Проектування поздовжніх профілів магістралей

Проектування поздовжніх профілів міських магістралей в межах їх перетину в різних рівнях здійснюють за тими ж нормативними вимогами, які необхідно дотримуватись залежно від їх категорій. Але в межах перетину в обмежених умовах ДБН [2] допускають найменші величини радіусів вертикальних кривих: випуклих – 2000 м, а увігнутих – 500 м.

Поздовжні профілі магістралей оформляють у вигляді креслень (рис.5.1).

Рис. 5.1

Особливістю проектування поздовжніх профілів магістралей є необхідність ув’язки цих профілів в точці перетину їх осей в плані таким чином, щоб була забезпечена безпека та безперебійність руху транспорту через отвір штучної споруди.

Тому з початку проектують поздовжній профіль осі магістралі, яка буде проходити в рівні поверхні землі за методиками викладеними в [1;2;19] і отримують величину відмітки Н ₁цієї магістралі в точці перетину осей магістралей в плані .

Потім переходять до проектування поздовжнього профілю магістралі, що проходитиме за рівнем поверхні землі [2;16;19].

При вирішенні задачі необхідно, щоб проектна лінія поздовжнього профілю осі магістралі, яка проектується над(під) поверхнею землі (розрахункова схема її проектного профілю показана на рис. 5.2), пройшла через точку з відміткою Н ₂.

Рис. 5.2

Величину відмітки Н ₂ визначаємо за формулою

Н ₂ = Н ₁ + h _{га б} + h _буд + d + B _маг i _п / 2,(5.1)

де h _габ – габаритна висота отвору штучної споруди (шляхопроводу, естакади або тунелю), м;

h _буд– будівельна висота конструкцій прогонів штучної споруди (приймається за аналогом або укрупненими розрахунками), м;

d – товщина шару дорожнього одягу на штучній споруді (фактично шарів асфальтобетону), м;

B _маг– ширина проїжджої частини магістралі, яка проходитиме по штучній споруді, м;

i _п – величина поперечного уклону проїжджої частини цієї магістралі.

Як видно з формули (5.1) такий підхід дозволить забезпечити безперебійний та безпечний проїзд транспорту через отвір штучної споруди та влаштувати її конструкції.

Цю задачу можна вважати вирішеною, якщо будуть отримані необхідні величини прямих вставок (не менше 10 - 20 м) між протилежними кривими (l ₂) та (l ₃) залежно від величини їх повздовжніх уклонів (і ₂) та (і ₃), які не повинні перевищувати допустимих граничних величин. Розрахункові формули мають вигляд

; 5.2)

, (5.3)

де Х ₀, Y ₀ та X ₇, Y ₇ – координати окремих точок прямих ділянок поздовжнього профілю на підходах до перетину магістралей, які доцільно приймати як обмеження ділянки проектування, м;

і ₁, і ₄– поздовжні уклони цих прямих ділянок;

R ₁, R ₃– радіуси вертикальних спряжених кривих на підходах до перетину магістралей, м;

R ₂₁, R ₂₂– радіуси вертикальної спряженої кривої на штучній споруді, м.

Якщо ділянка проектування цієї магістралі має вказані обмеження по довжині, зафіксовані абсцисами Х ₀ та X ₇, то необхідно зробити перевірку виконання наведених умов

X _м^п – X ₀ ≥ R ₁(i ₂ – i ₁) + l ₂ – i ₂ R ₂₁;(5.4)

X ₇ – X _м^п ≥ R ₂₂ i ₃ + l ₃ + R ₃(i ₄ – i₃). (5.5)

У разі невиконання зазначених умов, далі підрахунки можна виконувати за рахунок зменшення радіусів вертикальних кривих до найменших можливих величин або збільшення граничних меж поздовжніх уклонів прямих вставок до виняткових величин при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні.

Схеми алгоритмів, програми підрахунків з допомогою програмованих мікрокалькуляторів та контрольні приклади до них наведені в роботі [13].

При проектуванні штучних споруд над ділянкою увігнутої кривої слід перевірити, чи забезпечить його габаритна висота видимість руху на необхідній відстані. Якщо умова не виконується, то визначають необхідну для цього відмітку низу конструкцій штучних споруд як викладено в [9] для випадку, коли штучна споруда розміщена над найнижчою частиною увігнутої кривої і необхідно забезпечити достатню видимість до предмета з заданими розмірами, що знаходиться на проїжджій частині.

Ці задачі, крім вказаних підходів [9], можна розв’язати методом геометричного моделювання ситуації забезпечення видимості і для випадків, коли магістраль, що проходить по штучній споруді, протрасована на схилі, а ділянка вертикальної увігнутої кривої нижньої магістралі розташована з боку штучної споруди (характерно для міських умов). Вирішення такої задачі розглянуто в роботі [19]. В цій роботі розглядається забезпечення видимості поверхні проїжджої частини через отвори штучних споруд на необхідній відстані при високій посадці водія в транспортних засобах.

Коли на ділянці увігнутої кривої необхідно влаштувати тунель, то потрібно сформувати його стелю таким чином, щоб теж забезпечити необхідну видимість руху, якщо це не буде досягнуто при дотриманні габаритної висоти. Для цього теж можна використати рекомендації з роботи [19].

ВЕРТИКАЛЬНЕ ПЛАНУВАННЯ ТЕРИТОРІЇ МАГІСТРАЛЕЙ

Вертикальне планування території магістралей як на підходах до перетину магістралей, так і в його межах, виконується з однаковими підходами, як це викладено в [1;2;16;19].

В межах перетину магістралей сполучення проектної поверхні територій магістралей з існуючою поверхнею здійснюють з влаштуванням укосів виїмок чи насипу ґрунту або підпірних стінок.

Уклони укріплених укосів насипу ґрунту приймають 1: 1,0; для злежалих ґрунтів – 1: 1,5; для порушених і ущільнених свіжо насипаних 1: 1,75.

В місцях сполучення укосів насипів з стоянами шляхопроводів влаштовують конусоподібні укріплені поверхні для переходу від уклону поверхонь ущільнених свіжо насипаних ґрунтів 1: 1.75 до уклону укріплених насипів ґрунту.

При вертикальному плануванні територій магістралей слід чітко дотримуватись вимог безпеки і зручності руху транспорту і пішоходів, вимог організації поверхневого стоку та забезпечення естетики навколишнього середовища.