2. Пояснения к исходным данным

Трассой принято называть пространственное положение оси проектируемой ав­томобильной дороги. Она может быть обозначена на местности или на топографиче­ской модели (карте, плане, профиле, стереоскопической или цифровой модели). Графическое изображение проекции трассы на горизонтальной плоскости называют планом трассы, а изображение продольного разреза поверхности земли на трассе продольным профилем.

На профиле показывают естественную поверхность земли и проектную линию оси дороги, а также комплекс технических характеристик, необходимых для проек­тирования.

Перпендикулярно к трассе составляют поперечные профили (поперечники).

В плане трасса состоит из прямых участков разного направления, сопрягаю­щихся между собой горизонтальными кривыми постоянного и переменного радиу­сов кривизны. Пикетаж это система обозначения и закрепления точек трассы. Пи­кеты устанавливают через каждые 100 м по горизонтальному проложению. Относи­тельно пикетов (в сторону возрастания номера пикета) определяют пикетажное по­ложение других отмеченных точек плана трассы.

Для составления профиля поверхность Земли по трассе нивелируют. Отметки точек трассы определяют при этом из привязки к исходным реперам. Реперы закреп­лены на местности постоянными знаками. Отметки реперов известны из более точ­ного класса нивелирования.

3. Содержание задания

В работе необходимо выполнить следующие расчеты и чертежи:

1. Расчет элементов и пикетажных значений двух кривых.

2. Расчет длин и направлений (дирекционных углов) прямых вставок трассы. Со­ставить ведомость углов поворота, прямых и горизонтальных кривых.

3. На листе бумаги формата А4 построить план трассы в масштабе 1:5000 по данным расчетов и пикетажного журнала.

4. Обработать журнал технического нивелирования трассы. Вычислить отметки продольного и поперечных профилей местности по трассе.

5. Построить на миллиметровой бумаге формата А3 продольный профиль в масштабах: горизонтальный –1:5000, вертикальный–1:500; профили двух попереч­ников в масштабе 1:500 (горизонтальный и вертикальный).

6. Нанести на продольный профиль проектную линию по заданным в исходных данных проектным элементам. Рассчитать проектные и рабочие отметки точек про­дольного профиля.

4. Расчет элементов и пикетажных значений кривых

При изменении направления трассы прямолинейные участки сопрягаются кри­выми. На автомобильных дорогах сопряжения состоят из круговой и переходной кривых. Элементы круговой кривой определяются по углу поворота трассы и ра­диусу R. Угол поворота–горизонтальный угол, отсчитанный от продолжения прежнего направления трассы до ее нового направления (рис. 1). Элементы круговой кривой показаны на рис. 3.

Элементы круговой кривой вычисляются по формулам

, (1)

, (2)

Д = 2Т К, (3)

, (4)

где R радиус круговой кривой;

  угол поворота трассы.

Рис. 3. Элементы круговой кривой:

Т тангенс кривой, расстояние от ВУ до начала или конца кривой (НК, КК);

К длина кривой, дуга окружности радиуса R от НК до КК;

Д домер, разность длины двух прямолинейных отрезков трассы от НК до КК, проходящих через вершину угла, и круговой кривой, вписанной между ними;

Б биссектриса кривой, расстояние от ВУ до середины кривой (СК), от­ложенное по биссектрисе угла.

В целях безопасности движения на кривых и постепенного нарастания центро­бежного ускорения при въезде на криволинейный участок дороги устраивают пере­ходную кривую. Она представляет собой кривую переменного радиуса (например, клотоиду), на которой радиус меняется от до R круговой кривой. Элементы пере­ходной кривой, равно как и круговой кривой, рассчитываются по компьютерным программам или специальным таблицам. Вписывание переходной кривой перед кру­говой смещает условный центр окружности из точки 0 в точку 0'на величину р.

Дополнениями к элементам круговых кривых за счет переходных являются

  удлинение тангенса, вызванное проекцией m переходной кривой и проек­цией Т_Ротрезка р на тангенс кривой;

 Б увеличение биссектрисы.

Тогда суммарная кривая, состоящая из переходных и круговой, будет иметь суммарные элементы:

тангенс Т_С Т_С = Т +, (5)

длину кривой К_С К_С= К +, (6)

биссектрису Б_СБ_С= Б +Б, (7)

домер Д_С Д_С= Д +Д, (8)

где Д = 2. (9)

При расчетах по специальным таблицам по радиусу R и углу поворота трассы вначале выбирают элементы круговой кривой Т, К, Д, Б. Затем по заданной длине переходной кривойпо параметрам R ивыбирают элементы переходной кривойиБ. При расчетах по таблицам вместовыбирают 2 элемента m и Т_р(рис. 4), при этом= m + Т_р.

Рис. 4. Дополнения к элементам круговой кривой за счет переходной

Примеррасчета элементов 2-й кривой

R= 300 м,= 2020,= 90 м.

Т = 53,79 К = 106,47 Д = 1,11 Б = 4,78

 = 45,20  = 90,00 Д = 0,40Б = 1,13

Т_С= 98,99, К_С= 196,47, Д_С=1,51, Б_С= 5,91.

Контроль вычислений: Д_с= 2Т_сК_с= 2 · 98,99 – 196,47 =1, 51

Параметры кривых, пикетажное положение вершин углов поворота (рис. 1), вы­численные элементы суммарной кривой заносят в ведомость (табл. 3). Положение главных точек кривых (НК, КК) вычисляют от пикетажа вершин углов (ВУ) и тоже заносят в табл. 3.

пк_НК= пк_ВУ–Т_С; пк_КК= пк_НК+ К_С. (10)

Контроль: пк_КК= пк_ВУ + Т_С–Д_С. (11)

Пример расчета (для 2-й кривой):

ВУ2 пк 18 + 72,50 Контроль: ВУ2 пк 18 + 72,50

Т_С 98,99Т_С 98,99

НК₁пк 17 + 73,51 ... пк 19 + 71,49

К_С 96,47 Д_С 1,51

КК₁пк 19 + 69,98, КК₁пк 19 + 69,98.