高速公路線形設(shè)計中的紙上定線法

蔡華玲 劉志偉

（江西省贛州市于都縣公路分局，江西 于都 342300）

1 前言

高速公路從路線方案選擇到具體定線是一個研究范圍由大到小、精度由粗到細(xì)的過程，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查、綜合分析、仔細(xì)比選，最后確定中線的具體位置。紙上定線是以初擬路線方案為基礎(chǔ)，在實測或航測的1:2000地形圖上進行的。

對于定線來說，不同的地形條件有不同的矛盾。在平原微丘區(qū)，地形平緩，路線一般不受高程限制，定線應(yīng)以方向為主導(dǎo)，正確繞避平面上的障礙，力爭控制點間路線短捷順直。在山嶺重丘區(qū)，地形復(fù)雜，橫坡陡峻，路線一般受高程限制較嚴(yán)，定線應(yīng)以安排縱坡為主導(dǎo)，合理利用有利地形，避讓艱巨工程、不良地質(zhì)地段或地物，力爭平、縱配合協(xié)調(diào)，工程經(jīng)濟合理。

2 紙上定線的步驟

2.1 收集資料與準(zhǔn)備工作

需要收集的資料主要有：初擬路線方案及所確定的控制點，沿線地質(zhì)情況，不良地質(zhì)地段，城市規(guī)劃，地下電纜，文物古跡，自然保護區(qū)以及氣候氣象等資料。

準(zhǔn)備工作包括：在地形圖上標(biāo)繪各個控制點、應(yīng)避讓的地段和區(qū)域。

2.2 根據(jù)地形和地物初定路線的位置

在相鄰控制點之間，根據(jù)所經(jīng)過的不同地形和地物分布情況，參照準(zhǔn)備工作所標(biāo)繪應(yīng)避讓的地段和區(qū)域，滿足一定標(biāo)準(zhǔn)和要求，選擇合適的路線位置，沿著前進方向加密中間控制點或采用徒手滑顧地勾繪曲線。

2.2.1 平原微丘地區(qū)

在兩控制點之間主要是地物障礙，合理解決哪些可穿越?哪些該繞避?哪些應(yīng)趨就?從而建立起一系列中間控制點，路線一般應(yīng)由一個控制點直達另一個控制點。

選擇線位時，應(yīng)注意在保證標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量做到少占和不占高產(chǎn)田和經(jīng)濟林，少拆或不拆遷各種電力，電訊設(shè)施，沿高地布線，避免斜穿水田和直穿大的池塘和沼澤地，減少對自然景觀的破壞。

2.2.2 山嶺重丘地區(qū)

在兩控制點之間主要是地形或高差的限制，對受高差限制的路段必須通過放坡得到一系列坡度控制點，沿著自然地形，參照坡度控制點和地形地物控制點，徒手勾繪出與地形基本吻合且線形舒順、平緩的路線概略位置。

在山區(qū)選擇路線位置時，要注意線位的高低，考慮平、縱協(xié)調(diào)配合，盡量避免大砍大伐和大填大挖，注意環(huán)境保護問題。

2.3 定線

定線必須滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，同時又要參照初擬的路線位置進行。根據(jù)不同地形特點，定線方法一般有兩種，一種是傳統(tǒng)的“直線型定線法”，另一種是“曲線型定線法”。

2.3.1 直線型定線法

直線型定線法是先定出與地形相適應(yīng)的一系列直線，然后用適當(dāng)?shù)那€把相鄰的直線連接起來的傳統(tǒng)定線方法。

對平原微丘區(qū)，就是在沿著前進方向加密的控制點之間用直線連接，對山嶺重丘區(qū)，在放坡得到的一系列坡度控制點的基礎(chǔ)上，根據(jù)保證重點，照顧多數(shù)的原則，按照高速公路的幾何標(biāo)準(zhǔn)，用直線尺試穿出與較大地形相適應(yīng)的一系列直線。然后用適當(dāng)?shù)那€把上述相鄰的直線連接起來。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜而多變或轉(zhuǎn)彎處控制較嚴(yán)時，也可以根據(jù)地形變化先定出曲線，然后用直線把相鄰曲線順滑地連接起來。

2.3.2 曲線型定線法

這種方法是借助“鐵道彎尺”先定出圓曲線，然后用緩和曲線相互連接的以曲線為主的定線方法。

定線時，選用不同半徑的鐵道彎尺逼近前面徒手勾繪的曲線，按照高速公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐一定出圓曲線的位置和半徑，再用緩和曲線連接相鄰兩圓曲線，當(dāng)兩圃曲線之間的地形比較順直或距離較長時，也可以設(shè)置適當(dāng)直線，并用緩和曲線將直線和圓曲線連接起來，但應(yīng)注意保證直線長度的要求。在定圓曲線時，設(shè)計者應(yīng)注意掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與地形彎曲的大趨勢，以定出平順和緩的高標(biāo)準(zhǔn)平面線形，不要過多地遷就地形上次要的不規(guī)則性或一些小的障礙物。

實際上，直線型和曲線型定線方法并無本質(zhì)上的區(qū)別，只是所適應(yīng)的地形不同而已。具體做法詳見后述。按上述方法定平面線形時，是一個反復(fù)試定、檢查和調(diào)整的過程，直到找出符合標(biāo)準(zhǔn)的最佳路線后，再進行下一步縱斷面設(shè)計與調(diào)整工作。

2.4 縱斷面設(shè)計

路線的平面線形確定以后，可按照規(guī)定要求設(shè)置中樁。除起終點樁、曲線主點樁、百米樁、公里樁、大中橋位樁、隧道起終點樁以及通道和立體交叉中心樁等外，還有地形和地物加樁。平原微丘區(qū)樁距一般取50m，山嶺重丘取為20m。在地形圖上讀取各樁位的地面高程。

2.4.1 繪制路線縱斷面地面線圖

根據(jù)各樁樁號和地面高程點繪制縱斷面地面線圖?？v斷面圖采用直角坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示距離，縱坐標(biāo)表示高程，比例尺：通常平原微丘區(qū)橫坐標(biāo)取1:5000，縱坐標(biāo)取1:500，山嶺微丘區(qū)橫坐標(biāo)取1:2000，縱坐標(biāo)取1:200。

2.4.2 標(biāo)注豎向控制標(biāo)高及平面線形

根據(jù)收集調(diào)查的資料，在縱斷面圖上分別用不同符號標(biāo)出橋涵控制標(biāo)高，通道和立體交叉控制標(biāo)高，隧道出、入口控制標(biāo)高，經(jīng)過水田等不良地質(zhì)路段的最小控制標(biāo)高，以及其它人工構(gòu)造物的縱向控制標(biāo)高等。在縱斷面圖上繪出乎面線形示意圖。以上標(biāo)注內(nèi)容主要供試定縱坡時參考。

2.4.3 試定縱坡設(shè)計線

仔細(xì)分析研究縱向控制標(biāo)高的重要程度和可活動范圍，結(jié)合地形起伏變化情況和平曲線位置，試定出滿足縱斷面線形設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的縱坡設(shè)計線。定縱坡設(shè)計線可以采用先定直坡線，后用豎曲線連接的方法，也可以先定豎曲線，后用直坡線連接。

檢查上述試定縱坡沒計線是否經(jīng)濟合理，線形是否舒顧，技術(shù)指標(biāo)掌握是否適度，平、縱面線形是否協(xié)調(diào)，豎曲線與平曲線組合是否得當(dāng)，有無脫離實際或考慮不周等等。如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時調(diào)整修正。具體操作是修改平面線形還是縱斷面線形，或二者都修改，要認(rèn)真分析，找出問題的關(guān)鍵，權(quán)衡利弊，以定取舍。

2.5 最佳橫斷面修正

經(jīng)過上述檢查與修正，應(yīng)該說路線的平面和縱斷面均已基本成型，但橫斷面是否適當(dāng)也應(yīng)檢查。高速公路經(jīng)過的地形比較平緩，最佳橫斷面一般不是控制平、縱線形的主要因素，但在山區(qū)，當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時，如果不考慮最佳橫斷面，會導(dǎo)致填，挖方邊坡很高，防護支擋工程高大，很不經(jīng)濟。因此，在路線的平面和縱斷面基本確定以后，應(yīng)繪制出地面橫坡較陡地段以及其它可能高填深挖處的橫斷面，找出最佳橫斷面位置，由此再修正平面或縱斷面設(shè)計線形。

2.6 現(xiàn)場核對

在室內(nèi)利用地形圖進行紙上定線后的平、縱、橫面的成果，應(yīng)再到現(xiàn)場進行實地核對檢查，當(dāng)核查無誤后，方可以最后定案，并報請或征求使用單位或甲方的意見，然后進行水文、地質(zhì)勘探調(diào)查工作。

紙上定線工作完成之后是否需要去現(xiàn)場全部實地放線，各地做法不一，有的是局部或重點地段放線，也有的全部現(xiàn)場故線，主要視地形圖的準(zhǔn)確程度，以便在實地進行核對檢查經(jīng)定線后的平、縱、橫面的成果，以及便于現(xiàn)場進行水文、地質(zhì)勘探調(diào)查工作。具體實施時，若在新測地形圖或在已經(jīng)現(xiàn)場檢查補測的早期地形圖上進行紙上定線，可以對局部或重點地段，或大型構(gòu)造物所在地段進行實地放線。而對于測設(shè)年限過早且地物變化較大的地形圖，一般不應(yīng)直接用于紙上定線，必須經(jīng)現(xiàn)場補測核實后才能使用。

3 結(jié)束語

從上述紙上定線的步驟可以看出，紙上定線實質(zhì)上是一個反復(fù)調(diào)整和修正的過程，在一定限度內(nèi)，修改次數(shù)越多，最后的設(shè)計成果越好，直到無論采取什么措施都不能再顯著地增進美感或節(jié)省工程時，才可認(rèn)為紙上定線工作已告完成。這也正是紙上定線的優(yōu)越性之一，它可以做到盡善盡美，集中各專業(yè)設(shè)計人員的智慧，定出一條理想的路線來。

[1]溫琳，黃繼軍，丁偉.高速公路線形設(shè)計中有關(guān)問題的分析探討[J].交通科技，2009-10-28.