Характеристика природных условий района проектируемой дороги

 

На подготовленной карте прокладываем трассу по воздушной линии (соединяем прямой линией точки А и Б) и по отметкам горизонталей определяем уклон местности iм на полосе варьирования трассы. Трассу прокладываем в такой последовательности: визуально оцениваем ситуационные особенности и рельеф местности и намечаем от руки ориентировочные варианты трассы, стараясь, во-первых, максимально приблизить к воздушной линии и, во-вторых, обеспечить наименьшие продольные уклоны. При этом помним, что коэффициент развития трассы для пересеченной местности должен быть в пределах 1,15 – 1,25.

Намечаем по каждому варианту трассы контрольные точки (места пересечения  логов и т.п.) и прокладываем через  них трассу. Затем фиксируем положение  вершин углов поворота и прокладываем магистральные ходы с учетом положения  вершин углов поворота и контрольных точек. Далее приступаем к укладке трассы на плане.

Укладка трассы заключается в том, чтобы вписать в углы поворота круговые кривые (а при необходимости  переходные кривые); вычислить пикетажное положение основных точек закругления  и перенести их на план трассы.

 

2.2 Укладка вариантов трассы в плане (вариант 1)

Предварительно уточняем намеченное положение вершин углов поворота трассы и соединяем прямыми линиями. Длину прямых линий измеряем с  учетом масштаба карты (1:25000) масштабной линейкой, а углы поворота – транспортиром. Затем переносим ось трассы на план.

Вписываем в повороты трассы круговые кривые по возможности больших радиусов. Для этого используем специальные  шаблоны круговых кривых.

R=2500м; S1=3425м; S2=2086.7м.

Выписываем из таблицы разбивки кривых значения элементов круговых кривых в зависимости от радиуса и угла поворота.

α=42˚;

T=959,65м;

K=1832,6м;

Б=177,85м;

Д=86,7м.

Вычисляем пикетажное положение вершин углов поворота:

ВУ1=НТ+S1;    ВУ1=ПК0,00+3425=ПК34+25.

Вычисляем пикетажное положение НК (начало кривой), КК (конец кривой) и КТ (конец трассы):

НК1=ВУ1-Т1;    НК1=ПК34+25-959,65=ПК24+65,35;

КК1=НК1+К1;     КК1=ПК24+65,35+1832,6=ПК42+97,95;

КТ=S1+S2-Д1;    КТ=3425+2086,7-86,7=5425 м.

Проверка:

СК1=КК1-0,5×К1;    СК!=4297,95-0,5×1832,6=3381,65 м;

ВУ1=СК1+0,5×Д1;   ВУ1=3381,65+0,5×86,7=3425 м.

Определяем длину прямых вставок:

Р1=ВУ1-Т1;   Р1=3425-959,65=2465,35 м;

Р2=КТ-КК1;    Р2=5425-4297,95=2086,7 м.

Определяем коэффициент  развития трассы:

m=Lф/Lв;     m=5425/5075=1,07.

 

 

 

Ведомость углов поворота, прямых, круговых кривых

Таблица 2

№ углов поворота	Углы				Кривые									Прямые
	Положение вершины угла				Элементы круговой кривой					Начало кривой		Конец кривой		S, м	L, м	Румбы линий
																Измеренный r1	Вычисленный r2
	ПК	+	Влево αлев, град	Вправо αправ, град	R, м	Т, м	Б, м	К, м	Д=2Т-К, м	ПК	+	ПК	+
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
НТ	0	00
														3425	2465,35	ЮВ:44°
ВУ1	34	25		42	2500	959,65	177,85	1832,6	86,7	24	65,35	42	97,95
														2086,7	1127,05	ЮВ:2°
КТ	54	25
Итого														5511,7	3592,4

Проверка:

∑К₂ + ∑l = L_тр  1832,6+3592,4=5425

∑S - ∑Д = L_тр  5511,7 – 86,7 = 5425

2∑Т₁ - ∑К₂ = ∑Д      2▪959,65 – 1832,6 = 86,7

 

 

2.3 Укладка вариантов трассы в плане (вариант 2)

Предварительно уточняем намеченное положение вершин углов поворота трассы и соединяем прямыми линиями. Длину прямых линий измеряем с  учетом масштаба карты (1:25000) масштабной линейкой, а углы поворота – транспортиром. Затем переносим ось трассы на план.

Вписываем в повороты трассы круговые кривые по возможности больших радиусов. Для этого используем специальные  шаблоны круговых кривых.

R1=2500м;  R2=3000м;  S1=1725м;  S2=1953,8м. S3=2021,15м.

Выписываем из таблицы разбивки кривых значения элементов круговых кривых в зависимости от радиуса  и угла поворота.

α1=36˚;        α2=25˚;  

T1=812,30м;  T2=665,07м;

K1=1570,80м;  K2=1308,99м;

Б1=128,65м;  Б2=72,84м;

Д1=53,8м.  Д2=21,15м.

Вычисляем пикетажное положение вершин углов поворота:

ВУ1=НТ+S1;    ВУ1=ПК0,00+1725=ПК17+25.

ВУ2=ВУ1+S2-Д1;   ВУ1= ПК17+25+1953,8-53,8=ПК36+25.

Вычисляем пикетажное положение НК (начало кривой), КК (конец кривой) и  КТ (конец трассы):

НК1=ВУ1-Т1;    НК1=ПК17+25-812,30=ПК9+12,70;

КК1=НК1+К1;     КК1=ПК9+12,70+1570,80=ПК24+83,50;

НК2=ВУ2-Т2;    НК2=ПК36+25-665,07=ПК29+59,93;

КК2=НК2+К2;     КК2=ПК29+59,93+1308,99=ПК42+68,92;

КТ=S1+S2+ S2-Д1- Д2;    КТ=1725+1953,8+2021,15-53,8-21,15=5625 м.

 

Проверка:

СК1=КК1-0,5×К1;    СК1=2483,5-0,5×1570,8=1698,10 м;

ВУ1=СК1+0,5×Д1;   ВУ1=1698,10+0,5×53,8=1725 м.

СК2=КК2-0,5×К2;    СК2=4268,92-0,5×1308,99 =3614,425 м;

ВУ2=СК2+0,5×Д2;   ВУ2=3614,425+0,5×21,15=3625 м.

Определяем длину прямых вставок:

Р1=ВУ1-Т1;   Р1=1725-812,30=912,70 м;

Р2=НК2-КК1;    Р2=2959,93-2483,50=476,43 м.

Р3=КТ-КК2;    Р2=5625-4268,92=1356,08 м

Определяем коэффициент развития трассы:

m=Lф/Lв;     m=5625/5075=1,11.

 

Ведомость углов поворота, прямых, круговых кривых

Таблица 3

№ углов поворота	Углы				Кривые									Прямые
	Положение вершины угла				Элементы круговой кривой					Начало кривой		Конец кривой		S, м	L, м	Румбы линий
																Измеренный r1	Вычисленный r2
	ПК	+	Влево αлев, град	Вправо αправ, град	R, м	Т, м	Б, м	К, м	Д=2Т-К, м	ПК	+	ПК	+
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
НТ	0	00
														1725	912,70	ЮВ:64°
ВУ1	17	25		36	2500	812,30	128,65	1570,8	53,8
														1953,8	476,43	ЮВ:27°
ВУ1	36	25		25	3000	665,07	72,84	1308,99	21,15
														2021,15	1356,08	ЮВ:2°
КТ	56	25
Итого				61		1477,37	201,49	2879,79	74,95					5699,95	2745,21

Проверка:

∑К₂ + ∑l = L_тр  2879,79+2745,21=5625 м;

∑S - ∑Д = L_тр  5699,95 – 74,95 = 5625 м;

2∑Т₁ - ∑К₂ = ∑Д      2▪1477,37 – 2879,79 = 74,95 м.

 

2.4 Обоснование выбора наилучшего варианта трассы

Обоснование выбора наиболее лучшего  варианта трассы базируется на сравнении  технических, экономических и других показателей вариантов. Для предварительного выбора наилучшего варианта можно ограничится сравнением их только по техническим параметрам и оценкой вариантов на соответствие требований строительных норм.

Оба варианта трассы отвечают требованиям  СНиП 2.05.02-85 и являются конкурентоспособными показателями. Однако первый вариант имеет преимущества против второго, а именно:

- пересечение логов по первому  варианту более выгодно,

- длина первого варианта на 200 м меньше второго, что означает  уменьшение объемов работ и  экономические затраты.

- количество углов поворота у первого варианта – 1 , у второго – 2.

 

В силу указанных обстоятельств  принимаем решение: первый вариант  трассы считать наиболее эффективным.

 

2.5 Трасса дороги

  Выбор направления трассы является важной комплексной задачей, при решении которой конкурирующие варианты автомобильной дороги в пределах полосы варьирования трассы детально рассматривают по основным показателям. Общее направление трассы и ширину полосы варьирования конкурирующих вариантов устанавливают на основе аналитических расчетов по результатам экономических изысканий, выполняемых в соответствии со схемами развития и размещения производственных сил данного региона, схемами районной планировки и благоустройства.

В данном проекте конкурирующие  варианты трассы не рассматриваются в виду того, что второй вариант трассы дороги лежит дальше от воздушной линии и содержит 2 угла поворота.

       При проектировании трассы дороги применялся принцип “тангенциального трассирования”, основанного на нанесении трассы дороги с помощью линейки ломаного хода, в изломы которого вписываются круговые кривые.

Начало проектируемого участка  принято на ПК 0+00 строящегося участка  дороги “А - В”. При разработке трассы учитывался пересеченный рельеф местности, водотоки, требования землепользователей и соблюдались требования СНиП 2.05.02 – 85 “Автомобильные дороги”.

       Общее направление проложения трассы юго-восточное. По участку дороги назначен 1 угол поворота.

Угол № 1. Расположенном на ПК 34+25 с углом поворота вправо 42°, в который вписана кривая радиусом 2500 м и длиной кривой 1832.60 м.

       Значения элементов плана представлены в таблице 1.2.

       Трасса пересекает дорогу на ПК4+50 и 4 водотока.

Трасса дороги в плановом и высотном отношении закреплена привязкой  к  пням и деревьям.

 

3. Проектирование продольного профиля

3.1 Общие положения

Продольный профиль дороги –  это проекция оси дороги на вертикальную плоскость, совпадающую с направлением дороги. Согласно ВСН 202-85 АД продольный профиль входит в состав основного  комплекта рабочих чертежей для выполнения строительно-монтажных работ. На этом чертеже должна быть представлена информация о местности и проектные решения, от которых зависят как объемы предстоящих строительных работ, так и транспортно-эксплуатационное качество дороги. Поэтому проектирование продольного профиля – наиболее ответственный и сложный этап работы над проектом.

Каждое проектное решение на продольном профиле принимаем на основе комплексной оценке всех факторов и условий, влияющих на параметры  дороги, в том числе:

- ситуационные особенности местности;

- топографические;

- климатические;

- почвенно-грунтовые;

- гидрологические и др. условия.

Инженер-проектировщик  обязан строго соблюдать требования строительных норм, учитывать безопасность движения, эстетику автомобильной магистрали и требования экологии окружающей среды.

Информация для проектирования продольного профиля принимается  по материалам полевых изысканий, выполненных  изыскательской организацией в соответствии с заданием заказчика на проектирование дороги. Для учебного проектирования основная исходная информация задается руководителем. Сведения о районе проектируемой дороги устанавливаются самим студентом по энциклопедическим, нормативным и справочной литературы. 

            

 

3.2 Проектирование продольного профиля

 Продольный профиль запроектирован в абсолютных отметках Балтийской системы.

Принятые в процессе проектирования элементы продольного профиля соответствуют  требованиям СНиП 2.05.02-85 для дорог  IV категории, технические нормативы которой представлены в таблице 1.

Проектная линия запроектирована  с учетом наилучшего восприятия дороги и дорожной обстановки водителями, транспорта и их возможности ориентироваться  на большее расстояние. Проектная  линия нанесена в соответствии с  техническими нормами при помощи персонального компьютера по программе автоматизированного проектирования “Cad_Credo”.

Проектную  линию можно  нанести по типу графоаналитического  метода, основанного на проектировании продольного профиля, используя  специальные лекала – шаблоны  и таблицы. Вертикальная кривая параболического очертания представляет собой геометрическое место векторных точек, уклон которых изменяется по уравнению параболы.

Нанесение проектной  линии графоаналитическим методом  состоит в том, чтобы выполнить  стыкование или сопряжение рационально подобранных прямолинейных отрезков, а также отрезков вертикальных кривых заранее подобранных радиусов.

Для обеспечения видимости  и плавного движения на дороге вписываются  вертикальные кривые радиусами в  соответствии со СНиП [1]. Для чего на переломах поверхности земли устанавливаются контрольные точки, где рабочие отметки вычислены заранее, в зависимости от снегонезаносимости, либо, если контрольная точка устанавливается в месте пересечения с водотоком с учетом минимальной засыпки над трубой.

Продольные уклоны на протяжении всего проектируемого участка изменяются от 9‰ до 53‰. Минимальный радиус вертикальной кривой: выпуклой – 22000м; вогнутой – 2500м.

 

3.3 Определение руководящей рабочей отметки.

Рассчитываем руководящие рабочей  отметки, которые определены по условиям снегонезаносимости согласно формуле.

где h_сн – толщина снегового покрова, м, h_сн=0,7 м;

      D – минимальное возвышение бровки земляного полотна над поверхностью снегового покрова, зависящее от технической категории дороги, для дороги IV  категории – 0,50 м.

Ввиду того, что трасса дороги проходит по местности 2 типа по увлажнению, дополнительно  производим расчет руководящей рабочей  отметки из условия минимального возвышения отметки оси проезжей части над уровнем кратковременно стоящих (менее 30 сут.) поверхностных вод по формуле.

где h_зем – значение наименьшего возвышения поверхности покрытия по СНиП [1], м.

С – ширина обочины, м.

i – уклон обочины,  тысяч.

 По данным расчетам принимаем на всем протяжении участка дороги руководящую рабочую отметку по условию снегонезаносимости равной 1,20м.

 

3.4 Расчет уклонов кювета

В практике проектирование дорожных канав (кюветов) используется сечение двух геометрических фигур  трапеции и треугольника, при этом гидравлические элементы канав определяются расчетом.

Определим площадь сечения  потока трапецеидальной канавы:

где: b – ширина канавы по дну, м;

h – глубина наполнения канавы, м;

- коэффициенты крутизны откосов канавы.

 

Определяем смоченный периметр для трапецеидальной канавы:

 

 

Вычисляем значение гидравлического  радиуса:

 

Определяем коэффициент Шези, для  различного коэффициента шероховатости: