Проектирование продольного профиля пересекающихся дорог

Содержание.

 

Введение

Задание на курсовой проект

Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием, выданным кафедрой «Проектирование дорог» 19 февраля 2006 года.

Задание приведено на следующей странице.

 

 
1. Проектирование продольного профиля пересекающихся дорог

 

По условиям рельефа  местности принимаем, что дорога в нижнем уровне (категория Iа) проходит с юго-запада на северо-восток. На пикете РК 47+50 ее под углом 84 градуса пересекает дорога четвертой категории.

Сначала проектируем продольный профиль дороги, проходящей в нижнем уровне. В месте пересечения (РК 47+50) нижняя дорога проходит по вогнутой кривой радиуса 40000, имеет продольный уклон 0,002 и отметку оси дороги 164,95. Так как угол пересечения дорог близок к прямому, то принимаем схему с прямым балочным путепроводом. Требуемая длина пролета L₂ равна:

L₂=B₁/Sin84⁰+B_оп/Tg84⁰ = 20,2/0,9945+8/9,514=21,15м. (1.1)

Где B₁ - расстояние между осями опор пролета при нормальном пересечении дорог:

B₁=3+3*3.75+3.75+2+0.4/2=20.2м

Принимаем длину балки L_б2 = 24 м,  высота балки h_б =1,2м.

Проектная отметка дороги в верхнем уровне по оси путепровода  равна:

Н_пр = Н + Г + 0,2 + С = 164,95+5+0,2+1,36=171,51м (1.4)

где Н – отметка оси пересекаемой дороги;

С = h_б + 0,16=1,20+0,16=1,36м – строительная высота пролетного строения.

Проектная линия дороги в верхнем уровне представляет собой  выпуклую кривую с радиусом 7500 м и вершиной на РК 28+00.

 

2. Проектирование левоповоротных ответвлений

2.1 Проектирование плана левоповоротных ответвлений

 

2.1.1 Обоснование длины переходной  кривой

 

Скорость движение по левоповоротному  ответвлению (ЛПО):

 (2.1)

где m = 0,15 – коэффициент поперечной силы по условиям удобства движения;

i_B = 0,04 – уклон виража.

Минимальная длина переходной кривой на ЛПО:

  (2.2)

где  I = 0,5 – допускаемая по условиям удобства движения степень нарастания бокового ускорения.

Округленно L=62м.

От начала левоповоротного ответвления (точка А) или от его конца (точка А') на протяжении l₀ до точки К или до точки К' полоса движения в₀ по основной дороге и проезжая часть ответвления имеют общее покрытие с поперечным уклоном i_п и параметрами проектной линии основной полосы. Симметричное очертание ЛПО получают, если переходные кривые в начале и конце ответвления будут одинаковы, т.е. L=L'. Поэтому расстояние l₀ определяют для случая сопряжения ЛПО с дорогой более высокой категории по формуле:

  (2.3)

 (2.4)

где в₀ – ширина полосы движения на основной дороге;

в_л – ширина проезжей части ЛПО;

с – ширина остановочной полосы.

Расстояние l₁ = L – l₀ на котором устраивается отгон виража, должно быть достаточным для размещения отгона, т.е:

Данное условие выполняется после трех расчетов длины l₀ (c двумя увеличениями длины переходной кривой). Окончательно получаем:

l₀ = 81м;

Х_К = 80,43 м;

L=92 м;

  (2.6)

  (2.7)

Для дороги IV категории:

,

 

2.1.2 Определение пикетного положения основных точек плана трассы ЛПО

 

Для проектирования продольного профиля  ответвления необходимо знать пикетное положение начала ответвления (точка А), конца ответвления (точка А'), точек К и К', а также точки СС (середина ответвления).

Пикетное положение точек А  и К определяется в соответствии с пикетажем дороги с которой  начинается ответвление, а точек А' и К' – в соответствии с пикетажем дороги на которой он заканчивается.

 

. Схема к расчету элементов левоповоротного ответвления

 

Для проектирования продольного профиля  ответвления необходимо знать пикетное положение начала ответвления (точка А), конца ответвления (точка А'), точек К и К', а также точки СС (середина ответвления).

Пикетное положение точек А  и К определяется в соответствии с пикетажем дороги с которой  начинается ответвление, а точек А' и К' – в соответствии с пикетажем дороги на которой он заканчивается.

Для 1 и 3 ЛПО :

Величина смешения С₁ и С₂:

С₁ =b_1* ctgα + b₂/sinα = 2,81м

C₂= b₁/ sinα + b₂* ctgα = 12,6м

где b₁=12.38;  b₂=1.5;α=84°

 

PA = (Y_b+R*cosβ)*ctg(α/2)+R*sinβ -X_b

β= 0.5*L/R = 0.5*92/135=0.34

PA = 106,97м

Пикетное положение точек ЛПО1:

Начало ЛПО:

РК1(А) = РК1(0) + С1 + РА=4750+2,81+106,97=48+59,78;

Конец ЛПО:

РК2(А') = РК2(0) + С2 + РА=2760+12,6+106,97=28+79,57;

Точка К:

РК1(К) = РК1(А) + Х_К =4859,78+80,43=49+40,21;

Точка К':

РК2(К') = РК2(А') + Х_К =2879,57+80,43=29+60.

 

Пикетное положение точек ЛПО3:

Начало ЛПО:

РК1(А) = РК1(0) -С₂ - РА = 4750-2,81-106,97=46+40,22;

Конец ЛПО:

РК2(А') = РК2(0) - С₁ -РА =2760-12,6-106,97=26+40,43;

Точка К:

РК1(К) = РК1(А) - Х_К =4640,22-80,43=45+59,79;

Точка К':

РК2(К') = РК2(А') -Х_К =2640,43-80,43=25+60;

 

 

Для2-4 ЛПО :

С₁ = b₂/sin(180-α) -b_1* ctg(180-α)  = 3.37м

C₂= b₁/ sin(180-α) - b₂* ctg(180-α) = 8.47м

 

b₁=12,38м;  b₂=1,5м; α=96°;

PA = (Y_b+R*cosβ)*ctg(α/2)+R*sinβ -X_b

β= 0.5*L/R = 0.5*92/135=0.34

PA =78,10м

 

 

Пикетное положение  точек ЛПО2.

Начало ЛПО:

РК2(А) = РК2(0)+С₁+РА = 2760+12,26+78,10=28+50,38;

Конец ЛПО:

РК1(А') = РК1(0)-С₂-РА =4750-0,21-78,10=46+71,69 ;

Точка К:

РК2(К) = РК2(А) + Х_К =  2850,38+80,43=29+30,81;

Точка К':

РК1(К') = РК1(А') -Х_К = 4671,69-80,43=46+91,26;

 

Пикетное положение точек ЛПО4.

Начало ЛПО:

РК2(А) = РК2(0) - С₂ - РА = 2760-12,26-78,10=26+69,64;

Конец ЛПО:

РК1(А') = РК1(0) + С₁ +РА =4750+0,21+78,10=48+28,31;

Точка К’:

РК2(К’) = РК2(А’) - Х_К =2669,64+80,43=25+89,21;

Точка К:

РК1(К) = РК1(А) + Х_К = 4828,31+80,43=49+08,74

 

Пикетаж ЛПО ведем в собственных координатах, принимая положение точки А равным нулю.

Пикетаж ЛПО1 и ЛПО3:

Точка К РКЛПО1(К) = l₀ = 0+81;

Точка В РКЛПО1(В) = L = 0+92;

Точка СС РКЛПО1(СС) = L + 0,5К₀ = 92+0.5*530,24=3+57,12;

Точка В' РКЛПО1(В') = L + К₀ = 92+530,24=6+22,24;

Точка K' РКЛПО1(K') = L + К₀ + l₁ = 92+530,24+30=6+52,24;

Точка A' РКЛПО1(A') = 2L + К₀ = 2*92+530,24=714,24;

 

К_о = πR(180+α−2β)/180 = 530,24м;

Расстояние от точки  пересечения полос (Р) до центра круговой кривой равно:

  (2.10)

РСС = РО₁ +R = 205,82+135 = 340,82м. (2.11)

 

Пикетаж ЛПО2 и ЛПО4 :

Точка К РКЛПО2(К) = l₀ = 0+62;

Точка В РКЛПО2(В) = L = 0+92;

Точка СС РКЛПО2(СС) = L + 0,5К₀ = 92+0.5*558,51=3+71,26;

Точка В' РКЛПО2(В') = L + К₀ = 92+558,51=6+50,51;

Точка K' РКЛПО2(K') = L + К₀ + l₁ = 92+558,51+30=6+80,51;

Точка A' РКЛПО2(A') = 2L + К₀ = 2*92+558,51=742,51;.

 

К_о = πR(180+α−2β)/180 = 558,51м;

 

  (2.10)

РСС = РО₁ +R = 185,34+135 = 320,34м (2.11)

 

2.2 Проектирование продольного  профиля левоповоротных ответвлений

Для проектирования продольного  профиля ЛПО снимаем по продольным профилям пересекающихся дорог отметки точек К и К°. Пересчитываем полученные отметки с учетом клонов проезжих частей, равных 25‰ для 1 категории и 20‰ для 4 категории.

Максимальный уклон  проектной линии не должен превышать 50^о/_оо. В соответствии с расчетной скоростью движения по ЛПО (58км/ч) минимальный радиус вогнутых кривых равнен 2500м, а выпуклых – 1500м .

Проектная линия проектируется  на участке от точки К до точки  К'.

Отметки на профиле ЛПО1

Отметка точки К H_К=165,44м; уклон i=+5‰

Отметка точки К H_К¹=170,08м; уклон i=+19‰

 

Отметки на профиле ЛПО2

Отметка точки К H_К=170,63м; уклон i=-17‰

Отметка точки К H_К¹=164,53м; уклон i=+1‰

 

Отметки на профиле ЛПО3

Отметка точки К H_К=164,52м; уклон i=-1‰

Отметка точки К H_К¹=167,93м; уклон i=+32‰

 

Отметки на профиле ЛПО4

Отметка точки К H_К=168,81м; уклон i=-28‰

Отметка точки К H_К¹=165,28м; уклон i=-5‰

 

Все остальные длины, уклоны и отметки приведены на чертеже продольного профиля.

2.3 Проектирование поперечных профилей  проезжей части и земляного полотна левоповоротных ответвлений.

 

Проезжая часть ЛПО на участке круговой кривой К₀ имеет односкатный поперечный профиль с уклоном 40 ^о/_оо, а на части переходной кривой l₁ (от точки К до В) происходит изменение уклона с 20 ^о/_оо до 40 ^о/_оо (отгон виража).

Данные для разбивки отгона виражей приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Данные для разбивки отгона виражей ЛПО

Точки	X	Y	Первый отгон		Второй отгон
			РКЛПО(i)	Нi	РКЛПО(i)	Нi
ЛПО1
1	80.43	7.12	81.00	165.44	663.24	170.08
2	85.70	8.70	86.50	165.48	657.74	169.99
3	90.91	10.44	92,00	165.53	652.24	169.91
ЛПО2
1	80.43	7.12	81.00	170.30	661.51	164.53
2	85.70	8.70	86.50	170.21	656.01	164.53
3	90.91	10.44	92,00	170.12	650.51	164.52
ЛПО3
1	80.43	7.12	81.00	164.52	663.24	167.61
2	85.70	8.70	86.50	164.52	657.74	167.76
3	90.91	10.44	92,00	164.51	652.24	167.93
ЛПО4
1	80.43	7.12	81.00	168.27	661.51	165.28
2	85.70	8.70	86.50	168.12	656.01	165.31
3	90.91	10.44	92,00	167.97	650.51	165.33

 

 

 

 

 

Поперечные профили  отгона виража схематично представлены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1-Поперечные профили ЛПО на участке отгона виража

 

2.4 Определение объемов  работ по строительству левоповоротных  ответвлений

 

Толщина слоя асфальтобетонного покрытия 14см, из них толщина верхнего слоя из плотного мелкозернистого асфальтобетона 5см и нижнего из пористого асфальтобетона – 9см.

Определим расход материалов на 1000м² покрытия.

Расход плотного асфальтобетона на устройство верхнего слоя дорожной одежды равен 98,8 т на 4см и 12,35т на каждые дополнительные 0,5см, т.е:

                                                                    (2.14)

Расход пористого крупнозернистого асфальтобетона на устройство нижнего слоя покрытия равен 95,2 т на 4см и 11,9т на каждые дополнительные 0,5см, т.е:

                                                                     (2.15)

Расход щебня для  устройства основания равен:

 (2.16)

где  h_o – толщина основания;

К_у = 1,24 – коэффициент уплотнения.

Расход песка для  устройства подстилающего слоя дорожной одежды равен:

=409,2м³                                                                                                                      (2.17)

где  h_Д – толщина подстилающего слоя;

К_уп = 1,1 – коэффициент уплотнения песка.

Площадь покрытия ЛПО в тысячах квадратных метров равна:

Для ЛПО 1 и 3:

                                                            (2.18)

Для ЛПО 2 и 4:

Тогда умножая единичные  расходы всех материалов на площадь поверхности ЛПО получим объемы материалов, необходимых для устройства дорожной одежды на одном ЛПО1 и ЛПО3:

плотный асфальтобетон    484,984т;

пористый асфальтобетон    841,163т;

щебень      1580,37м³;

песок на подстилающий слой 1606,93м³.

ДЛЯ ЛПО2 и ЛПО4

         плотный асфальтобетон   504,350т;

пористый асфальтобетон    874,751т;

щебень      1643,47м³;

песок на подстилающий слой 1671,09м³

 

Общий объем присыпных  обочин на ЛПО 1 и 3:

 (2.19)