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1、一、毕业设计目的训练学生综合应用所学的基础课、技术基础课和专业课知识，培养学生独立完成道路与桥梁工程设计的能力，它是培养专业人才教学过程中最后也是极为重要的一部分。通过设计，学生应了解和熟悉道路与桥梁工程设计的一般原则、步骤和方法；掌握道路与桥梁工程各单项构筑物的设计、计算方法以及编制设计说明书和绘制施工图的要求和方法。二、设计任务一）设计的任务与内容衡邵高速第 13 合同段路线设计，要求按重丘高速公路设计、设计车速 100km/h 进行设计，车道为四车道，起点桩号为 K74+700。设计文件必须符合有关设计标准与规范。二）设计原始资料1、地形图：比例尺 1:2000 地形图 11 张。2、交
2、通量：交通量年增长率 3%，近期交通量 20000 辆/昼夜。3、沿线地形、地质、地震、气候、水文等自然地理特征1）地形、地貌路线所经地区地貌单元属微丘-丘陵地貌，划分为：松木塘佘田桥段(K0+100-K73+300)微丘地貌，相对高差 156.6m；佘田桥火厂坪段(K73+300-K77+900) 属微丘- 丘陵过渡地貌；火厂坪严塘(K77+900-K132+059)段为丘陵。项目区域主要表现为：星罗棋布的山丘之间多呈“U”型，个别路段呈 “V”型的水田、鱼塘分布区，绕山丘分布着散落的民居，构成“山丘 -民居-水田、鱼塘 -民居-山丘”的地形地物分布的典型特点。公路沿线河流一般具有山溪性河流
3、的特点，水力资源丰富。路线经过了不同的地貌单元，地层岩性差异较大，地质构造较复杂。地貌单元属微丘丘陵地貌。在衡阳境内 K0+000K32+000 段起伏不大，切割不深，地面黄海高程在 6090m；在 K32+000K59+000 段起伏较大，切割较深，地面黄海高程在 85182m；在邵阳境内起伏较大，切割深，地面黄海高程 140385m 。公路所经过地区经济以农业为主，主要种植水稻。2）地质构造路线经过两个中生代盆地，即衡阳盆地和邵东盆地，盆地走向为北北东。穿越衡邵高速公路的主要断裂为宋家塘芦山坳压扭性断裂、仙槎桥花桥压性断裂及魏家桥曹家冲断裂等。（1）板桥断裂（第 1 合同段）为东西向构造体
4、系的次断裂构造。断层性质属扭性兼压性的非活动断裂。走向 310320，倾角 70。（2）仙槎桥花桥压性断裂（第 16 合同段）北端处于仙槎东北，是祁阳山字型构造前弧中最为典型的行迹之一。北翼走向为北东40，南翼走向为南东 30，转折部位于五峰铺以南，两翼倾角较大，正见者为 50，与主线相交于仙槎桥附近， （3）宋家塘芦山土扭压性断裂（第 16 合同段）该断裂走向大体为北东 30区内走向呈波状弯曲，沿线被第四系堆积物覆盖，倾向、倾角不明。依其斜截祁阳山字型构造的前弧及两翼次级的北东向压性，扭性等分支断裂的出现，确认为新华夏系的构造行迹，延伸约 30km，与主线相交于机场口附近，于测设路里程 K1
5、01+150K101+300 处。 （4）魏家桥曹家冲断裂（第 17 合同段）该断裂在魏家桥以北，走向近南北向，以南偏为南西向，南南西向两支，而后至曹家桥冲西南复合消失，长约 34km。沿线被第四系堆积物覆盖，断裂面末露，仅依地层缺失破碎而推断。于测设路里程 K105+350K105+600 处。（5）高崇山黄荆压扭性断裂（第 19 合同段）该断裂同属宁乡邵阳隆起带的主要断裂带之一。出露于白马铺五丰铺一线，该断裂因受祁阳山字型构造的干扰和影响，断裂走向有向南偏转的迹象。局部呈南北向展开。断裂走向 540 ，倾向北西，倾角在 5575 之间,长度大于 100km,该断裂以斜切地层和缺失地层为主，
6、带内挤压揉皱明显，局部可见断层角砾岩，角砾糜棱岩及逆冲擦痕和镜面等迹象。于测设路里程 K110+800K111+050 处。（6）半边街断裂（第 20 合同段）该断裂属后期平推断层，出露于半边街附近,断层走向 280，倾向约 70，长度约4km，该断裂以平推呈反时针扭动为主，且常将地层和北北东向断裂切割位移，错距在50100m 左右，局部可见断层泥及水平擦痕等迹象。于测设路里程 K117+695K117+935处。3）工程地质分区及评价（1）道路工程地质分区与评价道路地质分区根据地貌和岩土类型特征划分为三个工程地质区。a.K0+000K34+185 为剥蚀丘陵红层工程地质区（）b.K34+18
7、5K70+550 为剥蚀丘陵、砂岩、碳酸岩工程地质区（）c.K70+550K132+059 为剥蚀丘陵碳酸岩工程地质区（）路基工程地质评价路基包括挖方路基、填方路基和挖方高边坡。该拟建高速公路全线位于丘陵区，地势起伏，按微地貌可分为丘陵、丘陵平地及陵间洼地。挖方路基位于微地貌的丘陵上；填方路基一般位于丘陵间平地和陵间洼地上。挖方路基位于丘陵上，表层岩性为残坡积堆积物，上部一般为强风化岩层，节理、裂隙发育，岩土结构一般为碎裂结构或散体结构，岩土不完整，一般边坡岩土类型为类。建议施工时应采取分级开挖，隔 58m 设边坡平台一道，并采取边坡防护措施及修好内外排水设施。降雨时要用防雨布遮盖边坡，防止雨
8、水渗入强风化岩体，产生边坡滑塌。边坡施工时要时刻观测地下水出露情况，若发现地下水出露时，要停止施工，进行边坡支护处理，以免出现塌方事故。填方路基一般位于丘间平地及陵间洼地上，上部岩性一般为硬塑亚粘土，局部分布有砂性土及碎石透镜体。表层稻田地、局部洼地、鱼塘、古冲沟内分布有软土及淤泥质土；下部为强、弱风化粘土岩、碎屑岩及碳酸盐岩类。挖除局部和表层软土及淤泥质土，置换好土，进行分层夯实或碾实。路基稳定性较好。（2）桥梁地基工程地质评价该路线所有桥梁都位于丘陵区，自然斜坡稳定。桥址区基岩浅埋或裸露，利于桥基持力层选择。桥址区位于地震基本烈度度或小于度，未发现活动性断裂构造，场地稳定性好，适于建桥。全
9、线桥基持力层大部分可选择弱风化粘土岩、碎屑岩、泥灰岩、含炭灰岩、泥质灰岩上，桥基持力层选在岩石上承载力高，岩体较完整，桥基稳定性好。根据桥位轴线上的岩层工程地质特征及桥型，可选择扩大基础或端承桩基础。不良地质路段上的大桥全线桥梁基础不良地质现象主要为碳酸盐类灰岩内溶洞，基础存在溶洞的桥梁详见工程地质勘察报告 。4）地震根据国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图 （GB183062001） ，路线经过的地震动反应谱特征周期为 0.35s,邵阳地区地震动峰值加速度为 0.05g，对应基本烈度为度区，衡阳地区地震动峰值加速度小于 0.05g，对应基本烈度小于度区。依据公路规范，可考虑进行简易设
10、防。据区域地质资料，路线跨越断裂均为隐伏性断裂或非活动性断裂，对本工程无影响。5）气象、水文及航运（1）气象路线所经地区属中亚热带季风湿润气候，具明显的大陆性气候特征，光照时间长，雨水充沛，四季分明，气候温和，夏少酷热，冬少严寒。衡阳境内年平均气温 17.518.1，无霜期 272304 天，日照时数 1383.71753.8 小时，降水量 1223.01421 毫米，雨水大多集中在 46 月。极端最高气温 39.6以上，极端最低气温6.69.9。邵阳境内年平均气温 16.117.1，无霜期 272304 天，日照时数 1347.31615.3 小时，降水量 1218.51473.5 毫米，雨
11、水大多集中在 46 月间，夏秋连旱，极端最高气温39.0以上，极端最低气温 6.88.8 。（2）流域水文情况本地区属中亚热带温润性季风气候，年降水量在 12001400 毫米，这是境内河流水量主要补给来源，降水季节变化较大，春夏雨季降水量占全年 70，而 9 月至冬季降水量明显减少，所以境内大小河流随着夏季风的到来和梅雨的出现，河水补给（包括过境水）丰富，汛期也将开始。旱季气温升高，蒸发量加大，不少地方蒸发量大于降水量，降水补给减少，河水枯浅，几乎全靠地下水补给，地下水补给量占全年径流量的 1718。过境河流的水量补给除境内补给外，主要靠上游流域的降水补给和地下水补给，源于境内的河流，有时还
12、得到干流的逆向补给。最高水位多出现在 5 月，次为 6 月。路线所经区域主要由两大水系组成：起点至邵阳火厂坪为湘江水系；火场坪至终点为资水水系。境内主要发育蒸水和邵水两大河流。（3）桥位处水文及航运蒸水河号大桥主线在西渡镇枣塘村附近第一次跨越蒸水河，蒸水为湘江支流，桥位附近为级航道，通航净宽要求 18 米，通航净高要求 4.5 米。桥位处河道宽约 100 米，测时最大水深 5.1m，测时水位为 66.381m，流速较慢。调查历史洪水有漫过河堤淹没农田的历史。经水文计算其百年一遇洪水流量为 3540m3/s，百年一遇洪水位 72.01m。白马河大桥白马河全流域面积 32.3Km2，桥位以上流域面
13、积为 22.5 Km2，白马河属于山溪型河源，洪水主要由暴雨形成，洪水主要发生在 47 月份。桥位处河床宽约 25 米，深约 2 米，河道在路线右侧约 50 米处转弯，桥位处河床历年稳定。外业调查时，水面宽 12 米，水深 0.5 米，河底淤泥深 0.5 米，水流缓慢，河中长满杂草。测时水面高程为 81.27 米，通过计算，百年一遇设计流量为 155.8m3/s。蒸水河号大桥主线在金兰寺镇高田村附近第二次跨越蒸水河，桥位处河道为级航道，通航净宽要求 12 米，通航净高要求 3.6 米，无升级规划。桥位处河道宽约 70 米，测时最大水深2.65m，测时水位 119. 71m，水面宽度 58m，水
14、流比较平稳。调查历史洪水有漫过河堤淹没农田的情形。经水文计算其百年一遇洪水流量为 2410m3/s，百年一遇洪水位 126.40m。槎江河大桥主线在仙槎桥镇元塘冲村附近跨越槎江。桥位处河道宽约 20 米，河水较浅约 3.0m，河水流速缓慢。经水文计算其百年一遇洪水流量为 850m3/s，百年一遇洪水位 251.39m。邵水大桥主线在邵东县魏家桥镇姚家台附近跨越县道 X018 及邵水。邵水为资江支流，桥位处河道通航等级级，通航净宽要求 18 米，净高要求 4.5 米，但由于魏家桥镇上游约 5 公里处已筑坝发电，因此，事实已不通航。桥位处河道宽约 70 米，水深约 4.7m，流速较慢。经水文计算其
15、百年一遇洪水流量为 1870m3/s，百年一遇洪水位 230.24m。4、沿线筑路材料、水、电等建设条件与公路建设的关系沿线筑路材料包括砂、石、石屑（粉） 、粘土、钢材、木材、沥青及其它外购材料，均可满足本项目需求。1）砂料本项目砂料储量丰富，但其料场主要集中分布在路线的起点和终点附近。（1）路线起点左侧 7.1km 处的衡阳市北蒸水桥下沿河两岸的砂场，砂料储量丰富，主要为外运至此。料场供应砂料为中砂，日产砂料 2000m3 以上， 砂质纯净、质地坚硬，含泥量少，细度模数 2.22.5，汽车运输，砂场负责装车，现有公路通往料场，在 K0+100 上路，支线运距 7.1km 。（2）路线起点左侧
16、约 11km 处的呆鹰岭，砂料场较多且集中，砂料主要为外运河砂，主要成份为石英、长石，砂质纯净、坚硬，含泥量少，细度模数 2.3 左右，日产量1000m33000m3 以上，汽车运输，砂场负责装车，现有公路通往料场，在 K0+100 上路，支线运距 10.812.0km 。（3）位于邵阳市大祥区梅子井资江河岸的交通局航运公司砂场，料场砂料储量丰富，砂料主要来源于上游邵阳县资江河道，主要成份为石英、长石，砂质纯净、坚硬，含泥量少，细度模数 2.12.3，日产量 1000m3 以上，汽车运输，砂场负责装车，现有公路通往料场，在 K118+370 上路，支线运距 22.5km 。（4）邵阳市新邵县城的资水河岸有多处砂场，料场砂料储量丰富，砂料主要为卵石粉碎而成的人工砂，为粗砂，主要成份为石英、长石。含泥量少，细度模数 3.2 左右，日产量 600m3 左右，汽车运
