4.3. Проектирование проектной линии продольного профиля

Продольный профиль проектируют в виде плавной линии, состоящей из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок.

При проектировании продольного профиля стремятся обеспечить:

1) устойчивость земляного полотна и дорожной одежды в течение круглого года при изменениях температуры и погодных условий;

2) наименьшую стоимость строительства и эксплуатации дороги;

3) удобство и безопасность движения автомобилей и пассажиров;

4) наименьшую стоимость перевозки грузов и пассажиров.

Отметки проектной линии при проектировании и реконструкции автомобильных дорог общего пользования и городских дорог относятся к оси дороги.

В продольном профиле проектную линию наносят как по обертывающей (в насыпи – для равнинного рельефа), так и по секущей (как в насыпи, так и в выемке – для пересеченной местности). Во всех случаях проектирования нужно добиваться, по возможности, избегать устройства высоких насыпей и глубоких выемок, особенно для дорог низших технических категорий (IV,V).

Проектирование по обертывающей заключается в том, что проектную линию наносят, следуя очертанию поверхности земли, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов.

При проектировании по обертывающей отклонение проектной линии от рекомендуемой рабочей отметки допускают:

1. 
   в местах пересечения с железными дорогами в одном уровне, где, согласно требованиям [8], проектная линия должна пройти горизонтально на уровне головок рельса;
   
2. 
   в местах пересечения с автомобильной дорогой высшей категории (II-III) в одном уровне. Проектная линия пересекающей дороги должна быть проведена с продольным уклоном, равным поперечному уклону проезжей части пересекаемой дороги;
   
3. 
   на участках местности, изрезанной оврагами, ложбинами, небольшими возвышенностями;
   
4. 
   на подходах к искусственным сооружениям (мосты, трубы);
   
5. 
   при пересечении заболоченных и подтопляемых участков, где для предохранения земляного полотна от грунтовых и поверхностных вод проектируют более высокие насыпи.
   

Наиболее целесообразно проектировать по обертывающей в условиях равнинного и слабохолмистого рельефа местности. По возможности следует избегать в продольном профиле частых переломов проектной линии, т.е. не проектировать пилообразный профиль. Расстояние между переломами проектной линии продольного профиля называют

---

шагом проектирования.

В пересеченной местности плавность проектной линии обеспечивают выбором такого шага проектирования, который позволяет разместить тангенсы чередующихся вертикальных кривых с радиусами не менее установленных требованиями [8].

В условиях холмистого пересеченного рельефа проектная линия чаще наносится по секущей с примерным балансом грунта для смежных участков насыпей и выемок.

В процессе нанесения проектной линии по секущей решаются следующие частные задачи:

1) находят точки перехода из выемки в насыпь или, наоборот, место отметки 0,00 (рис.4.3), определяют как расстояние до ближайшего пикета (или плюсовой точки) на профиле и вычисляют по формуле

, (4.6)
где Х₀ – расстояние от начала ПК до точки "0", м; h_лев– рабочая отметка левая, м; h_пр – рабочая отметка правая, м; l– расстояние между h_левиh_пр, м.



Рис. 4.3. Схема к определению положения точки

перехода из выемки в насыпь
2) на продольном профиле от точки пересечения (место отметки 0,00) делают пунктирную сноску вниз до сетки продольного профиля. В конце сноски указывают расстояние от нее до ближайших пикетов (слева и справа);

3) для обеспечения водоотвода проектную линию в выемке наносят с уклоном не менее 5 ⁰/₀₀ (лучше – 10 ⁰/₀₀), проектирование горизонтальных участков в выемках не допускается, за исключением коротких выемок длиной до 100 м;

4) избегают резких переломов профиля от одних уклонов к другим;

5) не применяют кривые малого радиуса менее допустимых по СНиПу между длинными прямыми вставками или короткие прямые вставки между смежными кривыми большого протяжения;

6) избегают кривые малого радиуса в конце затяжных спусков;

7) избегают мелких выемок большого протяжения. Такие выемки обычно сырые и снегозаносимые.

Согласно [8], переломы в продольном профиле при алгебраической разности уклонов 5 ⁰/₀₀ и более на дорогах I и II категорий, 10 ⁰/₀₀ и более на дорогах III категории и 20 ⁰/₀₀ и более на дорогах IV и V категорий следует сопрягать кривыми. Уклоны на подъемах считаются со знаком «плюс», а на спусках – со знаком «минус». При одноименных уклонах проектной линии алгебраическая разность на спусках (рис.4.5,

---

а) и подъемах (рис.4.5, б) равна разности смежных уклонов: –i₁ – (– i₂) = + i₁ –(+ i₂). При разноименных уклонах алгебраическая разность их для вогнутых (рис. 4.5, в) и выпуклых (рис.4.5, г) кривых равна сумме смежных уклонов проектной линии – i₁ – (+ i₂) = + i₂ – (– i₁).



Рис.4.5. Вертикальные кривые

С целью повышения плавности движения радиусы вертикальных кривых нужно принимать по возможности наибольшими. Минимальные значения радиусов выпуклых и вогнутых вертикальных кривых для различных категорий дорог приведены в [8, табл. 10].

Элементы вертикальных кривых определяют по таблицам [12].

В настоящее время при проектировании проектной линии продольного профиля применяют два метода, которые заключаются в следующем:

1. 
   наносят сопрягающиеся прямые участки проектной линии и вписывают в их переломы вертикальные кривые. Затем вычисляют поправки к рабочим отметкам (метод тангенсов);
   
2. 
   наносят вертикальные кривые, сопрягающиеся друг с другом или имеющие прямые вставки; при этом сразу вычисляют отметки проектной линии (метод Антонова [12]).
   

Обычно считают, что метод тангенсов наиболее эффективен для равнинного и горного рельефов местности, а метод Н.М. Антонова наиболее удобен для пересеченного рельефа местности.
4.3.1. Последовательностьпостроения вертикальной кривой

методом тангенсов

1. На продольном профиле земли проводят ломаную проектную линию с рекомендуемой высотой насыпи (рис. 4.6).

2.Определяют уклоны проектной линии:



i= , (4.7)
где Н₂ – последующая отметка, м; Н₁ – предыдущая отметка, м;d – расстояние между Н₂и Н₁, м.



Рис.4.6. Проектирование вертикальной кривой
3. Определяют алгебраическую разность уклонов по формуле

i₁ – i₂, (4.8)
при этом необходимо учитывать знак уклона: (+ i) – при уклоне проектной линии на подъем, (– i) – при уклоне проектной линии на спуск.

4. Определяют отметки па пикетах и плюсовых точках по линии

равных уклонов по формуле

---

Н_пос = Н_пред ± i·d, (4.9)

где Н_пос – последующая отметка, м; Н_пред – предыдущая отметка, м; (+ ) – при уклоне проектной линии на подъем; (– ) – при уклоне проектной линии на спуск, i – уклон проектной линии (в тысячных); d – расстояние между Н_пос и Н_пред.

5. Назначают радиус вертикальной кривой в соответствии с требованиями [8] и определяют значения кривой (К) и тангенса (Т):

K = R(i₁– i₂); (4.10)

T = . (4.11)

6. Определяют положение начала и конца кривой. Для этого откладывают значение тангенса Т от вершины угла вправо и влево по направлению уклонов.

7. В пределах вертикальных кривых, вычисленные отметки п. 4 исправляются: на пикетах и плюсовых точках на величину

у = ± , (4.12)

где Х– расстояние от начала или конца вертикальной кривой до искомой точки, м, в середине кривой на величину биссектрисы Б, определяемой по формуле

Б = , (4.13)

где Б– биссектриса кривой, м, причем на выпуклых кривых со знаком «минус», а на вогнутых кривых со знаком «плюс».

На продольном профиле первоначальные проектные отметки берут в скобки, исправленные пишут рядом без скобок. Пример проектирования вертикальной кривой методом тангенсов представлен на рис. 4.6.

4.3.2. Основы нанесения проектной линии

по методу Н.М. Антонова
Проектная линия продольного профиля обычно представляется сопряженными между собой, в точках с одинаковыми продольными уклонами, параболическими кривыми и прямыми.

При проектировании проектной линии методом Н.М. Антонова [12] на вычерченный профиль местности (черный профиль) накладывают прозрачные шаблоны вертикальных кривых разных радиусов, выполненных в масштабах продольного профиля: M_гор = 1:5000, М_верт= 1:500 – в равнинной и пересеченной местности или М_гор = 1:2000, М_верт = 1:200 – в горной местности.

П

---

о периметру шаблона (рис.4.7) нанесены штрихи с указанием уклонов (в тысячных долях) наклонных прямых в местах касания с шаблоном.
Рис. 4.7. Образец шаблона для проектирования вертикальных кривых
На шаблонах имеются также горизонтальные и вертикальные линии для правильного их ориентирования при работе на миллиметровой бумаге.

Участки проектной линии в виде прямых удобно намечать с помощью треугольника уклонов (рис. 4.8), лучи которого имеют различные уклоны i, от 10 до 100 ⁰/₀₀.




Рис. 4.8. Треугольник уклонов


а)

б)

Рис. 4.9. Виды вертикальных кривых: а– выпуклая; б– вогнутая
П ри проектировании вертикальных кривых используют формулы сопряжения элементов проектной линии (рис. 4.10).


Рис. 4.10. Схема к определению элементов вертикальных кривых

1. Расстояние от вершины кривой до точки А с уклоном i_А:

l_А = R · i_А. (4.14)
2. Расстояние между точками кривой А и В, имеющими уклоны касательной в этих точках i_А и i_В:
l = l_А – l_В = R( i_A – i_В). (4.15)
3. Разница отметок точки С с уклоном i_С и вершиной кривой Н_С:
. (4.16)

Для вычисления проектных отметок в пределах вертикальных кривых пользуются таблицами Н.М. Антонова [12] или прил. 5, составленными по предлагаемым схемам (рис. 4.11). В расчетной схеме № 1 за начальную точку принято начало вертикальной кривой НК (слева по ходу), и все расстояния l_i и превышенияh_i определяются по отношению к этой точке. Этой схемой обычно пользуются при последовательном проектировании слева направо.

а) б)

Схема № 1 Схема № 2

Рис.4.11. Схемы вычисления проектных отметок в пределах вертикальных кривых

В расчетной схеме № 2 за начало принята вершина вертикальной кривой 0, а все расстояния l_iи превышения h_i

---

Смотрите также файлы

• Работа определение соотношения двух сигнальных систем действительности.doc

• Мастер класс Толстенёвой С. Б., учителя начальных классов м оу сош имени Г. И. Марчука р п. Духовницкое Саратовской области.ppt

• 1 задание средства связи, необходимые для выполнения 1 задания.docx

• Урок 22. В. В. Маяковский. Необычайное приключение, бывшее с Владимиром Маяковским летом на даче. Хорошее отношение к лошадям.docx

• Наводнения.docx