Проектирование автомобильной дороги для специальности Землеустройство

       Таблица 1.

       Ведомость пикетажных значений главных 

       точек кривых 

 
 
 

ОПИСАНИЕ  ТРАССЫ

  Начальная точка (А6) расположена уже на существующей трассе местного назначения.

  На  расстоянии ПК 4 +83,48 м направление трассы меняется вправо на 33⁰, что позволяет обойти лесной массив и подойти к пересечению реки под углом , близким к перпендикуляру.

  На  расстоянии ПК 7 я расположил безнапорную двухочковую дорожную трубу, так как в этом месте расположена низина и рельеф принимает наименьшую отметку. Без трубы дорогу в этом месте может затапливать водой.

  Через реку на расстоянии ПК12+30 необходимо рассчитать гидравлический мост. Мост позволяет сократить длину дороги.

  На  расстоянии ПК 14 +85,3 м направление трассы меняется вправо на 38⁰, что позволяет пройти населенный пункт не задевая строений.

   Конечная  точка (Б6) Н.П. Новый – ПК21 + 66,1 м расположена на существующей трассе, соединяющей населенные пункты и примыкает к данной дороге под прямым углом.

   Длина трассы 2166.1 м.

На каждом прямолинейном участке трассы указывается его румб и длина в метрах:

                        СВ 85⁰,   ЮВ 61°  ,  ЮВ 24°  .

                         424,24     924,06      617,09     

     Все элементы кривых указаны у каждой вершины углов поворота трассы на карте.

     Из  всех проработанных мной вариантов трассы я выбрал этот, потому что он более удобный и более экономичный.

     Графическая часть - план трассы с указанием водопропускных сооружений, разбивки пикетажа, круговых кривых - представлена в приложении №1. 
 
 
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАЛЫХ МОСТОВ И ДОРОЖНЫХ  ТРУБ

    1. Для гидравлического расчета  малого моста определяют бытовые  условия потока, т. е. глубину, ширину потока поверху, площадь живого сечения и среднюю скорость воды, которые были в месте устройства моста, до его постройки.

    Мост  гидравлически не рассчитывают в  случае, если его береговые опоры  (устои) находятся за пределами расчетной ширины потока воды, то есть когда устройство моста не сужает живого сечения водотока. Но это может быть лишь в исключительных случаях, при узких глубоких руслах с крутыми берегами, когда мост получается небольшой длины. В большинстве же случаев приходится длину малого моста обосновывать гидравлическим расчетом. Для расчета отверстия моста (расстояния между внутренними гранями береговых опор) предварительно вычисляется бытовая глубина.

    Определение глубины водотока по известному расходу  воды, шероховатости русла, геометрическим размерам его поперечного сечения и величине продольного уклона тальвега осуществляется методом подбора или другими способами, излагаемыми в курсе гидравлики. Поперечное сечение лога в месте пересечения его дорогой чаще всего имеет треугольную форму (что принимают во многих случаях без большого ущерба для точности вычислений).

    Для определения бытовой глубины потока производим следующие действия: 1) вычисляем модуль расхода или расходную характеристику по формуле

  , м³/с,

     где Q - расчетный расход, м³/с;

     i_o - продольный уклон тальвега в зоне намеченного сооружения на участке 513м (467,3 м выше и 45,7 ниже от оси дороги по тальвегу).

    Q = 10 - 0.1·n, м³/ с; Q = 10 - 0.1·6 = 9,4(м³ /с);

i_o = (2,5)/438 = 0.006 (м³ с);

          = 121,35 м³ /с;

     2) определяем геометрическую характеристику  створа по формуле:

I= 1/i₁ +1/i₂,

    где i₁, i₂ - уклоны склонов поперечного сечения лога в месте пересечения его дорогой, определяемые в натуре инструментальной съемкой или по карте крупного масштаба с горизонталями. В нашем случае по карте с горизонталями:

    2,5 – 438м

    Х    – 142,6м

    Х = 0,81

    Отметка лога Л = 142,5 + 0,81  = 143,31

      i₁ = (145,0 – 143,31) / 39,6 = 0,04;

      i₂ = (145,0 – 143,31)/ 91,5 = 0,02;

      I = 1/0,04+ 1/0,02 = 75.

3) вычисляем  искомую бытовую глубину по  формуле:

,м,

    где m - параметр, учитывающий состояние поверхности русла, он принят по таблице №3 в методичке (m = 0.42).

= 0,47 (м);

Ширина потока по зеркалу воды вычисляется по формуле:

П = h_б · I, м,

П = 0,47* 75 = 35,3 (м).

Площадь живого сечения:

W = 0.5 · h_б²· I, м²,

W = 0.5 · 0,47² · 75 = 8,28 (м²);

Средняя скорость течения: 

V_cP = Q / W, м/с,

V_сР= 9,4 / 8,28 = 1,14м/с). 
 

    2. Гидравлический расчет моста  производим для условий измененного  режима водного потока с устройством на подходах к мосту (в виде земляных дамб), которые уменьшают живое сечение водотока, следовательно, увеличивают по сравнению с бытовой скорость протекание воды под мостом. Экономически целесообразно делать мост короче, но производить укрепление в зоне моста от размыва. Обычно укрепление русла делается при длине моста до 15м.

    Среднюю скорость воды V под мостом назначим в 3 (три) раза больше бытовой скорости 1,14*3 = 3,42, а глубину воды h вычислим по формуле:

h = V² / q,

где q = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения.

    h = 3,42 / 9.81 = 0,35 (м)

    В зависимости от глубины h = 0,5м и скорости протекания воды V = 3,42м/с, назначим тип укрепления русла под мостом – двойная мостовая(по таблице №4 в методичке).

    Режим протекания потока под мостом - свободное  истечение. При этом истечении бытовая глубина потока h, которая устанавливается ниже сооружения, меньше глубины воды под мостом h и не оказывает на нее влияния.

Отверстие моста  В при свободном истечении  определяют по формуле:

В = (q · Q) / (ε · V³), м,

Где V - принятая скорость течения воды под мостом;

ε -    коэффициент сжатия потока опорами моста, равен 0,9.

В = 9,81·9,4/0,9·(3,42)² = 8,8(м)

В = 9 м;

Глубина потока перед мостом Н определяется по формуле:

Н = h + (V² / (2 · q · φ²)), м,

    Где φ = 0,9 - коэффициент скорости, учитывающий потери энергии в потоке и зависящий от формы устоев;

H = 0,35 + (3,42² / 2·9,81·(0,9)²  =1,09 м.

 Минимальную высоту моста вычисляю по формуле:

Н_м = Н + а + с, м, 

Где Н - глубина  потока перед мостом;

         а - возвышение низа пролетного строения над уровнем воды, предусматривается для пропуска плывущих предметов, принимается равным 0,5м, но не менее 1м над поверхностью грунта под мостом;

с - конструктивная высота пролетного строения, для малых мостов с=1м.

Нм = 1,09+ 0,5 + 1 =2,59 ≈ 2,6 (м).

Минимальная отметка М проезжей части моста  находим по формуле:

М = Л + Н_м, м,

    Где Л - отметка самой низкой точки  лога в створе моста (определяется по карте с горизонталями интерполяцией);

Л = 143,31 тогда

М =143,31+2,6 = 145,91 (м).

Длину моста  найдем по формуле:

Лм = В + n·b + 2·m·Н_м + 0,5, м, Где В - отверстие моста;

n - число промежуточных опор моста;

b - толщина одной опоры, м;

        m - коэффициент заложения откосов (т = 1,5, т. к. высота моста больше Зм.).

Лм = 10+ 0 + 2 · 1,5 · 2,6 + 0,5= 18,3 ≈ 19 (м).

    3. Определение размеров дорожной  трубы. На автомобильных дорогах  бровка земляного полотна насыпей у безнапорных труб должна быть выше расчетного уровня воды на 0,5м. Трубы укладывают на дно лога.

Q = 5 - 0,1 ·6 = 4,4(м ³ /с)

    Согласно  таблице №5 в методичке расход воды равный 4,4м³/с может пропустить труба, диаметром 2м с глубиной у входа 1,75м.

Вычислим минимальную  высоту насыпи у безнапорной трубы  по формуле:

Н_т = d + с + 0.5м,

Где d - диаметр трубы (отверстие);

с - толщина  стенок трубы, равная примерно 0,1 d;

0,5 - минимальная  толщина грунтовой засыпки над  трубой.

Н, = 2 + 0,1·2 + 0,5 = 2,7 (м).

    Минимальная отметка бровки земляного полотна  дороги над трубой Т получится, если к отметке лога Л прибавить высоту насыпи у трубы Н.:

Т = Л + Н_т,м.

Труба:

Л = 148,9

Т= 148,9+ 2,7 = 151,6 (м);

Теперь найдем длину трубы Л_т по формуле:

                           Л_т = В_з.п„ + (2 · m · Н_т), м, где В_з.п. - ширина земляного полотна (8м);

m - коэффициент заложения откосов насыпи (обычно равен 1,5).

Л_т = 8 + (2· 1,5 · 2,7) = 16,1 ≈ 17 (м),