Искусственные сооружения

Малые искусственные сооружения – это трубы и мосты длиной до 30 м. Мосты длиной 30-100 м являются средними искусственными сооружениями, а более 100 м – большими. Отверстия круглых труб бывают: 0,5 м; 0,75 м; 1,0 м; 1,25 м; 1,5 м; 1,75 м; 2,0 м. Трубы устраивают в пониженных местах и при пересечении ручьев. При этом минимальная высота насыпи над трубами

H_min=d++h₃, (28)

где d – отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м; δ – толщина стенки трубы, δ=0,16 - 0,22 м; h₃ – минимальная толщина засыпки над трубой, принимаем равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,5 м.

Длина трубы

L = B + 2 (h_нас – d) m + b_огол , (29)

где В – ширина насыпи по верху; h_нас – рабочая отметка насыпи; d – диаметр (высота) трубы; m – заложение откосов насыпи у трубы, принимается 1 : 1,5; b_огол – толщина оголовков трубы.

2.6 Проектирование поперечных профилей земляного полотна

Поперечные профили земляного полотна проектируют одновре­менно с продольным профилем дороги.

В курсовом проекте должны быть представлены типовые попереч­ные профили земляного полотна в соответствии с рабочими отметками, видом грунта с учетом обеспечения устойчивости откосов, требований безопасности движения, незаносимости дороги снегом, минимальной стоимости строительства.

1. Типовые поперечные профили насыпей:

1) низкие насыпи (рисунок 11) высотой до 3м на дорогах I-II категорий и до 2м на дорогах III-IV категорий. Заложение откосов (1 : 4 или 1 : 3) назначается по условиям безопасности движения. Нормы предусматривают крутизну откоса 1 : 4 для дорог I-a категории (для автомагистралей) и 1 : 3 для дорог I-б, I-в, II-IV категорий.

Рисунок 11 - Поперечные профили низких насыпей на дорогах: а) - I-II категорий; б) – III - IV категорий

2) высокие насыпи высотой от 2 (3) м до 12м (рис. 3.20). Крутизна откосов назначается минимальной по условиям их устойчивости: m₁ = 1,5 при мелких и пылеватых песках, m₁ = 1,75 - при глинистых грунтах.

Рисунок 12 - Поперечные профили насыпей по условиям устойчивости откосов

Для повышения устойчивости откоса нижнюю его часть при высоте насыпи более 6м проектируют более пологой (m₂ = m₁ + 0,25).

2. Типовые поперечные профили выемок.

На открытых участках местности по условиям снегозаносимости дороги мелкие выемки проектируют раскрытыми (рисунок 13 а) или разделанными под насыпь (рисунок 13, б), в выемках глубиной до 5м откос выемки отдаляют от дороги путем устройства закюветной полки (кювет-резерва) шириной не менее 3,0м (рисунок 14). Заложение откоса, со стороны обочины принимают 1:4 для дорог I-а категории и 1:3 для дорог I-б – IV категорий по условиям безопасности движения аналогично заложения откосов низких насыпей (рисунок 11).

Рисунок 13 - Поперечный профиль мелкой выемки на открытой местности

Рисунок 14 - Поперечный профиль выемки глубиной до 5 м на снегозаносимом участке местности

На снегонезаносимых участках выемки глубиной 0-12м проекти­руют с заложением откосов 1 : 1,5 по условиям их устойчивости (см. рисунок 15). Такой же поперечный профиль имеет выемки глубиной 5-12м на снегозаносимых участках местности.

Заложение откосов со стороны обочины принимают 1 : 4 для дороги I-а категории и 1 : 3 для дорог I-б – IV категорий.

Рисунок 15 - Поперечный профиль выемки

Поперечные профили земляного полотна вычерчивают на миллиметровке в масштабе 1 : 200 или 1 : 100. Вертикальный и горизонтальный масштабы одинаковы. Типовым поперечникам присваивают номера (тип 1, тип 2 и т.д.), в соответствии с которыми в графе 3 (таблица 8) продольного профиля указывают их наименование и границы применения с рассто­янием до ближайших пикетов. В основной надписи в графе 4 записывают «Поперечные профили земляного полотна».

При подсчете земляных работ мосты длиной по настилу менее 4 м и все трубы включают в объем земляных работ, в остальных случаях протяженность участков, занимаемых мостами и путепроводами, в общие объемы земляных работ не включается.

В объемы земляных работ, подсчитанные по таблицам, вводят призматоидальные поправки на разность рабочих отметок, если она более 1,0 м на участке 100 м, поправки на устройство дорожной одежды и на дополнительные объемы по удалению растительного слоя.

Призматоидальная поправка рассчитывается по формуле

(30)

где m – коэффициент заложения откоса;

h₁, h₂ – рабочие отметки на соседних участках, м;

L – длина участка, м.

Эта поправка учитывается со знаком "+".

Поправка на устройство дорожной одежды (см. рисунок 16) вычисляется по формуле

ΔV_д.о= [(F_д.о+ F_к.у+ F_п) – F_т ]L, (31)

где F_д.о – площадь сечения дорожной одежды из каменных материалов,м²;

F_к.у – площадь сечения краевых полос и укрепления обочин, м²;

F_п – площадь сечения слоя из песчаного материала при укладке его на всю ширину земляного полотна, м²;

F_т – площадь сточного треугольника, м²;

L – длина участка, м.

F_д.о = bh_д.о, (32)

где b – ширина проезжей части, м.

h _д.о – толщина дорожной одежды до песчаного слоя, м;

F_к.у.= 2(с'h_к.п + с''h_у), (33)

где с', с'' – ширина краевой полосы и укрепления обочины, м;

h_к.п, h_у – толщина краевой полосы с основанием и укрепления обочин, м.

F_п= [ В + 2m(h_д.о + h_п/2)]h_п, (34)

где В – ширина земляного полотна, м;

h_п – толщина слоя песка, м;

m – коэффициент заложения откоса.

F_т=с²i_о + b(сi_о + bi_п/2) (35)

где с – ширина обочины;

i_o и i_п – уклоны обочины и проезжей части, ^о/_оо.

Рисунок 16 – Схема для определения площади: а – сточного треугольника; б – сечения дорожной одежды

Поправку на растительный грунт принимают для всех насыпей и выемок. При устройстве насыпи поправка на растительный грунт определяется по формуле

= [B + 2m(H_ср + h_р/2] h_р L, (36)

где В – ширина земляного полотна;

H_ср – средняя высота насыпи;

h_р – толщина снимаемого растительного грунта.

Эта поправка прибавляется к профильному объему.

При устройстве выемки от ее профильного объема отнимают поправку на растительный грунт, которая определяется по формуле

= B +2h_к(m + n) + (b_к + m H_ср)] h_р L, (37)

где h_к и b_к – глубина и ширина боковой канавы выемки, м;

m – коэффициент заложения внутреннего откоса.

В случае несовпадения табличной крутизны откосов с запроектированной вводится поправка на крутизну откосов

(38)

где m_т – коэффициент заложения откосов.

Поправка на устройство искусственных сооружений учитывается в случае, если размер отверстия искусственного сооружения более 4 м. При этом устанавливают пикетажное положение начала и конца моста и соответствующие высоты насыпи. Расчет выполняют обычным способом.

На дополнительные работы, связанные с устройством временных съездов для землеройных машин, засыпкой ям, неровностей в основании насыпи из-за микрорельефа местности вводят поправочный коэффициент 1,05 – 1,10 на общий объем работ.

На рисунке 17 приведена попикетная ведомость объемов земляных масс

Кривую распределения земляных масс строят путем алгебраического суммирования по ходу трассы объемов насыпей и выемок по данным ведомости расчета земляных работ. Последовательно сумму объемов откладывают по ординатам против пикетов и промежуточных точек трассы.

Пример оформления графика кривой распределения земляных масс приведен на рисунке 18