Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Проектирование автомобильной дорогиСтр 1 из 6Следующая ⇒
Кафедра автомобильных дорог
Курсовой проект Проектирование автомобильной дороги по дисциплине «Изыскание и проектирование автомобильных дорог»
специальность
270205-Автомобильные дороги и аэродромы
Выполнил: студент гр.578 Порунова И.И. Проверил: Бахтюрина Н.А.
Нижний Новгород-2012
Содержание Задание на проектирование Введение 1. Проектирование автомобильной дороги 1.1 Характеристики природных условий района проектирования 1.2 Определение технической категории автомобильной дороги 1.3 Обоснование параметров и норм проектирования 1.4 Проектирование вариантов трассы 1.5 Разработка двух вариантов дороги 1.6 Составление ведомости углов поворота 1.7 Детальная разбивка одной кривой в плане 1.8 Сравнение вариантов трассы
2. Малые искусственные сооружения 2.1 Гидрологический расчёт 2.2 Гидравлический расчёт 2.3 Расчёт укрепления русла за водопропускным сооружением 2.4 Конструирование сооружения
3. Проектирование продольного профиля 3.1 Профиль поверхности земли по оси дороги 3.2 Назначение контрольных отметок 3.3 Вычисление рекомендуемых отметок 3.4 Нанесение проектной линии и вычисление проектных отметок 3.5 Проектирование водоотводных канав 3.6 Поперечные профили земляного полотна 3.7 Расчёт объёмов земляных работ
4. Заключение
5. Список используемой литературы
6. Приложения 6.1 План вариантов трассы 6.2 Детальная разбивка кривой в плане 6.3 План водосборных бассейнов 6.4 Продольный профиль дороги 6.5 Типовые поперечные профили земляного полотна
Проектирование автомобильной дороги 1.1 Характеристики природных условий района проектирования
1.1.1 Климат. Трасса будет проложена в Арзамасском районе Нижегородской области, климат в районе проложения трассы умеренно-континентальный, с хорошо выраженными сезонами года, с не очень снежной зимой и умеренно тёплым летом. По дорожно-климатическому районированию район строительства относится к 3 дорожно-климатической зоне. Средняя температура января -11.4 С, июля +18.7 С.Абсолютный минимум -44 С, максимум +37 С. Средне годовая температура +4.0 С. Глубина промерзания почвы -151см. Средняя высота снежного покрова -42см. Для наглядности построена роза ветров Январь (преобладают ветра юго-западного направления) Июль (преобладают ветра западного направления) 1.1.2.Рельеф Поверхность района относительно ровная; грунтовые условия: растительный слой – 0.2м, грунт – суглинок тяжелый пылеватый.
1.1.3.Растительность. В районе проектирования встречаются: кустарники, пашни, леса (сосна, ольха, смешанный - сосна, дуб), отдельно стоящие деревья, луга и болотная растительность.
1.1.4. Гидрология и гидрогеология. Проектируемая дорога пересекает водотоки. Определение технической категории автомобильной дороги. Категория автомобильной дороги назначается в зависимости от расчётной интенсивности движения или объёма грузовых перевозок. Перспективный период ( Т ) при назначении категории дорог, а так же проектирования элементов плана, продольного и поперечных профилей следует принимать равным 20 годам. Расчётная интенсивность ( N ) на перспективу по формуле (1): N = N k , авт./сут. (1).
Где: N - перспективная интенсивность одного i-го типа транспортного средства; k - коэффициент приведения i-го типа транспортного средства к легковому; автомобиль определяется по таблице 4.2; n – количество типов автомобилей в потоке.
Сводная ведомость интенсивности движения
В соответствии с табл. 4.1 принимаем техническую категорию дороги – III
Расчёт закруглений Расчёт круговой кривой Основные элементы закругления с переходными кривыми представлены на рис. 4.1 Рис. 4.1 Элементы круговой кривой
-угол поворота трассы; НК- начало круговой кривой; КК- конец круговой кривой; R- радиус кривой; Т-тангенс; Б- биссектриса; К- кривая. Элементы кривой вычисляются по формулам: где: Т- тангенс, расстояние от вершины угла до начала или конца кривой), м; К- длина круговой кривой, м; Б- биссектриса, расстояние от вершины угла до середины кривой), м Д- домер, м.
Рис. 4.2. Элементы закругления с круговой и переходными кривыми где: - угол поворота трассы; R – радиус круговой кривой; - длина переходной кривой; t – добавочный тангенс; p – сдвижка круговой кривой; - угол поворота переходной кривой; Т – тангенс круговой кривой радиуса (R+p); - полный тангенс закругления; - длина сохраненной части круговой кривой; - центральный угол сохраненной части круговой кривой; - биссектриса полной кривой; - координаты конца переходной кривой; - длинный тангенс клотоиды; - короткий тангенс клотоиды; НЗ, КЗ – начало и конец закругления; НПК, КПК – начало и конец переходной кривой; НКК, ККК – начало и конец круговой кривой. Последовательность расчета закругления с переходными кривыми: Определяется длина переходной кривой. Минимально необходимая длина переходной кривой зависит от величины нарастания центробежного ускорения и рассчитывается по формуле:
где: V – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч; J – нарастание центробежного ускорения (рекомендуемые значения находятся в пределах 0, 2-0, 5 , в зависимости от категории дороги); R – радиус круговой кривой, м; 47 – коэффициент размерности. Наименьшую длину переходной кривой для данного радиуса, в любом случае, следует принимать в соответствии с Табл.11 СНиП 20502-85* Рассчитывается значение угла поворота переходной кривой (угол, образованный касательной в конце клотоиды и линией тангенсов): Далее проверяется возможность разбивки закругления с принятыми переходными кривыми. Если , то разбивка закругления возможна. В противном случае следует увеличить радиус круговой кривой или уменьшить длину переходной кривой (предельным значением является ). Находятся значения абсциссы и ординаты конца переходной кривой по формулам: , где: С – параметр переходной кривой, определяется по формуле: С=R*L Определяется величина добавочного тангенса(расстояние от начала переходной кривой до перпендикуляра, опущенного из центра круговой кривой на линию тангенсов): Рассчитывается значение сдвижки круговой кривой в сторону ее центра: Определяется полная длина тангенса закругления: Вычисляется величина полной биссектрисы: Определяется центральный угол сохраненной части кривой: Рассчитывается длина сохраненной части круговой кривой: Определяется общая длина закругления: Находится домер:
Рис. 4.3.закрузгление в виде двух сопряженных симметричных клотоид без круговой вставки между ними Характерной особенностью биклотоиды является, что: α =2β Длина одной клотоиды определяется по формуле: Находятся значения абсциссы и ординаты конца переходной кривой по формулам: , где С – параметр переходной кривой, определяется по формуле: С=R*L Другие геометрические элементы данного закругления определяются по формулам: · Длинный тангенс, м: · Короткий тангенс, м: · Полный тангенс, м: Определяется общая длина закругления: Находится домер:
Вариант трассы Измерено:
Закругление № 1 Задаемся R=1500 м, =35° 1) Определение длины переходной кривой Рекомендуемая длина переходной кривой по таблице составляет 100м. Для дальнейшего расчета принимаем длину переходной кривой, равную 100м. 2) Определение возможности разбивки переходной кривой условие выполняется 3) Определение координат конца переходной кривой C=1500*100=150000м X = Y 4) Определение сдвижки начала закругления (добавочный тангенс) 5) Определение сдвижки круговой в сторону ее центра 6) Полная длина тангенса закругления 7) Биссектриса закругления 8) Центральный угол сохраненной части круговой кривой 9) Длина сохраненной части круговой кривой 10) Полная длина закругления 11) Домер
Закругление № 2 Задаемся R=4500м, =30° 1) Определение тангенса круговой кривой T=4500*tg30°/2=1205.77 м 2) Определение биссектрисы круговой кривой Б=4500(1/(cos(30°/2)-1)=158.74 м 3) Определение длины круговой кривой К=3, 14*4500*30°/180=2355м 4) Определение домера круговой кривой Д=2*1205.77-2355=56.54
Закругление № 3 Задаемся R=2800м, =34° 1) Определение тангенса круговой кривой T=2800*tg34°/2=856.05 м 2) Определение биссектрисы круговой кривой Б=2800(1/(cos(34°/2)-1)=127.94 м 3) Определение длины круговой кривой К=3, 14*2800*34°/180=1660.71м 4) Определение домера круговой кривой Д=2*856.05-1660.71=51.39
Закругление № 4 Задаемся R=2000 м, =60° 1) Определение длины переходной кривой Рекомендуемая длина переходной кривой по таблице составляет 100м. Для дальнейшего расчета принимаем длину переходной кривой, равную 100м. 2) Определение возможности разбивки переходной кривой условие выполняется 3) Определение координат конца переходной кривой C=2000*100=200000м X = Y 4) Определение сдвижки начала закругления (добавочный тангенс) 5) Определение сдвижки круговой в сторону ее центра 6) Полная длина тангенса закругления 7) Биссектриса закругления 8) Центральный угол сохраненной части круговой кривой 9) Длина сохраненной части круговой кривой 10) Полная длина закругления 11) Домер
Вариант трассы Измерено:
Закругление № 1 Задаемся R=850, =20° 1) Определение длины переходной кривой 2) Особенностью симметричной клотоиды является =62°; =31° 3) Определение координат конца переходной кривой C=600*648.93=389358м X = Y 4) Определение длинного тангенса закругления 5) Определение короткого тангенса закругления 6) Определение полного тангенса закругления 7) Определение сдвижки круговой в сторону ее центра 8) Полная длина закругления 9) Домер
Закругление № 2 Задаемся R=700, =63° 1) Определение длины переходной кривой 2) Особенностью симметричной клотоиды является =63°; =31.5° 3) Определение координат конца переходной кривой C=700*769.3=538510м X = Y 4) Определение длинного тангенса закругления 5) Определение короткого тангенса закругления 6) Определение полного тангенса закругления 7) Определение сдвижки круговой в сторону ее центра 8) Полная длина закругления 9) Домер
Закругление № 3 Задаемся R=2010м, =75° 1) Определение тангенса круговой кривой T=2010*tg75°/2=1542.33м 2) Определение биссектрисы круговой кривой Б=2010(1/(cos(75°)-1)=523.55м 3) Определение длины круговой кривой К=3, 14*2010*75°/180=2629.75м 4) Определение домера круговой кривой Д=2*1542.33-2629.75=454.91 м
Закругление № 4 Задаемся R=1400, =50° 1) Определение длины переходной кривой Рекомендуемая длина переходной кривой по таблице составляет 100м. Для дальнейшего расчета принимаем длину переходной кривой, равную 100м. 2) Определение возможности разбивки переходной кривой условие выполняется 3) Определение координат конца переходной кривой C=1400*100=140000м X = Y 4) Определение сдвижки начала закругления (добавочный тангенс) 5) Определение сдвижки круговой в сторону ее центра 6) Полная длина тангенса закругления 7) Биссектриса закругления 8) Центральный угол сохраненной части круговой кривой 9) Длина сохраненной части круговой кривой 10) Полная длина закругления 11) Домер 4.4 Определение пикетажного положения главных точек трассы и составление ведомости углов поворота, прямых и кривых в плане. Главными точками трассы являются начало и конец трассы, вершины углов поворота, начало и конец кривых. Пикетажное положение основных точек трассы определяется по формулам: -Пикетажное положение круговой кривой = + = = = = + = + = + Проверка: Результаты расчетов представлены в Ведомости углов поворота, прямых и кривых.
Рис.4.4 Схема главных точек и элементов НК, КТ – начало и конец трассы; ВУ-1, ВУ-2 – вершины углов поворота; - величина угла поворота; НЗ , КЗ - начало и конец закруглений; НКК , ККК - начало и конец круговых кривых; S - расстояние между вершинами углов; Р - прямые вставки; Т - полные тангенсы закруглений; К - полные кривые; L – длина переходных кривых; К - длина сохраненной части круговой кривой.
Трасса 1 НТ ПК 00+00 ПК ВУ1 = ПК 0+00+ 1100= ПК11+00 ПК ВУ2 = ПК11+00+2225-30.18=ПК32+94.82 ПК ВУ3 = ПК32+94.82+2925-56.54=ПК61+63.28 ПК ВУ4 = ПК61+63.28+2975-51.39=ПК90+86.89
ПК НЗ1= ПК11+00-523.03= ПК05+76.97 ПК НЗ2= ПК32+94.82-1205.77= ПК20+89.05 ПК НЗ3= ПК61+63.28-856.05= ПК53+07.23 ПК НЗ4= ПК90+86.89-1204.90= ПК78+81.99
Р1=1100-523.03=576.97 Р2=2225-1205.77-523.03=496.2 Р3=2925-856.05-1205.77=863.18 Р4=2975-1204.90-856.05=914.05 Р5=1775-1204.9=570.1
ПК НКК1=ПК05+76.97+100=ПК06+76.97 ПК НКК2=ПК20+89.05 ПК НКК3=ПК53+07.23 ПК НКК4=ПК78+81.99+100=ПК79+81.99
ПК ККК1=ПК06+76.97+815.88=ПК14+92.85 ПК ККК2=ПК20+89.05+2355=ПК44+44.05 ПК ККК3=ПК53+07.23+1660.71=ПК69+67.94 ПК ККК4=ПК79+81.99+1993.55 = ПК99+75.54
ПК КЗ1=ПК05+76.97+1015.88=ПК15+92.85 ПК КЗ2=ПК20+89.05+2350=ПК44+44.05 ПК КЗ3=ПК53+07.23+1660.71=ПК69+67.94 ПК КЗ4=ПК78+81.99+2193.55=ПК100+75.54
Проверка: = 3420.5+7225.14=10645.64 м =11000-354.36=10645.64м = =2*3789.75 – 7225.14=354.36м Трасса 2
НТ ПК00+00 ПК ВУ1 = ПК 0+00+ 1225= ПК12+25 ПК ВУ2 = ПК12+25+1800-99.68=ПК31+24.68 ПК ВУ3 = ПК31+24.68+3225-122.52=ПК62+27.16 ПК ВУ4 = ПК62+27.16+2900-454.91=ПК86+72.25
ПК НЗ1= ПК12+25-698.77= ПК05+26.23 ПК НЗ2= ПК31+24.68-830.56= ПК22+94.12 ПК НЗ3= ПК62+27.16-1542.33= ПК46+84.83 ПК НЗ4= ПК86+72.25-702.88= ПК79+69.37
Р1=1225-698.77=526.23 Р2=1800-830.56-698.77=270.67 Р3=3225-1542.33-830.56=852.11 Р4=2900-702.88-1542.33=654.79 Р5=1950-702.88=1247.12
ПК НКК1=ПК05+26.23+648.93=ПК11+75.16 ПК НКК2=ПК22+94.12+769.3=ПК30+63.42 ПК НКК3=ПК46+84.83 ПК НКК4=ПК79+69.37+100=ПК80+69.37
ПК ККК1= ПК11+75.16 ПК ККК2= ПК30+63.42 ПК ККК3= ПК46+84.83+2629.75=ПК73+14.58 ПК ККК4= П80+69.37+1120.98=ПК91+90.35
ПК КЗ1=ПК05+26.23+1297.86=ПК18+24.09 ПК КЗ2=ПК22+94.12+1538.6=ПК38+32.72 ПК КЗ3=ПК46+84.83+2629.75=ПК73+14.58 ПК КЗ4=ПК79+69.37+1320.98=ПК92+90.35
Проверка: = 3550.92+6787.19=10338.11 м =11100-761.89=10338.11м = =2*3774.54 – 6787.19=761.89м
Таблица 4.1. Детальная разбивка кривой
Рис 4.6 Схема разбивки переходной кривой с круговой вставкой Гидрологический расчет. Основной задачей гидрологического расчета является определение расходов и объемов стока дождевых и талых вод. Для расчета стока дождевых или талых вод определяем характеристики водосборных бассейнов. Труба № 1. Расчет стока дождевых вод. В соответствии со СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» максимальные мгновенные расходы вод дождевых паводков (Qp%) заданной вероятностью превышения для водосборов с площадями менее 100 кв.км. следует определять по формуле предельной интенсивности стока:
Qp% = A1% * φ * H1% * δ * λ p% * F
Где: A1% - максимальный модуль стока ежегодной вероятностью превышения 1% φ - сборный коэффициент стока H1%- максимальный суточный сток осадков вероятностью превышения 1% F - площадь водосборного бассейна, определяем по карте F = 0, 133 λ p% - переходный коэффициент от расходов вероятностью превышения 1% к расходам другой вероятности превышения
Последовательность расчета. 1. По карте определяем гидрографические характеристики водосборного бассейна. (F, Ip, Ick, ρ p)
Средневзвешенный уклон лога определяется по формуле:
I = Π Ii(li/L)
Где: Ii - частный уклон на участке Ii, ‰ L - длина лога, км n - количество участков с различными уклонами
Ip = ((35, 5-30)/450)(450/825) * ((30-27.4)/375)(375/825) = 0.00935 = 9, 35‰
Средний уклон лога:
Ick = h * Σ Ii / F
Где: Ii - длина частного лога, км n - количество горизонталей F – площадь водосбора км
Ick = 0, 01*(0, 550)/0, 2=27, 5‰
Густота русловой сети:
рр = Σ Ipi / F
Где: Ipi - длина частного лога, км n - количество логов в водосборе р = 0, 825/0, 2 = 4, 125
Cредняя длина склонов:
Lck = 1/(1.8*pp) = 1/(1.8*4, 125) = 0, 1347
2. На основе полученных характеристик определяется сборный коэффициент стока φ:
φ = (С2 * φ 0) / (F + 1)n3 * (Ick / 50)n2
Где: С2 - эмпирический коэффициент; = 1, 3 φ 0 - сборный коэффициент стока; = 0, 66 n2 - показатель степени, зависящий от климатической зоны, типа и состава почв; = 0, 6 n3 - показатель степени, принимаемый для лесостепной зоны; = 0, 11
φ = (1, 3 * 0, 66) / (0, 2 + 1)0, 11 * (27, 5 / 50)0, 6 = 0, 588
3. Для заданного района проектирования определяем суточный слой осадков вероятностью превышения 1% (Н1% = 80)
4. Определяются гидроморфометрические характеристики русла (Фр) и склонов (Фск):
Фр = 1000L / (mp * Ipm * F0.25 * (φ * H1%)0.25)
Где: mp - гидравлический параметр русла; = 11 m - параметр; = 0, 33
Фр = 1000*0, 825 / (11 * 9, 250, 33 * 0, 20.25 * (0, 588*80)0.25) = 20, 4
Фск = (1000*Ick)0.5/ (nck * Ick0.25 * (φ * H1%)0.5)
Где: nck – коэффициент, характеризующий шероховатость склонов водосбора; = 0, 30
Фск = (1000*0, 1347)0.5/ (0, 3 * 27, 50.25 * (0, 588*80)0.5) = 2, 5
5. Номер района типовых кривых редукции осадков - 3
6. По известному значению Фск и номеру района определяется продолжительность склонового добегания τ ск = 17 мин.
7. По известным значениям Фр, τ ск и номеру района кривых редукции определяется максимальный модуль стока А1% = 0, 14
8. Переходный коэффициент λ р% = 0, 86 Qp% = 1, 13 м3/с Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле:
Qt = k0 * hp* F * δ 1 * δ 2 / (F+1)n
Где: k0 = 0, 02 – коэффициент дружности половодья F = 0, 2 – площадь водосбора n = 0, 25
δ 1 = 32, 5 δ 2 = 1
hp = h*K
Где: h = 80 мм – средний многолетний слой стока весеннего половодья по рис. 2.3 (7) Kр = 2.2 – модульный коэффициент, зависящий от вероятности превышения паводка, коэффициента вариаций рис 2.4 (7) и коэффициента асимметрии, определяется по рис. 2.2 (7)
hp = h*K = 80*2, 2=176
Qt = 0, 02*176*0, 2*0, 57*0, 97 / (1, 2)0, 25 = 0, 37 м3/с
Труба № 2
Расчет стока дождевых вод. Ip = 15, 35‰ Ick = 12, 68‰ р = 4, 89 Lck = 0, 114 φ = 0, 367 (Н1% = 80) Фр = 29, 54 Фск = 3, 5 Номер района типовых кривых редукции осадков - 3 τ ск = 28 мин. А1% = 0, 09 λ р% = 0, 86 Qp% = 0, 63 м3/с Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле: Qt = 0, 02*176*0, 276 *0, 515*0, 97/ (1, 276)0, 25 = 0, 46 м3/с
Труба № 3 Расчет стока дождевых вод. Ip = 7, 67‰ Ick = 7, 19‰ р = 10, 43 Lck = 0, 053 φ = 0, 264 (Н1% = 80) Фр = 29, 54 Фск = 3, 5 Номер района типовых кривых редукции осадков - 3 τ ск = 25 мин. А1% = 0, 09 λ р% = 0, 86 Qp% = 0, 23 м3/с Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле Qt = 0, 02*176*0, 139*0, 89*0, 97 / (1, 139)0, 25 = 0, 41 м3/с
Труба № 4 Расчет стока дождевых вод. Ip = 21, 54‰ Ick = 20, 33‰ р = 3, 46 Lck = 0, 16 φ = 0, 494 (Н1% = 80) Фр = 9, 45 Фск = 3, 17 Номер района типовых кривых редукции осадков - 3 τ ск = 24 мин. А1% = 0, 19 λ р% = 0, 86 Qp% = 0, 79 м3/с Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле Qt = 0, 02*176*0, 123*0, 62*0, 97 / (1, 123)0, 25 = 0, 25 м3/с
Труба № 5 Расчет стока дождевых вод. Ip = 18, 67‰ Ick = 18, 3‰ р = 9, 41 Lck = 0, 059 φ = 0, 465 (Н1% = 80) Фр = 22, 68 Фск = 2, 03 Номер района типовых кривых редукции осадков - 3 τ ск = 12 мин. А1% = 0, 13 λ р% = 0, 86 Qp% = 0, 397 м3/с Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле Qt = 0, 02*176*0, 0956*0, 569*0, 97 / (1, 0956)0, 25 = 0, 18 м3/с
Труба № 6
Расчет стока дождевых вод. Ip = 9, 64‰ Ick = 18, 23‰ р = 2, 35 Lck = 0, 237 φ = 0, 439 (Н1% = 80) Фр = 35, 41 Фск = 4, 19 Номер района типовых кривых редукции осадков - 3 τ ск = 36 мин. А1% = 0, 074 λ р% = 0, 86 Qp% = 1, 81 м3/с
Расчет стока талых вод. Расход стока талых вод определяется по формуле Qt = 0, 02*176*0, 809*0, 54*0, 97 / (1, 809)0, 25 = 1, 29 м3/с
Черный профиль» Отметки пикетов и промежуточных точек определяются по горизонталям топографической карты для выбранного варианта трассы дороги. По полученным данным вычерчивается «Черный профиль». Заключение. Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием, выданным кафедрой «Автомобильные дороги» 03.02.06г по дисциплине «Изыскание и проектирование автомобильных дорог». Тема «Проектирование автомобильной дороги».
В результате проведенных работ была запроектирована автомобильная дорога III технической категории. Расчетная интенсивность движения 2694 легковых автомобилей в сутки. Расчетная скорость дороги 100 км/ч. Строительная длина трассы 8132 м. Ширина проезжей части 7м, ширина обочины 2, 5м. Также были рассчитаны малые водопропускные сооружения: - водопропускная труба диаметром 0, 75м - водопропускная труба диаметром 0, 75м - водопропускная труба диаметром 0, 75м - водопропускная труба диаметром 1, 0м - водопропускная труба диаметром 0, 75м - водопропускная труба диаметром 1, 25м
Были назначены типовые поперечные профили (тип 2а и 3а) и рассчитаны объемы строительных работ. В целом в результате проделанных работ мы приобрели навыки разработки и оформления документации на строительство автомобильных дорог.
Список используемой литературы. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 728; Нарушение авторского права страницы