:2000,縱向比例尺1:200。圖上應示出地面線,設計線,豎曲線及要素,坡度及坡長、轉坡點高程、橋梁、涵洞、隧道、路線交叉、測量控制點等位置、結構類型、孔數及跨徑。圖的下部各欄示出地質概況、地面高程、設計高程、里程樁號、直線與平曲線等;

8.        直線、曲線及轉角表。要求對所擬各方案分別填制;

9.        (選做)公路用地表;

10.     (選做)拆遷建筑物表;

11.     (選做)拆遷電力、電訊及其它管線設施表;

12.     (選做)賠償樹木、青苗數量表。

第三篇 路基、路面

路基路面工程包括下列圖表:

13.   路基設計表;

14.   路基標準橫斷面圖,比例尺用1:100或1:200;

15.   路基橫斷面圖,比例尺用1:200;

16.   路基土石方數量計算表;

17.   (選做)路基路面排水系統布置圖;

18.   (選做)路基路面排水一般結構設計圖,比例尺用1:50~1:500,包括排水溝、截水溝、邊溝及路面排水(含中央分隔帶排水和路肩帶排水)等各種設施;

19.   路基支擋、防護工程設計圖,比例尺用1:50~1:500;

20.   路面結構圖,給出行車道,硬路肩等的路面結構層次、材料及其厚度、路肩加固種類及其寬度、厚度,注明路基路面寬度、路面、路肩橫向坡度,并對不同結構類型編以代號。

第四篇 橋梁、涵洞(選做)

21. 涵洞設計圖,比例1:50~1:200,繪出設置處原地面線及涵洞縱向布置和進出口的立面。

第五篇 隧道(選做)

第六篇 路線交叉(選做)

第七篇 其他(選做)

22.   沿線設施及其他工程布置圖;

23.   環境保護工程布置圖;

24.   沿線筑路材料供應示意圖;

25.   工程數量表(部分單位工程);

26.   工程施工進度圖(部分單位工程);

27.   施工圖預算文件或表格(部分單位工程)。


三、提交的設計成果

(一)設計圖表:

1.       畢業設計具體應提供哪些圖表,由指導老師在下達的畢業設計任務書中規定,但應滿足最基本的設計要求,然后根據具體情況要求學生選做部分內容。

2.       圖表規格說明:各類設計圖紙,除路線平面繪制在所提供的地形圖上外,微機繪圖采用A3號圖紙(420×297mm2)繪制,手繪圖采用A2號圖紙繪制。圖紙應按道路工程制圖規范要求繪制。圖題由指導教師統一規定。答辯后裝訂成冊上交。

3.       設計手段:提倡使用計算機編制設計文件,但應該有少量手工設計圖表;使用手工繪圖制表者,必須有部分計算機輔助制圖的成果資料或者自編一定數量的有關畢業設計內容的電腦計算軟件。

(二)設計說明書

按照設計內容,詳細說明設計依據,設計思想,方案論證,計算方法及過程。電算部分,應附上計算框圖及源程序說明書。各種計算書(例如路面結構計算、檔土墻計算等)應內容完整,過程清楚,裝訂成冊,作為畢業設計文件附件和設計文件同時提交。


IV、畢業設計答辯

完成設計任務書規定的設計任務,提交規定的設計成果,經指導教師檢查合格后方能參加答辯。


V、設計的幾點要求

一、 根據設計任務的要求,認真做好設計前的準備工作。

二、設計必須在指導教師的指導下獨立完成,不得抄襲。


VI、主要參考書籍資料

一、 教材:

1.         張雨化主編,《道路勘測設計》,人民交通出版社,1997

2.         孫家駟編,《公路小橋涵勘測設計》,重慶大學出版社,1990

3.         方左英編,《路基工程》,人民交通出版社

4.         方福森編,《路面工程》,人民交通出版社

5.         鄧學均主編,《路基路面工程》,人民交通出版社,2000

6.         《公路施工組織與概預算》


二、 標準規范、手冊

1.         《公路工程技術標準》JTG B01-2003,交通部頒發

2.         《公路路線設計規范》JTJ011-94,交通部頒發

3.         《公路路基設計規范》JTG D30-2004(或JTJ013-95),交通部頒發

4.         《公路瀝青路面設計規范》JTJ014-97,交通部頒發

5.         《公路水泥混凝土路面設計規范》JTG D40-2002,交通部頒發

6.         《公路基本建設工程概預算編制辦法》

7.         《公路工程預算定額》,1992

8.         《公路工程基本建設項目設計文件圖表示例》,交通部公路局,1987

9.         公路設計手冊——路線,人民交通出版社

10.     公路設計手冊——路基,人民交通出版社

11.     公路設計手冊——路面,人民交通出版社

12.     公路設計手冊——涵洞,人民交通出版社
 

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