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![土木工程畢業(yè)論文--公路工程設(shè)計_第1頁](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-6/5/21/a665b5b5-2433-4b08-af48-bcc967c14de4/a665b5b5-2433-4b08-af48-bcc967c14de41.gif)
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文檔簡介
1、<p><b> 畢 業(yè) 論 文 </b></p><p> 班 級 2009年秋 </p><p> 專 業(yè) 土木工程 </p><p> 題 目 公路工程設(shè)計 </p>
2、;<p><b> 摘□□要</b></p><p> 本設(shè)計范例為從新興屯到李家店的一段山嶺重丘區(qū)二級公路常規(guī)設(shè)計,分為初步設(shè)計和詳細設(shè)計兩個步驟。</p><p> 初步設(shè)計中,首先根據(jù)交通量確定道路等級,然后在1:10000地形圖上確定兩條備選路線,分別進行平面設(shè)計,縱斷面設(shè)計,橫斷面設(shè)計,橋涵設(shè)置,最后對所定路線進行方案比選,從中選擇最佳方
3、案。</p><p> 詳細設(shè)計從確定方案中選取3.8Km進行設(shè)計,前期工作較初步設(shè)計更具體化,此外還對路基,路面,排水,涵洞進行了詳細設(shè)計,對工程預(yù)算進行了簡略編制。</p><p><b> 目□□錄</b></p><p> 摘要………………………………………………………………………………………</p><p&g
4、t; 第1章 緒論……………………………………………………………………………1</p><p> 1.1課題背景……………………………………………………………………………1</p><p> 1.2我國公路發(fā)展規(guī)劃…………………………………………………………………2</p><p> 1.3 設(shè)計背景 ………………………………………………………………………
5、……2 </p><p> 第2章 初步勘測和初步設(shè)計………………………………………………………3</p><p> 2.1選線和定線……………………………………………………………………………4</p><p> 2.2路線的勘測設(shè)計………………………………………………………………………5</p><p> 2.3縱斷面設(shè)計……………
6、………………………………………………………………6</p><p> 2.4初步確定橋涵位置、類型、孔徑和數(shù)量……………………………………………9</p><p> 2.5兩條方案的優(yōu)劣評價…………………………………………………………………10</p><p> 第3章 詳細測量與詳細設(shè)計(施工圖設(shè)計)…………………………………11</p>&l
7、t;p> 3.1詳細技術(shù)測量…………………………………………………………………………11</p><p> 3.2平面詳細設(shè)計…………………………………………………………………………12</p><p> 3.3縱斷面詳細設(shè)計………………………………………………………………………13</p><p> 3.4橫斷面詳細設(shè)計………………………………………
8、………………………………14</p><p> 第4章路基防護工程設(shè)計……………………………………………………………16</p><p> 4.1植物防護………………………………………………………………………………16</p><p> 4.2砌石護坡………………………………………………………………………………16</p><p>
9、第5章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………17</p><p> 5.1 路面類型的選擇確定…………………………………………………………………17</p><p> 5.2基層、底基層及墊層…………………………………………………………………18</p><p> 5.3路基………………………………………………………………………………
10、……18</p><p> 5.4路面的結(jié)構(gòu)厚度………………………………………………………………………18</p><p> 結(jié) 論………………………………………………………………………………………19</p><p> 參考文獻 ………………………………………………………………………………20</p><p> 致 謝…………………
11、……………………………………………………………………21</p><p><b> 第1章 緒 論</b></p><p><b> 1.1 課題背景 </b></p><p> 1.1.1公路運輸?shù)墓δ?,特點,地位及作用</p><p> 公路運輸分為直達運輸、干線運輸和短距離集散運輸三
12、種形式。因此,公路運輸有"通過"運輸和"送達"或"集散"的功能,尤其是"送達"或"集散"功能作為其它幾種運輸方式(管道除外)的終端運輸方式是交通運輸中不可缺少的組成部分,在綜合交通運輸體系中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著高速公路向網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的發(fā)展,利用高速公路的干線運輸功能,公路運輸作為一種具有功能齊全("通過"和"
13、;送達"或"集散"齊備)的運輸體系發(fā)揮越來越重要.</p><p> 與其它運輸方式比較,公路運輸?shù)奶攸c是靈活性,尤其是高速公路建設(shè),信息網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)以及計算機技術(shù)等的發(fā)展,又實現(xiàn)著快速性"門到門"運輸和被稱為零庫存(just in time)的運輸特點,促使著公路運輸?shù)目焖侔l(fā)展。 公路運輸?shù)撵`活性和快速性主要表現(xiàn)在批量、運輸條件、時間和服務(wù)上的靈活性
14、以及時間上的快速性。由于公路運輸?shù)呐啃『鸵蟮倪\輸條件相對寬松,所以在運輸時間和服務(wù)水平上容易得到保障。也正因為如此,公路運輸具有生產(chǎn)點多、面廣的特點。</p><p> 1.1.2我國公路現(xiàn)狀</p><p> 改革開放以來,我國公路運輸業(yè)快速發(fā)展。從完成的運量和周轉(zhuǎn)量看,公路客運已成為主要的客運方式,公路貨運量遠遠超過其他運輸方式,周轉(zhuǎn)量也快速增長,這充分說明公路運輸方式在國民經(jīng)
15、濟及社會發(fā)展過程中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。我國公路運輸服務(wù)方式和經(jīng)營主體日益呈現(xiàn)多樣化的趨勢。</p><p> 目前公路運輸存在的主要問題為:</p><p> 公路交通的基礎(chǔ)設(shè)施水平還較差。截止到2001年底,我國修建各種級別的公路近140萬公里,其中高速公路1.9萬公里,居世界第二位。然而,路網(wǎng)密度仍然較低,只相當(dāng)于巴西的1/2,印度的1/5,美國的1/6,日本的1/30。公路質(zhì)
16、量與發(fā)達國家相比差距仍很大,還不能滿足國民經(jīng)濟及社會發(fā)展的需求公路數(shù)量少、等級低、質(zhì)量差。</p><p> 運輸車輛的車型結(jié)構(gòu)不合理,技術(shù)性能還較差</p><p> 運輸生產(chǎn)的效率,效益較低;</p><p> 運輸經(jīng)營組織與管理的手段還比較落后,經(jīng)營主體結(jié)構(gòu)不合理,建立高效、有序的運輸市場缺乏基礎(chǔ)。</p><p> 1.2我國
17、公路發(fā)展規(guī)劃</p><p> 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是IT(intelligent technology)產(chǎn)業(yè)和智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,公路運輸?shù)陌l(fā)展呈如下趨勢:</p><p> 隨著高速公路由單線向跨區(qū)域和全國網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,開展公路快速客、貨運業(yè)務(wù);</p><p> 隨著全國高速公路網(wǎng)的形成和WTO的加入,促使公路運輸企業(yè)按規(guī)?;蠼⒓s化經(jīng)營的運輸企
18、業(yè);</p><p> 公路貨運業(yè)將納入物流服務(wù)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)中,更強調(diào)在專業(yè)化原則上的合作,包括不同運輸方式之間的合作,與服務(wù)對象的合作;</p><p> 在經(jīng)營管理方面,現(xiàn)在許多運輸企業(yè)都建立并運用了運輸信息管理系統(tǒng);</p><p> 運輸組織方式按生產(chǎn)力水平分層發(fā)展。</p><p> 逐步加強運輸規(guī)劃,使公路建設(shè)及運輸站場設(shè)
19、施的配置與客貨流規(guī)律更好地協(xié)調(diào)起來,同時還根據(jù)效率與效益原則,把運輸服務(wù)向縱深推進。</p><p><b> 1.3設(shè)計背景</b></p><p> 本次設(shè)計中的平面設(shè)計,縱斷面設(shè)計,橫斷面設(shè)計,土方調(diào)配等內(nèi)容主要采用了由德國巴澤多和托諾工程軟件有限公司(IB&T)開發(fā)的CARD/1系統(tǒng)軟件,該軟件是一套具有領(lǐng)先技術(shù)的工程規(guī)劃計算機輔助設(shè)計系統(tǒng),主要應(yīng)
20、用于測繪,道路設(shè)計,鐵路設(shè)計和管道工程領(lǐng)域。</p><p> CARD/1系統(tǒng)將道路設(shè)計所需的各種平面線形,縱斷面坡度組合,橫斷面形式,超高方式等設(shè)計要素歸納為符合設(shè)計者設(shè)計習(xí)慣和思維的“設(shè)計目標(biāo)”概念,進行目標(biāo)化設(shè)計,而不是單純的繪制線,點等幾何圖素。設(shè)計者是在三維數(shù)據(jù)模型中進行平面,縱斷面及橫斷面設(shè)計的,其中各種地形信息,中線線位,超高控制,數(shù)模數(shù)據(jù)可互相傳遞,參考,輔助設(shè)計者設(shè)計出合理的平,縱,橫斷面組
21、合。設(shè)計完成后,CARD/1系統(tǒng)能夠自動繪出所需任意比例的平面圖,縱斷面圖,橫斷面圖。</p><p> 第二章 初步勘測和初步設(shè)計</p><p> 本設(shè)計為山嶺重丘區(qū)二級公路設(shè)計,山嶺重丘區(qū)基本特征如下:</p><p> 自然特征:地面起伏,山丘連綿,溝谷與水嶺較深,地面自然坡度在20。以上,地形對部分路段平,縱線性有約束。丘陵地形山勢平緩,山形迂回,山
22、丘連綿,地形多變,地物隨地形變化而變化,農(nóng)業(yè)較發(fā)達,土地種植種類繁多,旱地經(jīng)濟林為主,居民點及建筑群時有出現(xiàn)。</p><p> 路線特征:路線以平曲線和豎曲線為主體構(gòu)成空間線性;局部方案多,布線靈活,可能的路線走向多;路線平,縱,橫三方面關(guān)系密切,相互影響約束較大;線性指標(biāo)一般高,但指標(biāo)變化幅度大。</p><p> 下面把第5章所確定的山嶺重丘區(qū)二級公路在設(shè)計中需要的一些技術(shù)指標(biāo)匯
23、總成表,見下表所示(表2-1)。</p><p> 表2-1 公路主要技術(shù)指標(biāo)匯總</p><p> 以上為本設(shè)計所能用到的技術(shù)指標(biāo),如不全面將在后面的設(shè)計中給出</p><p><b> 2.1選線和定線</b></p><p> 選線和定線,就是根據(jù)公路的性質(zhì),任務(wù),等級和標(biāo)準(zhǔn),在路線起,終點間,結(jié)合地形,地
24、質(zhì),地物及其他沿線條件,綜合平,縱,橫三方面因素,在實地或紙上選定中線位置,然后進行有關(guān)測量和設(shè)計工作。 </p><p> 本設(shè)計路段起點為新興屯,終點為李家店,地處黑龍江省境內(nèi),兩點間多山嶺,沿線無不良工程地質(zhì)。</p><p> 路線前半部分基本上是沿河線,路線走向明確,路線縱坡緩,線形好,是比較好的選擇方案。但沿線多為開闊的階地,而這些介地是山嶺重丘區(qū)僅有的良田及耕地,修路與占
25、地的矛盾突出,應(yīng)盡量解決好占地問題;二應(yīng)靠近山坡進一些,但靠山體過近,路線的線形就會差一點,同時易于破壞山體的穩(wěn)定性,要增加山體的坡面防護措施,需防止山體滑坡,碎石崩塌,山洪沖毀路基的可能性,結(jié)合兩者,選擇線形時,宜離開山體一段距離。同時,注意道路的橫向排水。此外,山區(qū)居民多聚居于傍山沿河一帶,城鎮(zhèn)和居民點多,沿河線便于發(fā)展公路的使用效益;沿河線便于施工,養(yǎng)護和行車使用,另外,路線旁山依河,砂礫石料豐富,水源充足,為施工養(yǎng)護提供了就地取
26、材的條件。</p><p><b> 2.1.1越嶺線</b></p><p><b> 2.1.2特征</b></p><p> 方案后半部分主要為越嶺線,途中穿越一埡口,因地形較為復(fù)雜,路線的平、縱、橫三方面應(yīng)考慮多一些。</p><p><b> 埡口地選擇</b>
27、;</p><p> 埡口選擇應(yīng)在符合路線基本走向的前提下,從可能通過的埡口中根據(jù)其位置、標(biāo)高、地形條件、地質(zhì)情況及發(fā)展條件總和比較確定,埡口海拔高低及其與山下控制點的高差,對路線長短、工程量大小和營運條件有直接的影響。由越嶺線長度、縱坡和高度三者之間的關(guān)系可知,當(dāng)平均縱坡一定時,降低相對高差,可使路線長度減短,故選線時應(yīng)選擇標(biāo)高較低的埡口。選擇埡口不僅要低,而且位置要符合路線的走向,即路線通過不需無效延長路線
28、就能和前后控制點銜接。選擇埡口必須和山坡展線條件一起考慮。如遇有地質(zhì)較好、地形平緩、利于展線降坡的山坡,即使埡口位置略偏或略高,也應(yīng)比較,不要輕易放棄。此外還要考慮埡口的地質(zhì)條件。</p><p><b> 越嶺標(biāo)高的確定</b></p><p> 埡口選定后,過嶺標(biāo)高就直接關(guān)系到越嶺方式、路線的長短、兩側(cè)展線方案及工程數(shù)量的大小。因此過嶺標(biāo)高應(yīng)綜合考慮公路等級,
29、越嶺路段的地形、地質(zhì)等自然條件經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。從地形條件來看,一般啞口寬而厚、地質(zhì)條件差的不宜多切,而宜采用淺挖低填過嶺,過嶺標(biāo)高基本上就是埡口標(biāo)高;山脊瘦、地質(zhì)條件好的埡口可以多切,切深以不危及路基穩(wěn)定為度。最大切深根據(jù)巖石類星河構(gòu)造情況而異。當(dāng)挖深在25m-30m以上時,則應(yīng)與隧道方案進行比較。</p><p><b> 2.1.3定線原則</b></p><
30、p><b> 選擇控制點</b></p><p> 兩方案均采用靠山腳布線,</p><p><b> 試坡</b></p><p> a=16.7cm,根據(jù)此平距,采用圓規(guī)在地形圖上對越嶺線部分定點。</p><p><b> 平面試線</b></p&g
31、t;<p> 方案一著重考慮如何靠近陸家屯定線,方案二重點考慮盡量沿山腳定線以保持路基穩(wěn)定。線位選擇均在1:10000地形圖上進行。然后利用CARD/1軟件進行具體定線并對紙上定線進行修正。</p><p> 2.2 路線的勘測設(shè)計</p><p> 2.2.1路線交點坐標(biāo)與路線轉(zhuǎn)角的確定</p><p> 導(dǎo)線的確定:在1:10000的地形圖
32、上初步定線后,利用CARD/1軟件進行詳細定位,確定路線各要素坐標(biāo),詳細結(jié)果見附表Ⅰ-1“直線及曲線一覽表”。</p><p> 2.2.2兩方案平面設(shè)計</p><p> 由于本設(shè)計在初步階段仍采用軟件設(shè)計,運用公式進行計算不是重點,故省去了以往設(shè)計時大量煩瑣的手算過程,提高了初步設(shè)計的精確性,因此對以下平面設(shè)計中的公式計算部分僅做簡單涉及。具體計算可參見有關(guān)手冊的相關(guān)章節(jié)。(如《公
33、路勘測設(shè)計》,第三章,裴玉龍主編,黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社)</p><p> 2.2.2.1平曲線要素的確定</p><p><b> 圓曲線要素及其計算</b></p><p><b> 略</b></p><p><b> 主點樁號的計算</b></p>
34、<p><b> 略 </b></p><p> 2.2.2.2緩和曲線設(shè)計</p><p><b> 緩和曲線的作用</b></p><p> 使汽車從一個曲線過渡到另一個曲線的行駛過程中的離心加速度逐漸變化。</p><p> 緩和曲線作為超高和加寬變化的過渡段。</
35、p><p> 緩和曲線通過其曲率的逐漸變化,可適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡及路線的順暢,以構(gòu)成美觀及視覺協(xié)調(diào)的最佳線形。</p><p> 緩和曲線要素的計算 </p><p> 帶有緩和曲線的平曲線要素的計算</p><p><b> 主點樁號的計算</b></p><p> 當(dāng)曲線半徑小于
36、不設(shè)超高的圓曲線最小半徑1500米時,要設(shè)緩和曲線,根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定,緩和曲線的長度不能小于35米,同時,在該路段上要設(shè)超高和加寬,超高的詳細設(shè)計見后面的詳細設(shè)計部分。</p><p> 2.2.2.3初步設(shè)計的平曲線加樁</p><p> 在路線選定和曲線計算完成之后,要將路線加樁,直線段為100米加樁,曲線段為50米加樁。由于采用軟件進行上述工作,本設(shè)計為10米加樁。</p&
37、gt;<p><b> 2.3縱斷面設(shè)計</b></p><p> 2.3.1縱斷面線形設(shè)計的一般要求</p><p> 對于新建公路路基設(shè)計標(biāo)高,二級公路采用路基邊緣標(biāo)高,縱斷面線形主要由縱坡和豎曲線組成,縱坡的大小與坡度的長度反映了公路的起伏程度,直接影響公路服務(wù)水平和運營成本,也反應(yīng)了公路是否經(jīng)濟、適用,因此,設(shè)計中必須對坡度、坡長及其相互組
38、合進行合理安排。凹曲線的邊坡頂點不要設(shè)在兩邊都是挖方路段,這樣排水不利,使路基受到水的浸泡,降低路的壽命和使用質(zhì)量。同時更應(yīng)注意,當(dāng)連續(xù)縱坡大于5%時,要設(shè)置小于3%的緩和坡段,其距離要大于120米。相鄰縱坡的代數(shù)差小時,應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑。</p><p> 縱斷面設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)的確定,縱斷面設(shè)計.</p><p> 2.3.2注意平縱配合</p><p&g
39、t; 2.3.2.1平面直線與縱斷面直線組合</p><p> 這種線形組合單調(diào)、呆板,行駛過程中路線視景不變,容易使司機產(chǎn)生疲勞感。尤其在高速行車時,容易導(dǎo)致交通事故。在交通比較復(fù)雜的路段,這種線形組合是有利的。設(shè)計中可采取措施來彌補景觀單調(diào)的不足。</p><p> 2.3.2.2平面直線與縱斷面凹形曲線組合</p><p> 這種組合具有較好的視距。&
40、lt;/p><p> 在設(shè)計中應(yīng)該注意以下幾點:</p><p> 避免插入較短的凹形豎曲線,或插入小半徑曲線(一般應(yīng)大于最小半徑的3-4倍),以免產(chǎn)生折點。</p><p> 兩個凹形豎曲線間不要插入短直線,此時宜將兩個凹曲線合并成一個凹曲線,可改善視覺條件。</p><p> 長直線的末端不宜插入小半徑凹形豎曲線。</p>
41、<p> 2.3.2.3平面直線與縱斷面凸形曲線組合</p><p> 這種組合視距條件差、線形單調(diào),使司機對前方道路情況無法做出判斷,應(yīng)盡量避免。使用這種組合應(yīng)注意采用大半徑曲線,以保證視距。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)凹形和凸形豎曲線時,會造成不良視覺效果,一般應(yīng)盡量避免。</p><p> 2.3.3.4平面曲線與縱斷面直線組合</p><p> 如果平曲
42、線半徑選擇適當(dāng),這種組合效果良好,汽車在這種線形上行駛,可獲得良好的景觀效果。如果平曲線與直線組合不當(dāng),曲線半徑過小,或直線長度過短,平曲線半徑與縱坡不協(xié)調(diào),都會導(dǎo)致線形折曲。這種組合還應(yīng)滿足合成坡度的要求,尤其應(yīng)避免急轉(zhuǎn)陡坡組合。</p><p> 2.3.3.5平面曲線與縱面曲線組合</p><p> 這兩種組合形式很常見,但比較復(fù)雜,如果曲線半徑適宜,平縱線形要素均衡,可以獲得視
43、覺舒適、誘導(dǎo)效果良好的空間曲線。此種組合應(yīng)注意以下幾點:</p><p> ?。?)一般情況下,當(dāng)平豎曲線半徑較大時,宜將平豎曲線半徑頂點對應(yīng)。若兩者不能很好的配合,兩者的半徑都小于某一限度時,宜將平豎曲線拉開相當(dāng)距離。</p><p> ?。?)平曲線與豎曲線的大小保持均衡。</p><p> ?。?)豎曲線的頂部或底部,不得與反向平曲線的拐點重合,尤其是凸形豎曲
44、線,容易造成判斷失誤。</p><p> (4)避免轉(zhuǎn)角小于7°的平曲線與坡度角較大的凹形豎曲線組合。</p><p> ?。?)緩和曲線不得與小半徑豎曲線重疊。</p><p> (6)不宜將小半徑平曲線設(shè)置在豎曲線的底部或頂部。</p><p> 平豎曲線對應(yīng)重疊有如下優(yōu)點:</p><p><
45、;b> {1}利于誘導(dǎo)視線</b></p><p> {2}有利于行車安全</p><p><b> {3}線形舒適美觀</b></p><p> 2.3.3縱斷面設(shè)計的步驟</p><p> 此圖中縱向比例為1:1000,橫向比例為1:10000。</p><p>
46、 在所確定的路線上,確定加樁路線的地面高程,其高程值詳見縱斷面圖,繪出地面線。標(biāo)出里程樁號和平面線形信息。</p><p> 確定控制點??刂泣c包括:路線起終點;越嶺埡口高程;大中橋涵;地質(zhì)不良地段的最小填土高度和最大挖深;與鐵路、公路交叉點;重要的電力(桿)管線的凈高;重要城鎮(zhèn)過道點等。對于山嶺區(qū)二級公路也要考慮填挖平衡。</p><p> 在這些控制點間穿插,初步定出坡度線。<
47、;/p><p> 調(diào)整坡度線。檢查各指標(biāo)是否滿足,使道路的平縱線形協(xié)調(diào),同時考慮排水和路基設(shè)計的基本要求,其坡度值見縱斷面圖。</p><p> 在完成拉坡的縱斷面圖上,通過坡度和坡長計算縱斷面上的設(shè)計高程,所得值詳見縱斷面圖。</p><p> 2.3.4縱斷面的豎曲線設(shè)計</p><p> 為了提高行車的平順性,相鄰變坡點之間的距離應(yīng)
48、不小于兩豎曲線間的切線長,以便插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線。豎曲線有凹形豎曲線和凸形豎曲線兩種。</p><p> 2.3.5豎曲線要素計算</p><p> 初步設(shè)計中只確定了豎曲線的半徑、切線長和外矢距三個要素。詳見下表。</p><p> 表2-2 豎曲線要素表(方案一) (m)</p><p> 表2-3 豎曲線要素表(方案二)
49、 (m)</p><p> 2.4初步確定橋涵位置、類型、孔徑和數(shù)量</p><p> 小橋涵施工是公路排水的主要構(gòu)造物,在本路段設(shè)計中小橋涵的多少直接影響工程造價和使用效果。</p><p> 不同構(gòu)造型式的涵洞常用跨徑、適用范圍和優(yōu)缺點見表6-5和表6-6。</p><p> 表2-4 不同構(gòu)造型式的涵洞的常用跨徑</p
50、><p> 表2-5涵洞的適用性和優(yōu)缺點</p><p> 方案一:11處設(shè)涵洞,一處設(shè)置小橋。</p><p> 在樁號K6+830附近有一季節(jié)性水溝,當(dāng)暴雨時期或雨量較大時,才形成河溝。根據(jù)目前和長遠的需要,經(jīng)濟造價方面考慮,該處建一涵洞即可。</p><p> 樁號K7+277出為一非季節(jié)性河流,有一舊橋通過,可利用原先橋位,設(shè)置一
51、2×20米混凝土梁橋。以下表中若無特別注明,皆為鋼筋混凝土圓管涵。 </p><p> 表2-6涵洞匯總表(方案一)</p><p> 方案二:15處設(shè)涵洞,一處設(shè)置小橋。</p><p> 樁號K6+740,K6+990處為季節(jié)性水溝,當(dāng)暴雨時期雨量較大時,才形成河溝,根據(jù)目前和長遠需要,經(jīng)濟造價方面考慮,該處建涵洞。</p>
52、;<p> 樁號K7+040出為一非季節(jié)性河流,有一舊橋通過,可利用原先橋位,設(shè)置一2×20米混凝土梁橋。以下表中若無特別注明,皆為鋼筋混凝土圓管涵。 </p><p> 表2-7 涵洞匯總表(方案二)</p><p> 2.5兩條方案的優(yōu)劣評價</p><p> 2.5.1路線方案比選的評價指標(biāo)</p><p
53、> 路線方案比選的評價指標(biāo)較多,主要有技術(shù)、經(jīng)濟、政策及國防上的意義,交通網(wǎng)系中的作用及其聯(lián)系城鎮(zhèn)的多少等指標(biāo),本設(shè)計中只作技術(shù)和經(jīng)濟兩類評價指標(biāo)的比較。</p><p> 2.5.2方案的比選</p><p> 比選具體指標(biāo)見表2-8。</p><p> 從表中對各項指標(biāo)的評價可以看出,方案1的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)要略優(yōu)于方案1。</p>&l
54、t;p> 本設(shè)計路段起點為新興屯,終點為李家店,地處黑龍江省境內(nèi),兩點間多高山,自起點——腰七里半——陸家屯——終點的路段,有一等外線經(jīng)過,且等高線較稀疏,沿線無不良工程地質(zhì),其他地區(qū)無法繞越,故可供選線的地區(qū)比較單一,方案一與方案二部分線形經(jīng)過地區(qū)相同,走向基本相似,故可比性極小,方案2的路線比方案1的路線長度長61.48米,方案一線位較高,布設(shè)在農(nóng)田上方,靠近坡腳選線占地較少并且容易保持路基穩(wěn)定,而且方案1沿線經(jīng)過3個村鎮(zhèn),
55、可利用一個原有橋位,選線符合當(dāng)?shù)鼐用竦男凶吡?xí)慣;方案2經(jīng)過兩個村鎮(zhèn),途中經(jīng)過兩條河流,靠近山腳處線位遇河溝較多,頻繁設(shè)置橋涵,對排水要求高,鑒于能帶動沿線經(jīng)濟發(fā)展,方便沿線居民是修路的主要目的,所以綜合考慮以上因素,選用方案1。</p><p> 表2-8 方案比選表</p><p> 第3章詳細測量與詳細設(shè)計(施工圖設(shè)計)</p><p><b>
56、 3.1詳細技術(shù)測量</b></p><p> 本設(shè)計結(jié)合任務(wù),選定方案一其中一段路線進行詳細設(shè)計,將原有的地形圖進行加密。</p><p><b> 3.1.1 定線</b></p><p> 定線是在選線完成之后,具體標(biāo)定公路的中心線,是根據(jù)上級標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)書和踏勘測量中已定的路線走向,主要控制點和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在進行公路詳細技術(shù)
57、測量時進行的,其中主要任務(wù)是在選線布局所規(guī)定的‘路線帶’范圍內(nèi),結(jié)合詳細地形,水文地質(zhì)條件,綜合考慮平縱橫三方面的合理安排,定出中線的合理位置。</p><p> 具體設(shè)計,根據(jù)初步設(shè)計的縱斷面圖和橫斷面圖,把不合理的路線移到合理的地段上,同時考慮水文地質(zhì)條件,由于本設(shè)計屬于教學(xué)設(shè)計,不能實地踏勘,上述方法只能在圖紙上進行,即‘紙上定線’,最后定出交點。</p><p> 3.1.2
58、確定詳細設(shè)計的路線</p><p><b> 選擇該路線的原則:</b></p><p> 要選擇平曲線較多的路段,特別是要含有緩和曲線的路段,因為在該路段上會帶有超高和加寬的設(shè)計,可以豐富設(shè)計的內(nèi)容,增加設(shè)計的難度,并將學(xué)過的知識充分利用到實踐中來。</p><p> 選擇帶有埡口處的路段,在該處線路的縱坡不好處理,填挖方較大。<
59、/p><p> 選擇排水困難的路段,例如沖溝和濕地等位置,在該路段要注意路基的排水,以及路表和地下排水設(shè)施的設(shè)計與處理。</p><p> 該路段還包含有地面橫坡度較陡的位置,在這一段的設(shè)計中又增加了路基的邊坡穩(wěn)定和邊坡防護問題,同時,還涉及到了排水的處理,例如由于地面坡度較大,而導(dǎo)致水流沖刷嚴重,流速較快,故要考慮設(shè)置截水溝</p><p> 根據(jù)以上原則和導(dǎo)師
60、的建議,確定詳細設(shè)計的3.8公里路段。</p><p><b> 3.2平面詳細設(shè)計</b></p><p> 3.2.1對原路線方案進行分析</p><p> 詳細設(shè)計就是將初步選定的方案進一步的細化。初步選定的方案(采用段)展在加密地形圖上之后,通過對全線進行分析,發(fā)現(xiàn)原路線基本滿足要求,故僅做局部修改。</p><
61、;p> 3.2.2對原有路線進行修正</p><p> 保留了方案一中的JD2~JD4段路線的原有線位,為了保證本段路線與原初步方案路線的銜接,對于起始端和最末端點不做隨意改動。僅為選取路段方便,做局部調(diào)整。改變其平曲線半徑及轉(zhuǎn)角,使其路線方案達到最佳。并且重新編排樁號。其中曲線上整20米標(biāo)出,直線上整50米標(biāo)出。曲線標(biāo)于內(nèi)側(cè),直線標(biāo)于路線前進方向右側(cè)。</p><p> 為了
62、配合該段的縱斷面設(shè)計,能順利越過埡口,設(shè)置了一個緩和曲線——圓曲線——圓曲線——緩和曲線的形式,從而與地形更好的符合。</p><p> 3.3縱斷面詳細設(shè)計</p><p> 縱斷面詳細設(shè)計時在滿足線形標(biāo)準(zhǔn)的前提下,考慮填挖平衡,但主要的還是考慮路線行車的條件得到滿足,同時也要注意路堤最小填土高度、排水要求,保證路面處于干燥和中濕狀態(tài)。尤其是在挖方路段上更要注意縱斷的設(shè)定。</
63、p><p> 3.3.1縱斷面的技術(shù)指標(biāo)的確定</p><p> 詳細情況見縱坡,豎曲線表。</p><p> 3.3.2坡度和坡長的確定同初步設(shè)計的要求</p><p> 對于坡度和坡長確定,指標(biāo)同初步設(shè)計的要求,要滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003),所做的規(guī)定。此外在該詳細設(shè)計階段,由于等高線的加密,以及路線方面做了
64、調(diào)整,因此在縱斷面的設(shè)計方面進行了重新的拉坡設(shè)計。</p><p> 豎曲線的設(shè)計情況及其詳細設(shè)計計算結(jié)果見后面的路線縱斷面圖以及路基設(shè)計表。</p><p> 3.4橫斷面詳細設(shè)計</p><p> 3.4.1橫斷面的組成</p><p> 對于該設(shè)計路段的橫斷面主要是由行車道、路肩、邊溝、排水溝、截水溝和等組成。</p>
65、;<p> 本設(shè)計路段為平原微丘區(qū)二級公路,車速定為60km/h,按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003),表3.0.11,將路基寬度選定為10米, 其中行車道寬度為2×3.5m,硬路肩寬為2×0.75m,土路肩為2×0.75米。</p><p> 3.4.2路拱的確定</p><p> 為了路面排水順暢和保證行車安全、平穩(wěn)。坡
66、度過小則排水不暢,且不利于行駛安全。所以路拱坡度應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)刈匀粭l件,本設(shè)計采用2.0%的路拱橫坡。</p><p> 路肩的設(shè)置則為硬路肩采用了與路面坡度相同的2.0%,而土路肩,為了能迅速排出路面上的降水,路拱坡度為3.0%。</p><p> 路拱形式采用直線形,以路中線為為基點,設(shè)置雙向路拱橫坡,主要是為便于機械化施工、排水和養(yǎng)護。</p>
67、;<p> 3.4.3彎道的超高與加寬</p><p> 為了滿足路線的線形要求,平、縱、橫三方面的協(xié)調(diào),同時也為了滿足行車的舒適性、安全性,要做好路線彎道的超高與加寬設(shè)計。</p><p> 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)可知:</p><p> 在路拱≦2.0%時,半徑小于1500米時,要設(shè)超高。</p>
68、<p> 當(dāng)半徑小于等于250米時,要設(shè)加寬。</p><p> 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,當(dāng)超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時,設(shè)置等于路拱坡度的超高值或不設(shè)超高。所以,可不設(shè)超高。</p><p> 3.4.4陡坡路堤的穩(wěn)定性檢驗</p><p> 地面橫坡陡于1:2.5,除應(yīng)保證路堤邊坡的穩(wěn)定外,還要預(yù)防路堤沿地面陡坡下滑。下滑的情況,一般有兩種:<
69、/p><p> 路堤沿基底接觸面滑動。</p><p> 路堤連同基底下的山坡覆蓋層沿基巖層面下滑。</p><p> 由逐樁橫斷圖可知,樁號K2+180至K2+280最陡,經(jīng)過計算該樁的橫坡為陡于1:2.5,需要進行陡坡路堤設(shè)計,解決方法,或者原地面挖臺階,臺階寬度不應(yīng)小于2米,或采取改善基底條件或設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物等防滑措施。</p><p&g
70、t; 3.4.5取土坑、棄土堆、護坡道</p><p> 3.4.5.1取土坑</p><p> 取土坑的設(shè)置要根據(jù)路堤外取土的需要數(shù)量,路基排水的要求和當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃,結(jié)合施工的方法、附近地形、土質(zhì)及水文情況確定。取土坑的布置應(yīng)考慮使坑內(nèi)的水能排向附近河溝或路基以外,土方運輸經(jīng)濟合理,以及將來路基的加寬和放緩邊坡的可能性。</p><p> 在本設(shè)計
71、中考慮到以下4方面,故不設(shè)取土坑,如需借土就要外運。</p><p> 路線的設(shè)計一個重要考慮重點就是發(fā)展村莊經(jīng)濟,該路線周圍有村莊,多農(nóng)田,為了節(jié)省土地,防止水土流失,盡量不占用耕地,不宜在路線兩側(cè)設(shè)置取土坑。</p><p> 地下水位的埋深較淺,設(shè)置取土坑后可能導(dǎo)致排水困難問題,額外增加工程量和造價。</p><p> 洼地地下水1.5米,濕地較多,不用
72、設(shè)置取土坑。</p><p> 道路沿線多灌木區(qū),地表層有0.25m厚的腐植土,清除很不經(jīng)濟且挖出的腐植土又要另行處理。</p><p> 3.4.5.2棄土堆</p><p> 路基挖方應(yīng)盡量考慮移挖為填,或利用棄土適當(dāng)加寬路基,以減少廢方。為防止廢方堆置不當(dāng)而影響路塹邊坡的穩(wěn)定,或因棄土不當(dāng)造成水土流失、淤塞排灌溝渠、壓蓋農(nóng)田及其它不良后果,在設(shè)計時必須妥
73、善考慮土堆的設(shè)置。有條件時應(yīng)盡力爭取利用廢方造田,擴大耕地面積以支援農(nóng)業(yè)。</p><p> 綜合考慮該路段的實際情況,由“路基土石方數(shù)量表”可看出,挖方數(shù)量以土方為主,故應(yīng)充分利用,基本做到移挖做填。</p><p> 3.4.5.3碎落臺</p><p> 碎落臺設(shè)置通常是在在巖石風(fēng)化破碎比較嚴重或松散的碎石土路段的挖方邊坡,經(jīng)常有剝蝕碎落的巖屑或土石。在
74、該設(shè)計中,雖然無明顯的不良工程地質(zhì)及水文地質(zhì)地段,但是由于部分地段路塹開挖深度相對較大,因此考慮在邊溝外側(cè)設(shè)置寬度為1.0米的碎落臺,并在碎落臺上設(shè)置高0.4米,寬0.3米的預(yù)制混凝土塊,以支擋碎落的巖屑和土石,保證碎落的巖屑和土石都堆積在碎落臺上,便于養(yǎng)護時清除。</p><p> 3.4.6土石方量計算和調(diào)運</p><p> 橫斷面設(shè)計完后,就要計算各樁號的土石方量。表面0.25
75、m為腐植土,不能利用,所以單獨計算。在進行土石方調(diào)運時,注意以下幾點:</p><p><b> 首先考慮本樁利用。</b></p><p> 盡可能避免和減少上坡運土。</p><p> 當(dāng)運距超過500m時,考慮采用外借的方式。</p><p> 第4章 路基防護工程設(shè)計</p><p&g
76、t; 路基防護應(yīng)按照設(shè)計施工與養(yǎng)護相結(jié)合的原則,根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和材料等情況,選用適當(dāng)?shù)墓こ填愋突虿捎镁C合措施,以保證路基的穩(wěn)固。</p><p> 路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中,常常受到自然因素的反復(fù)干濕、凍融、沖刷和吹蝕作用。對于易受自然因素作用而破壞的土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡,在路基基身施工完畢以后,應(yīng)及時進行坡面護理。</p><p><b> 4.1植物防護&
77、lt;/b></p><p> 植物防護是一種經(jīng)濟有效的防護措施,特別是在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū),但采用時必須注意保證其成活。對于巖質(zhì)邊坡,這種方法一般不適用。在不利于生長的邊坡上,若要采用植物防護,則可在其上先鋪一層厚約10-20cm的粘性土,而后再鋪草皮。本設(shè)計段填方和挖方小于2.5米時采用植草防護。</p><p><b> 4.2 砌石護坡</b&g
78、t;</p><p> 對于較陡的土質(zhì)邊坡(1:0.75-1:1)和易風(fēng)化和破碎的巖石邊坡,可采用砌石護坡,砌石有干砌和漿砌片石兩種,前者適用于邊坡坡度較緩或經(jīng)常有地下水滲出坡面的情況。干砌片石厚度一般不小于0.2-0.3m。當(dāng)干砌片石不適宜或效果不好時,采用漿砌片石。漿砌片石護坡的厚度,視邊坡高度和陡度而異,一般為0.2-0.4m。為防止不均勻收縮和沉陷引起過的內(nèi)應(yīng)力,每隔10-20m設(shè)一道伸縮縫,縫隙寬2c
79、m,縫內(nèi)填塞瀝青麻筋或瀝青木板。隔2-3m交錯設(shè)置孔徑0.1m的泄孔。對于土質(zhì)邊坡,為防止淤塞,護坡背后應(yīng)設(shè)置反濾層,或僅在泄水孔后面0.5m×0.5m的范圍內(nèi)設(shè)置。本設(shè)計路塹挖深大于2.5m時,2.5m以下均采用漿砌片石防護。詳見“路基防護圖”。</p><p> 綜合考慮在本設(shè)計中的地下水埋深較淺等實際情況,采用植物防護和漿砌片石兩種形式。填方和挖方小于2.5米時采用植草防護。挖深大于2.5米的路
80、塹,上部2.5米采用鋪草皮,下部采用漿砌片石防護。當(dāng)挖深超過6.0米,即挖到巖石層,因該地區(qū)的巖石風(fēng)化不是很嚴重,地下水可以靠巖石裂隙排到邊溝,故不需設(shè)置護面墻。在本設(shè)計中,采用鋪草皮和漿砌片石兩種防護型式。</p><p> 第5章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> 5.1路面類型的選擇確定</p><p> 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是提供在特定的使用期限內(nèi)同所處環(huán)
81、境相適應(yīng)并能承受與其交通荷載適用的路面結(jié)構(gòu),同時設(shè)計路面結(jié)構(gòu),便于改變道路行駛條件,提高服務(wù)水平,滿足汽車運輸?shù)囊螅虼寺访鎽?yīng)起碼具備三個方面的使用要求:平整、抗滑、承載能力。</p><p> 5.1.1沿線地質(zhì)概況及材料來源</p><p> 設(shè)計路段內(nèi)無不良地質(zhì)概況,沿線有小型石灰廠和水泥廠,砂石材料豐富;水泥與瀝青均需外運。考慮到與水泥路面相比,瀝青混凝土路面表面平整、無接縫
82、、行車舒適,便于機械化施工,能加快施工進度;當(dāng)破壞后,瀝青混凝土路面易于修補。故本設(shè)計采用瀝青混凝土路面。</p><p> 5.1.2路面等級與類型</p><p> 規(guī)范規(guī)定:二級公路一般采用瀝青混凝土路面,根據(jù)設(shè)計年限內(nèi)累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)多少選用高級路面和次高級路面,高級路面一般適用于設(shè)計年限內(nèi)累計標(biāo)準(zhǔn)軸次大于400萬次的二級公路,設(shè)計年限為15年;次高級路面適用于設(shè)計年限
83、內(nèi)累計標(biāo)準(zhǔn)軸次大于200萬次的二級公路,設(shè)計年限為12年。</p><p> 5.2基層、底基層及墊層</p><p> 10.2.1基層、底基層</p><p> 基層、底基層應(yīng)具有足夠的強度和穩(wěn)定性,在冰凍地區(qū)應(yīng)具有一定的抗凍性。</p><p> 擬選用石灰水泥綜合穩(wěn)定碎石為基層。石灰穩(wěn)定土為底基層,厚度根據(jù)計算得到。</
84、p><p><b> 5.2.2 墊層</b></p><p> 墊層的作用有抗凍、排水、防止污染等,本設(shè)計處在東北地區(qū),屬于季節(jié)性冰凍地區(qū),易發(fā)生凍脹、翻漿等現(xiàn)象,為了排出路面路基中滯留的自由水,確保路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,避免凍害發(fā)生,在底基層下設(shè)置墊層。因為當(dāng)?shù)厣[豐富,墊層采用天然砂礫。</p><p><b> 5.3路基</
85、b></p><p> 該地區(qū)自然區(qū)劃為Ⅱ2區(qū),土質(zhì)為CL.M,地下水埋深1.5-3.0m,路基臨界高度H1=2.7m,H2=2.0m。由于該地區(qū)屬于山嶺重丘區(qū),地勢起伏較大,填挖方高度變化也就較大,故分中濕和潮濕兩種狀態(tài)進行驗算。</p><p> 根據(jù)自然區(qū)劃及土質(zhì)類型查表,得土基的回彈模量如下表:</p><p> 表5-1 各段稠度和土基回彈模量
86、E0(MPa)值</p><p> 5.4路面的結(jié)構(gòu)厚度</p><p> 由程序計算得到不同狀態(tài)(中濕狀態(tài),潮濕狀態(tài))路基的結(jié)構(gòu)層次及厚度。</p><p><b> 具體參見所下列表。</b></p><p> 表5-2 路面設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)(中濕)</p><p> 表10-11 路
87、面設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)(潮濕)</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 新興屯至李家店段的公路設(shè)計過程,是對大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識進行系統(tǒng)運用的過程,通過這次設(shè)計,對行業(yè)規(guī)范的了解有初步的加深,對設(shè)計的基本流程有了一定的掌握。</p><p> 設(shè)計分兩個階段進行,其中初步設(shè)計包括初步平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、方案的比選;其
88、次做路線的詳細設(shè)計,包括詳細平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、路基設(shè)計、排水設(shè)計、路面設(shè)計、工程概預(yù)算,路基防護;最后是設(shè)計說明書的整理。</p><p> 雖然設(shè)計的時間略顯短暫和急促,但是對公路工程項目的建設(shè)從可行性研究到技術(shù)設(shè)計、施工圖設(shè)計、施工圖編制、到概預(yù)算等整個過程都有了系統(tǒng)的了解。在畢業(yè)設(shè)計過程當(dāng)中,大部分設(shè)計利用計算機軟件完成,使我大大提高了計算機的操作能力,熟練掌握了AUTOCAD,WORD2004、EX
89、CEL2000等應(yīng)用軟件的使用,尤其是對CARD/1軟件,雖然前期花了稍嫌過多的時間來學(xué)習(xí),但最終掌握了該軟件的運用。這些都為今后學(xué)習(xí)作好了準(zhǔn)備,相信對以后工作也是大有裨益的。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1] 裴玉龍. 公路勘測設(shè)計. 哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1997</p><p> [2]鄧
90、學(xué)鈞編著.路基路面工程.北京:人民交通出版社,2001</p><p> [3]交通部公路局編著.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).北京:人民交通出版社,1995</p><p> [4]交通部第一公路勘察設(shè)計院編著. 公路路線設(shè)計規(guī)范.北京:人民交通出版社, 1994</p><p> [5]中交第二公路勘察設(shè)計研究院編著. 公路路基設(shè)計規(guī)范 . 北京:人民交通出版社 20
91、04 </p><p> [6]同濟大學(xué)編著.公路排水設(shè)計規(guī)范.北京:人民交通出版社,1998</p><p> [7]交通部公路工程定額站編著.公路基本建設(shè)工程概算、預(yù)算編制辦法.北京:書目文獻出版社,1996</p><p> [8]中華人民共和國交通部編著.公路工程概算定額.北京:人民交通出版社,1995</p><p> [9
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93、001</p><p> [13]孫家駟 .道路設(shè)計資料集3(路基設(shè)計) .北京:人民交通出版社,2001</p><p> [14]孫家駟 .道路設(shè)計資料集4(路面設(shè)計) .北京:人民交通出版社,2001</p><p> [15]吳夯 張穎 . (道路勘測設(shè)計)CARD/1應(yīng)用教程 . 蘭州大學(xué)出版社 .2000</p><p>
94、 [16]于人杰 . 道路工程造價手冊 . 中國科學(xué)技術(shù)出版社</p><p> [17]公路路基設(shè)計規(guī)范JTG D30—2004 . 中華人民共和國交通部</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 畢業(yè)論文暫告收尾,在這三年的時間里,我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外,與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和
95、鼓勵是分不開的</p><p> 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長的支持鼓勵,是我堅持完成論文的動力源泉。在此,我特別要感謝我的導(dǎo)師。從論文的選題、文獻的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿,從內(nèi)容到格式,從標(biāo)題到標(biāo)點,她都費盡心血。沒有導(dǎo)師的辛勤栽培、孜孜教誨,就沒有我論文的順利完成。</p><p> 感謝土木工程系的各位同學(xué),與他們
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