Основы проектирования

 

Характеристика закругления на ПК06+51 – 15+76

α	R	L	Т	t	Ко	D	НЗ	СЗ	КЗ
54	875	100	446,08	50	725	67,58	651	1113,5	1576

 

КХ = ∑Пi – ∑Дi = 1100 + 550 – 67,58 = 1582,42

 

На каждом закруглении при известных значениях a, R, L вычисляем остальные элементы закругления с точностью до 0,01м, пикетные положения основных точек закругления. По трассе определяем длины оставшихся прямых участков трассы и их румбы.

Румб (магнитный или истинный) – острый угол между ближайшим концом меридиана (магнитного или истинного) и направлением прямой. В курсовом проекте сначала определяем дирекционный угол ДУ1 прямой П1 (рис. 3.3), пользуясь картой местности. Дирекционный угол – угол между вертикальной линией 1 километровой сетки карты и направлением прямой  (рис. 3.3). Так, для прямой ВУ1 - ВУ2 дирекционный угол равен ДУ2 (рис. 3.3).

 

Рис. 3.3. Схема к вычислению дирекционного угла и азимута:

 

          1 –  вертикальная линия километровой  сетки на карте; 2 - нижний край  карты; 3 – направление магнитного меридиана; 4 – направление истинного меридиана.

 

Далее вычисляем магнитный азимут

 

     

 

где - угол между вертикальной линией сетки карты и магнитным меридианом (рис. 3.3), указан внизу карты местности, равен 8°34′.

По полученной величине азимута А1, вычисляем значение магнитных азимутов и румбов остальных линий. Так, азимут линии П2 будет

 

       

 

В формуле знак «+» принимаем, если трасса поворачивает вправо на угол , и знак «-», если она поворачивает влево на угол . По величине азимутов А вычисляем румбы линии по условию:

если 0 ≤ А ≤ 90, то   румб равен СВ : А;

если 90 < А ≤ 180, то  румб ЮВ : (180-А);

если , то румб ЮЗ : (А-180);

если , то румб СЗ : (360-А).

 

Произведём расчёт магнитных азимутов и румбов прямых участков трассы:

А1=ДУ1 - γ = 130° - 8°34′ = 121°26′Þ  румб ЮВ;

А2=А1-α1 =121°26′– 54°= 67°26′   Þ  румб СВ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4Продольный профиль

 

Продольный профиль составляем по выбранному варианту трассы на миллиметровой бумаге формата А4 х n.

Проектирование продольного профиля включает:

1)  нанесение исходной информации;

2) назначение контрольных точек  и руководящих рабочих отметок;

3) составление вариантов проектной линии;

4)  проектирование кюветов.

 

4.1Определение отметки поверхности земли по оси трассы

 

Черный профиль - это продольный профиль поверхности земли вдоль оси трассы. Для его построения по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяем отметки поверхности с точностью до 1см. Если точка находится между горизонталями карты, то ее отметку находим методом интерполяции. Если точка находится в пределах замкнутой горизонтали, то ее отметку вычисляем методом экстраполяции.

Масштаб нанесения расстояний и высот: горизонтальный - 1:5000; вертикальный - 1:500.

Точки черного профиля соединяем сплошной тонкой линией. Параллельно ей на расстоянии 2см проводим вторую сплошную тонкую линию и соединяем одновременно точки этих профилей вертикальными прямыми: сплошными основными толщиной 0,6 - 1,0мм - на пикетах и сплошными тонкими - на плюсовых точках.

 

4.2Назначение контрольных и руководящих отметок

 

Контрольными точками продольного профиля в данном курсовом проекте являются пересечения с водотоками.

Пересечение водотоков

 

Водотоки бывают постоянные (реки, ручьи), отмеченные на карте синей линией, и периодически действующие. Для установления положения последних анализируем все понижения черного профиля с помощью карты местности. Если на рассматриваемом понижении возможен сток воды в обе стороны, то такое понижение является седловиной и не требует устройства водопропускного сооружения. Над таким понижением на профиле обозначается отвод воды в обе стороны трассы (точка со стрелками вверх и вниз от нее).

Если же по понижению местности к дороге подходит вода, то ее пропускаем под дорогой с помощью труб или мостов.

Типовые трубы бывают круглые и прямоугольные одно-, двух- и трехочковые. Отверстия круглых длинномерных труб (внутренний диаметр) -0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6м,  прямоугольных (расстояние между боковыми стенками) - 2,0; 2,5; 3,0; 4,0м. Круглые трубы диаметром 0,80м применяют при длине до 15м и диаметром 1,0м - при длине до 30м.

Трубы устанавливаем на суходолах или небольших ручьях. В последнем случае отверстие принимают не менее 1,20м.

Мосты проектируют на постоянных водотоках. В курсовом проекте длину малых мостов назначаем ориентировочно (12, 18, 24, 27, 30м).

В курсовом проекте отверстия водопропускных сооружений и расчетные уровни воды в зоне сооружений назначаем без расчета и вычисляем контрольные отметки Нпр у труб и мостов.

У труб контрольная отметка равна по засыпке над трубой (не менее 0,5м)

 

Нпр = Нч + d + t + 0,5 + Н + (0,5b+c) in,

 

где  Нч - отметка черного профиля;

d   - внутренний диаметр круглой трубы или высота прямоугольной;

t   - толщина стенки трубы (в курсовом проекте допускается принимать 0,08м для d = 0,8 и 0,1м - для остальных труб);

        Н  - толщина дорожной одежды (по заданию);

b – ширина проезжей части дорог;

c – ширина укрепительной полосы;

in – уклон проезжей части.

 

Отметки ПК:

ПК0=152,5-2,5/17*8=151,32

ПК1=150,0

ПК2=147,5

ПК3=145,0

ПК4=142,5-2,5/13*7=141,153

ПК5=147,5+2,5/33*1=147,58

ПК6=147,5+2,5*21=149,090

          150-2,5/33*12=149,090

ПК7= 150,0+2,5/13*7=151,346

           152,5-2,5/13*6=151,346

ПК8= 152,5-2,5/20*4=152,0

ПК9= 155,0-2,5/25*21=152,9

ПК10= 155,0-2,5/22*4=154,545

ПК11= 152,5-2,5/14*8=151,071

ПК12= 152,5-2,5/15*4=151,833

ПК13= 155,0-2,5/20*8=154,0

ПК14= 160,0+2,5/12*6=161,249

ПК15= 160,0-2,5/8*3=159,0625

ПК16= 155,0-2,5/14*4=154,285

 

 

 

Руководящие рабочие отметки

 

Проектную линию (ось проезжей части) стремимся проектировать по обертывающей (в насыпях). Руководящие рабочие отметки hр (минимальные высоты насыпи) вычисляем:

а) по обеспечению снегонезаносимости дороги на открытых участках

 

,  

 

где hCН.5% - высота снега в данной местности с вероятностью превышения 5% (рекомендуется принимать  0,4-0,5 - в г.Минске);

       ∆h    -  запас высоты насыпи над снежным покровом для размещения сбрасываемого с дороги снега и увеличения скорости снежного потока над дорогой, равный 0.4 м.

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1                                                                                                            

 

Грунт рабочего слоя	Наименьшее возвышение низа дорожной одежды для типов местности, м
1	2	3
Супесь пылеватая, тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый, тяжелый и тяжелый пылеватый	0,8	1,9

 

 

4.3Составление варианта проектной линии

 

На листе миллиметровой бумаги формата А4 х n вычерчивают черный профиль в масштабах: горизонтальном 1:5000, вертикальном 1:500.

Проектную линию в курсовом проекте проектируют методом тангенсов. Для этого намечают на профиле контрольные точки и положение руководящих рабочих отметок. С помощью упругой линии или шаблонов вертикальных кривых графически намечают ориентировочное положение проектной линии. Ее заменяют отрезками прямыхABCD (рис. 4.3).

 

 

Рис. 4.3 Схема к нанесению проектной линии

 

Определяют графически пикетное положение и отметки точек А, В, С, D, E ломаной. Вычисляют уклоны прямых АВ, ВС, CD, DE и т.д., округляют до целого значения промилле и корректируют отметки точек или их пикетное положение. В переломы проектной линии вписывают вертикальные кривые. Расчет элементов кривых ведут исходя из схемы, представленной на рис. 4.3

 

 

 

4.4Определение продольных уклонов

 

Точки А и В расположены на пикетах 0 и 2. Их отметки 153,0 и 149,0. Вычисляем уклон прямой АВ:

i = (153 – 149)/200= 4/200 = 0,02 = 20 ‰.

Округляем уклон прямой АВ до 40 ‰. Тогда отметка точки В (ПК2) будет равна

НВ = НА + i * l = 149 + 0,02·200 = 153.

Вычисляем уклон прямой ВС:

i = (149 – 149)/300= 0/300 = 0.

НС = 149 + 0·300 = 149.

Вычисляем уклон прямой СD:

i = (154,5 – 149)/500= 5,5/500 = 0,011.

НD= 154,5 – 0,011*500= 149.

Вычисляем уклон прямой DE:

i = (156 – 154,5)/600=0,0025.

НD= 154,5 – 0,011*500= 154,5.

 

 

4.5Расчет параметров вертикальных кривых

 

Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой определяем из условия обеспечения видимости поверхности дороги

 

                                      ,  

                                  

 где S1  – расчетное расстояние видимости поверхности дороги;

       h1  - высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью  дороги (h1 = 1,0м);

       h2  – высота неподвижного препятствия (h2 = 0,15м).

                        =4880м

Рекомендуемый радиус вертикальной выпуклой кривой вычисляют по условию обеспечения безопасного обгона

 

 ,

     где   S3 –расчетное расстояние видимости по условию обгона встречного  автомобиля, принятое для проектирования;

    Н -  высота встречного легкового автомобиля (в курсовом проекте  можно принять  Н = 1,45м).

=32160м

Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой определяем из условия недопущения перегрузки рессор

 

 ,       

 

где  - расчетная скорость для принятой категории дороги,

        ао - допускаемое центробежное ускорение, ао = 0,5-0,7м/с.

          

 

Рекомендуемый радиус вертикальной вогнутой кривой определяем из условия обеспечения видимости дороги ночью

 

    

где S1   – принятое расчетное расстояние видимости поверхности дороги;

      hф   - возвышение центра фары над поверхностью дороги, принимают по условию;

      а     - угол рассеивания пучка света фар, а = 2°.

 

 

 

Категория дороги	IV
Расчетная скорость, км/ч (основная)	80
Rвып мин, м	4000
Rвог мин, м	2500
Уклон imax , ‰	60

 

Расчет элементов кривых ведут исходя из схемы, представленной на рис.

Рис. 4.5. Схема к расчету вертикальной кривой

Длина вертикальной кривой К радиуса R и тангенса Т равна:

К=ω*R=(i1– (-i2))*R;   T=0.5K, м;

Пикетное положение начала и конца кривой: НЗ=ВУ-Т; КЗ=ВУ+Т;

Отметки начала и конца закругления: ННЗ=НВУ-Тi1; НКЗ=НВУ+Т(-i2);

Вершина кривой расположена на расстоянии l1 от её начала и l2 от её конца:l1= i1*R;      l2= i2*R;

Отметка вершины кривой:       НВ=ННЗ+-(l1)2/2R;

Отметка точек на кривой (например точки М):

НМ=Н’М- y=ННЗ+x*i1-x2/2R;

НМ=НВ - h=НВ+-l2/2R;

 

 

 

Wb=0,02+0=0,02

Wc=0,011-0=0,011

Wd=0,025-0,011=0,014

R=200/0,02=10000

T=0,5*200=100

НЗ=ВУ-Т=200-100=100

КЗ=ВУ+Т=200+100=300

Ннз=Нву+Тi1=149,0+100*0,02=151,0

Hкз=Нву-Тi2=149,0-100*0=149,0

 

 

 

Кривая 1.

К=ω*R=(0,04– (-0,02))*5000=300м;   T=0.5K=0,5*300=150м;

НЗ=ВУ-Т = 200 – 150 = 50м; КЗ=ВУ+Т = 200 + 150 = 350м.

ННЗ=НВУ-Тi1 = 163,51 – 150*0,04 = 157,51 ; НКЗ=НВУ+Т(-i2) = 163,51 – 150*0,02 = 160,51,

 

 

Кривая 2.

К=ω*R=(0,02– (0,002))*2500=45м;   T=0.5K=0,5*45=22,5м;

НЗ=ВУ-Т = 400 – 22,5 = 377,5м; КЗ=ВУ+Т = 400 + 22,5 = 425,5м.

ННЗ=НВУ-Тi1 = 159,51 + 22,5*0,02 = 159,96 ; НКЗ=НВУ+Т(-i2) = 159,51 – 22,5*0,002 = 159,46