5. Проектирование продольной оси трассы автодороги

При проектировании в вертикальном разрезе продольной оси трассы автодороги (проведении красной линии) должны быть соблюдены определенные условия проектирования, определяемые, прежде всего, правилами и ограничениями строительных норм и правил (СниП).

Условия проектирования:

1) Средняя высота земляного полотна над профилем земли по оси трассы определяется руководящей рабочей отметкой (h_р), которая должна быть минимальной по условию стоимости отсыпки земляного полотна. Согласно СниП, руководящая рабочая отметка вычисляется из условий не -заносимости снегом автомобильной дороги и неподтопления низа дорожной одежды грунтовыми водами.

2) Проектная линия должна пройти через контрольные точки, которые назначаются на трассе. Выше и ниже этих точек красная линия профиля не вычерчивается. Например, проектная линия не может пройти ниже точки, определяемой отметкой верха покрытия на мостовом переходе; пересечение существующей железной дороги с проектной линией профиля автодороги должно находиться на определенной высоте.

3) В зависимости от категории проектируемой дороги для проектной линии трассы устанавливается предельный продольный уклон (iпр) . Например, для дороги IV-й категории iпр= 60 ‰.

4) При проектировании стремятся к минимуму земляных работ и ,по возможности, к балансу земляных работ (приблизительному равенству объемов насыпи и выемки).

В данной работе при нанесении красной линии рекомендуется принять руководящую рабочую отметку h_р = 1,5 м и вычислить отметку контрольной точки над рекой Северный Донец по формуле:

Н_к  Н_ув + Г,

где Н_ув – отметка уреза воды в точке пересечения реки Северный Донец трассой дороги;

Г – подмостовой судоходный габарит.

В соответствии с рисунком 4 отметка уреза воды соответствует отметке ПК 6, то есть из журнала нивелирования Н_ув = 40,55 м. Величина Г принимается равной 12 м, поэтому отметка контрольной точки над р. Северный Донец равна:

Н_к = 40,55 + 12,00 = 52,55  52,50 м.

Проектирование начинаем с прочерчивания горизонтальной линии над рекой Северный Донец с вычисленной отметкой. В дальнейшем эта отметка может уточняться (рис.2). Эта линия прочерчивается до линии профиля земли.

На следующем этапе к отметке земли в точке ПК0 следует прибавить значение руководящей рабочей отметки:

Н_пк0(пр) = Н_пк0(з) + h_р

В рассматриваемом примере Н_пк0(пр) = 55,62 + 1,50 = 57,12 . Можно проектную отметку установить чуть выше и принять равной 57,50 м.

В точку , соответствующую ПК 0 на вертикальной шкале (см. рис. 2) с отметкой Н_пк0(пр) = 57,50 метра, установить тонко заточенный карандаш и приложить прозрачную линейку. Вращая линейку вокруг этой точки (вокруг острия карандаша), расположить ее край по направлению трассы, так чтобы среднее приблизительное значение рабочей отметки равнялось 1,50 метра. То есть расстояние между начерченным профилем земли по оси трассы и краем установленной таким образом линейки приблизительно равнялось 1,50 метра. По краю линейки прочертить линию и установить точку пересечения этой линии с горизонтальной линией прочерченной через контрольную точку над рекой Северный Донец (см. рис. 2). Для сформированной точки перелома проектного профиля установить пикетажное наименование путем ее переноса по вертикали в графу пикеты и расстояния. В рассматриваемом примере это ПК 3 (см. рис. 2). В графе “уклоны” прочертить вертикальную линию, соответствующую местоположению точки перелома проектного профиля. Вычислить горизонтальное расстояние между точками :

d = ПК 3 – ПК 0 = 300 (м),

и уклон линии, прочерченной от ПК 0 до ПК 3, по формуле:

-0,01666

Вычисленный уклон выразить в промилях и округлить до целых промилле.

i = -0,01666  -0.017 = -17 ‰.

В графе “уклоны” (см. рис. 4) от начальной точки (ПК 0) до точки перелома проектного профиля прочертить наклонную (по направлению уклона) прямую линию, выше которой записать значение уклона без знака, а ниже этой линии записать расстояние, на которое распространяется данный уклон.

В графу “проектные отметки” записывают отметки, вычисленные по формуле:

Н_{посл(пр)} = Н_{пред(пр)} + id,

где Н_{посл(пр)} – проектная отметка последующей точки;

Н_{пред(пр)} - проектная отметка предыдущей точки;

i – уклон принятый в пределах расстояния между точками перелома проектного профиля (знак уклона учитывать);

d – расстояние между последующей и предыдущей точками.

Для дальнейшего проектирования нужно наметить точку перелома второго участка проектной линии (линии над рекой Северный донец) за рекой (см. рис. 2, ПК9). В намеченную точку установить тонко заточенный карандаш, к которому приложить прозрачную линейку. Вращая линейку вокруг точки перелома, край линейки направить вдоль начерченного профиля земли, так чтобы среднее расстояние по вертикали между краем линейки и этим профилем земли примерно равнялось руководящей рабочей отметке. Вдоль края линейки прочертить линию. Точку перелома между второй и третьей линией проектного профиля перенести в графу «расстояния» (пикеты) и установить для нее пикетажное наименование . В графе уклоны прочертить вертикальную прямую, которая соответствует месту перелома проектного профиля между второй и третьей проектными отрезками.

Аналогично выполняются дальнейшие построения и расчеты.

После заполнения граф по проектным отметкам и уклонам завершается проектирование продольной оси автодороги.

Для каждого пикета и плюсовых точек трассы вычислить рабочие отметки по формуле:

h_раб = H_пр - H_з, (33)

где H_пр - проектная отметка пикета или плюсовой точки;

H_з – отметка земли по оси трассы для того же пикета или плюсовой точки.

Вычерчивание линии проектного профиля и заполнение числами графы “проектные данные” выполнить красным цветом. Вычисленные рабочие отметки выписать красным цветом без знака (±) на начерченном профиле над красной линией при положительной рабочей отметке (насыпь) и под ней – при отрицательной (выемка).

Красная линия может проходить выше (насыпь) или ниже (выемка) профиля земли. Поэтому могут иметь место точки пересечения красной линии и линии профиля земли - точки нулевых работ. Положение этих точек должно выть рассчитано. При этом расстояния от точек нулевых работ до ближайших соседних точек вычисляются по формулам:

а = ; b =

Здесь и - рабочие отметки в соседних точках относительно точки нулевых работ; d – расстояние между этими точками. Контролем правильного расчета служит равенство a + b = d.

На профиле точки нулевых работ оформляются путем прочерчивания ординаты до профильной сетки и подписями: вдоль ординаты подписывается отметка и вдоль абсциссы – вычисленные расстояния а и b до ближайших точек. Ординаты и цифры, относящиеся к точкам нулевых работ, вычерчиваются в синем или зеленом цвете.

В окончательном варианте профили вычерчиваются в туши (разрешается применение гелевой ручки).

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Клюшин Е.Б. , Киселев М.И., Михеев Д.Ш. Инженерная геодезия (учебник). М.: «Академия», 2008, 450 с.

2. Федотов Г.А. Инженерная геодезия (учебник). М.: «Высшая школа», 2007, 463 с.

3. Неумывакин Ю.К. Практикум по геодезии (учебное пособие). М.: «КолосС»,2008, 317 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задания и исходные данные

Исходные данные задаются в соответствии с вариантом по таблице 1:

1. Румб начальной линии r_(нт-ву1) =

2. Углы поворота трассы: ₁ = ₂=

3. Радиусы круговых кривых: R₁ = R₂ =

4. Отметки реперов: H_рп10 = H_рп11 =

Пк 6 +10 +20 +30 +40 +45

1,0

2,5

3,1

5,3

Рис. 4. Живое сечение реки Северный Донец

Пикетажная книжка представлена на рис.5

Задание 1

1. Вычислить элементы первой и второй круговых кривых.

Первая кривая: Вторая кривая:

Т₁ = Т2 =

К₁ = К₂ =

Б₁ = Б₂ =

Д₁ = Д₂ =

2. Вычислить пикетажные наименования главных точек круговых кривых.

Первая кривая: Вторая кривая:

ВУ1 = ВУ2 =

НК1 = НК2 =

СК1 = СК2 =

КК1 = КК2 =

3. Определить румбы прямых линий трассы.

r_НТ-ВУ1 = r_{ВУ1- ВУ2} = r_ВУ2-КТ =