Ахраменко Г.В. Проектирование плана и продольного профиля автомобильных дорог - файл n1.doc

Ахраменко Г.В. Проектирование плана и продольного профиля автомобильных дорог
скачать (9695.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc17750kb.23.04.2008 13:45скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5
СОДЕРЖАНИЕ


1 Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Обоснование категории автомобильной дороги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Определение основных технических нормативов . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

проектируемой автомобильной дороги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Определение максимального продольного уклона. . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Определение расчетного расстояния видимости. . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Определение радиусов вертикальных кривых . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Определение радиусов кривых в плане . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5 Расчет ширины проезжей части и земляного полотна . . . . . . . . . . . . .

4 Характеристика района проектирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 Проектирование плана трассы автомобильной дороги . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Проектирование трассы автомобильной дороги . . . . . . . .. . . . . . . . . .

5.2 Проектирование закругления с симметричными переходными

кривыми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3 Составление ведомости углов поворота, прямых, круговых и

переходных кривых. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Проектирование продольного профиля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1 Составление продольного профиля земли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2 Определение высотных отметок контрольных точек. . . . . . . . . . . . . .

6.3 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпей. . . . . . . . . . .

6.4 Нанесение проектной линии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5 Проектирование кюветов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6 Нанесение геологического профиля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Проектирование поперечных профилей земляного полотна. . . . . . . . . .

8 Определение объемов земляных работ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 Сравнение вариантов автомобильной дороги по технико-

эксплуатационным показателям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .

10 Проектирование конструкции дорожной одежды. . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

11 Расчет деталей проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Проектирование элементов виража в кривых. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.2 Расчет элементов переходной кривой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Список использованной и рекомендуемой литературы. . . . . . . . . . . . . . . . .

Приложения

А Примеры динамических характеристик автомобилей. . . . . . . . . . . . . . Б Технические характеристики автомобилей. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .

В Условные обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Г Ведомость углов поворота, прямых и кривых. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Д Продольный профиль автомобильной дороги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Е Геометрические размеры ИССО. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ж Таблицы для разбивки вертикальных кривых. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

И Условные обозначения грунтов и горных пород на продольном

профиле автомобильных дорог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

К Типовые поперечные профили земляного полотна . . . . . . .. . . . . . . . . .

4

5
6

6

7

8

9

9

11

11

12
13
17

20

20

22

25

26

35

35

36

36
39

42

43

43

48

52
53

54

55

59

60

61

62
65

66


1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Комплекс вопросов, решаемых при проектировании автомобильных дорог, включает определение трассы на местности, ее положения по отношению к поверхности земли, расчет и конструирование элементов дороги и дорожных сооружений.

Дорогу принято рассматривать в трех проекциях – в плане, продольном и поперечном профилях. При проектировании каждой из этих проекций в большей или меньшей степени необходимо увязать их между собой. В большей степени между собой связано проектирование плана и продольного профиля, в меньшей – плана и поперечного профиля (главным образом, на кривых малых радиусов).

Продольный профиль автомобильной дороги – один из основных элементов проекта. Он в значительной степени определяет транспортно - эксплуатационные качества и капиталовложения в строительство дороги. Проектирование продольного профиля индивидуально, базируется на опыте и интуиции автора проекта. Поэтому для студентов, начинающих осваивать специальные дисциплины, наибольшие затруднения при выполнении курсового проекта №1 "Основы проектирования автомобильных дорог" вызывает проектирование продольного профиля.

Курсовой проект по основам проектирования автомобильных дорог выполняется в такой последовательности:

- на основании расчетной интенсивности движения устанавливается категория автомобильной дороги;

- для принятой категории обосновываются технические нормативы, по которым дорога должна проектироваться;

- на основании анализа рельефа местности и с учетом природных условий района проектирования на карте трассируются два варианта трассы дороги с составлением ведомости углов поворота, прямых и кривых;

- для полученных вариантов проектируются продольные профили с учетом высотных отметок контрольных точек и рекомендуемых рабочих отметок насыпей;

- подбирается конструкция дорожной одежды;

- определяются объемы земляных работ;

- на основании сравнения по эксплуатационно-техническим показателям производится выбор варианта автомобильной дороги;

- по выбранному варианту конструктивно подбираются отверстия малых водопропускных сооружений и проектируются в необходимом количестве поперечные профили земляного полотна;

- выполняется деталь проекта (производится расчет элементов виража или разбивка переходной кривой).
2 ОБОСНОВАНИЕ КАТЕГОРИИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Категория автомобильной дороги устанавливается в зависимости от заданной расчетной интенсивности движения механизированных транспортных средств (ед/сут) в обоих направлениях за последний год перспективного периода в соответствии с ТКП[1].

При обосновании категории дорог, проходящих в зоне влияния крупных и крупнейших городов (в пригородных зонах) расчетная интенсивность движения может определяться, как наибольшая часовая интенсивность движения, достигаемая в течение не менее 50 ч за последний год перспективного периода, выражаемая в единицах, приведенных к легковому автомобилю (прив. ед/ч). Значения коэффициентов приведения фактических транспортных единиц к легковому автомобилю в зависимости от грузоподъемности приводится в ТКП [1], а также в таблице 2.1.
Т а б л и ц а 2.1 – Коэффициенты приведения


Типы транспортных средств

Коэффициент приведения Кi

Легковые автомобили, мотоциклы, микроавтобусы


1,0

Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:

до 2 включительно

св. 2 – 6 ״

״ 6 – 8 ״

״ 8 – 14 ״

״ 14



1,3

1,4

1,6

1,8

2,0

Автопоезда грузоподъемностью, т:

до 12 включительно

св. 12 – 20 ״

״ 20 – 30 ״

״ 30


1,8

2,2

2,7

3,2

Автобусы малой вместимости

то же средней

״ большой

״ сочлененные

1,4

2,5

3,0

4,6


Расчеты по определению расчетной приведенной интенсивности движения целесообразно производить в табличной форме (таблица 2.2).

На основании полученных данных по таблице 3 [1] устанавливается категория дороги, проходящей в зоне влияния крупных и крупнейших городов (в пригородных зонах).
Т а б л и ц а 2.2 – Определение расчетной приведенной интенсивности движения



Марка автомобиля

Фактическая интенсивность движения Ni, ед/сут

Коэффициент приведения Кi

Приведенная интенсивность движения Nр, ед/сут

ВАЗ 2108

430

1

430









И т о г о







. . .



3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
3.1 Определение максимального продольного уклона
По категории дороги, руководствуясь [1,2], назначают расчетную скорость и определяют наибольший продольный уклон:


,

(3.1)


где Dv – динамический фактор автомобиля (Н/Н), определяемый по графикам, приведенным в [9,11], частично они даны в приложении А;

fv – коэффициент сопротивления качению, который рассчитывают по эмпирической формуле [9]


,

(3.2)


где fo – коэффициент сопротивления качению при скоростях до 50 км/ч; fo = 0,01 [4].

Определение величины максимального продольного уклона для каждой заданной марки автомобиля целесообразно производить в табличной форме (таблица 3.1).
Т а б л и ц а 3.1 – Результаты определения величины максимального продольного уклона


Марка автомобиля

Динамический фактор Dv, Н/Н

Коэффициент

сопротивления качению fv

Максимальный

продольный уклон imax

ВАЗ 2108

0,065

0,015

0,050









На основании полученных результатов устанавливают величину максимального уклона для проектируемой автомобильной дороги.
3.2 Определение расчетного расстояния видимости
Существует несколько схем определения расчетного расстояния видимости. Они сведены в три основные группы. По первой группе схем расчетное расстояние видимости определяется из условия остановки автомобиля перед препятствием на горизонтальном участке дороги: Эта схема применяется при определении расчетного расстояния видимости на пересечениях и примыканиях дорог в одном уровне. В этом случае расчетное расстояние видимости определяется как по главной, так и по второстепенной дороге по формуле


,

(3.3)


где tр – время реакции водителя и включение тормозов, tр = 2 с;

? – расчетная скорость движения автомобиля, принимаемая в зависимости от категории пересекающихся или примыкающих дорог, км/ч;

Кэ – коэффициент, учитывающий эффективность срабатывания тормозов; Кэ = 1,2 – для легковых автомобилей; Кэ= 1,3 ... 1,4 – для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов [12];

пр – коэффициент продольного сцепления, который зависит от состояния покрытия [12];

i – продольный уклон дороги;

fv – коэффициент сопротивления качению (см. п. 3.1);

lо – расстояние безопасности, lо = 5 ... 10 м.

Вторая группа схем предусматривает определение расчетного расстояния видимости из условия встречного движения двух автомобилей:


.

(3.4)


Расчетное расстояние видимости по третьей группе схем определяется из условия возможности объезда препятствия или обгона впередиидущего автомобиля с выездом на полосу встречного движения:


,

(3.5)


где l1 длина автомобиля, м;

?1 и ? 2 – скорости заднего и переднего автомобилей соответственно, км/ч.

В практике проектирования наиболее часто для определения расчетного расстояния видимости применяется первая и вторая схемы, а третья схема – в основном при разработке мероприятий по организации движения и безопасности движения.
3.3 Определение радиусов вертикальных кривых
Вертикальные кривые описываются по квадратной параболе вида


у = х2/2Rв,

(3.6)


где Rв – радиус кривизны в начале координат, расположенном в вершине вертикальной кривой.

Минимальные радиусы вертикальных кривых определяют:

а) в ы п. у к л ы х – из условий видимости поверхности дорожного покрытия




(3.7)


где S – расчетное расстояние видимости по первой схеме, т. е. S = S1;

d – возвышение глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, d =1,2 м;

б) в о г н у т ы х – из условия ограничения величины центробежной силы. За критерий принимают самочувствие пассажира и перегрузку рессор.


,

(3.8)

где ? – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

в – допустимое центробежное ускорение, в = 0,5 ... 0,7 м/с2 [11].

Рекомендуемые радиусы вертикальных кривых определяют:

а) в ы п. у к л ы х - из условия видимости встречного автомобиля





(3.9)


где S – расчетное расстояние видимости по второй схеме, т. е. S = S2. ;

б) в о г н у т ы х – из условия обеспечения видимости проезжей части в ночное время




(3.10)


где S – расчетное расстояние видимости по первой схеме, т. е. S = S1;

hф – возвышение центра фары легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, hф = 0,75 м;

 – угол рассеивания пучка света фар,  = 2о.
3.4 Определение радиусов кривых в плане
Минимальный допустимый радиус кривых в плане определяют по формуле




(3.11)


где ? – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

 – коэффициент поперечной силы;

iп – поперечный уклон проезжей части в долях единицы, принимается для виража со знаком «плюс», для двускатного поперечного профиля – со знаком «минус».

Вираж, т. е. односкатный поперечный профиль автомобильной дороги, следует устраивать на кривых, имеющих радиус  3000 м для дорог I категории и  2000 м – для остальных.

Коэффициент поперечной силы определяется по формуле


.

(3.12)


Полученное значение радиусов для двускатного и односкатного поперечных профилей округляют в большую сторону с точностью до 5 м.
3.5 Расчет ширины проезжей части и земляного полотна
Количество полос движения принимают в соответствии с установленной категорией дороги, а ширину полос движения определяют по формуле




(3.13)


где а – ширина кузова автомобиля, м (приложение Б);

d – ширина колеи автомобиля, м (см. приложение Б);

х – зазор безопасности между кузовами автомобилей или автобусов, м;
х = 0,35 + 0,005 ? [10];
у – ширина предохранительной полосы, м;
у = 0,5 + 0,005 ? [10].

Расчет ведут для двух типов автомобилей – легкового и грузового, преобладающих по количеству в составе движения.

Ширина земляного полотна В




(3.14)


где П – общая ширина полосы движения, м;

с – ширина обочины, м [1, таблица 5].
П = Пл + Пгр.
Значение параметров, полученных расчетом и рекомендуемых ТКП [1], заносят в таблицу 3.2. Для проектирования принимают бульшие значения, для уклонов – меньшие.
Т а б л и ц а 3.2 – Технические нормативы проектируемой дороги


Технические нормативы

По расчету

По ТКП

Принято для проектирования

Приведенная интенсивность движения и категория дороги, ед/сут









Расчетная скорость движения, км/ч










Количество полос движения, шт.










Ширина полос движения автомобилей, м:

легковых

грузовых










Ширина проезжей части, м










Ширина обочин, м










Ширина земляного полотна, м










Наибольший продольный уклон, о/оо










Расчетная видимость, м:

поверхности дороги (S1)

встречного автомобиля (S2)










Наименьшие радиусы кривых в плане, м:

без устройства виража

с устройством виража










Радиусы вертикальных кривых, м:

а) выпуклых –

минимальный

рекомендуемый

б) вогнутых –

минимальный

рекомендуемый











4 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
По топографической карте и литературным источникам, включая ТКП, СНиП 2.05.02.-85, климатические справочники, энциклопедии и другие, необходимо произвести анализ природных условий района проектирования трассы (климат, рельеф, гидрология, почвенно-грунтовые и геологические условия), существующей местной дорожной сети (автомобильной, железнодорожной, водной) и дать краткие сведения об экономике района.

Этот раздел должен содержать показатели, необходимые при выборе проектных решений; дорожно-климатическая зона, среднегодовая и среднемесячная температура воздуха, толщина снежного покрова, продолжительность морозного периода и т. д.

При анализе рельефа местности района проектирования необходимо дать характеристику рельефа (равнинный, среднехолмистый, пересеченный), указать величины колебания отметок между долинами рек и вершинами водоразделов, определить наличие контурных или высотных препятствий, крупных водотоков на пути укладки трассы.

Следует охарактеризовать условия поверхностного стока с указанием мест устройства малых искусственных сооружений, указать характер растительности и влияние ее на возможные направления трассы, установить вид грунтов и их пригодность для строительства дороги.

На основании характеристики района проектирования необходимо наметить не менее двух вариантов укладки трассы и дать их описание.
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ

АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
5.1 Проектирование трассы автомобильной дороги
При проложении трассы дороги по карте в горизонталях необходимо помнить, что нормируемыми элементами трассы в плане являются наименьшие радиусы кривых, наименьшие параметры переходных кривых и длина прямолинейных участков. Перечисленные нормативы необходимо применять в увязке с ландшафтом местности и друг с другом.

Длину прямолинейных участков трассы назначают исходя из условия недопущения притупления внимания водителей и прогрессирующей усталости при движении по длинным прямым, особенно в условиях монотонного ландшафта. Поэтому прямые участки трассы рекомендуется ограничивать длиной 4–6 км [9].

Следует избегать и очень коротких прямых вставок между кривыми. Водитель должен иметь возможность оценить закругление, принять решение о необходимости изменения режима движения и осуществить это изменение. Длину прямых вставок между односторонними кривыми следует принимать не менее 300–450 м, а между обратными кривыми – не менее 200 м.

Трассирование по карте в горизонталях производится следующим образом. Конечные точки трассы соединяют прямой (воздушная линия) и вдоль этой прямой линии просматривают ситуацию и рельеф. Выясняют контурные (населенные пункты, ценные угодья, озера, болота и т. д.) и высотные (возвышенности, овраги и т. д.) препятствия, которые не позволяют проложить трассу по воздушной линии. Дороги I – III категории следует, как правило, прокладывать в обход населенных пунктов. Расстояние от бровки земляного полотна до линии застройки принимают в соответствии с требованиями [1,4], но не менее 100 м. Для дорог IV категории это расстояние должно быть не менее 50 м.

Перед укладкой трассы определяются контрольные точки, через которые трасса должна пройти. Это места пересечения с железными и автомобильными дорогами, с большими водотоками, седловины хребтов.

Автомобильные дороги I – III категорий пересекаются с железными дорогами всегда в разных уровнях, а дороги IV и V категорий – в отдельных случаях [1]. Выбор типа пересечения автомобильных дорог (в одном или разных уровнях) производится по таблице 5.1.
Т а б л и ц а 5.1 – К выбору типа пересечения


Категория дороги

I–а

I–б, I–в

II

III

IV

V

I–а

р

р

р

р

р

р

I–б

р

р

р

р, о

о

о

I–в

р

р

р

р, о

о

о

II

р

р

р

р

о

о

III

р

р

р

р, о

о

о

IV

p

o

o

o

o

o

V

p

о

o

o

o

o

Принятые обозначения: р – пересечения дорог в разных уровнях; о – пересечения дорог в одном уровне.


Автомобильные дороги III категории пересекаются между собой в одном уровне при суммарной интенсивности движения в узле менее 8000 приведенных автомобилей в сутки.

В курсовом проекте можно условно принять категорию существующей пересекаемой (примыкающей) дороги такую же, что и проектируемой.

Пересечения автомобильных дорог следует располагать на свободных площадках и прямых участках пересекающихся дорог. Пересечения дорог в одном уровне рекомендуется выполнять под прямым углом или углом, близким к нему (не менее 65).

При пересечении автомобильной дороги с железной в одном уровне должна быть обеспечена видимость. Поэтому пересечение железной дороги на участке прохождения ее в выемке неприемлемо.

После укладки трассы измеряют углы поворота в местах изменения направления прямых, в полученные углы вписывают круговые кривые. Для вписывания круговых кривых в плане рекомендуется пользоваться шаблонами круговых кривых. Начало (НКК) и конец (ККК) круговой кривой первоначально фиксируются шаблоном, как точки касания кривой с прямыми (рисунок 5.1).



На закруглениях с радиусами, значения которых менее приведенных в таблице 5.2, следует предусматривать устройство виражей и переходных кривых.
Т а б л и ц а 5.2 – Значения рекомендуемых радиусов кривых в плане


Расчетная скорость, км /ч

140

120

100

80

60

40

Радиус кривой, м

3000/–

2000/–

2000/–

2000/–

1000/600

–/400

В числителе приведены значения для дорог с дорожной одеждой капитального и облегченного типов, в знаменателе – для дорог с дорожной одеждой переходного и низшего типов.


При устройстве односкатного поперечного профиля (виража) необходимо руководствоваться следующим:

- если расстояние между виражами двух смежных закруглений, направленных в одну сторону, меньше расстояния, проходимого автомобилем с расчетной скоростью за 5 с, на всем протяжении между ними следует назначать односкатный профиль с соответствующими уклонами;

- длина участка круговой кривой, расположенной между переходными кривыми, при новом строительстве должна быть не менее расстояния, преодолеваемого с расчетной скоростью за 2 с.
5.2 Проектирование закругления

с симметричными переходными кривыми
Схема закругления приведена на рисунке 5.2.



Рисунок 5.2 – Разбивка закругления с симметричными переходными (клотоидными) кривыми





Проектирование плана закругления ведут в такой последовательности:

- определяют пикетажное положение вершины угла ПК ВУП;
- транспортиром определяют величину угла поворота. По величине угла поворота и принятому радиусу по таблице 5.3 определяют К, Т, Б, Д;

- по таблице 5.4 в зависимости от радиуса определяют длину переходной кривой L; величину угла кривой 2; добавочный тангенс (сдвижку кривой по оси Х), t; сдвижку круговой кривой (по оси Y), р;
- проверяют возможность разбивки переходной кривой, т. е. соблюдается ли условие   2. Если условие не соблюдается, то необходимо радиус круговой кривой увеличить;
- определяют длину сокращенной (основной) круговой кривой К0,, т. е. оставшейся части круговой кривой для угла  = 2 (рисунок 5.2). Величину К0 можно определить по таблице 5.2 в зависимости от угла  и радиуса R или по формуле


;

(5.1)


- определяют полную длину закругления К


;

(5.2)


- определяют домер по формуле


;

(5.3)


- определяют пикетажное положение основных точек закругления: начало закругления (НЗ), начало круговой кривой (НКК), конец круговой кривой (ККК), и конец закругления (КЗ).
ПК НЗ – ПК ВУП - (Т + t);
ПК НКК – ПК НЗ + L;
ПК ККК – ПК НЗ + L + К0;
ПК КЗ – ПК НЗ + 2L + К0.
Т а б л и ц а 5.3 – Элементы круговых кривых при R = 1000 м

Размеры в метрах

Угол поворота, град

Тангенс

Т

Кривая

Домер,

Д

Биссектриса, Б

Угол поворота, град

Тангенс, Т

Кривая,

К

Домер,

Д

Биссектриса, Б

0

0

0

0

0

4

34,92

69,81

0,03

0,61

1

8,73

17,45

0

0,04

5

43,66

87,23

0,06

0,95

2

17,46

34,91

0

0,15

6

52,41

104,72

0,10

1,37

3

26,19

52,36

0,01

0,34

7

61,16

122,17

0,15

1,87

Окончание таблицы 5.3


Угол поворота, град

Тангенс, Т

Кривая, К

Домер,

Д

Биссектриса Б

Угол поворота, град

Тангенс, Т

Кривая, К

Домер,

Д

Биссектриса, Б

8

69,93

139,63

0,23

2,44

50

466,31

872,67

59,95

103,38

9

78,70

157,08

0,32

3,09

51

476,98

890,12

63,83

107,93

10

87,49

174,53

0,45

3,82

52

487,73

907,57

67,90

112,60

11

96,83

191,99

0,59

4,63

53

498,58

925,03

72,14

117,40

12

105,10

209,44

0,77

5,51

54

509,53

942,48

76,57

122,33

13

113,94

226,89

0,98

6,47

55

520,57

959,93

81,20

127,38

14

122,79

244,35

1,22

7,51

56

531,71

977,38

86,04

132,57

15

131,65

261,80

1,51

8,63

57

542,96

994,84

91,07

137,89

16

140,54

279,25

1,83

9,83

58

554,31

1012,29

96,33

143,35

17

149,45

296,71

2,20

11,11

59

565,77

1029,74

101,80

148,96

18

158,38

314,16

2,61

12,47

60

577,35

1047,20

107,50

154,70

19

167,34

331,61

3,07

13,91

61

589,05

1064,65

113,44

160,59

20

176,33

349,07

3,59

15,43

62

600,86

1082,10

119,62

166,63

21

185,34

366,52

4,16

17,03

63

612,80

1099,56

126,05

172,83

22

194,38

383,97

4,79

18,72

64

624,87

1117,01

132,73

179,18

23

203,45

401,43

5,48

20,49

65

637,07

1134,46

139,68

185,69

24

212,56

418,88

6,24

22,34

66

649,41

1151,92

146,90

192,36

25

221,70

436,33

7,06

24,28

67

661,89

1169,37

154,40

199,20

26

230,87

453,79

7,95

26,30

68

674,51

1186,82

162,19

206,22

27

240,08

471,24

8,92

28,42

69

687,28

1204,28

170,29

213,41

28

249,33

488,69

9,96

30,61

70

700,21

1221,73

178,69

220,77

29

258,62

506,15

11,09

32,90

71

713,29

1239,18

187,40

228,33

30

267,95

523,60

12,30

35,28

72

726,54

1256,64

196,45

236,07

31

277,33

541,05

13,60

37,74

73

739,96

1274,09

205,83

244,00

32

286,75

558,51

14,99

40,30

74

753,55

1291,54

215,56

252,14

33

296,21

575,96

16,47

42,95

75

767,33

1308,99

225,66

260,47

34

305,73

593,41

18,05

45,69

76

781,29

1326,45

236,12

269,02

35

315,30

610,87

19,73

48,53

77

795,44

1343,90

246,97

277,78

36

324,92

628,32

21,52

51,46

78

809,78

1361,36

258,21

286,76

37

334,60

645,77

23,42

54,49

79

824,34

1378,81

269,86

295,97

38

334,33

663,23

25,43

57,62

80

839,10

1396,26

281,94

305,41

39

354,12

680,68

27,56

60,85

81

854,08

1413,72

294,46

315,09

40

363,97

698,13

29,81

64,178

82

869,29

1431,17

370,40

325,01

41

373,89

715,59

32,19

67,61

83

884,73

1448,62

320,83

335,19

42

383,86

733,04

34,69

71,15

84

900,40

1446,08

334,73

345,63

43

393,91

750,49

37,33

74,19

85

916,33

1483,53

349,13

356,34

44

404,03

767,95

40,11

78,54

86

932,52

1500,98

364,05

367,33

45

414,21

785,40

43,03

82,392

87

948,97

1518,44

379,49

378,60

46

424,48

802,85

46,11

68,36

88

965,69

1535,89

395,49

390,16

47

434,81

820,31

49,32

90,44

89

982,70

1553,34

412,05

402,03

48

445,23

837,76

52,70

94,64

90

1000

1570,90

429,20

414,21

49

455,73

855,21

56,24

98,95

-

-

-

-

-


Т а б л и ц а 5.4 – Элементы переходных кривых


Радиус

круговой кривой, м

К а т е г о р и я д о р о г и

I -а

I-б, I-в, II, III

IV, V (c дорожной одеждой усовершенствованного типа)

IV, V (с дорожной одеждой переходного и низшего типов)

Длина переходной кривой L, м

Угол

2

Добавочный тангенс t, м

Сдвижка р,

м

Длина переходной кривой

L, м

Угол

2

Добавочный тангенс t, м

Сдвижка р, м

Длина переходной кривой L, м

Угол

2

Добавочный тангенс t, м

Сдвижка р,

м

Длина переходной кривой L, м

Угол

2

Добавочный тангенс t, м

Сдвижка р,

м

2000

200

5о43'

100,00

0,83

200

5о43'

100,00

0,83

100

2о52'

50,00

0,21









1500

150

5о44'

75,00

0,63

150

5о44'

75,00

0,63

100

3о49'

50,00

0,28









1200

160

7о38'

80,00

0,89

120

5о44'

59,99

0,60

100

4о46'

50,00

0,35









1000

170

9о44'

84,98

1,20

120

6о52'

59,99

0,60

100

5о44'

50,00

0,42









800

150

10о45'

74,98

1,17

150

10о45'

74,98

1,17

100

7о10'

49,99

0,52









600









170

16о14'

84,94

2,01

120

11о28'

59,98

1,00

60

5о44'

29,99

0,25

500









130

14о54'

64,96

1,41

140

16о03'

69,95

1,63

70

8о01'

34,99

0,41

400

















150

21о29'

74,91

2,33

90

12о53'

44,98

0,83

300

















130

24о50'

64,89

2,34

120

22о55'

59,92

2,00

250

















100

23о03'

49,93

1,66

100

23о03'

49,93

1,66

200

















90

25о47'

44,92

1,68

90

25о47'

44,92

1,68

150

















80

30о33'

39,90

1,78

80

30о33'

39,90

1,78

100

















70

40о06'

34,86

2,04

70

40о06'

34,86

2,04

60

















60

57о18'

29,75

2,50

60

57о18'

29,75

2,50

50

















50

57о18'

24,79

2,08









30

















40

76о24'

19,70

2,22











Таблица 5.3 составлена для радиуса R = 1000 м. При иной величине радиуса данные в таблице умножают на коэффициент, равный делению принятого радиуса на 1000. Например, для радиуса 600 м данные таблицы умножают на 600/1000 = 0,6, при радиусе 3000 м – на величину 3000/1000 = 3.
5.3 Составление ведомости углов поворота, прямых,

круговых и переходных кривых
После окончательного выбора направления трассы разбивают пикетаж с помощью измерителя. На плане трассы через каждые 100 м намечают пикеты, а в местах переломов рельефа местности, пересечений с автомобильными и железными дорогами, ручьями, реками – дополнительно и плюсовые точки. Пикеты и плюсы обозначают на трассе штрихами и подписывают. Километры обозначают условным знаком (приложение В).

Рассчитывают пикетажное положение вершин углов поворотов, начала и конца круговых кривых, а также длины прямых.

Пикетажное положение вершин углов поворота, а также конца хода определяют следующим образом (рисунок 5.3).
ПК ВУ1 ПК НХ + S1;

ПК ВУ2 ПК ВУ1 + S2 – Д1;

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ПК ВУn ПК ВУn-1 + Sn – Д n – 1;

ПК КХ .
Форма ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых и пример ее заполнения приведены в приложении Г.

Правильность составления ведомости контролируется системой проверок:


,

(5.4)


где Ко – суммарная длина сокращенных круговых кривых, м;

П – суммарная длина прямолинейных участков трассы, м;

2L – суммарная длина переходных кривых, м;

Lтр – длина трассы, м;




(5.5)


где  S – суммарное расстояние между вершинами углов поворота трассы, м;

 Д – сумма домеров в кривых, м;





(5.6)


где  лсумма левых углов поворота кривых, град;

 пр – сумма правых углов поворота кривых, град;

Ан – начальный азимут линии, град;

Ак – конечный азимут линии, град.


Рисунок 5.3 – Схема к определению пикетажного положения вершин углов

поворота
Направление прямых участков определяют по их румбами, название и величину румба – по значению азимутов линий трассы.

Азимут первой линии А1 определяют по значению дирекционного угла ДУ1, который измеряют по карте транспортиром по ходу часовой стрелки между северным направлением вертикальной линии сетки карты и линией трассы:


А1 = ДУ1.

(5.7)


Азимуты последующих линий трассы


Аn = Аn-1  ,

(5.8)


где Аn – азимут последующей линии;

Аn-1 – азимут предыдущей линии;

? – угол поворота трассы; знак плюс, если угол поворота вправо, знак минус, если влево.

По величинам азимутов легко определить название и величину румбов линий трассы:
азимут линии А 0 – 90 90 – 180 180 – 270 270 – 360

название румба СВ ЮВ ЮЗ СЗ

величина румба r = A r =180 – A r = A – 180 r = 360 – A
Проектирование трассы заканчивается составлением плана автомобильной дороги. Чертеж выполняется в масштабе 1:2 000 (рисунок 5.4) в соответствии с требованиями ГОСТ 25.511-83. Условными знаками показывают постоянные и временные реперы в местах их расположения с указанием их номера. На свободном поле размещают схемы закрепления точек трассы и ведомость углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых, если эта ведомость не приводится в пояснительной записке.
6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
6.1 Составление продольного профиля земли
Для построения продольного профиля земли по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяют отметки поверхности земли с точностью до 1 см. Если точка находится между горизонталями карты, то ее отметку находят методом интерполяции; если точка находится в пределах замкнутой горизонтали, то ее отметка вычисляется методом экстраполяции (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 – Схема к определению отметок местности по карте
На рисунке 6.1 отметку ПК40 найдем методом интерполяции. Для этого через ПК40 проведем линию наибольшего ската mn (рисунок 6.1,а), измерим ее длину (mn = 90 м) и расстояние х от нижерасположенной горизонталями с отметкой 140,00 (х = 50 м). Из рисунка 6.1, а следует, что сечение горизонталями h = 2,5 м и h = (h/mn) x = (2,5/90)50 = 1,39 м. Отметка ПК40 будет равна НПК40 = 140,00 + 1,39 = 141,39 м.

Отметку точки ПК16 найдем методом экстраполяции. На карте измерим по линии наибольшего ската расстояние сd между ближайшими горизонталями (сd = 60 м) и расстояние от ПК16 (точка F) до ближайшей горизонтали (fd = 30 м). Из рисунка 6.1, б следует, что h = (h/сd) fd =(2,5/60)30=1,25 м и отметка ПК16 будет равна НПК16 =140,00 +1,25 = 141,25 м. Вычисленные отметки поверхности земли по оси трассы заносят в графу “Отметки земли” (см. приложение Д).



Рисунок 5.4 – План автомобильной дороги (южный вариант)

По полученным отметкам на чертеже "Продольный профиль" сплошной тонкой линией строят продольный профиль поверхности земли так, чтобы от этой линии до верха графы 1 ( приложение Д) оставалось не менее 7 см для размещения геологического профиля, а сантиметровая линия миллиметровой бумаги соответствовала отметке, кратной 5 м (например, 90,00; 95,00 и т. д). При этом принимают масштаб: горизонтальный – 1: 5000; вертикальный – 1: 500. Расстояние от наивысшей точки профиля земли до верхней линии рамки должно быть не менее 3 см для размещения необходимых надписей. Параллельно линии поверхности земли на расстоянии

2 см проводят вторую сплошную тонкую линию и соединяют одноименные точки вертикальными прямыми: сплошными основными толщиной 0,6 – 1,0 мм на пикетах и сплошными тонкими на плюсовых точках (см. приложение Д).
6.2 Определение высотных отметок контрольных точек
Контрольными точками продольного профиля являются пересечения с железными и автомобильными дорогами, водотоками.

Как указывалось выше (см. п. 5.1), автомобильные дороги I – III категорий пересекаются с железными дорогами в разных уровнях всегда [1], а дороги IV и V категорий – в отдельных случаях [1].

В разных уровнях автомобильные дороги I категории пересекаются с автомобильными дорогами всех категорий, дороги II категории с дорогами II и III категорий, дороги III категории между собою при интенсивности движения на пересечении более 8000 привед.ед./сут [1].

При пересечении дорог в разных уровнях контрольная отметка проектной линии





(6.1)



где Нп – отметка проезжей части по оси пересекаемой автомобильной дороги или головки рельса железной дороги;

Г – габарит автомобильный (5 м для дороги I, II, III категорий и 4,5 м для IV и V категорий) или железнодорожный (5,55 м – для не- электрифицированных и 6,40 м – для электрифицированных дорог);

С – высота пролетного строения путепровода, зависит от длины и конструкции пролетного строения, ориентировочно можно принять в пределах 0,8 – 2,1 м.

Знак "+" в формуле (6.1) принимается в случае, если проектируемая дорога проходит над существующей дорогой, а знак "–" – под существующей.

При пересечении автомобильных дорог в одном уровне контрольная

отметка проектной линии равна отметке проезжей части по оси автомобильной дороги. В случае, если пересекаемая дорога – более низкой категории, можно изменить ее высотное положение путем переустройства ее на подходах к пересечению и назначить контрольную отметку на пересечении по условиям проектирования продольного профиля.

При пересечении автомобильной и железной дорог в одном уровне контрольная отметка проектной линии принимается равной отметке головки рельса железной дороги. Автомобильная дорога на протяжении не менее 2 м от крайнего рельса должна иметь в продольном профиле горизонтальную площадку или вертикальную кривую большого радиуса. Подходы автомобильной дороги к пересечению на протяжении 50 м следует проектировать с продольным уклоном не более 30 ‰.

При пересечении водотоков устраиваются искусственные сооружения. Водотоки бывают постоянные (реки, ручьи) и периодически действующие. Для размещения искусственных сооружений необходимо определить границы водосборных бассейнов и проанализировать все пониженные места продольного профиля земли в пределах бассейна. Границы водосборных бассейнов ограничивают пунктирной линией (см. рисунок 5.1).Тип искусственного сооружения (труба или мост), а также величина его отверстия зависят от расхода воды, притекающей к данному сооружению.

В данном проекте отверстия искусственных сооружений и расчетные уровни воды в зоне сооружения назначаются студентами без расчета по согласованию с руководителем проекта, при этом студент должен принять во внимание следующее: на периодических водотоках и ручьях устраиваются трубы. Типовые трубы бывают круглые одноочковые и многоочковые и прямоугольные. Отверстия круглых труб: 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,4; 1,6 и 2,0 м; прямоугольных: 2,0х2,0; 2,0х2,5; 2х3,0 и 2х4,0 м. Круглые трубы отверстиями 0,5 и 0,75 м устанавливаются на съездах и пересечениях; трубы отверстием до 1,00 м применяют при длине трубы до 20 м, а трубы диаметром 1,25 м и более – при длине трубы 20 м и более [8]. Прямоугольные трубы применяют при высоте насыпи до 20 м .

Над трубами контрольная отметка вычисляется по формуле




(6.2)


где Нз – отметка поверхности земли, м;

d – высота трубы в свету, м (приложение Е, таблицы Е1, Е2 );

 – толщина стенки трубы, м (см. приложение Е, таблицы Е1, Е2).

На постоянных водотоках проектируются мосты. Мосты длиной свыше 25 м через большие реки проектируются индивидуально и в данном пособии не рассматриваются. У мостов длиной до 25 м через несудоходные реки контрольная отметка


Hпр = РУВВ + ? + С

(6.3)


где РУВВ– расчетный уровень высокой воды (можно назначить условно на 1 – 2 м выше отметки бровки русла);

Z – расстояние от расчетного уровня воды до низа пролетного строения (0,5 м при отсутствии корчехода и ледохода; 1,0 м – при наличии ледохода и 1,5 м – при наличии корчехода);

C – строительная высота пролетного строения (см. приложение Е, таблица Е3).

Результаты определения контрольных отметок в местах пересечения водотоков рекомендуется свести в табличную форму. Ниже приведена таблица 6.1 с определением контрольных точек в месте размещения малых водопропускных сооружений для южного варианта на рисунке 5.1.

В курсовом проекте можно привести по одному примеру расчета контрольных отметок в месте размещения трубы и моста, для остальных малых водопропускных сооружений сослаться на таблицу 6.1.
Т а б л и ц а 6.1 – Результаты определения контрольных отметок при пересечении водотоков

Размеры в метрах


Место расположения водопропускного сооружения ПК’’+’’

Тип водопропускного сооружения

Отметка земли НЗ или РУВВ

Высота трубы в свету d

Толщина трубы, ?

Толщина засыпки над трубой

Расстояние от расчетного уровня воды до низа пролетного строения Z

Строительная высота пролетного строения

С

Конт-

рольная

отметка Нпр

ПК

8+00

круглая

ж.–б. труба

2х1,0

134,61

1,0

0,16

0,5





136,27

ПК

20+00


мост (индивидуальный проект)


ПК

29+35

круглая

ж.–б. труба

2х1,0

141,00

1,0

0,12

0,5





142,12

ПК

34+00

круглая

ж.–б. труба

1,0

143,75

1,0

0,12

0,5





145,12

ПК

39+00

круглая

ж.–б. труба

2х1,0

139,87

1,0

0,12

0,5





141,49

6.3 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпей
Рекомендуемую рабочую отметку насыпи hр устанавливают из двух условий:

1) по обеспечению снегонезаносимости дороги на открытых участках местности I типа по увлажнению;

2) по обеспечению нормального водно-теплового режима земляного полотна на участках II и III типов местности по увлажнению.

По первому условию




(6.4)



где hс – толщина снежного покрова, принимаемая по заданию, м;

h – минимальное возвышение бровки земляного полотна над уровнем cнегового покрова, принимается 0,5–1,2 м [1].

По второму условию рабочая отметка насыпи:

а) для участка с необеспеченным стоком при отсутствии грунтовых вод (I и II типы местности)


hр = h1 + hдосio,

(6.5)


где h1 – допустимое минимальное возвышение низа дорожной одежды над поверхностью земли на местности I и II типов [1, таблица 19];

с – ширина обочины, м [1, таблица 5];

iо – уклон обочины;

hдо– толщина дорожной одежды, ориентировочно можно принять для дорог II категории – 85 см, III категории – 75 см, IV категории – 55 см.

б) для участков с наличием грунтовых вод (III тип местности)



hр = h2 + hдосiohгв,

(6.6)


где h2 – допустимое минимальное возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод (УГВ) на местности III типа увлажнения [1, таблица 19];

h гв – глубина залегания грунтовых вод от поверхности земли, м.

Типы местности по характеру и степени увлажнения приведены в таблице 6.2.

В расчет принимается наибольшая из двух условий рекомендуемая рабочая отметка.
Т а б л и ц а 6.2 – Типы местности по характеру и степени увлажнения


Тип местности

Источники увлажнения

Характерные признаки



I (сухие места)



Атмосферные осадки

Поверхностный сток обеспечен. Подземные воды не оказывают влияния на увлажнение грунтов. Почвы без признаков заболачивания

Окончание таблицы 6.2


Тип местности

Источники увлажнения

Характерные признаки


II (сырые места)


Кратковременно стоящие (до 30 сут) поверхностные воды; атмосферные осадки

Поверхностный сток не обеспечен. Рельеф местности равнинный. Весной и осенью возможен застой воды на поверхности почвы. Подземные воды не оказывают влияния на увлажнение грунтов. Почвы с признаками заболачивания



III (мокрые места)


Грунтовые или длительно стоящие (более 30 сут) поверхностные воды; атмосферные осадки

Источники увлажнения оказывают влияние на увлажнение почвы и грунтов независимо от условий поверхностного стока. Почвы заболоченные

  1   2   3   4   5


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации