土木工程剖面图符号看法(平均断面法在土木工程中的应用与探究)

平均断面法是土木工程中较为常见的一种实体体积计算方法,其计算原理是基于数学理论中的柱体体积模型,采用平均断面积乘以实体高度得到实物的体积。其广泛应用于土木工程中的沟槽土石方计算、挡墙体积计算、路基土石方计算,大大地给工程建设管理及竣工结算带来了便捷,是广大土木建设者耳熟能详的一种应用方法。虽如此,平均断面法在土木工程中的应用还是存在一定的技巧与误区,在此市政土木逐梦人与您逐一道来,期望对您学习及工作有所帮助或提高!

1 平均断面法计算图形及公式

如图1示,空间中某实体相邻两断面的面积分别为A1、A2(单位m2),断面之间的纵向距离为L(单位m),则有该实体体积V=1/2(A1 A2)*L(单位M3).

土木工程剖面图符号看法(平均断面法在土木工程中的应用与探究)(1)

平均断面法计算图形

2 平均断面法在工程中的应用

2.1 沟槽土石方计算

【方法】已知沟槽断面的底口宽度B,沟槽开挖深度H,每侧的开挖坡率i,则沟槽开挖断面面积A=(B H*i)*H;分别计算处各断面面积A1、A2、A3...An后,根据V=1/2(An An 1)*L可得相邻断面的体积;所有断面体积相加即可得到沟槽土石方体积。

2.2 挡墙体积计算

【方法】先分别计算出挡墙变形缝处断面面积(其为工程量计算的关键,可以采取编程自动计算、CAD图算等方式进行),再根据平均断面法公式计算。

2.3 路基土石方计算

【方法】各横断面实体面积A=图形属性面积÷换算系数K。

图形属性面积为CAD图形中选择的封闭图形“对象特性”中“Area”显示的数值,如下图2示。

换算系数K=(1000/比例尺)*(1000/比例尺);

土木工程剖面图符号看法(平均断面法在土木工程中的应用与探究)(2)

图形属性面积“Area”

以图2为例说明:假设该图形的比例尺为1:500,则换算系数K=(1000/500)*(1000/500)=2*2=4;上图中断面实体面积A=2571.7622/4=642.94055M2。

计算出各断面面积后,再根据平均断面法公式计算其体积。

3 平均断面法在工程中的探究与应用技巧

3.1 纵断面桩号的选取对工程量的影响

平均断面法在计算实体体积时,纵向相邻两断面是假想的连续体(如下图3示),实施过程中如遇及上凸的堆堆(图中G点)或下凹的凼凼(图中D点),如果在该典型断面处又未设置计算断面,其计算结果与实体误差是很大的。当然作为施工方,您们可能都希望多遇到“凼凼”哈!

土木工程剖面图符号看法(平均断面法在土木工程中的应用与探究)(3)

【策略】本着公平合理及实事求是的原则,工程实施时,纵断面选取的位置除按常规设置外(道路一般按纵向20m桩号、曲线起点、曲线中点、曲线止点),还应结合现场实际,考虑典型断面对实体工程量的影响程度大小,适当增设典型断面。如土石方网格中的陡坎(上面一个点、下面一个点);挡墙中同一变形缝处设置的前后两个不同取值的断面;路基土石方中影响特别大的坡顶与坡脚等位置。

3.2 路基土石方横断面的方向位置变化对工程量的影响

路基土石方采用平均断面法计算时,其原状地貌直接关系到断面面积数量,地貌测量中横断面的方向位置选取至关重要。方向位置偏差,如遇地貌变化大则计算成果可能出现重大偏差。

【策越】横断面测量及复核时,测量方向应确保直线段垂直于道路中心线、圆曲线段顺圆心连线方向、缓和曲线段沿曲线法线方向进行;依次测量相应方向上的碎部点,从而保证横断面地貌的准确性。

3.3 相邻两断面A1/A2偏差过大时对计算结果的影响。

平均断面法计算时,纵向是假设相邻两断面为一棱柱体,从理论研究上讲是属于一种近似计算方法,虽然其计算便捷,但其精度较差,只有当 A1、A2相差不大时才较准确。

【策略】工程实施过程中,当 A1 、A2相差较大时,工程量按台体体积公式计算更为准确, 其公式如下:

V=((A1*A2)^0.5 A1 A2)*L/3

假设A1=0,V=A2*L/3,教科书式的锥体体积计算方法!

各位朋友,通过以上相关就平均断面法的应用与探究,您收获了多少,“领废”了好多,感谢您的建议与关注!

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