Точки перелома продольного профиля с проектными отметками
Продольным профилем дороги называют графическое изображение вертикального разреза дороги по ее оси.
При ручном вычерчивании продольный профиль (рис. 3.9) изображают на миллиметровой бумаге с шириной листа 297 мм, а для горной местности — 420 мм. Для лучшего отображения рельефа при построении продольного профиля вертикальный масштаб принимается в 10 раз больше горизонтального. Для автомобильных дорог, проходящих в равнинной местности, принимается горизонтальный масштаб 1:5000, для узкоколейных железных дорог — 1:10000; вертикальный масштаб соответственно равен 1:500 и 1:1000. В горных условиях используются более крупные масштабы: для автомобильных дорог горизонтальный 1:500; вертикальный 1:50; для УЖД соответственно 1:1000 и 1:100. На продольном профиле вычерчивается линия поверхности земли по отметкам, полученным в результате нивелирования местности по оси дороги или взятым по карте с горизонталями.
Отметки характеризуют возвышение отдельных точек дороги над некоторой поверхностью, принятой за нулевую. При составлении топографических карт в России за нулевую отметку принимают средний уровень воды в Финском заливе, в Кронштадте. Такие отметки называют абсолютными. В практике вычерчивания продольного профиля обычно пользуются относительными отметками, условно задаваясь отметкой начальной точки дороги.
Отметки уровня земли записываются в соответствующую графу сетки продольного профиля.
Линию, соответствующую высоте бровки земляного полотна по оси дороги, называют проектной. Значения проектных отметок вписывают в графу «Отметки бровки земляного полотна». Разница между отметкой уровня земли и проектной называют рабочей отметкой. Она соответствует высоте насыпи, если проектная отметка больше отметки уровня земли, и глубине выемки в обратном случае.
Рабочие отметки насыпей пишутся над проектной линией, выемок — под проектной. Кроме рабочих отметок насыпи, выше проектной линии показывают реперы, наименование проектируемых искусственных сооружений, съезды, переезды через железнодорожные пути, нагорные и водоотводные канавы, места сброса воды.
Ниже линии поверхности земли вычерчивают грунтовый разрез по данным геологических исследований в вертикальном масштабе 1:50. Чтобы не затемнять проектную линию, грунтовый разрез смещают вниз на 2 см.
Проектная линия продольного профиля состоит из прямых участков и вертикальных кривых, вписанных в переломы проектной линии. Прямые участки определяются как отношение превышения одной точки над другой к горизонтальной линии, соединяющей эти точки. Величина уклона обозначается одним из трех способов: / = 0,020 = = 2% =20%о. На продольном профиле дорог обычно уклон выражают в промилле (%о).
Рис. 3.9. Продольный профиль автомобильной дороги
На лесовозных дорогах ввиду одностороннего направления грузовых потоков в грузовом направлении уклоны делятся на подъемы и спуски.
Наиболее важным является руководящий подъем.
Руководящий подъем (/р) — наибольший подъем в грузовом направлении на прямом участке пути, преодолеваемый одиночной тягой с равномерной скоростью без расцепки поезда на части.
На железных дорогах применяют подъемы больше руководящего: расцепочный и уклон кратной тяги.
Расцепочный уклон (/ ) — подъем больше руководящего, на котором состав вывозится по частям.
Уклон кратной тяги (/ ) — подъем больше руководящего, который
кр
преодолевается двумя локомотивами.
Расцепочный уклон допускается применять на ветках и усах для вывозки состава с расчетной массой по частям. Уклон кратной тяги допускается применять в том случае, когда на трассе встречается участок дороги небольшой длины с крутым естественным уклоном, на котором применение руководящего подъема вызывает слишком значительное удлинение дороги или требует осуществления большого объема земляных работ.
Различают максимальные, вредные и безвредные спуски.
Максимальный спуск — наибольший спуск в грузовом направлении, на котором обеспечивается возможность остановки поезда путем торможения.
Вредный спуск — спуск, на котором требуется торможение во избежание недопустимого разгона поезда.
Безвредный спуск — спуск, на котором не требуется торможение для ограничения скорости движения.
Руководящий подъем и наибольший спуск на данной дороге называют предельными уклонами.
Наибольшие значения руководящих подъемов регламентируются СНиПом. Максимальный спуск на железных дорогах, кроме обеспечения остановки груженого поезда путем торможения, может определяться по условию доставки в лес порожних вагонов в количестве, необходимом для формирования состава поезда расчетной массы. Уклон, определяемый из последнего условия, называется уравновешенным.
Для наиболее экономичного проектирования дорогу следует предварительно разбить на примерно однородные участки по грунтовым и гидрологическим условиям. Для каждого участка определяют рекомендуемую рабочую отметку с учетом климатической зоны, типа местности по степени увлажнения, грунтовых и гидрологических условий.
Насыпь проектируют такой высоты, чтобы вода, поднимающаяся по капиллярам, не могла вызвать увлажнение грунта, подстилающего дорожную одежду
Земляное полотно при отсутствии опасности снежных заносов во всех дорожно-климатических зонах при первом типе местности по степени увлажнения на участках с отсутствием выраженного растительного слоя может проектироваться с таким расчетом, чтобы низ дорожной одежды располагался не ниже поверхности земли. При этом должен быть обеспечен надежный отвод воды от земляного полотна и основания проезжей части.
На участках с наличием выраженного растительного слоя при первом и втором типах местности по степени увлажнения рекомендуется проектировать земляное полотно насыпями высотой не менее 0,5 м. В этом случае не требуются снятие в их основании растительного слоя и корчевка пней.
В табл. 3.5 указано минимальное возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли при втором и третьем типах местности, а также над уровнем грунтовых или длительно стоящих (более 30 суток) поверхностных вод.
Таблица 3.5
Наименьшее возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (в числителе) на участках с необеспеченным отводом поверхностных вод и над уровнем грунтовых или длительно стоящих (более 30 суток) вод
(в знаменателе)
Грунты земляного полотна | Наименьшее возвышение поверхности покрытия | |||
II зона | III зона | IV зона | V зона | |
Пески мелкие, супеси легкие | ОН | 07 | 0.55 | оз |
крупные, супеси легкие | 1.1 | 0,9 | 0,75 | 0,5 |
Пески пылеватые, супеси | 12 | 10 | 08 | 05 |
пылеватые | 1.5 | 1.2 | 1.1 | 0,8 |
Суглинки легкие и тяжелые |
|
| И 1,5 |
|
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые |
|
| со [со |
|
и тяжелые пылеватые | ||||
Примечание. Для веток допускается введение понижающего коэффициента до 1,5.
Рекомендуемая высота насыпи при серповидном и полукорытном профиле дорожной одежды и втором и третьем типах местности по степени увлажнения
где hT — возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли или над уровнем длительно стоящих вод, м; Ад 0 — толщина дорожной одежды у кромки проезжей части, м.
При третьем типе местности по степени увлажнения
где hT — возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, м; hrB — глубина залегания грунтовых вод, м. Полученные значения рекомендуемой высоты насыпи сравнивают между собой, а для снегозаносимых мест и с расчетной высотой снежного покрова принимают за рекомендуемую наибольшую из сравниваемых величин.
Для поперечного профиля дорожной одежды корытного типа в формулах для определения hH и h’H значения /*до не учитываются.
В открытой местности для предотвращения снежных заносов высоту насыпи следует принимать не менее расчетной толщины снежного покрова плюс 0,6 м для дорог I категории и 0,5 м для дорог остальных категорий; в лесу — не ниже высоты снежного покрова.
Источник
Проектирование продольного профиля
Одним из основных проектных документов является продольный профиль, который вычерчивается по строго установленной форме. Исходными данными для проектирования продольного профиля являются: отметки поверхности земли, грунтовой разрез, максимальный продольный уклон, минимальные радиусы вертикальных кривых, рекомендуемые рабочие отметки в насыпях и положение контрольных (фиксированных и строго фиксированных) точек.
Рекомендуемая рабочая отметка насыпи устанавливается исходя из почвенно-грунтовых и гидрологических условий, а также из соображений снегонезаносимости отдельных участков дороги. Рекомендуемая высота насыпи в сухих местах должна быть не менее толщины дорожной одежды и требуемого возвышения низа дорожной одежды над поверхностью земли. Для сырых и мокрых участков рельефа рекомендуемые высоты насыпей назначаются в соответствии СНиП.
К строго фиксированным контрольным точкам относятся: головки рельсов на железнодорожных переездах в одном уровне, оси пересекаемых в одном уровне автомобильных дорог и т.п. Фиксированными точками являются: бровки насыпей у искусственных сооружений (мостов и труб), настилы путепроводов на узлах пересечения с железными и автомобильными дорогами в разных уровнях.
На открытых местах, где возможны значительные снежные заносы, возвышение бровки земляного полотна необходимо принимать на 0.6-0.8 м над поверхностью снегового покрова, принимаемого с расчетной повторяемостью 5 %.
Составление продольного профиля участка проектируемой автомобильной дороги производится в следующей последовательности:
1. Вычерчивается нижняя часть документа – сетка; размеры отдельных граф и общие размеры чертежа строго регламентированы.
2. Заполняется графа !!!!!!. Данные для заполнения берут с плана трассы и из ведомости прямых и кривых.
3. Заполняется графа !!!!. Ситуация местности наносится в пределах 25-50 м по обе стороны трассы.
4. В графу !! записываются отметки земли по оси дороги на каждом пикете и плюсовой точке. Плюсовыми точками могут быть места, где резко меняются уклон местности, границы болот, лесов, карьеров, оси пересекаемых дорог, линий связи и ЛЭП и т.п.
5. По отметкам земли по оси дороги наносится линия поверхности земли – «черная линия», на ниже ее на 2 см и параллельно вычерчивается линия грунтового профиля. Под линией грунтового профиля указывается характеристика залегающих грунтов. Места расположения скважин и шурфов назначаются в соответствии с рельефом и данными задания. Глубокие скважины, которые не могут быть показаны в масштабе, разрываются, и цифрой указываются глубина залегания грунтов и глубина скважины. Шурфы устраиваются до глубины 2.5 м.
6. Определяются места (пикетажное положение) искусственных сооружений – мостов, путепроводов, труб.
При проектировании пересечений в разных уровнях для расположенных внизу автомобильной или железной дорог необходимо обеспечивать габарит от уровня проезжей части (головки рельса) 5.0 и 6.5 м соответственно.
7. Наиболее ответственной частью работы при проектировании продольного профиля является нанесение проектной линии и обеспечение водоотвода.
Приступая к проектированию продольного профиля, необходимо наметить основной принцип проложения проектной линии. В условиях равнинного рельефа проектную линию наиболее целесообразно назначать «по обертывающей» с возвышением бровки земляного полотна для отдельных участков на величину, рекомендуемую СНиП в зависимости от климатических, грунтовых и гидрологических условий.
В условиях пересеченной местности или при наличии участков с большими уклонами (более допустимых по нормам для проектируемой дороги) проектирование следует вести по принципу «секущей». Следует стремится к такому проложению проектной линии, чтобы имели место выемки и насыпи с компенсирующимися, возможно малыми объемами работ.
Проектирование ведется в два этапа: вначале намечается на карте план дороги, а затем проектируется продольный профиль.
Наибольший эффект плавности достигается, когда середины круговых кривых в плане и вертикальных кривых в профиле совпадают, а длина горизонтальной кривой в плане несколько превышает длину вертикальной кривой в продольном профиле. Допустимы смещения вершин углов кривых в плане и профиле не более чем на ¼ длины наименьшей из кривых. Желательно, чтобы количество переломов в плане и профиле было по возможности одинаковым.
Нежелательны: а) возвышаются над прилегающими участками «горбатые» мосты и путепроводы, расположенные на выпуклых вертикальных кривых малого радиуса; б) горизонтальные мосты малой длины, расположенные между двумя вогнутыми вертикальными кривыми, так как они создают впечатление как бы плоской доски, вставленной в плавную криволинейную трассу.
Во всех случаях, когда по условиям местности представляется технически возможным и экономически целесообразным, в проектах следует принимать: продольные уклоны – не более 30 ‰, радиусы вертикальных выпуклых кривых – не менее 70000 м, радиусы вертикальных вогнутых кривых – не менее 8000 м, длины вертикальных выпуклых кривых – не менее 300 м, длины вертикальных вогнутых кривых не менее 100 м.
Проектная (красная) линия наносится одним из двух методов.
1. Первый метод проектирования заключается в нанесении проектной линии при помощи прозрачных шаблонов непосредственно по вертикальным кривым, сопрягающимся между собой или через прямые участки. Чтобы наилучшим образом запроектировать проектную линию, необходимо пользоваться набором шаблонов кривых разных радиусов. Накладывая шаблоны на «черную» линию (профиль поверхности земли), находят наиболее целесообразный радиус и по таблицам вычисляют проектные отметки. Шаблоны должны устанавливаться строго горизонтально (по соответствующей риске), уклоны в местах сопряжения смежных кривых должны совпадать, а в местах примыкания к прямолинейным участкам должны быть равными уклонам этих прямолинейных участков.
При нанесении проектной линии при помощи шаблонов отмечаются положения начала, вершины, конца кривой и указываются продольные уклоны в этих точках.
2. По второму методу проектная линия наносится в виде сопрягающихся прямых с последующим вписыванием (разбивкой) в переломы продольного профиля вертикальных выпуклых и вогнутых кривых. Согласно СНиП переломы проектной линии следует сопрягать кривыми, если алгебраическая разность уклонов 0.5 % и более на дорогах I-II категорий, 1 % – на дорогах III категории и 2.0 % и более – на дорогах IV и категорий V категорий.
Для разбивки вертикальных кривых вычисляются рабочие отметки на сопрягающих прямых. Затем производится разбивка вертикальных кривых, вычисление их ординат и введение поправок к прежним рабочим отметкам, при этом прежние отметки заключаются в скобки, а новые пишутся открытыми.
Элементы вертикальной кривой определяют по следующим формулам:
К=R(i1 – i2); Т=K/2; Б=Т2/2R; ∆h=x2/2R,
где К – длина кривой, м;
R – радиус вертикальной кривой, м;
i1, i2 – смежные уклоны, доли единицы;
T – длина тангенса кривой, м;
Б – биссектриса, м;
∆h – поправка к рабочим отметкам, расположенным в пределах вертикальной кривой, м;
x – расстояние от начала (конца) кривой до места вычисляемой отметки.
После нанесения проектной линии определяются нулевые точки, т.е. места перехода выемки в насыпь и обратно. Расстояние от этих точек до ближайших рабочих отметок записываются над графой №1 сетки с точностью до 1.0 м. Для участков с постоянным продольным уклоном дороги и местности положение нулевых точек определяется по формуле
где L – расстояние между пикетами (плюсовыми точками), м;
hл hп – рабочие отметки смежных насыпи и выемки, м.
Для участков, расположенных на вертикальных кривых, положение нулевых точек определится по формуле
где а – отрезок по вертикали, проходящей через вершину кривой, между кривой и поверхностью земли, м;
– отрезок по оси x между вершиной кривой и поверхностью земли, м;
i – уклон поверхности земли на данном участке, доли единицы.
При проектировании продольного профиля на всех пониженных местах должны быть назначены мероприятия по водоотводу. Обеспечение нормального стока поверхностных вод на участках продольного профиля в выемках и насыпях, высотой менее руководящей отметки, достигается устройством боковых канав с продольными уклонами по дну. Боковые канавы, кюветы треугольной и трапециидальной формы, кювет-резервы должны иметь продольные уклоны не менее 0.5 %. Глубина кюветов принимается 0.6-1.0 м. Обычно продольный уклон дна канав назначается равным продольному уклону бровки земляного полотна, а в случаях перепуска воды из одного пониженного места в другое и при проектных уклонах бровки земляного полотна менее 0.3-0.5 % проектируются углубленные кюветы. В выемках, когда имеется водораздельная точка, глубину кювета можно назначить 0.25 м. Вывод боковых канав из выемки производится в сторону или в резервы. Вода из боковых канав (кюветов) должна отводиться в сторону через каждые 500 м. В случае, если невозможно с верховой стороны воду отвести в сторону от дороги, разрешается устраивать трубы для перепуска воды с последующим отводом воды с низовой стороны. Не допускается воду из кюветов насыпей пропускать через выемку.
При трассировании дороги по косогору (особенно в выемках) с нагорной стороны необходимо предусматривать устройство одного или нескольких рядов нагорных канав для перехвата поверхностных вод, поступающих с прилегающей местности.
При пересечении дорогой двух или более логов, расположенных близко друг от друга (не более500 м), наиболее экономичным, как правило, будет устройство водоотводных канав для сброса воды в наиболее глубокий лог с перепуском воды трубой через дорогу только в этом логе.
Профиль продольного водоотвода необходимо увязывать с отметками русел водотоков у искусственных сооружений или мест выпуска воды.
Система поперечного водоотвода должна предусматривать сброс воды в сторону от земляного из продольных канав на затяжных спусках, отвод воды из бессточных впадин, отвод воды в условиях равнинного рельефа в пониженные места.
В пояснительной записке к проекту должна быть приведена краткая характеристика продольного профиля. В частности, описание должно содержать:
– принятый метод нанесения проектной линии;
– положение проектной линии относительно контрольных точек;
– подробное обоснование проектируемых высоких насыпей и глубоких выемок;
– обеспеченность водоотвода в продольном и поперечном направлениях;
– общую характеристику проектной линии по эксплуатационным показателям.
Продольный профиль вычерчивается на листах миллиметровой бумаги высотой 29 см в рамке высотой 28 см по 5 км (в масштабе 1:5000) на каждом листе. В производственных условиях все линии построения (непроектные) продольного профиля вычерчиваются черной тушью тонкой линией, а проектная линия и вся другая проектная документация – красной тушью (или утолщенными линиями). При выполнении курсового проекта рекомендуется весь чертеж продольного профиля выполнять черной тушью с выделением толщиной линий, обозначающих проектные решения.
Отметки земли по оси дороги, проектные и рабочие отметки наносятся на профиль с точностью до 1 см. Все расстояния указываются с точностью до 1 м. Рабочие отметки надписывают на расстоянии 0.5 см над проектной линией для насыпей и под проектной линией – для выемок.
Все надпрофильные надписи: искусственные сооружения, реперы, съезды, канавы, водосборы должны изображаться в условных знаках. У проектируемых водопропускных сооружений указывают УВВ и УМВ.
Понравился материал? Добавьте на него ссылку в социальных сервисах:
А знаете ли Вы, что:
… в Robur учтен опыт работы ведущих проектных и строительных организаций, а также мировые тенденции развития CAD-систем. То, что ранее выполнялось целым отделом, при помощи Robur будет сделано всего одним специалистом!
Источник