Назначение конструктивных точек при проектировании продольного профиля

К контрольным (фиксированным) точкам проектной линии относятся:

· начальная и конечная точки трассы;

· отметки водопропускных труб;

· отметки на пересечениях с существующими автомобильными и железными дорогами, линиями электропередачи (ЛЭП), линиями связи (ЛС), трубопроводами и кабелями различного назначения;

· отметки проезжей части мостов.

1. Контрольная отметка над водопропускными трубами определяется исходя из условия:

где H_п.ч.- минимальная отметка проезжей части над трубой, м;

H_л – отметка входного лотка трубы, м;

D_m – диаметр отверстия трубы, м;

h_ст – толщина стенки звена трубы, м;

0, 5 – необходимая величина засыпки над трубой от её верха до низа дорожной одежды, м;

h_до – толщина дорожной одежды, м.

2. При пересечении трассой линии электропередачи (ЛЭП) и линии связи (ЛС) контрольную отметку назначаем из условия:

где Н_п.ч. – максимальная отметка проезжей части под ЛЭП (ЛС), м;

Н_пров – отметка низа провода, м;

h_норм - минимальное возвышение проводов над дорогой, м;

В нашем случае для ЛЭП напряжением 500 кВ:

Для ЛС:

Результаты назначения контрольных точек приведены в таблицах 5.4.1 и 5.4.2

Таблица 5.4.1 – Контрольные точки для 1 варианта трассы

ПК+	Расчет контрольной точки	, м	, м	Примечание
0+00	-	176, 25		Начало трассы
1+00				Водопропускная труба d=1, 0 м
7+30				Пересечение с ЛС
14+70				Пересечение с ЛЭП 500 кВт
15+00				Водопропускная труба d=1, 0 м
22+49				Водопропускная труба d=1, 0 м
28+62	-	194, 00		Конец трассы

Таблица 5.4.2 – Контрольные точки для 2 варианта трассы

ПК+	Расчет контрольной точки	, м	, м	Примечание
0+00	-	176, 25		Начало трассы
1+20				Водопропускная труба d=1, 0 м
7+00				Водопропускная труба d=1, 0 м
12+35				Пересечение с ЛС
14+00				Водопропускная труба d=1, 0 м
14+85				Пересечение с ЛЭП 500 кВт
17+90				Водопропускная труба d=1, 0 м
23+00				Водопропускная труба d=1, 0 м
26+55	-	194, 00		Конец трассы

5.5 Назначение и расчет проектной линии

При проектировании дороги необходимо предусмотреть продольные уклоны на ней не превышающие допускаемые, возвышение ее поверхности над источниками увлажнения (грунтовыми водами и местами застоя поверхностных вод), необходимое для создания благоприятного водно-теплового режима грунтового основания, а также возвышение земляного полотна над уровнем снегового покрова, обеспечивающее незаносимость дороги снегом.

Установление положения поверхности дороги в продольном профиле по отношению к поверхности земли называют проектированием продольного профиля или нанесением проектной линии.

При нанесении проектной линии необходимо обеспечить:

- плавность продольного профиля, допустимый продольный уклон, достаточную видимость, позволяющие автомобилям развивать высокие скорости;

- отсутствие пилообразности проектной линии;

- отвод воды от земляного полотна;

- прохождение дороги через контрольные точки;

Существует два способа нанесения проектной линии: по обертывающей и по секущей. Первый способ подходит для строительства автомобильных дорог низких категорий в условиях равнинной местности на неблагоприятных грунтах, так как позволяет обходиться без устройства глубоких выемок. Второй способ применяется для проектирования дорог высоких категорий, а также в условия холмистой и горной местности при благоприятных грунтово-геологических условиях.

В данном курсовом проекте используем комбинацию этих способов. Нанесение проектной линии на профиль выполняем в следующей последовательности:

1) Продольный профиль разбиваем с помощью эскизной линии сообразно переломам линии поверхности земли.

Намечаем положение проектной линии в начале участка, придерживаясь руководящей рабочей отметки и контрольных точек, так чтобы значения уклонов прямых и радиусы вертикальных кривых не превышали допустимых значений.

Если в начале участка проектируют прямую, то необходимо определить ее уклон по формуле

где H₁, H₂ – отметки в начале и конце линии, м;

l – длина линии, м;

i – уклон линии, ‰.

Отметки проектной линии в данном случае определяются по формуле:

где H₂ – отметка искомой точки, м;

H₁ – отметка исходной точки на прямой, м;

i - уклон линии, ‰;

l – расстояние между точками 1 и 2, м;

Визуально определяют точку конца прямой (или вертикальной кривой) и начала следующего элемента (прямой или другой сопрягаемой вертикальной кривой).

Аналитически определяют отметку и длину вертикальной кривой в таком порядке.

Определяют превышение вершины кривой (точку, где уклон касательной к кривой равен нулю) над началом кривой и расстояние от начала кривой до ее вершины по формулам:

где h - превышение вершины кривой над точкой кривой, отметка которой известна м (Знак «+» - рассматривается восходящая ветвь, «-» - нисходящая);

i - уклон линии в точке касания, в долях единицы;

R - радиусвертикальной кривой, м;

L - расстояние от вершины кривой до точки на кривой с уклоном касательной i, м.

Величину превышения, а также расстояние от вершины кривой до искомой точки можно определить также по специальным таблицам.

Зная отметку начала кривой и превышение вершины, определяют отметку вершины кривой:

где Н_н.к. – отметка начала кривой, м;

h – превышение, м.

Зная отметку вершины кривой, определяют отметку любой точки в пределах кривой:

где l – расстояние от вершины кривой до искомой точки, м.

Знак «+» принимается для вогнутых кривых, «-» - выпуклых.

Величина является превышением вершины кривой.

Отметку конца вертикальной кривой и расстояние до вершины определяют аналогично. Положение следующего элемента проектной линии находят по ранее определенной отметке конца вертикальной кривой и уклону касательной в этой точке.

Для выбора радиусов вертикальных кривых и предварительной оценки положения проектной линии относительно поверхности земли при заданном радиусе вертикальной кривой удобно пользоваться шаблонами параболических кривых различных радиусов.

Расчет проектной линии рассмотрим на примере I варианта трассы.

Нанесение проектной линии начнем с начала трассы (ПК0+00, 00). В начале трассы начнем проектирование с помощью прямой. Задав ей уклон равный 15‰ на участке равному 265 метров. Определяем отметку конца прямого участка.

Далее проектируем прямой участок под уклоном 20‰ с ПК 2+65, 00 до ПК 7+25, 00. Но для ее проектирования необходимо высчитать перелом проектной линии.

Следовательно, можно использовать проектную прямую под уклоном 20‰ для продолжения проектирования трассы. Определим отметку конца этой прямой.

Для продолжения проектной линии используем шаблоны параболических кривых различного радиуса. Воспользуемся выпуклой кривой радиуса 15000 метров. Уклон кривой от 20‰ до 0‰. Зная начальный уклон, определим, на каком расстоянии находится вершина кривой и превышение вершины над начальной точкой.

Зная отметку начала кривой с уклоном 20 ‰ и превышение точки кривой с уклоном 0 ‰, определяем отметку этой точки:

где Н₁ – отметка начала кривой;

Н₂ – отметка конца кривой.

Зная отметку вершины кривой, определяем отметку любой точки в пределах кривой:

Далее проектируем вогнутую кривую с R = 40000 м. Отметка начала участка нам известна (192, 42 м) Начальный уклон также известен (0 ‰). Данный участок проектируем до уклона 10‰. Определяем превышение и расстояние от начала кривой с уклоном 0‰. до конца кривой с уклоном 10‰:

Зная отметку вершины кривой и превышение вершины над концом кривой, определяем отметку конца кривой:

Зная отметку вершины кривой, определяют отметку любой точки, а пределах кривой.

Остальные участки проектной линии рассчитываются аналогично.

Проектную линию дороги нужно прокладывать так, чтобы строительные и эксплуатационные расходы были минимальными, к минимуму должна сводиться глубина и длина выемок, так как грунтовые воды в районе проектирования, находящиеся на небольшой глубине от поверхности земли, будут оказывать вредное влияние на земляное полотно. В выемках также необходимо обеспечить отвод воды от дороги, что зачастую сопряжено с увеличением объема работ.

· Методика расчета первого варианта трассы

Проектная линия проектируется с использованием шаблонов параболических кривых различных радиусов, таблиц по проектированию и разбивки вертикальных кривых на а/д и с помощью метода сопряжения прямых.

Перед нанесением проектной линии наносятся контрольные фиксированные точки. При проектировании «красной линии» с помощью шаблонов необходимо чтобы соблюдались следующие условия:

- радиусы выпуклых кривых должны быть больше 10000 метров, вогнутых- 3000 метров, - продольный уклон должен быть меньше 50‰..

При использовании метода сопряжения прямых необходимо чтобы алгебраическая разность уклонов была меньше 10‰.

· Методика расчета второго варианта трассы

Проектирование продольного профиля по второму варианту осуществ­ляем с помощью автоматизированного комплекса по проектированию автомо­бильных дорог " CREDO". Результаты расчета представлены в приложении Е.

6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ