Проектная линия продольного профиля
По данным таблицы 4.4 построен продольный профиль поверхности земли по оси трассы, который приведён в приложении Б. В пониженных местах продольного профиля на ПК 6, ПК 15, ПК 25, ПК 30, ПК 37 для обеспечения водоотвода конструктивно назначены круглые железобетонные водопропускные трубы диаметром 1.5 м.
Ломаная линия продольного профиля на участке ПК0+00 …ПК 6 проложена с уклоном +1‰(подъем). На участке с ПК 6 до ПК19 ломаная линия проложена с уклоном +16‰(подъём). На участке ПК19 до ПК30 ломаная линия проложена с уклоном –10‰ (спуск). На участке с ПК30 по ПК37 уклон –6‰ (спуск). На участке с ПК37 до ПК41 уклон +24‰(подъем)
Рабочая отметка у водопропускных труб выдержана, так как они больше руководящей рабочей отметки на трубах равной 2.25.
В перелом продольного профиля на ПК 6 вертикальная кривая не вписана, така как алгебраическая разность продольных уклонов составляет 1‰, что меньше 10‰, и для 3-й категории вертикальные кривые не требуются.
В перелом на ПК 19 вписана вогнутая вертикальная кривая радиуса 10000м.
В перелом продольного профиля на ПК30 вертикальная кривая не вписана, така как алгебраическая разность продольных уклонов составляет 6‰, что меньше 10‰, и для 3-й категории вертикальные кривые не требуются.
В перелом продольного профиля на ПК37 вписана вогнутая вертикальная кривая радиуса 12500м.
Определение отметок по ломаной линии продольного профиля
На ПК 0 + 00 отметка по ломаной линии продольного профиля принята 178,686 м. Первый участок ломаной линии имеет положительный продольный уклон +1 ‰ (подъем) и протяженность 600м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 1 – м участке:
Н(ПКN+1) = Н(ПКN) - + ik · L (4.49)
Н(ПК1) = Н(ПК0) + i1 · L = 178,686 + 0,001 · 100 = 178,786 м
Н(ПК2) = Н(ПК1) + i1 · L = 178,786 + 0,001 · 100 = 178,886 м
Н(ПК3) = Н(ПК2) + i1 · L = 178,886 + 0,001 · 100 = 178,986 м
Н(ПК4) = Н(ПК3) + i1 · L = 178,986 + 0,001 · 100 = 179,086 м
Н(ПК5) = Н(ПК4) + i1 · L = 179,086 + 0,001 · 100 = 179,186 м
Н(ПК6) = Н(ПК5) + i1 · L = 179,186 + 0,001 · 100 = 179,286 м
Проверка:
Н(ПК6) = Н(ПК0) + i1 · L = 178,686 + 0,001 · 600 = 179,286 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 2–м участке, который имеет продольный уклон +16 ‰ и протяженностью 1300 м.
Н(ПК7) = Н(ПК6) + i2 · L = 179,286 + 0,016 · 100 = 180,886 м.
Н(ПК8) = Н(ПК7) + i2 · L = 180,886 + 0,016 · 100 = 182,486 м.
Н(ПК9) = Н(ПК8) + i2 · L = 182,486 + 0,016 · 100 = 184,086 м.
Н(ПК10) = Н(ПК9) + i2 · L = 184,086 + 0,016 · 100 = 185,686 м.
Н(ПК11) = Н(ПК10) + i2 · L = 185,686 + 0,016 · 100 = 187,286 м.
Н(ПК12) = Н(ПК11) + i2 · L = 187,286 + 0,016 · 100 = 188,886 м.
Н(ПК13) = Н(ПК12) + i2 · L = 188,886 + 0,016 · 100 = 190,486 м.
Н(ПК14) = Н(ПК13) + i2 · L = 190,486 + 0,016 · 100 = 192,086 м.
Н(ПК15) = Н(ПК14) + i2 · L = 192,086 + 0,016 · 100 = 193,686 м.
Н(ПК16) = Н(ПК15) + i2 · L = 193,686 + 0,016 · 100 = 195,286 м.
Н(ПК17) = Н(ПК16) + i2 · L = 195,286 + 0,016 · 100 = 196,886 м.
Н(ПК18) = Н(ПК17) + i2 · L = 196,886 + 0,016 · 100 = 198,486 м.
Н(ПК19) = Н(ПК18) + i2 · L = 198,486 + 0,016 · 100 = 200,086 м.
Проверка:
Н(ПК19) = Н(ПК6) + i2 · L = 179,286 + 0,016 ·1300 = 200,086 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 3–м
участке, который имеет продольный уклон -10 ‰ и протяженностью 1100 м.
Н(ПК20) = Н(ПК19) - i3 · L = 200,086 - 0.01 ·100= 199,086 м.
Н(ПК21) = Н(ПК20) - i3 · L = 199,086 - 0.01 ·100= 198,086 м.
Н(ПК22) = Н(ПК21) - i3 · L = 198,086 - 0.01 ·100= 197,086 м.
Н(ПК23) = Н(ПК22) - i3 · L = 197,086 - 0.01 ·100= 196,086 м.
Н(ПК24) = Н(ПК23) - i3 · L = 196,086 - 0.01 ·100= 195,086 м.
Н(ПК25) = Н(ПК24) - i3 · L = 195,086 - 0.01 ·100= 194,086 м.
Н(ПК26) = Н(ПК25) - i3 · L = 194,086 - 0.01 ·100= 193,086 м.
Н(ПК27) = Н(ПК26) - i3 · L = 193,086 - 0.01 ·100= 192,086 м.
Н(ПК28) = Н(ПК27) - i3 · L = 192,086 - 0.01 ·100= 191,086 м.
Н(ПК29) = Н(ПК28) - i3 · L = 191,086 - 0.01 ·100= 190,086 м.
Н(ПК30) = Н(ПК29) - i3 · L = 190,086 - 0.01 ·100= 189,086 м.
Проверка:
Н(ПК30) =Н(ПК19 ) - i3 · L = 200,086 - 0.01 ·1100=189,086 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 4–м участке, который имеет продольный уклон -6 ‰ и протяженностью 700 м.
Н(ПК31) = Н(ПК30) – i4 · L =189,086 – 0.006· 100 =188,486 м.
Н(ПК32) = Н(ПК31) – i4 · L =188,486 – 0.006· 100 =187,886 м.
Н(ПК33) = Н(ПК32) – i4 · L =187,886 – 0.006· 100 =187,286 м.
Н(ПК34) = Н(ПК33) – i4 · L =187,286 – 0.006· 100 =186,686 м.
Н(ПК35) = Н(ПК34) – i4 · L =186,686 – 0.006· 100 =186,086 м.
Н(ПК36) = Н(ПК35) – i4 · L =186,086 – 0.006· 100 =185,486 м.
Н(ПК37) = Н(ПК36) – i4 · L =185,486 – 0.006· 100 =184,886 м.
Проверка:
Н(ПК37) = Н(ПК30) – i4 · L =189,086 – 0.006· 700 =184,886 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 5–м участке, который имеет продольный уклон +24 ‰ и протяженностью 400 м.
Н(ПК38) = Н(ПК37) + i5 · L =184,886 + 0.024· 100 =187,286 м.
Н(ПК39) = Н(ПК38) + i5 · L =187,286 + 0.024· 100 =189,686 м.
Н(ПК40) = Н(ПК39) + i5 · L =189,686 + 0.024· 100 =192,086 м.
Н(ПК41) = Н(ПК40) + i5 · L =192,086 + 0.024· 100 =194,486 м.
Проверка:
Н(ПК41) = Н(ПК37) + i5 · L =184,886 + 0.024· 400 =194,486 м.
4.5. Расчет вертикальной кривой
Исходные данные для расчета:
Пикетажное положение вертикального угла №1
L (ВВУ) = 1900,00 м.
Радиус вогнутой вертикальной кривой: R =10000 м.
Продольный уклон в начале кривой: i2 = + 16 ‰ = 0.016
Продольный уклон в конце кривой: i3 = – 10 ‰ = 0.01
Отметки по ломаной линии продольного профиля:
- вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт (ПК19) = 200,086 м;
- пикет Нт (ПК17+70,00) = 198,006 м;
- пикет Нт (ПК18+00,00) = 198,486 м,
- пикет Нт (ПК20+00,00) = 199,086 м
- пикет Нт (ПК20+30,00) = 198,786 м;
-
Расчет элементов вертикальной кривой:
Кривая вертикальной кривой :
К = R½ i1- i2 ½= 10000 ·½0.016 – (- 0.01) ½= 260 м. (4.50)
Тангенс вертикальной кривой:
Т = К / 2 = 260/ 2= 130 м. (4.51)
Биссектриса вертикальной кривой:
Б = Т² / (2 · R) =130 ² / (2 ·10000) = 0,845 (4.52)
Определение пикетажных положений:
Пикетажное положение начала вертикальной кривой:
L(HBK) = L(BBУ) – Т = 1900,00 - 130 = 1770 м. (4.53)
или ПК 17+70,00
Пикетажное положение конца вертикальной кривой:
L (КВК) = L(BBУ) + Т = 1900,00 + 130 = 2030,00 м (4.54)
или ПК 20 + 30,00
Определение отметок на вертикальной кривой:
Отметка начала вертикальной кривой:
Н(HBK) = Н(BBУ) + i2 · Т = 200,086 - 0.016 · 130 = 198,006 м (4.55)
Отметка конца вертикальной кривой:
Н(КBK) = Н(BBУ) + i3 · Т = 200,086 + (-0.01) · 130 = 198,786 м (4.56)
Пикетажное положение вертикального угла №2
L (ВВУ) = 3700 м.
Радиус вогнутой вертикальной кривой: R =12500 м.
Продольный уклон в начале кривой: i4 = - 6 ‰ = - 0,006
Продольный уклон в конце кривой: i5 = + 24 ‰ = 0.024
Отметки по ломаной линии продольного профиля:
- вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт(ПК37) = 184,886 м;
- пикет Нт(ПК35+12,50) = 186,001 м;
- пикет Нт(ПК36+00,00) = 185,486 м;
- пикет Нт(ПК38+00,00) = 187,286 м;
- пикет Нт(ПК38+87,50) = 189,386 м;
Расчет элементов вертикальной кривой:
Кривая вертикальной кривой:
К = ½ i4- i5 ½= 12500 ·½ (- 0,006) – 0,024 ½= 375 м.
Тангенс вертикальной кривой:
Т = К / 2 = 375/ 2 = 187,5 м.
Биссектриса вертикальной кривой:
Б = Т² / (2 · R) =187,5² / (2 ·12500) = 1,41
Определение пикетажных положений:
Пикетажное положение начала вертикальной кривой:
L(HBK) = L(BBУ) – Т = 3700,00 – 187,5 =3512,50 м.
или ПК 35 + 12,50
Пикетажное положение конца вертикальной кривой:
L(КВК) = L(BBУ) + Т = 3700,00 + 187,5 = 3887,50 м.
или ПК 38 + 87,50
Определение отметок на вертикальной кривой:
Отметка начала вертикальной кривой:
Н(HBK) = Н(BBУ) + i4 · Т = 184,886 + 0,006 · 187,5 = 186,001 м.
Отметка конца вертикальной кривой:
Н(КBK) = Н(BBУ) + i5 · Т = 184,886 + 0,024 · 187,5 = 189,386 м.
4.6 Определение положения точек с нулевыми отметками
Для установления границ выемки на ПК0…ПК2 определены пикетажные положения точек пересечения проектной линии с поверхностью земли (точки с нулевыми отметками) по формуле:
х = ½Нрл½·L / (½Нрл½ + ½Нрп½), (4.60)
где х – расстояние от левого пикета до точки с нулевой рабочей отметкой, м; L – длина пикета, принятая 100 м; Нрл и Нрп – соответственно рабочие отметки левого и правого пикетов, м.
Расстояние х до первой точки с нулевой рабочей отметкой:
х1=½Н(ПК0)½·L / (½Н(ПК0)½+½Н(ПК1)½)=1,6·100 / (1,6+1,6) = 50м.
Пикетажное положение первой точки с нулевой рабочей отметкой:
L(01) = L(ПК 0) + х1 =0 + 50= 50,00 м. или ПК 0 + 50,00 (4.61)
Расстояние х до второй точки с нулевой рабочей отметкой:
х2= ½Н(ПК1)½·L / (½Н(ПК1)½ + ½Н(ПК2)½) = 1,6·100 / (1,6 + 1,9) = 44,8 м
Пикетажное положение второй точки с нулевой рабочей отметкой:
L(02) = L(ПК1) + х2 = 100 + 44,80 = 144,80 м или ПК 1 + 44,80
Для установления границ выемки на ПК10…ПК14 определены пикетажные положения точек пересечения проектной линии с поверхностью земли (точки с нулевыми отметками):
Расстояние х до третей точки с нулевой рабочей отметкой:
Х3=½Н(ПК10)½·L / (½Н(ПК10)½+½Н(ПК11)½)=0,5·100 / (0,55+0,3) = 58,83м.
Пикетажное положение третей точки с нулевой рабочей отметкой:
L(03) = L(ПК 10) + х1 =1000 +58,83= 1058,83 м. или ПК 10 + 58,83
Расстояние х до четвертой точки с нулевой рабочей отметкой:
Х4= ½Н(ПК13)½·L / (½Н(ПК13)½ +½Н(ПК14)½) = 1,9·100 / (1,9 +4,25) = 30,9 м
Пикетажное положение четвертой точки с нулевой рабочей отметкой:
L(04) = L(ПК13) + х2 = 1300 + 30,9 = 1330,9 м или ПК 13 + 30,90
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
5.1 Типы поперечных профилей земляного полотна
Анализ грунтового профиля показывает, что его верхняя часть сложена суглинками, поэтому для возведения земляного полотна в выемках в качестве грунта принят суглинок.
5.2 Расчёт поперечного профиля земляного полотна на ПК 13
5.2.1 Исходные данные для проектирования:
В связи с тем, что выбор типа поперечного сечения земляного полотна зависит от косогорности местности в поперечном к трассе направлении, предварительно необходимо произвести её оценку.
Расстояние между горизонталями на ПК 15 в поперечном к трассе направлении составляет L = --- м в масштабе плана трассы (см табл.4.4). Сечение горизонталей для плана трассы dh равно 2.5 м.
Тогда поперечный уклон местности равен:
iм = dh / L = 2.5 /43 = 0.058 = 58 ‰ (4.62)
Коэффициент заложения поперечного уклона местности равен:
m = 1/ iм = 1/ 0,058 = 17,2
Так как коэффициент заложения поперечного уклона местности более 10, косогорность местности при выборе типа поперечного профиля земляного полотна не учитывается.
Для расчёта геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна на ПК 15 +00 приняты следующие исходные данные:
· тип поперечного профиля земляного полотна – 3
· грунт земляного полотна – суглинок;
· коэффициент заложения внутреннего откоса – m = 4
· коэффициент заложения внешнего откоса резерва – n = 5
· проектная отметка по оси дороги – Ноп = 193,686 м;
· отметка поверхности земли по оси трассы – Нпз = 187,905 м
· рабочая отметка – 1,6
· ширина проезжей части – В = 7,00 м;
· ширина обочины – с = 2,50 м;
· ширина укреплённой полосы обочины – 0,50 м;
· поперечный уклон проезжей части – iпч = 16 ‰;
· поперечный уклон обочины – iоб = 40 ‰;
· поперечный уклон поверхности земляного полотна – iзп = 30 ‰;
· поперечный уклон дна кювета – iр = 20 ‰;
· толщина дорожной одежды – hдо = 0,60 м;
· толщина растительного слоя – hрс = 0,3 м.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы по проектированию участка автомобильной дороги «Солнечный - Горный» 3-й категории в Хабаровском Крае разработаны основные проектные документы: план трассы, продольный и поперечный профиль земляного полотна, которые характеризуются следующими техническими показателями.
1. Протяженность трассы – 4116,76,67 м;
2. Коэффициент развития трассы – 1.1
3. Запроектирована две кривые в плане с радиусом 1000 и 800 м;
4. Протяженность кривых в плане с радиусом менее 2000 м составляет 2047,56 м.
5. На участке трассы требуется устройство пяти водопропускных труб.
6. Продольный профиль запроектирован в насыпи.
7. Максимальный продольный уклон - 24‰;
8. Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой – 1000 м;
9. В пределах участка трассы запроектированы по типовым проектным решениям 1й, 3й, 10й типы поперечных профилей.
10. Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК15 + 00, для которого рассчитаны все параметры.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Методическое указание: проектирование основных элементов автомобильных дорог под ред. Глибовицкий Ю.С. Хабаровск издательство ХГТУ, 2003 г.
2. СНиП 2.05.02.-85. Автомобильные дороги. – М.: Госстрой СССР, ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56с.
3. ГОСТ 21.101-97.СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации. – М.: ГП ЦНС Госстроя России, 1998. – 41с.
4. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования: Типовые материалы для проектирования. – М.: ГПИ Союздорпроект, 1987. – 55с.
5. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера дорожника /Под ред. Г.А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989. – 437 с.
6. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1. – М.: Транспорт, 1987. – 368 с.
