Вопросы для самопроверки:
1. Что такое бытовые условия потока и как они определяются (глубина, ширина разлива, средняя скорость)?
2. Как определить глубину воды под мостом при известной скорости воды?
3. Что такое отверстие моста и как оно определяется при свободном и несвободном протекании потока?
4. Как определить высоту, длину и отметку проезжей части моста?
5. Как подобрать размеры безнапорной дорожной трубы (отверстие, высоту насыпи, длину трубы)?
Раздел V
Проектирование дороги в продольном
И поперечном профилях
Содержание задания
1. Запроектировать дорогу в продольном и поперечном профилях.
2. Определить объемы земляных работ и стройматериалов.
3. Вычислить стоимость строительства дороги, сделать анализ вариантов и определить экономическую эффективность строительства дороги.
Методика и пример выполнения задания
1. Проектирование дороги в продольном и поперечном профилях. Исходными данными для проектирования дороги в продольном профиле являются: категория дороги, определяющая ее основные технические нормативы (наибольшие допустимые продольные уклоны, радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых, шаг проектирования и т. д.); отметки контрольных точек, гидрогеологические условия трассы дороги и другие сведения.
Чертеж продольного профиля является основным проектным документом, на котором указаны основные данные, необходимые для строительства дороги. Он составляется в соответствии с установленными правилами на листе миллиметровой бумаги высотой 28 см и длиной до 1 м и состоит из сетки и двух графиков - проектной линии и профиля местности по трассе дороги. В задании продольный профиль дороги может быть вычерчен с сокращенной сеткой, как показано на рис. 8. Горизонтальный масштаб профиля 1:5000, вертикальный 1-500 (для горной местности соответственно 1:2000 и 1:200).
Во всех случаях соотношение вертикального и горизонтального масштабов 1:10 сохраняется. Чертеж продольного профиля составляют в следующем порядке. Вычерчивают сетку продольного профиля с указанием масштаба и вертикальной шкалы отметок. Графу «расстояния» разбивают на отрезки, равные расстояниям между пикетами (при М 1:5000 через 2 см). Снизу этой графы у каждой пикетной линии подписывают порядковые номера пикетов. Через каждые 10
пикетов проставляют километровый знак. При наличии плюсовых точек (понижений или повышений между пикетами) их также показывают вертикальными линиями и выписывают расстояние между ними.
В графе «пикеты, кривые, км» показывают скобками, направленными вверх при повороте трассы на карте вправо и вниз при повороте влево. Скобка начинается и заканчивается в точках, соответствующих пикетному положению НК и КК. Здесь же выписывают округленное до целых метров расстояние НК и КК до ближайшего предыдущего пикета. Над скобкой или под ней обозначают: порядковый номер кривой, величину угла поворота и радиус кривой. При углах поворота менее 5° кривые не разбиваются, и поворот трассы на продольном профиле показывают не скобкой, а углом.
Километровые знаки показывают линией и кружком диаметром 4 мм, наполовину залитым тушью. Справа от кружка пишут номер километра.
Далее заполняют графу «отметки местности по трассе дороги». Отметки проставляют на всех пикетах и плюсовых точках. Их выписывают из предварительно составленной ведомости отметок. Отметки местности по трассе дороги получают для всех пикетов и плюсовых точек интерполяцией между отметками горизонталей по карте (табл. 13).
Таблица 13
Ведомость отметок
Пикеты, плюсовые точки |
Отметки, м |
Пикеты, плюсовые точки |
Отметки, м |
Пример |
|||
+00 т. А |
|
|
|
1+00 |
|
|
|
2+00 |
|
|
|
3+00 |
|
|
|
Отметки местности по трассе дороги в ведомости отметок и в сетке продольного профиля выписываются с точностью до 0,01 м (в данном задании можно до 0,05 м). По отметкам местности по трассе дороги вычерчивают профиль (линию поверхности земли по оси дороги).
Его располагают примерно на 6 - 8 см выше верхней линии сетки. Между профилем и сеткой на всех пикетах и плюсовых точках вычерчивают вертикальные линии (ординаты).
Проектирование проектной (красной) линии, то есть линии бровки земляного полотна дороги, производится слева направо по участкам. Длина каждого участка проектной линии (шаг проектирования) должна быть для сельскохозяйственных дорог не короче 100 м, то есть проектная линия не может менять продольного уклона чаще, чем через 100 м (в горных условиях допускается 50 м). Проектная линия наносится выше черной, на уровне рекомендуемой рабочей отметки, с учетом отметок контрольных точек (рассчитанных отметок мостов и труб, а также отметок проезжей части пересекаемых дорог).
Для местных дорог характерно проектирование по методу обертывающей – проектная линия как бы следует параллельно профилю местности по оси дороги. Такая проектировка диктуется экономическими соображениями, она обеспечивает минимум земляных работ. Отступление от метода обертывающей линии допускается только на подходах к мостам и трубам, где дорога проектируется в насыпи, а также на участках, где уклоны местности по трассе превышают допустимые наибольшие продольные уклоны проектируемой дороги. На этих участках проектная линия может проектироваться по методу секущей с устройством выемок. Мелких выемок глубиной до 1 м следует избегать, потому что они снегозаносимы. Секущая проектировка характерна для автомобильных дорог высокой категории (I, II, III категорий), а также для железных дорог.
Рекомендуемые рабочие отметки (высоты насыпей и глубины выемок) устанавливаются техническими условиями и зависят от дорожно-климатической зоны, качества грунтов, характера и степени увлажнения и других местных условий района строительства дороги. В данной работе рекомендуемые рабочие отметки указаны в задании.
Наметив положение проектной линии на профиле, следует в строке «проектные уклоны» между вертикалями, проведенными в местах излома проектной линии, указать длины участков проектирования в метрах и обозначить уклон проектной линии (положительный, отрицательный или нулевой – отрезок прямой соответственно наклонен влево, вправо или по горизонтали). После этого приступают к вычислению продольных уклонов и проектных (красных) отметок проектной линии.
При назначении длины шага проектирования изломы проектной линии целесообразно приурочить к пикетам.
Пример вычисления проектных отметок. Участок трассы ПК0-ПК1. Шаг проектирования 100 м (рис. 7). Рекомендуемая рабочая отметка 0,80 м. Отметка поверхности земли в начале и конце участка соответственно70,00 и 66,65 м. Проектная отметка на ПК0 будет 70,00 + 0,80 = 70,80 м и на ПК1 (предварительная) – 66,65 + 0,80 = 67,45 м.
Продольный уклон на участке проектирования:
.
Рабочие отметки, то есть разности между проектными (красными) отметками и отметками поверхности земли, выписывают на профиле: над проектной линией – высоты насыпей, ниже ее – глубины выемок в метрах.
Проектную линию вычерчивают красной тушью или чернилами, но в два раза толще профиля местности по оси дороги. На продольном профиле условными обозначениями указывают искусственные сооружения, а также их номера, размеры и пикетажное значение оси.
Например:
ж.-б. м. 5 м или ж.-б. т. d=1,52
ПК4+70 ПК9+20
Означает в первом случае железобетонный мост с отверстием 5 м, на пикете 4+70; во втором – железобетонная труба диаметром 1,5, двухочковая, на пикете 9+20.
Поперечный профиль дороги проектируется с обязательным использованием типовых решений (4). По индивидуальным проектам делают поперечники дорог в выемке или насыпи соответственно глубиной или высотой не более 12 м, в пределах населенных пунктов, при пересечениях автомобильных и железных дорог, а также тракторных путей (рис. 8).
Если дорога в насыпи или выемке, могут использоваться следующие типовые профили земляного полотна (рис. 9, 10).
Поперечный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге в М 1:100 (неискаженном).
Рис. 8. Основные элементы дороги в поперечном профиле: А - проезжая часть; Б - обочина; В - дорожное полотно; Г - земляное полотно; Д - обрез; Е - полосы отвода; а - в невысокой насыпи; б - в высокой насыпи; в - в выемке; 1 - граница полосы отвода; 2 - обрез; 3 - бровка наружного откоса кювета; 4 - наружный откос кювета; 5 - кювет; 6 - внутренний откос земляного полотна; 7 - бровка земляного полотна; 8 - обочина; 9 - кромка проезжей части; 10 - ось дороги; 11 - проезжая часть; 12 - кювет-резерв; 13 - канава; 14 - откос; 15 - берма; 16 - подошва откоса; 17 - откос насыпи; 18 - нижняя бровка выемки; 19 - боковая канава; 20 - откос выемки; 21 - верхняя бровка выемки; 22 - банкет; 23 – забанкетная канава; 24 – кавальер.
Рис. 9. Типовые поперечные профили земляного полотна дороги в насыпи
Рис. 10. Типовые поперечные профили земляного полотна дороги в выемке