公路设计论文范文第1篇

关键词：高速公路；线形设计；安全；选线；对策

1线形设计中的安全问题

1.1直线。过长的直线段，易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，一旦有突显信息出现，就会因措手不及而肇事。另外，驾驶员在长直路段爱开快车，致使车辆进入直线路段末段后的曲线部分速度仍较高，若遇到弯道超高不足，往往导致倾覆或其它类型的事故。

1.2平曲线。平曲线即弯道，平曲线与交通事故的关系很大。在圆曲线上，由于横向力的存在，对汽车的安全行驶会产生不利影响。大半径曲线比小半径曲线的事故率低；连续曲线当半径协调时，事故率比不协调时低。

1.3纵坡度。调查表明，在平原地区、丘陵地区和山区高速道路上，发生于坡道部分的交通事故分别占17%、18%和25%。分析山区高速公路坡道上交通事故率高的原因，主要是下坡时，驾驶员为节油常采取熄火滑行的操作方法，一旦遇到紧急情况来不及采取应急措施。

1.4线形组合。行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系不良的线形组合往往是诱发安全隐患的重要原因。如线形的骤变，在直线路段的凹形纵断面上，在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线，在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部设置断背曲线，纵坡长度过短，出现锯齿形纵断面等等。

2线形设计中的其他问题

2.1公路选线与公路平面、纵断面、横断面等线形设计密切相关，山区高速公路的线形设计往往忽视了与选线工作的重要性，线形和选线之间缺乏联系。

2.2山区高速公路线形设计的各个阶段，忽视运用先进的手段对线形设计方案做深入细致地研究，没有经过充分论证和比选就确定设计的最优方案。

2.3山区高速公路线形设计时缺乏与农业基本建设的配合，出现了占多农田，占多高产田的现象。

2.4山区高速公路线形设计忽视环境保护，忽视对工程地质、水文地质进行勘测，没有查清其对高速公路的影响，缺少采取相应的措施。

3线形设计问题的对策

3.1安全问题的对策。在平曲线上应该保持期望车速的连续性，如果由于经济和环境的原因在某一地点标准降低，就应通过清晰的标志、标线和其他警告设施提前告之驾驶员前方潜在的危险，并引导他们安全通过危险位置。曲线的偏角不能太小。曲线偏角过小时，曲线长度看起来将会比实际的短，使驾驶员对公路产生急转弯的错觉，这种错觉偏角越小越显著。尽可能使用缓和曲线，使用道路曲线能自由流畅。缓和曲线是从安全角度出发设计的一条驾驶员易于遵循的路线，能使车辆在进入或离开圆曲线时不致侵入邻近的车道。慎用直线，直线长度的长短直接影响车辆的行车安全。直线过长时，在长直线上行车过于单调乏味，容易造成驾驶人员的疲乏和放松警惕。与地形相适应的路线不仅能诱导驾驶员的视线，而且能使司乘人员心情舒畅，提高驾驶的安全性。在纵断面设计中，影响交通安全的因素有纵坡、坡长和竖曲线半径，采用较小的纵坡和大半径的竖曲线，能同时为驾驶员提供良好的视距及超车机会，有利于行车安全。因此，在竖曲线设计中就尽量避免连续的短竖曲线（特别是在直线路段）和长而浅的凹型竖曲线上应确保道路的横向排水系统。横断面设计要素包括路面、路肩、路拱、路缘带、边沟、中间分隔带等对行车安全都有影响，其中尤以行车道宽度和路面状况对道路安全的影响最大。因此，规划设计人员在规划设计中要始终贯彻以人为本的理念，为用户提供安全、快速、便捷、舒适的公路交通基础设施。

3.2其他问题的对策。山区高速公路线形设计，首先，根据山区特征顺应地形设计，即是线形设计要达到平面顺适，纵面均衡，横面合理，降低路堤高度，减少切割，尽量保护山体平衡体系。其次，根据山区地质水文条件设计线形，由于山区地形复杂，线形设计时应尽可能多地收集有关地质水文方面的资料，并进行实地踏勘，较全面地掌握有关地质水文情况，根据地质水文条件，使线形设计尽量避开不良地质地段和复杂的地质构造带，减少地质灾害发生的机率。线形必须经过不良地质地段时，在满足技术标准的前提下，尽量利用纵断面的变坡点控制填挖高度，减少开挖面，使路基设计时较容易采取有效措施防治地质灾害。对于受地形、地质水文条件及技术标准限制，纵坡控制难度较大时产生的高填深挖路段，因形成的大面积新坡面在雨水冲击下易产生山体崩塌、滑坡，一定要进行多方案比较，不仅从经济上作路基高填深挖与桥隧方案的比较，还要从技术上分析方案的可行性，全面分析地质情况，综合考虑环境因素，使工程经济、合理。如果各方案在技术经济上相当时，从保护自然环境考虑，宜选用桥隧结合方案。另外，高速公路工程穿山越岭跨江过河，连接城乡，工程沿线地形地貌变化多端，地质水文条件复杂多变，公路线形设计必须适应多变的环境，坚持人与自然相和谐、尊重自然、保护环境的原则，坚持以人为本，坚持安全第一，注重道路的功能需求，使线形顺适，平、纵、横组合合理，满足技术经济标准，有良好的视线诱导，注重环境保护，结合工程沿线植被及气候等自然条件，合理利用自然资源。线形设计应避开自然保护区、水源、人文景观、居民区等生态及社会环境敏感区，尽可能绕开森林、湿地、水利设施和基本农田，少拆迁电力、通讯设施及建筑物，由于山区土地资源十分珍贵，所以更应充分利用荒山、荒坡地及劣质地，在满足技术标准的前提下控制填挖，尽量减少对自然景观和植被的破坏，在不可避免的情况下要同步做好恢复工作，使公路自然融入周围环境，形成和谐的人工景观。超级秘书网：

参考文献：

[1]白冰，王飞.浅谈山区高速公路线形设计的原则和优化[J].科技信息，2009（5）.

[2]王颖.浅谈山区高速公路选线原则[J].北方交通，2008（9）.

公路设计论文范文第2篇

1．1公路工程的稳定性与能量变化过程的相互关系

以目前青藏公路二级公路(路基宽度为10．0m)为研究对象，进行数值模拟计算(见表1)，结果表明:路基基底吸热/放热比为3．71［20］，当路面宽度增加1倍后，路基基底热流量将增加60%;而这部分“有害”能量的过多导入，导致下伏多年冻土地基退化过程加快0．6倍［21］，引起冻土地基承载力下降，变形过大，严重影响上部结构的稳定性．除此之外，公路工程的建设还会引发公路基底热流分布的不均匀，使得下伏多年冻土退化差异较大．例如，公路路基下形成的融化盘;由于路基阴阳坡效应引发的融化盘偏移;由于桥涵通风作用使小桥涵中部多年冻土上限上升，而桥梁后台及涵洞进出口端部上限下移等．反映到公路工程的稳定性，都将会诱发公路不均匀变形、差异沉降、路基边坡滑塌、桥梁两端和涵洞洞口产生开裂下沉等病害．图2为青藏公路波浪病害和涵洞地基退化差异引发冻胀病害．因此，阐述公路工程引发的外界能量导入和分布，及与工程稳定性的相互关系是该设计理念的首要问题．

1．2工程措施对于冻土地基能量状态的调节程度

这部分内容主要是从冻土地基能量收支角度，研究工程措施对于打破平衡后的冻土地基能量状态的调节修复程度．为了保证公路工程的稳定性，必须改善工程活动影响下冻土地基的能量状态，使其维持相对稳定的状态，延缓或弱化多年冻土的退化过程．在工程中，常采用各种被动或主动冷却措施(图3，4)保障冻土地基的稳定性［22］．青藏公路整治改建工程中在纵向裂缝较为发育的楚玛尔河平原设计了热棒路基，用以确保路基工程的稳定性．2004－2011年的监测资料表明，热棒路基年度传输能量在1400～1900MJ［23］，有效的导出冻土地基内的“有害”能量，路基下人为上限在运营期内保持在天然上限水平，保证了路基工程的稳定性．片块石路基、通风管路基等多年冻土区广泛应用的特殊结构措施的作用本质都是对冻土地基中“有害”能量的导出．除此之外，工程措施对冻土地基能量的调节还包括对公路基底不均匀热流的调整．如针对阴阳坡效应路基设置的阳坡侧遮阳板、碎石护坡、单侧热棒路基等，在涵洞基础洞口设置的热棒等，见图5．此类调整可以有效改善基底多年冻土发育的不均匀性，改善公路工程的局部稳定性．

1．3多年冻土公路工程设计的目标和影响因素

多年冻土公路工程的设计目标是根据公路工程的稳定性与能量变化过程的相互关系，通过工程措施对冻土路基能量的调节作用，阻止“有害”能量的导入或者将其导出，维持冻土地基能量的相对稳定状态，从而确保公路工程的稳定性．其设计目标主要通过时间和空间两个维度实现．1．3．1时间维度主要有短期、中期和长期目标，时间维度的不同，对稳定性的要求也有所差异．短期目标主要通过合理选择(换)填筑材料、控制路基开挖断面、规范路基施工工艺以及选择轻便快速施工的桥梁结构和涵洞形式等技术手段，确保公路工程施工期的稳定性，对冻土地基能量的平衡状态要求相对较低．中期目标为确保采用常规维护即可达到公路工程设计年限内的使用要求，一般为20a，对于冻土地基能量平衡即依此选择有针对性的强化路基、主动降温或被动保温的工程措施．长期目标即是通过冻土病害的预警预报，加强道路的预防性养护，保证公路在50a以上全球升温背景下的全寿命周期的使用要求．冻土地基的能量状态调整也应充分考虑气候变化的影响，综合选择合适的工程措施或规避多年冻土的影响．1．3．2空间维度主要通过路基高度、宽度等路基尺度的变化，全幅和分幅等修建方式的异同，以及路基与桥涵、隧道等构造物等建设形式的不同调节冻土地基的能量状态，使其维持相对稳定．需要指出的是，时间维度和空间维度的需求通常不是孤立的，二者是互相联系的，也经常与受到其他因素的影响(工程的投资、工程等级、冻土地质条件等)．如对于埋藏较浅、厚度较薄的多年冻土，若在短期和中期对公路的通行要求不高，则可以主要在时间维度进行处理，如铺设简易路面通行，待3～5a后多年冻土融化，再进行处理建设．若在时间纬度上要求较高，则主要在空间纬度上处理，如设置架空桥梁或挖除换填等．因此，在具体的设计中，需要综合考虑当地的实际情况，分析各种因素，在时间和空间两个维度中寻找一个平衡点，以最优的设计方案确保冻土-公路工程体系的能量平衡，满足设计要求．

2空间维度能量平衡过程

作为线性工程，构筑于冻土层之上的道路工程必然改变一定面积原天然地表的性状，有时甚至深入到一定深度的地基．这些地表和地基在空间上的人为变化都会引起下部冻土吸热特征的变化．以路基工程为例阐述路基尺度对冻土能量平衡特征的影响，模型见图6．影响冻土能量平衡特征的路基尺度因素包括路基高度、路基宽度、路基坡度以及保温护道等，选取路基高度和路基宽度作为代表，采用数值分析的方法分析路基尺度对冻土能量平衡特征的调节作用［24］．路基高度的变化直接影响着路基顶面所吸收热量的传递过程．数值计算结果，下部冻土吸热量随填土路基高度的变化曲线如图7所示．图7显示，路基越高，热阻越大，通过其进入地基的“有害”能量就越少．可见，加高路基能够延缓地基冻土吸热，延缓和阻止地基冻土吸收的“有害”能量．冻土工程中常用的保温板路基就是以导热系数远小于路基填料的保温材料来等效一定厚度的填料．以XPS保温板为例，其导热系数为0．0258W·m－2，按照热阻等效原则，取路基填料导热系数为1．8W·m－2，则10cm厚的XPS保温板大约相当于6．9m高的路基填料［7］．XPS保温板对下部地基平衡能量的调整能力与6．9m厚的路基填土相当，其原理就是增加路基高度，阻止外界“有害”能量的进入．因此，加高路基和采用保温板都是有效的在空间维度上减少“有害”能量吸入的方式．路基宽度对冻土能量平衡特征的影响主要体现在路基加宽后，沥青路面吸热面增大，通过路基基底进入地基的“有害”能量增大，路基中心区域的聚热效应加剧，基底能量分布不均匀，造成冻土地基形成融化盘等不均匀退化现象．图8所示下部冻土吸热量随填土路基宽度的变化曲线说明，路基宽度对冻土吸热量的影响小于路基高度的影响．基于这一规律，对于工程应用中的宽幅路基，可以将全幅修建转化为分幅修建方式．在多年冻土区分幅建设高速公路现已应用于共和至玉树高等级公路，见图9，相对于全幅修建形式，分幅修建形式的本质是减小了路基宽度，削弱了路基中心区域的聚热效应，不仅减小了“有害”能量总量，而且减小了融化盘的深度．数值模拟结果发现，将23m宽的全幅路基改为间距为2m，幅宽均为10m的分幅路基形式后，下部冻土吸热量减少了15．8%．在极不稳定的高温高含冰量冻土地区，冻土地基对吸热量极为敏感，工程活动极易破坏冻土地基的能量平衡状态，而增高路基、减小幅宽和特殊处置措施等路基措施难以维持冻土地基的稳定性．在这种情况下可以考虑“以桥代路”的旱桥方案，图10为青藏铁路通过高温多年冻土区的旱桥．以桥梁工程通过多年冻土区，桩基对冻土地基的扰动明显减小，且无黑色路面的吸热作用，冻土地基回冻过程明显缩短，这也是典型的在空间维度上实现冻土地基的能量平衡过程［25－27］．

3时间维度能量平衡过程

在时间维度上，依据工程建设的需求目标，主要有短期目标、中期目标和长期目标．时间维度的不同，对稳定性的要求也有所差异．短期内的外界热量来源主要是施工扰动，能量平衡目标主要为确保施工期的稳定性，只要确保施工期内公路工程建设顺利完成即可，对冻土地基能量的平衡状态要求相对较小．因此，对该阶段消除“有害”能量的特殊处置措施的要求是适应性强、降温迅速，能够在较短的冻融循环周期内有效平衡“有害”能量．例如，在隧道施工中，洞口开挖后，冻土直接暴露于空气中，极易受热融化而造成边坡热融滑塌，为了维持短期的施工安全、稳定性，就需要利用热棒的快速制冷作用在短期内解决能量平衡问题［16，22－23，28］．中期的吸热来源为工程构筑物上边界的吸热以及气候变暖的影响，能量平衡目标为确保公路运营期内的稳定性，保证在公路运营期内，日常维护即可满足使用要求，对于冻土地基能量的平衡也以此确定．该阶段吸热过程一般较为缓慢和稳定，且对冻土环境、水文环境和地质环境等依赖性较强．因此，该阶段的能量平衡目标是尽量减少“有害”能量的进入．该阶段的特殊处置措施应该易于养护、具有较好的长效降温能力、适应性强、能够一定程度适应气候变暖和可靠性高等特点．工程中常用到的通风管、块石层等路基形式由于其结构简单、对气温条件的适应性强、长期降温效能良好等特点，适用于中期阶段的能量平衡［29－32］．对于块碎石层路基，基于实测数据的推算表明，高度为3m，宽度为10m的路基在采用厚度为1．5m的块碎石层后，考虑外界气温升高的影响，其结构损坏程度低，降温效能较为稳定，每年消除路基吸入的“有害”能量约为200MJ，运营20a后的片块石路基下冻土上限基本维持在天然上限附近，中长期降温效果明显，块石层路基以其在气温升高的条件仍能有效消除“有害”能量而适用于中期阶段．长期的吸热来源则主要考虑气候变暖的影响，能量平衡目标为保证在公路远景设计年限外，通过正常的升级改造，就可以满足新的运营要求，冻土地基的能量状态调整也以远景升级改造需求确定．对该阶段平衡能量的特殊处置措施的要求是可靠性高、易于维修和升级改造、能够抵抗气候变暖．

4结论

公路设计论文范文第3篇

由于山区构造物比较多，地形较为复杂，如地面高差大、坡面变化频繁，地质不稳定、滑坡等，使得山区公路桥梁设计受到了复杂的地形地质条件影响，也变得比较复杂。这种情况下，山区公路线路布设图中平曲线往往占有很大的比例，曲线半径小、纵坡大、半边桥和高挡墙多，使得桥梁设计也大多是小半径弯坡桥多、大跨多及墩高、墩台形式多[1]。另外，由于山区有着比较恶劣的工程条件，要求公路桥梁设计中应着重解决好公路桥梁各细部构造与地形地质条件之间的关系。

2山区公路桥梁结构的选择

一座安全、经济、实用的山区公路桥梁的建成，离不开科学、合理并与之特点相符合的桥梁结构。山区由于地形地质情况比较复杂，沟深坡陡，且多为季节性深沟，因此，很多情况下公路桥梁设计不仅受地形地质条件限制，还受水文条件影响，因此最好采用高桥墩的构造形式，不宜采用路基方案[2]。山区公路桥梁大部分都要跨越山谷，如果采用高桥梁结构设计方式，不仅可以应对季节性洪水问题，利于稳定路基，还不易对周围环境产生影响，既安全又经济。

3山区公路桥梁设计策略

本文将山区公路桥梁设计分为上部结构设计和下部结构设计两部分内容，下面将具体分析上、下部结构设计策略，以及设计中应该注意的相关问题。

3.1桥梁上部结构设计

3.1.1结构形式的选择

在山区有着很多的季节性河流，为了跨越这些河流往往需要架设桥梁，使得桥梁在山区公路中占有很大的比重，无形中加大了成本投入。为了使成本投入经济又合理，施工方便，桥梁上部结构经常采用标准化的预制装配结构[3]。但是因为每个施工现场有着不同工程地质条件，设计方案也会有所不同，为此，以下将重点分析公路桥梁标准化、预制装配结构的设计内容。近几年，山区公路桥梁工程常用的预制装配结构设计方案的标准跨径基本有16m、20m、25m、30m、40m、50m等，横断面形式基本采用空心板、T梁、小箱梁等。如果桥梁跨径小于30m，可从空心板、T梁、小箱梁中任意选择一种横断面形式，但是如果跨径大于30m，最好选择T梁形式的横截面形式。山区公路桥梁一般对净空无严格限制，加上山区公路平面半径比较小，超高缓和段及竖曲线不可避免，如果选择空心板和小箱梁形式的横截面，架梁时不易调平一片梁的4个指支点。4个支点如果不在一个水平线上，可能导致支座受力不平衡[4]。所以，大跨径的桥梁应尽量选择T梁形式的横截面，条件允许时小跨径的桥梁也应该选择T梁式横截面，利于保持受力点平衡、稳定。在这里需要强调的是，由于山区受到地形限制，基本上不存在较好的运输和预制条件，但是50mT梁架设对运输和安装的要求很高，为此，山区最好不易选择跨径大于50m的桥梁结构。

3.1.2桥梁上部结构设计中需要注意的问题

（1）处理好跨径和墩高之间的关系从美学角度出发，桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.5~1.0之间，即桥梁跨径如果是30m，墩高最好在15~30m之间。将桥梁跨径与墩高之间最佳比值固定在0.5~1.0间，原因在于这样的设计比较经济实用，既不影响桥梁外形的美观度，也能达到控制投资成本的效果。但山区公路地形变化频繁，不易根据墩高来决定跨径，应根据公路地形的变化情况选择一种跨径。但是，如果地形起伏变化非常频繁，也可以选择组合跨径。通常一个公路桥梁工程不止有一种跨径方案，这种情况下，要经过多方对比分析，选择造价低、质量有保障的方案。

（2）处理好上部结构与平面线形之间的关系若不能处理好上部结构与平面线形之间的关系，可能导致出现曲线桥。曲线桥一般表现为内外弧差和中矢高。在布置墩台径向时，内外桥梁因受到曲率半径的影响会出现梁长不等的情况，半径越小，内外梁之间长度差距越大[4]。为了有效解决这一问题，必须处理好上部结构与平面线形之间的关系，否则极容易影响到内外桥梁的等长情况，并最终导致出现曲线桥。针对内外弧差这一问题，可以采用以下两种应对措施：根据平面半径的变化适当调整梁长；不改变梁长的前提下，通过加大帽梁、封锚端或加长现浇连续段的方式以适应平面半径的变化。第一种应对措施设计简单，规格统一，但往往需要很大场地堆放预制梁，场地不仅不易寻找，而且管理起来难度较大[5]。如果采用第二种应对措施，在半径比较大时可以采用内弧长等于标准跨径布置，如果半径比较小，可以采用中线弧长等于标准跨径布置。针对中矢高这一问题，如果中矢高在10cm以内，一般可通过调整护墙内缘的方式适应平面线形。在中矢高超过10cm时，不易调整护墙，以免影响桥梁整体外形的美观度和消弱护墙功能。最好的解决方式就是按照实际曲线情况预制梁外缘，以此来适应平面线形。

（3）弯梁桥横坡设置问题在山区公路上看到的桥梁，平面上多呈扇形。为了使弯梁桥满足行车要求，要求在结构横断面上做成一个外弧侧高、向内弧侧倾斜的横坡。横坡的设置方法有两种：一种是将梁横断面上的每根梁肋做成不等高；另外一种是将梁横断面上的每根梁肋做成等高，然后将内弧侧做成倾斜，同时将桥墩盖也做成倾斜，利用支座垫石和梁底设置的楔形垫块所产生的力量使支座受力均匀，保持稳定。

（4）结构体系公路桥梁结构体系基本包括全钢构体系、全连续结构体系等几大类。全钢构体系如果应用于多跨梁桥，由于多跨桥梁的桥墩高相差很大，必须通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩的受力情况，这样必然存在着多种桥墩尺寸，不仅影响桥梁外形的美观，也不利于施工。全连续结构体系的舒适性比较差、墩台水平位移比较大，相应的墩柱尺寸也要比较大一些，既不利于节省材料也不利于结构优化。山区地形复杂，地形起伏变化比较频繁，因此桥梁多是弯桥或坡桥。无论是弯桥还是坡桥，作为曲线桥梁中的一种类型，在弯扭耦合作用下必然沿着某一点变形。如果采用全连续结构式的桥梁，当桥梁整体沿着某一点向下滑动时，必然不能保证桥梁结构受力平衡、均匀，如再出现支座脱空或破坏的问题，桥梁必然会受到前所未有毁坏[6]。从以上分析内容可知，选择某一种结构体系作为桥梁整体的构造并不是明智的选择。为了保证桥梁结构受力均匀、平衡，使用寿命长，设计人员应适当根据地形的高低合理调整墩高，保证中间桥墩较高，然后将刚度基本一致的相邻桥墩连接在一起，满足桥墩水平受力的要求，矮一些的桥墩则可通过设置滑板支座或橡胶支座以满足桥墩水平受力的要求，这样就可形成连续梁，无论是高桥墩还是矮桥墩，其受力性能都会得到有效的改善，桥梁整体也就能更加适应地形特点。由此，山区公路桥梁可以采用连续-刚构混合体系，既能满足桥梁的受力特点，又能适应平面线形。

3.2桥梁下部结构设计

3.2.1桥墩

桥梁跨径的大小决定着桥墩的高矮，一般情况下，矮桥墩设计由强度控制，高桥墩设计时要考虑稳定性问题。山区公路桥梁经常采用柱式墩，柱式墩中又分为圆柱墩和方柱墩。从外形来看，圆柱墩的外形比较好控制，质量也比较容易控制，也便于与桩基衔接。但方柱墩因为有棱有角，在外形上没有圆柱墩看起来那么美观，质量控制上没有什么区别，只要方法得当，桥墩质量都会得到有效控制。从受力角度来看[6]，在圆柱墩和方柱墩截面积相等的情况下，方柱墩的抗弯刚度一般要大于圆柱墩，有着比圆柱墩好的受力性。至于为什么存在这样一种情况，主要原因在于当桥梁结构体系为连续钢构时，方柱墩可通过调整墩柱两个方向的刚度以达到调整墩柱受力的目的。但是，圆柱墩每个方向的刚度都是一样的，受力性的调整效果会比较差。尽管方柱墩在调整受力性上有一定的优势，但也有一定的缺点。除了外形不够美观外，墩柱与桩基之间要通过桩帽来连接，无形中增加了工程量。所以，具体设计中应根据实际情况决定选择方柱墩还是圆柱墩。如果地面比较陡，可适当采用双柱墩以增加稳定性。

3.2.2桥台

通过对大量资料分析得到，山区公路桥梁桥台一般采用U型台、肋板台、桩柱式台，其中U型台最常用。U型台的设计要根据施工现场的地形、地质条件而决定，以达到减少工程量、适应地形的目的。如果施工现场地质条件比较恶劣，可以在U型台下设置桩基，维持桥台结构的稳定性。

3.2.3基础桩

基础是山区公路桥梁最常用的基础，除此之外，扩大基础也是比较常见的方式。在地形地质条件比较好的情况下，适宜采用扩大基础，桩基础适用于地质情况比较恶劣的情况。地质条件非常恶劣，则可采用摩擦桩[7]。如果桥梁架构在斜坡上，无论采用扩大基础还是桩基础，在设计时都应考虑基础扩散角和覆盖层厚度，以及在施工过程中可能出现的问题。桩基础的施工方法多为挖孔桩和钻孔桩。尽管挖孔桩造价比较低，但是由于其不适用于地下水位比较高、易形成塌孔的地质条件，为此，是否选择挖孔桩应根据实际情况来决定。

4结语

公路设计论文范文第4篇

编译施工阶段

这种结构类似于用预制板建造的组合梁桥，由于纵向预应力的存在，需要进行修改。其中的不同阶段在于钢梁的架设，铺设长2．5m、宽21．5m的板单元，纵向预应力筋的张拉，混凝土板和钢结构的连接（通过浇筑混凝土板上的凹槽），在中间支承处应用千斤顶，最后安装非结构设备。值得注意的是，铺装层的厚度为60mm而不是110mm，这主要是用来防止普通钢筋混凝土板在支撑力作用下发生开裂。

计算分析

根据欧洲规范，截面的应力是通过正常使用状态（SLS）和承载力极限状态（ULS）来进行校核。根据欧洲规范EN1991－2里面的第三种疲劳荷载模型，已经对一个主跨为88m的小桥进行了疲劳荷载检算。结果表明：此规模的桥梁不存在疲劳问题，所以可不必再对于主跨为130m的桥梁进行疲劳检算。进行横向框架的设计主要是用来防止侧向扭转屈曲（LTB）。由于桥梁的下翼缘为不均质截面，并且承受均匀压力，所以需根据规范EN1993－1－1，6．3．4中的一般性方法进行设计。在进行侧向扭转屈曲分析时，假定横向屈曲部分（由下缘和部分腹板组成）是弹性支撑在每片横向框架上。为了防止梁的侧向扭转屈曲（LTB），在中间支承处设置了加固的支撑框架和其他一些加强措施。对于混凝土板的横向弯曲计算采用了杆单元和板单元的组合有限元模型。正是由于这种特殊的桥面板（中间板厚要比主梁上部板厚大，悬臂端较短），其内力和弯矩相比于按传统方法设计的双梁桥都有轻微的减小。用于分析桥面板上的横向弯曲荷载主要有结构自重、非结构设备自重、汽车荷载LM1（UDL和TS）。

重量比较

将这种新型桥梁与理论上用等级为S460的同性质钢梁和普通钢筋混凝土板制造的组合桥梁进行比较（表略）结构的用钢量减少了40％，意味着结构的整体重量减少了25％，直接导致工程总量和造价的降低，比如运输、墩台、基础及梁的费用减少。更重要是实现了横梁的节省。在这种新型桥梁当中，横梁间距大约为8m，用来防止桥梁在施工和使用过程中出现侧向弯扭屈曲。相比而言，传统桥面板横梁间距为4m，同时起到支撑板的作用。

造价比较

从钢材制造商处得到的实际材料市场价格，结构用钢量减少40％相当于减少了大约25％的成本。相比之下，用超高性能的纤维增强混凝土（UHPFRC）制造的板要比用普通混凝土制造的板要贵。但从整个结构的角度考虑，如果能有效地控制这种高性能板的造价，这种新型桥梁将会具有很强的竞争力。

公路设计论文范文第5篇

关键词：公路改造

1老路现状调查

由于是对原有公路改造，对老路现状调查十分重要，老路的现状直接影响到改造方案、工程投资。

1.1平、纵线形现状

本区域内老路一般建于20世纪六、七十年代，建造时一般无正规的平、纵线形设计，所以老路的平纵线形通常达不到设计要求，需要部分调整。只有对老路的平纵线形有基本了解，才能决定线形调整的幅度，一般情况下，对老路平面需测试弯道数、偏角大小、弯道半径、交点间距等，对老路纵断面需测试坡度、坡长等指标。老路如果线型较好或者可以通过微调能达标的，在平纵面设计中均考虑充分利用老路；如果老路线形极差，如弯道多、偏角大、半径小、交点间距极短，且受地形、地物的限制，则考虑改线。

1.2路基、路面现状

路基、路面现状调查包括路基、路面宽度、结构形式及近几年大修改造情况等。只有对老路路基、路面情况充分了解，在路面结构补强设计时才能心中有数，设计方案才能经济合理。

1.3弯沉测试

为评价老路路面结构的整体强度，应对老路面进行弯沉测试，对测试结果应根据弯沉值大小、路面结构情况分段整理计算，以便于下阶段路面结构补强设计。

1.4桥涵现状

区域内河网密集，一般公路上桥涵较多，对老桥涵拓宽改造还是拆除重建由老桥涵现状决定，所以应对老桥涵的跨径、净宽、荷载标准、结构形式、使用情况、是否为碍航建筑物、桥头接线线形等做充分、详细的调查，对大、中桥荷载标准不能确认时，应做承载能力试验。

2主要技术指标的选用

2.1公路等级

公路等级应根据公路网的规划和远景交通量，结合公路的功能、性质从全局出发综合确定。

2.2设计车速

设计车速一般根据公路等级采用，但是在实际应用中，应结合公路的功能、性质、交通组成等综合确定，特别是对于老路改造工程，应顺应地形地物，在保证行车安全、舒适的前提下，从经济合理的角度出发，灵活地选用。对位于城市出入口的一级公路，混合交通严重，车速不宜太快，可参照城市道路标准，采用80km/h的设计车速；对于二级公路，一般情况下应采用80km/h设计车速。

2.3路基标准横断面

路基横断面直接影响到工程的规模和投资，路基标准横断面应根据公路等级、交通量预测分析结果选择，同时又应综合考虑路段功能性质及交通组成，结合地形、地物、城镇规划，注意到绿化美化和环保，采用既能满足道路通行能力、与城镇规划相适应又经济合理、适应地形地物的横断面。

2.3.1一级公路路基标准横断面

区域内改造为一级公路的均为区域间干线公路，不但交通量大，而且本区域内一般公路沿线村庄密集，混合交通比较严重，根据《公路工程技术标准》和本地区经验，为适应集镇城市化的发展，一般采用快慢行道分开的三块板形式。快车道采用双向4车道，单向行车道宽2×3.75m，中央采用双黄实线分隔对向行驶的交通流，两侧各2m的绿化分隔带，2×5m慢车道，2×1m路肩，路基全宽为32m。见图1。

2.3.2二级公路路基标准横断面

二级公路路基横断面一般采用一幅路形式，宽度根据交通量及交通组成采用，一般分三种情况：⑴、如交通量较小，混合交通也不太严重，则路基全宽12m，路面宽9m；⑵、如交通量一般，混合交通一般，则路基全宽15m，路面宽12m；⑶、如交通量较大，混合交通也较严重，则路基全宽17m，路面宽14m，并且用车道线划分快慢行道。路肩可根据实际情况采用土路肩或采取硬化措施。

3路线线形设计

3.1设计原则

公路是一种带状构造物，在保证使用任务和经济合理的前提下，应尽可能保持较高的安全性和舒适性。公路线形是三维的立体线形，为方便设计施工操作，将其简化为平、纵、横三方面描述，线形设计应对这三方面进行综合设计，保持各要素间的协调一致，做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。公路的线形运用在很大程度上取决于工程投资与线形舒适性的平衡。在线形设计中应着重考虑线形的连续流畅和立体线形设计，并应顺应地形，地物，注意和环境协调一致，对于老路改造工程应灵活运用线形设计指标，在困难地段适当调整，在满足线形要求的前提下，充分利用老路。

3.2平面线形设计

平面线形设计时，在一般较为顺直的路段，尽可能采用较高的指标进行调整，以求改造后的良好行驶条件下；在较困难路段，应充分利用规范允许的曲线组合，在满足技术指标的前提下，充分利用老路；在老路线形极差且又受地形地物限制无法调整时，应考虑改线方案。

对于老路改造工程，路线定线时，应以老路为主要控制物，充分利用老路，同时还应将大型建筑物、大河等作为控制点。穿越城镇区时，应注意结合地方发展，尽量与城镇规划相协调。在平面线形方案初步形成后，应征求沿线地方政府及交通主管部门意见，尽量让路线方案使各方满意。

3.3纵断面设计

纵断面设计时，应注意以下几方面：

1、满足各控制点的高程要求

纵断面控制点一般有桥梁、相交道路、城镇等。桥梁设计高程应满足桥下通航净空要求及设计洪水频率要求的泄洪断面要求；对立体相交的道路要满足本路和被交路的行车净空要求，对平面交叉的道路要顺适衔接；路线穿越城镇时应尽量和地形、地物相一致。

2、充分利用老路路面结构

在一般路段，路线的纵断面设计与路面结构的补强设计是相辅相成的，纵断面拉坡时，应尽量拟合老路，避免大填大挖。在老路路面情况较好时，为充分利用老路路面结构，尽量不要开挖老路，使补强厚度最大限度地接近填高。

3、其它

老路改造纵断面设计时，为充分利用老路，一般纵坡较碎，坡长较短，但在有条件时，还应尽可能取较高的指标，以求良好的行驶条件，并适当注意平纵组合，使纵断面方案不但经济合理，而且有良好的线形。

4路面结构补强设计

路面结构补强设计时，应根据原老路路面结构具体处理。

4.1旧水泥混凝土路面

当老路路面为水泥混凝土路面时，一般先测试混凝土板块弯沉，根据弯沉测试结果综合路面其它情况先对老路面进行处理。当老路面较好时，对老路面不予处理；当老路面一般时，对混凝土板块进行钻孔压浆处理；当老路面较差时，应新浇砼板块。在对老路面处理后，一般要在上面加铺补强层。本地区一般采用沥青面层作为老路面的加铺层，这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点，“刚柔相济”，即旧水泥砼提供了稳定、坚实的基层，沥青路面提供了行驶舒适的面层。为防止和延缓旧水泥混凝土板的反射裂缝的发生，通常要在旧水泥混凝土裂缝和接缝位置铺设土工格栅、土工布或粘贴改性沥青油毛毡。有条件时沥青表面层采用改性沥青SMA结构，其防反射裂缝的效果更好。

4.2旧沥青路面

旧沥青路面对病害较严重路段应根据实际情况处理。当面层、基层裂缝较严重时，应开挖处理，然后在沥青补块上铺设玻璃纤维格栅；对较大的沉陷，应查明原因，翻挖处理。一般路段利用老路路表弯沉测定结果，计算出代表弯沉值，并反算成老路路面当量土基回弹模量，再按弹性层状体系理论计算加铺补强层厚度。在加铺前需刨毛老沥青面层。

4.3旧碎石路面

对泥结碎石、级配碎石路面改建成高级路面时，一般将旧路豁松、打碎，掺灰处理，使其成为底基层，然后再根据弯沉情况加铺补强层。

5桥涵改造设计

对老路改造工程，桥涵一般需拆除重建或拓宽改造，决定桥涵拆除重建还是拓宽改造主要从以下几个方面考虑：

1、原桥涵是否满足设计荷载标准，不满足，能否通过适当加固达标；

2、原桥涵是何种结构形式，服务年限多长，使用状况如何，利用价值是否大；

3、原桥涵是否满足排洪要求，航道上桥梁是否满足通航要求；