Abstract:This paper mainly discusses the means, principle, technique and relative program in point of the planar retrieval ofthe second level extension of highway. The http://www.1daixie.com/ tests prove that it has good applicability and can offer a reference for the de-sign of highway extension.
Key words Extension; Planar; Retrieval
扩建原有公路,提高公路等级,改善平面、纵断面线形,是加速公路建设的重要环节,是经济发展的需要。近几年,黑龙江省对绥芬河至满洲里公路(以下简称绥满公路)、同江至三亚公路(以下简称同三公路)进行改造,对完善黑龙江省公路网建设、改善交通现状具有重要意义,为二级路改高速公路积累了宝贵的经验。
在公路技术改造中,充分利用原有二级路,可减少占地,又能使改扩建公路达到技术指标。在平面线形设计中,要对部颁技术标准、原则灵活运用,因地制宜,切合实际地选择平曲线半径,缓和曲线长度。平面恢复的效果,决定了拟建高速公路的路基宽度,它不仅影响拟建高速公路的美观,还将影响路面排水设计、桥涵等构造物的设计、分离立交桥、互通立交的设计等等,所以设计中,平面恢复是非常关键的。
1 改建后高速公路技术指标
黑龙江省改扩建工程,大部分是加宽原有二级公路,技术指标与全部新建不完全相同,部分指标如下:计算行车速度80 km•h-1;路基宽度(全幅)24.5 m;行车道宽度(全幅)2×7.5 m;土路肩宽度(全幅)2×0.5 m;硬路肩及路缘带宽度(全幅)2×3 m;中央分隔带宽度(全幅)1.5 m。黑龙江省改扩建工程,都是左侧加宽,加宽方式见图1。
2 设计方法
由于原二级路通车时间较长(绥满亚布力至哈尔滨段为1996年、同三佳木斯至哈尔滨段为1997年),2000年以前,《公路勘测规程》规定路线勘测精度为1/2 000,2000年后为1/10 000。当时设计及施工平面精度比现在要求低得多,利用当时设计文件的交点坐标及方位角资料恢复原线,再向左平移6.25 m是不科学,也是不可行的。
2.1 拟建高速公路中心线坐标资料
通常我们用全站仪,利用已有导线点来获得这些资料(见图2)。
近一两年,用GPS来恢复中线,既提高了效率又提高了精度。一般说来,在直线段每100 m取一点,在圆曲线段每50 m取一点,在缓和曲线段每20 m取一点能满足设计要求。得到坐标后,将各点在CAD中生成图形。用LISP语言编一些小程序来完成各点绘制工作会更方便。
2.2 内业恢复平面
2.2.1 恢复直线直线不直,是避免不了的问题,如图3。
恢复直线时,一定要本着“少数服从多数”的原则,反复调试,每个点距假定直线边的距离都要具体测量。如果施工时无人为折角,点到直线边的距离,应控制在10 cm以内。满足这个条件的直线边可能很多,这时可以编一个小程序,将所有点到直线边的距离数据引出去,进行绝对值累加,选择距离和较小的一条边。
同时,确定一条直线边时,也要与前一条边及后一条边综合考虑(见图4)。
确定JD5~JD6边时,先根据原二级路曲线表中的切线长在JD5处大体确定三个区,直线区A、曲线区B、直线区C。如果A区内的点多数在曲线内侧,那么确定JD5~JD6这条边,也要尽可能使C区内的点多在曲线内侧,反之则相反。这样做,为下一步恢复曲线提供了有利条件。
2.2.2 恢复不设缓和曲线的圆曲线
恢复不设缓和曲线的圆曲线比较简单,首先根据已大体确定的曲线区,在更小的区域内(确保在新曲线范围内)选相距较远的三点画弧线,然后量每个点到弧线的距离,与确定直线的方法相同,反复调试,直到达到满意的效果为止。确定弧线后,就可以量得交点到角分线与弧线交点的距离,以之为外距E,由R=E/[1/cos(α/2)-1]求得半径R值。
2.2.3 恢复设缓和曲线的圆曲线
这项工作比较麻烦,在CAD中没有直接画缓和曲线的命令,要借助CARD1、纬地或其它挂在CAD的软件,利用它们设计缓和曲线与直线相切的功能。
第一步,与恢复不设缓和曲线的圆曲线方法相同,在确保是圆曲线的范围内,画弧线,反复调试后,量得圆弧半径及交点到角分线与弧线交点距离。以此半径为圆曲线半径R,以此距离为曲线外距E,以此交点为曲中。
第二步,量得曲中坐标,以曲中为曲线起点;量得角分线垂线与N方向夹角,以此角为曲线起始方位角,参照原二级路缓和曲线长度L1,假定缓和曲线长度L或缓和曲线参数A(A2=L1×R);利用程序画图。采用中分法反复调试L或A值,直到缓和曲线与直线边完全相切。这样,就获得了曲线的全部参数。
在个别情况下,曲线起、终端用同一个缓和曲线长度,会使部分点到曲线的距离偏大(超过15 cm),这时,两侧要分别恢复。
以上方法,我们在实践中应用,取得较好的效果。
参 考 文 献
1 周振国,潘世伟,吕世斌.哈尔滨至大庆公路(扩建)路基施工质量控制.黑龙江交通科技,1997,71(3):10~12
2 陈胜营,刘祖祥.高速公路改扩建方案思考.公路,2001(7):4~5
3 王德新,高涛,张永秋.沈大高速公路改扩建工程应注意的几个问题.东北公路,2002,25(1):1-2