Гречнева Г.И., Рычкова О.А. Основы проектирования дорог. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 270205, 190702
 Скачать 3.67 Mb.
|
Б = R (sec 2 – 1). (3.3)Домер Д – увеличение длины трассы по прямым по сравнению с длиной по кривой: Д=2Т – К . (3.4) При назначении радиуса кривой 3000 м и менее для дорог I технической категории и 2000 м и менее для дорог II-V технических категорий необходимо проектировать вираж для обеспечения безопасного движения автомобилей.  Рис. 3.1. Схема закругления с переходными кривыми Вираж– это односкатный поперечный профиль. Отгон виража, т. е. переход от двухскатного профиля к односкатному, осуществляется на протяжении переходной кривой. Переходная кривая – это кривая переменного радиуса с постоянным уменьшением последнего от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой. При этом необходимо запроектировать элементы переходной кривой: ∆Т, ∆Б, ∆Д, l, а затем рассчитать элементы полного закругления в соответствии с п. 3.1. При устройстве переходных кривых (рис.3.1) круговая кривая сохраняется только на протяжении, измеряемом углом , уменьшенным на 2, т. е. центральный угол круговой кривой будет равен – 2, где – угол, образованный касательными в начале и в конце переходной кривой. Разбивка переходных кривых возможна при соблюдении условия 2. Элементы переходных кривых приведены в прил. 3. 3.2. Последовательность проектирования плана трассы После выбора направления трассы на карте приступают к разбивке пикетажа по трассе (прил. 1) и одновременно составляют ведомость углов поворота, прямых, переходных и круговых кривых (форма 1., прил. 4). 1. Замеряют транспортиром углы поворотаα по трассе. Затем от начала трассы, по линейке, откладывают пикеты в соответствии с масштабом карты (пикет равен 100 м) и карандашом делают засечки их местоположения, только до вершины угла № 1. 2. Следующим этапом является определение основных геометрических элементов закругления Т, К, Д, Б по величине угла поворота ([18] или прил. 2) и назначение радиуса кривой. 3. Значения элементов закругления Т, К, Д, Б умножают на величину принятого радиуса. Рассчитанные значения углов поворота α, ПКВУ №1, Т, К, Д, Б заносят в ведомость (прил. 4). 4. При радиусе R < 3000 м для дорог I технической категории и при R < 2000 м для дорог II -V технических категорий вычисляют элементы переходной кривой l, ∆Т, ∆Б, ∆Д по таблицам [18] или табл. 3.1. 5. Вычисляют элементы полного закругления по формулам: Тп = Т+∆Т; Кп = К+ l; Бп = Б+∆Б; Дп = Д+∆Д . (3.5) 6. Следующим этапом разбивки трассы является определение пикетажного положения главных точек закругления НК, СК, КК. Для этого с помощью линейки откладывают значение полного тангенса Тпот вершины угла № 1 в направлении начала трассы. Полученная точка будет соответствовать положению пикета начала кривой. Ее пикетажное значение вычисляют по формуле ПКНК1=ПКВУ1– Тп. (3.6) 7. Положение точки конца кривой КК определяют, откладывая значение полного тангенса Тп от вершины угла № 1 в направлении вершины угла № 2. Ее пикетажное значение вычисляют по формулам: ПККК1= ПКНК1 + Кп; (3.7) ПККК1= ПКВУ1 + Тп – Дп. (3.8) 8. Затем угол, в который будет вписана кривая, делят пополам, из вершины угла откладывают значение биссектрисы Бп и плавной линией соединяют точки НК, СК и КК. Пикет середины кривой СК определяют по формуле  ПКСК= ПКНК1 +  . (3.9)9. Закончив заполнение всех граф ведомости для угла № 1, переходят к дальнейшей разбивке пикетажа по трассе. Для этого от пикетажного значения конца первой кривой ПККК1 продолжают разбивку пикетажа до вершины угла № 2. Разбивка последующих кривых производится аналогично разбивке пикетажа первой кривой. 10. С целью обеспечения правильности разбивки трассы, по ведомости углов поворота, прямых и кривых (см. прил. 4) производят проверки. Для этого вычисляют расстояние между вершинами углов S1(рис.3.2). Для первого участка трассы S'1равно пикетажному значению вершины угла ВУ № 1 (м). Для последующего направления трассы расстояние S''1 равно: S'1 =ПКВУ2 – ПКВУ1+ Дп1 и т.д. (3.10) 11. Определяют длину прямой вставки S2. Для первого участка трассы прямая вставка S'2 равна пикету начала кривой ПКНК, (м). Для последующего направления трассы прямая вставка S''2 равна пикету начала второй кривой минус пикет конца первой кривой: S'2 = ПКНК2 –ПККК1 и т.д. (3.11) 12. Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света.   Для этого вычисляют азимуты Аз или румбы R прямолинейных участков трассы. Азимут первой линии измеряют транспортиром от северного направления меридиана по часовой стрелке до направления трассы, а затем переводят в румбы по следующей закономерности: румб в первой четверти равен RI = Аз, (3.12) румб во второй четверти равен RII = 180º– Аз, (3.13) румб в третьей четверти равен RIII = Аз–180º, (3.14) румб в четвертой четверти равен RIV = 360º–Аз. (3.15) Полученные значения румбов записывают в ведомость с соответствующим названием четверти, в которой он находится: СВ, ЮВ, СЗ, ЮЗ. После заполнения ведомости углов поворота прямых и кривых подводят итоги по графам и проверяют правильность заполнения ведомости по следующим проверкам. 1. Проверка расстояний:  =Lтр(м), (3.16)т.е. сумма прямых минус сумма домеров равна длине трассы;  =Lтр(м), (3.17)т.е. сумма прямых вставок плюс сумма кривых равна длине трассы. 2. Проверка направлений:  =Азн – Азк , (3.18)т.е. сумма углов левых минус сумма углов правых равна азимуту начала минус азимуту конца трассы. После разбивки плана трассы заполняют таблицу технических показателей трассы Таблица 3.1 Технические показатели трассы
Окончание таблица 3.1
1. Средний радиус кривых определяют по формуле  , (3.19)где К – сумма всех кривых, м; – сумма углов поворота в радианах. 2. Коэффициент развития трассы К = L1Lвозд, (3.20) где L1 – длины трассы между заданными пунктами, м; Lвозд –длина трассы по воздушной линии, м. 3.3. Оформление плана трассы План трассы изображают сплошной жирной линией. Прямые участки трассы отделяют от кривых засечками или черточками, на которых указывают пикетажное положение начала и конца кривой. Тангенсы отделяют тонким пунктиром. На вершинах углов поворота подписывают только их номера. Значения элементов закруглений, длину прямых (округленную до 0,01 м) и вычисленные румбы заносят в ведомость углов поворота, прямых и кривых (см. прил. 4). Графы ведомости заполняют в соответствии с их наименованием из [18] или прил. 2 и 3. Условные обозначения и знаки должны соответствовать условным обозначениям и указаниям [3]. Пример оформления плана автомобильной дороги общего пользования приведен в прил. 1. 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль является одним из основных проектных документов, он показывает линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги. 4.1. Определение отметок поверхности земли При проектировании продольного профиля необходимо установить линии фактической поверхности земли по оси дороги, т. е. начертить «черную линию». При подробных технических изысканиях местности продольный профиль вычерчивают по данным нивелировочных журналов. При работе с топографической картой необходимо предварительно определить отметки пикетных и плюсовых точек путем интерполяции отметок горизонталей. Плюсы назначают во всех точках изменения крутизны склона, характеризующегося резким изменением густоты горизонталей, на пересечениях железных и автомобильных дорог, в логах суходолов, оврагов, рек и др. Если известны отметки двух соседних горизонталей, промежуточную отметку можно определить, исходя из подобия треугольников (рис.4.1, а), замерив заложение, т. е. расстояние между горизонталями по карте. При расположении пикетной или плюсовой точек между горизонталями ее отметку определяют по интерполяции. Из подобия треугольников имеем  = или x =  , (4.1)где x– искомое превышение точки над горизонталью с меньшей отметкой, м; h– высота сечения между горизонталями (по данным карты или по заданию), м; b– расстояние от точки до горизонтали с меньшей отметкой; l – расстояние между рассматриваемыми точками, мм. а)  Рис. 4.1. Схема к расчету отметок точек методом интерполяции Аналогичным образом определяют отметки пикетов или плюсовых точек при различном сочетании горизонталей и положения трассы (рис. 4.1, б; 4.1, в; 4.1, г). Продольный профиль приведен в прил. 9. 4.2. Определение рекомендуемой высоты насыпи Для проектирования проектной линии продольного профиля (так называемой красной линии) необходимы следующие основные данные: – максимально допустимый продольный уклон, минимальные радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых (см. табл.2.1); – рекомендуемая рабочая отметка земляного полотна; – контрольные (фиксированные) отметки. 1. Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна устанавливают из двух условий: а) возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод (3-й тип местности по характеру увлажнения) (рис.4.2) определяют по формуле hpeк = h1 – hгв+  i1, (4.2)где h1 – наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны должно соответствовать требованиям табл. 4.1; hгв– глубина залегания грунтовых вод (по заданию или по данным изысканий); b – ширина проезжей части, м; iпр – поперечный уклон проезжей части в тысячных долях.  Рис.4.2. Определение рекомендуемой рабочей отметки насыпи б) возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод (1-й и 2-й типы местности по характеру увлажнения) определяется по формуле: hрек = h2+  i1 , (4.3)где h2 – наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли согласно табл. 4.1, м. Таблица 4.1 Наименьшее возвышение поверхности покрытия (м)
Окончание таблицы 4.1
Примечание. Над чертой – возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод (h1); под чертой – то же, над поверхностью земли на участке с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод (h2). 2. Земляное полотно на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условиям снегонезаносимости во время метелей следует проектировать в насыпи (hpeк), высота которой определяется по формуле hрек= hсн+ Δh + аi2+  i1, (4.4)где hсн – расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5 %, м, принимаемая по СНиП II.А 6–72 или по данным наблюдений; Δh – возвышение бровки земляного полотна над расчетным уровнем снегового покрова (м), принимается по рекомендациям [8, п. 6.33]: 1,2 м – для дорог I категории; 0,7м – для дорог II категории; 0,6 м– для дорог III категории; 0,5 м – для дорог IV категории; 0,4 м – для дорог V категории; а – ширина обочины, м; b – ширина проезжей части дороги, м;i1 и i2– поперечные уклоны проезжей части и обочины, в тысячных долях. В расчет принимается рекомендуемая рабочая отметка, наибольшая из двух условий: обеспечивающая одновременно нормальный водно-тепловой режим дорожной конструкции и снегонезаносимость дороги. К контрольным фиксированным отметкам относятся: а) отметки осей проезжей части существующих автомобильных дорог, к которым примыкает проектируемый участок дороги; б) отметки головки рельса пересекаемых железных дорог в одном уровне; в) отметки искусственных сооружений (трубы, мосты, путепроводы). Контрольные точки позиций а) и б) определяют по журналу нивелирования либо по картам. Минимальную высоту насыпи над трубами определяют по формуле Hmin = d +  + h3 + hдо , (4.5)где d – отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м; δ – толщина стенки трубы, δ =0,12– 0,20 м; hЗ – минимальная толщина засыпки над трубой, не менее 0,5 м; hдо – толщина дорожной одежды, м. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||