Построение палетки заложений К.К.Скиданенко

ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Аэродромов и дорог

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Начальник кафедры

Полковник Д. Ершов

«» ____________2012 г.

 

 

ЛЕКЦИЯ № 26

Учебная дисциплина: «Основы проектирования автомобильных дорог»

Специальность: 271502 - Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей

Тема: Проектирование вертикальной планировки грунтовой поверхности методом горизонталей

Автор: к.т.н. И. Барышников

Время: 2 часа

 

 

Обсуждена на заседании ПМК № 2

Протокол № __

«__» ________ 2012 г.

 

г. Балашиха-2012г.

 

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

Введение

Учебные вопросы:

1. Способы изображения рельефа и методы проектирования вертикальной планировки аэродромов.

2. Выявление дефектных участков грунтовой поверхности на плане в горизонталях.

3. Проектирование вертикальной планировки грунтовой поверхности аэродромов методом горизонталей.

 

Заключение.

 

Технические средства обеспечения:

 

Графопроектор, слайды.

 

Литература:

А) Основная

1. Глушков Г.И. и др. Изыскания и проектирование аэродромов. М.Транспорт, 1992, 462 с. (с.150 – 161).

Б) Дополнительная

1. Смолка Б.И. Генеральные планы, вертикальная планировка, водоотводные и дренажные системы аэродромов. Учебное пособие. Балашиха, МВВДИУ, 1996, 124 с. (с.18-28).

2. Глушков Г.И. и др. Изыскания и проектирование аэродромов. М., Транспорт, 1981, 615 с.

 

Введение

Поверхность летного поля аэродрома с искусственными и дерновыми (грунтовыми) покрытиями должна удовлетворять требованиям нормативных документов, при которых будут обеспечены: безопасный разбег, пробег, руление воздушного судна, быстрый сток поверхностной воды, неразмываемость грунтовых участков. Соблюдая требования к рельефу аэродрома, при строительстве выполняют работы по перемещению грунта, руководствуясь проектом вертикальной планировки. Разработка проекта вертикальной планировки летного поля является творческим, ответственным и сложным процессом инженерной работы проектировщика, требующим определенных знаний и опыта, который получают в ходе практической работы. При проектировании рельефа аэродрома на стадии ТЭО широко используется метод горизонталей, дающий наглядность в отображении рельефа и достаточную точность положения проектной поверхности.

Способы изображения рельефа и методы проектирования вертикальной планировки аэродромов

Для изображения рельефа поверхности участков, подлежащих вертикальной планировке, принимают способы горизонталей и числовых отметок. При первом способе, на плане поверхность участка изображается системой горизонталей, при втором - системой отметок. Для этого участок аэродрома разбивают сеткой на квадраты размером 40х40м; основное направление сетки должно быть параллельным оси ЛП.

Аэродром проектируют в несколько стадий: технико-экономическое обоснование (ТЭО); проект (рабочий проект); рабочая документация.

На стадии ТЭО проекта проектирование вертикальной планировки производят методом горизонталей; на стадиях рабочий проект, рабочая документация - методом горизонталей и отметок.

В методах проектирования по горизонталям, на план графическими приемами наносят проектные горизонтали, которые соответствуют поверхности, удовлетворяющей техническим требованиям.

Достоинство этого метода заключается в его наглядности. Вместе с тем, метод горизонталей не дает точных значений проектных отметок, необходимых в дальнейшем для выноса проекта в натуру.

Сущность метода проектирования по числовым отметкам заключается в том,

 

что проектные отметки, соответствующие требуемой поверхности, определяют аналитически в вершинах квадратов нивелировочной сетки и их в дальнейшем выносят в натуру в процессе разбивочных работ. Основные недостатки этого метода - отсутствие наглядности в изображении рельефа и его трудоемкость. Обычно поверхность аэродрома изображается одновременно вотметках игоризонталях.

Основные определения и понятия при проектировании вертикальной планировки

Существующая (естественная) поверхность характеризуется натурными высотными отметками отдельных точек и натурными горизонталями, которые изображают в виде жирных линий с указанием ее отметки. Высотные отметки выписывают справа внизу в вершинах квадратов пикетажной сетки нивелирной съемки участка.

Проектная поверхность характеризуется проектными высотными отметками и проектными горизонталями, которые изображают в виде пунктирных линий на участках или в виде тонких сплошных линий на участках с искусственными покрытиями. Рабочая отметка точки - есть алгебраическая разность проектной отметкой и натурной отметкой этой же точки. Она определяет высоту насыпи, если знак «+» и глубину выемки, если знак «–».

Точки нулевых работ имеют рабочую отметку, равную 0. Через точки нулевых работ проводят линию нулевых работ в виде тонкой штрихпунктирной линии.

Натурные и проектные горизонтали с равными отметками называют одноименными.

Изолинии рабочих отметок - линии, проходящие через точки с одинаковыми рабочими отметками, кратными сечению горизонталей.

Дефектные места - участки, поверхность которых не удовлетворяет требованиям норм проектирования аэродрома.

Для разработки проекта вертикальной планировки аэродрома необходимо иметь следующие исходные данные:

1) нормы проектирования поверхности аэродрома;

2) схему генерального плана аэродрома в масштабах 1:5000 и 1:2000, на котором указаны внешние контуры аэродрома, все элементы летного поля аэродрома (ИВПП, ГВПП, КПБ, БПБ, РД, МС и др.);

3) план топографической съемки участка в масштабе 1:5000 с

 

 

горизонталями через 0,5 м (для разработки ТЭО) и в масштабе 1:2000 с горизонталями через 0,25м и нивелировочной сеткой с отметками в вершинах квадратов (для разработки рабочего проекта);

4) данные инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий;

5) климатические данные (количество атмосферных осадков, глубина промерзания);

6)толщину и конструкцию аэродромных одежд;

7) сведения о возможных местах размещения карьеров и ковальеров.

Выявление дефектных участков грунтовой поверхности на плане в горизонталях

Дефектные участки выявляют, анализируя взаимное расположение на топографическом плане горизонталей существующей поверхности. Уклоны и кривизну поверхности выявляют в наиболее характерных направлениях: по линии взлётов и посадок и по линии наибольших скатов. Для выявления дефектных мест с недопустимыми уклонами определяют заложения d_max и d_min в масштабе топографического плана:

 

d_max = (h_гор/i_min) (1000/m) (1)

d_min = (h_гор/i_max) (1000/m) (2)

где d_max, d_min - заложения горизонталей, мм;

h_гор - высота сечения горизонталей, h_гор = 0,5м или 0,25м;

i_min, i_max - минимальный и максимальный допустимые уклоны;

m - знаменатель масштаба плана, m = 5000 или 2000.

Для проверки уклонов и выявления дефектных мест рекомендуется пользоваться круглыми прозрачными шаблонами (например, командирской линейкой), диаметры которых соответствуют вычисленным заложениям d_max и d_min. Для установления границы дефектных мест нужно перемещать шаблоны между соседними горизонталями. Для выявления и исправления дефектных участков с недопустимой кривизной применяют специальную палетку заложений, предложенную К.К.Скиданенко. С ее помощью проектируют поверхность участков аэродромов методом горизонталей.

Построение палетки заложений К.К.Скиданенко

Для построения палетки заложений используют аналитическую зависимость (3), позволяющую определить расстояние от водораздела (тальвега)

 

до первой и последующей за ней горизонталей.

X_n= (nh_гор+Δ) (3)

где R_min - допускаемый минимальный радиус кривизны поверхности;

m - знаменатель масштаба плана;

h_гор - сечение горизонталей;

n - порядковый номер горизонтали, n = 0,1,2,3...

Δ - превышение точки перегиба водораздела (тальвега) над первой горизонталью, его принимают равным:

Δ = (0;0,2;0,4;0,6;0,8;1,0) h_гор

 

Зависимость (3) получена из геометрических соображений рис.1, а. Общий вид палетки заложений показан на рис. 2. Линии палетки построены по точкам с координатами Х_n. Любая горизонтальная линия на палетке указывает сочетание заложений соседних горизонталей при соответствующей величине Δ.

Зависимость (3) справедлива при Х_n ≥ Х_max; где Х_max - максимальное удаление точки М, касательная к которой образует угол α = i_max, рис. 1, б.

 

X_min = (10³ /m) R_min i_max (4)

Положение последующих точек на палетке определяется заложением d_min:

d_min=(h_гор/i_max) (1000/m) (5)

Палетка строится симметрично относительно вертикальной оси ОУ. На палетку наносят две дополнительные кривые, при помощи которых можно проектировать кривизну поверхности, когда заложения между соседними горизонталями плана превышают наибольшие из заложений. Дополнительные кривые показывают на горизонтальных линиях палетки допускаемые заложения с соседними горизонталями. Координаты точек, через которые проводят дополнительные кривые, определяют по формуле

 

 

X_доп = (h_гор/Δ) Х₀ – Х₀= Х₀ (h_гор/Δ - 1) (6)

 

где Х₀ - координаты точек, через которые проводят первую ветвь палетки,

X₀ = (10³/m) (7)

 

 

Рис. 1,а. Характер изменения заложения Рис. 1,б. Схема для определения зависимости от радиуса кривизны и точки, соответствующей максимальному

сечения горизонталей уклону i _max

Рис. 2. Палетка заложений с дополнительными кривыми

 

 

 

Рис. 3. Палетка заложений с размещением шкал заложений на расстояниях

 

 

 

Необходимо учитывать, что левая вспомогательная кривая относится к правой палетке, а правая - к левой, рис. 2. Иногда при построении палетки по оси ординат откладывают величину у = , а на горизонтальных линиях - те же значения Х_n. При таком построении первая ветвь палетки превращается в прямую, а другие ветви приобретают иное очертание, рис. 3.

Палетка заложений может быть использована для дефектовки и исправления любых форм рельефа: склонов, водоразделов, тальвегов, холмов, впадин ("блюдец"), седловин.

Проектирование вертикальной планировки грунтовой поверхности аэродромов методом горизонталей

Метод проектирования горизонталей основан на смещении или исправлении горизонталей таким образом, чтобы рельеф получаемой поверхности удовлетворял нормативным требованиям. В результате исправления необходимо добиться, чтобы заложения проектных горизонталей не выходили за пределы допускаемых d_max и d_min и изменялись не резче, чем по палетке.

Перемещение горизонталей в одну сторону от исходной приводит к исправлению рельефа насыпью или выемкой, а перемещение горизонталей в разные стороны дает в одну сторону насыпь, а в другую - выемку, что наиболее целесообразно для достижения баланса земляных работ. За исходную принимают горизонталь, при смещении от которой объемы выемок и насыпей оказываются примерно равными.

Исправление кривизны на дефектных участках выполняются с помощью палетки. При проектировании вертикальной планировки сложных участков дополнительно строят вертикальные профили в определенных сечениях.