1工程概況1.1項目概況津港高速公路工程（西外環～臨港）起于濱海新區西外環高速公路與津港高速公路互通立交(本項目主線起點設計樁號K0+000)，自西外環向東，穿越現實狀況塘沽鹽場，上跨在建的中央大道輕紡聯絡線，與海濱大道相交之后進入臨港經濟區，止于海濱大道以東1.8km處（本項目主線終點設計樁號K6+000），接臨港經濟區規劃主干道。

本項目采用全封閉、全立交、所有控制出入的高速公路原則，設計車速120km/h。路線全長6.07，雙向六車道。1.2地質水文及氣候1.2.1地質條件津港高速沿線為沖積平原,皆為新生界沉積層覆蓋,以陸相沉積為主。第四紀晚期受海進海退影響,形成了海陸交互相沉積層。線路沿線沉積的海陸交互相沉積層具有明顯沉積韻律,各地層沉積厚度、沉積層位、巖性特性在線路不一樣地段雖有差異,但在成因上有明顯的規律性。地層分布自上而下依次為:人工填土層①、新近沉積層②、第Ⅰ陸相層③、第Ⅰ海相層④、第Ⅱ陸相層⑤、第Ⅲ陸相層⑥、第Ⅱ海相層⑦、第Ⅳ陸相層⑧、第Ⅲ海相層⑨。第四系全新統人工填土層:雜填土、素填土,多分布于市區內,厚薄不均,差異較大。該層土密實程度差,易變形。

新近沉積層(故河道、洼淀沖積):以淤泥質粉質粘土、淤泥、粉土為主,分布于故溝坑、河漫灘、河流故道內,該層土工程性質較差。

第Ⅰ陸相層(Q43al):以軟塑—可塑狀粘土、粉質粘土為主,層底埋深4～7m,為淺基礎的良好持力層。

第Ⅰ海相層(Q42m):由灰色粉土、粉質粘土、淤泥質粉質粘土構成,層底埋深12～16m,觸變性和敏捷度高,工程性質較差。

第Ⅱ陸相層的湖沼相沉積層(Q41h):以粉質粘土為主,厚度一般不不小于20m,粘性土為相對隔水層。第Ⅱ陸相層的河床—河漫灘相沉積層(Q41al):以粉質粘土、粉土為主,層底埋深一般18～20m。上部粘性土為相對隔水層。

第Ⅲ陸相層(Q3eal):以黃褐色的粉質粘土、粉土為主,可塑—硬塑,局部夾粉細砂和粘土透鏡體。層底埋深25～30m。該層工程性質很好。1.2.2水文條件受構造、地層巖性和地形、地貌、氣候以及海進、海退等綜合原因影響，天津地區水文地質條件復雜。場地內地下水類型可分為淺層地下水和深層承壓水。對工程影響較大的重要為淺層地下水，淺層地下水可分為上部潛水層和下部承壓水層。粉土、粉細砂層構成含水層，粘性土層構成相對隔水層。在天然條件下,總的地下水補、徑、排特點是:在水平方向上,淺層水和深層水由北向南形成補給,在垂向上,下伏含水巖組接受上覆含水巖組的越流補給。

淺層地下水有下列補給、徑流和排泄特點。

補給:淺層地下水接受大氣降水入滲和地表水體入滲補給,地下水具明顯的豐、枯水期變化,豐水期水位上升,枯水期水位下降。

徑流:在水位作用下,淺層地下水由山前平原向濱海平原徑流,但由于含水介質顆粒較細,水力坡度小,淺層地下水徑流十分緩慢。

排泄:淺層地下水重要的排泄方式有潛水蒸發、向深層承壓水越流和人工開采。

根據地鐵工程構造物的埋深和特點,對工程影響較大的地下水重要是淺層地下水。1.2.3 氣候條件天津位于中緯度歐亞大陸東岸，重要受季風環流的支配，是東亞季風盛行的地區，屬大陸性氣候。重要氣候特性是，四季分明，春季多風，干旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋季氣爽，冷暖適中；冬季寒冷，干燥少雪。天津年平均氣溫在11.4~12.9°C，市區平均氣溫最高為12.9°C。1月最冷，平均氣溫在-3~-5°C；7月最熱，平均氣溫在26~27°C。天津季風盛行，冬、春季風速最大，夏、秋季風速最小。年平均風速為2~4米/秒，多為西南風。天津平均無霜期為196~246天，最長無霜期為267天，最短無霜期為171天。在四季中，冬季最長，有156~167天；夏季次之，有87~103天；春季56~61天；秋季最短，僅為50~56天。天津年平均降水量為520~660毫米，降水日數為63~70天。在地辨別布上，山地多于平原，沿海多于內地。在季節分布上，6、7、8三個月降水量占整年的75%左右。天津日照時間較長，年日照時數為2500~2900小時。2平面設計本工程是津港高速k0+000~k6+000路段工程，現進行本路段的平面線性設計。平面線形設計根據平面線性一般規則進行設計。平曲線線形設計一般規則：1）平面線形應直捷、持續、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環境相協調。2）行駛力學上的規定是基本的，視覺和心理上的規定對高速路應盡量滿足。a、高速公路、一級公路以及設計速度≥60km/h的公路，應重視立體線形設計，盡量做到線形持續、指標均衡、視覺良好、景觀協調、安全舒適。b、設計速度<40km／h的公路，首先應在保證行車安全的前提下，對的地運用平面線形要素最小值3）保持平面線形的均衡與連貫（技術指標的均衡與持續性）a、長直線盡頭不能接以小半徑曲線。尤其是在下坡方向的盡頭更要注意。若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。b、高、低原則之間要有過渡。4）應防止持續急彎的線形這種線形給駕駛者導致不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。設計時可在曲線間插入足夠長的直線或回旋線。5）平曲線應有足夠的長度汽車在公路的任何線形是行駛的時間均不適宜短于3s，以使駕駛操作不顯的過度緊張。a、平曲線一般最小長度為9s行程；b、平曲線極限最小長度為6s行程；c、偏角不不小于7°時的平曲線最小長度。2.1緩和曲線計算本公路設計為時速120km/h的高速公路，平曲線重要參數根據《公路工程技術原則》規定見表2-1。序號項目單位重要技術指標1設計車速km/h1202路基寬度一般值m17.0最小值——3平曲線半徑一般值m1000極限值650不設超高最小半徑路拱≤2.0%m5500路拱>2.0%m75004平曲線最小長度m200緩和曲線最小長度m1005最小縱坡%0.36最大縱坡%37最小坡長m3008對應縱坡的最大坡長3%m9004%700>4%不限制10豎曲線半徑凸形一般值m17000極限值m11000凹形一般值m6000極限值m400011豎曲線最小長度m10012平曲線最大超高%8或10表2-1三級公路重要技術指標表2.1.1調整緩和曲線參數法1)計算原理設第一緩和曲線長度為Ls1，第二緩和曲線長度為Ls2，且Ls1<Ls2，則：緩和曲線參數：A12=RLs1，A22=RLs2緩和曲線參數：A12=RLs1，A22=RLs2由于Ls1≠Ls2，因此A1≠A2，p1≠p2，[措施]令p2=p1，由p2反推緩和曲線參數A2，再進行緩和曲線計算。2)幾何要素計算：

上、下半支曲線分別按Ls1和Ls2單獨計算切線長：上半支：下半支：曲線長：上半支：下半支：曲線總長：外距：校正值：J=T1+T2-L2.1.2緩和曲線計算設計的線形大體如下圖所示：由圖計算出起點、交點、終點的坐標如下：A：（290161.0717,104216.0676）JD1：(289205.9824,104345.8918)JD2：(288457.6006,105346.7565)JD3：(287309.3580,106101.3081)JD4：(286516.6959,107428.2163)A：（285570.3913,107866.0057）路線長、方位角計算（1）AB段DAB=由于圖在第二象限里,故同理可得：BC段：CD段：DE段：EF段：2.2圓曲線計算、ABC段已知取圓曲線半徑，如下圖：—路線轉角Lh—曲線長（m）Th—切線長（m）L—緩和曲線長（m）Eh—外矩（m）J—校正數（m）R—曲線半徑（m）切線增值：內移值：切線總長：外矢距：曲線總長：切曲差：特殊點樁號校核：AK0+000+LAB938.251JD1K0+938.251－Th600.857ZYK0+337.394+1/2Lh1/2×1150.024QZK0+912.406+1/2J1/2×51.69JD1K0+938.251校核無誤。同理可得其他各交點如表2—2所示。表2—2平曲線各交點曲線要素表交點號交點坐標交點樁號轉角值曲線要素值(m)N(X)E(Y)半徑緩和曲緩和曲切線曲線外距校正值線長度線參數長度長度123456789101112JD0290161.0717104216.0676K0+000JD1289205.9824104345.8918K0+963.87245°28′21.1″(Z)1100280554.978602.1261153.009995.896851.243JD2288457.6006105346.7565K2+162.35219°54′10.4″(Y)1500180519.615353.327701.056223.82655.598JD3287309.358106101.3081K3+530.73025°50′11.7″(Z)200.000

190.000632.456

616.441558.730

554.0851096.867252.74815.948JD4286516.6959107428.2163K5+060.42134°19′12.9″(Y)1600180.000

190.000536.656

551.362584.485

589.1711143.402175.477530.254JD5285570.3913107866.0057K6+072.8333縱斷面設計本次縱斷面設計設計津港高速(K0+000~K6+000)路段。縱斷面線形設計重要是處理公路線形在縱斷面上的位置，形狀和尺寸問題，詳細內容包括縱坡設計和豎曲線設計兩項。縱斷面線形設計應根據公路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等原因，考慮路基穩定，排水及工程量等的規定對縱坡的大小，長短，前后的縱坡狀況，豎曲線半徑大小及與平面線形的組合關系等進行組合設計，從而設計出縱坡合理，線形平順圓滑的最優線形，以到達行車安全、迅速、舒適，工程造價省，運行費用較少的目的。3.1縱坡設計3.1.1設計規定（1）設計必須滿足各項規范。（2）縱坡應具有一定的平順性，起伏不適宜過大和過于頻繁。持續上坡或下坡路段，應防止反復設置反坡段。（3）沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮。（4）應盡量做到填挖平衡，使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，減少造價和節省用地。3.1.2縱坡設計詳細規范詳細規范規定如下：（1）最大縱坡是指在縱坡設計時各級公路容許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。在地形起伏較大地區，直接影響路線的長短、使用質量、運送成本及造價。各級道路容許的最大縱坡是根據目前具有代表性原則車型的汽車動力特性、道路等級、自然條件以及工程、運行經濟原因，通過綜合分析，全面考慮，合理確定的。我國《公路工程技術原則》在規定最大縱坡時，對汽車在坡道上行駛狀況進行了大量調查、試驗，并廣泛征求了各有關方面尤其是駕駛人員的意見，同步考慮了汽車帶拖掛車以及畜力車通行的狀況，結合交通構成、汽車性能、工程費用和營運經濟等，經綜合分析研究后確定了道路的最大縱坡。各級公路最大縱坡的規定見表3—1所示。表3—1各級速度的最大縱坡計算行車速度120100806040最大縱坡（%）34567（2）坡長限制：最小坡長：最小坡長的限制重要是從汽車行駛平順性的規定考慮的，假如坡長過短，使道路縱向變坡點增多，汽車行駛在持續起伏路段產生的超重與失重的變化頻繁，導致乘客感覺不舒適，車速越高越感突出。縱坡變換頻繁，尤其是過短的起伏縱坡，使駕駛員頻繁換擋，加劇駕駛勞累。換擋引起能量，油料和時間的損失，加速齒輪，離合器和輪胎的磨損。為滿足汽車行駛力學的規定，保證車輛行駛安全性和司乘人員在視覺和心理兩方面的持續性，舒適性，《公路路線設計規范JTGD20—》規定了各級公路最小坡長。表3—2最小坡長設計速度（Km/h）120100806040最小坡長（m）300250200150120（3）豎曲線最小半徑：在縱斷面設計中，豎曲線的設計要受到許多原因的限制，其中有三個原因決定著豎曲線的最小半徑，即最小半徑須滿足緩和沖擊、行駛時間不過短和行駛視距的規定。查《公路路線設計規范JTGD20—》得：設計車速為40Km/h時，凸形豎曲線極限最小半徑為450m，一般值為700m；凹形豎曲線極限最小半徑為450m，一般值為700m。豎曲線最小長度為35m。見表3—3：表3—3豎曲線最小半徑與豎曲線長度設計速度(km/h)1201008060403020凸形豎曲線最小半徑(m)一般值17000100004500700400200極限值11000650030001400450250100凹形豎曲線最小半徑(m)一般值6000450030001500700400200極限值400030001000450250100豎曲線長度(m)一般值250210170120906050最小值1008570503525203.2豎曲線設計豎曲線是縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車而設置的一段緩和曲線。設計時充足結合縱斷面設計原則和規定，并根據規范的規定合理的選擇了半徑。《原則》規定：各級公路的最大縱坡及坡長長度限制不易輕易采用，而應有合適的余地。為了有助于路面排水和邊溝排水，一般狀況下，以采用不不不小于0.3%縱坡為宜。坡長限制重要是控制一般縱坡的最小坡長。該路段津港高速全長6070m，全線共設有8個豎曲線，四個凹曲線，四個凸曲線。1）變坡點參數變坡點樁號：K0+590、K1+280、K1+970、K2+470、K3+130、K3+920、K4+620、K5+460。縱坡坡度：1.058%、-1.178%、1.182%、-1.589%、1.420%、-1.377%、1.345%、-0.931%、0.902%。豎曲線半徑：0m、10000m、0m、1m、2m、11000m、21000m、11000m。2）豎曲線要素的計算公式匯總如下：（3.1）（3.2）（3.3）（3.4）式中：——豎曲線半徑，（m）；——切線長，（m）；——豎曲線長，（m）；——外距，（m）；—豎曲線上任意一點到曲線起點或終點的水平距離。——計算點縱距。3）舉例計算：以變坡8（K）為例。根據以上所述的原則，為了使豎曲線包平曲線內，取半徑R=11000m，坡度角A、計算豎曲線基本要素豎曲線長度：(3.5)切線長：(3.6)外距：(3.7)B、求各樁號的設計標高K4+620處：切線標高K6+070處：切線標高同理可得其他各變坡點數據及各樁號高程，如表3—4所示。表3—4各樁號數據表樁號豎曲線標高（m）凸曲線半徑R（m）凹曲線半徑R（m）切線長T（m）外距E（m）起點樁號終點樁號K0+0002.07K0+5908.31360223.60488821.K0+366.395K0+813.605K1+2800.186710000118.00579710.K1+161.994K1+398.006K1+9708.34460277.11843481.K1+692.882K2+247.118K2+4700.40021180.54281.K2+289.457K2+650.543K3+1309.77332307.64795362.K2+822.352K3+437.648K3+920-1.102111000149.69974891.K3+770.300K4+069.700K4+6208.3141649421000238.95994791.K4+381.040K4+858.960K5+4600.4968870411000100.8109040.K5+359.189K5+560.811K6+0706.00094橫斷面設計4.1查規范，得各項技術指標⑴路基寬度據任務書懂得公路等級是高速公路，車道數為六車道。再查《公路工程技術原則》可知高速公路車速為六車道的路基寬度一般值為34.5m,取設計車道寬度為3.75m，得總車道寬度為3.75×