Профиль дорожной трассы

Для вычисления отметок  промежуточных точек первоначально  определяется горизонт прибора на тех станциях, где есть промежуточные точки.

Горизонт прибора, или  высота горизонта прибора, Н_ГП –это высота горизонтального визирного луча над принятой уровенной поверхностью. Его находят по формуле

 

Н_ГП= Н_а + а_ч,          (2.10)

 

где Н_а- отметка задней связующей точки на данной станции;

а_ч – отсчет по черной стороне задней рейки.

Отметка горизонта прибора  записывается в графу 10, в строку, соответствующую задней точке.

Отметка промежуточной  точки Н_с находится по формуле

Н_с= Н_ГП-с,                                                                                         (2.11) 

где с-отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке.

           На одной станции может быть несколько промежуточных точек. В этом случае их отметки находятся по формуле (2.11), используя одно и то же значение горизонта прибора.

 

             Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги.

Вычисление проектных  и рабочих отметок.

Нанесение проектной  линии является задачей специального курса по проектированию лесовозных дорог. Поэтому в данной курсовой работе рассматриваются только те положения, которые определяют геометрическую сторону проектирования. В связи с этим проектную линию лесовозной дороги следует наносить, руководствуясь следующими требованиями:

1.Руководящий (максимальный) уклон i_p принимается равным ±0,030.

2. Проектные уклоны должны быть округлены до 0,001.

3. Шаг проектирования (минимально допустимое расстояние между переломами проектной линии) равен 100 м.

4. Следует стремиться проектировать дорогу в насыпи (наносить проектную линию выше фактической поверхности земли) высотой 0,8-1,0 М. Если уклон фактической поверхности земли превышает руководящий, допускается проектировать выемку.

5. Высота насыпи и глубина выемки (рабочая отметка) не должны превышать 2,00 м. В некоторых случаях максимальная рабочая отметка может оговариваться особо.

6. Если алгебраическая разность уклонов смежных участков по абсолютной величине превышает 0,020 , необходимо запроектировать вертикальные кривые.

7. Проектная отметка начала трассы (Н_ПК0) может быть или указана в выдаваемом журнале нивелирования, или вычислена прибавлением к отметке земли следующих значений g, взятом по варианту.

Нанесение проектной  линии выполняется, как правило, с нескольких попыток. Часто возникает необходимость корректировать уже. Казалось бы, готовые участки трассы. Поэтому предварительно проектирование следует вести карандашом. Окончательное оформление выполняется после проверки правильности построения профиля.

Проектирование выполняется последовательно, переходя от участка к участку. Первоначально на профиле в выбранном вертикальном масштабе отмечается точка ПК0. Затем, в соответствии с характером рельефа местности, выбирается первая точка перегиба трассы. Отметив ее карандашом на профиле и соединив с ПК0, получается первый участок трассы.

Далее необходимо вычислить  уклон  i (тангенс угла наклона проектной линии) по формуле

,         (2.12)

где Н_нач- проектная отметка начальной точки участка, м;

Н_кон- проектная отметка конечной точки участка, м;

d- горизонтальное расстояние между точками, м.

Для первого участка Н_нач равна проектной отметке на ПК0, для всех остальных участков - проектной отметке конечной точки предыдущего участка.

Отметка Н_кон (конечной точки участка) предварительно определяется на профиле графически с точностью 0,5 мм в масштабе профиля. При вертикальном масштабе 1:500 эта величина составит 0,25 м. Если точка перегиба проектной линии выбрана так, что графически она совпадает с точкой реальной поверхности земли, то для вычисления уклона в качестве Н_кон берут отметку точки земли.

Все величины в формуле ( 2.12) должны быть выражены в одних и тех же единицах, поскольку уклон- величина безразмерная. Значение уклона может быть как положительным, так и отрицательным.

Если уклон участка  превышает руководящий, необходимо изменить положение точки перегиба трассы, сделав проектную линию более пологой.

Т.к. первого участка  не превышает руководящий, его значение округляется до целых тысячных и  заново вычисляется проектная отметка конечной точки первого участка,

 Н_кон= Н_нач+ i d,         (2.13)

 

которая будет несколько  отличаться от первоначально принятой за счет округления значения уклона.

Затем вычисляются отметки  всех остальных точек участка (пикетов  и плюсовок) также по формуле ( 2.13), изменяя лишь расстояния между ними.

Вычисленные отметки  записываются в графу «Отметка оси  проезжей части».

После вычисления точек  участка вычисляются рабочие  отметки.

Рабочая отметка h представляет собой разность проектной отметки Н_пр и отметки фактической поверхности земли Н_зем в данной точке, т.е.

 

h= Н_пр- Н_зем.           (2.14)

 

Рабочие отметки вычисляются  на всех пикетах и плюсовых точках.

                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        Расчет горизонтальных круговых кривых.

 

 На углах поворота трасс  автомобильных дорог производятся  вставки кривых и пересчет  по ним пикетажа. В качестве таких кривых обычно применяются дуги окружностей больших радиусов. Точки начала (НК), середины (СК) и конца (КК) кривой называются главными точками кривой (рис. 2.1).

Основными элементами круговых кривых являются: угол поворота Θ (угол отклонения трассы от предыдущего направления), определяемый на местности; радиус кривой R, назначаемый в зависимости от условий местности и категории трассы; отрезок от НК до вершины угла ВУ поворота трассы или от ВУ до КК, называемый тангенсом Т; длина кривой К, длина отрезка от ВУ до СК, называемая биссектрисой Б; домер Д.

Элементы кривых вычисляются по аргументам Θ и К при помощи выражений:

К=π RΘ/180⁰  ,     

Т=R tg (Θ/2),   

,            (2.15)

  Д=2Т-К      

По данным формулам составлены таблицы в работе [1].

Используя таблицы [1] ,находятся  элементы кривой. Полученные значения (для всех кривых) заносятся в  графы 1-9 ведомости прямых и кривых.

Перед дальнейшими вычислениями проверяется соблюдение равенства 2Т-К=Д. Допустимое расхождение из-за влияния округления ±0,02 м.

Пикетажные обозначения  главных точек кривых находятся из выражений:

 

ПК НК = ПК ВУ - Т    

ПК КК = ПК НК + К                        (2.16)

ПК СК = ПК НК + К/2,

где ПК ВУ – пикетажное обозначение вершины углы поворота.

 

Контрольными являются формулы:

ПК КК = ПК ВУ + Т - Д ,            (2.17)

ПК СК = ПК КК – К/2.

Для остальных кривых вычисления аналогичны приведенным выше.

 

 Вычисление азимутов прямых вставок и расстояний между вершинами углов.

1. В графы 10 и 11 ведомости прямых и кривых заносятся пикетажные обозначения начала и конца кривых.

2. по заданному азимуту А₁ начального направления трассы и углам поворота                                                                                                                                                                                                                   

            (2.18)

или

где A_i -.азимут предыдущего прямого участка трассы;

A_i+1- азимут последующего прямого участка трассы.

Затем азимуты по известным  формулам переводят в румбы.

Азимуты и румбы прямых участков трассы заносят в графы 14 и 15.

3. Расстояние между вершинами углов (графа 12 ведомости) вычисляют по формуле

  ВУ_i + Д,                             (2.19)

 

где ПК ВУ_{i+ 1}- пикетажное обозначение данной вершины угла;

ПК ВУ_i - пикетажное обозначение предыдущей вершины угла;

Д_i  - домер, относящийся, к предыдущей вершине угла.

Длина отрезка от ПКО  до ВУ1' равна пикетажному обозначению

первой вершины угла.

 

 

 

 

                          

 

                         Оформление   прямых   и   кривых на   профиле

 

           В графе «Прямая и кривая В плане» отмечаю точки начала и конца кривых. От этих точек провожу сплошными основными линиями ординаты вверх до линии пикетов. Слева от ординаты записываю расстояние до предыдущего пикета. От начала до конца кривых провожу условные дуги. Дуга, обращенная выпуклостью вверх, означает поворот трассы вправо; при левом повороте дуга обращена выпуклостью вниз. Под дугами выписываю элементы кривых - 6, R,  Т, К.

Отрезки прямых линий  между концами предшествующих кривых и началами последующих кривых называются прямыми вставками. Над серединой каждой прямой вставки записываю её длину, а под прямой вставкой — румб.

 

 

                           Расчет и нанесение на профиль проектной линии

 

                                          Построение   проектной   линии

             Линию проектного профиля автомобильной дороги строю на продольном профиле местности, руководствуясь техническими условиями на проектирование и строительство соответствующих дорог, в которых указаны предельный уклон дороги и другие обязательные условия проектирования. В данных методических указаниях рассматривается лишь геометрическая сторона вопроса, то есть все расчёты относятся к оси дороги.

В учебных целях надо построить проектную линию автомобильной дороги, руководствуясь следующими требованиями:

1)  объёмы насыпей и выемок должны быть минимальными и примерно равными;

2)  руководящий (предельный) уклон равен i_p=± 0,025;

3)  шаг проектирования (минимальное допустимое расстояние между точками перелома проектной линии) составляет 100 м;

4) значения проектных уклонов должны быть округлены до 0,001;

5) рабочая отметка h_p не должна превышать ± 3,00 м.

6)  обязательно запроектировать не менее одного горизонтального участка.

          Построение проектной линии начинаю с наиболее удобных и как правило, протяженных участков будущей дороги - таких, где проектная карандашная линия фактически будет совпадать с линией земли. Затем карандашом намечаю остальные участки будущей дороги, не забывая о соблюдении пунктов 1, 2 и 5 требований к проектированию. В связи с  этим для предварительного нанесения проектной линии можно рекомендовать:

а) при руководящем уклоне i_p = ± 0,025 превышение h между двумя соседними пикетами составляет

h = i_pd=t 0,025-100 = ± 2,50м.

В вертикальном масштабе 1:500 эта величина на профиле составят 1 2,50 : 500 = i 0,005 м = ± 5 мм. Следовательно, крутизна проектной линии должна быть такой, чтобы на расстоянии 100 м (2 см на профиле в горизонтальном масштабе 1:5000) разность отметок графически не превышала 5 мм. Если уклон участка превышает руководящий, то необходимо изменить положение точки перегиба трассы, сделав проектную линию более пологой;

б) рабочая отметка (высота насыпи или глубина выемки) не должна быть больше ± 3,00 м, что в вертикальном масштабе профиля составляет ± 6 мм. Поэтому проектную линию следует наносить так, чтобы в любой точке трассы вертикальное расстояние между проектной линией и поверхностью земли было меньше 6 мм. С учётом же графических погрешностей при проведении линии земли и проектной линии - меньше 5 мм.

          Расчёт проектной линии выполняю  последовательно, переходя от  участка к участку. Сначала  определяю уклон i проектной линии на данном участке будущей дороги по формуле

 

                                                            i=

H_к,   - отметка конечной точки проектируемого участка, м;

 H_н - отметка начальной точки проектируемого участка, м;

d      - длина проектируемого участка, м.

         Для расчёта уклонов отметки H_к часто определяют графически с точностью 0,5 мм, что в вертикальном масштабе 1:500 составит 0,25 м. Если точка перегиба проектной линии выбрана так, что она графически совпадает с поверхностью земли, то для вычисления уклона в качестве предварительной H_к  берут отметку земли.

         Для первого участка начальную проектную отметку в точке ПКО можно взять равной отметке земли или определить её графически. Для всех остальных участков начальная проектная отметка равна вычисленной проектной отметке конечной точки предыдущего участка.

         Если перелом проектной линии  не совпадает с имеющейся на  профиле пикетной или плюсовой точкой, то сначала надо определить пикетажное обозначение точки перелома, отсчитав расстояние от предыдущего пикета с точностью до 5 м (1 мм соответствует 5 м). В графе «Уклон/Расстояние» провожу вертикальную линию и слева от нее пишут найденное расстояние от предыдущего пикета. Отметку земли H₃ в точке перелома проектной линии нахожу по формулам

 

              H₃=Н_лев +        или       H₃ =H_пр + ,

 

где          d    - расстояние между левой и правой точками перелома профиля земли, между которыми находится намеченная проектировщиком точка перелома  проектной линии, м;

       Н_лев, H_пр - отметки земли в левой и правой точках перелома профиля земли, м;

       d_лев,  d_np - расстояние от точки перелома проектной линии до левой и правой

                        точек перелома профиля земли,  м

          На следующем этапе расчётов  сначала надо вычислить отметки точек перелома проектной линии, а затем расположенных между переломами пикетов и плюсовых точек, используя округлённые значения уклонов отдельных участков проектной линии: