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2019-12-31 09:12:51 | 分类:道路桥梁 | 标签:道路桥梁,设计详解

        设计内容:确定交叉口类型、进行交通组织设计、视距保证、缘石半径、拓宽设计、环形交叉口设计、交叉口竖向设计

一、平面交叉口的形式

1、按交叉口形式分类

十字形、X字形、T字形、Y字形、错位交叉、复合交叉等

2、按渠化交通的程度分类

简单交叉口、拓宽路口式交叉口、渠化交叉口

3、按交通控制分类

无信号控制交叉口、有信号控制交叉口(点控制、线控制、面控制)(定周期和不定周期、手工控制和自动控制)

4、按交通组织方式分类

A类:信号控制交叉口

B类:无信号控制交叉口

C类:环形交叉口

二、 交叉口的交通组织设计

1、交叉口的交通分析

 交错点的种类:分流点、合流点、冲突点。

 冲突点数量多,影响大,主要与左转车流有关,与车道条数成正比。

 设计时要尽量减少冲突点,如采用设置信号灯、合理组织左转车、实行单向交通等方法。

2、交叉口的交通组织设计

(一)车行道的交通组织

1、设置专用车道

2、合理组织左转车

1)设置专用左转车道

2)实行交通管制不准左转

3)变左转为右转

4)环形交通

3、渠化交通组织

4、调整交通组织

交通语言包括道路语言和一切关于行的标记、符号、文字指示牌等。其中最重要的是道路语言。

道路语言是指道路上的交通标线、标示、交通标志和交通信号,还包括以物理形式出现的交通岛、分离岛和栅栏等物理渠化设施(一种特殊的道路语言)。

有路必须有道路语言,道路语言是道路不可分割的重要部分。

(二)行人的交通组织

1、交叉口人行道的宽度及行人的组织

2、人行横道的设置(位置、形式、宽度、通行能力)

3、人行天桥或人行

三、简单交叉口设计

1、交叉口的车道宽度

 一般采用3.03.5平面交叉口一条进口车道的宽度宜为3.25m,困难情况下最小宽度可取3.0m;当改建交叉口用地受到限制时,一条进口车道的最小宽度可取2.8m。转角导流交通岛右侧右转专用车道应按设计速度及转弯半径大小设置车道加宽。

2、平面交叉口计算行车速度

平面交叉口内的设计速度宜为路段的0.5-0.7倍。

3、交叉口的视距

概念:交叉口转角处由两相交道路的停车视距所组成的三角形成为视距三角形。

作用:为保证安全,应清除视距三角形范围内的一切障碍物。

平面交叉口视距三角形范围内,不得有任何高出路面1.2m的妨碍驾驶员视线的障碍物。交叉口视距三角形要求的停车视距应符合下表规定:

交叉口视距三角形要求的停车视距

交叉口直行车

设计速度(km/h

60

50

45

40

35

30

25

20

15

10

安全停车视距Ssm

75

60

50

40

35

30

25

20

15

10

视距三角形

视距三角形的绘制方法和步骤:

1)根据交叉口计算行车速度计算相交道路的停车视距;

2)根据交叉口车道数和交通组织划分进出口各车道;

3)绘制直行车与左转车的行驶轨迹线,找出最不利点;

4)从最不利点沿行车轨迹线向后分别量取停车视距,并联成三角形。

4、交叉口转角的缘石半径

平面交叉口转角处路缘石宜为圆曲线或复曲线,其转弯半径满足机动车和非机动车的行驶要求,可按路缘石转弯半径表选定。当平面交叉口为非机动车专用交叉口时,路缘石转弯半径可取5m-10m

路缘石转弯半径

右转弯设计车速(km/h

30

25

20

15

无非机动车道路缘石推荐半径(m

25

20

15

10

注:有非机动车道时,推荐转弯半径可减去非机动车道及机非分隔带的宽度。

5、交叉口拓宽设计

1进口

进口道长度由展宽渐变段长度(Lt)与展宽段(Ld)组成。渐变段长度按车辆以70%路段设计车速行驶3s横移一条车道时来计算确定。渐变段最小长度不应少于:支路20m,次干路25m,主干路3035m。展宽段最小长度应保证左转或右转车不受相邻侯驶车辆排队长度影响。侯驶车辆排队长度(Ls)可由下式确定:

Ls=9N

式中:N———高峰15min内每信号周期的左转或右转车的排队车辆数。

     当需设两条转弯专用车道时,展宽段长度可取一条专用车道长度的60%。无交通量资料时,展宽段最小长度不应小于:支路3040m,次干路5070m,主干路7090m,与支路相交取下限,与主干路相交取上限。

2)出口

  出口车道数应与上游个进口道同一信号相位流入的最大进口车道数相匹配。条件受限的改建交叉口,流入最大进口车道数可减少一条。相邻进口道设有右转专用车道时,出口到应该展宽一条右转专用出口车道。

出口道每条车道宽度不应小于路段车道宽度,宜为3.5m,条件受限制的改建交叉口出口道每条车道宽度不宜小于3.25m。

出口道长度由出口道展宽段和展宽渐变段组成。渐变段最小长度不应该小于30~60m,交通量大主干路的取上限,其他可取下限;当设置公交停靠站时,应再加上站台长度。渐变段最小长度不应小于20m。

灯控路口进出口展宽图示

环形交叉口设计

特点:在交叉口中央设置环岛,用环道组织交通,车辆都绕岛单向逆行。

设计内容:中心岛形状与尺寸、环道宽度、通行能力验算、环道外缘石及进出口设计、竖向设计。

1、中心岛的形状与尺寸

     形状:圆形、椭圆形、卵形、方角圆形、菱角圆形等。

     尺寸:中心岛半径按下式计算

1)        满足环道设计速度中心岛最小半径可由下式确定:

中:-车辆绕道设计速度(km/h);环道设计速度应按照相交道路中最大设计速度的50%70%计取,车速较大的,宜取较小的系数值。

-横向力系数,取值0.140.18

-环道横坡度(%),取值1.52.0%;

b内侧车道道宽(含车道加宽),可取值5.5(大型车)

中心岛最小半径与相应的环岛设计速度应符合下表规定

环道设计车速与中心岛最小半径

环道设计车速(km/h)

20

25

30

35

40

中心岛最小半径(m)

20

25

35

50

65

2)        最小交织长度不应小于以环岛设计速度行驶4s的距离,行驶铰接车时,最小交织长度应不小于30m。最小交织长度应符合下表规定:

最短交织段长度

环道计算车速(km/h)

20

25

30

35

40

最短交织段长度(m)

25

30

35

40

45

满足相邻两条道路交角间的交织段长度及其对应的中心岛该段的圆弧半径由下式确定:

                     

式中:

——相邻两条相交道路间的交角()

——最短交织段长度(m)

2、环道的宽度

1)环道车道数

环道车道数以2-3对现有大型环形交叉的改建或具有特殊要求的可放宽要求。

2环道宽度

环道上每条车道的宽度正常的车道宽度加上弯道上车道加宽宽度。环道上车道加宽值列于表:

环道上车道加宽值(m)

中心岛半径(m)

10<rc15

15<rc20

20<rc30

30<rc40

40<rc50

50<rc60

车型

小型车

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.40

大型车

3.00

2.40

1.80

1.30

1.00

0.90

环道外侧人行道宽度,不宜小于与该段环道相邻的相交道路路段上的人行道宽度。

3环道横断面

环道横断面须布设成以环道中线为路拱脊线的两面坡断面。环道横断面设计成两面坡的断面时,沿中心岛四周最低点须布设排水进水口。

非机动车道宽度不应小于交汇道路中的最大非机动车道的宽度,也不宜大于6m

4环道进出口的转弯半径及外缘石

半径大小取决于车速。

各进口处半径应相近,并与中心岛半径接近。

出口处半径可略大些。环道外缘石宜采用直线圆角型

5、环形交叉的优缺点及适用

优点:车辆进入交叉口后可连续通行,节约时间;交通组织方便;行车安全;可美化城市面貌。

缺点:占地较大;左转车行车距离较长;通行能力不大。

适用条件:主要适用于多路交汇或转弯交通量较大的路口;相临道路夹角大致相等的路口;远期规划立交的路口。 对于交通量较大的路口、自行车和行人多的路口、及处斜坡地形上的路口不宜采用。

交叉口竖向设计

1、交叉口竖向设计的目的与原则

    平面交叉进口道的纵坡度,宜小于或等于2.5%,困难情况选不宜大于3%。山区城市等特殊情况,在保证行车安全的条件下,可适当增加。

交叉口竖向设计应综合考虑行车舒适、排水畅通、与周围建筑物标高协调等因素,合理确定交叉口设计标高。宜以相交道路中线交点的标高作为控制标高。相交道路中主要道路的纵坡度宜保持不变,次要道路纵坡度服从主要道路;若有需要,在不影响主要道路行车舒适度的前提下,可适当调整主要道路纵坡,兼顾次要道路的行车舒适性。

2、交叉口竖向设计的步骤与方法

竖向设计方法:方格网法、设计等高线法、方格网设计等高线法

各种方法均有其优点和缺点,方格网法的优点是便于施工放线;设计等高线法的优点是能更清晰地反映出交叉口的设计地形,但各点的标高位置不宜放样;方格网设计等高线法则取长补短,被普遍应用于主要交叉口和广场的竖向设计。

方格网设计等高线法立面设计的步骤和方法如下:

(一)搜集资料:测量资料、交通资料、排水资料、道路资料

(二)绘出交叉口平面图

(三)确定交叉口的设计范围

(四)确定竖向设计的图式

(五)确定路段上的设计标高

(六)确定交叉口的设计标高

    1、首先选定交叉口范围内合适的路脊线和控制标高

   2、确定标高计算线网并计算标高计算线上的设计标高

(七)勾画交叉口上的设计等高线

(八)调整标高

(九)计算施工高度

六、平交平面布置图

平交平面布置图如下图例:

需标注内容:

1   相交路口的相交形式,桩号说明

2   坐标标注参照上图

3   相交道路名称

4   与本次道路相交道路的走向

5   施工界限(用虚线表示)

6   路幅宽度

7   说明

8   指北针

七、鸿业交叉口设计流程

交叉口设计流程

1交叉口取样

点击 [交叉口交叉口取样],命令行提示:

回车退出 / 任意多边形R / 矩形区域第一点:

矩形区域第第二点:

输入局部图放置点:

说明:不取样在原图上设计也可以。

2构造边界线

点击< 构造边界线>,命令提示:

退出 E / 绘制边界 H / 自定义图素构造边界 X /道路边线构造边界 C /逐根选择构造 S/  <自动构造>:〖选择构造边界的方式〗

3定义路基线

用于确定道路的脊线。路脊线可为直线、圆弧、多段线、圆。路脊线不可超出交叉口边界范围!

注意:如果需要自动设计,则所有路脊线必须交于一点!(自动设计与交互设计后文有详述)

4基本参数输入

输入界面如图

图 1

图2

基本参数包括:路名、路面结果、路拱形式、计算线间距、最大横坡、中心控制点高出、板块间距、各道路主次及道路纵坡等,基本参数输入完毕,点击,即可生成基本控制点。

约定:

1道路顺序为逆时针,入口点X坐标最小者为第一条道路。(右击交叉口名称可进行自动排序)

2道路横坡:自中心线向两侧,下坡为负上坡为正。

3道路纵坡:自交叉口中心向外侧,下坡为负上坡为正。

4道路转折点:由入口向交叉口中心方向,左侧为左右侧为右。

5过渡段定义

点击<过渡段定义>,命令提示:

请选择要定义为过渡段的曲线: 〖连续选择要定义成过渡段的曲线〗

  定:

如果过渡段闭合则过渡段上至少要有两个控制点。

如果过渡段不闭合则过渡段的两个端点都必须有控制点。否则此过渡段不起作用。

注意:只有在生成可见的计算线时过渡段才起作用。

6板块划分

板块自动划分

点击[自动划分], 出现如下界面:

方法一:适用于等级相差较大的道路形成的十字交叉。程序以主道路为基准绘制板块。

方法二:适用于等级相差较小的道路形成的十字交叉。此时仍以主道路为准,但交汇区板块尺寸兼顾两条道路。

方法三:适用于相同等级道路形成的十字交叉。此种方法在道路接近正交时效果最好。

方格网法(分区):适用于多条道路形成的任意形状的交叉。

方格网法(全部):适用于多条道路形成的任意形状的交叉。

环岛:专门用于环岛交叉。

 注意:由软件自动完成的板块网线设计人员可任意修改。(只要在板块线层上程序均可处理)

板块交互设计

1).平行某线划分

操作流程

a.   选取某条线作为基准平行线:单击[交叉口--板块划分平行某线划分].选择板块划分平行基线(已有板块线不能作为基线),一般选道路中心线。

b.   点取板块划分基点。

c.   输入相对于基线的偏移距离。输入G可修改板块大小。

d.   划分完毕。

 

2).垂直已有板块线划分

 

 

操作流程

单击[交叉口板块划分--垂直已有板块线划分],命令行提示:

空选退出 / 选择已有板块线作为垂直基线: (最好选道路中线处的板块线)

在基线上点取板块划分基点:

输入垂直线间距<4.0>: (输入板块大小)

点示垂直线半宽:

回车退出 / 点示划分范围:

注意:也可用ACAD命令直接划分,划分完后需将其转到板块划分线图层上

3).板块修剪

单击[板块修剪],程序会自动剪去交叉口范围外及绿化带内的板块划分线。

4).边板修剪

对于交叉口圆弧过渡处的不规则板块,可单击[交叉口板块划分边板修剪]进行修剪。

5).拉伸角点 

可自由拉伸板块线的交点

6).删除角点

删除板块交点

7板块处理

单击[交叉口板块处理],程序对板块的角点进行预处理。

8交叉口竖向设计

交叉口竖向设计包括:

角点标高的计算(刚性路面)

等高线的生成

对于路脊线交于一点的交叉口可直接点取[角点标高计算]、[生成等高线],由程序根据基本参数自动进行设计。而对于路脊线不交于一点的交叉口(例如环岛交叉)要先生成计算线,然后再进行角点、等高线的计算生成。

计算线为交叉口竖向设计中,自动设计与交互设计产生联系的一个重要的中间环节。下面对它的功能及生成方法作一详细说明:

上面说过,在[基本参数输入]中输入了交叉口的基本参数后,程序可全自动地进行交叉口的竖向设计。但由于交叉口的复杂性,自动计算的结果不可能百分之百达到最佳,所以我们要对自动设计进行有效的控制。这种控制就是通过计算线来实现的。程序进行自动设计的基础数据是由基本参数计算出的各道路入口、缘石切点中点等基本控制点,只要修改了这些控制点的标高。再由修改后的控制点生成计算线,最后由新的计算线进行设计就可以达到控制自动设计的目的。

程序运行的步骤:先检测交叉口内是否存在计算线,如果存在则直接由图面计算线进行计算。如果图面没有计算线,程序就根据基本参数自动进行计算。

计算线的生成:程序提供了选择分区 S / 选线生成 H / <全部生成>:三种生成计算线的方法。第一和第三两种方法为自动生成,区别是第一种方法一次生成一个区,第三种方法为一次全部生成。

需要重点说明的是第二种方法——选线生成 H。前面讲的两种方法虽然自动化程度高速度快,但在有些情况下会不成功(因为找不到边界分区不成功)。H法实际是由用户手工确定边界的一种方法。

选择此方法后程序首先提示:

回车退出 / 选择路脊线:

此时应逐根选择一个分区内的所有路脊线(如下图中路脊线1、2),然后回车结束路脊线选择。此时命令行提示:

回车退出 / 选择标高控制点1: 

回车退出 / 选择标高控制点2:

应选择路边线上起始端两个控制点。(如下图控制点1,2)选择后提示:

Esc退出,选择两个控制点之间的一点:

这是为了确定在封闭边界的那一侧绘制计算线,点取两控制点间边界线上任意点即可。

需要注意的是:无论哪种方法生成计算线,路脊线交点、端点,路边线端点必须有控制点。另外所有在路脊线上、路边线上的控制点均影响计算线,也就是除说基本控制点外,用户还可在路脊线及路边线上任意位置定义控制点。基本控制点标高可通过[交叉口工具——定义工具——控制点定义——“C选项]修改。

角点标高计算会提示选择计算方法,共有三种计算方法可供选择:

1) 根据计算线计算: 根据输入的离散间距离散计算线生成三角网,得到角点标高。在此选项下可以加入控制点,但是只能用老的三角网法计算标高。

2) 根据控制点计算: 根据控制点生成三角网来计算角点标高。在此选项下不可以输入离散间距,不可以加入控制点,也只能用老的三角网法计算标高。

3) 根据等高线计算: 根据输入的离散间距离散等高线生成三角网来计算角点标高。在此选项下可以选择是否加入控制点和是否使用新三角网法来计算角点标高。

生成等高线

单击[交叉口生成等高线],程序自动生成等高线

单击[交叉口圆顺等高线],程序圆顺等高线

9图面整理

单击[交叉口图面整理],整理图面内的实体

交叉口设计完成。

 

最终结果图如下图例:

 

需要标注内容如下图。



 

城市道路工程平面交叉设计

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