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.