2.1 Проложение трассы дороги на местности

Казалось бы наилучший способ проложить трассу между пунктами А и Б это соединить эти пункты прямым отрезком, т.к. таким образом мы получаем самую короткую трассу без углов поворота, но зачастую рельеф местности, гидрологические условия (наличие водоемов или водотоков на пути трассы) и лесные массивы не позволяют этого сделать, потому как это будет совсем нерентабельно. В данном случае прямое проложение трассы встречает на своем пути пересечение реки и лесного массива, а следовательно ведет к большим работам по подготовке местности к строительству. Поэтому разрабатываем наиболее оптимальный вариант.

2.2 Выбор оптимального варианта трассы

Для определения наиболее оптимального варианта проектируем два варианта трассы, которые не совпадают друг с другом и имеют 2 угла поворота (по заданию). Первый вариант трассы начинается в селе Корчино и тянется на северо-восток, затем поворачивает севернее до следующего угла поворота и вновь поворачивает на восток до поселка Кордон. По пути встречается лесной массив (необходима вырубка леса вдоль трассы) и река, т.е. необходимо устройство моста. Второй вариант трассы также начинается в селе Корчино и тянется в сторону северо-востока, затем поворачивает на юго-восток и вновь поворот на северо-восток до поселка Кордон. По всей длине трассы в этом варианте не встречается ни лесного массива, ни реки, кроме того значительная часть трассы проходит на относительно ровной местности.

Сравнив два варианта трасс, находим, что второй вариант является самым оптимальным, т.к. не требует устройства моста и вырубку леса как первый вариант. Различие между протяженностями обоих вариантов трасс незначительно.

2.3 Расчет основных элементов закруглений, прямых и кривых

Чтобы не потерять характерные точки трассы с течением времени, их привязывают к местности. Делают это путем замера расстояний до ближайших статических объектов (дерево, большой камень, пень и т.д.). Если таковых объектов поблизости нет, то используют металлические штыри или уголки, которые забивают в грунт.

Проектирование плана трассы выполняется в следующей последовательности:

1. По ходу трассы последовательно нумеруются углы поворота – угол между продолжением направления трассы и новым ее направлением (ВУП-1, ВУП-2 и т. д.).

2. Ориентируют трассу относительно сторон света.

3. Далее по углу поворота и расчетному значению радиуса определяют основные элементы кривой и в точки перелома магистрального хода вписываются кривые. Различают следующие геометрические элементы закруглений : угол α, радиус R, кривая К, тангенс Т, биссектриса Б, а также домер Д – разность между тангенсами кривой и длиной кривой.

Данные параметры рассчитывают по формулам:

Тангенс Т – расстояние от вершины угла до начала кривой:

2.3.1

Кривая К – расстояние от начала до конца кривой:

2.3.2

Биссектриса Б – расстояние от вершины угла поворота до середины кривой:

, 2.3.3

Домер Д – увеличение длины трассы по прямым по сравнению с длиной по кривой:

, 2.3.4

4. Разбивку пикетажа ведут от начала трассы до вершины первого угла поворота, и устанавливают его пикетажное значение. Для того чтобы продолжить разбивку пикетажа, необходимо определить значения начала (НК) и конца (КК) закругления, вынести пикеты на кривую и продолжить разбивку пикетажа до вершины следующего угла поворота.

Пикетажное значение начала закругления (НК) и конца закругления (КК) определяются по формулам:

ПК НК = ПК ВУ – Т; 2.3.5

ПК КК = ПК ВУ + Т – Д = ПК НК + К; 2.3.6

Геометрическое положение точки начала кривой (НК) на трассе легко определить, если отложить от вершины угла поворота величину тангенса назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой (КК) – вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.

5. При заполнении ведомости углов поворота, прямых и кривых величины Р – длина прямой вставки и S – расстояние между вершинами углов определяют по формулам:

Р₁ = ПК НК – ПК НТ, 2.3.7

Р₂ = ПК НК2 – ПК КК1, 2.3.8

Р₃ = ПК КТ – ПК КК2, 2.3.9

где ПК НТ, ПК КТ – пикетажные положения начала и конца трассы;

ПК НК, ПК КК, ПК НК1, ПК КК1 – пикетажные положения начала и конца закруглений.

S₁ =ПК ВУП 1 – ПК НТ, 2.3.10

S₂ = (ПК ВУП2 – ПК ВУП 1) + Д1, 2.3.11

S₃ = (ПК КТ – ПК ВУП 1) + Д1. 2.3.12

где ПК ВУ1, ПК ВУ2 – пикетажные положения вершин углов, полученные при разбивке пикетажа по трассе;

Д1 – величина домера для соответствующего угла поворота, м.

Проводим расчет основных элементов автомобильной дороги.

ВУП №1

Радиус угла поворота берем рекомендуемый по СНиП, т.е.R=800м.

Угол поворота α составляет 22°. Для вычисления тангенса кривой используем формулу 2.3.1 и получаем:

T=156м

Длину кривой вычисляем согласно формуле 2.3.2, которая приведена выше. Подставив значения радиуса и угла поворота трассы в формулу, получаем:

К=307м

Биссектрису вычисляем с помощью формулы 2.3.3. Получаем:

Б=14,97м

Использую формулу 2.3.4 вычисляем домер:

Д=4м

Измерив на плане в масштабе расстояние между началом трассы и вершиной угла №1 получаем значение расстояния до вершины угла.

ВУП1=ПК 10+30м

На основании этого вычисляем характерные точки кривой,т.е. начало кривой, конец кривой. Для вычисления начала кривой используем формулу 2.3.5, а для конца кривой используем формулу 2.3.6.

ПК НК=ПК 8+74,5м

ПК КК=ПК 11+81,5м

При вычислении длин прямых вставок P пользуемся, соответсвенно, формулами 2.3.7, 2.3.8, 2.3.9:

P1=874,5м

P2=91,6м

P3=484,55м

Расстояния между вершинами углов определяем использую формулы 2.3.10, 2.3.11, 2.3.12:

S1=1030м

S2=708,98м

S3=946,43м

После выполнения расчетов можно далее разбивать трассу по пикетам, для этого откладываем значение домера от вершины первого угла по ходу трассы и вновь продолжаем разбивку до следующего угла поворота. Дойдя до второго угла поворота выполняем те же манипуляции.

ВУП№2 ПК 17+35м

R=800м

T=461,88м

K=837,33м

Б=123,76м

Д=86,427м

ПК НК=ПК 12+73,12м

ПК КК=ПК 21+10,45м

Производим расчет основных элементов автомобильной дороги для второго варианта.

ВУП № 3 ПК8+00м

R=800м

T=177,36м

K=348,89м

Б=19,42м

Д=5,823м

ПК НК=ПК 6+22,64м

ПК КК=ПК 9+71,53м

P1=622,64м

P2=487,02м

P3=338,89м

S1=800м

S2=1080,83м

S3=755,34м

ВУП № 4 ПК 18+75м

R=800м

Т=416,45м

К=767,56м

Б=101,9м

Д=65,35м

ПК НК=ПК 14+58,55м

ПК КК=ПК 22+26,10м

По завершении всех расчетов элементов кривых необходимо отметить все характерные точки на плане трассы и провести кривые, а также занести все результаты расчетов в ведомость углов поворота.

Таблица 2.3.1 – Ведомость углов поворота

Длина прямой вставки		м	874,50	91,60		484,55	622,64		487,02		338,89
Расстояние между ВУ		м	1030,00	708,98		946,43	800,00		1080,83		755,34
Кривые	КК	ПК +	11+81,5		21+10,45			9+71,53		22+26,10
	НК	ПК +	8+74,5		12+73,12			6+22,64		14+58,55
Элементы	Домер	м	4		86,427			5,823		65,35
	Бис-са	м	14,97		123,76			19,42		101,90
	Кривая	м	307		837,33			348,89		767,56
	Тангенс	м	156		461,88			177,36		416,45
	Радису	м	800		800			800		800
Углы	Величина угла	“	00		00			00		00
		°	22		60			25		55
	ПК ВУ	+	30		35			00		75
		ПК	10		17			8		18
№ угла поворота			1		2			3		4
№ варианта			Вариант 1				Вариант 2