Этап 3. Построение продольного профиля и рабочих поперечников

 

Продольным профилем называется условное изображение разреза улицы вертикальной плоскостью, проходящей через ось проезжей части. Продольный профиль по городской улице или дороге строится в масштабе: горизонтальный 1:500, вертикальный 1:50, на листе миллиметровой бумаги.

Продольный профиль должен характеризовать размер продольных уклонов отдельных участков дороги и высотное положение проезжей части относительно поверхности. Пример построения продольного профиля улицы показан на рис. 33. Построение продольного профиля проезжей части начинают с нанесения пикетажа и горизонтальных кривых. Затем в строку «черные отметки» вписываются отметки рельефа по пикетам и «плюсовым» точкам. Задаваясь высотным положением верхней линии таблицы профиля, исходя из условия, чтобы черный профиль от нее оказался на расстоянии не менее 8 см, производят построение черного профиля. Линию черного профиля дублируют другой линией, располагаемой на 2 см ниже. От верха этой линии производится построение грунтово-геологического профиля местности по данным, приведенным в задании.

После построения существующего (черного) продольного профиля по оси проезжей части (выноса пикетов и черных отметок) приступают к построению красной линии продольного профиля.

Построение красной линии продольного профиля начинают с выписывания и отложения на профиле красных отметок, полученных по оси проезжей части при увязке перекрестков. В строку «уклоны и вертикальные кривые» записываются значения полученных продольных уклонов и протяженность участков с этими уклонами.

Переломы продольного профиля следует сопрягать вертикальными кривыми, радиусы которых принимаются в зависимости от алгебраической разности уклонов (перелом) по таблице 11.2 СП. 42.13330.2016.

Переломы смягчают вписыванием вертикальных кривых, которые на продольном профиле показывают условным изображением в виде скобки, имеющей длину, равную 2Т, и обращенной при выпуклых кривых вниз, а при вогнутых - вверх.

По полученному значению углов перелома к принятому радиусу вертикальной кривой с помощью таблиц для разбивки кривых устанавливают значения: тангенса, длины кривой, биссектрисы. С учетом этих данных в графе «уклоны — вертикальные кривые» (рис. 3) отмечают начало и конец кривых, выписывают элементы кривых.

Проектные отметки точек, лежащих в пределах вертикальных кривых, подлежат уточнению. При выпуклой кривой их уменьшают, при вогнутой увеличивают от предварительно найденного значения на величину поправки (у), определяемой из радиуса кривой (R) и удаленности точки от начала кривой (х). Поправки для рабочих отметок вычисляем по формуле:

y =  

Рисунок 3 - Пример оформления продольного профиля

 

По отложенным точкам строим красную линию продольного профиля. Руководствуясь значениями уклонов этой линии, вычисляем красные отметки по пикетным точкам.

Участки продольного профиля, на которых проектируемая поверхность дороги окажется выше поверхности земли, называются насыпями, а участки, где проектируемая поверхность дороги окажется ниже поверхности земли -выемками.

В результате устройства насыпей и выемок отметки спланированной поверхности улицы обычно не совпадают с отметками земли. Отметки поверхности земли на профиле называются черными отметками, а линия, соединяющая эти отметки — линией поверхности земли или черной линией.

Проектируемые отметки оси улицы называются проектными или красными отметками, а линия, соединяющая красные отметки — проектной.

Разность красной и черной отметок на одной и той же ординате продольного профиля, определяющая высоту насыпи или глубину выемки, называется рабочей отметкой.

На чертеже продольного профиля рабочие отметки для выемок проставляют под проектной линией, для насыпей — над ней. Случаи, когда черная и красная отметки равны и, следовательно, рабочая отметка равна нулю, соответствуют местам перехода из выемки в насыпь.

Положение нулевых точек, в которых пересекаются линии существующего (черного) и проектируемого (красного) профилей можно определить по формуле:

l =  

где h_a и h_b рабочие отметки (плюсовая и минусовая) в точках по сторонам от нулевой;

1 — расстояние от нулевой точки до точки с отметкой h_a;

L - расстояние между точками.

 

Рабочие поперечные профили улицы разрабатываются для выполнения вертикальной планировки и подсчета объемов земляных масс.

Поперечные профили строятся по пикетам и плюсовым точкам на миллиметровой бумаге. Масштаб для построения принимается: М 1:100 или 1:200, М, 1:50. Вычерчивание профилей производится в соответствии с принятыми правилами с обязательным заполнением строк таблиц. Названия строк достаточно только привести для крайних левых поперечников, принимая во внимание, что для последующих поперечников эти строки располагаются на этом же уровне.

Построение рабочего поперечника начинается с задания такой отметки верхней линии таблицы, чтобы меньшая отметка поперечника (красная или черная) оказалась не ближе 20 - 30 мм от таблицы. С учетом заданной отметки верхней линии таблицы откладываются черные отметки характерных точек поперечника улицы по красным линиям по границам зеленой зоны, тротуара и проезжей части. С продольного профиля снимается и откладывается красная отметка по оси или лотку проезжей части. На основании принятых поперечных уклонов проезжей части, тротуаров, велодорожек, возвышения бортового камня с учетом поперечных размеров элементов улицы вычисляются красные отметки по границам этих элементов. Поперечные уклоны зеленой зоны принимаются из условия минимума объема земляных масс.

По вычисленным красным отметкам и определенным по карте черным устанавливаются рабочие отметки по границам элементов улицы. Запись их на профиле производится следующим образом: отметки насыпи (плюсовые) — над красной линией, а отметки выемки (минусовые) — под красной линией (рис. 4).

 

Рисунок 4 – пример оформления поперечных профилей

 

Этап 4. Вертикальная планировка городских улиц и дорог

 

Проектирование городских улиц и дорог в вертикальной плоскости называется вертикальной планировкой.

Одной из основных задач вертикальной планировки является обеспечение стока поверхностных вод по открытым лоткам, кюветам и канавам в закрытую сеть водостоков или в водоемы, а также обеспечение нормального и безопасного движения транспорта и пешеходов.

Для отвода поверхностного стока особое значение имеет проезжая часть улиц. При любой системе водоотвода (открытой, закрытой) проезжая часть улиц служит местом концентрации поверхностного стока. Поэтому по высоте улицы проектируют ниже прилегающих территорий города, а проезжую часть ниже других ее элементов. Таким принципом руководствуются независимо от того, отводится ли сток воды с кварталов по поверхности или развитая водосточная сеть введена в кварталы и поверхностный сток направляется через водоприемные решетки в эту сеть. Но и в этом последнем случае вода попадает на улицу с крыш зданий, выстроенных по красной линии, с участков кварталов, уклон которых направлен в сторону улицы.

Помимо воды, поступающей на улицу с прилегающего бассейна, на ней концентрируется поверхностный сток с площади самой улицы. Таким образом, даже при развитой сети водостоков, на проезжую часть всегда будет попадать вода от дождей, таяния снега и т.д.

Исходя из того, что сеть городских улиц служит методом водосбора поверхностных вод и отведения их, улицы целесообразно трассировать в низинах и тальвегах. В тех случаях, когда трасса улицы не совпадает с тальвегом, отметки улиц назначаются ниже отметок красных линий со стороны кварталов, скат которых направлен от улицы.

Для выполнения этих основных задач вертикальной планировки необходимо соблюдать следующие условия:

1. При пересечении улиц разной значимости поперечный профиль главной остается без изменения. Поверхность второстепенной улицы сопрягается с поверхностью главной (т.е. поперечный профиль при подходе к перекрестку преобразуется от двухскатного к односкатному с поперечным уклоном, равным продольному главной улицы).

2. При пересечении 2-х улиц равной значимости улица с меньшим продольным уклоном подчиняется профилю ее пересекающей, либо трансформируются профили обеих улиц в односкатные, соответствующие уклону площадки перекрестка, т.е. поверхности, общей для обеих улиц,

3. Улицу, по которой проходит полотно трамвая, следует рассматривать как главную и от ее решения должно зависеть высотное решение пересекающей улицы.

4. Следует по возможности избегать устройства поперечного водопроводящего лотка, пересекающего магистральную улицу.

5. Нельзя допускать образования бессточных мест на перекрестках, где не предусматривается устройство закрытого водостока.

Проекты вертикальной планировки перекрестков и площадей разрабатываются методом проектных горизонталей с шагом горизонталей 10 см. В условиях равнинного рельефа, при отсутствии застройки шаг принимают равным 20 см.

Продольные уклоны на площадях и перекрестках в направлениях обеих пересекающихся улиц по возможности должны быть небольшие. Оптимальными надо считать уклоны 10 - 20 %, наибольшим допустимым — 30 %, но этот уклон по возможности следует избегать. Минимальный продольный уклон — 5%.

Наиболее благоприятное вертикальное равновесие площади достигается, когда она располагается на водоразделе. Нежелательно размещение перекрестка или площади в пониженном месте, когда продольные уклоны всех входящих улиц направлены к площади или перекрестку. Очень важно, чтобы хотя бы одна улица имела уклон, направленный от площади, для обеспечения поверхностного стока воды.

Конкретные решения вертикальной планировки площади или перекрестка могут быть очень разнообразны в зависимости от рельефа местности, конфигурации площади или перекрестка.

Сущность метода проектных горизонталей: на план с геодезической подосновой, где показана вся проектная горизонтальная планировка, наносятся проектные горизонтали, выражающие проектируемый рельеф.

На плане в проектных горизонталях показаны переломные точки продольного профиля и их отметки в виде простой дроби: в числителе - проектные (красные), в знаменателе — существующие (черные).

Разность между проектной и существующей отметкой называется рабочей отметкой и представляет собой со знаком (-) — выемку, со знаком (+) — насыпь.

Расстояния и уклоны между переломными точками показывают в виде дроби со стрелкой в направлении уклона. В числителе указывается значение уклона, в знаменателе — расстояние.

При проектировании вертикальной планировки методом проектных горизонталей, как и при проектировании, методом профилей, определяют контрольные точки и точки переломов продольных уклонов, затем определяют расстояния между ними, продольные уклоны и проектные отметки в этих точках. С учетом отметок контрольных точек намечают на плане по оси проезжей части точки перелома продольного профиля и ориентировочные проектные отметки. Проектные отметки переломных точек определяют по формуле:

Н₂=Н₁ 1 i,

 

где Н₂, Н₁ - проектные отметки переломных точек на концах рассматриваемого участка, м;

l - расстояние между точками, м;

i — запроектированный продольный уклон.

Расстояние между проектными горизонталями в плане, которые имеют падение по высоте 10 - 20 см, определяются по формуле:

l=  

 

где  падение или шаг горизонталей;

i - проектный продольный уклон.

Углы наклона горизонталей в плане по отношению к оси проезжей части зависят от поперечного уклона. Горизонтали примыкают к оси улицы под углом , tg  а равняется отношению продольного уклона к поперечному:

 

tg  

 

Если обозначить буквой  точку на оси проезжей части, через которую должна пройти горизонталь, то соответствующая ей по высоте точка в лотке будет на расстоянии b в сторону против падения уклона, которое определяется из отношения:

 

Все горизонтали на участках улиц с одинаковыми продольными и поперечными уклонами параллельны одна другой и находятся на одинаковом расстоянии между горизонталями, а с изменением поперечных уклонов изменяются углы их наклона.

На тротуарах, газонах, разделительных полосах, которые возвышаются над проезжей частью (на высоту бордюрного камня), горизонтали будут смещены по отношению к горизонталям на проезжей части.

Кроме того, так как поперечные уклоны на тротуарах и газонах обычно направлены в другую сторону, чем на проезжей части, горизонтали на тротуарах-газонах будут наклонены в другую сторону, чем горизонтали проезжей части (этим обеспечивается сток воды с них в лоток проезжей части).

Перед выполнением вертикальной планировки перекрестка методом проектных горизонталей необходимо на плане пересечения улиц выписать’ красные отметки границ элементов, полученные при увязке и разработке поперечников. Далее по приведенному выше методу проектных горизонталей определить расстояние между проектными горизонталями и углы наклона их к оси проезжей части и построить красные горизонтали. На рис. 5 приведен пример вертикальной планировки, выполненной методом проектных горизонталей.

Также точки пересечения проектных горизонталей с линиями осей, бортовых камней и поперечных створов можно найти с помощью палетки (рис. 6).

Нахождение указанных точек с помощью палетки производится следующим образом: сначала палетку, вычерченную на кальке, укладывают таким образом, чтобы одна из точек створа (точка А на рис. 36) попала между горизонталями палетки, соответствующими высотному (в см) положению точки А. Затем вращением палетки вокруг точки А добиваются такого же совмещения и для точки В. В найденном положении палетки ее горизонтали пересекут створ АВ. Точки их пересечения и будут точками пересечения дециметровых горизонталей, путем накола или вдавливания они фиксируются на чертеже. Аналогичным образом находят точки пере- сечения дециметровых горизонталей по створам ОВ и АО ит.д. Соединяя далее точки одноименных горизонталей, получаем вертикальную планировку улицы в проектных горизонталях, через 10 см.

Важным моментом при освоении принципов проектирования поверхности пересекающихся улиц является умение осуществить постепенный переход от двухскатного профиля к односкатному и наоборот, т.е. выполнить размостку проезжей части.

При размостке проезжая часть с уклонами, направленными от оси к лоткам, постепенно превращается в односкатную с поперечным уклоном в сторону фокуса кривой на вираже или в сторону продольного уклона пересекающей улицы на перекрестке. Для осуществления размостки правый и левый лотки проезжей части на участке перехода должны иметь различные уклоны, т.е. их располагают на разных уровнях ().

Рисунок 5 - Вертикальная планировка перекрестка

 

При ширине проезжей части В и поперечном уклоне односкатного профиля i _поп:

 = B ,

Длина размостки:

 

l=  

 

l=  

 

 

где   - поперечный уклон верхней линии;

 — поперечный уклон нижней линии.

 

 

Рисунок 6 - Палетка и правила пользования ею

 

Образование поверхности проезжей части в пределах размостки возможно двумя способами:

- постепенное смещение гребня проезжей части к верхнему лотку;

- постепенное изменение величины поперечного уклона верхней половины проезжей части от типового в сторону лотка до противоположно направленного, равного требуемому ().

При проектировании размостки на плане улицы от сечения, где необходим односкатный профиль, откладывают длину размостки, находят отметки оси и лотков начала и конца размостки, производят градуирование прямой по лоткам и оси улицы и вычерчивают проектные горизонтали.

 

Пример оформления РГР

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт развития города