Трассы автодороги

Геодезические расчёты при проектировании

Цель задания: освоить элементы проектирования линейных сооружений (расчёт уклонов, проектных и рабочих отметок, точек нулевых работ).

Пособия и принадлежности: микрокалькулятор, карандаш, линейка, шариковая ручка или карандаш красного цвета.

Проектирование положения трассы автодороги заключается в нанесении на продольный профиль проектной линии будущей трассы. Положение проектной линии определятся следующими основными требованиями:

- земляные работы должны быть, по - возможности, минимальны и сбалансированы (объёмы грунта, взятого из выемок, должны соответствовать объёмам грунта, необходимого для насыпей);

- продольные уклоны трассы не должны превышать наперёд заданной величины, зависящей от категории дороги;

- исходными проектными отметками служат отметки точек примыкания трассы к существующим или проектируемым сооружениям (мостовым переходам, автодорогам и другим объектам).

В приведённом примере проектируемая дорога относится к категории дорог местного значения. Предельно допустимый уклон на дорогах этой категории составляет 0,060 или 60‰ (промилай). Уклоны при проектировании обычно выражают в целых тысячных долях – промилях. В учебных целях значение предельно допустимого уклона следует уменьшить, выбрав его равным 30%. Первоначальная отметка в нашем примере может быть взыта близкой к отметке территории Бетонного завода.

С учётом отмеченных технических условий было запроектировано следующее расположение проектной линии трассы на построенном ранее продольном профиле (см. рис. 2):

- участок с уклоном i₁ = -0,030 длиной 260 м от ПК0 до ПК2+60 с начальной отметкой 110,03 м (фактическая отметка ПК0 плюс высота насыпи 0,50 м);

- горизонтальный участок с i₂ = 0 длиной 120 м (ПК2+60-ПК3+80);

- участок с уклоном i₃ = +0,023 длиной 220 м (ПК3+80-ПК6).

Для стока дождевых и талых вод в насыпи на ПК3+23 запроектировано сквозное отверстие.

Нанесение проектной линии на профиль производится в следующем порядке.

1. В графе 3 в точках перелома проектной линии ПК0, ПК2+60, ПК3+80, ПК6 прочерчивают вертикальные линии. Слева и справа вдоль каждой линии записывают расстояния до ближайших пикетов. В образовавшихся в графе 3 вытянутых прямоугольниках проводят диагонали, характеризующие положительное или отрицательное напра

вление уклонов, или горизонтальную черту на горизонтальном отрезке трассы (см. рис. 2).

Над диагоналями и горизонтальной чертой записывают значения уклонов в тысячных, а под ними – расстояния в метрах, на которые действуют записанные уклоны.

2.Вычисляют проектные отметки точек перелома проектной линии. В начале трассы записывают проектную отметку, равную 110,03 м. Отметки остальных точек определяют по формуле:

Н^п_п = Н ^п _п-1 + i_пd, (1)

где Н^п_п – определяемая проектная отметка текущей точки; Н ^п _п-1 – проектная отметка предыдущей точки; i_п – проектный уклон; d – горизонтальное расстояние между точками п и п-1.

Вычисленные проектные отметки, округлённые до 0,01 м, записывают в графу 2. По вычисленным проектным отметкам точек переломов наносят на профиль проектную линию.

3.По формуле (1) вычисляют проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек профиля. Полученные отметки округляют до 0,01 м и записывают в графу 2. Для контроля правильности вычисления проектных отметок их следует отложить на профиле. При этом они должны точно попасть на проектную линию, проведённую ранее.

4.Вычисляют фактические отметки точек ПК2+60 и ПК3+80, которые нивелированием на местности не определялись. Для этого вычисляют уклон ската между ближайшими к каждой из них передней и задней точками профиля:

i = h\d,

где h – разность фактических отметок передней и задней точек на профиле, d – расстояние между этими точками.

По вычисленному уклону и расстоянию до ближайшей задней точки профиля находят искомую отметку. Например, точка ПК2+60 расположена между точками ПК2 и ПК2+77. Уклон между ними составляет: i = (99,48 – 104,33)\77 = -0,063. Следовательно, фактическая отметка точки ПК2+60 будет равна: Н _ПК2+60 = 104,33 – 0,063 · 60 = 100,55 м.

Таким же образом находят отметку точки ПК3+80. Полученные отметки записывают в скобках в графе 4 (см. рис. 2).

5.На каждом пикете и плюсовой точке профиля вычисляют рабочие отметки (высоты насыпей и глубины выемок) как разность проектных и фактических отметок. Рабочие отметки выписывают на профиле над проектной линией на насыпях и под проектной линией на выемках.

Точки пересечения линии профиля с проектной линией называются точками нулевых работ. Над ними записывают рабочие отметки (0,00). Из точек нулевых работ восставляют перпендикуляры на линию условного горизонта и вычисляют горизонтальные расстояния до них от ближайших пикетов или плюсовых точек профиля.

Для вычислений используют формулы:

х = ad / (a + b); у = bd / (a + b)

где х – расстояние от ближайшей задней точки профиля до точки нулевых работ; y – расстояние от ближайшей передней точки профиля до точки нулевых работ; a и b - рабочие отметки на ближайших задней и передней точках профиля соответственно. Контролем правильности вычислений служит выполнение равенства:

х + у = d

где d – расстояние между передней и задней точками профиля.

Например, расстояния до точки нулевых работ, расположенной между ПК0 и ПК0+52 будут равны:

х = (0,50 * 52) / (0,50 + 0,45) = 27,37 м;

у = (0,45 * 52) / (0,50 + 0,45) = 24,63 м;

d = х + у = 27,37 + 24,63 = 52 м

Значения х и y выписывают над линией условного горизонта.

6.После того как будут вычислены все величины х и y по формуле (1) находят проектные отметки точек нулевых работ. Значения этих отметок записывают вдоль перпендикуляров, восставленных из точек нулевых работ до линии условного горизонта.

Рис. 3. Поперечный профиль.

7. Наносят на поперечный профиль очертания дорожного полотна.

8. Для этого на поперечном профиле (см. рис. 3) в точке ПК2+77 откладывают значение проектной отметки, взятое с продольного профиля: 102,23 м. на этой отметке проводят горизонтальную линию, на которой в обе стороны от оси прокладывают по половине ширины будущего дорожного полотна. В примере обе стороны отложено по метра. Затем от концов горизонтальной площадки проводят наклонные линии с учётом крутизны скатов проектируемого полотна до пересечения с поверхностью земли. В примере крутизна скатов характеризуется отношением 1:2.

По методам, изложенным выше, вычисляют расстояния от оси трассы до пересечения откосов с поверхностью земли и рабочие отметки, которые записывают на профиле в соответствии с рис.3.

При построении профилей трассы автодороги исходные данные вычерчивают чёрным цветом, проектные – красным.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2

ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНА ПРЯМЫХ И КРИВЫХ НА ПРОФИЛЕ

Цель задания: освоить методику обработки материалов по разбивке главных точек круговых кривых на трассе и построению плана кривых на профиле.

Пособия и принадлежности: микрокалькулятор, чертёжные принадлежности.

При строительстве дорог в местах поворота трассы вписывают круговые кривые. Такая кривая и её элементы показаны на рис. 4. Точку А называют началом кривой НК, точку М – серединой кривой СК и точку С – концом кривой КК. Эти три точки называют главными точками кривой.

Радиус кривой R выбирают при проектировании строительства в

Рис. 4. Элементы круговой кривой.

зависимости от вида сооружения (автодорога, железная дорога и т. п.) и класса сооружения (местного, республиканского или государственного значения).

По радиусу кривой R и углу поворота трассы φ вычисляют остальные элементы кривой.

Длины касательных АВ и ВС называют тангенсом, обозначают через Т и вычисляют пол формуле:

Т = R tg φ/2 (2)

Отрезок ВМ от вершины угла поворота до середины кривой называют биссектрисой, обозначают через Б и вычисляют по формуле:

Б = R (sec φ/2 – 1) (3)

Дугу АМС называют кривой, обозначают через К и вычисляют по формуле:

К = R πφ/180^о (4)

где φ – угол поворота трассы, выраженный в градусах.

Разность пути по касательным АВС и кривой АМС называют домером. Его обозначают через Д и вычисляют по формуле:

Д = 2Т – К (5)

Вычисление элементов круговых кривых обычно производят на микрокалькуляторе. Исходные значения радиуса кривой R, угла поворота φ и пикетного наименования его вершины следует выбрать из табл.4. в соответствии с номером варианта.

Таблица 4

Дата добавления: 2015-06-28