Курсовой проект Проектирование объектов лесного транспорта

Таблица 2. 1. – Журнал Нивелирования

 

Точка Отсчеты по рейке, мм Превышения Средн. Превышен. Hгп, м Отметки, м
Задн.,a Передн.,b ПромеЖуточн.,c + +
Рп1 2496 1513 92,145
7282 1513
ПК0 0983
5766 1516 93,658
ПК0 2432 2014 93,658
7219 2015
ПК1 0418
5201 2018 95,673
ПК1 2442 1437 95,673
+29 7224 0348 1433 98,115 97,767
ПК1+63 1005
5792 1432 97,106
ПК1+63 2552 1839 97,106
ПК2 7337 1389 1838 99,658 98,269
X1 0713
5498 1839 98,944
X1 2546 1952 98,944
7331 0594 1950
ПК3 5381 1950 100,894
ПК3 0248 2534 100,894
5031 2782 2537
ПК3+28 7567 2536 98,357
ПК3+28 0364 2249 98,357
ПК4 5146 1272 2252 98,721 97,449
Х2 2613
7399 2253 96,105
Х2 0412 2186 96,105
ПК5 5198 2598 2186
7383 2185 93,919
ПК5 0321 1047 93,919
+46 5107 2399 1048 94,240 91,841
ПК6 1368
6152 1045 92,871
ПК6 1778 293 92,871
6562
ПК7 0479 94,649 94,170
+78 1784 292 92,865
ПК8 1485
6269 293 93,163
79028 76967

Контроль: ∑азаднBПер = ∑H =2· Hcp 79028 -76967=2061=2·1030,5 2061=2061=2061

Продолжение таблицы 2.1

ПК8 2328 1484 93,163
7115
+65 1278 95,491 94,213
ПК9 2150 1485 93,341
+71 2294 93,197
ПК10 0844
5626 1489 94,648
ПК10 2207 1413 94,648
6991 1412
Х3 0794
5578 1413 96,060
Х3 2367 1643 96,060
ПК11 7154 0713 1644 98,427 97,714
ПК11+19 0724
5507 1647 97,704
ПК11+19 2317 1632 97,704
7102 0685 1630
Х4 5472 1630 99,334
Х4 2504 1779 99,334
7289 0725 1777
ПК12 5512 1777 101,111
ПК12 0268 2489 101,111
+70 5053 2759 2490 101,379 98,620
ПК13 2757
7539 2486 98,621
ПК13 0365 2278 98,621
Х5 5149 2643 2280
7427 2278 96,341
Х5 0324 2349 96,341
ПК14 5107 0879 2350 96,665 95,786
ПК14+40 2673
7458 2351 93,991
ПК14+40 1349 408 93,991
6132 410
ПК15 1757
6541 409 93,581
ПК15 2537 456 93,581
7323 456
Рп2 2081
6865 458 94,037
80981 79208

Контроль: ∑азаднBПер = H =2· Hcp 80981-79208=-4559=2·887,5 1773=1773=1775

Hcp =1918 НКОН. — ННАЧ = 63,953-62,069=1892

Fh=∑ Hcp — (Нкон. — ННАЧ) = 1918-1892 = 26 < Fh Пред

Fh Пред =50мм√L=61,24

Распределяем невязку.

2.2. Построение сетки профиля и нанесение линии земли

Продольный профиль вычерчиваем на листе миллиметровой бумаги размером 297×420 мм в масштабах: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:500. Профиль начинаем строить с вычерчивания сетки профиля.

Затем заполняем графы сетки профиля. В графе «Расстояния» откладываем в масштабе 1:5000 пикеты и плюсовые точки, причем ПКО целесообразно совместить с утолщенной вертикальной (сантиметровой) линией на листе миллиметровой бумаги. В графе «Пикеты» пишем номера пикетов.

Если между пикетами есть плюсовые точки, то в графе «Расстояния» необходимо указать расстояние от точки до пикетов или между точками. Например между ПК2 и ПК3 находится точка ПК2+77. Отрезок 77 м в масштабе откладываем от ПК2, проводим вертикальную линию и подписываем значения 77 м и 23 м — расстояния от плюсовой точки до ближайших пикетов.

Если между пикетами несколько плюсовых точек, как, например, между ПК4 и ПК5, то расстояния записываем так, чтобы их сумма составляла 100 м. В рассматриваемом примере две плюсовые точки – ПК4+40 и ПК4+72, соответственно в графе «Расстояния» указываем расстояния 40, 32 и 28 м. При отсутствии плюсовых точек расстояние между пикетами не пишем.

В графу «Отметки земли» над пикетами и плюсовыми точками выписываем из журнала нивелирования значения их отметок, округленные до 0,01 м.

От верхней линии графы «Развернутый план дороги», которая принимается за линию условного горизонта, напротив всех пикетов и плюсовых точек, проводим вверх перпендикуляры (ординаты). За отметку линии условного горизонта принимаем отметку, кратную 5 метрам, таким образом, чтобы наименьшая отметка земли по оси трассы выражалась на чертеже отрезком длиной 5-6 см.

Затем в вертикальном масштабе 1:500 от линии условного горизонта откладываем на ординатах вверх разности отметок земли, соответствующих пикетов и плюсовых точек и принятой отметки линии условного горизонта. При этом десятые доли миллиметра оцениваем на глаз. Нанесенные точки соединяем прямыми линиями, получая линию фактической поверхности земли по оси будущей трассы.

В графе «Развернутый план дороги» наносим ситуацию в соответствии с данными из пикетажной книжки. Посередине графы проводим горизонтальную линию, изображающую ось дороги, развернутую в прямую линию. Стрелками, отходящими от нее, обозначаем углы поворота трассы. Условными знаками вычерчиваем ситуацию. Разрешается вместо условных знаков угодий писать их название: «луг», «пашня», «кустарник», «лес» и т. д.

Графа «Прямая и кривая в плане» заполняется по данным ведомости прямых и кривых. В этой графе изображаем прямолинейные участки дороги. От ПКО проводим прямую линию до точки начала первой круговой кривой НК1, между точками НК1 и концом первой круговой кривой КК1, проводим дугу, обозначающую кривую. Дуга сверху указывает поворот трассы направо, дуга вниз — поворот налево. Начало и конец каждой кривой отмечаем ординатой, над которой подписываем расстояние до ближайшего младшего пикета. Под каждой кривой выписываем ее элементы. Над прямолинейными участками вписываем их длину, а под ними — румбы соответствующих направлений. На ПКО и ПК10 изображаем указатель километров трассы. Над проектной линией указываем отметки реперов и их плановое положение. Вертикальный и горизонтальный масштабы профиля подписываем над таблицей профиля.

2.3. Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги

Нанесение проектной линии предусматривает необходимость учета условий проектирования.

В данной курсовой работе рассматриваются только положения, которые определяют геометрическую сторону проектирования. В связи с этим проектную линию лесовозной дороги следует наносить, руководствуясь следующими требованиями:

•  руководящий (максимальный) уклон Ip принимается равным 30‰;

•  проектные уклоны должны быть округлены до целых тысячных;

• шаг проектирования (минимально допустимое расстояние между переломами проектной линии) равен 50 м;

• следует стремиться проектировать дорогу в насыпи (наносить проектную линию выше фактической поверхности земли) высотой 0,8-1,0 м. Если уклон фактической поверхности земли превышает руководящий, допускается проектировать выемку;

•  высота насыпи и глубина выемки (рабочая отметка) не должна превышать 2 м. В некоторых случаях максимальная рабочая отметка может оговариваться особо;

Если алгебраическая разность уклонов смежных участков по абсолютной величине превышает 20‰, необходимо запроектировать вертикальные кривые;

• проектная отметка начала трассы (Нпко) может быть или указана в выдаваемом журнале нивелирования, или вычислена прибавлением к отметке земли на ПКО значения H. Для данного варианта H=0,25 м.

Проектирование выполняем последовательно, переходя от участка к участку. Первоначально на профиле в вертикальном масштабе отмечаем проектную отметку ПКО. Затем в соответствии с характером рельефа местности выбираем первую точку перегиба трассы. Отметив ее на профиле и соединив с отметкой ПКО, получаем первый участок трассы.

Далее вычисляем уклон I первого участка трассы по формуле:

I = (HКон-HНач)/D ,

где HНачПроектная отметка начальной точки участка, м;

НконПроектная отметка конечной точки участка, м;

DГоризонтальное расстояние между начальной и конечной точками участка, м.

Для первого участка ННАЧ равна проектной отметке на ПКО, для всех остальных участков — проектной отметке конечной точки предыдущего участка.

Проектную отметку Нкон (конечной точки участка) предварительно определяем на профиле с точностью до 0,5 мм, при вертикальном масштабе 1:500 эта величина составит 0,25 м. Если точка перегиба проектной линии выбрана так, что она графически совпадает с точкой поверхности земли, то для вычисления уклона в качестве Нкон берем отметку земли.

Все величины в формуле должны быть выражены в одних и тех же единицах, поскольку уклон — величина безразмерная. Значение уклона может быть как положительным, так и отрицательным.

Если уклон участка превышает руководящий, необходимо изменить положение точки перегиба трассы, сделав проектную линию более пологой. В связи с этим для предварительного нанесения проектной линии можно воспользоваться следующими рекомендациями:

• при руководящем уклоне 30‰ превышение между двумя соседними пикетами:

HКон — ННАЧ > Id = 0,030 ·100 = 3 м.

При вертикальном масштабе 1:500 эта величина на профиле составит 6 мм. Следовательно, крутизна проектной линии должна быть такой, чтобы на расстоянии 100 м по горизонтали ( 2 см на профиле при горизонтальном масштабе 1:5000) разность отметок графически не превышала 6 мм;

• рабочие отметки не должны быть больше ± 2,0 м, что в вертикальном масштабе 1:500 составит 4 мм. Поэтому проектную линию следует наносить так, чтобы в любой точке трассы проектная линия по высоте не отступала от линии фактической поверхности земли более чем на 4 мм;

• следует помнить, что если алгебраическая разность уклонов смежных участков превышает ±20‰, в дальнейшем потребуется запроектировать вертикальные кривые. В этом случае отметки точек, попавших на вертикальные кривые, подлежат корректировке. Чтобы рабочие отметки, этих точек не превышали предельно допустимых значений, рекомендуется в случае вогнутой вертикальной кривой выбрать точку перегиба трассы приблизительно на 0,5-1,0 м ниже, а в случае выпуклой кривой — на 0,5-1,0 м выше первоначально намеченных.

2.3.1. Вычисление проектных и рабочих отметок

Если уклон первого участка не превышает руководящий, его значение округляем до целых тысячных и заново вычисляем проектную отметку конечной точки первого участка

Нкон = НнAЧ + Id,

Которая будет несколько отличаться от первоначально принятой за счет округления уклона. Затем вычисляем отметки всех остальных точек участка (пикетов и плюсовых точек) также по формуле, изменяя лишь расстояние между ними.

Вычисленные отметки записываем в графу «Отметка бровки земляного полотна». В графе «Уклон и вертикальная кривая» предварительно разграничиваем участки вертикальными линиями. Если перелом проектной линии не совпадает с пикетом, то с обеих сторон вертикальной линии необходимо указать расстояния от точки перегиба до ближайших пикетов. Направление уклона (понижение или повышение) показываем диагональю. Над диагональю выписываем величину уклона в целых тысячных, под диагональю записывают горизонтальное расстояние в метрах. При проектировании горизонтального участка проводят посередине графы горизонтальную черту, над чертой пишут «О», под ней — длину участка.

Определив проектные отметки на одном участке, рекомендуется сразу вычислить рабочие отметки. Рабочая отметка H представляет собой разность проектной отметки НПР и отметки фактической поверхности земли НЗЕМ в данной точке:

H = Нпр — НЗЕМ.

Рабочие отметки необходимо вычислить на всех пикетах и плюсовых точках. Положительные рабочие отметки показывают высоту насыпи, отрицательные — глубину выемки. Положительные рабочие отметки записываем на 1 см выше проектной отметки, отрицательные — на 1 см ниже линии земли слева от ординаты.

 

2.3.2. Пример нанесения проектной линии

Проектная отметка на ПКО принята на 0,25 м выше поверхности земли и составляет 62,77 м. Таким образом, для первого участка ННАЧ = 62,77 М. В соответствии с характером рельефа выбираем первую точку перегиба трассы на ПК2. Намечаем на профиле на ПК2 проектную точку согласно вышеизложенным рекомендациям.

Графически с учетом вертикального масштаба определяем ее отметку. Она равняется 68,50 м. Горизонтальное расстояние между начальной и конечной точкой 200 м. По формуле вычисляем уклон первого участка :

I= (68,50 62,77) /200 = 0,029=29‰.

Уклон не превышает руководящий, поэтому уточняем проектную отметку конца первого участка, т. к. уклон был округлен. Она определяется по формуле:

Нкон = НнAЧ + Id

В нашем случае: НПК3=62,77+0,029·200=68,57м

Далее, используя ту же формулу, последовательно вычисляем проектные отметки пикетов и плюсовых точек на первом участке:

НПК1ПК0+0,029·100=62,77+2,9=65,67 м

Для контроля вычислений находим отметку ПК2 Через отметку ПК1.

НПК2=НПК1+0,029·100=65,67+2,9=66,57 м

Отметка конечной точки первого участка совпадает с определенной ранее, следовательно, проектные отметки пикетов и плюсовых точек вычислены верно.

По формуле H = Нпр — НЗЕМ. Находим рабочие отметки для пикетов и плюсовых точек первого участка:

HПк0=62,77 – 62,52=0,25м;

HПк1=65,67 – 64,54=1,13м;

HПк2=68,57 — 65,93=2,64м;

Заполнив графы отметок, уклонов и выписав рабочие отметки на профиле, переходим к проектированию второго участка.

Аналогичным образом проектируются все последующие участки.

2.4. Проектирование вертикальных кривых

На переломах продольного профиля дороги при алгебраической разности смежных уклонов |i1 — i2| > 0,020 для обеспечения плавности хода и условий видимости поверхности дороги необходимо запроектировать вертикальные кривые (ВК).

Элементы и главные точки вертикальной круговой кривой

Рис. 2.2. Элементы и главные точки вертикальной круговой кривой

Точка перелома продольного профиля является вершиной угла (ВУ) вертикальной кривой (см. рис.2.2). На кривой выделяем главные точки: начало (НВК), вершину (ВВК), середину (СВК) и конец (КВК) вертикальной кривой. Точка СВК находится на одинаковом расстоянии от начала и конца кривой. Точка ВВК имеет наибольшую (при выпуклой кривой) или наименьшую (при вогнутой кривой) отметку на вертикальной кривой. При I1 =I2 середина и вершина кривой совпадают, если смежные уклоны I1 и I2 имеют противоположные знаки, то, чем больше разности их абсолютных величин, тем дальше отстоят друг от друга середина и вершина вертикальной кривой. При одинаковом знаке уклонов I1 и I2 вершина кривой находится вне проектируемой вертикальной кривой.

2.4.1. Вычисление элементов вертикальных кривых

Элементы вертикальных кривых: длину кривой Кв , Тангенс Тв , Биссектрису Бв , Ординаты промежуточных точек Y находим в зависимости от значений смежных уклонов I1 И I2 По упрощенным формулам:

KB=RB· (| i1 — i2|)

ТВ = КB/2 = RB· (| i1 — i2|)/2

Б =ТВ2/2· RB = КВ2 /8·RB

Y=X2/2·RB

Здесь XРасстояние от НКВ Или КВК до промежуточной точки, м (см. рис.2.2).

Минимальный радиус RB выпуклой кривой следует принять равным 2500 м, минимальный радиус вогнутой кривой -1200м.

В учебных целях радиус вертикальной кривой рекомендуется подобрать таким, чтобы тангенс вертикальной кривой был приблизительно в 2 раза короче длины меньшего из двух смежных участков трассы, между которыми вписываем вертикальную кривую. Для подбора радиуса можно воспользоваться выражением:

RB=2TB./ (| I1I2|)

При этом полученное значение целесообразно округлить до 100 м (или до 1000м при RB>2000).

В моем варианте первую вертикальную кривую необходимо запроектировать между первым и вторым участками трассы, поскольку

| I1I2|=| 0,029 + 0,029|=0,058=58‰.

Второй участок короче первого (200< 272). Поделив длину первого участка на два, получим предварительное значение тангенса, равное 100м. В соответствии с формулой RB=2·TB / (| I1I2|),

RB1=2·100/0,058=3448,28м. После округления принимаем RB1= 3400 м И по формулам KB=RB · (| I1I2|),

ТВ = КB/2 = RB· (| i1 — i2|)/2,

БВ =ТВ2/2· RB = КВ2 /8·RB

Вычисляем длину кривой, тангенса и биссектрисы ВК:

KB1=3400·0,058=197,2м

ТВ1=197,2/2=98,6 м

БВ1=98,6 2/(2·3400)=1,43м

Аналогичным образом определяем элементы для других вертикальных кривых.

2.4.2. Вычисление пикетажных значений главных Точек вертикальных кривых

Пикетажные значения (т. е. расстояния от ПК) начала вертикальной кривой и конца вертикальной кривой определяют по формулам:

ПКНВК=ПКВУ-ТВ ,

ПК КВК = ПК НВК + КВ,

Контроль: ПК КВК=ПКВУ + ТВ

Пикетажное значение СВК совпадает с пикетажным значением ВУ, поэтому вычислять его не требуется.

Если уклоны I1 и I2 имеют противоположные знаки, то необходимо вычислить пикетажное значение вершины вертикальной кривой (точки с максимальной или минимальной отметкой)

ПК ВВК= ПК ВУ + 0,5 · ( l1 – L2) ,

Где величины L1 = RB·| I1| И L2 = RB·| I2| представляют собой отрезки, соответственно от НВК до ВВК и от ВВК до КВК (см. рис.2.2).

Так как предельный уклон незначителен (I = 30, Что соответствует углу наклона 1° 50′), то (l1 + L2)/2 = ТВ И L1 + L2=КВ.

Это может служить контролем вычислений.

В нашем случае для первой вертикальной кривой:

Контроль:

ВУ ПК2 + 0,0 ВУ ПК2+ 0,0

Т 98,6 + Т 50,0

НВКПК1 + 01,4 КВК ПК2 + 50,0

+ К 197,2

КВК ПК2 + 98,6

L1 = 3400·0,029 = 98,6м Контроль:

L2 =3400·0,029 = 98,6м l1 + L2 = 197,2 м

ВУ ПК2 + 0,0

+ 0,5 · (l1 — L2) 0,00

ВВК ПК2 + 0,00

При сопряжении уклонов с одинаковыми отметками вершина кривой размещается вне проектируемой кривой. В этом случае вычислять пикетажное обозначение точки ВВК не требуется. Если один из уклонов равен нулю, вершина кривой совпадает с точкой НВК или с КВК.

Результаты вычислений элементов вертикальных кривых и пикетажные значения главных точек вертикальных кривых заносим в таблицу.

Таблица 2.2 — Элементы вертикальной кривой и пикетажные значения Главных точек вертикальной кривой

№ Кривой ПК ВУ |i1-i2| Rв, м Tв, м Кв, м Бв, м ПК НВК ПК ВВК ПК КВК
1 2 0,058 3400 98,60 197,20 1,43 1+01,40 2 2+98,60
2 4+72 0,055 4900 134,75 269,50 1,85 3+37,25 4+79,35 6+06,75
3 8 0,052 6300 163,80 327,60 2,13 6+36,20 8 9+63,80
4 12+43 0,049 5200 127,40 254,80 1,56 11+15,60 12+50,80 13+70,40

В графу профиля «Уклон и вертикальная кривая» вносим изменения и дополнения.

Вертикальными линиями отмечаем положения начала и конца вертикальной кривой, числами указываем расстояния от точек до предыдущих пикетов. Между вертикальными линиями, в зависимости от вида кривой, изображаем условный знак вертикальной кривой и подписываем значения радиуса и длины кривой. Положение ВВК Показываем вертикальной стрелкой с указанием расстояния от предыдущего пикета.

Длины двух соседних участков из-за наличия вертикальной кривой уменьшаются на величину тангенса.

2.4.3. Вычисление проектных отметок точек на Вертикальных кривых

Проектные отметки начала и конца кривой вычисляем по формуле:

Нкон = НнAЧ + Id ,

Используя новые значения длин участков. Например, для первой кривой:

HНВК=HПК1+01,40 =62,77 + 0,029·101=65,71м;

HКВК=HПК2 + 90,60 =68,57+ (-0,029) ·98,60=65,71м.

Для остальных точек вертикальной кривой (пикетов и плюсовых точек) находим абсциссы X, Представляющие собой для точек, лежащих в пределах от НВК до ВУ, разности пикетажных обозначений точки и НВК, а для точек, лежащих в пределах от ВУ до КВК разности пикетажных обозначений КВК и точки. Затем в соответствии с выражением Y=X2/2RB вычисляем ординату Y. Для выпуклой кривой проектные отметки точек уменьшаем на соответствующие ординаты Y, Для вогнутой кривой увеличиваем. Проектную отметку на ВУ уменьшаем или увеличиваем на величину биссектрисы вертикальной кривой.

В нашем случае на первой кривой оказалось две точки:

ПК2 (ВУ и ВВК), ПК2+77.

Для ПК2 вычисляем абсциссу ХПК2=ПК2 – ПК1+01,40= 98,6м и ординату

YПК2 = 98,62/(2·3400) = 1,43м.

Для точки ПК 2+77:

ХПК2 +77=ПК2+98,6 – ПК2+77=21,6м

YПК2 +77 =21,62 /(2·3400)=0,07м.

Первая кривая выпуклая, поэтому проектные отметки уменьшаем на значения соответствующих ординат:

НПК2 = 68,57– 1,43= 67,14м.

Проектная отметка вершины вертикальной кривой (ПК2) совпадает с отметкой ВУ. Остальные отметки ВВК сначала считаем предварительно без учета вертикальной кривой по формуле Нкон = НнAЧ + Id , затем находим окончательные значения, прибавляя или отнимая ординату Y

Результаты расчетов оформляем в виде таблицы (см. табл. 2.3), а также заносим в графу «Отметка бровки земляного полотна», исправив ранее полученные значения.

Таблица 2.3 — Отметки точек на вертикальных кривых

Точка X Y H
1-я кривая
НВК ПК1+01,4 0,00 0,00 65,71 65,71
ВВК ПК2 98,60 1,43 68,57 67,14
ПК2+77 21,60 0,07 66,34 66,27
КВК ПК2+98,6 0,00 0,00 65,71 65,71

 

 

 

Вычисленные отметки с учетом вертикального масштаба наносим на профиль и проводим через эти точки кривую. От точек НВК, ВВК и КВК до верхней горизонтальной линии сетки профиля наносим вертикальные линии.

2.4.4. Вычисление рабочих отметок точек на вертикальных кривых

Для определения рабочих отметок в точках начала, вершины и конца вертикальной кривой предварительно вычисляем отметки земли. Для этого необходимо найти уклоны участков фактической поверхности земли, на которые попадают точки НВК, ВВК и КВК, используя формулу I = (HКон-HНач)/D и не округляя результат.

Числа берут из графы «Фактические данные». Затем, зная пикетажное обозначение точки НВК, ВВК и КВК, находим отметку земли.

В нашем примере для первой кривой НВК Находится между ПК1 и ПК2. Уклон на этом участке:

IЗЕМ =(65,93-64,54)/100=0,0139

НЗЕМ НВК=64,54+0,0139·1.40=64,56 м..

КВК находится между ПК2+77 и ПК3:

IЗЕМ = (64,83-64,53)/23= 0,013

НЗЕМ КВК=64,53+ ( 0,013·21,6)=64,81м.

Полученные отметки записываем в графу «Отметка земли», заключая их в скобки.

Потом вычисляем рабочие отметки, наносим их на профиль, исправляя и дополняя ранее полученные значения.

Оцените статью
Adblock
detector