竖向城市范文-盘古文库

竖向城市范文

来源：文库

作者：开心麻花

2025-09-19

竖向城市范文（精选7篇）

竖向城市第1篇

1 竖向设计的原则

区域竖向设计是为了满足道路交通、地面排水、建筑布置和景观等方面的综合要求, 对自然地形进行利用、改造, 确定坡度、控制高程和平衡土石方等而进行的设计。因此竖向设计应遵循安全、适用、美观、经济的原则。1) 充分结合区域总体规划及相关规划。2) 做好对外联系道路高程应与城市道路标高相衔接。3) 合理利用地形地貌, 减少土石方工程量, 避免土壤受到冲刷。4) 满足道路、排水 (河道、地面等) 及各种场地的适用坡度。5) 满足综合管线的埋设要求及与城市管网的标高、管径等的衔接。6) 做好区域内主要建 (构) 筑物的保护和衔接。7) 有利于建筑布置与空间环境的设计。

2 竖向设计的作用

1) 作为专项规划的一部分, 为项目决策和区域发展提供技术指导。2) 提高土地利用率, 优化功能空间。3) 为区域内外衔接做好了足够的准备工作, 避免了因竖向高程衔接问题带来的重复建设。提高了空间质量, 时间效率。4) 提高决策阶段及设计、施工效率, 合理安排工作计划。

3 竖向设计的方法

3.1 前期准备

1) 深度解读总体规划及相关规划。

2) 收集与研究基础资料 (现状地形图、区域现状道路及排水、公路、铁路、航空、河流、湖泊、高压走廊、光缆、管廊、文物古迹、名贵树木等, 以及相邻城市区域的规划及现状建设情况) 。

3.2 设计方法

1) 以规划道路网为框架进行地块划分区域路网规划, 注重区域内外交通系统的方便快捷, 注重与相邻城市区域已建路网及规划路网的衔接。紧扣道路网骨架进行地块划分, 将整个区域划分为若干个设计地块 (即划整为零) , 便于下一步具体设计工作的进行。2) 依据现状地形地貌地物, 初步确定区域内各条道路的控制性标高。依据地形地貌地物, 在满足交通和道路的相关规范要求 (如道路等级、坡度、坡长、相交道路节点的处理方式、与园区周边路网的平面交叉或立体交叉衔接等) 的前提下, 考虑既有道路或已设计道路的高程、坡度、坡长、高压走廊的基础保护、高压走廊下的净空要求、防洪要求、区域排水走向、用地性质等, 初步确定整个区域在竖向上的控制高程。3) 根据初步确定的地块周边道路控制点标高, 计算出地块中方格网各交点的标高。对于其中任何一地块, 当四周的标高已经确定后, 根据规划地块用地性质及该地块地形的需要, 可适当在地块内部增加高程控制点 (可采用不同的竖向布置形式:平 (缓) 坡式、台阶式和混合式) 。设计采用方格网法 (方格网的网格间距视地块大小及设计精度要求, 一般取值为20 m~50 m) , 通过已有的初步控制点, 计算出方格网各交点的标高, 进而计算出各方格网的填 (挖) 方量, 再将各方格网的填 (挖) 方量求和, 即得出该地块的填 (挖) 方量V1 (挖为正, 填为负) 。在区域土方量的计算时, 应包含以下几部分的工程量:a.一般地块设计标高要比道路设计标高高30 cm~50 cm, 该部分土方量V2=地块面积×抬高高度。b.道路结构层置换的土体体积V3=道路面积×置换厚度 (置换厚度根据经验可取:快速路、主干路按1.0 m、次干路按0.8 m、支路按0.6 m计) 。c.建筑基础置换的土体体积V4=居住用地面积×容积率×住宅面积占居住区总建筑面积的比例×0.16。d.地下空间的出土土体体积V5, 视地下空间的层数及商品房配建停车率、公建停车配建比例、人防功能的地下室、出入口、风机等而定。e.综合管线置换的土体体积V6, 视管道的种类、管径而定。计算的总土方量V=V1-V2+V3+V4+V5+V6。4) 对各地块按上述方法进行计算, 再进行汇总, 便得出整个区域设计范围内的填 (挖) 方总量V总。初次计算出的总土方量一般都不够合理 (要么填方过大;要么挖方过大;要么不利于土方的调配) , 于是要进行分析, 找出原因, 回过头来重新调整最初确定的路网标高。5) 重新调整路网标高后, 再进行以上步骤的优化, 直至得出最终满意的设计成果。a.整个区域满足防洪需要;b.与既有建 (构) 筑物很好的衔接;c.道路坡度、坡长满足规范的同时, 与场地坡度相适应 (根据经验, 大型工业用地区域, 东西向道路纵坡宜控制在2.0%以下) ;d.基本不改变原有河道的线形 (局部可裁弯取直) ;e.大填大挖的现象很少, 甚至没有;f.区域内土方量应基本平衡;土方应就近调配平衡, 以满足区域滚动发展的需要。

3.3 后期调整与优化

任何事物都不是一成不变的, 在建设的过程中, 规划也会随着时代的发展及建设的需要进行局部的修编, 因而竖向设计也必须随着规划的修编而调整, 这就需要设计具有科学性、时效性、经济性、前瞻性。

4 设计深度

竖向设计的深度应满足后续工作的需要, 应具有指导性和约束性。1) 干道的坡长与坡度。2) 室内外高程。3) 地面的大致坡度。4) 土石方填挖量、就近平衡及整体平衡的调配方案以及选定临时取、弃土点等。

5 设计成果

最终设计成果不仅要为项目决策和区域发展提供理论依据, 还应在现场具有较强的可操作性, 这就需要把设计思路、设计内容通过设计文件全面地展现出来, 因而设计文件至少应包括:

设计说明:包含项目概述、规划解读、设计思路、设计方法、设计过程、设计内容、最终结果。

设计图纸:

上位规划部分:区位图、区域路网规划图、区域综合交通规划图、区域用地现状图、区域用地规划图、区域近期用地规划图、排水规划图 (初稿) 及其他管线规划图等。

之所以说只需要排水规划图初稿, 因为排水规划与竖向设计相互制约、密切相关, 其初稿的深化应该与竖向设计同步进行, 这样才能保证排水管道的埋深尽可能小, 提升泵站数量尽可能少或不设泵站, 大量节约工程造价及后期泵站运营和管理费用。

具体成果部分:工程位置图、地块分块图 (含分块编号) 、区域路网竖向高程控制总平面图 (含现状地形、所有控制点标高及定位坐标、道路的坡度及坡长) 、各地块土方计算图 (含控制点高程、方格网各交点现状地面高及设计高、各方格网块填挖方量、等高线、填挖分界线、该地块填、挖方量的汇总) 、近期开发的土方调配图 (含土方调配的方向、调配的方量、取、弃土点) 、区域远期土方调配图 (含土方调配的方向、调配的方量) 、土方统计总表 (含各地块编号、填方、挖方、余方、缺方、平均填方厚度、平均挖方厚度及区域所有地块填挖方总量) 。

6 注意事项

1) 满足道路坡度、坡长要求 (视等级道路应区别对待) 及场地的坡度要求 (居住区及工业区应区别对待) 。

2) 避免出现“锅底”现象。

3) 竖向布置形式如采用台阶式, 台阶的高度宜为1.5 m~3.0 m。高度大于2 m的挡土墙和护坡的上缘与建筑间水平距离不应小于3 m, 其下缘与建筑间的水平距离不应小于2 m。

4) 土质护坡的坡比值应不大于0.5;砌筑型护坡的坡比值宜为0.5~1.0 (地质情况、压实处理) 。

5) 城市主要建设用地适宜规划坡度 (竖向规范) 、各种场地的适用坡度 (居住规范) 。

6) 满足下穿或上跨高速公路、铁路的净空要求;满足河道 (包括规划及保留的水系) 的防洪及通航要求;做好高压走廊基础的保护、满足不同等级高压走廊净高的要求;做好光缆、管廊、文物古迹、名贵树木及其他特殊建 (构) 筑物的保护及衔接;满足航空限高的要求等。

7 结语

竖向设计亦称竖向规划, 与其他的专项规划 (如排水规划) 一样重要, 对工程建设具有较强的指导作用, 需要引起所有建设者的足够重视。

竖向设计不仅针对城市新城区, 也同样适用于老城改造, 只是两者的侧重点会有所不同。

摘要：结合区域现状地形地貌地物, 通过阐述竖向设计的原则、作用、方法、深度、注意事项等内容, 统一分析了区域内道路、排水、不同场地等的适用坡度, 以利于建 (构) 筑物的布置与空间环境的设计, 从总体上控制区域的竖向高程, 使区域的建设整体效果更加优美。

关键词：区域开发建设,竖向设计,土方平衡

参考文献

[1]GB 50220-95, 城市道路交通规划设计规范[S].

[2]CJJ 37-2012, 城市道路设计规范[S].

[3]CJJ 83-99, 城市用地竖向规划规范[S].

[4]GB 50647-2011, 城市道路交叉口规划规范[S].

[5]GB 50233-2005 110~500 kV架空送电线路施工及验收规范[S].

[6]任联营, 王韶辉, 何俊府.浅议居住区竖向规划设计[J].中州建设, 2012 (7) :23-25.

[7]茹行健.基于控制性详细规划构建的余土平衡与场地竖向设计计算方法[J].工程与建设, 2012 (6) :13-14.

浅析桩基竖向静载试验第2篇

摘要：概述了桩基竖向静载试验的过程，结合本项目的实际情况，讲述了更适合本项目加载方式，阐述了桩体破坏机理，以及试验数据的量测、采集。根据试验数据进行分析，优化了桩基设计，降低工程造价，节约社会资源，更有利于社会的和谐发展。

关键词：静载试验；优化设计

本工程位于黄河主河道上面，全长15.2公里；主桥跨越黄河的主河道，跨径布置为（67m+7×120m+67m）+ 3×（67m+6×120m+67m）变截面连续箱梁组成，共4联。主桥下部桥墩采用薄壁墩；基础为承台、混凝土钻孔灌注桩基。

本项目在进行初步设计的批复中，有关专家提出意见中有一条是：全桥桩基类型较多，桩长普遍较长。应结合详勘资料及抗震设计，加强长桩的有效性研究，优化桩长及桩径尺寸等内容。为此我们多次咨询业界专家并召开优化桩基的专题会，结合本项目的实际情况，最后专家一致认为，有必要通过对超长桩基的单桩竖向静载试验，确认以下几项内容：1、通过钻孔灌注桩单桩竖向静载试验，获取各土层及桩端持力层有关参数、测定桩基沉降和变形，进一步核定钻孔灌注桩各项设计参数和单桩竖向极限承载力，确定基桩合适的持力层，验证单桩竖向极限承载力，为桩型、桩长的优化设计提出建议，并为主体工程基础设计提供依据；2、通过对桩底后注浆加固后的单桩竖向静载试验，获取桩底注浆加固后的单桩的竖向极限承载力，检验钻孔灌注桩桩底注浆加固效果，为钻孔灌注桩优化设计中注浆加固方案提供设计依据；3、通过对优化设计后的单桩竖向静载试验，核定优化设计后单桩竖向极限承载力，为主体工程基础设计提供依据。

确定了以上的试验目的，下面需要做的就是选择试验的加载系统。由于传统的锚桩横梁加载反力系统在大吨位下，尤其锚桩距离较大时，横梁弯矩大，尺寸大，制作、运输、安装、拆卸成本费用增加，使用不便，且锚桩横梁反力系统能够提供的最大反力有限，不能满足本次静载试验的最大加载量；压重平台设备笨重、堆设时间长、费用高、安全性低等缺点，一般只适用于最大加载量小于1000t的情况。而根据本项目地质勘查报告，经计算得到单桩竖向极限承载力为2800t，考虑到单桩105m的超长桩基，本次试验拟采取最大加载量为4500t，锚桩及加载系统能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍，即5400t。自平衡法虽然比较经济，试验周期短，适用于各种场地，但是其试验结果数据不稳定、可靠性较差，一些学者、专家对其结果提出了质疑。

综合考虑之后，本次试验采用能够提供更高反力的拉压锚法。该加载反力系统符合国家现行基桩检测技术规范的要求，实质为规范中规定的锚桩法，该加载反力装置可提供大吨位加载能力，试验方法为国家现行基桩检测技术规范规定的慢速维持荷载法。该加载反力系统将传统的锚桩横梁反力装置中受弯构件转换为拉压构件，受力合理，使得反力系统结构大大简化，该加载反力系统提供的反力大，尤其解决了超大吨位单桩竖向静载试验的加载难题，目前试验中的最大加载量以达到6000t。该加载反力系统对场地条件的要求低，工期快，适用范围广，可利用工程桩做锚桩节省造价，且不受锚桩间距限制。

明确了加载方法后，首先对桩头加固并接高，通过桩顶上部油压千斤顶对试桩施加反力，反力通过油压千斤顶上部的四层承载体传递到四个方向的钢绞线上，钢绞线通过固定锚具，将反力传递到8根锚桩及锚桩的水平反力柱上，锚桩承受竖向的上拔力，而锚索传递下来的水平力完全由水平反力柱传递到环梁上。

试桩桩头扩大加固并接高4.0m，为拉压锚法提供必要的高度。为了承受上部油壓千斤顶的局部压力，在桩顶布置钢筋网片。

每个油压千斤顶承载力能够提供的最大反力为600t，共12个，对称布置在桩顶面，油压千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。油压千斤顶通过12根液压油管并联到多通转换器，多通转换器由一根主进油管连接到电动油泵。加载时，电动油泵驱动液压油通过主进油管进入多通转换器，多通转换器同时向十二个千斤顶供油，驱动油压千斤顶上升。电动油泵由桩基静载仪通过电压变频器自动控制，从而实现自动加载。

确定加载系统后，要明确桩基在外荷载作用的破坏形式。经验算在最大加载量作用下，本项目的桩体的材料不会破坏，最终破坏的形式可能是桩基地基土强度破坏。单桩竖向极限承载力，就土对桩基的抗力而言，一般分为桩侧摩阻力和桩端阻力（两者既有区别又有相互影响）。试验研究表明：当静载试验加荷、桩尖沉降>10mm时（桩顶因桩身弹塑性压缩量的累计，其沉降比桩尖大），桩侧各层土的桩-土相对位移均大于10mm，这时各层桩侧摩阻力均已被充分发挥。整根桩的总桩侧摩阻力达到峰值后，如继续加载，其值将有所减小或大体保持不变。单桩竖向承载力的极限状态（除纯摩擦桩外），一般由桩端阻力所制约。要充分发挥桩端承载力所需要的桩端沉降量比桩侧摩阻力要大的多。但在各部门的规程中都有明确规定，一般地规定桩顶沉降值为40～60mm时的相应荷载为桩的极限荷载。

桩在极限荷载下，其总桩侧摩阻力基本已充分发挥，总端阻力则可能已充分发挥，或仅部分得到发挥。本次单桩竖向静载试验通过布置在桩顶的油压千斤顶对加载反力系统施加荷载，由于力的作用是相互的，同样大小的荷载反作用于桩顶，桩将产生位移（沉降），可得到试验桩的Q-s曲线，它是桩破坏机理和破坏模式的宏观反映，此外，静载试验过程中，还可获得每级荷载下桩顶沉降随时间的变化曲线，通过埋置于桩身上的钢筋计，可以直接测得桩侧各土层的极限摩阻力和端阻力，以及桩端的残余变形等参数。从而能对桩土体系的荷载传递机理做较全面的了解和分析。

上面准备工作做好后，下面就是对本次试验数据量测的布置。荷载量测采用并联于千斤顶油路的油压传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载，荷载在桩基静载测试仪上换算。传感器的测量误差不大于1%，压力表精度优于或等于0.4级，试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不超过规定工作压力的90%。

位移量测的布置：竖向静载试验过程中，试验桩桩顶沉降量和锚桩上拔量的量测采用电子位移传感器，电子位移传感器通过磁性表座固定到基准梁上，基准梁采用工字钢，应具有一定水平和竖向刚度，一端固定到基准桩上，一端简支在基准桩上。基准桩中心与锚桩中心距离≥4D且>2.0m，基准桩采用四根钢管，钢管打入深度应≥5m。试桩桩顶沉降量和锚桩上拔量的量测采用电子位移传感器，电子位移传感器通过磁性表座固定到基准梁上，固定和支撑电子位移传感器的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。沉降观测平面宜在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定在桩身，锚桩上拔量观测平面宜直接布置在桩顶，观测平面应光滑平整。

试桩桩顶沉降量应在其两个方向对称安置4个电子位移传感器，锚桩上拔量在锚桩桩顶安置1个电子位移传感器。电子位移传感器的测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。

平原地区城市竖向规划设计研究第3篇

21世纪以来, 城市建设加快, 在平原地区, 城市竖向规划设计一直比较粗糙, 不受重视。近年来, 城市建设过程中出现了很多问题, 如道路坡度变化过大、沿街建筑景观效果不好、城市排水问题突出、破坏城市自然景观等等。因此, 竖向规划的编制和实施是科学合理建设城市、合理利用土地资源、营造和谐城市景观的需要。

在城市规划建设管理中, 基本都是利用原有的自然资源、地形地貌、路网结构和风貌特征, 在此基础上发展和建设城市。但是, 在规划的实施过程中, 还存在着很多问题。

1城市竖向规划方面存在的问题

(1) 对城市竖向规划重视不够, 基础资料缺乏

在城市规划的基础资料收集和整理方面, 对城市的地面高程资料不重视, 特别是平原地区城市, 城市地面的高程资料更新缓慢, 通常是用到一块采集一块, 而更新收集的范围也仅限于所需地块本身, 并未做全局的考虑。这样的规划设计和管理体制, 导致城市地面高程资料和控制体系不完善, 为以后的规划工作制造了障碍。

(2) 规划设计缺失, 规划管理难以全面展开

由于城市的地面高程资料本身更新收集滞后, 在规划编制时难以及时提供完整准确的资料, 规划竖向设计时存在空白, 难以全面展开, 从而在城市的道路建设、地面排水、市政设施实施时无规可循, 严重影响城市生态建设及城市景观建设。

(3) 在规划建设因小失大, 破坏生态环境

目前的城市建设, 为了经济利益忽略城市整体环境, 不顾防洪排涝安全的要求, 更有甚者为了营造地块的优美环境, 不惜开河引流、挖山毁林、破坏生态环境, 盲目建设, 只顾眼前利益, 城市规划形同虚设, 造成城市道路、建筑、广场等地面高程不协调等现象。

(4) 未能协调好城市排涝问题, 存在侥幸心理

有些城市自身存在内涝问题, 但规划和管理人员存在侥幸心理, 在规划设计中, 忽视城市的竖向规划, 从不未雨绸缪, 做到防患于未然。

城市竖向规划是城市规划的重要组成部分, 需要在城市规划编制的各个阶段深化。从而创造出经济、合理、生态、健康的城市氛围。

2平原城市竖向规划设计应注意的问题

(1) 要明确竖向规划在城市建设中的重要性

竖向规划是城市开发建设地区 (或地段) 为满足道路交通、地面排水、建筑布置和城市景观等方面的综合要求, 对自然地形进行利用、改造, 确定坡度、控制高程和平衡土石方等而进行的规划设计。城市的规划设计各个阶段都应该对竖向规划设计充分重视。在平原地区的城市, 虽然地面的高程起伏不大, 但不可忽略竖向规划设计。对竖向规划的忽略, 会给城市造成隐患, 待问题出现时已无法挽回。

(2) 要明确平原城市建设的条件

平原地区的城市一般经济发达, 从城市的地形地貌特点来看, 平原地区城市地势平缓, 高差变化小, 城市建设一般离山地较远, 这样的自然条件对城市建设有利, 如地形相对简单明了, 地质条件好, 高度、坡度和小气侯对城市影响很小, 交通便捷, 对外联系四通八达, 道路组织灵活, 对道路路径选择限制较少。平原城市的自然条件对城市建设也有不利的一面, 如地形地貌单一, 少有起伏变化, 山少、水少, 使得城市景观单调, 变化不丰富, 无论是建筑还是城市景观都, 缺少景观动态美。

(3) 要明确平原城市竖向规划的特点

由于平原城市的地理条件、生态条件变化较小, 道路平直, 起伏弯曲少;场地平整, 建筑变化少;城市的景观特点一般就是由远及近的放大缩小, 绝大多数是平面景观, 立面景观少;城市的竖向规划简单, 竖向规划经验少。

(4) 明确城市规划不同阶段对竖向规划的要求

总体规划阶段:在确定城市用地性质的时候必须结合城市竖向规划设计, 把城市竖向规划结合到主要地块的用地性质、城市道路、主要交通设施及防洪排涝的规划编制过程中;结合城市用地选择与用地布局方案, 做好地形地貌的分析;充分利用地形、地势等自然条件, 做好城市的地面坡向规划;确定城市的分水线、汇水线、防洪堤、城市主要道路及机场、码头、客货运站等交通枢纽的控制标高, 并为城市排放提供指导。

分区规划阶段:补充总体规划阶段竖向规划设计中的不完善之处;确定城市干道交叉点的控制标高;确定地块的排水方向。

控制性详细规划阶段:确定主干路、次干路、支路的交叉点、变坡点的标高;确定用地范围内的排水方向;确定地块内分水线、汇水线位置及标高。

修建性详细规划阶段:确定建 (构) 筑物室外地坪标高;确定挡土墙、护坡等防护工程的类型、位置、标高;确定地面排水方式及各向排水坡度;结合建 (构) 筑物的位置、确定地块内道路标高;在满足覆土厚度的情况下指导市政工程管线的敷设标高。

(5) 要明确地块的竖向规划设计

城市规划的各个阶段都有对竖向规划设计的要求。具体到一个地块的竖向规划设计时, 首先要确定好地块周边道路的交叉点的标高、道路的坡度坡向, 其次要结合地块的用地性质及对地面坡度的要求, 决定地块的形式;再次要结合地块的内部交通规划出地块内的具体排水方向;最后细化地块竖向设计, 做出具体的室外标高设计, 并计算土石方量。

在做地块的竖向规划设计时, 首先要满足地块的功能要求, 其次要主充分利用自然地形, 因势利导, 结合地形处理建筑物的布局及空间效果, 再次在满足场地内管线覆土要求的同时处理好场地的雨水排放问题最后在满足场地地质、水文的条件下尽量减少投资成本, 力求做到经济合理。

(6) 要明确在城市规划细节处灵活运用竖向设计

在平原地区的城市, 城市景观规划趋于平面化, 没有高低错落的变化, 利用竖向设计可以弥补这方面的缺陷。如:在道路的绿化带的处理上, 人为作出地面的高低起伏, 结合绿化布置, 营造出不一样的城市街景;在城市的景观设计中, 人为制造微地形, 营造出高低错落的视觉感观效果;在城市的广场处理中, 人为作出下沉式的广场, 配以跌水等处理, 营造出别致的城市景观;在城市的防洪堤坝的处理上, 充分利用高差, 营造城市立体景观等。

摘要：随着改革开放速度的加快, 城市经济飞速发展。城市的竖向规划设计, 是平原地区城市规划建设的薄弱环节。重视城市竖向规划, 并将其融入到城市规划的各个环节, 是使平原地区城市健康有序发展, 避免城市隐患的有效措施。

基桩竖向承载力试验研究第4篇

基桩竖向承载力试验研究

根据基桩的现场竖向静载试验结果,分析了在复杂地质条件下基桩的.荷载传递特点、荷载沿桩身分布规律、竖向承载性状和桩身侧阻发挥特性,得出了一些在洞庭湖区复杂地质条件下对桩基工程设计和施工具有一定指导意义的结论.

作者：杨建民 YANG Jian-min 作者单位：湖南城市学院,土木工程学院,湖南,益阳,413000刊名：湖南城市学院学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HUNAN CITY UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：18(2)分类号：U443.15关键词：基桩静载试验荷载传递桩侧摩阻力

浅谈城市道路平面交叉口的竖向设计第5篇

在城市道路中, 由于道路的纵横交错而形成很多交叉口;交叉口是道路交通的咽喉, 相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集、通过, 因此交叉口的设计在整个道路设计中显得特别重要。交叉口设计内容包括平面设计和竖向设计两个部分, 交叉口的竖向设计是保证行车安全舒适、排水迅速通畅, 与周围环境及建筑和谐相宜的重要保障, 一直是道路平面交叉口设计的重点与难点。

1 交叉口竖向设计的基本原则和要点

交叉口竖向设计是为解决相交道路间、交叉口以及周围建筑物在立面位置上的行车舒适、排水迅速和建筑艺术诸方面的协调和统一, 合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面上各个点的设计标高, 以使相交道路在交叉口范围内能获得一个平顺的表面, 从而保证交通安全、排水通畅和建筑造型的美观和谐[1]。

1) 通过交叉口的主要道路可保持其设计纵坡、横坡不变。

2) 公路等级相同的道路交叉。当交通量相近时, 设计时应尽可能使相交道路的纵坡大致相等, 且差值不大于0.5%为宜。当彼此纵坡不同时, 一般可保持相交道路的设计纵坡不变, 并改变较小纵坡道路的横断面使其与纵坡较大道路的纵坡相一致。

3) 为了利于排水。设计时至少应有一条道路的纵坡能将交叉口范围内汇流的地面水排出;车行道两侧边沟纵坡不宜小于0.3%;并在该条道路交叉口路缘石转角曲线的切点处设置必要的雨水口以截住来水。

4) 在较平坦地形设置交叉口, 其竖向设计宜采用伞形;即适当提高交叉口中心控制点的设计标高并以此控制点为中心沿路脊线向四周倾斜, 以利排水、行车、美观和衔接处理。

5) 交叉口范围内由于车速通常小于公路各等级的设计车速, 故要求横坡平缓;通常情况下其横坡不大于直线路段设计横断面的横坡度。

6) 平面交叉的交叉角以直角或接近直角为宜;当受地形及其他持殊情况限制必须斜交时要进行专门的交叉口设计。

2 常用的交叉口竖向设计方法

交叉口的竖向设计一般有以下三种方法[1~3]:

1) 方格网法。在交叉口范围内, 以相交道路的中心线为坐标基线打出5 m×5 m或10 m×10 m的方格网, 测出各方格点的地面标高, 计算确定设计标高和挖、填施工高度的方法即为方格网法。

方格网法便于施工放样, 通常适用于道路正交或接近于正交的简单交叉口设计。

2) 设计等高线法。设计等高线法是在交叉口设计范围内, 选定路脊线和划分标高计算线网, 算出路脊线和标高计算线网上各点的设计标高, 最后勾划出设计等高线并计算出各点填、挖施工高度的方法。

设计等高线法与方格网法相比, 能更清晰地反映交叉口的实际地形和竖向设计形状;但存在着设计等高线上各点位置不易放样的缺点。该法普遍用于一般道路的交叉口设计。

3) 方格网设计等高线法。方格网设计等高线法是前两种方法的结合, 集两者之长处。它先采用设计等高线法设计计算, 再进一步利用内插法算出方格网各角点的设计标高, 标出各相应点的地面标高与施工填、挖高度。方格网设计等高线法适用于大型、复杂的道路交叉口竖向设计。

从以上设计方法比较中可以看出, 方格网法多用于刚性路面的简单交叉口设计;设计等高线方法常用来解决柔性路面的交叉口设计;方格网设计等高线法集两者之优点, 适用范围最广, 既可解决柔性路面设计问题, 又可解决刚性路面设计问题。

3 方格网设计等高线法的设计步骤

1) 收集测量交通、排水、交叉道路的技术资料。

2) 绘制交叉口平面图。

3) 确定交叉口的设计范围。交叉口的设计范围除交叉口本身外, 还应包括为使直线段的双向横坡过渡到圆曲线单向横坡以及当圆曲线半径小于250和路脊线调整后路面宽度小于设计要求, 在弯道内侧应进行加宽时需设置的超高和加宽缓和长度。—般可取在缘石半径的切点以外10 m长度的整数倍 (相当于数个方格的距离) 的部分。

4) 拟定交叉口的竖向设计图式。应结合相交道路的公路等级、设计纵坡和凸形、凹形、马鞍形等各种不同的地形选用适宜的竖向设计等高线形式, 确定相邻设计等高线的高差h, 一般h=0.05~0.10 m。

5) 计算确定交叉口中心控制点和各主要特征点的设计标高。

(1) 确定交叉口范围内合适的路脊线并计算控制点标高。路脊线即是路拱顶点的连线, 是交叉口路面的分水线, 通常也可认为是对向车辆行驶轨迹的分界线。其选定的合适与否直接影响到交叉口的排水、行车和路拱的匀称。因此路脊线的合理确定是交叉口竖向设计好坏的关键[4]。

在交叉口处, 当相交道路中心线交会于一点时, 路中心线即为路脊线, 此汇交点即为中心控制点。但是对于非正交的交叉口时, 要另外考虑。通常认为当斜交偏角不大, 交叉角度在85°~95°时, 可仍以原相交道路设计路中线作为路脊线;但当斜交偏角较大时, 因为路拱的不匀称, 原设计的路中线已不宜作为设计路脊线, 应予适当调整。调整后新的中心控制点E的位置的选定, 应考虑行车平顺和整个交叉口布局的匀衡和美观。目前常用的调整方法主要有重心法与等距离法两种[4]。

对于如图l中所示的交叉口, 我们常采用重心法, 即选取曲线多边形OC1D1D2A2A1O的重心E作为调整后路脊线新的汇交点, 即为中心控制点。调整后的新的路脊线为EA、ED和EC, 三条新路脊线此时均偏离原路中心线, 从而基本满足使各路脊线能较匀称地位于各对向车辆行驶轨迹的分界线上的要求。采用重心法计算确定的重心E点位置还要求能基本符合其与主要车道路面边缘线距离相等, 即EG=EF, 如相差较大时, 可在EG线方向上作适当移位至满足要求为止。对于如图2所示的非对称Y形交叉, 常采用等距离法, 即调整后中心控制点E的位置应满足等式EF=EH=EG。交叉口中心控制点的标高主要依据相交道路的设计纵、横坡度并可结合交叉口的实际地形、路面设计厚度、建筑物的布局等因素综合考虑确定。在确定相交道路中心线交叉点控制标高时还应使相交道路彼此间的纵坡值相差不要太大, 并应尽可能使其大致相等, 这有利于竖向设计时的技术处理。

(2) 在路脊线与路边线之间划分计算网格, 计算标高计算线上各点的设计标高。标高计算线网的划分常可采用方格网法、圆心法、等分法与平行线法等几种[4]。方格网法是将道路平行于道路中心线划分成5 m×5 m或10 m×10m的方格网, 适合于正交的交叉口;圆心法是将道路路脊线等分定出若干点, 把这些点与路边线的圆心相连划分成计算网格, 适用于路边线为圆弧的情况;等分法是将道路路脊线及路边线等分, 连接路脊线及路边线的等分点成计算网格, 适用于各种情况;平行线法则先把路脊线交点与各条路边线的圆心连成直线, 然后把路脊线分成若干点, 通过这些点作以上直线的平行线交于路边线得计算网格, 适用于正交的交叉口。

从以上计算网格划分方法看, 圆心法及等分法适用性较为广泛。

6) 勾划交叉口设计等高线, 绘制方格网。通常情况下, 等高线高差h为0.05~0.10 m, 依此勾划交叉口设计等高线, 并按道路中心线绘制5 m×5 m或10 m×10 m的方格网。

7) 调整标高。按行车顺适、有利排水的要求调整等高线的疏密, 以使纵、横被能变化均匀。

8) 计算确定填、挖施工高度。根据等高线的标高, 用补插法确定方格网点上的设计标高, 并根据实际地面标高求出填、挖施工高度。

4 复杂交叉口的设计方法

交叉口的形式多种多样, 从交叉口数目来分有三叉、四叉甚至五叉, 从交角来分有正交、斜交, 另外还有畸形交叉口及环形交叉口等等。那么对于比较复杂的交叉口来说, 该怎样进行设计呢?目前我们常采用的方法是区域等高线法[5~7]。因为无论多么复杂的交叉口都可以找到路脊线和路边线, 路脊线和路边线将复杂的交叉口划分成若干区域, 每个区域都由一条路脊线和不相交的一条路边线组成, 区域之间可以有公共的路脊线, 但路边线不能是公共的, 通过这种划分, 复杂问题就转换成求解一条路脊线和一条路边线之间等高线的问题, 从而使问题得到简化;这就是区域等高线法的基本思路[8]。

以图3所示环形交叉口为例, 区域等高线法的求解可按以下几个步骤:

1) 将交叉口按路脊线和路边线划分成若干区域。

2) 对于每个区域, 按等分法划分计算网格, 并得到计算线。

3) 根据已知控制点的标高, 按内插的方法求出计算网格角点的标高值。

4) 计算标高计算线上各点的设计标高。

5) 循环计算, 对交叉口的每个区域都进行设计。

6) 勾划交叉口设计等高线, 绘制方格网。

7) 调整标高, 计算确定填、挖施工高度。

这样就完成了一个区域的等高线图, 实现了对复杂交叉口的竖向设计。可以发现每条等高线在交叉口范围内部都是连续的, 这是因为虽然每个区域的等高线是单独作出的, 但区域与区域之间通过公共的路脊线相联系的缘故。

5 总结

以上介绍了传统的, 目前比较常用的城市道路平面交叉口的竖向设计方法。随着计算机的飞速发展, 计算机辅助设计已经成为目前土木工程设计中最主要的方法;借助于计算机, 人们可以对道路平面交叉口进行更快速、科学、准确的设计;据此研究人员已经建立了很多适于计算机处理的科学准确的设计方法, 如坐标法、双三次曲面模型设计法、Coons曲面模型设计法等[9~10]。

但是, 不论是传统的设计方法, 还是新颖科学的设计方法, 都是为城市道路平面交叉口的竖向设计提供服务, 都是为了合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面上各个点的设计标高, 从而达到相交道路间、交叉口以及周围建筑物在立面位置上的行车、排水和建筑艺术诸方面的协调和统一。传统的方法是我们理解交叉口设计的基础, 新颖的方法是我们对交叉口设计在认识与理解基础上的发展, 都是十分重要的;我们要认真体会各种设计方法, 使它在我们的设计中发挥最大的作用。[ID:000998]

参考文献

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[3]倪铁山.公路平面交叉口设计探讨[J].黑龙江交通科技, 2010, 33 (9) :79-80.

[4]张震山.城市多路交叉口设计方法和应用实例[J].中国市政工程, 2008, 33 (S1) :11-13.

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[9]吴国雄, 严强, 孙家驷.双三次曲面在交叉口立面设计中的应用研究[J].重庆交通学院学报, 2001, 20 (2) :6-8.

浅谈城市道路平面交叉口的竖向设计第6篇

1 交叉口竖向设计的要求和基本原则

交叉口竖向设计的目的是统一解决相交道路之间以及交叉口和周围建筑物之间在立面位置上的车辆通行、雨水排除和建筑物美观等几个方面的要求, 解决各条道路在交叉口范围内的共用平面问题, 使机动车、非机动车以及行人顺利便捷的通行。

交叉口竖向设计的主要因素要考虑:各相交道路的交通情况、每条道路的等级以及横断面布置情况。主要有以下5个方面的设计原则。

(1) 如果设计的道路等级不同时, 一般要先选择出一条道路作为主要道路, 它的纵、横坡按全线总体设计, 在交叉口范围内维持不变, 而将次道路的横断面逐渐过渡到与主道路纵坡相一致的断面。

(2) 当道路等级相同时, 首先要保持每条道路的纵坡在交叉口范围内不变, 通过调节相邻道路的横坡以达到平面平顺。首先要调节纵坡相对较小道路的横坡, 将其拱顶的连线渐渐向纵坡较大道路的车行道边线移动, 以达到道路的横坡坡度与其它道路的纵坡相一致。

(3) 竖向设计一定要考虑交叉口范围内雨水口的布置, 所有道路的雨水不应流过对向车道, 并且交叉口范围内严禁产生积水。

(4) 在交叉口范围内的所有道路的横、纵坡总体上应尽量平缓, 一般条件下应不大于交叉口外路段上的横坡, 纵坡一般不宜大于 2%, 特殊困难的情况下不应大于3%。

(5) 为方便交叉口范围内的水顺利排走, 竖向设计时应确保有一条以上道路的纵坡远离交叉口方向。

2 竖向设计的几种形式

通常的交叉口设计大体上分为以下6种基本形式 (假设道路等级相同, 道路纵、横坡一致) 。

(1) 凹形设计:

这是最不利于排水的一种交叉口设计方式, 所有地面水都流向交叉口范围内, 所以要尽量避免。如果因地形、地物的限制避免不了时, 应在交叉口范围内适当增加雨水口数量, 以防止雨水汇集到人行道及机动车道。

(2) 凸形设计:

在交叉口范围内各相交道路的纵坡方向不变, 适当调整交叉口范围内各路段的横坡。此时交叉口范围内的雨水可通过自然坡排除。

(3) 谷线形设计:

首先定义一条谷线, 所有与谷线相交的道路在交叉口范围外就开始转折纵坡面, 形成一条横向的贯通交叉口的凹形区, 雨水通过此凹形区排除。因为凹形区的存在, 所以对车辆行驶会产生不利的影响。尽量不采用此种方法, 如必须采用, 应尽可能的使纵坡的转折点远离交叉口。

(4) 分水线形设计:

如果在交叉口范围内有道路的纵坡指向交叉口, 那么就在这些道路的人行横道外侧方向设置雨水井, 在雨水进入交叉口前将其排走。同时将这些道路的定义过的路脊线分为三个方向, 并保持每条相交道路的横坡不变。

(5) 鞍形设计:

适当调整交叉口范围内的各条道路的纵、横坡度, 雨水井设置在纵坡指向交叉口区域的道路两侧。

(6) 斜坡形设计:

类似于超高过渡段的一种设计方法。它是指各条道路的纵坡保持不变, 将相邻两条道路的横坡在交叉口范围外逐渐过渡, 以使横坡方向调整到纵坡方向, 这样在交叉口内相邻两条道路就变成一单向倾斜面, 此时, 雨水井要设置在纵坡指向交叉口道路的人行横道线外。

3 常用的交叉口竖向设计方法

交叉口的竖向设计一般有以下三种方法:

(1) 方格网法

将对需要做竖向设计的交叉口的各条相交道路的中心线定义为坐标基线, 以一定的长度和宽度画出方格网, 通过专用的程序求出方格网上每个节点的设计高, 同时, 根据求得的设计高绘制出整个交叉口范围内的等高线。它多用于刚性路面的简单交叉口设计

(2) 设计等高线法

定义需要做竖向设计的交叉口的路脊线, 同时绘制出标高计算线网, 通过专用的程序求得各节点的设计高程, 绘制出整个交叉口范围内的设计等高线。它常用来解决柔性路面的交叉口设计。

(3) 方格网设计等高线法

方格网设计等高线法集两者之优点, 更能清晰地反映出交叉口竖向设计的形状, 适用范围最广, 既可解决柔性路面设计问题, 又可解决刚性路面设计问题。但存在等高线上的标高点在施工放样时不如方格网法方便的缺点, 实际中应该将两种方法结合使用, 充分利用各自的优点, 同时做到满足施工放样的方便性和反映交叉口立面的形状的直观性。下面讨论一下方格网设计等高线法在鸿业市政设计软件中的具体应用。

4 方格网设计等高线法设计步骤

方格网设计等高线法主要按如下步骤进行:

(1) 收集资料 (测量资料、交通资料、排水资料和道路资料) 。

(2) 绘制交叉口平面图。

(3) 绘制交叉口边界线, 确定交叉口的设计范围。

(4) 定义路脊线

路脊线即是路拱顶点的连线, 是交叉口路面的分水线, 通常也可认为是对向车辆行驶轨迹的分界线。其选定的合适与否直接影响到交叉口的排水、行车的平顺和交叉口的均衡美观。因此路脊线的合理确定是交叉口竖向设计好坏的关键。

对于十字交叉口, 取路中心线为路脊线。对斜交交叉口, 通常认为当斜交偏角不大, 交叉角度在70°～110°之间时, 可仍以原相交道路设计路中线作为路脊线;但当斜交偏角较大时, 因为路拱的不匀称, 原设计的路中线已不宜作为设计路脊线, 应予适当调整。调整后新的中心控制点的位置的选定, 应考虑行车平顺和整个交叉口布局的匀衡和美观。对于如图1所示的T形三路超高交叉, 由于北环路为已有道路且超高, 因此路脊线发生偏移, 首先将超高道路中线偏移到道路边缘, 然后修剪由于偏移引起的滨河路路脊线多余部分。

(5) 定义交叉口的各项基本参数

基本参数是指:交叉口结构类型、板块尺寸、各道路纵横坡度等。

应结合相交道路的公路等级、设计纵坡和凸形、凹形、马鞍形等各种不同的地形选用适宜的竖向设计等高线型式。定义计算线间距以及等高线和角点标高的计算方法, 计算线间距越小, 计算出来的结果越精确, 但是计算时间就越慢, 我们一般取0.5～1m。

(6) 确定计算线网格

计算线网格的划分常可采用方格网法、等分法、圆心法与平行线法等几种。

在对以上计算线网格划分方法的实际应用来看, 方格网法较适用于水泥混凝土路面和旧路补强的设计, 而圆心法及等分法适用性就较为广泛。

(7) 勾绘等高线, 检查调整标高

按照原设计意向的设计图式, 绘制出初步等高线图。然后按照排水和行车要求, 检查道路纵坡、横坡和合成坡度、检查街沟纵坡和进水口布置是否合适;调整等高线的疏密, 修改不合理的设计标高。

(8) 绘制方格网, 计算方格网角点的设计标高

按路脊线绘制5m×5m或10m×10m的方格网, 对于水泥混凝土路面, 应根据混凝土的板块大小来绘制方格网。根据等高线的标高, 用补插法确定方格网角点上的设计标高。

5 总结

不论是传统的设计方法, 还是科学的设计方法, 都是为城市道路平面交叉口的竖向设计合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面上各个点的设计标高, 从而达到相交道路间、交叉口以及周围建筑物在立面位置上的行车、排水和建筑艺术诸方面的协调和统一。传统的方法是我们理解交叉口设计的基础, 科学的方法是我们对交叉口设计在认识与理解基础上的发展, 都是十分重要的;我们要认真体会各种设计方法, 使其在我们的设计中发挥它们最大的作用。

摘要：主要针对城市道路的交叉口的竖向设计进行探讨, 利用鸿业市政道路设计软件对各类交叉口进行设计, 达到相交道路间、交叉口以及周围建筑物在立面位置上的行车、排水和建筑艺术诸方面的协调和统一。

关键词：城市道路,交叉口,竖向设计

参考文献

[1]CJJ37—90, 城市道路设计规范[S].

[2]徐家钰.城市道路设计[M].中国水利水电出版社, 2005.

[3]黄新安.公路和城市道路设计手册[M].中国建筑工业出版社, 2005.

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[5]陈洪仁.道路交叉设计[M].人民交通出版社, 1991.

竖向城市第7篇

1 城市道路交叉口竖向设计原则

交叉口的立面设计, 在很大程度上取决于相交道路的等级、交通量、横断面形状、纵坡的方向和大小、以及当地的地形情况。设计时首先应照顾主要道路上的行车方便;在不影响主要道路行车方便的前提下, 也应适当地改动主要道路的纵、横坡, 以照顾次要道路的行车方便。交叉口立面设计的一般原则如下:

(1) 主要道路通过交叉口时, 其设计纵坡维持不变。

(2) 相交道路的等级相同, 交通量差别不大, 而且有不同的纵坡时, 则两条道路的设计纵坡维持不变, 而改变它们的横坡。一般是改变纵坡较小的道路的横断面形状, 将路面拱顶线逐渐向纵坡较大的道路的街沟移动, 使其横断面与纵坡较大的道路的纵坡一致。

(3) 相交道路的等级和交通量都不相同时, 则主要干迫的纵、横断面均维持不变, 次要道路的纵坡应随主要干道的横断面而变, 而次要道路的横断面应随主要干道纵坡变化, 即次要道路的双向倾斜的横断面应逐渐过渡到与主要干道的纵坡一致的单向倾斜横断面, 以保证主要干道交通便利。

(4) 为了保证排水, 设计时至少应有一条道路的纵坡离开交叉口。如遇困难地形, 例如交叉口设在盆形的地形, 所有道路的纵坡都指向交叉口时, 必须预先考虑修坑地下排水管道和设置进水口。

(5) 在交叉口布置进水口, 应不使地面水流过交叉口的行人横道, 也不应使地面水在交叉口内积水或流入另一条道路。为此, 进水口应设在交叉口行人横道的前面能截住来水的地方和立面设计的低洼处。

2 交叉口竖向设计的方法

交叉口的立面设计有三种方法:方格网法、设计等高线法、方格网设计等高线法三种。设计等高线法是在交叉口的设计范围内选定路脊线和划分标高计算线, 计算出路脊线和标高计算线上各点的设计标高, 最后画出设计等高线, 并算出各点的施工高度。设计等高线法的主要优点是更加清晰地反映出交叉口的设计地形, 采用设计等高线法, 为了便于施工测量放样, 用方格网标出各点的地面标高、设计标高和施工标高。等高线法主要用于大型的主要交叉口和广场立面设计。

(1) 设计准备

测量资料:一般常用1:500或1:200地形图, 在图上以相交道路的中心线为坐标基线打方格网, 方格的大小视相交道路的等级 (主要的或次要的) 、地形和设计精度的要求而定, 并测出方格点的地面标高;交通资料:交通量和交通组成比例;排水资料:已建或拟建的排水管道位置;道路资料:道路等级、宽度、纵坡、横坡, 交叉口控制标高和四周建筑物标高。

(2) 绘出交叉口平面图

包括路中心线、车行道和人行道的宽度、缘石半径。根据相交道路的等级、纵坡方向和地形, 确定采用的立面设计等高线形式, 并选定相邻等高线的高差h (一般为0.04-0.10m) 。并利用设计等高线确定路段上的设计标高。

(3) 选定交叉口范围内合适的路脊线和控制标高

路脊线就是路拱顶点的连线, 路脊线位置的选定合理与否, 将直接影响交叉口上的排水、行车和立面观瞻。所以, 要做好立面设计, 首先要选好路脊线的位置。

在交叉口上, 相交道路的路中心线交会于一点时, 一般说来, 路中即为其路脊线, 路脊线的交点即为其控制标高。在斜交的T字形交叉口上, 相交的道路虽然必交于一点, 但当斜交的偏角过大时, 其路中心线就不宜作为路脊线, 应加以调整, 修正路脊线的起点, 一般取在缘石转弯半径的切点断面处, 取定位置原则上应选在双向车流的中间位置。

当主要干道与次要道路相交时, 在一般情况下, 宜尽可能都照顾到主、次道路的行车方便。在特殊情况下, 如果主要干道的交通量和车速占压倒优势, 要求主要干道上的横坡不变, 此时次要道路的路脊线只能交至主要干道的车行道边线, 但这样的竖向设计使次要道路形成过街横沟, 对行车、排水都不利, 应尽量避免为宜。

选定路脊线的基本原则是:既要考虑行车平顺, 又要考虑整个交叉口均衡美观。一般来说, 路脊线常是对向车辆行驶轨迹的分界线。

交叉口的控制标高, 应根据相交道路的纵坡、交叉口四周地形、路面厚度和建筑物的布置等综合考虑确定。在确定相交道路中心线交点的控制标高时, 不宜使相交道路的纵坡值相差太大, 其差值一般要求不大于0.5%;有可能的话, 应尽量使交叉口处相交道路的纵坡大致相等, 它有利于立面设计的处理。

(4) 确定标高计算线网并计算标高计算线上各点的设计标高

只有路脊线上的设计标高, 还不能足够反映交叉口设计范围内的立面设计地形, 还必须算出路脊线以外各点的设计标高。

平面交叉口立面设计的关键问题是选择合适的路脊线和标高计算线网。如果这二个问题得到了妥善的解决, 则各点标高的计算也就迎刃而解了。

(5) 连接交叉口上的设计等高线

参照己知的立面设计图式和形状, 利用既定的等高距和等高线平距, 将计算出来的数据进行整理, 把各等高点连接起来, 即得初步的设计等高线图。

(6) 调整标高

按行车平顺和排水迅速的要求, 调整等高线的疏密及均匀度, 一般是当中疏, 边沟密, 调整个别不合理的标高, 增设雨水口。

(7) 计算施工高度

根据等高线的标高, 用补插法求出方格点上的设计标高, 最后可以计算出施工高度, 用以满足施工放样要求。

3 结语