Завдання на виконання курсового проекту видано кафедрою “Геоінформаційні системи і геодезія» хнамг.

Згідно завдання необхідно розробити проект геодезичного забезпечення проектування та будівництва об’єктів дорожньо-будівельного комплексу у складі ділянки автомобільної дороги точками N-К та споруд виробничого та житлового призначення в ____________________________ області.

Передбачуваний результат – забезпечення високої якості проектних і будівельних робіт і поповнення існуючої мережі місцевих доріг новою безпечною автомобільною дорогою.

При розробці проекту автомобільної дороги використані норми регламентовані СНиП 2.01.01-82, ДБН В.2.3.-4-2000, ДСТУ Б В.2.3-1-95, СНиП 2.01.ІУ-83 та ін.

1 ПРИРОДНІ УМОВИ І ЕКОНОМІКА РАЙОНУ ПРОЕКТУВАННЯ

1. Клімат

Дорожньо-кліматична зона району проектування – III. Клімат помірно – континентальний з м’якою зимою та теплим літом. Середня температура січня -7,8°С, липня +20,8°С. Кількість опадів: 450-500 мм на рік.

Основні кліматичні характеристики приведені в таблицях 1.1, 1.2(рис. 1.1, рис.1.2).

Таблиця 1.1 - Основні кліматичні характеристики району будівництва

Місяць	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Середньомісячна температура повітря, ºС	-6,4	-5,8	-0,6	8,3	16,0	19,2	22,0	20,7	15,4	8,6	1,2	-3,7
Переважаючий напрямок вітру	Сх	Сх	Сх	Сх	Сх	ПдЗ	ПнЗ	ПнЗ	ПнСх	ПнСх	Сх	ПнСх
Середньомісячна швидкість вітру, м/с	4,9	5,5	4,9	4,9	4,4	4,0	3,3	3,8	4,2	4,6	5,3	5,3
Середньомісячна кількість опадів, мм	30	24	30	34	49	61	58	40	64	31	38	38
Число днів з опадами більш 5мм	2,0	1,3	1,8	2,5	2,5	3,8	2,9	2,1	2,3	2,3	2,2	2,2
Висота снігового покрову, см	8	10	4	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Число днів з грозою	-	-	0,1	0,7	4	8	8	5	1	0,4	-	-
Число днів з завірюхою	4	5	2	0,1	-	-	-	-	-	-	2	2

Таблиця 1.2 - Повторність напрямків вітру

Місяць	Пн	ПнСх	Сх	ПдСх	Пд	ПдЗ	З	ПнЗ
Січень	7	13	16	26	5	13	12	8
Липень	14	15	13	10	5	12	15	16

Рисунок -Дорожньо-кліматичний графік

Рисунок – Роза вітрів: а) січень, б) липень

2. Рельєф і гідрологічні умови

На північному сході області піднімається Донецький кряж, від якого поверхня поступово знижується й на заході переходить у Придніпровську низовину. На півдні Приазовская височина із граничними підняттями (Могила-Гончариха, Саур-Могила й ін. ), яку змінює вузька смуга Причорноморської низовини, що обривається уступом до Азовського моря.

Ріки: Сіверський Донець із припливами Казенним Торцем, Бахмуткой і Лугичью (басейн Дону), Самара, Вовча (басейн Дніпра), Кальміус, Кринка (басейн Азовського моря)

3. Рослинність і ґрунти

У ґрунтовому покрові переважають різного типу чорноземи. Лише на півночі - окремі масиви дернових слабопідзолистих ґрунтів і уздовж узбережжя Азовського моря - вузька смуга солонців.

Донецька область розташована в степовій зоні. Типчаково-ковильна рослинність збереглася головним чином на заповідних ділянках. Ліси й чагарники займають лише 5,6% території області - переважно уздовж Сіверського Донця (соснові бори), на Донецькому кряжі (діброви). На узбережжі Азовського моря зустрічаються ділянки із солончаковою рослинністю.

4. Інженерно-геологічні умови

Надра області багаті корисними копалинами. Найбільше значення має кам'яне вугілля(частина Донецького кам'яновугільного басейну),є так само кам'яна сіль (Артемівське родовище кам'яної солі), флюсові й будівельні вапняки, доломіт, мергель, гіпс, трепел, вогнетривкі й пластичні глини, ртуть, графіт, кварцовий пісок, крейда й інші мінеральні джерела.

5. Транспортно-економічна характеристика

Донецька область має дуже густу й вантажонапружену залізничну мережу. Довжина залізниць загального користування - 1976 км. Довжина автомобільних доріг - 8,2 тис. км. у тому числі 7,1 тис. км. із твердим покриттям. Основні автомагістралі: Харків - Слов'янськ - Константиновка - Артемовськ - Дебальцеве - Ростову-на-Дону, Артемовськ - Донецьк - Жданов, Донецьк - Луганськ. На узбережжі Азовського моря - великий морський порт Жданов. Аеропорти в Донецьку й Жданові. Розвинений також трубопровідний транспорт.

Донецька область - одна з найбільш розвинених в індустріальному відношенні областей країни. У структурі промисловості питома вага чорної металургії становить 34,3%, машинобудування - 16%, вугільної - 15,6%, харчовий - 9,4%, легкої - 5,9%, електроенергетичної - 4,8%, хімічної - 3,9%.

Основні параметри дороги порівняно з рекомендованими у ДБН.В.2.3-4-2000 наведено в табл. .2.1).

Таблиця .1- Зведена таблиця основних технічних параметрів проектування дороги

Назва показників	Одиниця вимірювання	За розрахунками	По ДБН.В. 2.3.-4-2000	Прийнято за розрахунковий
Найбільший поздовжній ухил	‰	42,5	40	40
Розмір видимості відстані поверхні дороги	м	189,51	250	250
Найменший радіус кривої в плані	м	596,77	800	800
Найменший радіус випуклої кривої	м	14964,18	15000	15000
Найменший радіус увігнутої кривої	м	2437,22	5000	5000
Ширина смуги руху	м	3,77	3,75	3,75
Ширина проїжджої частини	м	7,54	7,5	7,5
Ширина земляного полотна	м	14,54	14,5	14,5

Трасування автомобільної дороги

Трасою називається вісь проектної лінійної споруди на місцевості, або нанесена на топографічній карті.

Основними елементи траси : план – її проекція на горизонтальну площину і поздовжній профіль – вертикальний розріз за проектною лінією, проекція на вертикальну площину.

В плані траса складається із прямих ділянок різного напрямку, сполучених між собою горизонтальними кривими.

В поздовжньому профілі траса складається з ліній різноманітних ухилів, при необхідності з’єднаних між собою вертикальними коловими кривими.

На профілі вертикальний масштаб приймають в десять разів крупнішим, ніж горизонтальний.

Для характеристики місцевості і проектної лінійної споруди, в характерних точках місцевості в напрямках перпендикулярних до траси, будують поперечні профілі в однаковому горизонтальному і вертикальному масштабах.

Трасуванням називається комплекс інженерно-вишукувальних робіт, призначений для визначення положення лінійної смуги місцевості, яка відповідає всім технічним і економічним вимогам для побудови будь-якої лінійної споруди. Трасування поділяють на польове , якщо трасу визначають на місцевості і камеральне, коли траса проектується за топографічною картою або матеріалами аерофотознімання місцевості.

3 ГЕОДЕЗИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КАМЕРАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ТРАСИ

3.1 Проектування траси в плані.

На учбовій карті масштабу 1:10000 запроектовано варіант траси у вигляді ломаної ліній.

Трасу запроектують так, щоб вона забезпечувала безпечний рух автомобіля з розрахунковою швидкістю, не втомлювати водіїв і пасажирів, добре вписувалася в ландшафт. В усіх випадках, коли за умови місцевості надається можливість і це не викликає значного збільшення об'ємів і вартості робіт, приймають радіуси кривих в плані не менше 3000м.

3.1.1 Аналітичне визначення геометричних параметрів траси

До геометричних параметрів траси, які у курсовому проекті визначають аналітично відносяться: просторові координати головних точок траси, відстані між вершинами кутів, дирекційні кути прямолінійних ділянок траси і повітряної лінії та висоти цих точок.

Система координат 1942р. Система висот Балтійська

Лінійні та кутові геометричні параметри визначались з вирішення зворотних геодезичних задач.

Основні розрахункові залежності:

; ;

За знаками приростів координат визначають чверть до якої належить румб і обчислюють дирекцій ний кут .

Кути повороту визначають за формулами:

- правий ;

- лівий .

Результати аналітичного визначення параметрів траси наведені в табл.1 та табл.. 2

Рис. Топографічна основа проектування

Таблиця 1 Координати головних точок траси

Назва точок	Координати		Висоти,м
	X,м	У,м
ПТ	6021,250	3451,520	173,8
ВК1	6021,955	3451,700	187,6
ВК2	6022,600	3452,640	193,6
КТ	6023,330	3452,775	194,6

Таблиця 2 Аналітичне визначення геометричних параметрів траси

Назва відрізку	Відстань Si,м	Дирекційний кут	Румб	Кут повороту
ПТ-ВК1	728	14о191,3	Пн.сх: 14о191,3
				41о131,3
ВК1-ВК2	1140	55о321,6	Пн.сх: 55о321,6
				45о041,0
ВК2-КТ	742	10°28',6	Пн.сх:10°28',6
Довжина траси	=2610
Повітряна лінія ПТ-КТ	2429	31°06',3	Пн.сх: 31°06',3

Коефіцієнт подовження траси: =

3.2 Розмічування пікетажу та розрахунок закруглень у плані

Запроектований варіант траси розбито на пікети (100м) та кілометри з визначенням пікетажного положення вершин кутів (ВК), початку кривої (ПК) або кінця кривої (КК).

Розмічування пікетажу ведеться від початку траси до першої вершини кута повороту.

На куті повороту задається значення радіуса кривої відповідно до вимог проектування :

1. ;

2. ;

3.

П ерша вимога встановлюється для забезпечення комфортних і безпечних умов руху автомобілів. Друга –забезпечення геометричних умов : сума тангенсів не може перевищувати відстань між вершинами кутів. Третя вимога –обмеження зміщення вершини кута і траси по бісектрисі в конкретних умовах.

Рис. Елементи колової кривої

Приймаючи в якості похідних кути повороту та радіуси визначають геометричні параметри заокруглень за формулами:

Тангенс ; Крива ;

Бісектриса ;

Домір ;

де 57^о2958

Контроль : 2Т – К = Д

Таблиця Обчислення параметрів заокруглень

№ заокруглення	R		Т	K	Б	Д
ВК1	600	41о131,3	225,63	431,63	41,02	19,63
ВК2		45о041,0	290,43	550,59	57,86	30,26

Положення вершини кута 1 Пк7+28,00;

Кут повороту траси = 41^о13¹3 вправо; Радіус: R₁=600,00;

Тангенс: T₁=225,63, Довжина кривої: K₁=431,629

Бісектриса: Б₁=41,022: Домір: Д₁=19,631

Для одержання пікетажного положення наступної вершини кута повороту необхідно від попередньої вершини відкласти домір, пропустити його і продовжувати рахунок пікетажних положень (рис. ).

Рисунок – Схема до розмічування пікетажу з урахуванням кривої

Відомість прямих і кривих

Одночасно з розбивкою пікетажу, розрахунком закруглень заповнюють відомість кутів повороту, прямих і кривих.

В ній за нульовий кут повороту приймається початок траси (ПТ), а за останній – кінець траси (КТ). В відомості кутів повороту, прямих і кривих приводяться всі необхідні дані, що характеризують закруглення і прямолінійні ділянки дороги.

Результати розрахунків наведено у відомості (додаток Б)

Для розрахунків параметрів відомості прямих і кривих використовують такі залежності:

1. Розрахунок параметрів кривих виконують за вище наведеними формулами.

2. Розрахунок пікетажного положення точок заокруглень:

Початок траси Пк ПТ = Пк 0 + 00

___________________________________________________________________

Початок першої кривої ПкПК₁= ПкВК₁ - Т₁

ПкПК₁= __________________________________________________________

Кінець першої кривої Пк КК1= ПкПК₁ + 2Т₁ - Д₁ = ПкПК₁ + К₁

____________________________________________________________________

Початок другої кривої ПкПК₂= ПкВК₂ - Т₂

____________________________________________________________________

Кінець другої кривої Пк КК₂= ПкПК₂+2Т₂ - Д₂ = ПкПК₂+ К₂

____________________________________________________________________

Кінець траси Пк КТ = Пк ____ + ________

2. Розрахунок лінійних параметрів траси:

2.1 Розрахунок прямих

Пряма П₁ = ПкПК₁-ПкПТ ;

__________________________________________________________________

Пряма П₂ = ПкПК₂-ПкКК₁;

__________________________________________________________________

Пряма П3 = ПкКТ-ПкКК₂ ;

2.2 Розрахунок відстаней між вершинами кутів

Відстань S₁ = ПкВК₁ - ПкПТ ;

___________________________________________________________________

Відстань S₂ = ПкВК₂ - ПкВК₁ + Д₁;

___________________________________________________________________

Відстань S₃ = ПкКТ - ПкВК₂ - Д₂;

____________________________________________________________________

3. Обчислення кутових параметрів траси

_____________

Контролем правильності обчислень слугують залежності

1. = 2 ^х 982.56 - 516.06 = 49.90 ;

3. 2659,89 - 49.89 = 2610.00

2. = 1627,77+982,22=2609,99

4. 3^о51

Побудова плану траси

План траси у курсовому проекті будують у масштабі 1:2000 на аркуші розміром 297х n210 мм. Інформацію беруть з відомості прямих і кривих та пікетажного журналу. При цьому враховують , що у дорожніх вишукуваннях план траси не є топографічною основою, а в основному відіграє роль демонстраційного креслення.

Послідовність побудови плану

1. Побудова точок поворотів траси

1.1 Наносять повітряну лінію Пл горизонтально посередині аркуша ( Рис. )

1.2 У точці ПТ від напрямку Пл відкладають проти ходу годинникової стрілки її дирекційний кут і визначають напрямок на північ.

1.3 У точці ПТ від напрямку на Північ відкладають дирекційний кут

;

1.4 Від точки ПТ за напрямком відкладають S₁ і визначають положення на плані точки ВК₁

1.5 У точці ВК₁ від напрямку ПТ-ВК₁ відкладають кут повороту і задають напрямок ВК₁-ВК₂

1.6 Від точки ВК₁ за напрямком ВК₁-ВК₂ відкладають S₂ і визначають положення на плані точки ВК₂

1.7 У точці ВК₂ від напрямку ВК₁-ВК₂ відкладають кут повороту і задають напрямок ВК2-КТ.

Н а виносках до вершин кутів вказують параметри заокруглень

Рис . Розмічування напрямків на плані

2. Побудова характерних точок заокруглень траси

2.1 Побудова точки початку першої кривої: від ВК₁ у напрямку на ПТ відкладають Т₁ і відмічають точку ПК₁

2.2 Побудова точки кінця першої кривої: ВК₁ у напрямку на ВК₂ відкладають Т₁ і відмічають точку КК₁

2.3 Будують бісектрису кута , відкладають Б₁ и визначають положення середини кривої СК₁.

Р ис. Розмічування положення точок кривих

У точках ПК1, ПК2 перпендикулярно до прямих у напрямку центру кривої будують лінії, на яких вказують назву і пікетажне положення точок

Рис. Позначення положення початку і кінця кривої

3. Розмічування пікетажу

Положення пікетів показують починаючи від початку траси Пк0+00 відповідно до масштабу ( 1пк = 50мм) з урахуванням кривих.

Пікети на криві переносять за умовними прямокутними координатами від початку та кінця кривих. Дані для перенесення пікетів на криві наведені у табл.

4. Ситуацію на плані наносять відповідно до пікетажного журналу у масштабі з використанням відповідних умовних знаків

4 ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ ТРАСИ

Проектування поздовжнього профілю траси виконують з використанням як камеральних, так і польових технологій в залежності від стадії розробки проекту.

Проектування поздовжнього профілю включає:

- визначення і підготовку вихідних даних для проектування;

- нанесення лінії земної поверхні по осі дороги;

- нанесення проектної лінії відповідно з основними вимогами до неї;

- розрахунок елементів проектної лінії з визначенням проектних і робочих відміток;

- розрахунок місцеположення і відміток точок переходу насипів у виїмках і навпаки; опис проектної лінії;

- оформлення поздовжнього профілю.

4.1 Визначення висот земної поверхні по трасі дороги камерально

Для побудови лінії поверхні землі поздовжнього профілю необхідно знати її висоти на пікетах і плюсових точках по трасі.

Плюсовими точками являються: точки зміни крутості схилів; крайні точки на завищеннях і пониженнях рельєфу місцевості, переломні точки на обривах в ярах та інші. Висоти пікетів та плюсових точок, розміщених між сусідніми горизонталями, визначають інтерполюванням (рис. ).

Рисунок – Схема до визначення висот по карті методом інтерполювання

На карті вимірюють найкоротшу відстань l між горизонталями, яка проходить через точку, та відстань b від пікетної або плюсової точки до горизонталі з меншою висотою. Перевищення між горизонталями h₀ - висота перетину рельєфа відоме. Перевищення шуканої точки над горизонталлю з меншою відміткою : ( )

Якщо точка розміщена всередині замкнутої горизонталі або за межами горизонталей, відмітку визначають екстраполюванням за аналогічними формулами. Висоти земної поверхні наведені в таблиці

Таблиця – Висоти поверхні землі по осі дороги.

ПК+	Висота, м	ПК+	Висота, м
ПК0+00	174,80	ПК8+00	190,00
ПК1+00	177,60	ПК9+00	194,80
ПК2+00	178,70	ПК10+00	197,30
ПК3+00	180,30	ПК11+00	196,80
ПК4+00	178,00	ПК12+00	193,50
ПК5+00	180,00	ПК13+00	192,40
ПК6+00	185,00	ПК14+00	192,20
ПК7+00	185,60	ПК15+00	192,30
Пк7+28	187,60

За результатами визначення висот точок по карті та камерально визначеним пікетажним положенням точок будують поздовжній профіль траси у масштабах 1:5000,1:500, який використовується для розробки технічного проекту, порівняння варіантів траси і вибору остаточного положення траси.

У курсовому проекті ця частина проектування не виконується

4. ГЕОДЕЗИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОЛЬОВИХ ВИШУКУВАНЬ ТРАСИ

Геодезичне забезпечення проектування траси за даним польових вишукувань

Проект траси, розроблений за результатами камерального трасування переноситься на місцевість. Польові роботи при технічному нівелюванні по розмічуванню і визначенню положення траси споруди складались із:

підготовчих робіт, обстеження місцевості, розмічування пікетажу та знімання ситуації вздовж траси, розмічування кривих, перенесення пікетів на криві.

Польове трасування

Польові роботи розпочинають з розмічування на місцевості початку траси (ПТ), вершин кутів повороту траси (ВК-1, ВК-2,…) та кінця траси (КТ). Після чого виконують кутові та лінійні вимірювання за віссю траси.

Кутові вимірювання полягають у вимірюванні кутів β₁, β₂, ..., β_n в вершинах кутів повороту. На їх основі обчислюють кути повороту траси:

1. для виміряних правих кутів β₁, β₂, ..., β_n (рис. 1).

– при повороті осі траси праворуч: ; -

– при повороті осі траси ліворуч: .

2. для виміряних лівих кутів β₁, β₂, ..., β_n за ходом траси, :

– при повороті осі траси праворуч: ,

– при повороті осі траси ліворуч, за формулою: .

Рис. 1. Вимірювання кутів повороту по трасі

При трасуванні паралельно з кутовими вимірюваннями виконують два види лінійних вимірювань:

Перший вид вимірювань – визначення віддалей між вершинами кутів повороту, виконується разом з вимірюванням кутів повороту. При ухилах місцевості більше 2^° в довжини ліній вводять поправки за ухил. За результатами цих вимірювань та прив’язки до геодезичної мережі обчислюють координати вершин кутів повороту.

Другий вид вимірювання – служить для розмічування пікетажу.

Пікетаж – система відлічування відстаней у сотнях метрів від початку траси до інших пікетів за трасою.

Перед розмічуванням пікетажу необхідно обчислюють елементи колових кривих, пікетажні значення основних точок траси та основних точок кривих у пікетажному журналі (рис. ).

Спочатку виконують розмічування від початку траси до першої вершини кута повороту. Після вершини кута повороту відкладають домір та переносять пікетажне значення вершини кута на закінчення доміру (рис. ). Подальше розмічування пікетажу виконують від закінчення доміру. Геометричний зміст доміру полягає в тому, що лінійна споруда будується за віссю кривої К, а не за ламаною ПК-ВК-КК, яка довша за криву на величину доміру Д. Тому для збереження правильного пікетажу після повороту осі траси, необхідно відкладати домір після кожної вершини кута повороту.

Крім цілих пікетів розмічають в натурі основні точки кривих та плюсові точки: рельєфні – характерні перегини рельєфу місцевості та контурні – об’єкти, що перетинаються трасою споруди (з точністю до 1 см).

Одночасно з розмічуванням пікетажу ведеться пікетажний журнал. В журналі показують вісь траси у вигляді прямої лінії посередині сторінки, на якій в наближеному масштабі наносять всі пікетні і плюсові точки, кути повороту, поперечники, границі перешкод і ситуацію смугою приблизно по 50 метрів в обидва боки від осі.

Запис в пікетажному журналі ведеться знизу вверх так, щоб правий і лівий бік сторінки відповідали правому і лівому боку траси за ходом розмічування пікетажу. Кути повороту в журналі показують у вигляді стрілок, направлених праворуч чи ліворуч від осьової лінії, в залежності від того, в який бік повертає траса.

Рис. 2. Пікетажний журнал

В пікетажний журнал виписують обчислені елементи кривих – кут повороту θ, радіус R, тангенс Т, криву К, бісектрису Б, домір Д (рис. 3).

Кути повороту траси обчислюють за результатами вимірювань

Нівелювання траси.

По розмічених і закріплених на місцевості пікетах і плюсових точках виконано технічне нівелювання, результати якого обробляються у курсовому проекті.

1.Камеральна обробка журналу технічного нівелювання траси.

2. Камеральна обробка пікетажного журналу.

3. Побудова поздовжнього і поперечного профілів траси.

1. Геометричне нівелювання, для вирішення будь-яких інженерно-технічних задач, називається технічним нівелюванням. Його для побудови поздовжніх профілів осей лінійних об’єктів: автодоріг, ліній електропередач і зв’язку, каналів, траншей і т. ін. При цьому вирішується питання визначення висотного і планового положення точок, розташованих вздовж осі споруди через певні інтервали (50-100 м) і додаткових точок, які відтворюють особливості рельєфу місцевості.

Всі точки, які закріплені на місцевості по осі споруди, при технічному нівелюванні ділять на зв’язуючі і проміжні.

Зв’язуючі точки є загальними для всіх суміжних станцій і використовуються для передачі висот на точки ходу. Всі інші точки нівелірного ходу називаються проміжними. Нівелювання зв’язуючих точок, виконують із середини.

Для передачі абсолютних висот від найближчого репера на нульовий пікет прокладають нівелірний хід - виконують прив’язку осі траси до висотної мережі старших класів.

Обробка результатів технічного нівелювання передбачає контроль вимірювань безпосередньо на станціях в польових умовах, та остаточне врівноваження ходу при камеральній обробці результатів.

У курсовому проекті виконується повна обробка журналу нівелювання.

Вона виконується в наступній послідовності:

1. контроль правильності знімання відліків на станціях по п’ятці рейки та різниці перевищень h між зв’язуючими точками за чорною і червоною сторонами рейок. Значення п’ятки на станції не повинні відрізнятись більше ніж на 5 мм , різниця отриманих значень перевищень більше 5 мм.

2. виконують посторінковий контроль : на кожній сторінці журналу знаходять: З – сума відліків за задньою рейкою; П – сума відліків за передньою рейкою; 2h – сума перевищень за чорними і червоними сторонами; h_сер – сума середніх перевищень. Повинні задовольнятись рівності:

( )

Допустима розбіжність 1-2 мм

3. обчислюють суму виміряних перевищень між зв’язуючими точками ходу : , ( )

де – виміряні перевищення між зв’язуючими точками;

4. обчислюють теоретичну суму перевищень в ході:

, ( )

де НRp_К і НRp_П – відомі висоти кінцевого і початкового реперів;

5. знаходять нев’язку в нівелірному ході за формулою:

; ( )

6. обчислюють допустиму нев’язку в нівелірному ході технічного нівелювання за формулою: , ( )

де L – довжина ходу в км;

7. перевіряють виконання умови . ( )

Виконання умови дозволяє подальшу обробку перевищень. Вона полягає в розподіленні отриманої нев’язки з протилежним знаком у вигляді поправок порівну у кожне виміряне перевищення. Поправки з точністю до 1 мм обчислюються за формулою: , ( )

де n – кількість перевищень в ході.

Контроль: сума обчислених поправок повинна дорівнювати нев’язці з протилежним знаком: ; ( )

Виправлені перевищення h’, обчислюють за формулою (10 ), тобто:

( )

Контроль: ; ( )

8. обчислюють висоти передніх зв’язуючих точок, починаючи від репера з відомою початковою висотою Н_П.:

. ( )

Контроль : отримання точного значення висоти кінцевого репера ходу Н_К ;

9. висоти проміжних точок, обчислюють через горизонт приладу ГП - абсолютну висоту горизонтального променя візування нівеліра.

, ( )

де Н₀ – висота задньої зв’язуючої точки на станції;

a – відлік за чорною стороною рейки, на цій точці.

Висоти проміжних точок обчислюється за формулою:

, ( )

де – відлік за чорною стороною рейки, встановленої на -й проміжній точці.

У курсовому проекті висотне положення земної поверхні визначається за результатами польових вишукувань - технічного нівелювання траси по пікетах та плюсових точках.

Результати технічного нівелювання траси наведено у розділі табл.

ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ ТРАСИ

1. Побудова профілю земної поверхні

Масштаби для побудови поздовжнього профілю приймаються:

горизонтальний – 1: 2000;

вертикальний – 1:200;

Для побудови поздовжнього профілю використовують аркуш міліметрового паперу формату 297× (210х n)

Побудова поздовжнього профілю земної поверхні по трасі

У курсовому проекті побудову профілю земної поверхні виконують за даними технічного нівелювання траси.

Побудову поздовжнього профілю виконують в такій послідовності:

1. побудова на міліметровому папері профільної сітки, згідно встановленого стандарту (рис.4). Розміри аркуша залежать від довжини траси та перепаду висот по осі траси в обраних горизонтальному та вертикальному масштабах. Даними для побудови профілю служать пікетажний журнал та журнал нівелювання траси.

2. призначення умовного горизонту над верхньою лінією профілю сітки ( приймають кратним 2.0 м

3. Профіль викреслюють слід зліва на право, починаючи з нижнього рядка.

В рядку „Віддалі” в заданому горизонтальному масштабі, з пікетажного журналу, наносять всі пікетні і плюсові точки. Між усіма сусідніми точками записують віддалі з точністю до 0,01 м.

В рядку „Пікети” підписують назви всіх нанесених точок. Пікети позначаються символом Пк з номером пікета, плюсові точки – знаком „+” та кількістю метрів до попереднього пікету.

В рядку „Висоти поверхні землі” виписують висоти всіх нанесених точок з журналу нівелювання, заокруглюючи їх до 0,01 м. З цих точок, в заданому вертикальному масштабі, від умовного горизонту, відкладають ординати, які відповідають висотам точок. Кінці ординат з’єднують ламаною лінією.

Рис. 6.4. Сітка поздовжнього профілю

В рядку „План траси” викреслюють посередині прямою лінією, товщиною 0,7-0,8 мм, вісь лінійної споруди червоним кольором. За пікетажним журналом умовними знаками наносять ситуацію, у відповідних місцях згідно пікетажного журналу стрілками показують напрямок повороту траси

Нанесення проектної лінії

Для забезпечення зручності і безпеки руху по дорозі при проектуванні поздовжнього профілю необхідно дотримуватися слідуючих основних вимог до проектної лінії:

1. В усіх випадках, коли за умовами місцевості можливо і економічно доцільно, треба приймати поздовжні ухили не більше 30‰, відстань видимості поверхні дороги не менше не менше 450 м, радіуси випуклих кривих не менше 15000 м, увігнутих – не менше 5000 м.

2. Якщо лінія поверхні землі має однаковий ухил менше допустимого, проектна лінія наноситься по обгортаючій; якщо уклон поверхні землі більше допустимого, проектна лінія наноситься по січній, при цьому необхідно прагнути, щоб об’єм насипів був рівним об’єму виїмок, для цього площа виїмки на профілі повинна бути на 25-30% менше площі насипу.

3. При алгебраїчній різниці уклонів суміжних прямих менше 5‰ для доріг І-ІІ категорії в переломи проектної лінії криві можна не вписувати.

4. Не допускається в виїмках улаштування увігнутих кривих і горизонтальних ділянок; уклон проектної лінії і виїмках повинен бути не менше 5‰.

5. Плавність поздовжнього профілю забезпечується сполученням увігнутих

і випуклих кривих без прямих вставок або з ними;

При визначенні точок перелому проектної лінії слід враховувати її зміщення при вписуванні вертикальних кривих.

При розрахунках ухилів, їх слід округлити до цілих тисячних, з обов’язковим коректуванням положення проектної лінії.

Проектну лінію наносять на поздовжній профіль, після завершення викреслювання поздовжнього профілю земної поверхні. Ця лінія відповідає положенню просторової осі майбутньої споруди і повинна задовольняти наступним умовам:

1) об’єм земляних робіт при побудові споруди повинен бути мінімальним;

2) об’єми земляних робіт по насипах і виїмках повинні бути приблизно рівними;

3) максимальний ухил проектної лінії не повинен перевищувати допустимий;

4) перелами проектної лінії бажано влаштовувати на пікетах, або плюсових точках.

Послідовність проектування поздовжнього профілю залежить від характеру рельєфу у місці проектування ділянки споруди яка може складатись з декількох відрізків, на кожному з яких ухил є постійним.

Призначення проектних ухилів виконується в такій послідовності:

1. виконується візуальна оцінка пересіченості рельєфу і виділяються ділянки, в межах яких висоти точок рельєфу в цілому одноманітно змінюються ( зроста -ють, або зменшуються).

2 в межах першої ділянки наносять попереднє положення проектної лінії, яка задовольняє умовам 1 та 2.

3. перевіряють виконання умови 3 по нахилу ділянки:

3.1 графічно з профілю визначають висоти початкової і кінцевої точок кожної ділянки Нк, Нп.

3.2 довжину ділянки визначають по пікетажу, або графічно за масштабом профілю.

4. обчислюють ухил проектного відрізка за формулою:

, (1)

де H_K, H_П – висоти відповідно кінцевої та початкової точок відрізка; d – відстань між цими точками.

5. якщо обчислений ухил менший за допустимий , його приймають як остаточний і вносять в рядок „Ухили\Відстані” поздовжнього профілю.

Обчислення проектних висот траси.

1. визначену графічно висоту початкової точки записують в рядку „Проектні висоти”.

2. проекту висоту кінцевої точки відрізка із даним ухилом обчислюють за формулою: , (2)

де Н_о – проектна висота початкової точки, і – ухил даного відрізка;

d – відстань від початкової до кінцевої точки даного відрізка .

За цією ж формулою визначають висоту будь якої точки відрізка з постійним ухилом і. Тоді d – відстань від початкової точки відрізка до точки висота якої визначається.

3. Для наступного відрізка в якості проектної висоти початкової точки приймають обчислену проектну висоту кінцевої точки попереднього відрізка

Обчислення робочих відміток

Робочі відмітки (висоти) показують висоту насипу або глибину виїмки в окремих точках профілю. Робочі відмітки (висоти) h_і, обчислюють як різницю між проектними Н_пр і фактичними Н_ф висотами на всіх пікетах та плюсових точках : . (3)

При насипі їх виписують на профілі вище ( знаком плюс), а при виїмках – нижче проектної лінії (зі знаком мінус) червоним кольором.

Визначення положення точок нульових робіт

При перетині проектною лінією СD лінії АВ фізичної поверхні землі утворюються точки, в яких робочі відмітки дорівнюють 0 - точки нульових робіт (рис. ). Це точки в яких земляні роботи виконувати не потрібно. Визначення їхнього положення важливе для виконання проектних і будівельних робіт

Рис. 3. Визначення положення точки нульових робіт відносно пікетів

Відстань х від пікету до точки нульових робіт визначають по формулі :

, ( 4 )

де h₁ і h₂ – робочі висоти, взяті за модулем, в точках, відповідно А та В;

S – відстань між кінцевими точками відрізка, на якому знаходиться точка 00 ( А та В.)

Визначення висот точок нульових робіт

Висоти точок нульових робіт Н_оо обчислюють з врахуванням віддалі Х за формулою ,

де - висота точки, від якої обчислено х.

Всі елементи, що стосуються точок нульових робіт показують на профілі синім кольором.

В рядку „Прямі і криві” відкладають в масштабі початок і кінець кривих та викреслюють умовний план споруди у вигляді прямих і кривих товщиною 0,7-0,8 мм.

Криві позначають дугами, які повернуті догори (поворот праворуч) або донизу (поворот ліворуч). Початок і кінець кожної кривої відмічають перпендикуляром. З лівого боку вздовж перпендикуляра підписують відстань до найближчого меншого пікету, з правого боку – відстань до найближчого більшого пікету. Біля кожної дуги виписують числове значення основних елементів кривої: , R, T, K, Б і Д. На кожному прямому відрізку траси вказують румб (зверху) та довжину (знизу).

Проектування вертикальної кривої методом „тангенсів”

Значення параметрів вертикальних кривих (рис 2) визначають за формулами: К = R ; T = K/2; Б = , ( )

де - алгебраїчна різниця уклонів. Приймається по абсолютній величині.

Ухили приймаються зі своїми знаками: +(плюс) на підйом, - (мінус) на спуск.

Р исунок – Елементи вертикальної кривої

При визначенні висот точок на кривій у висоти похилої лінії від ПВК (КВК) вводяться поправки у.

Вони обчислюється за формулою: , ( )

де х відстань між ПВК і поточною точкою ( до середини кривої із заданим кроком)

Приклад ВВК= Пк4+00 ;

Тоді висоти точок на відрізку ПВК – СВК визначається за формулою:

, ( )

де ; - інтервал розмічування кривої; - номер інтервалу

При ‰ ; ‰ м

м; м ; м

Пк ПВК = Пк4+00 – 85,00 = Пк 3+15,00

Висота точки ПВК (Нпоч) = Нпк3 +

Пк КВК = Пк3+15 +170,00 = Пк 4+85,00

Таблиця Висоти точок на вертикальній кривій з кроком 20м

Т-ки	ПВК	Пк3+40	Пк3+40	Пк3+40	СВК Пк4+00
х	0	25	45	65	85
Ннакл	164,82	165,14	165,40	165,66	165,92
поправка	0	0,03	0,10	0,21	0,36
Крива	164,82	165,11	165,30	165,45	165,56

Поздовжній профіль вертикальної кривої наведено в додатку

Профіль оформлюють в кольорі. При цьому всі проектні елементи показують червоним кольором (рядки „Ухили/Відстані”, „Проектні висоти”, „Прямі і криві” та вісь споруди в рядку „План траси”).

Поздовжній профіль траси наведено на рис. 1.

5 ПРОЕКТУВАННЯ ПОПЕРЕЧНИХ ПРОФІЛІВ

5.1 Поперечні профілі конструкції земляного полотна

Поперечний профіль є проекцією поперечного перетину дороги на вертикальну площину це схематичне креслення конструкції земляного полотна разом з дорожнім одягом і системою водовідводу.

Поперечні профілі земної поверхні будують в характерних місцях траси в однакових масштабах, як для горизонтальних відстаней, так і для вертикальних.

При проектуванні поперечних профілів необхідно дотримуватись вимог, які ставляться до земляного полотна автомобільних доріг.

Вони повинні: забезпечувати безпеку руху транспортних засобів; зберігати проектні обриси і належну міцність на протязі заданого терміну служби; не осідати і не здійматися від морозу; не порушувати ландшафт місцевості; не заноситись снігом. Поперечні профілі конструкції земляного полотна прив’язують до конкретних місцевих умов ( у курсовому проекті виїмки та насипи на косогірних ділянках).

Побудова поперечних профілів

Послідовність побудови поперечного профілю залежить від характеру проектної споруди.

Побудова проектної лінії поперечного профілю автомобільної дороги виконується в наступній послідовності:

1. побудова профілю земної поверхні

- в рядку „Віддалі” на необхідній відстані спочатку наносять пікетну, або плюсову точку, яка одночасно відноситься до поздовжнього і поперечного профілів (в нашому прикладі це Пк5) .

- в масштабі, відкладають точки праворуч і ліворуч.

- в рядку „Пікети” підписують назви нанесених точок.

-в рядку „Висоти поверхні землі” підписують висоти нанесених точок з журналу технічного нівелювання.

Побудова існуючого рельєфу на поперечному профілі виконується так само, як і на поздовжньому.

2. побудова проектної лінії поперечного профілю

- з рядка „Проектні висоти” поздовжнього профілю виписують запроектовану висоту спільної точки поздовжнього і поперечного профілю;

- задавшись шириною смуг руху (по 3 м) , обочин ( по 2м)та ухилами від центру до краю дороги відповідно ( -0,020) , обчислюють висоти крайніх точок дорожнього полотна;

1. вздовж дорожнього полотна проектують водовідвідні канави – за заданими шириною та глибиною обчислюємо проектні висоти;

2. в заданому вертикальному масштабі відкладають обчислені проектні висоти від умовного горизонту та сполучають їх ламаною лінією.

На рис. 2 показані поперечні профілі автомобільної дороги.

Рис. 2. Поперечний профіль

Креслення поперечних профілів виконують відповідно з ГОСТ 21.511 – 83 [13] в масштабі 1:100 (рис.5.1, 5.2)

В курсовому проекті на поперечному профілі конструкції земляного полотна автомобільної дороги наносять і показують:

- вісь проектованої автомобільної дороги;

- лінію дійсної поверхні землі;

- контур проектованого земляного полотна з показанням крутості укосів;

- ширину земляного полотна і його елементів

- напрямок і величину уклонів земляного полотна і проїзної частини;

- межі відводу землі;

- ширину проїзної частини і крайових смуг.

Геодезичні роботи при детальному розмічуванні траси

Геодезичне забезпечення розмічування поперечних профілів дороги на косогорі

Завдання: для ділянки автомобільної дороги, що включає точку нульових робіт підготувати дані та виконати розрахунок параметрів поперечного перетину у насипу, виїмці та точці нульових робіт.

Похідні дані:

№	Параметр	Значення	№	Параметр	Значення
1	В1 - ширина проїжджої частини	6м	8	1: - крутизна укосів	1 : 1,5
2	- ширина узбіч	2 х 2,0м	9	1: n - крутизна косогору	1: 10
3	- ширина земляного полотна по верху	10м	10	- ширина канави	0,70м
4	- робочі відмітки :	+1,56 -1,74	11	глибина канави	0,40м
5	- проектний ухил на		12	- висота репера
6	- проектна висота початкової точки	165,00	13	- інтервал розбивки ухилу

Рис. 1 Схема ділянки дороги