Проектная линия продольного профиля

Ломаная линия продольного профиля на 1-м участке имеет продольный уклон, -5 промилле (спуск), протяженность 1210 м.

Ломаная линия продольного профиля на 2-м участке имеет продольный уклон, 19 промилле (подъем), протяженность 230 м.

Ломаная линия продольного профиля на 3-м участке имеет продольный уклон, -27 промилле (спуск), протяженность 290 м.

6. Определение отметок по ломаной линии продольного профиля

На пикете 0 отметка по ломаной линии продольного профиля принята равной 183,50м. Первый участок ломаной линии имеет уклон -6 промилле (спуск) и протяженность 1200м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 1-м участке:

Н(ПК1)=Н(ПК0)-i1∙L=183,50-0,006∙100=182,90 м.

Н(ПК2)=Н(ПК1)-i1∙L=182,90-0,006∙100=182,30 м.

Н(ПК3)=Н(ПК2)-i1∙L=182,30-0,006∙100=181,70 м.

Н(ПК4)=Н(ПК3)-i1∙L=181,70-0,006∙100=181,10 м.

Н(ПК5)=Н(ПК4)-i1∙L=181,10-0,006∙100=180,50 м.

Н(ПК6)=Н(ПК5)-i1∙L=180,50-0,006∙100=179,90 м.

Н(ПК7)=Н(ПК6)-i1∙L=179,90-0,006∙100=179,30 м.

Н(ПК8)=Н(ПК7)-i1∙L=179,30-0,006∙100=178,70 м.

Н(ПК9)=Н(ПК8)-i1∙L=178,70-0,006∙100=178,10 м.

Н(ПК10)=Н(ПК9)-i1∙L=178,10-0,006∙100=177,50 м.

Н(ПК11)=Н(ПК10)-i1∙L=177,50-0,006∙100=176,90 м.

Н(ПК12)=Н(ПК11)-i1∙L=176,90-0,006∙100=176,30 м.

Проверка:

Н(ПК12)=Н(ПК0)-i1∙L=183,50-0,006∙1200=176,30 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 2-м участке, который имеет продольный уклон 21 промилле (подъем) и протяженность 200 м:

Н(ПК13)=Н(ПК12)+i1∙L=176,30+0,021∙100=178,40 м.

Н(ПК14)=Н(ПК13)+i1∙L=178,40+0,021∙100=180,50 м.

Проверка:

Н(ПК14)=Н(ПК12)+i1∙L=176,30+0,021∙200=180,50 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 3-м участке, который имеет продольный уклон -27 промилле (спуск) и протяженность 330 м:

Н(ПК15)=Н(ПК14)-i1∙L=180,50-0,015∙100=179,00 м.

Н(ПК16)=Н(ПК15)-i1∙L=179,00-0,015∙100=177,50 м.

Н(ПК17)=Н(ПК16)-i1∙L=177,50-0,015∙100=176,00 м.

Н(ПК17+30)=Н(ПК17)-i1∙L=176,00-0,015∙30=175,55 м.

Проверка:

Н(ПК17+30)=Н(ПК14)-i1∙L=180,50-0,015∙330=175,55 м.

7. Расчет вертикальной кривой

Исходные данные для расчета кривой 1:

Пикетажное положение вершины вертикального угла: L(ВВУ)=1400 м.

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R=10000 м.

Продольный уклон в начале кривой: i1=0,008.

Продольный уклон в конце кривой: i2=-0,034.

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

- вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт(ПК6)=262,66 м;

- пикет 5 Нт(ПК5)=261,86 м;

- пикет 7 Нт(ПК7)=259,26 м.

Расчет элементов вертикальной кривой

Кривая вертикальной кривой:

К=R∙li1-i2l=10000∙l 0,008-(-0,034)l=420,00 м.

Тангенс вертикальной кривой:

T=K/2=420/2=210,00 м.

Биссектриса вертикальной кривой:

Б=Т2/(2∙R)=210,002/(2∙10000)=2,205

Определение пикетажных положений

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(НВК)=L(ВВУ)-Т=600,00-210,00=390,00 м

или ПК3+90,00.

Пикетажное положение конца вертикальной кривой:

L(КВК)=L(ВВУ)+Т=600,00+210,00=810,00 м

или ПК8+10,00.

Определение отметок на вертикальной кривой

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(НВК)=Н(ВВУ)+i1∙Т=262,66+0,008∙210,00=264,34 м.

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КВК)=Н(ВВУ)+i2∙Т=262,66-0,034∙210,00=255,52 м.

Отметка ПК6+00 на вертикальной кривой:

Н(ПК6)=Н(ВВУ)+Б=262,66+2,205=264,87 м.

Исходные данные для расчета кривой 2:

Пикетажное положение вершины вертикального угла: L(ВВУ)=1400 м.

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R=3000 м.

Продольный уклон в начале кривой: i1=-0,034.

Продольный уклон в конце кривой: i2=0,030.

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

- пикет 13 Нт(ПК13)=238,86 м;

- пикет 15 Нт(ПК15)=238,46 м.

Расчет элементов вертикальной кривой

Кривая вертикальной кривой:

К=R∙li1-i2l=3000∙l- 0,034-0,030l=192,00 м.

Тангенс вертикальной кривой:

T=K/2=192/2=96,00 м.

Биссектриса вертикальной кривой:

Б=Т2/(2∙R)=96,002/(2∙3000)=1,536

Определение пикетажных положений

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(НВК)=L(ВВУ)-Т=1400,00-96,00=1304,00 м

или ПК13+04,00.

Пикетажное положение конца вертикальной кривой:

L(КВК)=L(ВВУ)+Т=1400,00+96,00=1496,00 м

или ПК14+96,00.

Определение отметок на вертикальной кривой

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(НВК)=Н(ВВУ)+i1∙Т=235,46-0,034∙96,00=232,196 м.

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КВК)=Н(ВВУ)+i2∙Т=235,46+0,030∙96,00=238,34 м.

Расстояние от начала вертикальной кривой до ПК13+00:

Х13=L(ПК13)-L(НВК)=1300-1304=-4 м.

Y13=х132/2R=(-4)2 /(2∙3000)=0,003

Отметка ПК14+00 на вертикальной кривой:

Н(ПК14)=Н(ВВУ)+Б=235,46+1,536=236,996 м.

Расстояние от начала вертикальной кривой до ПК15+00:

Х15= L(КВК)-L(ПК15)=1496-1500=-4 м.

Y15=х152/2R=(-4)2 /(2∙3000)=0,003

Отметка ПК15+00 на вертикальной кривой:

Н(ПК15)=Н(ВВУ)+Б=238,46+0,003=238,463 м.

Исходные данные для расчета кривой 3:

Пикетажное положение вершины вертикального угла: L(ВВУ)=1800 м.

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R=10000 м.

Продольный уклон в начале кривой: i1=0,030.

Продольный уклон в конце кривой: i2=-0,022.

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

- пикет 17 Нт(ПК17)=244,46 м;

- пикет 19 Нт(ПК19)=245,26 м.

Расчет элементов вертикальной кривой

Кривая вертикальной кривой:

К=R∙li1-i2l=10000∙l 0,030-(-0,022)l=520,00 м.

Тангенс вертикальной кривой:

T=K/2=520/2=260,00 м.

Биссектриса вертикальной кривой:

Б=Т2/(2∙R)=260,002/(2∙10000)=3,38

Определение пикетажных положений

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(НВК)=L(ВВУ)-Т=1800,00-260,00=1540,00 м

или ПК15+40,00.

Пикетажное положение конца вертикали ПК20+60,00.

Определение отметок на вертикальной кривой

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(НВК)=Н(ВВУ)+i1∙Т=247,46+0,030∙260,00=255,26 м.

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КВК)=Н(ВВУ)+i2∙Т=247,46-0,022∙260,00=241,74 м.

Отметка ПК18+00 на вертикальной кривой:

Н(ПК18)=Н(ВВУ)+Б=247,46+3,38=250,84 м.

8. Проектирование поперечного профиля земляного полотна

Типы поперечных профилей земляного полотна

Анализ грунтового профиля показывает, что его верхняя часть сложена суглинками, поэтому для возведения земляного полотна в насыпях в качестве грунта принят суглинок. Участок трассы проходит в нестесненных условиях по неплодородным землям, поэтому возможно возведение насыпей из грунта боковых резервов. Рекомендации типовых проектных решений земляного полотна учтены при назначении следующих типов поперечных профилей земляного полотна:

·                               при высоте насыпи до 3-х метров применяется тип 2 с коэффициентом заложения внутреннего откоса 1:4 и внешнего откоса резерва на участках ПК13+50…ПК20+00

·                               при высоте насыпи до 6-ти метров принимается тип 2 с коэффициентом заложения внутреннего откоса 1:1,5 на участках ПК0+00…ПК0+75, ПК9+50…ПК11+50

·                               при высоте насыпи до 12-ти метров принимается тип 2 с коэффициентом заложения внутреннего откоса в нижней части 1:1,75, в верхней части 1:1,5 на участке ПК0+75…ПК9+50, ПК11+50…ПК13+50

В связи с тем, что косогорность на участке трассы незначительна (менее 1:10), типы поперечных профилей земляного полотна слева и справа от оси дороги приняты одинаковыми.

9.  Расчет поперечного профиля земляного полотна

Исходные данные для проектирования

Для расчета геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна на ПК10+00 приняты следующие исходные данные:

·                       тип поперечного профиля земляного полотна - 2;

·                       грунт земляного полотна – суглинок;

·                       коэффициент заложения внутреннего откоса – m=4;

·                       коэффициент заложения внешнего откоса канавы – n=1,5;

·                       проектная отметка по оси дороги – Ноп=246,06 м;

·                       отметка поверхности земли по оси трассы– Нпз=243,17м;

·                       рабочая отметка – 2,43 м;

·                       ширина проезжей части – В=7,00 м;

·                       ширина обочины – с=2,5 м;

·                       ширина укрепленной полосы обочины – 0,50 м;

·                       поперечный уклон проезжей части – iпч=0,020 м;

·                       поперечный уклон обочины – iоб=0,040;

·                       поперечный уклон поверхности земляного полотна – iзп=0,040 м;

·                       глубина канавы – hк=1,00 м;

·                       ширина канавы – вк=1,00;

·                       толщина дорожной одежды – hдо=0,60 м;

·                       толщина растительного слоя – hрс=0,20 м.

Возведение насыпи производится из привозного грунта. Предусматривается рекультивация дна канавы, внутренних и внешних откосов слоем растительного грунта, поэтому граница полосы постоянного отвода земли принята на расстоянии 1,0 м от низа внешнего откоса канавы.

10. Определение геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна

Технологически покрытие проезжей части и укрепительной полосы обочины устраивается совместно, поэтому поперечные уклоны проезжей части и укрепительной полосы приняты одинаковыми и равными iпч.

Отметка по кромке укрепительной полосы равна:

Нкрп=Ноп-iпч∙[(В/2)+Lк]=249,06-0,020[7/2+0,50]=248,98 м.

Отметка бровки обочины:

Ноб=Нкрп-iоб∙(с-Lк)=248,98-0,04(2,50-0,50)=248,9 м.

Отметка земляного полотна по оси дороги:

Ноз=Ноп-hдо=249,06-0,60=248,46 м.

Отметка бровки Нбз и величина уширения d земляного полотна определяются из совместного решения двух уравнений: вычисление отметки Нбз по внутреннему откосу от отметки бровки обочины Ноб и вычисление отметки Нбз от отметки земляного полотна на оси дороги Ноз по уклону поверхности земляного полотна iзп.

Величина уширения земляного полотна:

d=[Ноб-Ноз+iзп∙(с+В/2)]/[(1/m)-iзп]=[248,9-248,46 + 0,040 ∙ (2,5 +7/2)]/[1/4-0,04]=3,24 м.

Ширина земляного полотна поверху:

Lзп=В+2(с+d)=7+2(2,5+3,24)=18,48 м.

Отметка бровки земляного полотна:

Нбз=Ноз-iзп∙(Lзп/2)=248,46-0,04(18,48/2)=248,09 м.

Ширина земляного полотна понизу:

Lзпн=Lзп+2m(Нбз-Нпз)=18,48+2∙4(248,09-243,17)=57,84 м.

11. Расчет геометрических размеров резерва

При возведении насыпи из двухсторонних резервов необходимо, чтобы половина насыпи равнялась площади бокового резерва. При этом надо учитывать, что снимается растительный слой грунта для целей последующей рекультивации.

Площадь половины земляного полотна с учетом снятия растительного слоя:

fн={[(Нбз-Нпз)+(Ноз-Нпз)]/2}(Lпз/2)+hрс∙Lзпн∙0,5+0,5m(Нбз-Нпз)2={[(248,09-243,17)+(248,46-243,17)]/2}(18,48/2)+0,20∙ ∙0,5∙18,48+0,5∙4(248,09-243,17)2=97,431 м2.

Отметка дна резерва у внутреннего откоса насыпи:

Ндк=Нпз-hр=243,17-1,00=242,17 м.

Из равенства площади резерва за вычетом слоя снимаемого растительного грунта и площади половины насыпи земляного полотна fн определяется расчетная ширина резерва по дну:

Lрн=fн/(hк-hрс)-(hк-hрс)(m+n)∙0,5=97,431/(1-0,20)-(1-0,20) (4+1,5)∙0,5=69,59 м.

Отметка дна резерва у внешнего откоса:

Ндкв=Ндк-Lрн∙iр=242,17-69,59∙0,020=240,78 м.

Ширина резерва поверху:

Lрв=hк(m+n)+Lрн=1(4+1,5)+69,59=75,09 м.

Заложение внешнего откоса:

Lок=hк∙n=1∙1,50=1,50 м.

12. Определение ширины полосы отвода

Горизонтальное проложение внутреннего откоса насыпи:

Lот=(Нбо-Ндк)∙m=(248,9-242,17)4=26,92 м.

Горизонтальное проложение внешнего откоса:

Lок=hк∙n=1∙1,5=1,5 м.

Ширина полосы постоянного отвода земли:

Lоп=В+2(с+Lот+1,00)=7+2(2,5+26,92+1)=67,84 м.

Ширина полос временного отвода земли с каждой стороны от границы полосы постоянного отвода:

Lво=Lрн+hр∙n+1,00=69,59+1∙1,5+1=72,09 м.

13. Расчет площадей поперечного сечения

Площадь снимаемого слоя растительного грунта:

Fсн=(2Lрв+Lзпн)∙hрс=(2∙75,09+57,84)0,20=41,604 м2.

Площадь насыпи земляного полотна:

Fн=2fн=2∙97,431=194,862 м2.

Площадь выемки (резервов):

Fв=2fн=2∙97,431=194,862 м2.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы по проектированию участка автомобильной дороги Смидович-Биробиджан 3-й категории в Хабаровском крае разработаны основные проектные документы: план трассы, продольный профиль и поперечный профиль земляного полотна, которые характеризуются следующими техническими показателями.

1. Протяженность трассы – 3300 м.

2. Коэффициент развития трассы – 1,30.

3. Запроектирована одна кривая в плане с радиусом 1000 м.

4. На участке трассы требуется устройство водопропускных труб.

5. Продольный профиль запроектирован в насыпях по обертывающей, за исключением отдельного участка.

6. Максимальный продольный уклон -34 промилле.

7. Минимальные радиусы вертикальных кривых: выпуклых – 10000 м; вогнутых – 3000 м.

8. В пределах участка трассы запроектирован по типовым проектным решениям 2-й тип поперечного профиля.

9. Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК10+00, для которого рассчитаны геометрические параметры, определены площади поперечного сечения и рассчитаны ширины постоянного и временного отводов земли.

Список использованных источников

1.         СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. – М.: Госстрой СССР, ЦИТП Госстроя СССР, 1986г.

2.         ГОСТ 21.101-97. Основные требования к проектной и рабочей документации. - М.: ГП ЦНС Госстроя России, 1998г.

3.         Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования: Типовые материалы для проектирования. – М.: ГПИ Союздорпроект, 1987г.

4.         Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника/под ред. Г.А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989г.

5.         Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1. – М.: Транспорт, 1987г.

Страницы: 1, 2