Автомобильные и железные дороги

Автомобильные и железные дороги

Курсовая работа студента группы 3012/1

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

2003

Автомобильные дороги

I. Определение требуемых параметров дороги

Технические параметры, значения которых должны быть выдержаны при проектировании автомобильной дороги для обеспечения безопасности движения по ней, приведены в табл. 1. Они зависят от категории автомобильной дороги, которая является обобщенным показателем степени ее капитальности. При выполнении курсовой работы, после установления категории дороги находим значения технических параметров СНиП и заносим их в пояснительную записку, кроме того определяем параметры дороги расчетом на движение принятых транспортных средств с расчетной скоростью, установленных СНиП для дороги данной категории. В работе принимаем значения, удовлетворяющие требованиям СНиП и расчетам.

Таблица 1

№ пп	Наименование Параметров	Значение параметров
		по СНиП	по расчету	Принятое в Проекте
1	Основная расчетная скорость движения, км/час	100	не опред.	100
2	Число полос движения	2	0,46	2
3	Ширина полосы движения, м	3,5	3,55	3,55
4	Ширина проезжей части, м	7	7,1	7,1
5	Ширина обочин, м	2,5	не опред.	2,5
6	Ширина земляного полотна, м	12	12,1	12,1
7	Наименьшие радиусы кривых в плане, м: - без устройства виража - с устройством виража
		400	985	985
		400	563	563
8	Расстояние видимости, м: - поверхности дороги - встречного автомобиля
		140	143,8	144
		не опред.	не опред.	не опред.
9	Наименьшие радиусы вертикальных кривых, м - выпуклых - вогнутых
		10000	8616	10000
		3000	1538,5	3000
10	Величина уширения проезжей части, м	1,2	0,68	1,2
11	Наибольший продольный уклон, %	50	24	24
12	Рекомендуемый тип покрытия	Усовершенствованное капитальное из асфальтобетонных смесей

Установление категории дороги.

В соответствии со СНиП II-Д. 5-72 категория автомобильной дороги зависит от интенсивности движения по ней. Поскольку обычно интенсивность движения в период возведения объектов больше, чем в период их эксплуатации, при выполнении задания за расчетный принимается период строительства объекта.

Ожидаемая интенсивность движения в период строительства объекта определяется по формуле:

,

где q=90000 - количество грузов, перевозимых на 1 млн. руб. сметной стоимости строительно- монтажных работ, т;

С = 170 - сметная стоимость строительно-монтажных работ по объекту, млн. руб.;

Т = 2 - срок строительства объекта, годы;

n = 365 - число рабочих дней в году;

К_пр = 0.6 - коэффициент использования пробега автомобиля;

К_гр = 0.8 - коэффициент использования грузоподъемности автомобиля;

Г = 15 - грузоподъемность автомобиля, т.

По интенсивности движения N в соответствии с приведенной в табл.1 СНиП классификацией автомобильных дорог определяем, что дорога III категории.

Установление параметров дороги по СНиП.

В табл. 3, 4, 9, 10, 25 СНиП даны основные параметры автомобильных дорог в зависимости от их категории. Они приведены в пояснительной записке в форме табл.1.

Определение параметров дороги расчетами.

Видимость пути

Для обеспечения безопасности движения с расчетной скоростью водитель должен видеть дорогу на определенном расстоянии, называемом расстоянием видимости поверхности дороги (рис. 1.3), которое равно:

S_ВД = l₁+S_T+l₀ = 27,8 + 106 + 10 = 143,8 м,

где l₁=v/3,6 - путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, равное 1сек;

S_т - длина тормозного пути:

lо - запас расстояния (5-10м)

 

 

Рис. 1.3. Схема видимости поверхности дороги

Гидравлический расчет трубы

Гидравлический расчет трубы включает в себя определение:

-диаметра трубы и типа укрепления русла;

-высоты подпора воды и высоты насыпи над трубой;

-длины трубы,

Расчет безнапорных труб производится по табл. П-15 [2], которая составлена из условия, что трубы имеют уклоны, не менее критического i_кр. Практически трубы укладываются по уклону местности. Так как он меньше критического более чем в два раза, то подпор, полученный по таблице, увеличивается на величину:

l ∙ (i_кр - i_о) = 19,4  (0,007-0) = 0,14 м,

где l = 19,4 -длина трубы, м;

i_о = 0-уклон трубы;

i_кр = 0,007-критический уклон.

Так как тип оголовка I и Q_р = 1,9 м³/с, то принимаем d = 1,25 м, Н = 1,26 м, v = 2,5 м/с, с учетом

1  (i_кр-i_о), Н = 1,40 м.

По скорости протекания воды (табл. П-16) [2] назначается тип укрепления русла -каменная наброска из булыжника или рваного камня.

Определяем высоту насыпи над трубой Н_нас. Бровка земляного полотна на подходе к трубе возвышаться на 0,5 м над расчетным горизонтом с учетом подпора. Высота насыпи должна обеспечивать размещение над трубой дорожной одежды; в итоге получаем:

Н_наc= d +0,5 + h_{дорожной одежды} = 1,25 + 0,5 + 0,68 = 2,43 м

Длина трубы определяется по выражению:

l = В + 2m  Н_нас = 12,1 + 2  1,5  2,43 = 19,4 м,

где m = 1,5-коэффициент крутизны откоса насыпи

Из таблицы П-17 [2] находим:

- толщину звена = 0,12 м;

- длину оголовка = 2,26 м.

Определение бытовой глубины

Бытовую глубину устанавливают подбором положения горизонта высоких вод. Для этого задаются каким-либо значением бытовой глубины h_б = 1,05 м, определяют площадь живого сечения , смоченный периметр р и гидравлический радиус R:

 

,

где i₁ = 0,1;

i₂ = 0,06 - уклоны (рис 2.1)

 

 

Далее по формуле Шези вычисляем бытовую скорость:

где i_p = 0,007-уклон русла.

где n = 0,04 - русловой коэффициент, устанавливаемый по табл.;

у = 0,25 - показатель степени.

Зная площадь сечения и скорость в бытовых условиях, находят расход:

 

Q = ω∙v_б = 14,7∙1,3 = 19,11 м³/сек

 

Полученный расход Q сравнивают с расчетным Q_р. При отличии Q от Q_р, менее 10 % принимаем назначенную бытовую глубину и скорость за действительные:

(Q-Q_p)/Q_p∙100% = 0,6%

 

Рис. 2. 1. Живое сечение мостового перехода

2.2 Установление схемы протекания воды под мостом

Для установления схемы протекания воды под мостом (рис. 2.2) необходимо знать критическую глубину потока:

где v_доп = 3,4-скорость потока, при которой не размывается грунт или укрепление русла-каменная

наброска из булыжного камня;

g = 9,8-ускорение силы тяжести.

Так как h_б = 1,05<1,3∙h_к = 1,53 то истечение свободное и водослив незатопленный (рис.2.2.).

 

Рис. 2.2. Схема протекания воды в русле (незатопленный водослив)

Требования к проектированию кюветов

На вертикальных кривых кюветы повторяют реальное круговое очертание бровки земляного полотна. Проектирование кюветов производится в такой последовательности:

1. по величинам рабочих отметок устанавливаются места, где необходимо устройство кюветов.

2. задается уклон дна кювета и тип укрепления;

3. на чертеж вчерне наносится линия дна кювета;

4. аналитически определяется расстояние от ближайшего пикета до точек с нулевыми рабочими отметками и до точек пересечения дна кювета с черным профилем (для этого необходимо рассмотреть получившуюся на чертеже геометрическую фигуру:

треугольник или трапецию, а так же составить и решить соответствующую пропорцию);

5. указываются проектные отметки дна кювета на всех его переломах, на пикетах и в местах выхода на поверхность;

б. записываются проектные уклоны кюветов;

7. указываются расстояния между переломами и производится привязка к пикетажу точек начала и конца кювета, а также точек с нулевыми отметками;

8. выполняется проверка вычислений (отметки дна кюветов в местах выхода на поверхность должны соответствовать отметкам земли; разность между проектными отметками бровки земляного полотна и проектными отметками дна кювета должна быть равной принятой глубине кювета; кроме того, в соответствии должны находиться указанные расстояния, уклоны и отметки);

9. производится окончательное оформление чертежа и соответствующих граф. Проектные данные, относящиеся к кюветам, проставляются красной тушью.

Железные дороги

I. Проектирование плана пути железной дороги на перегонах

Основными целями при проектировании плана железной дороги являются обеспечение безопасности и высокой скорости движения поездов при минимальной стоимости строительных работ. Эти факторы определяют стоимость перевозок. Прямолинейное очертание пути в плане является наиболее рациональным с точки зрения безопасности и скорости, но значительно увеличивает стоимость работ. Исходя из этого, оптимальным является сочетание прямолинейных и криволинейных участков. Криволинейные участки выполняют в виде круговых кривых.

При переходе поезда с прямолинейного участка на круговую кривую возникает центробежная сила, действующая на вагоны поезда и на локомотив, которая смещает равнодействующую сил, действующую на вагон к наружному рельсу. Для избежания этого наружный рельс на закруглении должен быть выше внутреннего на величину:

,

где l = 1,52 м-ширина колеи;

v = 11,11 м/с - средневзвешенная скорость движения поездов различных категорий;

R = 2000 м-радиус кривой в плане (табл.2) [З].

Поскольку невозможно сразу в начале круговой кривой повысить рельс на высоту h, это возвышение делается постепенно вдоль переходной кривой. С ее помощью осуществляется сопряжение прямолинейного участка с криволинейным (рис1.1). Радиус переходной кривой меняется от R =  до R = R_кр. Переходную кривую разбивают по кубической параболе:

где q = const ≥ 10000

Уклон отвода возвышения определяем по формуле:

где v_МАХ = 40 км/час- максимальная скорость движения поездов.

Длина проекций переходных кривых равна:

,

где i = 2,5-уклон отвода возвышения в промилях.

 

 

 

 

x

 

Рис 1.1. Эпюра отвода возвышения

 

x	10	20	30	40	50
y	0,02	0,13	0,45	1,06	2,08

Список литературы

1. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги. СНиП П-Д.5-72, Москва 1979 г.

2. Автомобильные дороги. Методические указания для курсового проектирования. Издание Санкт-Петербургского технического университета.

3. Железнодорожные пути портов. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. Ленинград, 1978 г.

Автомобильные и железные дороги

Курсовая работа студента группы 3012/1

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

2003

Автомобильные дороги