2.3 Проектирование вариантов плана трассы

В этом разделе, в первую очередь, описывают направление трассы, по прямой и в виде ломаной линии с обоснованием ее отклонения. Подробно описывают направление обоих вариантов трассы, уделив особое внимание обоснованию углов поворота, принятых радиусов кривых и намечаемым мероприятиям для обеспечения безопасности движения. Такое обоснование должно быть дано только при применении радиусов меньше рекомендуемых (более 2000—3000 м) и особенно минимальных радиусов.

При описании направления трассы увязывают его с начальным, промежуточным и конечным населенными пунктами, а при описании вариантов (на отдельных участках) указывают причины их назначения, принципиальное отличие трассы по вариантам от соответствующего участка основного хода.

Например, как можно видеть на рисунке 2 необходимость перейти реку на прямом участке с удобным подходом к мосту по пологим склонам оврага, желание обойти населенный пункт и избежать пересечения оврага заставляют при проложении дороги отклониться от кратчайшего прямого направления и наметить дорогу в виде ломаной линии.

- вариант проложения трассы по прямой линии;

- вариант проложения трассы в виде ломаной линии

(оптимальный).

Рисунок 2 – Варианты проложения трассы дороги в плане

После описания вариантов трассы помещают выкопировку из карты на миллиметровую бумагу, а также на лист формата А1, с указанием основного хода и вариантов, масштаба карты, сечения горизонталей и стрелки север—юг.

Трассу автомобильной дороги разбивают на пикеты с учетом выбранного масштаба. Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым ее направлением. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги – по ходу пикетажа трассы. Каждый угол поворота, а также начало и конец трассы закрепляют привязкой к значимым объектам на плане трассы, таким как геодезические реперы, ЛЭП, недвижимые объекты и т.п. Наименьшее количество закреплений – три (рисунок 3).

Рисунок 3 – Схема закрепления угла поворота трассы

Для обеспечения безопасности движения по автомобильной дороги в углы поворота вписывают горизонтальные круговые и переходные кривые. Различают следующие геометрические элементы закруглений круговой и переходной кривой (рисунок 4) начало переходной кривой (НПК), середина круговой кривой (СКк), конец круговой кривой (ККк), начало переходной кривой (НПк), конец переходной кривой (КПк).

Рисунок 4– Основные элементы закруглений с переходными кривыми: R - радиус горизонтальной кривой, α - угол поворота, Б, Бкк – биссектриса круговой и переходной кривой соответственно, Ткк, Тпк – тангенс круговой и переходной кривой соответственно кривой, О – центр круговой кривой, ВУП – вершина угла поворота; НЗ – начало закругления; КЗ – конец закругления.

Проектирование плана трассы выполняется в следующей последовательности:

1. По ходу трассы последовательно нумеруются углы поворота – угол между продолжением направления трассы и новым ее направлением (ВУП-1, ВУП-2 и т. д.).

2. Ориентируют трассу относительно сторон света. Для этого вычисляют румб начала трассы (например, означает, что участок длиной 260,3 м, расположен под углом 87 градусов 30 минут к меридиану). Румбы последующих прямых участков трассы определяются расчетом.

Рисунок 5 – Схема разбивки закругления

3. Далее по углу поворота и расчетному значению радиуса определяют основные элементы кривой и в точки перелома магистрального хода вписываются кривые. Различают следующие геометрические элементы закруглений (рисунок 6): угол α, радиус R, кривая К, тангенс Т, биссектриса Б, а также домер Д – разность между тангенсами кривой и длиной кривой.

Данные параметры рассчитывают по формулам:

Тангенс Т – расстояние от вершины угла до начала кривой:

, (9)

Кривая К – расстояние от начала до конца кривой:

,(10)

Рисунок 6 – Схема угла поворота трассы

Биссектриса Б – расстояние от вершины угла поворота до середины кривой:

, (11)

Домер Д – увеличение длины трассы по прямым по сравнению с длиной по кривой:

, (12)

4. Разбивку пикетажа ведут от начала трассы до вершины первого угла поворота, и устанавливают его пикетажное значение. Например, вершина угла поворота, (ВУП 1) имеет пикетажное значение ПК 9+50 (рисунок 5). Для того чтобы продолжить разбивку пикетажа, необходимо определить значения начала (НК) и конца (КК) закругления, вынести пикеты на кривую и продолжить разбивку пикетажа до вершины следующего угла поворота.

Пикетажное значение начала закругления (НК) и конца закругления (КК) определяются по формулам:

ПК НЗ = ПК ВУ – Т; (13)

ПК НКК = ПК НЗ + L; (14)

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = ПК НЗ + К; (15)

ПК ККК = ПК КЗ – L. (16)

Геометрическое положение точки начала кривой (НК) на трассе легко определить, если отложить от вершины угла поворота величину тангенса назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой (КК) – вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.

5. При заполнении ведомости углов поворота, прямых и кривых (таблица 3.1) величины Р – длина прямой вставки и S – расстояние между вершинами углов определяют по формулам:

Р₁ = ПК НК – ПК НТ, (17)

Р₂ = ПК НК2 – ПК КК1, (18)

Р₃ = ПК КТ – ПК КК, (19)

где ПК НТ, ПК КТ – пикетажные положения начала и конца трассы;

ПК НК, ПК КК, ПК НК2, ПК НК1 – пикетажные положения начала и конца закруглений.

S₁ =ПК ВУП 1 – ПК НТ, (20)

S₂ = (ПК ВУП2 – ПК ВУП 1) + Д1, (21)

S₃ = (ПК КТ – ПК ВУП 1) + Д1. (22)

где ПК ВУ1, ПК ВУ2 – пикетажные положения вершин углов, полученные при разбивке пикетажа по трассе;

Д1 – величина домера для соответствующего угла поворота, м.

Пример ведомости углов поворота, длин прямых и кривых с контрольными проверками по форме, приведена в таблице 7.

Таблица 7 – Ведомость углов поворота прямых и кривых (пример)

№ п/п	Углы							Элементы					Кривые				Прямые				Рубленные пикеты
	Положение вершины угла			Вершина угла поворота				Радиус, R	Тангенс, Т	Кривая, К	Биссектриса, Б	Домер, (Д=2Т-К)	Начало кривой		Конец кривой		Расстояние между вершинами углов	Длина кривой	Румб		№ пикета	протяжение
																			наблюда емый	вычис ленный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
	0	0	00
																	883,00	848,73	С3 43	С3 42 30/
1	1	8	83,00	37	50	-	-	100	34,27	66,03	5,76	2,51	8	48,73	9	14,76
																	814,45	682,61	С3 80	С3 80 20/
2	2	16	94,94	-	-	51	58	200	94,47	181,4	22,49	13,55	15	97,47	17	78,87
																	218,75	95,73	С3 28	С3 28 22/
3	2	19	0,14	-	-	28	39	100	25,54	50,00	3,20	1,07	18	74,60	19	24,60
																	211,73	170,03	СВ 0	СВ 0 17/
4	3	21	10,84	-	-	17	20	150	16,21	32,29	0,87	0,12	20	94,63	71	26,92
																	466,82	311,34	СВ 18	СВ 12 37/
5	3	25	77,44	39	47	-	-	200	34,18	69,43	6,34	2,93	23	41,26	26	10,69
																	735,33	699,15	С3 27	С3 27 10/
	4	33	89,84
			∑=	77	37	92	57		209,67	399,15		20,18					3330,02	2910,69

Контроль:

1. Угловой контроль: Разность между суммами углов поворота вправо и влево равна разности начального и конечного направлений, для чего вычисленные румбы предварительно переводятся в азимуты по формулам приведения (1 четверть (СВ) А₁=Ч₁; 2 четверть (ЮВ) А₂=180°-Ч²; 3 четверть (ЮЗ) А₃=180+Ч₃; 4 четверть (СЗ) А₄=360-Ч₄, где А – азимут линии, Ч – румб линии в соответствующей четверти), причем при ∑α_пр > ∑α_лев их разность равна А_п - А₁; при ∑α_пр < ∑α_лев их разность равна А₁-А_п.

Углы: ∑α_пр - ∑α_лев = 92°57^/ - 77°37^/=15°20^/

Направления: А=360°-Ч (оба румба – начальный и конечный находятся в 4 четверти); А_п=360°-27°10^/=332°50^/, А₁=360°-42°30^/=317°30^/; А_п - А₁=332°50^/ 317°30^/ = 15°20^/

2. Линейный контроль: а) протяжение участка между вершинами углов за вычетом суммы диаметров равно сумме длин прямых и кривых (с учетом рубленных пикетов); ПК33+09,84 – ПК0=3309,84м; ΣР+ΣК=2910,69+399,15=3309,84

б) сумма расстояний между вершинами углов за вычетом суммы диаметров равна длине участка трассы: ΣР-ΣД=3330,02-20,18=3309,84м;

в) разность между удвоенной суммой тангенсов за вычетом суммы кривых равна сумме домеров: Σ(2Т-К)=ΣΔ; 2·209,67-339,15=419,34-399,15=20,18м.