4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

4.1 Определение руководящих отметок

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли для участков 2 – го типа местности по условиям увлажнения во 2 – ой дорожно-климатической зоне при типе грунтов в виде суглинков принято по данным таблице 1.9 равным Н(2) = 1.2 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод для участков дороги в 3 – м типе местности по условиям увлажнения составляет 2,15 м, то есть, больше  уровня грунтовых вод, который по заданию равен 1.50. Тогда возвышение поверхности покрытия для 3 – го типа местности по условиям назначается Н(3) = Н(2) =1.2 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия в местах устройства водопропускных труб:

Н (тр.) = d + t + z = 2,15 м, (4.44)

где d – отверстие водопропускной трубы, t – толщина стенки водопропускной трубы, z – минимальная толщина грунта и дорожной одежды для предохранения водопропускной трубы от воздействия нагрузок транспортных средств.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия на мостах:

Н(м) = Нв +g + Нк = 3,0 +1,0 +1,0 = 5,0 м, (4.45)

где Нв – глубина воды в реке, принятая равной 3,0 м; g – подмостовой габарит, принятый для несудоходных рек с учетом возможного корчехода равным 1,0 м; Нк – конструктивная высота пролётного строения моста, которая принята равной 1 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия незаносимости дороги снегом:

Н(сн) = h(сн) + h(z) = 0,3 + 0,6 = 0,9 м, (4.46)

где h(сн) – расчетный уровень снегового покрова, принятый для условий

Амурской области равным 0,25 м; h(z) – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, которое принято для 3–й категории автомобильной дороги равным 0,6 м.

Так как наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия снегонезаносимости дороги меньше этой же величины по условиям увлажнения  земляного полотна, в качестве расчетного наименьшего возвышения поверхности  покрытия для  2 – го и 3 – го типов местности по условиям увлажнения принимается руководящая отметка, равная 1,6.

4.2 Определение отметок поверхности земли по оси трассы

Отметки поверхности земли по оси трассы определены для участка автомобильной дороги ПК 0…ПК 20. Отметки пикетов и плюсовых точек трассы относительно горизонталей определялись графически путём непосредственного измерения на плане трассы и вычислялись по формуле линейной интерполяции

Н = Н (min) + (x/ L) dh, (4.47)

где H(min) – отметка нижней горизонтали, м; х – расстояние от нижней горизонтали до пикета (плюсовой точки); L – расстояние между горизонталями;  dh – высота сечения горизонталей, которая для плана трассы равна 2,5 м.

Результаты измерений расстояний по плану трассы и вычисления отметок земли по оси трассы приведены в таблице 4. , в которой превышение точки относительно нижней горизонтали определяется так;

h = 2,5 x/ L (4.48)

Таблица 4.4 Отметки земли по оси трассы

4.3 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 14,  ПК 19, для обеспечения водоотвода конструктивно назначены круглые железобетонные водопропускные трубы диаметром 1.5 м.

Рабочая отметка у водопропускных труб выдержана, так как они больше руководящей рабочей  отметки на трубах равной 2.15.

В перелом на ПК 14 вписана вогнутая вертикальная кривая радиуса 3000м.

В перелом на ПК 17 вписана выпуклая вертикальная кривая радиуса 10000м.

4.4 Определение отметок по ломаной линии продольного профиля

На ПК 0 + 00 отметка по ломаной линии продольного профиля принята 223,40 м. Первый участок ломаной линии имеет положительный продольный уклон +22 ‰ (подъем) и протяженность 400м.

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 = 225,60 м

Н (ПК2) = Н (ПК1)  + i1 · L =  227,80 м

Н (ПК3) = Н (ПК2)  + i1 · L =  230,00 м

Н (ПК4) = Н (ПК3) + i1 L =  232,20 м

Проверка:

Н (ПК4) = Н (ПК0) + i1 L = 232,20 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 – супесь;

· коэффициент заложения внутреннего откоса – m =  4

· коэффициент заложения внешнего откоса резерва – n = 5

· проектная отметка по оси дороги – Ноп = 241,50 м;

· отметка поверхности земли по оси трассы – Нпз = 238,96 м

· рабочая отметка – 2, 54 м

· 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 =  15 ‰;

· 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 = 0,15 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.

Протяженность трассы – 3084,92 м;

Коэффициент развития трассы – 1.19

Запроектирована две кривые в плане с радиусом 1000 и 600  м;

Протяженность кривых в плане с радиусом менее 2000 м составляет 981,11 м.

На участке трассы требуется устройство двух водопропускных труб.

Продольный профиль запроектирован в насыпи.

Максимальный продольный уклон - 27‰;

Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой – 3000 м;

В пределах участка трассы запроектирован по типу проектного решения 2й тип поперечного профиля.

Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК10 + 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.

Страницы: 1, 2, 3