книги / Разбивочные работы. Камеральное трассирование и проектирование автодороги IV категории

дает с пикетом, то его отмечают на трассе плюсовой точкой, присваивают пикетажное значение (например, ПК6+30,0 м) и интерполированием определяют высоту.

Высоты пикетов, главных точек кривых и плюсовых точек заносят в ведомость высот, форма которой дана в табл. 7.

По пикетажу и отметкам строят продольный профиль трассы. Затем, руководствуясь техническими параметрами и рядом правил, выполняют проектирование дороги.

Рис. 37. Общий вид дорожной трассы с пикетажем и кривыми

41

Построение продольного профиля трассы

9)Продольный профиль трассы – вертикальный разрез местности по оси трассы проектируемого сооружения. Это один из основных графических документов трассирования. Общий вид фрагмента продольного профиля трассы дороги, заимствованный из практикума [4], в цветном исполнении представлен в приложении к настоящим методическим указаниям (см. приложение).

В настоящее время проектирование трасс, составление продольных и поперечных профилей выполняют при помощи специализированного программного обеспечения, используемого в проектных и изыскательских организациях. Однако для понимания работы этих программ целесообразно освоить процессы проектирования и составления продольного профиля в «ручном» режиме, без использования средств автоматизации.

Приведем некоторые рекомендации по построению продольного профиля.

В соответствии с заданием на лабораторную работу продольный профиль нужно построить в масштабах: горизонтальном – 1:10 000, вертикальном 1:1000. Для составления следует использовать лист миллиметровой бумаги формата А2 или лист размером 400×600 мм. Разметку листа и предварительные построения целесообразно делать карандашом. В чистовом варианте изображение обводят цветной тушью или цветными авторучками, выдерживая следующие цвета: все реальное – черным, все проектное – красным, все, касающееся точек нулевых работ, – синим.

10)Наименование, число, ширина и порядок расположения строк профильной сетки на разных типах сооружений несколько отличаются. Для построения продольного профиля запроектированного участка трассы автомобильной дороги IV категории можно взять за основу профильную сетку, отображенную на фрагменте продольного профиля в приложении (см. приложение).

Длину профиля легко установить по номеру последнего пикета, а высоту – по разности наибольшей и наименьшей отметок.

42

Начало отсчета высот на профиле (высоту условного горизонта) следует назначить кратной 10 м так, чтобы самая низкая точка профиля была выше верхней строки профильной сетки на 2–3 см. Условный горизонт для фрагмента профиля, показанного в приложении, задан равным 20 м.

Ширину каждой строки профильной сетки выбирают такой, чтобы можно было в ней свободно поместить требуемую информацию: элементы ситуации, реальные и проектные данные (высоты, уклоны, элементы кривых).

11)Ситуацию, в соответствующей строке профильной сетки, следует показать в полосе шириной по 100 м с каждой стороны от оси трассы. Для отображения элементов ситуации используют стандартные условные знаки и цвета, применяемые на картах масштаба 1:10 000. Ось трассы, как и все проектные элементы профиля, показывают красным цветом. На оси трассы в соответствии с заданным горизонтальным масштабом отмечают вершины углов поворота. Направления поворотов показывают красными стрелками в соответствии с реальными углами и направлениями поворота трассы. В этой строке важны следующие элементы: существующие железные и автомобильные дороги, места переходов через препятствия (реки), участки леса, элементы застройки, заболоченные и скалистые участки, овраги.

12)В строках «Отметки земли», «Расстояния», «Пикетаж» заносят информацию из ведомости высот точек запроектированной трассы (см. табл. 7). Это пикеты, плюсовые точки, главные точки кривых. Расстояния откладывают в заданном горизонтальном масштабе. Это удобно делать, пользуясь сеткой миллиметровой бумаги. Информацию для всех точек земли показывают черным цветом.

Для наглядности и простоты отложения высот от верхней линии сетки профиля (линии условного горизонта) проводят вертикальную линию, отмечают и подписывают на ней кратные 10 м значения условных высот с учетом вертикального масштаба.

От линии условного горизонта в вертикальном масштабе 1:1000 откладывают разности отметок фактической (земли) и ус-

43

ловного горизонта. Таким образом, над каждым пикетом и плюсовой точкой профиля находят положение этих точек на разрезе в верхней части листа, над графой «Ситуация» профильной сетки. Полученные соседние точки соединяют между собой прямыми линиями. В результате получают ломаную линию. Это «черный профиль», который и представляет собой изображение вертикального разреза по оси запроектированной трассы.

13)В строке «План пути» следует по пикетажу определить положение начала и конца кривых, показать направление кривых (поворот налево – кривая выпуклостью вниз, поворот направо – выпуклостью вверх). Внутри кривых выписывают угол поворота θ и радиус кривой R. На прямых участках трассы нужно обозначить длину прямой и азимут. Азимут наиболее длинной стороны трассы, как правило, измеряют по карте графически геодезическим транспортиром. Азимуты других сторон принято вычислять от азимута измеренной стороны по измеренным углам поворота трассы. Часто азимуты записывают в виде четверти и румба (острого угла) соответствующей четверти. Вся информация является проектной и заносится в строку красным цветом.

14)В строке «Километраж» показывают соответствующим условным знаком (красная вертикальная черта и наполовину окрашенный красным цветом кружок) целые километры. Номера километров подписывают.

Проектирование земляного полотна на продольном профиле. Вычисление уклонов и проектных отметок

15) При проектировании земляного полотна необходимо придерживаться следующих требований и правил:

Объем земляных работ при постройке сооружения должен быть минимальным при условии баланса земляных работ, т.е. объемы работ по насыпям и выемкам должны быть примерно равны.

Проектные уклоны не должны превышать заданного допуска (ίпр = 0,060 = 60 ‰). Их задают с округлением до 0,001.

44

Алгебраическая разность уклонов (i2 – i1) смежных участков профиля не должна превышать заданного предельного уклона ίпр = 0,060. Для этого проектная линия от подъема к спуску и, наоборот, от спуска к подъему должна по возможности проходить через горизонтальный участок, длиной не менее 200 м.

Для упрощения расчетов при построении проектной линии рекомендуем совмещать ее точки перегиба с пикетами или плюсовыми точками.

Проектируемые элементы продольного профиля с однообразным уклоном должны быть максимально длинными, но при этом не должно возникать значительных выемок и насыпей (минимальная длина элемента профиля 200 м).

Желательно, чтобы переломы профиля не совпадали с плановыми кривыми.

Если трасса дороги на значительном протяжении проходит по местности с уклонами, близкими к нулю (на равнине), то земляное полотно на таких участках следует приподнять на 1–1,5 м над уровнем земли.

На участках пересечения трассы с водотоками следует проектировать трубы, диаметром 0,5–1 м или мостовые переходы, которые располагают выше уреза воды на 5–8 м.

Мостовые переходы через средние и большие реки должны располагаться на прямых (в плане) и на горизонтальных (в профиле) площадках.

Длины прямых и кривых участков дороги в плане, как правило, не должны различаться между собой более чем в 2–3 раза. Не рекомендуем применять короткие кривые в плане, расположенные между длинными прямыми участками трассы, и короткие прямые вставки между кривыми.

16) Начинать проектирование надо от мест с заданными высотами. Это могут быть начало или конец трассы, участки мостовых переходов, пересечения с крупными транспортными магистралями. Используя построенную линию профиля земли, можно прибли-

45

женно, лучше сначала в карандаше, наметить первый участок проектной линии, по возможности приближая ее к поверхности земли.

17) Уклоны i участков, длиной d, вычисляют по известной формуле i hd , с округлением до 0,001. Для вычисления превы-

шения h HK HH высоты начала НН и конца НК участка с одно-

родным уклоном выбирают из строки отметок земли, а если они не известны, то определяют графически по профилю.

Если уклон оказывается больше предельного, то участок перепроектируют. Если уклон в допуске, то его выражают в тысячных долях (т.е. ‰) и вместе с расстоянием, выраженным в метрах, заносят красным цветом в соответствующей строке профильной сетки. Знак уклона не ставят, но изображают схематично графически в виде наклонной линии, иллюстрирующей подъем или спуск данного участка (см. приложение).

18) По принятым значениям уклона (с учетом знака) и расстояниям вычисляют (с округлением до 0,01 м) высоты точек «красного профиля» соответствующего участка. Проектные (красные) отметки HКр пикетов и любых других точек в пределах участка с одним значением уклона i рассчитывают по формуле

где HН – высота начальной точки участка, известная или полученная графически; d – расстояние от начальной точки участка до данной точки профиля.

19) Аналогично действуют и на последующих участках трассы, причем по возможности избегают затяжных подъемов и спусков с предельными уклонами. Проектируемые участки с однообразным уклоном не должны быть менее 200 м. Оптимальный вари-

ант 600–1000 м.

Проектирование вертикальных круговых кривых

20) Для улучшения видимости и более плавного сопряжения смежных участков профиля на автомобильных дорогах проектируют вертикальные круговые кривые. Вертикальные кривые проектируют

46

только на тех переломах проектного профиля, где величина биссектрисы вертикальной кривой оказывается более 10 см. Основные элементы вертикальных круговых кривых показаны на рис. 38.

Рис. 38. Основные элементы вертикальных круговых кривых

21) Элементы вертикальных круговых кривых (кривую К, тангенс Т, биссектрису Б) выбирают из специальных таблиц для разбивки кривых на автомобильных дорогах [3] по аргументам: по проектному радиусу вертикальной кривой R; разности уклонов i смежных участков проектной линии, i =(i1 – i2). Порядок использования таблиц детально описан в пояснениях к таблицам [3] и здесь подробно не рассматривается. При отсутствии таблиц можно воспользоваться следующими приближенными формулами [4]:

В формулах (6) индекс ВК приписан в обозначениях элементов К, Т и Б, чтобы подчеркнуть, что речь идет об элементах именно вертикальных кривых.

На автодорогах IV категории проектный радиус выпуклых вертикальных круговых кривых должен быть не менее 5000 м, вогнутых – не менее 2000 м. Для кривых радиусом до 10 000 м включительно радиусы задают кратными 1000 м, а в диапазоне от 10 000 до 25 000 м – кратными 5000 м. Для радиусов вертикальных кри-

47

вых, выбранных с учетом данной рекомендации, в таблицах для разбивки кривых на автомобильных дорогах [3] приведены данные для детальной разбивки. Значения ординат Y приведены для абсцисс X, кратных 1 м расстояния (см. рис. 38).

Рассчитанные элементы вертикальных кривых заносят в таблицу, форма которой приведена в пункте «Сдаче подлежат» данной лабораторной работы (см. табл. 8).

На продольном профиле элементы вертикальных кривых указывают в строке «Земляное полотно» (см. рис. в приложении). От вершины угла (перелом проектной линии) в обе стороны откладывают в масштабе профиля величину тангенса Т, отчерчивают этот участок вертикальными линиями, обозначают в полученных точках начало и конец вертикальной кривой. Внутри участка схематично показывают вид кривой (выпуклая или вогнутая), выписывают элементы вертикальной кривой R, К, Т, Б, а также расстояния до ближайших заднего и переднего пикетов (рис. 39). При отсутствии достаточного места все элементы вертикальных кривых помещают в таблице (см. табл. 8), а в строке профиля приводят Т, Б и расстояния до ближайших заднего и переднего пикетов.

Рис. 39. Схема оформления вертикальных кривых

Для начала и конца вертикальной кривой по проектным уклонам и расстояниям примыкающих участков находят проектные отметки. Отметку середины кривой можно найти, в зависимости от вида кривой, прибавляя (для вогнутой) или вычитая (для выпуклой) величину биссектрисы Б из ранее записанной проектной отметки точки перелома профиля.

22) Проектные отметки должны быть вычислены не только на обозначенных переломах проектного профиля, но и на всех пикетах и плюсовых точках.

48

Отметки пикетов, которые попадают на вертикальные кривые и не совпадают с ее серединой, вычисляют от ближайшей из точек начала или конца соответствующей вертикальной круговой кривой. Величину ординаты Y (по аналогии с биссектрисой Б) для этой точки можно выбрать из таблиц для разбивки кривых на автомобильных дорогах [3] или рассчитать по формуле:

где X и Y – абсцисса и ордината в соответствии с рис. 38; R – заданный ранее радиус вертикальной круговой кривой.

Отметку пикета на кривой можно найти в зависимости от вида кривой, прибавляя (для вогнутой) или вычитая (для выпуклой) величину ординаты Y из ранее записанной проектной отметки соответствующего пикета.

Проектирование вертикальных кривых приводит к изменению ранее записанных на профиле расстояний. Поэтому они должны быть исправлены на величины тангенсов Т.

23) Разность проектных отметок и отметок земли называется рабочей отметкой. Рабочие отметки вычисляют и выписывают около линии проектного профиля красным цветом: в насыпях выше проектной линии, в выемках – ниже (см. рис. приложения).

Определение положения точек нулевых работ

24) Точки перехода проектной линии из выемки в насыпь или наоборот называют точками нулевых работ. В соответствии с заданием на лабораторную работу каждому студенту нужно определить положение 3 точек нулевых работ.

Определить положение точки нулевых работ от ближайших пикетов можно по известным формулам [4]:

где H1 и H2 – рабочие отметки; s и S – расстояния в соответствии с рис. 40.

49