2. Пояснения к исходным данным

Трассой принято называть пространственное положение оси проектируемой ав­томобильной дороги. Она может быть обозначена на местности или на топографиче­ской модели (карте, плане, профиле, стереоскопической или цифровой модели). Графическое изображение проекции трассы на горизонтальной плоскости называют планом трассы, а изображение продольного разреза поверхности земли на трассе  продольным профилем.

На профиле показывают естественную поверхность земли и проектную линию оси дороги, а также комплекс технических характеристик, необходимых для проек­тирования.

Перпендикулярно к трассе составляют поперечные профили (поперечники).

В плане трасса состоит из прямых участков разного направления, сопрягаю­щихся между собой горизонтальными кривыми постоянного и переменного радиу­сов кривизны. Пикетаж  это система обозначения и закрепления точек трассы. Пи­кеты устанавливают через каждые 100 м по горизонтальному проложению. Относи­тельно пикетов (в сторону возрастания номера пикета) определяют пикетажное по­ложение других отмеченных точек плана трассы.

Для составления профиля поверхность Земли по трассе нивелируют. Отметки точек трассы определяют при этом из привязки к исходным реперам. Реперы закреп­лены на местности постоянными знаками. Отметки реперов известны из более точ­ного класса нивелирования.

3. Содержание задания

В работе необходимо выполнить следующие расчеты и чертежи:

1. Расчет элементов и пикетажных значений двух кривых.

2. Расчет длин и направлений (дирекционных углов) прямых вставок трассы. Со­ставить ведомость углов поворота, прямых и горизонтальных кривых.

3. На листе бумаги формата А4 построить план трассы в масштабе 1:5000 по данным расчетов и пикетажного журнала.

4. Обработать журнал технического нивелирования трассы. Вычислить отметки продольного и поперечных профилей местности по трассе.

5. Построить на миллиметровой бумаге формата А3 продольный профиль в масштабах: горизонтальный – 1:5000, вертикальный – 1:500; профили двух попереч­ников в масштабе 1:500 (горизонтальный и вертикальный).

6. Нанести на продольный профиль проектную линию по заданным в исходных данных проектным элементам. Рассчитать проектные и рабочие отметки точек про­дольного профиля.

4. Расчет элементов и пикетажных значений кривых

При изменении направления трассы прямолинейные участки сопрягаются кри­выми. На автомобильных дорогах сопряжения состоят из круговой и переходной кривых. Элементы круговой кривой определяются по углу поворота трассы  и ра­диусу R. Угол поворота  – горизонтальный угол, отсчитанный от продолжения прежнего направления трассы до ее нового направления (рис. 1). Элементы круговой кривой показаны на рис. 3.

Элементы круговой кривой вычисляются по формулам

, (1)

, (2)

Д = 2Т  К, (3)

, (4)

где R  радиус круговой кривой;

  угол поворота трассы.

Рис. 3. Элементы круговой кривой:

Т  тангенс кривой, расстояние от ВУ до начала или конца кривой (НК, КК);

К  длина кривой, дуга окружности радиуса R от НК до КК;

Д  домер, разность длины двух прямолинейных отрезков трассы от НК до КК, проходящих через вершину угла, и круговой кривой, вписанной между ними;

Б  биссектриса кривой, расстояние от ВУ до середины кривой (СК), от­ложенное по биссектрисе угла.

В целях безопасности движения на кривых и постепенного нарастания центро­бежного ускорения при въезде на криволинейный участок дороги устраивают пере­ходную кривую. Она представляет собой кривую переменного радиуса (например, клотоиду), на которой радиус меняется от  до R круговой кривой. Элементы пере­ходной кривой, равно как и круговой кривой, рассчитываются по компьютерным программам или специальным таблицам. Вписывание переходной кривой перед кру­говой смещает условный центр окружности из точки 0 в точку 0' на величину р.

Дополнениями к элементам круговых кривых за счет переходных являются

  удлинение тангенса, вызванное проекцией m переходной кривой и проек­цией Т_Р отрезка р на тангенс кривой;

 Б  увеличение биссектрисы.

Тогда суммарная кривая, состоящая из переходных и круговой, будет иметь суммарные элементы:

тангенс Т_С Т_С = Т + , (5)

длину кривой К_С К_С = К + , (6)

биссектрису Б_С Б_С = Б +  Б, (7)

домер Д_С Д_С = Д + Д, (8)

где Д = 2   . (9)

При расчетах по специальным таблицам по радиусу R и углу поворота трассы  вначале выбирают элементы круговой кривой Т, К, Д, Б. Затем по заданной длине переходной кривой  по параметрам R и  выбирают элементы переходной кривой  и Б. При расчетах по таблицам вместо  выбирают 2 элемента m и Т_р (рис. 4), при этом  = m + Т_р.

Рис. 4. Дополнения к элементам круговой кривой за счет переходной

Пример расчета элементов 2-й кривой

R = 300 м,  = 2020,  = 90 м.

+

+

+

+

Т = 53,79 К = 106,47 Д = 1,11 Б = 4,78

 = 45,20  = 90,00 Д = 0,40 Б = 1,13

Т_С = 98,99, К_С = 196,47, Д_С = 1,51, Б_С = 5,91.

Контроль вычислений: Д_с = 2Т_с  К_с = 2 · 98,99 – 196,47 = 1, 51

Параметры кривых, пикетажное положение вершин углов поворота (рис. 1), вы­численные элементы суммарной кривой заносят в ведомость (табл. 3). Положение главных точек кривых (НК, КК) вычисляют от пикетажа вершин углов (ВУ) и тоже заносят в табл. 3.

пк_НК = пк_ВУ – Т_С; пк_КК = пк_НК + К_С. (10)

Контроль: пк_КК = пк_ВУ + Т_С – Д_С. (11)

Пример расчета (для 2-й кривой):

–

+

+

ВУ2 пк 18 + 72,50 Контроль: ВУ2 пк 18 + 72,50

Т_С 98,99 Т_С 98,99



НК₁ пк 17 + 73,51 ... пк 19 + 71,49

К_С 96,47 Д_С 1,51

КК₁ пк 19 + 69,98, КК₁ пк 19 + 69,98.