close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Изыскание лесовозных дорог (практические работы)

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ»
Изыскание лесовозных дорог
Методические указания к выполнению практических работ для студентов по
направлению подготовки 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
Воронеж 2015
2
УДК 630*377.7(075.8)
С.И. Сушков Изыскание лесовозных дорог [Текст]: Методические указания к выполнению практических работ для студентов по направлению подготовки 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств/ С.И. Сушков, Э.А.Черников. // Фед. гос. бюдж. образовательное учреждение высшего проф. образования, Воронеж. Государственная лесотехническая академия. – Воронеж, 2015.– 29 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент заведующий кафедрой технического сервиса и технологии
машиностроения ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный
университет имени императора Петра I» д.т.н., профессор В.К. Астанин
Научный редактор - профессор В.Н. Макеев
3
Введение
При проектировании лесовозных автомобильных дорог большое внимание уделяется проектированию кривых участков, как в плане, так и в продольном профиле. В обоих случаях кривые участки должны смягчать динамические
нагрузки, возникающие при движении лесовозных автопоездов по дороге, а
также обеспечивать необходимую плавность движения на поворотах и видимость пути на переломах продольного профиля.
Настоящие указания предназначены для оказания методической помощи
студентам специальности 250400 при проектировании плана и продольного
профиля лесовозной автомобильной дороги в расчетно-графических работах и
курсовом проекте по дисциплине «Изыскание лесовозных дорог», дипломных
проектах, а также при прохождении практики по специальности.
Составной частью указанной практики является разбивка запроектированных кривых на местности. Если запроектированный кривой участок на листе бумаги можно изобразить без труда, так как он вычерчивается в масштабе, то
нанести его на местности можно только при использовании специальных методов, так как нет такого циркуля, имеющего раствор от 50 до 5000м и более (радиус кривой), которым можно было бы начертить на поверхности земли нужную дугу. В настоящих методических указаниях приводится несколько методов
разбивки кривых участков на местности.
4
Практическое занятие №1.
Проектирование горизонтальных кривых
1.1 Назначение горизонтальных кривых
Дорога – это инженерное сооружение, создаваемое для движения тягового и прицепного состава, перевозящего грузы и пассажиров.
Конструкция дороги наземного транспорта характеризуется её планом,
вертикальным разрезом вдоль геометрической оси – продольным профилем и
проекцией на вертикальную плоскость перпендикулярную геометрической оси
– поперечным профилем.
При проектировании дороги её план с изображением деталей устройства
земляного полотна составляют лишь в отдельных случаях при проектировании
сложных водоотводных сооружений, высоких насыпей или выемок и др. В
обычных условиях составляют лишь план трассы дороги.
Планом трассы называется проекция оси дороги на горизонтальную
плоскость. Поперечные размеры пути по отношению к его длине очень малы,
поэтому проекцию дороги на горизонтальную плоскость обычно изображают в
виде одной линии – оси дороги.
Ось дороги, расположенная в пространстве, называется трассой дороги,
имеющей повороты в плане и уклоны на продольном профиле. При помощи
поворотов и уклонов трассы трассу приспосабливают к рельефу и другим особенностям местности (1.1).
При проектировании плана необходимо обосновать в соответствии со
СниП 2.05.07-91 минимальные радиусы кривых в плане.
1.2 Расчет и выбор радиусов кривых
Радиусы кривых в плане устанавливают по условиям устойчивости автомобиля от опрокидывания под действием центробежной силы и удобства движения пассажиров. Центробежная сила, перпендикулярная к направлению движения, оказывает на автомобиль, на водителя и на пассажиров опрокидывающее и сдвигающее воздействие. Она осложняет также условия управления автомобилем.
На кривых малых радиусов центробежная сила вызывает деформацию
шин в поперечном направлении. При этом увеличивается расход топлива и повышается износ шин. В ночное время проезд криволинейных участков осложняется тем, что свет фар освещает дорогу перед автомобилем на меньшее расстояние, чем на прямых участках.
Все указанные отрицательные факторы проявляются тем сильнее, чем
меньше радиус кривой в плане. Поэтому безопасность, удобство и экономичность движения автомобилей с расчетной скоростью возможны только при назначении достаточно больших радиусов кривых.
5
B
прямая
кривая
Воздушное направление
Болото
прямая
р. Ухта
кривая
прямая
A
Рис.1.1 План трассы
Наименьший допустимый радиус кривой Rmin определяют по формуле:
R min =
υ 2р
g (μ п + i п )
,м
(1.1)
где υр – расчетная скорость движения, м/с; μп – коэффициент поперечной силы (0,12…0,2); iп – поперечный уклон проезжей части.
Расчетную скорость движения принимается согласно СНиП
2.05.07-91 «Промышленный транспорт». По способу изображения различают:
• развернутый план;
• условный.
Развернутый план (рис 1.2а) – выполняют на специальных листах и используют при рабочем проектировании. Прямые от кривых отделяют черточками, указывающими направление к центру кривой по крайним радиусам. Тангенсы проводят тонкими линиями. На плане наносят километровые и пикетажные отметки и ставят номера углов поворотов.
На условном плане (рис 1.2б) прямые и кривые участки показывают вытянутыми в одну линию. Кривые участки изображают условными знаками при
повороте вправо выпуклостью вверх, влево – вниз. Кроме того, наносят значения элементов: Т, R, К, Д, Б.
6
a)
б)
r
L
+
R;T;Д;K;Б
+
r
L
+
R;T;Д;K;Б
r +
+
L
R;T;Д;K;Б
+
r
L
+
R;T;Д;K;Б
Рис. 1.2 План лесовозной автомобильной дороги: а) развернутый б) условный
r
+
L
7
1.3 Расчет местоположения характерных точек кривой
Ось дороги в плане представляет сочетание прямых и кривых
участков. Последние разбиваются по дуге окружности по правилам, изучаемым в курсе геодезии (рис.1.3).
Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и
новым ее направлением. Углы поворота последовательно нумеруются по
ходу трассы. Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света.
Для этого вычисляют румбы прямых участков трассы.
Прямые участки характеризуются:
• длиной линии, м;
• румбом – это угол, измеренный между направлением линии и ближним концом меридиана.
Кривые участки характеризуются:
•
•
•
•
•
радиусом R;
тангенсом Т;
длиной кривой К;
биссектрисой Б;
домером Д;
Так как при изысканиях длину трассы измеряют по направлениям
тангенсов, то в пределах кривой возникает ошибка в оценке длины дороги, поскольку измеряемая ломаная линия больше, чем дуга. Чтобы исправить эту ошибку при измерении длины дороги на каждой кривой
вводят поправку, называемую домером (Д).
Рис. 1.3 Основные элементы горизонтальных круговых кривых
Основные элементы горизонтальных круговых кривых можно вычислить по формулам:
8
T = Rtg
K=
πRα
180
α
2
( R ≈ 0,01754 Rα )
Б = R(sec
α
2
Д = 2T − K
− 1)
R - радиус горизонтальной круговой кривой; α - угол поворот трассы,
К - кривая, Б -биссектриса, Д -домер. Также основные элементы горизонтальных круговых кривых можно вычислить по таблицам Митина
[1].
На рис. 1.3 обозначено: НК, СК и КК соответственно начало,
середина и конец горизонтальной кривой; ВУП - вершина угла поворота.
Таблица Митина [ 1 ] составлена для углов поворота трассы от
0 до 150° через одноминутные промежуточные значения
Таблица содержит значения тангенсов, кривых, биссектрис и
домеров горизонтальных круговых кривых, вычисленных с пятью знаками после запятой при радиусе R=1.
Для получения величин основных элементов горизонтальной
круговой кривой необходимо взять из [ 1 ] значения Т , К , Д и Б для
соответствующею угла α поворота трассы и умножить их, на величину принятого радиуса кривой R, округляя значения до требуемой
точности. Три первые цифры берут сверху на каждой странице.
Сходимость результатов двойного определения пикетажного значения конца кривой от ее начала и от вершины угла служит контролем
точности вычислительных работ.
1.4 Примеры расчетов и изображения горизонтальных кривых
Проектируемая лесовозная ветка имеет четыре угла поворота.
ПК ВУП
Угол поворота
4+35
П 31о
9+10
П 12о
13+90
Л 38о
24+00
Л 11о
Необходимо запроектировать план трассы.
Выполненные расчеты сводим в таблицу 1.1 и 1.2. После этого в
масштабе строится план лесовозной автомобильной дороги, на который
наносятся все характерные точки кривой (рис. 1.4).
9
Таблица 1.1
№
угла
Левый
Правый
α = 310
T = 0.27732*700 = 194.124
K = 0.54105*700 = 378.735
Д = 0.01360*700 = 9.52
Б = 0.03774*700 = 26.418
ПК НК = 4+35-240,876 = 2+40,876
ПК КК = 2+40,876+378,735 =
6+19,611
ПК КК = 4+35+194,124-9,52 =
6+19,604
0
α = 12
T = 0.10510*700 = 73.57
K = 0.20944*700 = 146.608
Д = 0.00071*700 = 0.539
Б = 0.00551*700 = 3.857
ПК НК = 9+10-73,57 = 8+36,43
ПК КК = 8+36,43+146,608 = 9+83,038
ПК КК = 9+10+73,57-0,539 =
9+83,031
1.
2.
α = 38 0
3.
4.
T = 0.34433*700 = 241.031
K = 0.66323*700 = 464.261
Д = 0.02543*700 = 17.801
Б = 0.05762*700 = 40.334
ПК НК = 13+90-241,031 = 11+48,969
ПК КК = 11+48,969+464,261 =
16+13,23
ПК КК = 13+90+241,031-17,801 =
16+13,23
0
α = 11
T = 0.09629*700 = 67.403
K = 0.19199*700 = 134.393
Д = 0.00059*700 = 0.413
Б = 0.00463*700 = 3.241
ПК НК = 24+00-67,403 =23+32,597
ПК КК = 23+32,597+134,393 =
24+66,99
ПК КК = 24+00+67,403-0,413 =
24+66,99
10
Ведомость прямых и кривых
ВУП
ПК
+
4
35
Угол
Пр
Лев
Т
31
-
194,124
Элементы кривой
К
Д
Б
378,735
9,52
26,418
НК
Таблица 1.2
КК
R
ПК
+
ПК
+
700
2
40,876
6
19,611
Длина прямых
вставок
240,876
216,819
9
10
12
-
73,57
146,608
0,539
3,857
700
8
36,43
9
83,038
13
90
-
38
241,031
464,261
17,801
40,334
700
11
48,969
16
13,23
165,931
719,367
24
00
-
11
67,403
134,393
0,413
3,241
700
23
32,597
24
66,99
172.314
∑ 43 ∑ 49
∑1515.307
Румб
СВ 57
СВ 88
ЮВ 80
СВ 62
СВ 51
6
11
С
Ю
r
L
+
α = 110
+
ВУП 1
ВУП 2
α = 310
+
+
r
ВУП 4
r
α = 12 0
r
L
+
r
+
1
+
+
L
α = 38 0
ВУП 3
L
0
L
1.4 План лесовозной автомобильной дороги
2
12
Практическое занятие №2.
Разбивка горизонтальных кривых на местности
2.1 Прямоугольные координаты для детальной разбивки горизонтальных круговых кривых от тангенсов
Детальная разбивка горизонтальных круговых кривых (рис.2.1) производится по прямоугольным координатам Хгор и У от тангенсов координаты
Хгори У вычислены по формулам:
абсцисса Х = R sin β
ордината У = R(1 − cos β )
где R- радиус горизонтальной круговой кривой; β - центральный угол искомой
кривой.
Рис.2.1. Прямоугольные координаты детальной разбивки горизонтальных круговых кривых от тангенсов
Табл. 2 [ 1 ] составлена для всех нормативных радиусов автомобильных
дорог через 1 м длины кривой. Детальную разбивку производят от обоих
тангенсов в направлениях от НК к СК и от КК к СК.
Точки НК и КК находят измерением от ВУП в обе стороны по тангенсам величины Т. Точку СК получают путем измерения от ВУП величины
Б в направлении
α
180 0 − α
или 90 0 −
2
2
Пример. Дано: R = 800 м ; начало кривой пк 12+66,40 м. Определить
прямоугольные координаты Хгор и Y выноса на кривую пк 13.
Длина кривой Кгор от НК до пк 13
Кгор = пк 13 -пк НК = пк 13 + 00 -пк 12 + 66,40 = 33,60 м.
В табл 2 находим путем интерполяции
Х13 = 33,59 м, Y13=0,70 м.
13
Отложив пк НК по -тангенсу величину абсциссы Х13=33,59 м и перпендикулярно к ее концу величину ординаты Y13=0,70 м, найдем на кривой
местоположение пк 13.
Аналогично могут быть вынесены на данную кривую все остальные целые пикеты.
Пример. Дано: R=800 м; начало кривой пк 12 + 66,40 м. Определить прямоугольные координаты Хгор и Y для детальной разбивки данной кривой на участки, кратные 10 м.
Расстояния Кгор от НК до начала каждого десятиметрового участка
кривой
пк 12 + 70,00 м; К = 3,60 м (пк12+70 -пк 12 + 65,40)
пк12+80,00 м.
К = 13,60 м
пк12+90,00
К = 23,60»
пк 13+00,00
К = 33,60»
пк13+10,00 »
К = 43,60 » и т. д.
В табл. 2 находим путем интерполирования
Х70= 3,60 м
У70=0,01 м
Х80= 13,60 »
У80=0,12 »
Х90 = 23,60 »
У90 = 0,35 »
Х80 = 33,59 »
У00= 0,70 »
Х10 = 43,58 »
У10 = 1,19 » и т. д.
Отложив от НК по тангенсу в направлении вершины угла величины
найденных Хгор и перпендикулярно к концу каждого Хгор соответствующие величины Y, определим все точки на заданной кривой, кратные 10 м.
Аналогично определяют точки в направлении от КК до ВУП, а также
кратные другим величинам.
2.2 Прямоугольные координаты для детальной разбивки круговых
кривых от хорд
Детальная разбивка горизонтальных круговых кривых в стесненных условиях местности может быть произведена по прямоугольным координатам X и Y
от хорд (рис.2.2).
Значения X вычисляют по формулам
γ
a
= R sin ;
2
2
γ
γ
γ
a
X 3 = − R sin = R(sin − sin );
2
8
2
8
γ
a
3γ
3γ
X 1 = − R sin
= R(sin − sin ).
2
8
2
8
X4 =
Аналогично
a
γ
γ
γ
+ R sin = R (sin + sin );
2
8
2
8
и т.д.
γ
a
2γ
2γ
X 6 = + R sin
= R(sin + sin )
2
8
2
8
X5 =
14
Рис. 2.2 Прямоугольные координаты для детальной разбивки горизонтальных круговых кривых от хорд
В общем виде формулы для вычисления координат X могут быть выражены
Xn =
2
Xn
2
Xn
2
±1
±2
=
a
γ
= R sin ;
2
2
γ
γ
γ
a
± R sin = R(sin ± sin ;
2
2
n
n
2γ
2γ
a
γ
= ± R sin
= R(sin ± sin )
2
2
n
n
и т.п.
где R — радиус горизонтальной круговой кривой; γ — центральный угол, стягиваемый хордой a; n — количество равных участков, на которые разделена
кривая К, опирающаяся на угол γ , или количество равных углов, на которые разделен этот угол.
Значения Y вычисляются по формулам
γ
Y0 = R cos ;
2
γ
Y4 = R − Y0 = R (1 − cos );
2
Y3 = Y5 = R cos
γ
− Y0 = R (cos
γ
γ
− cos );
8
8
2
γ
2γ
2γ
− Y0 = R (cos
− cos );
Y2 = Y6 = R cos
8
8
2
γ
3γ
3γ
− Y0 = R (cos
− cos )
Y1 = Y7 = R cos
8
2
8
15
и т.д.
Общий вид формул для вычисления координат Y
γ
Y n = R − Y0 = R(1 − cos );
2
2
Yn
2
Yn
2
±1
±2
= R cos
= R cos
γ
n
− Y0 = R(cos
γ
γ
− cos );
n
2
γ
2γ
2γ
− Y0 = R(cos
− cos );
n
n
2
Табл. 3 [1] составлена для всех нормативных радиусов горизонтальных
круговых кривых через 5 и 10 м длины кривой.
Детальную разбивку горизонтальной круговой кривой от хорды (см.
рис. 2.2) производят по прямоугольным координатам X и Y последовательно, начиная от точки НК, СК или КК.
Направление хорды задается теодолитом путем откладывания от направления НК-ВУП (или КК-ВУП) угла
γ
2
, а от конца хорды - угла γ . Таким
образом, незначительные по величине ординаты Y дают возможность разбить горизонтальную круговую кривую любого радиуса в смененных условиях местности. В отдельных случаях при разбивке горизонтальных круговых кривых от тангенсов (по табл. 2 [1]), когда разбивка затрудняется большими величинами ординат Y, целесообразнее использовать табл. 3 и производить разбивку по прямоугольным координатам от хорд.
Пример. Дано: R=1000 м; качало кривой на пк 9+27,40 м. Определить
прямоугольные координата X и Y от хорды для выноса на кривую пк 10.
Длина кривой К от НК до пк 10
К = пк 10 + 00 - пк 9 + 27,40 = 72,60 м.
В табл. 3 для R =1000 м при К =70 м находим путем интерполяции
Х10 =72,54 м и Y10 = 2,44 м. Отложив эти величины, найдем на кривой место пк
10.
2 . 3 Разбивка горизонтальных кривых продолженными хордами
Горизонтальные круговые кривые (см. рис 2.3) как самостоятельные,
так и в закруглениях с переходными кривыми могут быть разбиты способом продолженных хорд. Этот способ дает возможность разбивать горизонтальные кривые без угломерного инструмента на высоких насыпях и в глубоких выемках. Сущность способа продолженных хорд состоит в следующем.
Горизонтальную круговую кривую от точки НКК (начало круговой кривой) делят на равные дуги с хордами а длиной 2, 5, 10 и 20 м (см. табл. 4 [1]),
а угол а соответственно на равные углы γ . Для получения точки 1 на круговой кривой надо от НКК по (касательной, (по тангенсу в самостоятельной
круговой кривой) отложить принятую величину хорды а.
16
Рис. 2.3. Разбивка горизонтальных круговых кривых продолженными
хордами
Держа один конец мерной ленты в точке НКК, другой конец перемещают в сторону кривой па величину к р а й н е г о п е р е м е щ е н и я , с, которое берут из табл. 4 [1] для принятого радиуса круговой кривой. Касательную в точке НКК в закруглении с переходными кривыми получают в результате
измерения по тангенсу величин L и X 0 и перпендикулярно к абсциссе величины Y0. Точки 2, 3 и т. д. получают на круговой кривой после отложения на продолженных хордах принятой величины а и перемещения их в сторону кривой на
величину промеж уточного перемещения с'. Величины с', L, Х10 и Y0 берут из табл. 4 для соответствующих нормативных R и l.
Табл. 4 [ 1 ] составлена по формулам
l2
l2
l2
);
(
1
);
Y
=
−
0
6R
40 R 2
56 R 2
90 0 l
l
<β =
= 28 0 ,64789
πR
R
X 0 = l (1 −
Из общей теории применения клотоиды в качестве переходной кривой
L = X 0 − Y0 ctgβ ; c = 2a sin
c ′ = 2a sin
γ
2
=
γ
4
≈
c′
;
2
2
a
2
где R — радиус круговой кривой, м: l—- длина переходной кривой, м; L — рас-
17
стояние между точками НКК и К (пересечение касательной с тангенсом); с —
величина крайнего перемещения (1'-1); с' — величина промежуточных перемещений.
Рассмотрим конкретный пример разбивки горизонтальных круговых кривых способом продолженных хорд.
Пример. Разбить круговую кривую в закруглении с переходными кривыми в сильно залесенной и холмистой местности способом продолженных
хорд при, a=21°45', R=250м, а=10м и НПК (начальная ветвь) на пк 20 +
88,48 м.
В табл. 4 [ 1 ] находим Х0 = 29,99 м , YО= 0,60 м, L = 20,01 м,
γ = 2°18', с = 0,20 м и с' = 0,40 м.
Определяем длину Кпк по формуле:
К пк = 0,01745Ка + l = 0,01745 ⋅ 250 ⋅ 21,75 + 30 = 124,88 м.
Определяем пикетаж главных точек закругления
пк НКК = пк НПК + 1 = пк 20 + 88,48 + 30 = пк 21 + 18,48 м;
пк СК = пк НПК + Кпк /2= пк 20 + 88,48 + 62,44 = пк 21 + 50,92 м;
пк КПК = пк НПК + К пк = пк 20 + 88,48 + 124,88 = пк 22+ 13,36 м;
пк ККК = пк КПК - l = пк 22 + 13,36 - 30 = пк 21 + 83,36 м.
Длина круговой кривой
К1 = пк ККК- пк НКК = пк 21 + 83,36 - пк 21 + 18,48 = 64,88 м
Длина дуги, стягиваемой хордой а = 10м,
l1 = 0,01745R γ = 0,01745⋅250 ⋅ 2,3 = 10,034 м.
Пикетаж точек 1, 2, 3 и т. д.
пк точки 1 = пк НКК + 10,034= пк 21 + 18,48 + 10,034=пк 21+28,514 м;
пк точки 2 = пк точки 1 + 10,034 = пк 21 + 28,514 + 10,034 = пк 21 + 38,548
м и т. д.
пк точки 6 = пк 21 + 78,68 м.
Таким образом, круговая кривая в закруглении с переходными кривыми
будет разбита путем откладывания от точки НКК по касательной величины
хорды а = 10 м и перемещения точки 1' на величину крайнего перемещения с
= 0.20 м в точку 1 и последующего перемещения точек 2', 3' на величину промежуточного перемещения с'= 0,40 м в точки 2, 3.
Точки НКК и ККК будут найдены путем отложения в обе стороны от
НПК по направлению к ВУП величин Х0 и перпендикулярно к ним Y0 .
Точка К будет определена путем измерения от НПК величины L. Аналогичная разбивка может быть произведена и с другого конца закругления.
Круговая кривая этим способом может быть также разбита на
равные отрезки любой кратности в пикетаже, например: ПК 21 + 20 м, ПК
21 + 30 м, ПК 21 + 40 м и т. д. Для этого на местности путем соответствующего интерполирования между двумя определенными точками находят
искомые. Таким же путем может быть найдено па кривой местоположение
целых пикетов
Для разбивки по главным точкам любого закругления с переходными кривыми можно пользоваться также табл.4 [ 1 ] .
18
Практическое занятие №3.
Назначение вертикальных кривых и обоснование основных параметров
С целью обеспечения видимости пути и плавности движения поездов
на лесовозных дорогах устраивают вертикальные кривые.
Видимость на выпуклом переломе дороги будет обеспечена, если соблюдается неравенство (3.1)
d
td ⋅ w ≤ ,
(3.1)
Sв
где d – высота глаза водителя над поверхностью дороги, м
Sв – расчетное расстояние видимости, м
а)
б)
Рис.3.1 Схемы иллюстрирующие видимость на выпуклых переломах:
а - видимость не обеспечена;
в - видимость обеспечена.
Согласно СНиП 2.05.07-91 вертикальные кривые на лесовозных дорогах
устраивают при алгебраической разности сопрягаемых уклонов :
15 ‰ и более на магистралях 1-В категории;
20 ‰ и более на магистралях 2-В, 3-В и 4-В категорий;
30 ‰ и более на ветках.
Радиусы вертикальных кривых назначаются:
на выпуклых – из условия обеспечения видимости;
на вогнутых – из условия плавности движения.
Минимальный радиус выпуклой кривой определяется по формуле (3.2)
R
вып
min
Sв 2
=
,
2d
(3.2)
Радиус вогнутой кривой назначают так, чтобы величина центробежного ускорения при прохождении этого участка была не слишком большой по
условиям самочувствия водителя и пассажиров, а также перегрузки рессор.
Величины допустимого центробежного ускорения принимают равным 0,3 м/с2.
Минимальный радиус вогнутых вертикальных кривых рассчитывается по
формуле (3.3)
вог
min
R
=
V p2
адоп
,
где Vp - расчетная скорость движения, м/с.
(3.3)
19
допустимое центробежное ускорение, м/с.
Согласно [2] минимальные радиусы вертикальных кривых должны
a доп -
быть:
на магистралях 1-В, 2-В, 3-В категорий:
на выпуклых – 5000м;
на вогнутых – 2000м;
на магистралях 4-В категорий и ветках:
на выпуклых – 1000м;
на вогнутых – 800м.
При размещении на продольном профиле и расчете координат главных точек вертикальных кривых используют квадратную параболу с началом координат в вершине кривой. Квадратная парабола имеет уравнение:
l 2 = 2 Rh,
(3.4)
где l , h – горизонтальная и вертикальная координаты кривой; R – радиус
кривой.
Длины левой и правой ветвей кривой (горизонтальные проекции) l 1 и
l 2 определяются по формулам (3.5, 3.6).
i
l1 = R 1 ;
(3.5)
1000
l2 = R
i2
;
1000
(3.6)
где i1 , i2 - уклоны проектной линии соответствующие левой и правой ветвям
кривой, ‰.
Превышения высот h1 и h2 рассчитываются по формулам (3.7, 3.8)
l 12
,
h1 =
2R
(3.7)
l 22
,
2R
(3.8)
h2 =
Расчет пикетажных значений:
вершины кривой (ПК ВК);
начала кривой
(ПК НК);
конца кривой
(ПК КК),
а также высот этих точек производится исходя из нижеприведенных расчетных схем по соответствующим формулам.
3.1 Расчетные схемы вертикальных кривых
Ниже приведены восемь схем сочетаний смежных уклонов и формулы
расчетов координат характерных точек вертикальных кривых.
20
Выпуклые кривые
1. Уклоны с разными знаками i1 > i2 по величине
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 + l 2) − l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А + l ⎢× I; Нвк = Ннк + h1;
Нкк = Нвк – h2
2. Уклоны с разными знаками i1 < i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 + l 2) - l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А + l ⎢× I; Нвк = Ннк + h1;
Нкк = Нвк – h2
3. Уклоны одного знака , i1 < i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 - l 2)- l 1
ПК НК = ПК ВК + l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А - l ⎢× I;
Нвк = Ннк + h1;
Нкк = Нвк – h2
4. Уклоны одного знака i1 > i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП + 0,5 ( l 1 - l 2)+ l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК - l 2
Ннк = А + l ⎢× i
Нвк = Ннк + h1 Нкк = Нвк – h2
21
Вогнутые кривые
5. Уклоны разных знаков i1 > i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 + l 2)+ l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А - l ⎢× i
Нвк =Ннк - h1
Нкк = Нвк + h2
6. Уклоны разных знаков i1 < i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 + l 2)+ l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А - l ⎢× i
Нвк = Ннк - h1 Нкк = Нвк + h2
7. Уклоны одного знака i1 > i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 - l 2)+ l 1
ПК НК = ПК ВК - l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А - l ⎢× i
Нвк = Ннк - h1
Нкк = Нвк + h2
22
8. Уклоны одного знака i1 < i2 по величине.
ПК ВК = ПК ВП - 0,5 ( l 1 - l 2)- l 1
ПК НК = ПК ВК + l 1
ПК КК = ПК ВК + l 2
Ннк = А + l ⎢× i
Нвк = Ннк - h1; Нкк = Нвк + h2
Обозначения на схемах и в формулах: ВП – вершина перелома; ВК –
вершина кривой; НК, КК – начало и конец кривой; l 1 , l 2 – левая и правая
части кривой; А – проектная отметка предыдущего пикета или точки с известной проектной отметкой; l ⎢ - расстояние от предыдущего пикета до начала кривой; h1 , h2 – разность высот между вершиной кривой (ВК) и точками
начала и конца кривой.
3.2 Пример расчета
Требуется запроектировать вертикальные кривые на участке продольного профиля (рис. 3.2а) лесовозной магистрали III- В категории.
Работа выполняется в следующем порядке:
- По разности сопрягаемых уклонов определяется необходимость устройства
вертикальных кривых:
на ПК 9
Δ i = 0 – ( – 30 ) = 30 ‰
на ПК 11
Δ i = 30 – ( – 3 ) = 33 ‰
на ПК 12
Δ i = 3 – 26 = – 26 ‰
На указанных пикетах разности уклонов превышают 20 ‰ (по абсолютной величине), что говорит о необходимости устройства вертикальных
кривых в этих местах.
- Назначаем радиусы кривых и рассчитываем величины l и h согласно
СНиП 2.05.07 – 91 (табл. 50) радиусы кривых принимаем:
на ПК 9 (выпуклая) – 5000м; на ПК 11 и ПК 12 (вогнутая) – 2000м.
По формулам ( 3.5 – 3.8 ) определяем величины l 1, l 2, h1, h2.
на ПК 9 l 1 = 5000
0
= 0;
1000
l 1 = 2000
30
= 150 м;
1000
150 2
h2 =
= 2,25 м
2 × 5000
h1 = 0;
на ПК 11
l 2 = 5000
30
= 60 м;
1000
l 2 = 2000
3
= 6 м;
1000
23
h1 =
на ПК 12
60 2
= 0,9 м;
2 × 2000
l 1 = 2000
3
= 0,6 м;
1000
62
h1 =
= 0,009;
2 × 2000
h2 =
62
= 0,009 м
2 × 2000
l 2 = 2000
26
= 52 м.
1000
52 2
h2 =
= 0,67 м.
2 × 2000
- Определяем пикетажные значения и проектные отметки характерных точек
кривых.
- По сочетанию уклонов устанавливаем, что проектируемые кривые соответствуют схемам:
на ПК 9 – схема 2; на ПК 11 – схема 5; на ПК 12 – схема 8.
на ПК 9
ПК ВК = ПК 9 + 00 + 0,5 (0 – 150 ) = ПК 8 + 25
ПК НК = ПК 8 + 25 – 0 = ПК 8 + 25
ПК КК = ПК 8 + 25 + 150 = ПК 9 + 75
Ннк = 187,60 + 25 × 0 = 187,60м
Нвк = 187,60 + 0 = 187,60м
Нкк = 187,60 – 2,25 = 185,35м.
Также определим проектную отметку на ПК 9 + 00. Для этого определим величину h соответствующую текущей координате 75м, т.к. ПК 9 + 00
находится от начала кривой на расстоянии (900 – 825 = 75).
h′ = 752/(2⋅5000)=0,56м, тогда Ннк 9 = 187,6 – 0,56 187,04м.
На ПК 11
ПК ВК = ПК 11 + 00 + 0,5 ( 60 – 6 ) = ПК 11 + 27
ПК НК = ПК 11 + 27 – 60 = ПК 10 + 67
ПК КК = ПК 11 + 27 + 6 = ПК 11 + 33
Ннк = 184,60 – 67 × 0,03 = 182,59м
Нвк = 182,59 – 0,9 =181,69м
Нкк = 181,69 – 0,009 = 181,68м
33 2
= 182,32 м
Нпк 11 = 182,59 −
2 × 2000
на ПК 12
ПК ВК = ПК 12 + 00 – 0,5 (6 + 52 ) = ПК 11 + 71
ПК НК = ПК 11 + 71 + 6 = ПК 11 + 77
ПК КК = ПК 11 + 71 + 52 = ПК 12 + 23
Ннк = 181,6 + 77 × 0,003 = 181,83м
Нвк = 181,83 – 0,009 = 181,82м
Нкк = 181,83 + 0,67 = 182,50м
24
Нпк 12 = 181,83 +
23 2
= 181,96 м
2 × 2000
Результаты расчетов сводим в табл. 3.1 и оформляем продольный профиль в соответствии с ГОСТ 21.511 – 83 (рис. 3.2, б).
Для определения рабочих отметок на характерных точках (НК, ВК, КК)
вертикальных кривых, необходимо рассчитать отметки земли в этих местах.
Расчеты выполняем методом интерполяции по формулам:
(H 1 − H 2 ) × l
Δh =
;
Нх = Н1 + Δh ;
Нх = Н2 - Δh ;
L
где Δh - разность высот между точкой Н или Н и искомой точкой; ℓ - расстояние (проекция на горизонтальную плоскость) между точками Н или Н и
искомой точкой; L - расстояние между т.т.Н и Н ; Нх - отметка земли искомой точки; Н1 - отметка земли предыдущего пикета; Н2 - отметка земли
последующего за искомой точкой пикета.
Определяем отметки земли:
на ПК 9 + 75
на ПК 10 + 67
на ПК 11+ 27
на ПК 11 + 33
НК на ПК 11 + 77
КК на ПК 12 + 23
(187,00 − 183,7) × 75
= 2,47 м,
100
Н = 187,04 − 2,47 = 184,57 м.
h=
(183,70 − 181,00) × 67
= 1,8 м,
100
Н = 183,7 − 1,8 = 181,9 м.
h=
(181,3 − 181,0) × 27
= 0,08 м,
100
Н = 181,0 + 0,08 = 181,08 м.
h=
(181,3 − 181,0) × 33
= 0,1м,
100
Н = 181,0 + 0,1 = 181,1м.
h=
(181,3 − 181,0) × 77
= 0,23 м,
100
Н = 181,0 + 0,23 = 181,23 м.
h=
(181,9 − 181,3) × 23
= 0,59 м,
100
Н = 181,3 + 0,59 = 181,89 м.
h=
25
Рис.3.2. Продольный профиль: а – без вертикальных кривых; б – с вертикальными кривыми
а)
26
Расчет вертикальных кривых
таблица 3.1
Вершина
перелома
Уклон
ы,%
R1 м
Части
Пикетажные значения
кривой,
м
ВК
НК
Разность
высот, м
КК
+
П
К
+
h1
h2
Проек
тная
отметк
а
преды
дущег
о
пикета
Расс
тоян
ие
ℓ1
ℓ2
ПК
+
П
К
5000
0
150
8
25,00
8
25,00
9
75,0
0
0
2,25
187,60
3
2000
60
6
11
27,00
10
67,00
11
33,0
0
0,9
0,009
26
2000
6
52
11
71,00
11
77,00
12
23,0
0
0,009
0,67
П
К
+
i1
i2
9
00,00
0
30
11
00,00
30
12
00,00
3
Проектные отметки,
м
ℓ`, м
ВК
НК
КК
25
187,60
187,60
185,35
184,60
67
181,69
182,59
181,68
181,6
77
181,82
181,83
182,50
Других
характерн
ых точек
187,04 на
ПК 9+00
182,32 на
ПК 11
181,96 на
ПК 12
27
Библиографический список
Основная литература:
1. Кирсанов А.Д. Изыскания и разбивочные работы при строительстве лесовозных дорог: учебное пособие / А.Д. Кирсанов. – Йошкарн-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2013.-88с.- ЭБС
"Лань".
Дополнительная литература:
2. Лесные дороги. Справочник / под ред. Э.О. Солминена: Учебное пособие.
– СПб: Издательство «Лань», 2012. – 49с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература)- ЭБС "Лань".
28
Содержание
Введение………………………………………………………………………….3
Практическое занятие №1. Проектирование горизонтальных кривых………4
1.1 Назначение горизонтальных кривых…………………………………….4
1.2 Расчет и выбор радиусов кривых………………………………………..4
1.3 Расчет местоположения характерных точек кривой……………………7
1.4 Примеры расчетов и изображения горизонтальных кривых…………..8
Практическое занятие №2. Разбивка горизонтальных кривых
на местности……………………………...………………………………..12
2.1 Прямоугольные координаты для детальной разбивки
горизонтальных и вертикальных круговых кривых от тангенсов………..12
2.2 Прямоугольные координаты для детальной разбивки круговых
кривых от хорд…………………...…………………………………………13
2.3 Разбивка горизонтальных кривых продолженными хордами………..15
Практическое занятие №3. Назначение вертикальных кривых и
обоснование основных параметров…………………………..……………….18
3.1 Расчетные схемы вертикальных кривых……………………………….19
3.2 Пример расчета……………………………………………….………….22
Библиографический источник…………………………………………………27
29
Сушков Сергей Иванович
Эдуард Анатольевич Черников
Изыскание лесовозных дорог
Методические указания к выполнению практических работ для студентов
по направлению подготовки 250400.68 – Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств
Редактор В.Н.Макеев
Подписано в печать __ __________ 2015
Формат 60 x 90/16 Объём 1,87 п.л.
Усл.печ.л 1,81 Уч-и пл.л. 1,81 Тираж 50 экз.
Заказ ___
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» 394087, г.Воронеж, ул.Тимирязева 8
Отпечатано в УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»
394087, г.Воронеж, ул. Докучаева 10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
19
Размер файла
609 Кб
Теги
лесовозных, изыскания, практическая, работа, дорога
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа