5.2 Разбивка строительных поперечников
Для выполнения земляных работ производят детальную разбивку земляного полотна или разбивку строительного поперечника.
Разбивка состоит в обозначении на местности всех характерных точек полотна дороги.
На прямолинейном участке поперечники разбивают через 20-30 м, а также на перегибах местности. Для этого в створе оси трассы разбивают плюсовые точки, осевые точки поперечников (рисунок 5.13). Разбивают поперечники вправо и влево от осевых точек.
Рисунок 5.13 — Разбивка поперечников
На круговых кривых (закруглениях трассы) поперечники разбивают через 10-20 метров в зависимости от радиуса кривой (рисунок 5.14). Поперечники должны располагаться по направлению центральной кривой, т.е. перпендикулярно касательной к кривой в точке поперечника. Направление на центр задается по биссектрисе угла .
Рисунок 5.14 — Определение направления поперечного профиля на кривой
В осевой точке кривой измеряют угол между хордами, соединяющими эту точку с двумя соседними. Делят угол на две части и строят биссектрису. На этой биссектрисе разбивают поперечник.
Разбивка поперечников в насыпи.
При разбивке поперечников в насыпи (рисунок 5.15 - 5.18) на местности закрепляют положение осевой точки О', проекции бровок А', А1' и подошвы насыпи С, C'. Если поперечный уклон местности не больше 3 - 4 градусов, то можно принять:
где В - проектная ширина дорожного полотна;
h - высота насыпи;
1:m - крутизна (уклон) откоса.
а) на равнинной местности:
Рисунок 5.15 — Разбивка насыпи в равнинной местности
На местности от осевой точки О' откладывают величину l и получают точку подошвы насыпи:
б) на наклонной местности:
Рисунок 5.16 — Разбивка поперечника в насыпи на наклонной местности
;
При уклоне 6, l1 и l2 можно вычислить по упрощенным формулам:
а) на равнинной местности:
.
Рисунок 5.17 — Разбивка поперечника в выемке на равнинной местности
На поверхности фиксируют осевую точку О’
Зная величину h, вычисляют величину l:
.
Откладывают вычисленную величину l на поверхности и получают точку Б.
Зная ширину дороги и обочины на местности, можно получить точку A'.
На первом этапе поперечные профили выемки задаются в виде траншеи Б1А1АБ'. В дальнейшем, при отделке земляного полотна, делают отделки под земляное корыто и обочины.
б) на наклонной местности:
Рисунок 5.18 — Разбивка выемки на наклонной местности
Вычисления выполняются по следующим формулам:
5.3 Геодезическое обеспечение при проектировании и строительстве автомобильных и железных дорог
Различают следующую классификацию дорог в зависимости от значения в общей транспортной сети и интенсивности движения: автомобильные дороги и железные дороги.
Автомобильные дороги в свою очередь разделяют на 5 категорий:
1) I - II категории - это автомагистрали общегосударственного и республиканского значения, связывающие важнейшие экономические районы страны и крупные центры. На дорогах I категории суточная интенсивность движения составляет свыше 6 тысяч автомобилей при основной расчетной скорости 150 км/ч, они имеют по четыре и более полос движения с разделительной полосой между разными направлениями движения. На дорогах II категории суточная интенсивность движения принимается от 3 до 6 тысяч автомобилей при расчетной скорости 120 км/ч и двух полосах движения.
2) Дороги III категории - республиканского и областного значения при интенсивности движения 1-3 тыс. автомобилей и основной расчетной скорости 100 км/ч.
3) Дороги IV-V категорий - это автодороги местного значения с небольшой интенсивностью движения и основной расчетной скоростью 80-60 км/ч.
Железные дороги подразделяются на три категории.
1) К дорогам I категории относят железнодорожные магистрали первостепенного значения, обеспечивающие основные общегосударственные транспортные связи внутри страны и с зарубежными странами, наиболее грузонапряженные железные дороги с большими размерами перевозок (более 5 млн.тн*км/(км в год)) и большой интенсивностью пассажирских перевозок (10 и более пар поездов дальнего следования в сутки при высоких скоростях движения 150 км/ч).
2) К дорогам II категории относят железнодорожные линии, обеспечивающие межрайонные грузовые и пассажирские перевозки, дороги со значительной грузонапряженностью и темпами роста перевозок при скоростях движения 120-100 км/ч.
3) Дороги III категории - это железнодорожные линии и ветки местного значения с небольшими размерами перевозок (с грузонапряженностью до 2-3 млн.тн*км/(км в год) и пассажирским движением до 3 пар поездов в сутки).
Основное требование, предъявляемое к дорожным трассам, - это плавность и безопасность движения с заданными скоростями. В связи с этим на автомобильных и железных дорогах строго регламентируются максимальные руководящие уклоны и минимальные радиусы кривых (таблицу 5.2).
На кривых небольших радиусов предельно допустимый уклон смягчают (уменьшают). На железных дорогах это смягчение уклона, выраженное в долях, определяется по формуле:
где
и K - соответственно угол поворота в
градусах и длина кривой в метрах.
Так как
, где R - радиус кривой в метрах,
-
радиан в градусах (
),
то:
Например, при руководящем уклоне iр=20 ‰ максимально допустимый уклон на кривой с радиусом R= 700 м следующий:
.
Таблица 5.2
-
Параметры
Категория дорог
I
II
III
IV
V
Автомобильные дороги
Наибольшие продольные уклоны (основные), ‰
30
40
50
60
70
Наименьшие радиусы кривых в плане (основные), м
1000
600
400
250
125
Наименьшие радиусы вертикальных кривых (основные), м:
- выпуклых
25 000
15 000
10 000
5000
2500
- вогнутых
8000
5000
3000
2000
1500
Железные дороги
Руководящие уклоны, ‰
15
15
20
-
-
Радиусы горизонтальных кривых м:
- наибольшие
4000
4000
4000
-
-
-наименьшие рекомендуемые
1200
800
600
-
-
Радиусы вертикальных кривых, рекомендуемые
10 000
10 000
5000
-
-
Площадки под станции и разъезды, а также крупные парки путей размещают, как правило, на прямых горизонтальных участках и только в трудных условиях допускают размещение разъездов и промежуточных станций на участках с уклонами, не превышающими 20 ‰. В последнем случае кривые должны быть обращены в одну сторону, а радиусы кривизны составлять не менее 1000 м для магистральных дорог и 600 м для линий местного значения.
Очень часто применяется ландшафтное проектирование дорог - плавное сопряжение элементов трассы и ее гармоничное сочетание с окружающей средой с учетом условий по охране природы.
Для ландшафтного проектирования в процессе изысканий производят дополнительную аэрофотосъемку, наземную стереосъемку сложных участков и другие работы, связанные с построением перспективы местности и ландшафтно-архитектурного плана.
При проектировании дорог обязательно нужно предусмотреть создание вдоль дорог постоянного геодезического обоснования надлежащей точности и плотности. Такое обоснование следует развивать в период изысканий в виде теодолитно-нивелирных ходов повышенной точности. В плане предельные ошибки ходов не должны превышать 1: 5000; по высоте невязки должны лежать в пределах:
,
где L - длина хода в км.
Технологическая схема дорожных изысканий:
1. Рекогносцировочные допроектные изыскания для технико-экономического обоснования проекта.
а) Дорожно-экономические изыскания:
- изучение производительных сил района изысканий; выявление районов тяготения дороги, которые будут реализовать свои транспортные связи через проектируемую трассу;
- определение на мелкомасштабных картах наиболее экономичного варианта трассы; примерные подсчеты интенсивности движения на ней;
- расчет примерных технических характеристик дороги (категория, число полос движения для автодороги и путей для железной дороги, расчетная скорость движения и т.д.);
- изучение условий по охране окружающей среды.
б) Выбор основного направления дороги:
- камеральное трассирование вариантов по топографическим картам (М 1:50 000,1:25 000);
- составление на сложные участки фотосхем и фотопланов по имеющимся фотоматериалам;
- изучение материалов геологической съемки и разведки прежних лет;
- обзорная аэрофотосъемка в масштабе 1:30 000-1:40 000 больших переходов и сложных участков;
- сравнение вариантов;
- составление технического задания на проектирование дороги.
2. Детальные проектные изыскания для разработки технического проекта дороги и всех сооружений на ней.
а) Выбор оптимального варианта дороги:
- аэрофотосъемка полосы вариантов в масштабе 1:10 000-1:15 000. Перспективная и панорамная аэрофотосъемка для ландшафтного проектирования;
- построение на полосе трассирования плановой и высотной геодезической основы. Привязка аэрофотоснимков. Топографическое дешифрирование;
- инженерно-геологическая съемка и дешифрирование;
- развитие аналитической фототриангуляции;
- составление инженерно-геологических фотокарт и ландшафтно-архитектурных карт в масштабе аэрофотосъемки;
- камеральное трассирование и проектирование вариантов. Выбор оптимальной трассы.
б) Полевое обследование трассы и согласование:
- вынесение по контурам оптимальной трассы в натуру;
- крупномасштабные стереотопографическая и топографическая съемки площадок, переходов, станций, пересечений, сложных участков;
- крупномасштабная инженерно-геологическая съемка трассы. Гидрометрические работы на мостовых переходах, сбор сведений для расчета искусственных сооружений;
- согласование трассы с землепользователями и заинтересованными организациями.
3. Начальные изыскания для составления рабочих чертежей.
а) Детальная разбивка трассы на местности:
- полевое трассирование с разбивкой пикетажа и нивелированием;
- дополнительная съемка в масштабе 1:500 - 1:1000 с высотой сечения рельефа 0.5 м мостовых переходов и сложных мест;
- закрепление главных точек трассы.
б) Построение постоянного геодезического обоснования вдоль трассы:
- рекогносцировка хода на расстоянии 30-50 м от трассы и закрепление пунктов совмещенными железобетонными знаками через 400-500 м;
- проложение теодолитно-нивелирной магистрали повышенной точности.
в) Разведочные работы:
- инженерно-геологическая разведка трассы;
- геодезическая привязка геологоразведочных выработок;
- детальная разведка карьеров строительных материалов, съемка карьеров.
г) Камеральная обработка материалов. Составление плана и профилей.
Перед началом строительных работ выполняют восстановление трассы:
- инструментальное восстановление пикетажа с контрольным промером линий и углов и с детальной разбивкой кривых;
- контрольное нивелирование по пикетажу с дополнительным сгущением сети рабочих реперов;
- проверка осей искусственных сооружений;
- закрепление трассы и осей искусственных сооружений с выносом знаков крепления за пределы зоны земляных работ.
При восстановлении трассы может быть проведено некоторое ее корректирование и улучшение расположения на местности для уменьшения объема земляных работ и улучшения устойчивости отдельных сооружений.
Все изменения, внесенные при восстановлении трассы, передаются в проектную организацию.
Точность геодезических работ при восстановлении трассы должна быть не ниже точности этих работ на стадии детальных изысканий.
При восстановлении трассы производится отвод и закрепление на местности полосы отчуждения.