Методическая разработка

Проведения лекции по дисциплине «Вертикальная планировка аэродромов»

Тема№2 Методы вертикального проектирования аэродромов.

Охрана окружающей среды.

Учебная группа: ________

Время: 90 минут

Учебная цель: Изучить способы изображения рельефа, исходные данные, задачи и методы его проектирования. Объяснить, как правильное решение вопросов проектирования рельефа влияет на охрану окружающей среды.

Харьков – 2013 г.

Учебные вопросы и распределение учебного времени.

№ з/п	Учебные вопросы	Время (мин)
І	Вступление.	10
ІІ	Учебные вопросы: Способы изображения рельефа. Существующие и проектные поверхности. Методы проектирования рельефа. Задачи и последовательность проектирования вертикальной планировки. Исходные данные для проектирования вертикальной планировки аэродромов. Топографо-геодезические данные. Инженерно-геологические, гидрогеологические и климатические данные. Охрана окружающей среды.	10 10 15 10 10 10 10
ІІІ	Подведение итогов лекции	5

Используемая литература:

1. Наставление по аэродромной службе в Гражданской авиации СССР (НАС ГА – 86).

2. СНиП 2.05.08-85 Аэродромы.

3. ICАО Приложение 14 Том 1 «Проектирование и эксплуатация аэродромов»

4. ICАО DOC 9157 AN/901 «Руководство по проектированию аэродромов» - часть 1 «ВПП».

5. ICАО DOC 9157 AN/901 «Руководство по проектированию аэродромов» - часть 2 «РД, перроны и площадки ожидания».

6. Блохин В.И. Вертикальная планировка аэродромов. Издательство «Транспорт» 1978 г.

Содержание занятия и порядок проведения

Вступление:

Объяснить:

• Задачи изучения данной темы и её роль в изучении дисциплины;

• Лимит времени;

• Порядок изучения темы, рекомендованную литературу и нормативные документы.

Изучение учебных вопросов:

Изучение будет осуществлено на 1 лекции, состоящей из 7 вопросов. При изучении материала – акцентировать внимание на том, что порядок и последовательность проектирования – личное дело института или проектанта. Но результатом работы должен быть проект понятный исполнителю и соответствующий всем требованиям нормативных документов, в том числе по охране окружающей среды. После освещения каждого учебного вопроса – ответить на вопросы слушателей.

Учебный материал.

1. Способы изображения рельефа. Существующие и проектные поверхности.

Для проектирования вертикальной планировки аэродрома необходимо иметь исходный материал, который однозначно отображает существующий рельеф; инженерно-геологические, гидрогеологические и климатические условия строительства. Результатом проектирования должен быть проект, который позволит строителям выполнить работы и внести именно те корректировки, которые были запроектированы.

Проект может выполняться в одну стадию (одностадийный проект) и две стадии (двух стадийный проект). Во втором случае делают технический проект и рабочие чертежи. При одностадийном проектировании отрабатывается техно-рабочий проект.

При разработке проекта в две стадии технический проект включает в себя (в разделе вертикальной планировки) инженерное и экономическое обоснование высотного положения и очертания проектируемой поверхности, данные об объёмах земляных работ и схему перемещения грунта. При разработке рабочих чертежей уточняются и детализируют технические решения в такой степени, чтобы их было возможно вынести в натуру и организовать выполнение работ.

Таким образом, материалы вертикальной планировки должны наглядно отображать поверхность, но с разной степенью точности, в зависимости от стадии проектирования.

Рассмотрим сначала вторую часть вопроса – так что такое существующая и проектная поверхность.

Существует три способа изображения поверхности:

1. Способ горизонталей.

2. Способ числовых отметок (метод отметок).

3. С помощью вертикального профиля.

Каждый из методов имеет свои плюсы и минусы.

При способе горизонталей поверхность изображается с помощью системы горизонталей. Горизонтали бывают «красные» и «чёрные». Их чаще рисуют коричневыми. Направления уклонов указывают стрелками на изгибах плоскостей. Отметки горизонталей указываются в разрывах линий, в характерных местах рельефа проставляют фактические отметки (например, вершина холма или дно впадины). Этот способ, обычно, используют на топографических картах и схемах, иногда даже на географических картах. Шаг горизонталей зависит от характера рельефа и горизонтального масштаба плана участка. При проектировании аэродрома чаще всего принимают шаг горизонталей 0,25 – 0,5 м.

При способе числовых отметок рельеф изображается системой отметок в вершинах квадратов нивелирной сетки (шаг проектирования). Одна из осей сетки совпадает с осью ВПП. При реконструкции элементов аэродрома, в которую ВПП не попадает, ось сетки может совпадать с осью проектируемого элемента (например перрона) и не совпадать с осью ВПП.

Для того, чтобы нанести горизонтали первоначально необходимо сделать нивелирную съёмку, т.е. способ числовых отметок предшествует способу горизонталей.

Числовые отметки проставляют в вершинах квадратов. Различают «черные», «красные» и рабочие отметки. Рабочие обязательно записывают с указанием знака «+» - насыпь, «-» - выемка.

Иногда используют не абсолютные, а условные отметки. В этом случае все отметки уменьшают на одну и ту же величину. Например, отметку репера принимают за «0».

Способ вертикальных профилей заключается в изображении поверхности рельефа с помощью системы вертикальных профилей. Вертикальные профиля, как правило, вычерчивают во взаимно-перпендикулярных направлениях. Одно направление совпадает с осью ВПП или другого элемента (продольный профиль), второе перпендикулярно (поперечный профиль). Масштаб горизонтальный и вертикальный обычно разные, как правило соотношение 10:1.

2. Методы проектирования рельефа.

В соответствии со способом изображения рельефа разработаны методы вертикальной планировки аэродрома: метод отметок, метод горизонталей и метод вертикальных профилей.

Рассмотрим преимущества и недостатки каждого метода.

Метод отметок – достаточно точный, позволяет отобразить (увидеть) даже небольшое изменение рельефа. Этот метод позволяет непосредственно получит проектные и рабочие отметки и достаточно точно рассчитать объёмы земляных работ. Все программы проектирования «работают» именно с числовыми отметками. Недостаток – нет наглядности. Чтобы представить себе реальный рельеф необходимо обработать и проанализировать большой количество чисел. Это усложняет процесс проектирования, особенно больших площадей. Чаще всего используют метод отметок в рабочих и техно-рабочих чертежах.

Метод горизонталей – самый наглядный метод. Имея даже небольшие навыки можно «увидеть» реальный рельеф очень наглядно и быстро. Является основным методом при техническом проектировании. Недостаток – невозможно вынести проект в натуру и точно рассчитать объёмы земляных работ.

Метод вертикальных профилей – очень удобен для проектирования протяжённых объектов, например дорог. Очень нагляден и очень точен. При проектировании аэродромов используют для анализа и проектирования оси ВПП. Недостаток – наглядно показана только одна ось. Для того чтобы «увидеть» рельеф всего участка необходимо нарисовать и сопоставить огромное количество взаимно-перпендикулярных вертикальных профилей. Задача ещё более сложная, чем представить рельеф по способу отметок.

Недостатки, указанные выше, не позволяют использовать в проектировании вертикальной планировки только один метод. Обычно поверхность аэродрома изображают в отметках и горизонталях. А наиболее ответственные участки (например ось ВПП), изображают в виде вертикального профиля.

3. Задачи и последовательность проектирования

вертикальной планировки поверхности аэродрома.

Учитывая всё изложенное в предыдущем вопросе, можно выделить два вида участков рельефа местности, требующих исправления:

1. исправление участков с недопустимыми уклонами, т.е. i_чер > i_max или i_чер < i_min.

2. исправление участков с недопустимыми изломами, т.е. ∆i > i_max или R < R_min.Эти участки называются участками недопустимой кривизны.

Такие участки называются дефектными. Процесс исправления участков с недопустимыми уклонами – называют дефектовкой по уклонам, а участков с недопустимой кривизной (изломами) – дефектовкой по кривизне.

Рельеф можно исправить тремя способами:

• только насыпью,

• только выемкой,

• выемкой и насыпью.

При первом способе грунт надо подвезти со стороны (карьер или другой дефектный участок). При втором способе – грунт надо вывезти за пределы дефектного участка (кавальер или другой дефектный участок). При третьем способе перемещение грунта частично или полностью производится внутри дефектного участка.

Если грунт перемещается только в пределах одного дефектного участка, то есть V_выем = V_нас , то способ исправления называют частным балансом.

Переход от одного способа исправления рельефа к другому может быть осуществлён перемещением проектной поверхности в вертикальной плоскости, т. е. изменением её высотного положения (красных отметок).

Проектирование рельефа сводится к решению двух основных задач:

1. Определение очертаний проектной поверхности всех элементов лётного поля и всего лётного поля в комплексе, удовлетворяющей всем требованиям нормативных документов. При этом стремятся, чтобы проектная поверхность максимально приближалась к существующему рельефу местности. Соблюдение этого требования приводит к уменьшению общего объёма земляных работ.

2. Определение высотного положения проектной поверхности. Это положение определяется видом залегающих грунтов, уровнем грунтовых вод и другими факторами, которые необходимо учитывать. Например, при проектировании реконструкции аэродрома Харьков торец ВПП 25 подняли на 3,5 м от первоначального проекта (который был выполнен с 0 балансом земляных работ) для того, чтобы дома в посёлке Павленки и Федорцы не являлись препятствиями для взлетающих ВС. При проектировании аэродрома Львов, объём земляных работ оказался в 2 раза больше чем в Харькове. Это связано с тем, что в районе аэродрома был очень высокий уровень грунтовых вод.

Мы не рассматриваем вопрос изыскания и проектирования аэродрома в целом, но если решён вопрос о размещении ЛП и других элементов аэродрома на местности, а их контуры нанесены на топографическую съемку, то проект вертикальной планировки аэродрома разрабатывается в такой последовательности:

1. По материалам топогеодезической съёмки изучают естественный рельеф участка. Одновременно изучают другие исходные данные, которые могут повлиять на вертикальную планировку. Выявляют участки с неблагоприятными грунтовыми и гидрогеологическими условиями. Результат первого этапа – ясное представление об общем характере естественного рельефа.

2. Выявляют участки, рельеф которых не удовлетворяет нормативным требованиям и нуждается в исправлении.

3. Формируют общий замысел создания проектной поверхности. На этом этапе принимают принципиальное решение не только по всем дефектным участкам, но и на всём аэродроме в целом. Одновременно намечают принципиальную схему водоотвода и дренажа.

4. Производят построение проектной поверхности. Наиболее сложный этап. При построении проектной поверхности должны быть учтены не только нормативные требования эксплуатационного характера, но и требования экономики строительства. Проектирование целесообразно начинать с искусственных покрытий, в первую очередь – ВПП. Результат этого этапа – запроектированы все поверхности, вычислены проектные и рабочие отметки.

5. Определяют объёмы земляных работ, разрабатывают картограмму земляных работ и схему перемещения грунта.