Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Gosy / ГЭК3 / Комплекс задач по дисциплине.doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
16.05.2015
Размер:
7.55 Mб
Скачать

Комплекс задач по дисциплине «Изыскания и проектирование транспортных сооружений» для подготовки к Государственному междисциплинарному экзамену для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы»

Задание № 1

Проектирование плана трассы методом клотоидного трассирования с детальным расчетом одного закругления

1. Определить техническую категорию дороги и при необходимости привести интенсивность движения к расчетному автомобилю.

2. Назначить минимальный радиус закругления в плане в соответствии с технической категорией дороги

3. Наметить клотоидную трассу между пунктами А-Б на топографической карте масштаба 1 : 10 000

4. Рассчитать элементы кривой и привести основные формулы расчета

5. Рассчитать местоположения начала и конца кривых, расстояния между вершинами углов поворота и длины прямых вставок.

6. Определить длину трассы, коэффициент развития трассы

7. Выполнить расчет значений азимутов, румбов и поверочные расчеты

8. Оформить запроектированный план трассы на карте

Исходные данные:

Таблица 1.1 - Состав и интенсивность движения

Наименование автотранспортных средств и их

грузоподъемность

Интенсивность движения

автотранспортных

средств, авт/сут.

Легковые автомобили

330

Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью

до 2 т

120

Грузовые автомобили грузоподъемностью 5 - 8 т

150

Грузовые автомобили грузоподъемностью 8 - 14 т

140

Общая интенсивность движения

740

1 Определение технической категории дороги

В основе технической классификации автомобильных дорог лежит перспективная (на 20 лет) суточная (иногда часовая) интенсивность движения в физических или приведенных к легковому автомобилю единицах. Расчетная интенсивность в физических единицах применяется в случаях, когда легковые автомобили будут составлять менее 30 % в составе транспортного потока. В этом случае, при N персп более 7000 авт./сут. автомобильная дорога проектируется по нормативам I-а или I-б категории; при N персп = 3000 – 7000 авт./сут. - по нормативам II категории; при N персп = 1000 -3000 авт./сут. - по нормативам III категории; при N персп = 100 – 1000 авт./сут. - по нормативам IV категории и менее 100 авт./сут. - по нормативам V тех. категории.

Легковых автомобилей в потоке 45%, то есть более 30 %, поэтому следует привести автомобили к расчетному легковому при помощи коэффициентов приведения, представленных в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Коэффициенты приведения

Вид транспортного средства

Коэффициент приведения

Легковые автомобили

Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:

до 2т

2 – 5т

5-8т

8-14т

свыше 14т

автобусы

автопоезда до 16т

1,0

1,5

2,0

2,5

3,5

4,5

2,5

3,0

Определим приведенную интенсивность движения:

(1.1)

где - интенсивность движения автомобилей данной грузоподъемности;

- коэффициент приведения к легковому автомобилю

= 330*1+120*1,5+150*2,5+140*3,5 = 330+180+375+490 = 1375 авт/сут

Дорога относится к IVтехнической категории (200 < Nпр< 2000 авт/сут).

2 Назначение минимального радиуса закругления в плане

Минимальный радиус закругления в плане назначаем по нормативам СНиП 2.05.02 – 85, в зависимости от категории автомобильной дороги

Минимальное значение радиуса для дорог IV категории Rmin = 300м.

3 Проектирование клотоидной трассы между пунктами А и Б

Этапы клотоидного трассирования

а) В пределах полосы варьирования проводится эскизная линия трассы в виде плавной кривой

б) По направлению эскизной трасы намечается магистральный ход, измеряются углы поворота () и величины биссектрис закруглений (Б)

в) По полученным значениям определяются значения параметров закруглений.

При проложении трассы клотоидами достигается наибольшая плавность трассы, поскольку при применении кривых больших радиусов или кривых непрерывно изменяющейся кривизны происходит гармоничное вписывание дороги в ландшафт. Трасса состоит из сопрягающихся круговых кривых и переходных кривых больших параметров. Прямые вставки невелики, а иногда вообще отсутствуют.

Переходная кривая устраивается для обеспечения плавности въезда на кривую малого радиуса при радиусах закругления до 2000 м на дорогах II – 1Y категорий и 3000 м на дорогах I технической категории.

Таблица 1.3 – Значения величин переходных кривых

Радиус круговой

кривой, м

30

60

100

200

300

500

600-1000

1000-2000

Длина переходной

кривой, м

30

40

50

70

90

110

120

100

На кривых в плане и у переломов продольного профиля видимый участок дороги значительно уменьшается. В таких местах при проектировании должна быть специально обеспечена расчетная видимость – расстояние перед автомобилем, на котором водитель должен видеть перед собой дорогу, чтобы, заметив препятствие, осознать его опасность и успеть объехать или затормозить и остановиться. Таким образом, расстояние видимости складывается из пути, проходимого автомобилем за время реакции водителя, тормозного пути и запаса безопасности перед препятствием.

Видимость на кривых в плане определяют для автомобиля, движущегося по крайней внутренней полосе движения на уровне луча зрения водителя (на высоте 1,2 м над поверхностью дороги).

4 Расчет элементов кривой

Произведем детальный расчет закругления № 1 для угла = 56о

Вершина угла находится на ПК 6 + 20

Определим биссектрису закругления графически Б = 90м

(1.2)

отсюда

Рисунок 1.1 – Топографическая карта местности с запроектированным

вариантом дороги

Примем R = 700м и рассчитаем элементы закругления:

Тангенс: Т = R*tg (1.3)

Т

Кривая: К = (1.4)

К =

Б =

Домер: Д =2Т - К (1.5)

Д= 2 * 372,20 - 683,82 = 60,58м

Поскольку кривая имеет радиус менее 2000м, запроектируем переходную кривую длиной L = 120м (определяется по [6])

α >2β

Добавочный тангенс:

t = хо – R*sin β (1.6)

хо =

Параметр клотоиды

С = R * L (1.7)

C = 700 * 120 = 84000

t = 119,91 – 700 * sin 4,91 = 60м

Сдвижка круговой кривой

р = Уо – R(1-cos β) (1.8)

р = 2,82 – 700(1-cos 4,91) = 0,02м

Полная длина кривой:

Кп = Кс + 2L = (1.9)

Кп =

Полный тангенс:

Тп = Т + t (1.10)

Тп = 372,20 + 60 = 432,20м

Полный домер:

Дn = 2 * Тп – Кn (1.11)

Дn = 2 * 432,20 – 803,91 = 60,49м.

  1. Расчет местоположения начала и конца кривых, расстояния между вершинами углов поворота и длины прямых вставок

Определяем пикетажное положение элементов закругления:

Начало закругления:

НЗ = ВУ - Тп = 620 – 432,20 = 187,8м = ПК 1 + 87,80

Начало круговой кривой:

НКК = НЗ + L = 187,8 + 120 = ПК 3 + 07,80

Конец круговой кривой:

ККК = НКК + КС = 307,80 + 563,91 = ПК8 + 71,71

Конец закругления:

КЗ = НЗ + Кn = 187,80 + 803,91 = ПК 9+91,71

Расстояние между вершинами углов:

S11 = ВУN1 – НТ = 620 – 0 = 620м

S21 = ВУN2 – ВУN1 + Д1 = 1490 – 620 + 60,49 = 940,49м

Длина прямых вставок:

S12 = НЗ1 – НТ = 187,80 – 0 = 187,80м

6 Определение коэффициента развития трассы

Коэффициент развития трассы найдем как отношение длины трассы к длине воздушной линии:

Элементы кривых можно свести в ведомость углов поворота, прямых и кривых. Там же выполняется подсчет азимутов, румбов и поверочные расчеты.

Анализируя запроектированную трассу можно сделать вывод, что трасса не окажет значительного отрицательного влияния на окружающую среду, поскольку запроектирована практически на всей длине поперек горизонталей, что обеспечивает хороший поверхностный сток вдоль дороги и предотвращает застой воды у земляного полотна. Кроме того, не затронуты ценные земли, состав и интенсивность движения таковы, что количество вредных выбросов от автомобилей не превысят ПДК. Акустическое загрязнение окружающей среды не повлияет на население, поскольку населенные пункты находятся в удалении от дороги. Для предотвращения загрязнения придорожной полосы вредными компонентами отработавших газов вдоль дороги можно устроить лесополосу. Кроме того, не разрешается посадка сельскохозяйственных культур в непосредственной близости к дороги.

Для снижения вредных выбросов от автомобилей необходимо обеспечить установившийся режим их движения, при котором выбросы минимальны. Этого можно добиться проектированием в плане кривых больших радиусов, соблюдением продольного уклона на дороге в пределах 30-40 ‰ без резких спусков и подъемов.

Показателем общей экономической эффективности природоохранных мероприятий является отношение годового объема полного экономического эффекта к общим затратам, обусловившим его получение:

(1.12)

где - полный экономический эффект от природоохранных мероприятий (тыс. руб/год)

К – капитальные вложения в строительство основных фондов природоохранного значения (тыс. руб)

ЕН – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений природоохранного значения

С – годовые эксплуатационные расходы по содержанию и обслуживанию основных фондов природоохранного значения

Этот показатель отражает величину экономического эффекта от природоохранных мероприятий, приходящихся на один рубль приведенных затрат, обусловивших получение этого эффекта.

Контрольные вопросы

  1. Для чего необходимо устраивать переходную кривую и в каких случаях производится ее разбивка?

  2. Как определить видимость на кривой в плане. От чего зависит расстояние видимости?

  3. Оцените запроектированную трассу с точки зрения ее влияния на состояние окружающей среды. Назовите мероприятия по снижению вредных выбросов автомобилей.

  4. Как определяется экономический эффект природоохранных мероприятий?

Задание № 2

Эскизное проектирование продольного профиля участка трассы

  1. Вычертить черный профиль земли, предварительно разбив участок на пикеты и определив высотные отметки пикетов и плюсовых точек методом интерполяции. На продольном профиле указать условными обозначениями места пересечения с автомобильными, железными дорогами, водотоками; искусственные сооружения.

  2. Указать на черном профиле земли места фиксированных и контрольных точек.

  3. Определить минимальную рабочую отметку над искусственными сооружениями и руководящую рабочую отметку (привести расчет).

  4. Эскизно нанести проектную линию, предварительно определив, какой принцип нанесения линии предпочтителен при данном рельефе местности и категории дороги.

  5. Установить величину максимального продольного уклона эскизной проектной линии

Исходные данные:

Топографическая карта масштаба 1:10000 с вариантом трассы

Сечение горизонталей 2,50м

Категория дороги II

Тип местности по характеру увлажнения II

Дорожно – климатическая зона II

Грунт земляного полотна – песок пылеватый

Высота снегового покрова Нсн = 0,50м

Продольный профиль оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ

  1. Вычерчивание черного профиля земли по предварительно определенным высотным отметкам пикетов и плюсовых точек

На заданной топографической основе производится разбивка трассы на пикеты и плюсовые точки. Плюсовые точки обязательно намечаются в местах переломов рельефа местности, в местах пересечения с существующими искусственными сооружениями, автомобильными, железными дорогами, водотоками. Отметки на пикетах определяются путем интерполяции.

Реперы устанавливаются в начале и в конце трассы.

Основными требованиями к продольному профилю являются: обеспечение высоких эксплуатационных показателей, наибольшей производительности автомобилей при наименьшей себестоимости перевозок.

  1. Определение на черном профиле земли мест фиксированных и контрольных точек

К фиксированным отметкам относят отметки железнодорожных переездов, пересечений существующих дорог, улицы в городах и населенных пунктах, их изменить нельзя. Контрольные точки в виде руководящих отметок можно увеличивать и уменьшать, а у искусственных водопропускных сооружений уменьшать нельзя.

В данном случае фиксированными точками являются начало, конец трассы, пересечение с железной и автомобильной дорогами (ПК 12 + 30 и ПК 0 + 50 соответственно).

Отметки над трубами (ПК 3 + 50 и ПК 8 + 70) являются контрольными.

Рисунок 2.1 - План трассы

  1. Определение минимальной рабочей отметки над искусственными сооружениями и руководящей рабочей отметки

На равнинных участках земляное полотно дороги располагается с учетом грунтовых, гидрологических и гидрогеологических условий, а также района проектирования. Руководящая рабочая отметка насыпи установлена в соответствии с ограничениями СНиП 2.05.02.-85 по наименьшему возвышению поверхности покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод на мокрых и сырых участках и наименьшему возвышению бровки над расчетным уровнем снегового покрова.

Определим минимальную отметку насыпи над трубами по формуле:

Нпр = d + + ∆h, (2.1)

где d – диаметр трубы, м

–толщина стенки трубы (для труб d = 1,0м = 0,15м;d = 1,5м = 0,12м;

d = 2,0м = 0,14м)

∆h – минимальная толщина засыпки над трубой, применяемая равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,5м.

Для труб d = 1,0м

Нтр = 1,0 + 0,1 + 0,5 = 1,60 м

d = 2,0м

Нтр = 2,0 + 0,14 + 0,5 = 2,64 м

Определим руководящую рабочую отметку для II типа местности по формуле:

hрук = hзем – а * iо (2.2)

где hзем – необходимая минимальная величина возвышения поверхности покрытия над поверхностью земли, таблица 21 [6], (hзем = 1,20м)

а – ширина обочины, м

iо – поперечный уклон обочины, д, ед.

hрук = 1,20 – 3,75 * 0,04 = 1,05м.

По условию снегонезаносимости:

Нр = Нсн + ∆h (2.3)

где ∆h – минимальное возвышение бровки насыпи над уровнем снегового покрова (n.6.33 [6])

Нр = 0,5 + 0,7 = 1,2м.

Принимаем за расчетную наибольшую величину руководящей рабочей отметки, равную 1,20 м.