Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

а)

Рис. 11.5. Примеры нанесения проектной линии у малых мостов

на подходах. При устройстве деревянных настилов продольный ук­ лон проезжей части моста не должен превышать 20%о при продоль­ ной укладке досок и 30%о при поперечной. Малые мосты, располо­ женные на участках с большими продольными уклонами, иногда смещают к одному из берегов долины, устраивая искусственное рус­ ло водотока. Участок с продольным уклоном, на котором распо­ ложен мост, должен быть продолжен на некоторое расстояние по обе стороны моста.

2.Расположение моста на вертикальной кривой, позволяющее устранить переломы проектной линии около моста, неизбежные при устройстве моста на горизонтальной площадке (рис. 11.5, б).

3.Углубление русла под мостом. Необходимость в таком реше­ нии появляется при пересечении слабо выраженных тальвегов в равнинной местности, в которых бытовая глубина протекания воды не превышает 20—30 см. Весь расход или большая его часть про­ пускается под мостом в канаве. Для углубления русла необходи­ мо, чтобы уклон у лога давал возможность придать канаве такой

209

Рис. 11.6. Примеры нанесения проектной линии над трубами

продольный уклон, при котором русло не заиливалось бы, а кана­ ву можно было бы вывести на поверхность вблизи моста.

4. Снижение рабочей отметки искусственных сооружений. Это решение достигается увеличением отверстия моста, что обеспечива­ ет уменьшение расчетной скорости и глубины протекания воды, а также высоты подпертого горизонта, или заменой одной трубы боль­ шого диаметра несколькими меньшими трубами, имеющими равную суммарную пропускную способность.

При проектировании насыпей на переходах через узкие и глу­ бокие овраги рабочая отметка в месте устройства искусственного сооружения, определяемая по соображениям равенства объемов насыпей и выемок, обычно оказывается больше, чем минимальная высота насыпи, необходимая из условия пропуска высоких вод. Поскольку высокие мосты устраивают с конусами и длина их по настилу значительно возрастает с увеличением высоты, на пере­ ходах через узкие и глубокие овраги наиболее целесообразно ук­ ладывать трубы, если отсутствует опасность их закупоривания се­ левыми выносами или предметами, приносимыми ливневым стоком (рис. 11.6).

На пересечениях через большие судоходные реки возвышение проезжей части моста над подходами неизбежно, так как иначе на­ сыпи получились бы очень высокими. В этом случае проектная ли­ ния должна обеспечивать плавность въезда на мост. Для этого уклон подходов к мосту принимают не более 30%о, а между концом подъема и началом моста вводят горизон+альную площадку, доста­ точную для размещения тангенсов вертикальных кривых. На боль­

210

ших мостах с пойменными пролетами дополнительное возвыше­ ние, необходимое для судоходной части, может быть достигнуто устройством пойменных пролетов на продольном уклоне.

Положение проектной линии должно обеспечивать также непре­ рывность продольного отвода воды по боковым канавам и резер­ вам. На всей протяженности каждого участка канавы — от водо­ раздела до выхода к искусственному сооружению или до места сбро­ са воды из канав — необходимо, чтобы уклон канавы был направ­ лен в одну сторону. Он должен быть достаточен для свободного стока воды без застоев. Для этого дорожным канавам, зарастаю­ щим травой и работающим лишь периодически, следует придавать, уклон не менее 5%о. Только в исключительных случаях, при осо­ бенно трудных для водоотвода равнинных условиях, допускается снижение продольного уклона до 3%о. Необходимо использовать каждую возможность отвода воды из канав в пониженные места в сторону от дороги, устраивая в соответствующих местах отвод­ ные русла с уклоном не менее 2%о.

На отдельных коротких горизонтальных площадках, главным: образом на водоразделах, для отвода воды можно предусматривать углубленные боковые канавы, не параллельные бровке дороги и имеющие минимальный уклон, необходимый для стока воды. По мере удаления от водораздела глубина канав увеличивается. По­ этому следует избегать дополнительного углубления канав более чем на 0,6 м сверх их нормальной глубины, принятой по грунтовым и гидрологическим условиям, так как даже при заложении откосов 1 : 1,5 канава глубиной 1 —1,2 м имеет ширину поверху 3,5—4,0 м.

При поперечном уклоне местности во избежание переполне­ ния верховой придорожной канавы в пониженных местах продоль­ ного профиля периодически устанавливают безрасчетные трубы для перепуска воды из верховой канавы в низовую. Желательно, что­ бы отвод воды от боковых канав в сторону или в искусственное сооружение осуществлялся не реже чем через 500 м.

11.4. Объемы насыпей и выемок

Для составления проекта организации работ, выбора типов до­ рожных машин и оценки стоимости строительства должны быть оп­ ределены объемы земляных работ, которые требуется выполнить при возведении земляного полотна на отдельных участках и дороге в целом. Объемы земляных работ подсчитывают на основании вы­ писанных на продольном профиле рабочих отметок.

Короткий участок насыпи между двумя смежными переломам! продольного профиля при отсутствии поперечного уклона местно­ сти может рассматриваться как правильное геометрическое тело — призматоид с трапецеидальными основаниями (рис. 11.7).

211

Для определения объема призматоида выделим вертикальный элементарный слой толщиной dl на расстоянии I от одного из кон­ дов. Рабочая отметка в этом месте равна h.

Объем элементарного слоя

где В — ширина земляного полотна поверху; т — коэффициент заложения откосов.

Полный объем призматоида

о

Высота насыпи в рассматриваемой точке

Н х- Н 2 :

К = Н Х

где L — длина призматоида.

Подстановка в уравнение (11.6) значения h й его интегрирова­ ние в пределах от 0 до L приводят к довольно громоздкому мно­ гочлену. Преобразование его с учетом, что площади концевых се­ чений составляют:

дает выражение

пр -[ FI +F2 т (Hi - Я 2)1 L

Если обозначить площадь сечения в середине призматоида че­ рез FCP= ( £ + m t f c p ) t f Cp (гДе Я с р = № + Я 2)/2), то выражение при­ водится к виду

212

1 — неучитываемая площадь в продольном

К,р = F ^ L . (11.10) профиле; 2 — неучитываемая площадь в поперечном сечении

Первое из них дает несколько завышенное, а второе — зани­ женное значение объемов земляных работ. Уравнения (11.9) и (11.10) одинаково пригодны для определения объемов насыпей и выемок.

Однако при равных рабочих отметках и равной ширине проез­ жих частей и обочин объемы выемок больше объемов насыпей за счет дополнительного объема, связанного с наличием боковых канав (рис. 11.8).

Рассмотренные формулы относятся к прямым участкам дороги в плане и профиле.

При современных методах трассирования дорог клотоидными кривыми в плане и вертикальными кривыми в продольном профи­ ле (см. п. 12.4) ось дороги является криволинейной.

Кривизна дороги в плане в равнинной местности не отражается на объемах земляных работ. Согласно теореме Гюльдена объем те­ ла вращения равен произведению площади его сечения на длину траектории центра тяжести.

При отсутствии поперечного уклона местности центр тяжести земляного полотна расположен на его оси, по которой ведется из­ мерение длины трассы.

В связи с плавностью изменения радиусов кривизны клотоид ■больших параметров можно считать, что кривизна остается посто­ янной в пределах коротких участков, для которых ведется подсчет земляных работ.

Кривизна в продольном профиле требует учета (рис. 11.9). Ее игнорирование при большой длине участка между сечениями мо­ жет вносить существенные погрешности.

Пока еще не разработаны удобные таблицы для введения попра­ вок.

Поэтому в местах, где кривизна может вносить существенные искажения в результаты расчетов, целесообразно принимать длины участков, не превышающие 50 м.

213

11.5. Подсчет объемов земляных работ

Для подсчетов объемов земляных работ проектные организации используют специальные таблицы *, составленные для различной ширины земляного полотна по уравнению (11.10). Обычно в таб­ лицах приводятся значения объемов земляного полотна для раз­ ных значений суммы рабочих отметок Н\-\-Н2 при разной длине участка L. Для удобства подсчетов объем боковых канав вклю­ чают в объем выемок. При подсчете насыпей объем боковых канав учитывают дополнительно по специальным таблицам.

В настоящее время подсчет объемов земляных работ в проектных организациях ведут на ЭВМ, дающих возможность ускорить рас­ четы и избежать ошибок, частых при ручном подсчете.

Поперечный уклон местности менее 100%о мало влияет на объем работ и при подсчете не принимается во внимание. На косогорных участках земляные работы определяют по уравнению (11.9). Для подсчета должны быть вычерчены поперечные профили земляного полотна в характерных точках (рис. 11.10). Площади выемок и на­ сыпной части измеряют обводкой планиметром или путем разбивки сложного сечения на простейшие фигуры.

Мосты длиной по настилу менее 4 м и трубы при подсчете объе­ мов земляных работ для упрощения не учитывают, т. е. считают их как бы заполненными землей.

Для более точного учета объема земляных работ, которые не­ обходимо выполнить при постройке дороги, к объемам, вычислен­ ным по формулам, необходимо вводить поправки, учитывающие: влияние разности смежных отметок, если она превышает 1 м; до­ полнительные объемы земляных работ по удалению растительного грунта, по отсыпке конусов у искусственных сооружений; объемы,

214