Проектирование поперечного профиля городской магистрали

1. По формуле (6) определяем значение разности тормозных путей

l′_T – l″_T = СV_П = 0,058*22,22 = 1,29 м,

где V_П – средняя скорость транспортного потока (V_П = 80 км/ч, см. приложение, табл. 2П);

С – эмпирический коэффициент, принимается в зависимости от величины и знака максимального уклона (см. табл. 3.2). Так как на отрицательном уклоне разность тормозных путей больше и для магистралей 1-й категории нормативное значение максимального продольного уклона равно 40 ‰ (см. приложение, табл. 2П), то по табл. 3.2 находим С = 0,058.

Таблица 3.2

Продольный уклон, ‰	+60	+40	+20	±0	-20	-40	-60
Параметр С	0,049	0,051	0,053	0,054	0,056	0,058	0,059

Учитывая расчетное значение разности тормозных путей и нормативные данные параметров (см. приложение, табл. 2П), по формуле (5) устанавливаем динамическую длину автомобиля

L_ДД = l_a + t_p V_П + (l′_T – l″_T) + l_б = 4,5 + 1*22,22 + 4,64 + 3,00 = 34,36 м,

где V_П – средняя скорость транспортного потока (V_П = 22,22 м/c).

Учитывая выполненные расчеты, устанавливаем пропускную способность одной полосы движения по формуле (4)

ед/ч.

Проверяем выполнение неравенства (7), приняв в соответствии с табл. 3.1 коэффициент многополосности К_МН = 1,9

Таблица 3.1

Количество полос движения, n
Коэффициент многополосности, КМН	1,0	1,9	2,7	3,5

14568 /2 ≤ 8382*1,9 или 7281 < 15926.

Так как 7281< 15926, то в соответствии с расчетом и данными табл.3.1 достаточно двух полос движения в одном направлении. Однако, обратившись к СНиП 2.07.01-89 (см. приложение, табл.2П) устанавливаем, что для проектирования магистрали непрерывного движения 1-й категории необходимо проектировать четыре полосы движения.

2. По формуле (9) вычисляем ширину проезжей части транзитного движения транспортных средств в одном направлении

В_ПЧ = В_б + n* В_ПД = 0,75*2 + 4*3,75 = 16,5 м.

3. По формуле (2) количество полос пешеходного движения равно

n_Т = 0,5 N_пеш / N_Н = 0,5*9450/ 750 = 6,3 шт. (т.е. 6 шт.)

По формуле (1) устанавливаем расчетную ширину тротуара

В_РТ = n_T * В_ТО = 10*0,75 = 7, 5 м.

Так как 7,5 < 7.5, где 7.5 – нормативная ширина тротуара (см. приложение, табл. 2П), то для проектирования поперечного профиля улицы принимается нормативная ширина тротуара, равная 7.5 м.

В результате расчетов и анализа нормативных данных выполняем компоновку поперечного профиля.

Таблица 3.4

Проектные размеры поперечного профиля улицы

№ эле-мента	Наименование поперечных элементов улицы	Проектные размеры поперечных элементов улицы
линейные, м	уклоны, ‰
	Пространство от застройки до красной линии
	Тротуар	7,5
	Разделительная полоса
	Проезжая часть местного движения	4,5
	Разделительная полоса
	Проезжая часть транзитного движения	4*3,75+0,75= 15,75
	Центральная разделительная полоса
	Проезжая часть транзитного движения	4*3,75+0,75*2= 16,8
	Разделительная полоса
	Проезжая часть местного движения	4,5
	Разделительная полоса
	Тротуар	7,5
	Пространство от застройки до красной линии

Лист 1. «Поперечный профиль городской магистрали»

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ГОРОДСКОЙ МАГИСТРАЛИ

4.1. Используя запроектированную на карте трассу МНД (рис. 1) составим план городской улицы в масштабе 1:1000. На плане следует показать:

1. Осевую линию улицы (ось центральной разделительной полосы);

2. Пикетаж через 20 метров.

3. Топографическую подоснову: горизонтали и отметки точек перенести на проектируемый план с карты (рис. 1);

4. Линии в плане, характеризующие поперечный профиль улицы: красные линии, проезжую часть транзитного и местного движения, разделительные полосы, трамвайный путь, опоры и линии контактной сети городского транспорта, остановочные площадки городского транспорта, тротуары, пешеходные переходы, опоры и линии освещения улицы, подземные коммуникации, объекты дорожного водоотвода (лотки, водоприемные решетки);

5. Планируемую (существующую) застройку улицы.

4.2.Проектирование магистрали непрерывного движения.

Для проектирования МНД, выполняется разбивка пикетов по кривой. Для этого вычисляется и затем учитывается при разбивке элементы кривой: тангенс (Т), длина кривой (К), биссектриса (Б), домер (Д), а также вычисяются пикетажные наименования начала кривой (ПК НК), середины кривой (ПК СК) и конца кривой (ПК КК). Вычисление элементов кривой и пикетажные наименования главных точек кривой выполнила по формулам:

Пользуясь данными табл. 3.3, вычислим:

Т – тангенс м,

К – длину кривой м,

Б – биссектрису м,

Д – домер Д = 2 Т – К = 2*221– 436,11 = 5,89 м.

ПК нк = ПК ву – Т = ПК 5+00,00 – 221 = ПК 2 + 79

ПК ск = ПК нк + К/2 = ПК 2 + 79+ (436,11)/2 = ПК 4 + 97,05

ПК кк = ПК нк + К = ПК 2+ 79+ 436,11 = ПК 7 + 15,11

ПК кк = ПК ву + Т – Д = ПК 5 + 00,00 + 221 – 5,89 = ПК 7 + 15,11

Лист 2. «План магистрали непрерывного движения, МНД-1»

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРОДСКОЙ МАГИСТРАЛИ

В ПРОДОЛЬНОМ ПРОФИЛЕ

5.1. Вычисляем отметки земли по оси трассы для пикетов и плюсовых точек, используя запроектированную на карте трассу и составленный (начерченный) план городской магистрали. Вычисления выполнить в табл. 5П. Составить продольный профиль по направлению осевой линии городской магистрали. Принять масштабы: горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:100.

5.2. Составить геологический профиль в масштабе 1:50. Для всех вариантов принять исходные данные, представленные в табл. 6П.

5.3. Чертим проектную (красную) линию для осевой линии трассы.

Для проектирования красной линии профиля (первый этап) необходимо выполнить анализ профиля земли по оси трассы, в результате которого установить точки с явными переломами профиля. Учитывая вышеприведенные правила и ограничения, соединить прямыми линиями эти точки, то есть прочертить отрезки проектной (красной) линии. Графически определить отметку начальной (предыдущей) и отметку первой точки перелома проектного профиля. Вычислить предварительный уклон первого отрезка проектной линии по формуле

, (15)

где Н_посл, Н_пред – отметки, соответственно, последующей и предыдущей точек отрезка красной линии, м;

d – расстояние между точками перелома отрезка красной линии, м.

Уклон, вычисленный по формуле (15), округлить до тысячных (i ₀) и скорректировать (вычислить) отметку последующей точки (Н _посл) по формуле

Н _посл = Н_пред + i ₀ d. (16)

Вычислить предварительный уклон второго отрезка проектной линии по формуле (15), где отметку предыдущей точки принять равной скорректированной отметке по формуле (16), а расстояние d принять равным между первой и второй точками перелома проектной линии.

Выполняя последовательно аналогичные вычисления, установить уклоны и расстояния всех отрезков проектной линии.

Дальнейшее проектирование красной линии (второй этап) выполнить путем вписывания вертикальных кривых на точках ее перелома. При этом, если алгебраическая разность уклонов двух смежных отрезков проектной линии больше 7 ‰ (i ₁ – i ₂ > 7 ‰), то необходимо вписать вертикальную кривую. В противном случае вертикальную кривую вписывать не следует.

Таблица 5П

Вычисление отметок земли по оси трассы

Пикет и +	HПК, м	Пикет и +	HПК, м	Пикет и +	HПК, м
	168,00		169,56		170,82
+20	168,30	+20	169,88	+20
+40	168,59	+40	170,12	+40
+60	168,90	+60	170,36	+60
+80	169,22	+80	170,59	+80

Таблица 6П

Исходные данные для составления геологического профиля

№ сква-жины	№ слоя грунта	Глубина залегания, м	Код грунта	Вид грунта
		0,30	9 а	Растительный слой
	1,85	32 б	Супесь
	4,15	36 а	Суглинок
		0,25	9 а	Растительный слой
	2,00	32 б	Супесь
	4,25	36 а	Суглинок
		0,20	9 а	Растительный слой
	1,65	32 б	Супесь
	3,95	36 а	Суглинок

Таблица 8П

Отметки проектируемого профиля

Пикет и +	Отметка, м	Пикет и +	Отметка, м	Пикет и +	Отметка, м
	168,68		169,91		170,97
+20	168,90	+20	170,31	+20
+40	168,99	+40	170,60	+40
+60	169,05	+60	170,68	+60
+80	169,47	+80	170,81	+80

Лист 3. «Продольный профиль городской магистрали, МНД-1»

6. ПЛАНА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ И ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММЫ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС

6.1. Выполняется вертикальная планировка городской улицы в виде плана с построением проектных горизонталей. Для составления плана принят масштаб 1:500. Проектные горизонтали построены с шагом h_г = 0,2 м, то есть с отметками, кратными 0,2 м.

Схематично начерчен поперечный профиль, на котором показаны и пронумерованы слева направо все стыки его смежных элементов. Для нулевого пикета определены отметки точек на стыках смежных элементов поперечного профиля. Результаты расчета отметок помещены в табл. 9.

Таблица 9

Определение отметок на стыках смежных элементов

поперечного профиля для ПК0

№ стыка элементов поперечного профиля	Длина элемента в поперечном профиле, м	Уклон элемента в поперечном профиле, ‰	Превышение на стыках смежных элементов, м	Отметки стыков смежных элементов, м
				168,72
Пространство от застройки до красной линии	6,0		-0,06	-
	-	-	-	168,66
Тротуар	7,5		-0,112	-
	-	-	-	168,55
Разделительная полоса	3,0		-0,03	-
	-	-	-0,15	168,52
	-	-	-	168,67
Проезжая часть местного движения	6,0		-0,09	-
	-	-	+0,15	168,58
	-	-	-	168,43
Разделительная полоса	8,0		-0,08	-
	-	-	-0,15	168,35
	-	-	-	168,20
Проезжая часть транзитного движения	16,50		+0,315	-
	-	-	+0,15	168,53
	-	-	-	168,68
Центральная разделительная полоса	3,5			-
	-	-	-	168,68
	-	-	-0,15	168,53
	-	-	-	168,20
Проезжая часть транзитного движения	16,50		-0,315	-
	-	-	+0,15	168,35
	-	-	-	168,43
Разделительная полоса	8,0		+0,08	-
	-	-	-0,15	168,58
	-	-	-	168,67
Проезжая часть местного движения	6,0		+0,09	-
	-	-	+0,15	168,52
	-	-	-	168,55
Разделительная полоса	3,0		+0,03	-
	-	-	-	168,66
Тротуар	7,5		+0,112	-
	-	-	-	168,72
Пространство от застройки до красной линии	6,0		+0,06	-

Для каждого участка в продольном направлении трассы и каждого элемента поперечного профиля рассчитать положение проектных горизонталей. По их результатам построить проектные горизонтали для участка плана

1. Для вычислений использовать следующие формулы:

· для участков с постоянным уклоном: , (22)

где h – превышение между начальной точкой и первой горизонталью или превышение между соседними горизонталями (сечение проектных горизонталей h = h_C = 0,2 м.); i – постоянный продольный уклон проектной линии профиля;

=0,2/ 0,008=2,5м

Лист 4. «План вертикальной планировки городской улицы, МНД-1»

7.ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММЫ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС.

По заданию преподавателя для одного пикета выполняется построение картограммы земляных масс в масштабе 1:500.

Для узловых точек определяются проектные отметки и отметки земли по горизонталям естественного рельефа. Результаты записаны в таблице 11. В этой же таблице вычислены рабочие отметки, которые нанесены на картограмму земляных масс.

Между рабочими отметками соседних точек, которые имеют разные знаки, проходит линия нулевых работ. Положение этой линии установлено интерполяцией.

Таблица 11

Отметки в узлах сетки прямоугольников

для разработки картограммы земляных масс на ПК 1 –ПК 2

№ точек попереч. профиля	Пикет и +
ПК 0	+ 20	+ 40
Отметки земли и проектные отметки в узлах сетки прямоугольников, м
проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР	проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР	проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР
	168,72	169,05	-0,33	168,94	169,90	-0,96	169,03	170,54	-1,51
	168,66	168,94	-0,28	168,88	169,76	-0,86	168,97	170,43	-1,46
	168,55	168,80	-0,25	168,77	169,66	-0,89	168,86	170,28	-1,42
	168,52	168,76	-0,24	168,74	169,49	-0,75	168,83	170,21	-1,38
	168,67	168,76	-0,09	168,89	169,49	-0,60	168,98	170,21	-1,23
	168,58	168,66	-0,08	168,80	169,34	-0,54	168,89	170,13	-1,24
	168,43	168,66	-0,23	168,65	169,34	-0,69	168,74	170,13	-1,39
	168,35	168,46	-0,11	168,57	169,11	-0,54	168,66	169,95	-1,29
	168,20	168,46	-0,26	168,42	169,11	-0,69	168,51	169,95	-1,44
	168,53	168,07	+0,46	168,75	168,80	-0,05	168,84	169,50	-0,66
	168,68	168,07	+0,61	168,90	168,80	+0,10	168,99	169,50	-0,51
	168,68	167,97	+0,71	168,90	168,67	+0,23	168,99	169,36	-0,37
	168,53	167,97	+0,56	168,75	168,67	+0,08	168,84	169,36	-0,52
	168,20	167,60	+0,60	168,42	168,28	+0,14	168,51	168,96	-0,45
	168,35	167,60	+0,75	168,57	168,28	+0,29	168,66	168,96	-0,30
	168,43	167,39	+1,04	168,65	168,08	+0,57	168,74	168,71	+0,03
	168,58	167,39	+1,19	168,80	168,08	+0,72	168,89	168,71	+0,18
	168,67	167,27	+1,40	168,89	167,93	+0,96	168,98	168,60	+0,38
	168,52	167,27	+1,25	168,74	167,93	+0,81	168,83	168,60	+0,23
	168,55	167,20	+1,35	168,77	167,85	+0,92	168,86	168,52	+0,34
	168,66	167,02	+1,64	168,88	167,65	+1,23	168,97	168,26	+0,71
	168,72	166,90	+1,92	168,94	167,48	+1,46	169,03	168,05	+0,98

Продолжение таблицы 11

№ точек попереч. профиля	Пикет и +
+60	+ 80	ПК 1
Отметки земли и проектные отметки в узлах сетки прямоугольников, м
проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР	проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР	проектн. HПр	земли НЗ	рабочие hР
	169,09	171,13	-2,04	169,51	171,55	-2,04	169,95	172,10	-2,15
	169,03	171,00	-1,97	169,45	171,45	-2,00	169,89	171,99	-2,10
	168,92	170,85	-1,93	169,34	171,31	-1,97	169,78	171,84	-2,06
	168,89	170,80	-1,91	169,31	171,25	-1,94	169,75	171,78	-2,03
	169,04	170,80	-1,76	169,46	171,25	-1,79	169,90	171,78	-1,88
	168,95	170,66	-1,71	169,37	171,15	-1,78	169,81	171,69	-1,88
	168,80	170,66	-1,86	169,22	171,15	-1,93	169,66	171,69	-2,03
	168,72	170,51	-1,75	169,14	171,02	-1,88	169,58	171,50	-1,92
	168,57	170,51	-1,94	168,99	171,02	-2,03	169,43	171,50	-2,07
	168,90	170,16	-1,26	169,32	170,66	-1,34	169,76	171,15	-1,39
	169,05	170,16	-1,11	169,47	170,66	-1,19	169,91	171,15	-1,24
	169,05	170,07	-1,02	169,47	170,59	-1,12	169,91	171,09	-1,18
	168,90	170,07	-1,17	169,32	170,59	-1,27	169,76	171,09	-1,33
	168,57	169,65	-1,08	168,99	170,19	-1,20	169,43	170,66	-1,23
	168,72	169,65	-0,93	169,14	170,19	-1,05	169,58	170,66	-1,08
	168,80	169,39	-0,59	169,22	170,00	-0,78	169,66	170,44	-0,78
	168,95	169,39	-0,44	169,37	170,00	-0,63	169,81	170,44	-0,63
	169,04	169,25	-0,21	169,46	169,88	-0,42	169,90	170,33	-0,43
	168,89	169,25	-0,36	169,31	169,88	-0,57	169,75	170,25	-0,50
	168,92	169,16	-0,24	169,34	169,80	-0,46	169,78	170,66	-0,88
	169,03	168,82	+0,21	169,45	169,55	-0,10	169,89	170,04	-0,15
	169,09	168,73	+0,36	169,51	169,32	+0,19	169,95	169,92	+0,03

Лист 5. «Картограмма распределения земляных масс на участке улицы ПК0 – ПК1»

7.1. Используя данные табл. 11П и чертеж картограммы земляных масс, вычислить объем насыпи и объем выемки. Данные вычислений поместить в табл. 12П.

Таблица 12П

Расчет объемов земляных работ