Методы детального проектирования продольного профиля

При проектировании дороги предусматривают возвышение земля­ного полотна над поверхностью земли, обеспечивая этим осушение грунта, подстилающего дорожную одежду, и меньшую заносимостъ дороги снегом. Устройство земляного полотна в насыпи создает для дороги более благоприятные гидрологические условия по сравнению с естественной поверхностью грунта. Лишь при необходимости смяг­чения продольного уклона и для уменьшения объема земляных работ земляное полотно проектируют в выемках по возможности на корот­ких участках. Установление положения полотна дороги в продольном профиле по отношению к поверхности земли называется проектирова­нием продольного профиля, или нанесением проектной линии. При нанесении проектной линии необходимо обеспечить: плавность пути и допускаемую величину продольных уклонов, позволяющие автомобилям развивать высокие скорости; отвод воды от земляного полотна и осушение полосы отвода; прохождение дороги через контрольные точки, имеющие заданные высотные отметки — примыкания к существующим дорогам в начале и конце трассы, пересечения с дорогами более высоких категорий п с железными дорогами, отметки проезжей части мостов, отметки полотна над уровнем высоких вод в затопляемых местностях и др.; удобство механизированного выполнения земляных работ.

Различают два метода проложения проектной линии — обертываю­щая и секущая проектировки.

Рис. XII. Проложение проектной линии:

/ — по обертывающей; 2 — по секущей

Намечая положение проектной линии, следует избегать частых ее переломов, соответствующих микрорельефу местности. Особенно нежелательны участки с частой сменой подъемов и спусков (пилооб­разный продольный профиль). Вместе с тем не следует искусственно вводить длинные участки с постоянным уклоном, для устройства кото­рых потребовалось бы выполнение излишних земляных работ. Более целесообразно в таких местах прокладывать проектную линию в виде обертывающих вертикальных кривых весьма больших радиусов (100 000—200 000 м), параллельных естественной поверхности земли.

В настоящее время наибольшее распространение получил метод проектирования продольного профиля вертикальными кривыми, соп­рягающимися непосредственно друг с другом или при помощи пря­мых вставок с вычислением сразу отметок проектной линии. Заслуга внедрения этого метода в СССР принадлежит Н. М. Антонову.

Проектная линия должна проходить через ряд контрольных вы­сотных точек. Часть из них строго фиксирована по высоте, как, на­пример, пересечения в одном уровне с железными и существующими автомобильными дорогами, а также начало и конец трассы. Положе­ние других контрольных точек определяется величиной их минималь­ного возвышения над уровнем земли, которое для обеспечения плав­ности проектной линии можно увеличивать, хотя это и будет связано с удорожанием строительства. К числу их относятся отметки у мостов, над трубами, возвышение земляного,полотна над местами длительных застоев воды и т. д.

Реже используют старый метод нанесения проектной линии со­прягающимися прямыми участками проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и вычислением поп­равок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам.

Первый метод более удобен для сильно пересеченного холмистого рельефа, когда на большей части своего протяжения дорога состоит из сопрягающихся вертикальных кривых, второй — для равнинного и горного рельефа.

При проектировании проектной линии вертикальными кривыми на точно вычерченный профиль местности накладывают прозрачные шаб­лоны вертикальных кривых разных радиусов, вырезанные в масштабах продольного профиля (1:5000 и 1:500 в равнинной местности и 1: 2000 н 1: 200 в горной местности). По периметру шаблона (рис. Х1.2) на­несены штрихами точки, соответствующие местам касания прямых, имеющих различные уклоны, равные целому числу тысячных. На шаб­лонах имеются также горизонтальные и вертикальные линии для правильного ориентирования при работе на миллиметровой бумаге. Участки проектной линии в виде прямых намечают при помощи

Рис, Х1.2. Шаблон для проектирования продольного профиля вертикальными кривыми

Рис. Х1.3 Шаблон для прямолинейных участков продольного профиля («треугольник уклонов*): 1 — рабочая сторона»треугольника, 2— лучи-уклоны; 3— вертикальная и.ка/а

треугольника уклонов (рис. Х1.3), на котором для учета различия в вертикальном и горизонтальном масштабах продольных профилей с 10-кратным увеличением нанесены линии, имеющие различные уклоны.

В намеченную начерно от руки проектную линию вписывают вер­тикальные кривые, подбирая радиусы кривых и величины продоль­ных уклонов таким образом, чтобы найти положение наиболее плав­ной проектной линии, не требующей излишних земляных работ. В сложных случаях намечают несколько вариантов, из которых путем сравнения выбирают наилучший.

^ Второй этап проектирования заключается в точной взаимной увязке концов элементов проектной линии — определении координат вершин всех вертикальных кривых, точек сопряжения смежных кри­волинейных и прямолинейных участков, уклонов, прямых, сопрягаю­щих вертикальные кривые, и др. Расчеты ведут, последовательно пе­реходя от одного элемента к другому, используя вспомогательные таблицы или аналитические зависимости.

В сложных условиях рельефа при чередующихся больших выемках и насыпях задаются «цепями» из нескольких взаимно сопрягающихся элементов, сравнивая их варианты для выбора наиболее оптималь­ного.

При проектировании без шаблонов прямыми участками, наметив начерно положение проектной линии, вычисляют проектные отметки на переломах продольного профиля и уточняют величину уклонов, изменяя рабочие отметки таким образом, чтобы уклон проектной линии выражался в целых тысячных. Увязав уклоны и отметки на пе­реломах проектной линии, определяют промежуточные проектные и рабочие отметки и вписывают вертикальные кривые.

В настоящее время широко используются ПО КРЕДО, РОБУР, АВТОКАД и др.