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公路線形組合設計-如何掌握“平包豎”等原則?
在一般型的交點中,平曲線指的是S1+Sc+S2,這個是毫無疑問的。但是,對于連續(xù)組合的曲線,比如:
1、偏轉(zhuǎn)方向相同的C型曲線、卵形曲線等。這些連續(xù)且偏轉(zhuǎn)方向相同的曲線可能包含在多個交點內(nèi),是否可以認為這段曲線為同一個平曲線?
2、偏轉(zhuǎn)方向不相同的S型曲線。S型曲線兩個交點內(nèi)的曲線偏轉(zhuǎn)方向相反,是否也可以將兩個交點中包含的曲線視為一個平曲線?如果是反向及同向曲線連續(xù)組合的呢?
3、高等級公路路線設計中,有時很難完全滿足平縱組合要求,到底該如何掌握和執(zhí)行?
專家回復:
1、準確把握“平包豎”等原則提出的背景和所適用的條件
根據(jù)對《規(guī)范》中關于平縱線形組合設計方面條文來源的追溯,我們可以發(fā)現(xiàn):《規(guī)范》中關于“平包豎”等線形組合設計原則的條文內(nèi)容,是很多行業(yè)前輩們在長期工程選線、設計實踐中不斷積累、總結、提煉出來的寶貴經(jīng)驗,這也是我國公路規(guī)范與國外規(guī)范的差異之處。但本人認為,我們在掌握和領會這些寶貴經(jīng)驗的同時,還應該了解這些一般性原則提出的背景。
首先,我國早期公路建設的主體是低等級公路,對應地,當時《規(guī)范》條文編制指導的重點也在于低等級公路方面。其次,受到早期設計工具和技術手段等的限制,當時在公路項目設計中,很難快速、準確測算公路任意樁號位置和方向的視距條件。
于是,很多業(yè)界前輩們結合實際項目選線、定線與優(yōu)化設計等工程實踐,總結出了“平包豎”等一般性的設計原則和方法。但究其目的,核心是為了保證必要的視距條件,提高線形的視線連續(xù)性,進而避免出現(xiàn)“暗凹、斷背”等視距不良、視線連續(xù)性差等現(xiàn)象。
2、“平豎對應”等一般性原則,不能完全適應高等級路線設計特點
但是,當高等級公路成為我國公路建設的主體之后,大家逐漸發(fā)現(xiàn),早前《規(guī)范》中一些主要適用于低等級公路的設計原則、方法和條文規(guī)定,并不完全適用于高等級公路了。例如,以往主要針對低等級公路線形組合設計提出的“平包豎”、“平縱曲線宜對應設置”等原則性要求,對于設計速度較高、平縱面指標也相對較高的一級或高速公路而言,設計中實際差異就很大了(尺度不同了)。有時,高速公路一個圓曲線長度可能幾公里,而對于三、四級公路可能就是十多個彎道的長度了。
一方面,低等級公路因為總體指標較低(圓曲線半徑更小、縱坡可以更大),在設計中可以更多通過展線、迂回等方法,更多側(cè)重考慮地形條件變化和降低規(guī)模等目標,而高等級公路則情況不同。高等級公路的平縱指標要求相對較高,上跨下穿等各類控制工點、節(jié)點因素更多,路線設計往往更多需要在諸多控制條件之間權衡,有時很難完全滿足“平包豎”和“平縱曲線宜對應設置”等原則。
另一方面,由于高等級公路平縱指標均較高(圓曲線半徑一般采用較大、縱坡更小、更平緩),因此,即便線形設計不能完全滿足“平包豎”等原則,卻并不一定就會導致視距不良、視線連續(xù)性差等直接問題。畢竟,視距和視線連續(xù)性都是相對的。設計速度不同,保證行車安全所需要的視距指標自然是不同的,視線連續(xù)性所影響的前方視線范圍也是不同的。
再有,以往低等級公路的平面設計,無論是設計方法,還是線形單元推薦選用方面,主要是以“直捷”的直線(段)為主。但是,現(xiàn)在在部分高速公路的山嶺重丘區(qū)路段,在曲線定線方法和CAD軟件技術的支撐下,有的項目數(shù)十公里全部由前后連接的平曲線組成,甚至沒有采用1米的直線段。
3、《規(guī)范》修訂情況
我國《規(guī)范》在近期的修訂過程中,已經(jīng)注意到以上情況和變化,并已經(jīng)對相關條文做出了調(diào)整和修訂,主要是通過“程度用語”明確界定了相關條文內(nèi)容的強制性。
例如:第9章涉及到線形組合設計方面的內(nèi)容,條文規(guī)定多為推薦性內(nèi)容,程度用語多為“宜”或“不宜”,即有條件時,應盡量這樣滿足這些一般性設計原則,但并非強制性要求。
再例如:《規(guī)范》第9.5.2條第1款,“平、縱線形宜相互對應,且平曲線宜比豎曲線長。當平、豎曲線半徑均較小時,其相互對應程度應較嚴格;隨著平、豎曲線半徑的同時增大,其對應程度可適當放寬;當平、豎曲線半徑均大時,可不嚴格相互對應”......即進一步分類明確了相關條文的適用范圍。
4、實際工程設計中如何掌握
在我們了解了“平包豎”等設計原則的初衷和適用條件之后,結合《規(guī)范》對程度用語等界定性說明,本人認為,對于您來信咨詢的關于平縱線形組合等同類問題,均可以從這些設計原則提出的初衷上去掌握和運用。
首先,要區(qū)別對待低等級公路項目(設計速度較低)和高等級公路項目(設計速度較高)。對低等級公路項目,有條件時應盡量滿足線形組合設計要求,但不是強制性要求必須滿足;對高等級公路項目,則可放寬(或者不必特別關注)對平豎曲線相互對應的要求。(這是《規(guī)范》第9.5.2條第1款后半部分明確表述的內(nèi)容)
其次,當同向且半徑相近的圓曲線,是可以考慮按照同一個平曲線對待的;當同向相鄰的圓曲線在半徑相差很小時,是可以考慮直接徑向連接的(即不設置緩和曲線);當圓曲線的半徑接近不設超高的圓曲線半徑時,該圓曲線在設計中可以按照直線段考慮和對待了......
但是,相鄰的兩個反向圓曲線(不論是否設置了緩和曲線,是否設置有直線段),是不能當作同一個平曲線對待的。畢竟,從行車角度,車輛通過反向曲線和同向曲線,駕駛行為和操作是顯著不同的。
緯地軟件三維視距檢驗界面
但是,非常重要的一點是:上述可能涉及到平縱線形組合問題的路段,一定要進行視距檢測和視線連續(xù)性分析,確保這些路段滿足設計速度對應下的視距指標和條件。與早期路線設計比較,今天隨著CAD和BIM等輔助設計軟件技術的發(fā)展和普及化應用,工程設計在方案階段已經(jīng)完全有條件進行準確地、可視化的視距檢驗和檢查了。而且,可以應用三維CAD和BIM建模等方式,進行空間三維視距檢驗。這樣,即便是分隔帶護欄、路側(cè)邊坡、標志牌等非幾何線形因素對視距產(chǎn)生的影響,都可以被提前發(fā)現(xiàn)了。 作者:緯地軟件 https://www.bilibili.com/read/cv10128184/ 出處:bilibili
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