2. Содержание работы

Целью работы является закрепление теоретических знаний сту­дентов по геодезическим работам, выполняемым при трассировании линейных сооружений, и выработка практических навыков камеральной обработки результатов инженерно-геодезических изысканий, получен­ных на местности.

Исходными данными для выполнения расчетно-графической ра­бот является результаты полевых изысканий и требования норма­тивных документов по проектировании автомобильных дорог. Резуль­таты полевых изысканий, а такие в ряд нормативных данных входят в состав индивидуального задания, которое каждый студент получает в кабинете инженерной геодезии. Задание содержит:

1. Журнал нивелирования трассы по пикетам и промежуточным точкам.

2. Абсолютные отметки репера №1 и 2, рабочую отметку на ПКО, румб первого направления, значение углов поворота трассы и их пикетажное положение, предельный продольный уклон профиля в тысячных расчетную скорость дороги.

3. Пикетажный журнал с изображением ситуация на местности слева и справа от оси проектируемой дороги ( приведен в прил.1). Ситуация, изображенная в образце пикетажного журнала, является общей для всех студентов.

Последовательность выполнения расчетно-графической работы следующая:

• расчет элементов трассы в плане;

• оформление пикетажного журнала;

• составление ведомости прямых и кривых; - построение плана трассы;

• обработка журнала геометрического нивелирования;

• построение продольного профиля трассы;

• построение поперечного профиля трассы на ПК 3+48;

• оформление работы.

Выполнение работы рекомендуется начинать с изучения §102, учебника [ 1 ] , конспекта лекций по разделу "Трассирование линей­ных сооружений" и ознакомления с данными методическими указания­ми.

3. Указания по выполнению работы

3.1. Оформление пикетажного журнала

Из миллиметровой бумаги вырезают листки журнала размером 100x140 ми. Посредине листов утолщенной линией проводят трассу. В масштабе 1:2000 проставляют на трассе пикеты и плюсовые точ­ки. По обе стороны от трассы вычерчивают ситуацию в соответствии с изображенной в при л. I. Показывают расположение реперов №1 и 2 и привязку ним трассы. По данным индивидуального задания в пикетажном журнале показывают утлы поворота трассы, обозначая их стрелками в зависимости от направления поворота трассы. Первый угол поворота - левый, а второй и третий - правые. У каждой точки по­ворота - ВУ, параметры кривой: угол поворота – θ , радиус - R, и элементы кривой: тангенс -Т, длина кривой - К, биссектриса. - Б, домер - Д. Здесь же приводят расчет пикетажного значения начала (НR) и конца (RR) кривой с обязательным контролем вычислений.

На первой странице пикетажного журнала вдоль трассы подписыва­ют румб начального направления ПКО - ВУ №1 в соответствии с инди­видуальным заданием каждого студента. По румбу начального направ­ления и последующим углам поворота вычисляет румбы остальных пря­мых отрезков трассы. Вычисленные значения последующих румбов запи­сывают в пикетажном журнале вдоль стрелок, указывающих поворот трассы.

2. Расчет элементов трассы в плане

При расчете элементов и пикетажных Значений главных точек гори­зонтальных кривых следует иметь в виду, что нормативные документы предусматривают возможность сопряжения двух соседних направлений трассы при помощи кривых постоянного ж переменного радиуса. В дан­ной работе проектирование горизонтальных кривых производится кру­говыми кривыми. Проектирование кривых переменного радиуса выходит за рамки настоящей работы, поскольку изучается в курсах последую­щих учебных дисциплин.

При проектировании трассы учитывают следующие условия, опреде­ляемые учебным характером настоящей работы и техническими условия­ми проектирования автомобильных дорог:

1. Длины прямых и кривых участков дороги в плане, как правило, не должны различаться между собой более чем в 2-3 раза. Не рекомен­дуется применять короткие кривые в плане, расположенные между длин­ными прямыми, и короткие прямые вставки между кривыми больших радиу­сов.

2. Минимальные радиусы кривых и прямые вставки между кривыми, включая вставки от начальной точки трассы ПКО до начала кривой №1 и от конца кривой *3 до конца трассы ПК10,должны приниматься по таблице в зависимости от расчетной скорости движения транспорта.

Расчетная скорость движения транспорта, Vр, км/ч	Минимальные значения прямых вставок, П, м	Наименьше радиусы кри­вых в плане, м
70	80	300
60	70	150
50	60	100
40	50	60
30	40	30

3. Для углов поворота трассы менее 5° радиус кривой в учеб­ных целях допускается не рассчитывать.

Методика расчета элементов и пикетажных значений главных точек кривых показана далее на конкретном примере.

Из образца пикетажного журнала следует, что первый угол по­ворота находится на ПК 2+18, является левым углом поворота и имеет численное значение 21°56 . Расчет элементов кривой на этом угле производится в следующем порядке:

1. Устанавливают величину первой прямой вставки (П₁) от на­чала трассы (ПКО). Эта величина принимается равной минимальному значению прямой вставки ( П ), взятой по таблице в зависимости от расчетной скорости движения транспорта, например, для

V_p=40 км/ч П₁ =50 м.

2. Вычисляют величину возможного тангенса первой кривой как разность между пикетным значением положения вершины первого уг­ла поворота ( BУ BI ) и минимальным значением первой примой вставки

2. рассчитывает значения тангенса кривой при значении угла поворота θ₁= 21^° 56' и радиуса R₁₀₀=100 и по формуле

4. С учетом требований нормативных документов о проектирова­нии плавной линии трассы вычисляют во сколько раз можно увели­чить тангенс кривой на первом угле поворота путем деления величины возможного тангенса T₁^возм на T₁₀₀ с округлением результата деления в сторону его уменьшения до целого числа (n):

2. Возможность увеличения тангенса в n раз позволяет увеличить и проектный радиус (R₁) в то же число paз:

6. Рассчитывают значения элементов первой кривой по формулам

7. Вычисляют пикетажные значения начала НК и конца КК первой кривой по основному и контрольному способам расчета:

Основной расчет ВУ №1 ПК 2+18,00 -Т1 1+55,02		Контрольный расчет ВУ №1 ПК 2+18,00 +Т 1+55,02
НК1 ПК 0+62,98 +К1 3+06,25		ПК 3+73,02 -Д 0+03,79
КК1 ПК 3+69,23		КК1 ПК 3+69,23

Расчет первой кривой считается предварительно завершенным, если результаты основного и контрольного расчета конца кривой (КК₁) совпали и прямая вставка перед кривой №1 (П₁), численно равная пикетажному значению HK₁ (ПК 0+62,96), оказалась не мень­ше минимальной, указанной в таблице.

В дальнейшем переходят к расчету кривой №2 на угле поворота №2, равном 6°15́, располагающемся на ПК 5+55.

8. Вычисляют длину возможного тангенса для второй кривой. Для этого находят начало положения второй кривой, прибавляя к концу первой кривой минимальное значение прямой вставки. Далее путем вычитания из ВУ №2 возможного положения начала второй кривой получают длину возможного тангенса.

9. Рассчитывают значения тангенса кривой при значении угла поворота

10. Определяют возможную ветчину увеличения тангенса

Дальнейшие расчеты, соответствующие пунктам 5-7, показали, что при радиусе второй кривой, равном 2400 м, не удается разбить третью кривую, т.к. конец второй кривой заходит за третий угол поворота. В этом случае необходимо уменьшить радиус второй кри­вой. В нашем случае путем нескольких пересчетов принят радиус R₂ равный 1000 м ( т.е. n = 1С).

Рассчитывают элементы второй кривой;

II. Вычисляют пикетажные значения начала и конца второй кривой :

Основной расчет ВУ №2 ПК 5+55,00 -Т2 0+54,02		Контрольный расчет ВУ №2 ПК 2+18,00 +Т2 0+54,60
НК2 ПК 5+00,40 +К2 1+09,08		ПК 6+09,60 -Д2 0+03,79
КК2 ПК 6+09,48		КК2 ПК 6+09,48

12. Проверяют приближенно соответствие рассчитанной прямой вставки между кривыми ее минимально допустимой величине

П₂ = НК₂ - КК₁ = 500,40 - 369,23 = 131,17 > 50 м.

Расчет точного значения прямой вставки П₂ производится пос­ле расчета всей трассы в ведомости прямых и кривых.

Расчет элементов второй кривой считается предварительно за­конченным. Далее рассчитывают кривую №3 на угле поворота, равном

на ПК 7+18.

13. Вычисляют длину возможного тангенса для третьей кривой

14. Рассчитывают значение тангенса кривой при значении угла поворота

15. Определяют возможную величину увеличения тангенса

16. Рассчитывают радиус и элементы третьей кривой

17. Вычисляют пикетажные значения начала и конца третьей кривой:

Основной расчет ВУ №2 ПК 7+18,00 -Т3 0+49,77		Контрольный расчет ВУ №3 ПК 7+18,00 +Т3 0+49,77
НК3 ПК 6+68,23 +К3 0+97,56		ПК 7+67,77 -Д3 0+01,98
КК3 ПК 7+65,79		КК3 ПК 7+65,79

18. Проверяют приблизительно соответствие прямых вставок после второй и после третьей кривых их минимально допустимой величине;

П₃ = НК₃ – КК₂ = 58,57 > 50 ;

П₄ = ПК 10 – КК₃ = 234,21 > 50.

Расчет точных значений прямых вставок П₃ и П₄ производится в ведомости прямых и кривых.

Поскольку все технические условия по трассе оказались соблю­денными, расчетные элементы кривых принимаются за проектные и оформляются в пикетажном журнале так, как это описано в п. 3.1.

3.3. Составление ведомости прямых и кривых

В расчетно-графической работе ведомость составляется по дан­ным пикетажного журнала и индивидуального задания. Пример оформ­ления ведомости приведен в прил. 2.

Графы ведомости заполняют в следующем порядке:

графа I - записывают номер угла поворота по индивидуальному заданию;

графа 2 - заполняют графу нулями, т.к. все углы поворота трассы находятся на ее первом километре;

графа 3 - записывают пикетажное положение вершин углов пово­рота по индивидуальному заданию;

графы 4 и 5 - записывают градусную величину углов поворота в зависимости от его направления по индивидуальному заданию;

графы 6,7,8,9,10,11,12 - заполняют значениями радиусов я эле­ментов, кривых, взятых из пикетажного журнала ;

графа 13 - заполняют по результатам точного расчета прямых вставок между кривыми по формуле

где Hi - величина прямой вставки;

HK_i+1- пикетажное значение начала кривой, расположенного пос­ле прямой вставки;

КKi - пикетажное значение конца кривой, расположенного перед прямой вставкой;

Н- нестандартность пикетов трассы, если она есть.

В нашем случае один из пикетов трассы (ПК 4) имеет длину не 100м, а 125 м. В этом случая нестандартность Н=25м. Учет ее про­изводится на участке трассы между вершинами первого и второго угла поворота.

П₂ = НК₂ – КК₁ + Н = 500,40 – 369,23 + 25 = 156,17 м.

Остальные прямые вставки подсчитаны нами ранее в п. 7 и п. 20 раздела 3.2.

Графа 14 -рассчитывают по формуле

где S - расстояние между вершинами;

ВУ_i+1 - пикетажное значение последует ей вершины угла пово­рота;

ВУi - пикетажное значение предыдущей вершины угла пово­рота;

Д₄ - домер предыдущей кривой;

Н - нестандартность пикетов трассы между вершинами уг­лов поворота, если она есть.

Например: S _2/1 =555 - 218 + 3,79 + 25 = 365, 79 м.

Графа 15 -рассчитывают дирекционные углы прямых вставок трассы по формуле

α_j = α_j-1 ± θ,

где α_j - значение дирекционного угла после угла поворота трассы;

α_{j-1 -} значение дирекционного угла перед углом поворота трассы;

θ - угол поворота трассы с учетом его направления; направо (+) или налево (-).

Графа 16 - вычисляют румбы направлений, используя взаимо­связь румбов я дирекционных углов.

После заполнения граф ведомости прямых и кривых производят её контроль так, как его указано в прил. 2.