Выбор участка трассы и геодезическое обеспечение при проектировании автомобильных дорог. Повороты трассы и построение профилей. Подсчет объемов земляных работ. Построение продольных и поперечных профилей исследуемой трассы. Разбивка вертикальной кривой.
В данной курсовой работе проектируется автомобильная дорога III категории, интенсивность движения которой составляет от 1000 до 3000 автомобилей в сутки. Проектируют и строят дороги таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои технические возможности, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили заносы и опрокидывания. Эти особенности их работы должны учитывать проектировщики строители работники эксплуатационной службы, которые обязаны обеспечить нормальную круглогодичную службу дороги в течение длительного времени. Планово-высотное обоснование тахеометрических съемок, со съемочных точек которого осуществляют съемку подробностей рельефа и ситуации местности, обычно создают двумя способами: а) прокладкой теодолитного хода (разомкнутого или замкнутого) с измерением горизонтальных углов полным приемом оптического теодолита или электронного тахеометра и промерами горизонтальных проекций сторон землемерной лентой или светодальномером. Съемочное обоснование по первому способу создают при тахеометрических съемках для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (средние и большие мостовые переходы, транспортные развязки движения в разных уровнях, аэропорты и т.д.), а также при съемках в населенных пунктах.На плане трасса состоит из прямых участков, сопряженных между собой круговыми кривыми (рис. На дорогах I категории суточная интенсивность движения составляет свыше 6 тысяч автомобилей при основной расчетной скорости 150 км/ч, они имеют по четыре и более полос движения с разделительной полосой между разными направлениями движения. На дорогах II категории суточная интенсивность движения принимается от 3 до 6 тысяч автомобилей при расчетной скорости 120 км/ч и двух полосах движения; Однако строить дорогу по кратчайшему направлению препятствуют элементы рельефа земной поверхности (горы, овраги), водные преграды (болота, озера, реки), заповедники, необходимость проведения дороги через заданные промежуточные пункты и места примыкания к городам, участки, удобные для пересечения рек, железных и автомобильных дорог, а также нецелесообразность проложения дороги по высокоплодородным землям, ценным для сельского хозяйства. Положение геометрической оси дороги на местности называется ее трассой.В данной курсовой работе была запроектирована автомобильная дорога III категории, интенсивность движения которой составляет от 1000 до 3000 автомобилей в сутки. Дорога содержит два закругления. В процессе выполнения курсовой работы были построены продольный профиль трассы, поперечные профиля по каждому пикету, а также выполнялась работа с закруглениями, т.е. вынос пикетов на кривую, детальная разбивка кривой одним из способов и вертикальная разбивка кривой.
Введение
трасса автомобильный земляной дорога
В данной курсовой работе проектируется автомобильная дорога III категории, интенсивность движения которой составляет от 1000 до 3000 автомобилей в сутки.
Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения потоков автомобилей с высокими скоростями. Проектируют и строят дороги таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои технические возможности, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили заносы и опрокидывания. В течение всего года дорога должна быть прочной и противостоять динамическим нагрузкам и погодным условиям.
Рост автомобильных перевозок, их себестоимость, условия организации перевозок и обеспечение безопасности движения в значительной степени зависят от развития и состояния дорожной сети. При движении по плохой дороге уменьшается скорость, увеличивается расход топлива, возрастает стоимость перевозок, кроме того, возрастает количество дорожно- транспортных происшествий, усиливается износ автомобиля. На хорошо спроектированной и правильно построенной дороге с твердым и ровным покрытием автомобиль может развивать большую скорость и перевозить груз, соответствующий его максимальной грузоподъемности. Таким образом, значение автомобильных дорог в современных условиях жизни значительно возрастает и чем лучше техническое состояние автомобильных дорог, тем полнее и экономичнее используется автомобильный транспорт.
Эти особенности их работы должны учитывать проектировщики строители работники эксплуатационной службы, которые обязаны обеспечить нормальную круглогодичную службу дороги в течение длительного времени.
Целью курсового проекта является проектирование автомобильной дороги, соответствующей всем нормативным документам. Необходимо создать съемочное обоснование для вынесения в натуру всех элементов автомобильной дороги. Выполнить подсчет объемов земляных работ при возведении насыпного сооружения для дорог, выбрать рациональное направление трассы.
1. Проектирование автомобильной дороги
Автомобильные дороги - капиталоемкие сооружения, поэтому проектирование дорог должно быть направлено на достижение их высоких эксплуатационных качеств при минимуме строительных затрат.
При выборе вариантов проектных решений предпочтение необходимо отдавать таким, где обеспечивается безопасность движения автомобилей с расчетными скоростями, с большим сроком службы земляного полотна, дорожной одежды и искусственных сооружений.
Правильно составленный проект должен обеспечить: а) соответствие эксплуатационных показателей дороги заданным;
б) устойчивость и прочность сооружений дороги;
в) минимальную стоимость строительства;
г) осуществление строительства в заданные сроки.
Такое разделение процесса проектирования делается обычно для удобства его изучения и организации. Изыскания и проектирование дороги нельзя считать раздельными процессами. Фактически изыскания являются существенной частью и началом проектирования, поскольку: 1) Во-первых, в процессе изысканий решаются на местности такие основные вопросы проекта, как положение трассы в плане и профиле, размещение дорожных сооружений;
2) Во-твторых, изыскания дают материал для разработки проекта.
Автодороги делятся на три типа: а) автомагистрали;
б) скоростные;
в) дороги обычного типа.
У каждой из них есть своя пропускная способность, надежность и сроки эксплуатации. Все это должно учитываться и прорабатываться во время дорожного проектирования. Также при проектных работах важно знать климатическую зону строительства, категории примыкающих дорог, интенсивность движения и другие факторы.
1.1 Выбор участка трассы
Выбор положения трассы между заданными пунктами зависит от категории дороги, рельефа местности, почвенно-геологических и гидрологических условий.
Дорогу не всегда можно проложить по кратчайшему расстоянию между заданными пунктами. Овраги, реки, болота приходится обходить, удлиняя трассу и прокладывая ее в виде ломаной линии.
В местах изменения направления трассы при обходе препятствий образуется угол поворота.
В результате трасса представляет собой сочетание прямых участков разной длины с плавными кривыми.
Чтобы сохранить окружающий ландшафт при проложении дороги, используют принципы ландшафтного проектирования. Размеры геометрических элементов дороги указывают с элементами рельефа местности. Ландшафтное проектирование дорог обеспечивает выполнение закона об охране природы и о землепользовании.
Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать: а) организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями;
б) однородные условия движения; соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей;
в) удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений;
г) необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части; необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными дорожными сооружениями;
е) необходимые здания и сооружения дорожной и автотранспортной служб и т.п.
При выборе вариантов трассы и конструкции автомобильной дороги, кроме технико-экономических показателей следует учитывать степень воздействия дороги на окружающую среду, как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетание дороги с ландшафтом.
Для строительства автомобильных дорог и дорожных сооружений предоставляются, как правило, земли, не пригодные для сельского хозяйства.
Предоставление земельных участков из земель лесного фонда производится преимущественно за счет не покрытых лесом площадей или площадей, занятых кустарником и малоценными насаждениями.
Предоставление и изъятие земель под строительство, реконструкцию или ремонт автомобильных дорог и дорожных сооружений осуществляют в установленном законодательством порядке.
При размещении автомобильных дорог, мостовых переходов и других дорожных сооружений на водных объектах и прибрежных полосах (зонах) в обязательном порядке дополнительно производится согласование с органами по регулированию использования и об охране вод и с органами, осуществляющими охрану рыбных запасов и санитарного надзора.
2. Геодезическое обеспечение при проектировании автомобильных дорог
Планово-высотное обоснование тахеометрических съемок, со съемочных точек которого осуществляют съемку подробностей рельефа и ситуации местности, обычно создают двумя способами: а) прокладкой теодолитного хода (разомкнутого или замкнутого) с измерением горизонтальных углов полным приемом оптического теодолита или электронного тахеометра и промерами горизонтальных проекций сторон землемерной лентой или светодальномером. Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием;
б) прокладкой теодолитного хода с измерением горизонтальных углов полным приемом теодолита, определением горизонтальных расстояний между съемочными точками нитяным дальномером оптического теодолита или светодальномером электронного тахеометра (если тахеометрическую съемку выполняют электронным тахеометром). Высоты съемочных точек определяют методом тригонометрического нивелирования. Таким образом, в этом случае планово-высотное обоснование создают, используя один прибор - оптический теодолит или электронный тахеометр.
Съемочное обоснование по первому способу создают при тахеометрических съемках для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (средние и большие мостовые переходы, транспортные развязки движения в разных уровнях, аэропорты и т.д.), а также при съемках в населенных пунктах.
Съемочное обоснование по второму способу создают при относительно небольших площадях тахеометрических съемок (места со сложными инженерно-геологическими условиями, небольшие карьеры и резервы, пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, малые водопропускные сооружения и т.д.).
Съемочным обоснованием тахеометрических съемок могут служить: 1) трасса линейного сооружения;
2) замкнутый полигон;
3) сеть микротриангуляции;
4) висячий ход.
Выбор того или иного типа съемочного обоснования связан со стадией проектирования, рельефом местности, размерами и требуемым масштабом съемок.
Ориентирование съемочного обоснования тахеометрических съемок и определение координат съемочных точек обычно осуществляют привязкой к трассе линейного сооружения, либо к пунктам государственной геодезической сети. При съемках небольших площадей допускается ориентирование съемочного обоснования по магнитному азимуту с вычислением условных координат съемочных точек.
Минимальное число съемочных точек в зависимости от масштаба съемки приведено ниже: Масштаб съемки........................ 1:500 1:1000 1:2000 1:5000.
Минимальное число съемочных точек: 1) на 1 км2....................................... 142 80 50 22;
2) на 1 планшет.............................. 9 20 50 89.
Съемочные точки обоснования размещают, как правило, на возвышенных участках местности с хорошо обеспеченной видимостью. Расстояния между съемочными точками не должны быть больше 350 м и меньше 50 м. В исключительных случаях минимальное расстояние между точками съемочного обоснования допускают до 20 м, но с обязательным центрированием теодолита на карандаш, вставляемый взамен вынутой шпильки и с визированием не на веху, а на шпильку.
Трассу линейного сооружения в качестве съемочного обоснования (рисунок 1) используют в следующих случаях: 1) при съемках притрассовой полосы дорог для проектирования системы поверхностного водоотвода;
2) для целей камерального трассирования на сложных участках местности;
3) на участках местности со сложным инженерно-геологическим строением;
4) при съемках для проектирования малых искусственных сооружений;
5) для проектирования пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне и т.д.
Трассу нередко используют и как часть съемочного обоснования другого типа.
Р1, Р2 - пункты геодезической сети;
Ст I - Ct VIII - съемочные точки;
Вуг1 -Вуг3 - вершины углов поворота трассы.
Рисунок 1 - Съемочное обоснование линейного объекта (висячий ход)
Закрепление точек съемочного обоснования первоначально осуществляют сторожками и точками, при этом в центр точки вбивают гвоздь, над которым центрируют теодолит с точностью ±0,5 см. При ответственных съемках больших площадей, когда съемочные точки необходимо сохранить, последние закрепляют стандартными деревянными или железобетонными столбами. На лицевой части сторожков и столбов закрепления надписывают сокращенное название организации, выполняющей изыскания, номер съемочной точки и год производства съемки.
При создании геодезической основы использовался электронный тахеометр Электронный тахеометр Nikon Nivo 5.С (рисунок 2,рисунок 3).
Новейшее поколение электронных тахеометров Nivo 5C от флагмана геодезического приборостроения - Японской корпорации Nikon - это великолепные геодезические приборы, предназначенные для решения самых разнообразных задач из области топографии, геодезии, землеустройства, строительства и пр.
Тахеометры Nivo 5C с угловой точностью 5" превосходно справятся с любыми поставленными целями любой степени сложности. Главные достоинства этих приборов - компактность, простота в эксплуатации и легкость. Исполнитель съемки без труда сможет переносить этот прибор с токи на точку в течении всего рабочего дня, ведь вес этого инструмента составляет всего 3,9 килограмма.
Тахеометры Nivo 5C традиционно обладают фирменной просветленной оптикой, гарантирующей превосходную точность наведения и получение неизменно качественного изображения при любых условиях, как в сумерках или в тумане, так и при ярком солнечном свете, тем самым значительно снижая нагрузку на глаза исполнителя.
Стоит отметить, что тахеометр способен производить измерения как при помощи отражателя, так и в безотражательном режиме. При этом очень удобным является отсутствие переключения между режимами. Измерения происходит после нажатия соответствующей клавиши. Нажатие клавиши MSR1 означает режим измерения на призму, а клавиши MSR2 - измерение в безотражательном режиме. Такая, казалось бы, на первый взгляд, мелочь по достоинству оценена многими геодезистами, и позволяет существенно сократить время проведения съемки. Скорость измерения одной точки составляет всего 0,8-1,5 секунды в режиме измерений на призму, и 1,0-1,8 секунд в безотражательном режиме. Потрясает воображение дальность измерений Nivo 5C. Благодаря улучшенному дальномеру повышенной мощности, дальность измерений в безотражательном режиме составляет 300 метров! А при использовании призмы, расстояние может достигать поразительного результата - 5-ти километров. Существенно облегчает проведение съемки наличие лазерного целеуказателя. Лазерный луч сверхмалого диаметра (диаметр луча составляет 15 миллиметров на удалении 30 метров) поможет точно и быстро навестись даже на такие неудобные для измерения объекты как провода, тонкие трубы и прочие.
Абсолютно все технологии, реализованные в Nivo 5C, направлены на увеличение производительности без потери качества измерений. Аккумуляторы прибора расположены в карманах по обеим сторонам инструмента, что позволяет осуществлять "горячую" замену элементов питания, не прерывая процесс съемки. Срок работы обоих аккумуляторов в режиме непрерывного измерения расстояний и углов составляет 7,5 часов. Отображение данных осуществляется посредством двух дисплеев - 16-битного TFT-дисплея и графического LCD-дисплея. И первый, и второй дисплей имеют функцию подсветки, что очень удобно при работе в условиях недостаточной видимости.
Мозгом тахеометра Nivo 5C является мощный процессор Marvell PXA300 XSCALE с частотой 624 МГЦ, под управлением которого осуществляется работа программного обеспечения Spectra Precision Survey Pro на базе операционной системы Windows CE. Данный мощнейший пакет программного обеспечения предназначен для решения в полевых условиях любых задач, которые могут встать перед геодезистом. Существует возможность установить станцию различными способами, осуществить вынос точек в натуру, решить прямую и обратную геодезические задачи, произвести измерения недоступных точек, измерение координат со смещением, сделать архитектурные обмеры, и масса других полезных функций. Молниеносная передача данных происходит благодаря наличию модуля беспроводной связи Bluetooth, разъемов Compact Flash и USB.
Превосходная защита от воздействия неблагоприятных внешних факторов и широкий диапазон рабочих температур в сочетании с приемлемой ценой и огромной функциональностью делают тахеометр Nikon превосходным выбором для вложения средств в высокотехнологические геодезические приборы.
Таблица 1. Технические характеристики
ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА
Изображение прямое
Диаметр объектива 45мм
Диаметр дальномера 50мм
Увеличение 30х
Разрешающая способность 3,0"
Угол поля зрения 1°20’
Минимальное фокусное расстояние 1,5м
Указатель видимый лазер
УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Система считывания абсолютный датчик
Горизонтальный угол диаметральный
Вертикальный угол один датчик
Точность 5"
Минимальный отсчет 1"
Компенсатор двухосевой
ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ
Диапазон измерений (хорошие условия) без отражателя 1,5м - 300м на призму на одну призму 1,5м - 5000м на отражающую пленку 50мм 1,5м - 300м
Точность без отражателя точный режим при t от -10°С до 40°С ±(3мм 2ppm) при t от -20°С до -10°С, от 40°С до 50°С ±(3мм 3ppm) стандартный режим ±(10мм 5ppm) на призму точный режим при t от -10°С до 40°С ±(2мм 2ppm) при t от -20°С до -10°С, от 40°С до 50°С ±(2мм 3ppm) стандартный режим ±(10мм 5ppm)
Время измерения без отражателя точный режим 1,8сек. режим слежения 1,2сек. на призму точный режим 1,5сек. режим слежения 0,8сек.
ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ
Количество 2
Дисплей
1 графический цветной ЖК / 320 х 240 пикселей
2 графический ЖК / 128 х 64 пикселей
Клавиатура
1 14 клавиш
2 4 клавиши
Подсветка дисплея светодиодная
ПАМЯТЬ
Внутренняя память 128Mb
Flash 128Mb
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ
Порты связи последовательный RS-232C
USB 2 (хост и клиент)
Беспроводная связь встроенный интерфейс Bluetooth
Вывод
В данной курсовой работе была запроектирована автомобильная дорога III категории, интенсивность движения которой составляет от 1000 до 3000 автомобилей в сутки. Протяженность трассы - 480 м. Дорога содержит два закругления. В процессе выполнения курсовой работы были построены продольный профиль трассы, поперечные профиля по каждому пикету, а также выполнялась работа с закруглениями, т.е. вынос пикетов на кривую, детальная разбивка кривой одним из способов и вертикальная разбивка кривой.
По построенным поперечным профилям был подсчитан объем земляных работ дорожного полотна.
Успешная работа автомобильного транспорта помимо технических и организационных аспектов перевозок, в значительной степени зависит от состояния автомобильных дорог и технических параметров. Большие уклоны и крутые повороты снижают скорость и полезную нагрузку автомобилей. Неровности, ямы и выбоины на проезжей части, помимо снижения скоростей и нагрузок вызывают преждевременный износ автомобилей. Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных сооружений для непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями. Параметры состояния элементов дороги и дорожных сооружений определяют ее технический уровень.
Список литературы
1. Инженерная геодезия. Учебник для вузов под ред. Михелева Д.Ш. Министерство образования Р Ф, 6-е изд, исправленное, 2002г., /528.48/
2. Закатов П.С. и др. «Инженерная геодезия». М.: Недра, 1978. 584 с.
