ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ ДЛЯ РАСЧЕТОВ МАЛЫХ ИСКУССТВЕННЫХ

СООРУЖЕНИЙ

При системе автоматизированного проектирования автомобиль­ных дорог САПР-АД разработана программа проектирования водопро­пускных труб ТЛП-3. Основная задача программы заключается в проектировании каждого водопропускного сооружения на трассе таким образом, чтобы сумма приведенных затрат на строительство и эксплуатацию труб была минимальной.

Расчеты производят в следующей последовательности. Выполняют гидрологические расчеты с определением Q„, QT, W с построением гидрографа стока для каждого водосбора. Устанавливают такой минимальный размер отверстия искусственного сооружения с мини­мальными затратами на его строительство, который не может пропустить заданный расход. Это необходимо для создания других конкури­рующих друг с другом вариантов с первым вариантом. Увеличение размера отверстия всегда приводит к увеличению стоимости трубы, но подпор перед трубой и скорость при этом уменьшаются, а значит, уменьшаются объемы земляных и укрепительных работ. Выполняют сравнение возможных вариантов с экономической точки зрения с выбором оптимального варианта трубы.

Детальные расчеты  с малых водосборов заключаются в следую­щем. Расчетную площадь бассейна разбивают на систему прямоуголь­ных водосборов с определением площади, ширины, длины, уклона, шероховатости и характеристик поперечных сечений тальвегов.

Кривые хода дождя и впитывания при использовании ЭВМ делают ступенчатыми или в виде небольших прямоугольников. Главные и боковые лога делят на расчетные участки начиная от водоразделов до створа трубы. Определяют интенсивность ливня и вычисляют интен­сивность впитывания с момента начала стока.

Определяют боковую приточность воды для каждой пары сечений начиная сверху вниз по направлению к створу искусственного соору­жения. Строят эпюру боковой приточности главного лога и опреде­ляют в конечном итоге расчетный гидрограф ливневого стока около искусственного сооружения.

При расчетах с применением ЭВМ определяют скорости течения, глубины и уровни воды, кривые свободной поверхности воды вдоль лога. После получения расчетного расхода Qp выполняют расчет отверстий малых искусственных сооружений с учетом аккумуляции.

Учет аккумуляции воды перед сооружением осуществляют для ливне­вых паводков. При этом максимальное снижение расхода воды соору­жений за счет аккумуляции допускают не более чем в 3 раза.

Применение ЭВМ позволяет в конечном итоге по сравнению с традиционной технологией проектирования уменьшить строительную стоимость малых искусственных сооружений до 10 %, а в некоторых случаях и до 25 %. При этом трудоемкость проектирования снижается до 50 %, а сроки проектирования до 30 %. Применение ЭВМ значительно уменьшает стоимость проектных работ.

 

Контрольные вопросы

1. Каковы преимущества труб по сравнению с малыми мостами?

2. Как определяется расход от ливневых вод с учетом особенностей ливневого района и вероятности превышения паводка?

3. Как определяется расход от талых вод?

4. В каких случаях учитывается аккумуляция при определении расчетного расхода?

5. Как определяется размер отверстия трубы по графикам водопропускной способнос­ти?

6. Как определяют отверстия моста, глубину воды перед мостом, отметку настила моста, длину моста?

 

 

Глава 16

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЕКТНОЙ ЛИНИИ С УЧЕТОМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Одним из наиболее сложных, Ответственных и трудоемких этапов проектирования автомобильной дороги является нанесение проектной линии продольного профиля.

На положение проектной линии влияют: продольный профиль поверхности земли по оси дороги (на некото­рых участках он может иметь большие перепады высот); почвенно-грунтовые условия, позволяющие решить задачи распре­деления земляных масс и пригодности грунта для устройства земля­ного полотна; климатические факторы, от которых зависит конструкция земля­ного полотна и дорожной одежды; гидрологические условия, определяющие типы и размеры водо­отводных и водопропускных сооружений; экономические условия, обеспечивающие минимум суммарных приведенных затрат на строительство дороги.

Основными и решающими факторами при выборе положения трассы в плане и продольном профиле являются требования безопас­ности движения.

Скорость движения является одним из основных показателей транспортно-эксплуатационных качеств автомобильной дороги.

Чередование участков с различными дорожными условиями, места с ограниченной видимостью дороги, крутые спуски и подъемы с поворо­тами в плане значительно изменяют скорости движения, и от водителя требуется повышенная внимательность и осторожность. Каждый водитель должен считаться с дорожными условиями и выбирать безопасную скорость. Проектировщик обязан правильно решить задачу сочетания участков в плане и продольном профиле, имеющих различную скорость движения.

Плавность сочетания кривых плана и продольного профиля в основном зависит от соотношения длин и радиусов кривых, а также от смещения основных элементов кривых в плане и продольном профиле по отношению друг к другу.

Если кривая в плане значительно короче вертикальной кривой, в перспективе дорога имеет излом и просадку, поэтому для водителя создается напряженная ситуация и он уменьшает скорость. Проектиро­вание выпуклых вертикальных кривых малых радиусов на прямых участках не рекомендуется. При совпадении вертикальных и горизон­тальных кривых желательно, чтобы длины вертикальной и горизон­тальной кривых длины совпадали или горизонтальная кривая была всегда длиннее вертикальной кривой и больших радиусов.

Самым опасным участком считается место сопряжения концов кривых в плане с началом выпуклых и вогнутых кривых. Неожидан­ный поворот в плане создает ситуацию, в которой водитель на знает дальнейшее направление дороги, если еще применена минимально допустимая вертикальная выпуклая кривая. Аварийные ситуации в таких случаях неизбежны. Подобная ситуация создается на участке вогнутой кривой в ночное время. Проектировщик должен стремиться увеличивать предельную норму для элементов плана н продольного профиля д ля данной категории дороги. Применение радиусов кривых в плане и продольном профиле больше минимально допустимых дает возможность сохранить конструкцию земляного полотна при реконст­рукции дороги.

При проектировании дорог всех категорий, когда условия местнос­ти и экономическая целесообразность оправданы, необходимо соблю­дать следующие требования: продольные уклоны должны быть не более 30 %□; расстояние видимости для остановки автомобиля - не менее 450 м; радиусы кривых в плане - не менее 3000 м; радиусы выпуклых кривых - не менее 70 000 м; радиусы вогнутых кривых - не менее 8000 м; длина выпуклой кривой не менее 300 м, вогнутой - не менее 100 м.

В переломы проектной линии вертикальные кривые можно не вписывать при алгебраической разности уклонов i'i - менее 5 %о дл я дорог I и II категорий, менее 10 %о - III категории, менее 20 %„ - IV и V категорий (см. рис. 5.6).

Проектную линию при пересечении и примыкании автомобильных дорог в одном уровне следует располагать на прямых участках с обеспеченной видимостью, продольный уклон не должен превышать 40%..

Пересечение автомобильных дорог железными дорогами должны быть под прямым углом, допускается острый угол пересекающихся дорог в одном уровне не менее 60°. Подходы автомобильной дороги к пересечениям на протяжении 50 м следует проектировать с продоль­ным уклоном не более 30 %о.

 

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ДОРОГИ

Элементы плана и продольного профиля следует проектировать со взаимной увязкой между собой и с окружающим ландшафтом. К основным исходным данным для проектирования земляного полотна относятся: продольный профиль поверхности земли по оси дороги; рекомендуемые отметки высоты насыпи или глубины выемки ftp; контрольные отметки, имеющие строго фиксированное высотное положение Як; наибольшие продольные уклоны проектной линии imax; расстояние видимости поверхности дороги и встречного автомобиля SB; рекомендуемые радиусы кривых в плане и продольном профиле дороги Др; наименьшие радиусы кривых в плане и продольном профи­ле дороги Rmirr Перечисленные параметры принимают после расчета и увязывают с техническими нормативами для проектирования дорог согласно СНиП 2.05.02-85 ’’Автомобильные дороги”.

Линия поверхности земли по оси дороги влияет на уклон проект­ной линии. В равнинной местности продольные уклоны незначитель­ные, поэтому автомобили развивают расчетную скорость, стоимость строительства земляного полотна минимальная. В пересеченной мест­ности чередуются подъемы с большими продольными уклонами и спуски. Изменение уклона существенно влияет на объемы земляных работ и стоимость дороги. Крутые подъемы на дороге уменьшают скорость движения автомобиля, ухудшают условия движения. Не­большие продольные уклоны в пересеченной местности значительно увеличивают стоимость дороги из-за чередующихся высоких насыпей и глубоких выемок.

Рекомендуемая отметка hp - наименьшая высота насыпи, которая обеспечивает нормальные условия эксплуатации земляного полотна.

Возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли обеспечивает быстрое просыхание земляного полотна в соответствую­щих климатических условиях. Климатические условия оказывают значительное влияние на интенсивность и количество осадков, режим поверхностных и грунтовых вод, водно-тепловой режим земляного полотна.

Значительное увлажнение грунтов в северных и некоторых цент­ральных районах СССР, наличие поверхностных и близкое расположе­ние грунтовых вод требуют устройства более высоких насыпей, чем в •южных районах СССР. Особое внимание при расчете рекомендуемой отметки уделяется возвышению земляного полотна, чтобы исключить заносы дороги во время метелей.

Контрольная отметка Нк - отметка, через которую должна пройти проектная линия дороги. Контрольные отметки могут быть строго фиксированными по высоте и определяемыми по расчету. Контроль­ные отметки, строго фиксированные по высоте, изменять нельзя, так ка к они относятся к существующим инженерным сооружениям, находящимся в эксплуатации. К ним относятся отметки: бровки земляного полотна населенного пункта, к которому примыкает проек­тируемая дорога; головок рельсов, пересекаемых в одном уровне железных дорог; оси пересекаемых в одном уровне автомобильных дорог. Данные контрольные отметки определяют при выполнении проектно-изыскательских работ.

Расчет других контрольных отметок выполняют в процессе проек­тирования автомобильной дороги. К ним относятся: минимальная отметка бровки земляного полотна над трубами; отметка проезжей части моста; возвышение земляного полотна над местами длительных застоев воды. Проектная линия не должна проходить ниже контроль­ной отметки, определяемой по расчету.

Для обеспечения плавности проектной линии и возможности вписания вертикальных кривых и создания видимости на некоторых участках дороги возникает необходимость увеличивать положение проектной контрольной отметки. Проектную линию проводят выше минимальной контрольной отметки, при этом высота насыпи увеличи­вается, что вызывает удорожание стоимости строительства дороги.

Для обеспечения безопасности и удобства движения по дороге с расчетной скоростью необходимо обеспечивать видимость дороги в плане и продольном профиле. Видимость обеспечивается устройством больших радиусов кривых в плане и вертикальных кривы х в продоль­ном профиле. Радиусы выпуклых кривых определяют из условий обеспечения расчетной видимости поверхности дороги водителем автомобиля, радиусы вогнутых кривых - исходя из значения центро­бежной силы, действующей на пассажира и автомобиль.

Минимальные радиусы вертикальных кривых обеспечивают достаточную видимость дороги, однако частое чередование минималь­ных выпуклых и вогнутых кривых создает пилообразную проектную линию. Контроль за длинами вертикальных кривы х осуществляют при нанесении проектной линии с учетом шага проектирования. Шаг проектирования представляет собой участок проектной линии, где должны поместиться две полуветви вертикальных выпуклых и вогну­тых кривых. Чаще всего этот способ применяют при проектировании минимальными радиусами вертикальных кривых на сложных участ­ках рельефа местности.

 

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: