Заданный участок трассы между точками А и Б автомобильной дороги Сковородино-Джалинда расположен в овраге. Начальная точка трассы А задана на левом склоне холма. Конечная точка Б находится на правом склоне оврага.
Основное направление трассы - восточное. На первом километре трасса располагается в овраге и имеет южное направление. На ПК 8 + 50,14 трасса поворачивает налево. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 1000 м.
На ПК 14+23,23 трасса поворачивает налево. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 600 м.
3.2 Вычисление направлений и углов поворота
По топографической карте в системе условных координат путем непосредственных графических измерений определены ординаты xи абсциссы y вершин улов поворота, начала НТ и конца КТ трассы, которые приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 Координаты углов поворота, начала и конца трассы
| Вершина угла поворота | Координаты, м | |
| х | у | |
| НТ | 1860 | 780 |
| ВУ 1 | 1290 | 1690 |
| ВУ 2 | 1200 | 2390 |
| КТ | 2160 | 3345 |
Длина воздушной линии между началом и концом трассы:
LВ = [(Xнт - Xкт)² + (Yнт – Yкт)²]½ = [(1860 – 2160)² + (780 – 3345)²]½ = = 2582,48 (м). (3.9)
Расстояние между началом трассы и вершиной 1 – го угла поворота:
S1 = [(Xнт X1)² + (Yнт - Y1)²]½ = [(570)² + (910)²]½=1073,78 (м). (3.10)
S2 = [(X1 X2)² + (Y1 – Y2)²]½ = [(90)² + (700)²]½ =2555(м). (3.11)
Расстояние между вершиной 2 – го угла поворота и концом трассы:
S3 = [(X2 Xкт)² + (Y2 – Yкт)²]½ = [(960)² + (955)²]½ = 624 (м). (3.12)
Дирекционный угол и румб направления НТ - ВУ1:
D01 = Arccos [(X1Xнт)/S1] = 122º33’ (3.13)
Дирекционный угол и румб направления ВУ1 – ВУ2:
D12 = Arccos [(X2X1)/S2] = 97º19’ (3.14)
Дирекционный угол и румб направления ВУ2 – КТ:
D2N = Arccos [(XктX2)/S3] = 44º51’) (3.15)
Величина 1 – го угла поворота:
U1 = D12 – D01 = -24º44’ (3.18)
Величина 2 – го угла поворота:
U2 = D2N – D12 = -52º28’ (3.19)
Проверка 1. Разность сумм левых и правых углов поворота должна быть равна разности дирекционных углов начального и конечного направлений трассы:
SUлев - SUправ = D2N – D01; (3.20)
(-24°44’ - 52º28’) = (44º51’ - 122°3’)
77o12’ = 77o12’
3.3 Расчет элементов закруглений
Элементы 1 – го закругления:
Угол поворота U1= 24º44’; радиус круговой кривой R1 = 1000 м.
Тангенс закругления:
Т1 = R1·Tg(U1/2) = 1000 Tg(24º44’/2) = 219,25 (м) (3.21)
Кривая закругления:
K1 = R1 p· U1/180º = 1000 3.1416 24º44’/180º = 431,68 (м). (3.23)
Домер закругления:
Д1 = 2·Т1 – К1 = 2·219,25 – 431,68 = 6,82 (м). (3.24)
Биссектриса закругления
Б1 = R1·[(1/Cos(U1/2))–1] = 1000·[(1/Cos(24º44’/2)-1] = 23,75 (м). (3.25)
Элементы 2 - го закругления
Угол поворотаU2= 58º28’; радиус круговой кривой R2 = 600 м.
Тангенс закругления:
Т2 = R1·Tg(U2/2) = 800 · Tg(52º28’/2) =295,67 (м). (3.26)
Кривая закругления:
K2 = R2·pU2/180º = 800 3.1416 ·52º28’/180º = 549,43 (м). (3.28)
Домер закругления:
Д2 = 2·Т2 – К2 = 41,91 (м). (3.28)
Биссектриса закругления:
Б2 = R2·[(1/ Cos(U2/2))–1] = 800·[(1/Cos(52º28’/2)-1]= 68,90(м). (3.29)
Проверка 2. Две суммы тангенсов за вычетом суммы кривых должны быть равны сумме домеров:
2·ST-SK=SД; (3.30)
2·(219,25 + 295,67) – (431,68 + 549,43) = 48,73
48,73= 48,73
3.4 Вычисление положения вершин углов поворота
Пикетажное положение начала трассы принято L(HT) = ПК 0+ +00,00.
Пикетажное положение вершины 1 – го угла поворота:
L(ВУ1) = L(HT) + S1 = 00,00 + 1073,78 = 1073,78 (м) (3.31)
или ПК 10 + 73,78
Пикетажное положение вершины 2 – го угла поворота:
L(ВУ2) = L(ВУ1) + S2 – Д1=1073,78 + 705,76 – 6,82 = 1772,72 (3.32)
или ПК 17 + 72,72
Пикетажное положение конца трассы
L (КТ) = L (ВУ2) + S3 – Д2 = 3084,92 (м) (3.33)
или ПК 30 + 84,92
Длина трассы:
Lт = L(КТ) – L(НТ) = 3084,92 (м) (3.34)
Проверка 3. Сумма расстояний между вершинами углов поворота за вычетом суммы домеров должна быть равна длине трассы:
SS - SД = Lт; (3.35)
3084,92 = 3084,92
3.5 Вычисление пикетажных положений и длин прямых вставок
Пикетажное положение начала 1 – го закругления:
L(НК1) = L(ВУ1) – T1 = 854,53(м) (3.36)
или ПК 8 + 54,53
Пикетажное положение конца 1 – го закругления:
L(КК1) = L(НК1) + К1 = 1286,21(м) (3.37)
или ПК 12+ 86,21
Пикетажное положение начала 2 - го закругления:
L(НК2) = L(ВУ2) – T2= 1477,05(м) (3.38)
или ПК 14 + 77,05
Пикетажное положение конца 2 – го закругления:
L(КК2) = L(НК2) + К2 = 2026,48(м) (3.37)
или ПК 20 + 26,48
Длина 1 – й прямой вставки:
Р1 = L(НК1) – L(НТ) = 854,53(м) (3.38)
Длина 2 – й прямой вставки:
Р2 = L(НК2) – L(КК1) = 190,84(м) (3.39)
Длина 3 – й прямой вставки:
Р3 = L(КТ) – L(КК2) = 1058,44(м) (3.40)
Проверка 4. Сумма прямых вставок и кривых должна быть равна длине трассы:
SR+SK=Lт; (3.41)
3084,92 = 3084,92
3.6 Основные технические показатели трассы
Полученные в п.п. 3.2 и 3.5 результаты расчета элементов плана трассы систематизированы в таблице 3.4 – ведомости углов поворота прямых и кривых.
Коэффициент развития трассы:
Кр = Lт/ Lв = 1,19 (3.42)
Протяженность кривых с радиусом менее допустимого для 3 – й категории автомобильной дороги Rдоп = 600 м – нет.
Протяженность кривых в плане с радиусом менее 2000 м, для которых требуется устройство переходных кривых и виражей, составляет
Lпкв = К1 + К2 = 981,11(м). (3.43)
Таблица 3.4 Ведомость углов поворота, прямых и кривых
| Точка | Положение вершины угла | Угол поворота, град. мин. | Радиус R, м | Элементы кривой, м | Пикетажное начало конец кривой кривой | S, м | Р, м | D град мин | ||||||||
| ПК | + | Лев | Прав. | Т | К | Д | Б | ПК | + | ПК | + | |||||
| НТ | 0 | 00,00 | ||||||||||||||
| 1073,78 | 854,53 | 122°03’ | ||||||||||||||
| ВУ 1 | 10 | 73,78 | 24 o 44’ | - | 1000 | 219,25 | 431,68 | 6,82 | 23,75 | 8 | 54,53 | 12 | 86,21 | |||
| 705,76 | 190,84 | 97°19’ | ||||||||||||||
| ВУ 2 | 17 | 72,72 | 52o28’ | - | 600 | 358,45 | 673,98 | 42,92 | 76,63 | 31 | 77,23 | 38 | 51,21 | |||
| 1354,11 | 1058,44 | 44°51’ | ||||||||||||||
| КТ | 30 | 84,92 | ||||||||||||||
| ∑ | 77º 12’ | - | 514,92 | 981,11 | 48,73 | 3133,65 | 2103,81 | |||||||||
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.