Продольный профиль земляного полотна

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет: Природообустройства

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Инженерное обустройство территорий

 

Выполнил: Кудрявцева Е.Г. Проверил: ст. препод. Яровикова С.А.

 

 

Барнаул 2013

Исходные данные для проектирования:

Категория дороги -III

Учебная топографическая карта в масштабе 1:10 000 − прилагается

Введение

Автомобильная дорога представляет собой комплекс сложных инженерных сооружений, предназначенных для удобного безопасного движения автомобилей с рабочими скоростями и нагрузками круглогодично в любое время суток.

Проектируемая автомобильная дорога протяженностью 1997,12 метров относится к III категории и считается местного значения, расчётная скорость движения по данной автомобильной дороге составляет 100 км/ч. Проектируемая автомобильная дорога проходит по пересеченной местности. Выбор направления трассы зависел от рельефа местности, категории данной дороги, ситуации в плане, геологопочвенных, гидрогеологических и других условий.

Элементы плана автомобильной дороги

Трасса дороги должна удовлетворять требованиям удобного и безопасного движения автомобиля, при этом длина ее долина быть возможно меньшей. Трасса должна огибать рельеф местности так, чтобы ее уклоны были по возможности минимальными и при строительстве не требовалось выполнение большого объема земляных работ.

Трассирование по плану или карте в горизонталях по по­лигональному методу производится следующим образом:

1) заданные точки или направление трассы соединяются прямой и вдоль нее просматривается ситуация и рельеф, при этом отмечаются участки, где положение трассы не целесооб­разно (пересечение населенного пункта, водоема, болота, крутых склонов, оврагов и др.);

3) Изломы дороги смягчают, вписывая в их углы кривые возможно больших радиусов (3000 м и более), но всегда сумма тангенсов двух смежных кривых не должна быть больше расстояния между вершинами углов.

Удлинениедороги, вызванное введением углов поворота, характеризуют коэффициентом развития, равным отношению фак­тической длины дороги к длине прямой (воздушной) линии.

Основные элементы плана трассы – это чередующиеся прямые и плавные круговые или переходные кривые участки дороги.

Положение геометрической оси дороги на местности называется трассой.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполняемую в уменьшенном масштабе называется планом трассы.

Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым направлением. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги - по ходу трассы. Чтобы запроектиро­ванную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света. Для этого вычис­ляют румбы прямых участков трассы.

Различают следующие геометрические элементы закругле­ния (рис.1): - -угол поворота;

R – радиус круговой кривой;

К- длина круговой кривой;

Т –тангенс круговой кривой;

Б -биссектриса круговой кривой;

Д- домер круговой кривой.

Т - тангенс - расстояние от вершины угла до начала круговой кривой

К- кривая - расстояние от начала круговой кривой до конца круговой кривой

Б - биссектриса - расстояние от вершины угла поворота до середины круговой кривой,

Д- домер,

 

Д=2T-K

 

Рис.1. Схема круговой кривой

 

При назначении ра­диусов кривых менее 2100м для обеспечения бе­зопасного движения авто­мобилей с наибольшими ско­ростями необходимо проек­тировать переходные кривые.

Переходная кривая - это кривая переменного ра­диуса с постоянным уменьшением от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой. Длина переходных кривых зависит от R (радиуса круговой кривой) и принимается по СНиПу 2.05.02 – 85.

После окончательного выбора направления трассы на кар­те разбивают пикетаж и одновременно составляют ведомость углов поворота, прямых, переходных и круговых кривых (см. прил.1).

От начала трассы (ПК0) раствором циркуля или по линейке от­кладывают пикеты (пикет равен 100 м). Через каждые 10 пикетов расставляют условные обозначения в виде вертикальной черты (километр), каждый пятый пикет подписывается цифрой. Карта должна быть привязана к сторонам света, с указанием направления на север.

Изображение плана автомобильной дороги выполняют в масштабе 1:10000 (сечение горизонталей на карте через 2,5 м).

Получив пикетаж вершины угла № 1, заносят его в ведомость, измеряют транспортиром величину угла поворота , (влево, вправо) и заносят в ведомость. По углу и местным условиям назначают радиус круговой кривой R и по таблицам Митина соответ­ствующие им Т, К, Б, Д и заносят их в ведомость.

Если радиус круговой кривой больше или меньше 1000м,то для получения величин основных элементов горизонтальной кривой необходимо взять из таблиц Митина значения тангенса (Т), кривой (К), домера (Д) и биссектрисы (Б) для соответствующего угла поворота трассы α и радиуса 1000 м и умножить их на коэффициент(Rпринятый/ R=1000м).

Расстояние между вершинами углов S₁ можно измерить сразу по линейке, для первой линии S₁ будет равно пикетажному положению вершины угла №1. Закончив заполнение всех граф ведомости для угла №1, переходят к дальнейшей разбивке пикетажа. Откладывая от вер­шины угла №1 по направлению к концу трассы полный тан­генс Т, находят точку и пикетажное положение КК, от которой продолжают разбивку пикетажа до конца трассы. Так как длина трассы по кривой, будет короче длины трассы по прямым на величину домера, то пикетажное положение конца трассы будет:

ПК К.тр.=S₁+S₂-Д_УГ1;

где S₁, S₂ - расстояние между вершинами углов;

Д₁, - домер угла поворота.

Длина прямой первой вставки оп­ределяется как разница между пикетажным положением начала (НК) и пикетажным положением начала трассы. Длина второй прямой вставки оп­ределяется как разница между пикетажным положением конца трассы и пикетажным положением конца круговой кривой(КК).Румб прямых направлений вычисляется в зависимости от углов поворота.

S₁=1100 м; S₂=1000 м.

Элементы основной кривой:

α₁=61⁰ R=600 м

Т=589,05

К=1064,65

Д=2Т−К=2×589,05-1064,65=1178,1-1064,65=113,45

Б=160,59

Элементы переходной кривой:

ΔТ=60,39

L=120

ΔД=0,78

ΔБ=0,79

Элементы полного закругления:

Т_п=590,53

К_п=1078,18

Д_п=102,88

Б_п=145,32

ВУ_г1=S

ВУ_г1=1100 или ПК11+00,00

НПК₁=ВУ_г1-Т_п

НПК₁=1100-590,54=509,46 или ПК5+9,46

КПК₁= НПК₁+L

КПК₁= 509,46+120=629,46или ПК6+29,46

НПК₂= НПК₁+К_п

НПК₂= 509,46+1078,18=1587,65или ПК15+87,65

 

 

К_тр=(S₁+S₂)-Дп _уг1

К_тр=(1100+1000)-102,88 =1997,12или ПК19+97,12

Пр₁ =S₁-Т_уг1

Пр₁ =1100-590,46=509,46

Пр₂ =S₂-Т_уг1

Пр₂ =1000-590,46=409,47

Сумма элементов кривых:

∑Пр=Пр1+Пр2=509,46+409,47=918,94

∑S=S₁+S₂=1100+1000=2100

Lтр=∑Пр+∑К= 918,94+1078,18=1997,12 или ПК19+97,12

После заполнения ведомости всех углов поворота подводят итоги и проверяют правильность сос­тавления ведомости.

Проверки:

2Т-К=Д=1181,07-1078,18=102,88

∑S-Д=L_тр=2100-102,88=1997,12

К+Пр=L_тр=1078,18+918,94=1997,12

К_тр-Н_тр= L_тр =1997,12-0,00=1997,12

После разбивки пикетажа, увязки и проверки ведомости кривых и прямых переходят к окончательному оформлению плана трассы.

Отметки пикетов и плюсовых точек, расположенных между соседними горизонталями определяют интерполяцией. По карте измеряют кратчайшее расстояние L между горизонталям, проходящими через точку и расстояние в оси пикетной или плюсовой точки до горизонтали с меньшей отметкой. Превышение между горизонталями известно (5 метров). Превышение искомой точки над горизонталью с меньшей отметкой X определяют из подобия треугольников.

откуда

Если точка расположена внутри замкнутой горизонтали, отметку ее определяют экстраполяцией.

Отметки земли

НТ ПК 0+00	53,12	ПК 20+00	53,00
ПК 1+00	54,21
ПК 2+00	55,75
ПК 3+00	57,50
ПК 4+00	60,00
ПК 5+00	60,42
ПК 6+00	58,96
ПК 7+00	57,50
ПК 8+00	58,04
ПК 9+00	59,67
ПК 10+00	61,21
ПК 11+00	60,26
ПК 12+00	59,33
ПК 13+00	58,25
ПК 14+00	58,61
ПК 15+00	57,85
ПК 16+00	57,03
ПК 17+00	56,05
ПК 18+00	54,60
ПК 19+00	53,70

Оформление продольного профиля

Продольный профиль вычерчивает­ся в два цвета (черный и красный).

Красным цветом оформляют все проектные решения: рабочие отметки, проектную линию, вер­тикальные кривые и их элементы, проектируемые искусственные сооружения, развернутый план трассы, проектные уклон, проек­тные отметки, длины прямых и кривых, километровые знаки, обозначения НК и КК, тип поперечных профилей земляного полотна. Все остальные данные: линия сетки, линия поверхности земли, отметка земли, грунтовый разрез наносят черным цветом.

Рабочие отметки надписываются с точностью до I см в 0,5 см от проектной линии. На продольном профиле подсчитыва­ются нулевые точки - точки перехода насыпей в выемки (рис.3.9).

Рис.3.9. Схема определения нулевых точек.

Продольный профиль запроектирован в данном варианте по обертывающей. Профиль запроектирован вертикальными кривыми с минимальными Rвып.=12500 м и Rвог.=7500 м).

Превышения определяли по формуле:

Длины вертикальных кривых рассчитывались по формуле:

где i − уклон в ‰, R − радиус кривой, м.

Уклон для дороги III категории не должен превышать 60‰. В данном варианте максимальный уклон проезжей части дороги составляет 26 ‰.

Проектируемый участок дороги относится к III технической категории, для него приняты следующие параметры:

Основные параметры и нормы

 

№	Наименование технических показателей	Измеритель	Рекомендуется СНиПом 2.05.02-85	Принимается для проектирования
	Перспективная среднесуточная интенсивность движения	авт/сут.
	Расчетная скорость движения:
основная	км/ч
	Число полос движения	шт.
	Ширина полосы движения	м.	3,5	3,5
	Ширина зем.полотна	м.	12,0	12,0
	Ширина проезжей части	м.	7,0	7,0
	Наибольший продольный уклон	‰
	Наименьшая расчетная видимость:
встречного автомобиля	м.
	Наименьший радиус кривых в плане:	м.
	Наименьшие радиусы вертикальных кривых:
а) выпуклых	м.
б) вогнутых	м.

 

 

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет: Природообустройства

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Инженерное обустройство территорий

 

Выполнил: Кудрявцева Е.Г. Проверил: ст. препод. Яровикова С.А.

 

 

Барнаул 2013

Исходные данные для проектирования:

Категория дороги -III

Учебная топографическая карта в масштабе 1:10 000 − прилагается

Введение

Автомобильная дорога представляет собой комплекс сложных инженерных сооружений, предназначенных для удобного безопасного движения автомобилей с рабочими скоростями и нагрузками круглогодично в любое время суток.

Проектируемая автомобильная дорога протяженностью 1997,12 метров относится к III категории и считается местного значения, расчётная скорость движения по данной автомобильной дороге составляет 100 км/ч. Проектируемая автомобильная дорога проходит по пересеченной местности. Выбор направления трассы зависел от рельефа местности, категории данной дороги, ситуации в плане, геологопочвенных, гидрогеологических и других условий.

Элементы плана автомобильной дороги

Трасса дороги должна удовлетворять требованиям удобного и безопасного движения автомобиля, при этом длина ее долина быть возможно меньшей. Трасса должна огибать рельеф местности так, чтобы ее уклоны были по возможности минимальными и при строительстве не требовалось выполнение большого объема земляных работ.

Трассирование по плану или карте в горизонталях по по­лигональному методу производится следующим образом:

1) заданные точки или направление трассы соединяются прямой и вдоль нее просматривается ситуация и рельеф, при этом отмечаются участки, где положение трассы не целесооб­разно (пересечение населенного пункта, водоема, болота, крутых склонов, оврагов и др.);

3) Изломы дороги смягчают, вписывая в их углы кривые возможно больших радиусов (3000 м и более), но всегда сумма тангенсов двух смежных кривых не должна быть больше расстояния между вершинами углов.

Удлинениедороги, вызванное введением углов поворота, характеризуют коэффициентом развития, равным отношению фак­тической длины дороги к длине прямой (воздушной) линии.

Основные элементы плана трассы – это чередующиеся прямые и плавные круговые или переходные кривые участки дороги.

Положение геометрической оси дороги на местности называется трассой.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполняемую в уменьшенном масштабе называется планом трассы.

Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым направлением. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги - по ходу трассы. Чтобы запроектиро­ванную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света. Для этого вычис­ляют румбы прямых участков трассы.

Различают следующие геометрические элементы закругле­ния (рис.1): - -угол поворота;

R – радиус круговой кривой;

К- длина круговой кривой;

Т –тангенс круговой кривой;

Б -биссектриса круговой кривой;

Д- домер круговой кривой.

Т - тангенс - расстояние от вершины угла до начала круговой кривой

К- кривая - расстояние от начала круговой кривой до конца круговой кривой

Б - биссектриса - расстояние от вершины угла поворота до середины круговой кривой,

Д- домер,

 

Д=2T-K

 

Рис.1. Схема круговой кривой

 

При назначении ра­диусов кривых менее 2100м для обеспечения бе­зопасного движения авто­мобилей с наибольшими ско­ростями необходимо проек­тировать переходные кривые.

Переходная кривая - это кривая переменного ра­диуса с постоянным уменьшением от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой. Длина переходных кривых зависит от R (радиуса круговой кривой) и принимается по СНиПу 2.05.02 – 85.

После окончательного выбора направления трассы на кар­те разбивают пикетаж и одновременно составляют ведомость углов поворота, прямых, переходных и круговых кривых (см. прил.1).

От начала трассы (ПК0) раствором циркуля или по линейке от­кладывают пикеты (пикет равен 100 м). Через каждые 10 пикетов расставляют условные обозначения в виде вертикальной черты (километр), каждый пятый пикет подписывается цифрой. Карта должна быть привязана к сторонам света, с указанием направления на север.

Изображение плана автомобильной дороги выполняют в масштабе 1:10000 (сечение горизонталей на карте через 2,5 м).

Получив пикетаж вершины угла № 1, заносят его в ведомость, измеряют транспортиром величину угла поворота , (влево, вправо) и заносят в ведомость. По углу и местным условиям назначают радиус круговой кривой R и по таблицам Митина соответ­ствующие им Т, К, Б, Д и заносят их в ведомость.

Если радиус круговой кривой больше или меньше 1000м,то для получения величин основных элементов горизонтальной кривой необходимо взять из таблиц Митина значения тангенса (Т), кривой (К), домера (Д) и биссектрисы (Б) для соответствующего угла поворота трассы α и радиуса 1000 м и умножить их на коэффициент(Rпринятый/ R=1000м).

Расстояние между вершинами углов S₁ можно измерить сразу по линейке, для первой линии S₁ будет равно пикетажному положению вершины угла №1. Закончив заполнение всех граф ведомости для угла №1, переходят к дальнейшей разбивке пикетажа. Откладывая от вер­шины угла №1 по направлению к концу трассы полный тан­генс Т, находят точку и пикетажное положение КК, от которой продолжают разбивку пикетажа до конца трассы. Так как длина трассы по кривой, будет короче длины трассы по прямым на величину домера, то пикетажное положение конца трассы будет:

ПК К.тр.=S₁+S₂-Д_УГ1;

где S₁, S₂ - расстояние между вершинами углов;

Д₁, - домер угла поворота.

Длина прямой первой вставки оп­ределяется как разница между пикетажным положением начала (НК) и пикетажным положением начала трассы. Длина второй прямой вставки оп­ределяется как разница между пикетажным положением конца трассы и пикетажным положением конца круговой кривой(КК).Румб прямых направлений вычисляется в зависимости от углов поворота.

S₁=1100 м; S₂=1000 м.

Элементы основной кривой:

α₁=61⁰ R=600 м

Т=589,05

К=1064,65

Д=2Т−К=2×589,05-1064,65=1178,1-1064,65=113,45

Б=160,59

Элементы переходной кривой:

ΔТ=60,39

L=120

ΔД=0,78

ΔБ=0,79

Элементы полного закругления:

Т_п=590,53

К_п=1078,18

Д_п=102,88

Б_п=145,32

ВУ_г1=S

ВУ_г1=1100 или ПК11+00,00

НПК₁=ВУ_г1-Т_п

НПК₁=1100-590,54=509,46 или ПК5+9,46

КПК₁= НПК₁+L

КПК₁= 509,46+120=629,46или ПК6+29,46

НПК₂= НПК₁+К_п

НПК₂= 509,46+1078,18=1587,65или ПК15+87,65

 

 

К_тр=(S₁+S₂)-Дп _уг1

К_тр=(1100+1000)-102,88 =1997,12или ПК19+97,12

Пр₁ =S₁-Т_уг1

Пр₁ =1100-590,46=509,46

Пр₂ =S₂-Т_уг1

Пр₂ =1000-590,46=409,47

Сумма элементов кривых:

∑Пр=Пр1+Пр2=509,46+409,47=918,94

∑S=S₁+S₂=1100+1000=2100

Lтр=∑Пр+∑К= 918,94+1078,18=1997,12 или ПК19+97,12

После заполнения ведомости всех углов поворота подводят итоги и проверяют правильность сос­тавления ведомости.

Проверки:

2Т-К=Д=1181,07-1078,18=102,88

∑S-Д=L_тр=2100-102,88=1997,12

К+Пр=L_тр=1078,18+918,94=1997,12

К_тр-Н_тр= L_тр =1997,12-0,00=1997,12

После разбивки пикетажа, увязки и проверки ведомости кривых и прямых переходят к окончательному оформлению плана трассы.

Отметки пикетов и плюсовых точек, расположенных между соседними горизонталями определяют интерполяцией. По карте измеряют кратчайшее расстояние L между горизонталям, проходящими через точку и расстояние в оси пикетной или плюсовой точки до горизонтали с меньшей отметкой. Превышение между горизонталями известно (5 метров). Превышение искомой точки над горизонталью с меньшей отметкой X определяют из подобия треугольников.

откуда

Если точка расположена внутри замкнутой горизонтали, отметку ее определяют экстраполяцией.

Отметки земли

НТ ПК 0+00	53,12	ПК 20+00	53,00
ПК 1+00	54,21
ПК 2+00	55,75
ПК 3+00	57,50
ПК 4+00	60,00
ПК 5+00	60,42
ПК 6+00	58,96
ПК 7+00	57,50
ПК 8+00	58,04
ПК 9+00	59,67
ПК 10+00	61,21
ПК 11+00	60,26
ПК 12+00	59,33
ПК 13+00	58,25
ПК 14+00	58,61
ПК 15+00	57,85
ПК 16+00	57,03
ПК 17+00	56,05
ПК 18+00	54,60
ПК 19+00	53,70

Продольный профиль земляного полотна

Продольным профилем земляного полотна автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость.

Продольный профиль характеризует отдельные участки автодороги, он показывает крутизну, измеряемую продольным уклоном и расположением ее проезжей части относительно земли. Из-за устройства насыпей и выемок отметки дороги не совпадают с отметками поверхности земли. Разница между отметками поверхности земли по оси дороги и отметкой бровки дороги определяющая высоту насыпи или глубину выемки называют – рабочей отметкой.

Место, где поверхность дороги расположена ниже поверхности земли – выемка, а участки, где дорога проходит выше поверхности земли искусственно насыпным грунтом – называют насыпью.

Переломы продольного профиля образующиеся при изменении уклона вызывают неудобство движения. Для удобства движения по автомобильной дороги вписывают вертикальные кривые (выпуклые или вогнутые).

Графическое изображение продольного профиля является одним из основных проектных документов, на основании которых строится дорога.