Основы проектирования автомобильных дорог (стр. 3 из 5)
1. Из условия видимости дороги в ночное время.
где Sп – расстояние видимости поверхности проезжей части дороги в ночное время при свете фар; hф – высота фар над поверхностью покрытия, в расчетах принимается hф=0.8 м; α – угол рассеивания света, α=20.
2. Из условия нагрузки на рессоры.
где a – допускаемое центробежное ускорение, не дающее перегрузку рессор, a=0.5 м/с2.
В расчетах используется большее значение радиуса вертикальной выпуклой и вертикальной вогнутой кривой.
Техническая норма | Данные | Принятые в проекте | |
| По расчету | По СниП 2.05.02-85 | ||
| Число полос движения | 2 | 2 | 2 |
| Ширина полос движения | 4,25 | 3,5 | 4,25 |
| Ширина обочин | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| Ширина земляного полотна | 13,5 | 12 | 13,5 |
| Наибольший продольный уклон | 35 | 60 | 35 |
| Расстояние видимости: поверхности дороги встречного автомобиля | 117.88 | 200 | 200 |
| 225.27 | 350 | 350 | |
| Радиус кривой в плане | 840 | 600 | 840 |
| Радиус вертикальных кривых: выпуклых вогнутых | 5789.87 | 10000 | 10000 |
| 2431.35 | 3000 | 3000 | |
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Положение геометрической оси автомобильной дороги на местности называется трассой. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией.
Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называется планом трассы.
Трасса автомобильной дороги должна проходить в заданном направлении через обозначенные (корреспондирующие) пункты. В данном курсовом проекте эти пункты обозначены точками А и Б. В данном курсовом проекте для сравнения предлагаю принять два варианта трасс: «северный» вариант и «южный» вариант. Каждый из запроектированных вариантов насчитывает три угла поворота. Различают следующие геометрические элементы закругления: угол α, радиус R, тангенс Т, длину кривой К, домер Д, биссектрису Б.
Т= Rtgα/2; К=πRα/180; Д=2Т-К;
По приведенным формулам можно напрямую найти все элементы круговой кривой. Для определения основных геометрических элементов закруглений с переходными кривыми необходимо воспользоваться следующими формулами:
- тангенс Т=Т0+ΔТ; , где Т0- тангенс круговой кривой(по формуле; ΔТ-расстояние от начала переходной кривой до начала круговой кривой(табличная величина);
- биссектриса Б=Б0+ρ, где Б0- биссектриса круговой кривой(по формуле ; ρ- сдвижка круговой кривой(табличная величина);
- длина всей кривой Кз=К0+2L, где К0- длина круговой кривой при угле поворота γ=α-2β, где β- центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид, L- длина переходной кривой.
Пикетажное положение главных точек закругления определяют согласно формулам:
ПК НЗ = ПК ВУ – Т;
ПК НКК = ПК НЗ + L;
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = ПК НЗ + К;
ПК ККК = ПК КЗ – L.
Проверку выполнения расчетов проводят по формулам:
ПК КТ =ΣК + ΣП;
ПК КТ = ΣS – ΣД;
Σαлев – Σαпр = Азн – Азк,
где: ΣП- сумма длин прямых вставок, м; ΣS- сумма длин всех прямых участков трассы между вершинами углов, м; ΣД- сумма домеров, м; ΣК- сумма длин кривых участков трассы, м; Σαлев- сумма левых углов поворота; Σαпр- сумма правых углов поворота; Азн- азимут начального направления трассы; Азк- азимут конечного направления трассы.
После всех вычислений необходимо провести сравнение по двум вариантам трассы. Сравнение проводят по таким показателям как:
Коэффициент удлинения трассы К= L/L0,
где L – длина трассы по варианту,м.; L0 – длина трассы по воздушной линии, м.
Количество углов поворота на 1 км. трассы находят по формуле
N = n / L,
где n – количество углов поворота по всему варианту трассы; L – длина варианта трассы, км.
Среднее значение угла поворота
где α – значение угла поворота, град.; n – количество углов поворота по варианту трассы.
Кроме этих показателей варианты трасс сравнивают по длине, количеству искусственных сооружений, количеству пересечений в одном уровне.
Трасса№1
Угол№1α=75° R=100м вписываем две симметричные клотоиды (биклотоида)
T=146,654; K=261,799; D=31.509; A=114.411;L=130.900;t=64.526; ρ=7.031
X=125.402;Y=27.696
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-146.654=297.343
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 444+146.654-31.509=559.14
ПК КЗ = ПК НЗ + К=297.343+261.799=559.14
Угол№2 α=48° R=600м вписываем круговую с двумя переходными
T=267.1372 K=502.4 Б=56,78 Д=31,87
А=268,32
Сдвижкой можно пренебречь
Tк=T+t=267.137+57.196=324.333
Бк=56,78
К0=376,8 Кз=376,8+240=616,8Д=2Т-К=31,866
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2962,491-324,333=2638,158
ПК НКК=2758,158 ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 2962,491+324,333-31,866=3254,958
ПК ККК=3134,958 ПК КЗ = ПК НЗ + К=2638,158+616,8=3254,958
Угол№3α=29° R=600м вписываем круговую кривую с двумя переходными
Т=155,170 К=303,53 Б=19,74 Д=6,81
А=268,328 X0=119,88 Y0=3.99 ρ=0.71 t=57.26
Tк=T+t=155.170+57.26=212.43
Бк=19,74 γ=29-12=17° К0=177,93 Кз=177,93+240=417,93
Д=2Т-К=6,93
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4360,625-212,43=4148,195
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4360,625+212,43-6,93=4566,125
ПК КЗ = ПК НЗ + К=4148,195+417,93=4566,125
ПК НКК=4268,195
ПК ККК=4446,125
Трасса№2
Угол№1 α=90° вписываем две симметричные клотоиды(биклотоида).
R=200м Кп=2 , Т=374,02 К=628,318 Д=119,722 А=250,662 Б=111,29
t=153.904 ρ=20.116 Xк=295,326 Yк=78,694
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-374,02=69,98
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =444+374,02-119,722=698,298
ПК КЗ = ПК НЗ + К=69,98+628,318=698,298
Угол№2 α=13°R=800м вписываем круговую с двумя переходными
Т=91,148 К=181,422 Б=5,175 Д=0,874 β=4,5° 13°>9°
А=309,83 X0=119.96 Y0=2.998 ρ=0,532 t=57.2
Тк=148,348 Б=Б0=5,175 γ=13-9=4° К0=55,82 Кз=55,82+240=295,82
Д=0,876
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2084,278-148,348=1935,93
ПК НКК=1935,93+120=2055,93
ПК КЗ = ПК НЗ + К=1935,93+295,82=2231,75
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =2084,278+148,348-0,876=2231,75
ПК ККК=2055,93+55,82=2111,75
Угол№3 α=53°R=650 вписываем круговую и две переходные кривые
Т=324,078 К=600,961 Б=76,31 Д=47,195 β=5,5° 53°>11°
А=279,284 X0=119.897 Y0=3.69 ρ=0.697 t=57.59 Tк=381,67 Бк=76,31
γ=53-11=42° К0=476,233 Кз=716,233 Д=47,1188
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4331,44-381,67=3949,7641
ПК НКК=4069,7641
ПК КЗ = ПК НЗ + К=3949,7641+716,233=4665,9971
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4331,44+381,6759-471188=4665,9971
ПК ККК=4545,9971
Расчет конца трассы и проверку расчета проведем по формулам ПК КТ =ΣК + ΣП =1640,371+3015,9122=4656,2832 ПК КТ = ΣS – ΣД =4656,2833
Т.е. ПК КТ =46+56
Σαлев – Σαпр =66
Азн – Азк =66
Подсчитаем показатели трассы, необходимые для сравнения по формулам
Коэффициент удлинения трассы К= L/L0 =1,18
Количество углов поворота на 1 км. трассы N = n / L =0,6442
Среднее значение угла поворота
Сравнение вариантов трассы по эксплуатационно-транспортным показателям
Показатели | Значения показателей по вариантам | Преимущества и недостатки вариантов | ||
| Второй | Первый | Второй | Первый | |
| Длина трассы, м | 4656,2832 | 5323,194 | + | - |
| Коэффициент удлинения трассы | 1,18 | 1,35 | + | - |
| Количество углов поворота | 3 | 3 | + | + |
| Количество углов поворота на 1 км трассы | 0,64 | 0,56 | - | + |
| Сумма углов поворота, град | 1560 | 1520 | - | + |
| Среднее значение угла поворота, град | 520 | 50,60 | - | + |
| Количество искусственных сооружений: - труб - мостов | 2 2 | 3 2 | + + | - + |
| Количество пересечений в одном уровне | 1 | 1 | + | + |
После сравнения вариантов трассы второй вариант оказался предпочтительнее.
4. РАСЧЕТ НЕПРАВИЛЬНОГО ПИКЕТА
Неправильным пикетом отрезок длиной не равной 100 м, а также точка, обозначающая конец такого отрезка. При изысканиях и проектировании автомобильных дорог неправильные пикеты принимаются в пределах 50…..150 м. L1=ПКобщ-ПККПКз=5323,694-4566,125=757,569
L2=5323.694-4665.9971=657.69
L1-L2=99.87м
Таким образом, неправильный пикет равен 99,87м.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Продольным профилем автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль показывает линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги, линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.