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阅读 11734 次 圆弧车道施工时标高控制的等分直线控制法

摘要:首先介绍了圆弧车道的现阶段施工情况,其次通过实例介绍等分直线控制法的施工控制方案,总结出该方法的普遍性规律,对同类建筑施工起到量化控制,使圆弧车道的施工质量得到进一步保证。随着城市的发展及汽车保有量的不断上升,地下车库立体车库及屋面停车场越来越受到重视,随之而来的圆弧型车道的建设给施工企业带来了不少困扰。...

圆弧车道施工时标高控制的等分直线控制法

高策

(陕西建工集团第五建筑工程有限公司  陕西 西安 710032

    随着城市的发展及汽车保有量的不断上升,地下车库立体车库及屋面停车场越来越受到重视,随之而来的圆弧型车道的建设给施工企业带来了不少困扰。

    一直以来圆弧形车道在施工过程中的标高控制都是一个难点,关键是考虑物体在做圆周运动时离心力的作用,车道必须外高内低而且是同一半径上外高内低的横坡,在标高控制时很难操作。目前对圆弧车道的施工控制很多经验丰富的师傅为了使车道圆滑美观在控制终起点标高的基础上,用线绳或钢筋握成圆弧形,根据经验用目测其圆滑度及横坡,施工很不方便且结构粗糙。

    为了解决圆弧形车道在现有仪器的前提下,施工时标高的精确控制,现总结出“圆弧车道施工的等分直线控制法”具体方法以下面实例说明:

一、圆弧车道在工程施工的分类:

    圆弧车道从角度大小可分为两类: 小于等于90度型(一般常见于宾馆大门口迎宾车道),和大于90度型(一般常见于地下车库、屋面停车场及螺旋式立体车库车道)。按照车道中心线的纵向坡度又可分为:纵坡度小于等于10%和大于10%两类。

二、实例概况:

    2.1、车道的宽度为6米,内圆半径为6米,外圆半径为12米,内外圆同心,中间段横坡为2%,起点标高为0.000,终点标高为1.200,即起点到终点的高差H1.2m,圆弧角度等于90度。

    2.2、车道的宽度为6米,内圆半径为6米,外圆半径为12米,内外圆同心,中间段横坡为2%,起点标高为-1.200,终点标高为+X,即起点到终点的高差HXm。圆弧车道呈螺旋型上升,圆弧角度属大于90度型。

三、实例说明

    3.12.1实例进行说明

    第一步 等分:

    利用CAD制图软件在电脑上将整个圆弧车道从起点到终点以角度进行偶数倍等分(曲线坡道以车道中心线计),现假设将圆弧车道进行6等分,将H也进行6等分并计算出每个等分的标高(以车道中心线计),即从起点开始依次为0m0.2m0.4m0.6m0.8m1.0m1.2m以下称“中线标高”

    第二步 弯道超高增量计算

    根据车道概况弯道超高的最大值应出现在车道中点位置处为12cm6×2%),为了平缓的消化弯道超高的最大值,根据第一步的等分情况将h进行等分从而得到等分点上的超高增量,具体等分方法如下:

    方法一、内圆各等分点标高按照中线标高不变,将弯道超高的最大值12cm从起点开始到中点进行3等分分别为:0cm4cm8cm12cm的上升直线;从中点到终点也进行3等分分别为12cm8cm4cm0cm的下降直线。(与整体车道的6等分对应)

方法二、将内圆中点处降低6cm,将外圆中点处抬高6cm,同样保证了弯道最大值为12cm。将内(外)圆的6cm进行等分从起点到中点分别为:0cm-2cm-4cm-6cm0cm2cm4cm6cm),从中点到终点分别为-6cm-4cm-2cm0cm6cm4cm2cm0cm)。(与整体车道的6等分对应)

    第三步 数据叠加:

    方法一、内圆各等分点标高按照中线标高不变作为施工标高,外圆各等分点标高在中线标高的基础上将第二步中方法一得到的超高增量按照从起点到终点的顺序依次进行叠加,便得到外圆各等分点的施工标高:0+0m0.2+0.04m0.4+0.08m0.6+0.12m0.8+0.08m1.0+0.04m1.2+0m

方法二、内(外)圆各等分点标高在中线标高的基础上将第二步中方法二得到的超高增量按照从起点到终点的顺序依次进行叠加,便得到内(外)圆各等分点的施工标高:0-0m0.2-0.02m0.4-0.04m0.6-0.06m0.8-0.04m1.0-0.02m1.2-0m0+0m0.2+0.02m0.4+0.04m0.6+0.06m0.8+0.04m1.0+0.02m1.2+0m)。

    3.22.2实例进行说明

    第一步 等分:

    首先将整个车道分为3大段即从起点到45度处为第一段(以下称前段)和从终点退45度处为第三段(以下称后段),中间部分为中段。其次将H=13.2m按照车道中心线的总长度进行若干等分(以便于施工为佳)并计算出各等分点上的中线标高,尤其是前段45度处的中线标高及后段45度处的中线标高。在本例中将车道按照15度等分即前后段均分为3等分。假设前(后)段各等分点的中线标高为A0A1A2A3B3B2B1B0)。

    第二步 弯道超高增量计算首先取掉中间段暂不考虑,将前后两段连接起来便符合3.1的使用前提(增量计算时不考虑中线标高),然后按照3.1中的超高增量计算步骤便可计算出前后段在相应等分点上的超高增量值。

    第三步 数据叠加:

    方法一、内圆各等分点标高(含中间段)按照中线标高不变作为施工标高;外圆前后两段各等分点标高在中线标高的基础上将3.1第二步中方法一得到的超高增量按照从起点到终点的顺序依次进行叠加,便得到外圆前(后)段各等分点的施工标高:A0+0mA1+0.04mA2+0.08mA3+0.12m、(B3+0.12mB2+0.08mB1+0.04mB0+0m),中间段各等分点施工标高为各等分点的中线标高加上0.12

    方法二、内(外)圆前后段各等分点标高在中线标高的基础上将3.1第二步中方法二得到的超高增量按照从起点到终点的顺序依次进行叠加,便得到内(外)圆前后段各等分点的施工标高:A0-0mA1-0.02mA2-0.04mA3-0.06mB3-0.06mB2-0.04mB1-0.02mB0-0mA0+0mA1+0.02mA2+0.04mA3+0.06mB3+0.06mB2+0.04mB1+0.02mB0+0m)。

    3.3、实例总结分析及补充

    以上两种方法各有利弊,方法一简单但起步时生硬不舒服,方法二稍微麻烦但平缓舒适美观。在施工时应根据实际情况选择适应的方法施工。

3.3.1、若施工图纸对横坡没有具体要求可根据汽车库建筑设计规范 Design Code for Garage JGJ100-984.1.11进行考虑,具体如下:

    为了平衡汽车在弯道上行驶所产生的离心力所设置的弯道横向坡度而形成的高差称弯道超高。具体计算方式如下:

    

     (4.1.11

    式中 V——设计车速,Km/h
    R——环道平曲线半径(取到坡道中心线半径);
    μ——
横向力系数,宜为0.10.15
    ic ——超高即横向坡度,宜为2%6%

    3.3.2、由上面的分析可见以上两种控制方法均符合直线函数表达式

y=ax

y:标高增量

a(常数)= ic /x

x: 预分份数

    3.3.3、以上实例仅说明了车道纵坡小于10%的施工质量控制办法,对于纵坡大于10%的车道控制在3.13.2的基础上可根据JGJ100-984.1.8对终起点进行局部调整控制。4.1.8具体如下

    汽车库内当通车道纵向坡度大于10%时,坡道上、下端均应设缓坡。其直线缓坡段的水平长度不应小于3.6m,缓坡坡度应为坡道坡度的1/2。曲线缓坡段的水平长度不应小于2.4m,曲线的半径不应小于20m,缓坡段的中点为坡道原起点或止点。

 

四、结论

通过上面的实例分析将圆弧车道在施工中的控制难题进行量化、标准化,从而可使任何一位施工员在施工圆弧车道时都可以很好地进行标高控制,使圆弧车道的施工质量达到大的提升。

参考文献:

    【1测量学〔M  测绘出版社,2002

    【2控制测量学〔M〕测绘出版社,1991

    【3《工程测量规范》(GB50026-2007

    【4《汽车库建筑设计规范》(JGJ100-98

(本文来源:陕西省土木建筑学会      文径网络:吕琳琳  尹维维 编辑    刘真 文径 审核)