Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование оси линейного сооружения

Введение

Запроектировал на карте ось трассы между двумя точками. Предусмотрел не менее двух углов поворота трассы. Масштаб карты 1:10000, высота сечения рельефа 2,5м.

При проектировании, по возможности предусмотреть, чтобы ось трассы не проходила через крупные лесные массивы и водные объекты.

Определил графическим путем плановые координаты и отметки начала, конца трассы и двух вершин углов поворота.

Проектирование оси линейного сооружения

Запроектировать на карте ось трассы между двумя точками. Предусмотреть не менее двух углов поворота трассы. Масштаб карты - 1 : 10 000, высота сечения рельефа – 2 м. При проектировании по возможности предусмотреть, чтобы ось трассы не проходила через крупные лесные массивы и водные объекты, заболоченные области. При пересечении линии электропередач ось трассы не должна проходить вблизи опор.

Определение плановых координат и высот основных точек трассы

Определить графическим способом плановые координаты и отметки начала трассы, конца трассы и двух вершин углов поворота трассы, т. е. точек: НТ, ВУ1, ВУ2, КТ.

Таблица 1 – Плановые координаты и высоты основных точек трассы

Имя точки	X, м	Y, м	H, м
НТ	6068420	5314320	106,9
ВУ1	6067620	5314200	105,7
ВУ2	6066690	5313610	106,3
КТ	6065920	5313880	101,0

Расчет основных элементов трассы

Рассчитать по координатам точек НТ, ВУ₁, ВУ₂, КТ дирекционные углы α₁, α₂ и α₃ , углы поворота θ₁, θ₂ и расстояния S₁, S₂, S₃. Основные элементы трассы показаны на рисунках 3 и 4.

Рисунок 3 – Основные элементы трассы (общий случай)

Расстояния S₁, S₂, S₃ рассчитываются по формулам:

где – абсциссы основных точек трассы,

– ординаты основных точек трассы.

Для расчета углов поворота трассы следует рассчитать дирекционные углы , , . Для этого сначала рассчитываются румбы этих линий, , по формулам:

От румбов переходим к дирекционным углам по формулам:

Вычисление углов поворота трассы выполняется по формулам:

Таким образом, если для проектируемого линейного сооружения θ₁ – левый, формулы его вычисления следующие:

если для проектируемого линейного сооружения θ₁ – правый, формулы его вычисления следующие:

если для проектируемого линейного сооружения θ₂ – левый, формулы его вычисления следующие:

если для проектируемого линейного сооружения θ₂ – правый, формулы его вычисления следующие:

Результаты вычислений следует вести в таблицах. Результаты вычислений для примера представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Результаты вычислений расстояний между вершинами углов поворота трассы, дирекционных углов и углов поворота трассы

Элемент трассы	X, м	Y, м	DX, м	DY, м	S, м	α	θ
НТ	6068420	5314320
			-800	-120	808,950	188° 31’ 50”
ВУ1	6067620	5314200					23°51’39”
			-930	-590	1101,363	212° 23’ 29”
ВУ2	6066690	5313610					51° 42’ 33”
			-770	270	815,966	160° 40’ 36”
КТ	6065920	5313880

Таблица 3 – Результаты вычислений расстояний между вершинами углов поворота трассы, дирекционных углов и углов поворота трассы

S₁, м	S₂, м	S₃, м	θ₁	θ₂
808,950	1101,363	815,966	23°51’39”	51° 42’ 33”

Расчет основных элементов круговых кривых

Для двух углов поворота трассы необходимо задаться радиусами R₁ и R₂ при условии, что их значения должны быть от 150 до 3000 м.

Далее следует рассчитать основные элементы каждой кривой тангенс, биссектрису, кривую и домер (Т, Б, К, Д). Тангенс первой кривой не должен накладываться на тангенс второй, то есть должно выполняться условие Т₁+Т₂<S. Расчет выполняется по следующим формулам:

где – тангенс, биссектриса, кривая, домер

Таблица 4 – Результаты вычислений основных элементов кривых трассы

Первая кривая				Вторая кривая
T₁	Б₁	К₁	Д₁	T₂	Б₂	К₂	Д₂
126,77	13,25	249,87	3,67	290,76	66,74	541,50	40,02

Расчет координат главных точек каждой кривой

Для двух углов поворота трассы необходимо рассчитать координаты начала, середины и конца кривой: НК₁, СК₁, КК₁, НК₂, СК₂, КК₂. Расчет выполняется по следующим формулам:

- для точки начала первой кривой

где – координаты точки начала первой кривой,

– координаты точки начала трассы,

– горизонтальное проложение между точками НТ и ВУ₁,

– дирекционный угол линии ,

– тангенс для первой кривой

- для точки середины первой кривой, если угол поворота трассы - правый

где – горизонтальное проложение от точки до и от точки до точки ,

– первый угол поворота трассы,

– радиус поворота первой кривой,

– координаты точки начала первой кривой,

– координаты точки середины первой кривой,

– дирекционный угол линии .

- для точки конца первой кривой

- для точки начала второй кривой

где – координаты точки начала второй кривой,

– координаты точки конца первой кривой,

– горизонтальное проложение между точками ВУ₁ и ВУ₂,

– дирекционный угол линии ,

– тангенс для второй кривой.

- для точки середины второй кривой

где – горизонтальное проложение от точки до и от точки до точки ,

– второй угол поворота трассы,

– радиус поворота второй кривой,

– координаты точки начала второй кривой,

– координаты точки середины второй кривой,

– дирекционный угол линии .

- для точки конца второй кривой

где – координаты точки конца второй кривой,

Результаты вычислений для примера представлены в таблицах 5 и 6

Таблица 5

_{Первая
кривая}

6067745,367

5314218,808

6067624,628

5314187,592

6067512,950

5314132,091

Таблица 6

_{Вторая
кривая}

6066935,520

5313765,760

606682,403

5313676,306

6066415,614

5313706,186

Расчет пикетажного значения главных точек каждой кривой, начала и конца трассы

Для двух углов поворота трассы необходимо рассчитать пикетажное значение начала, середины и конца кривой. Расчет выполняется по следующим формулам:

- пикетажное значение для точки начала первой кривой

- пикетажное значение для точки середины первой кривой

- пикетажное значение для точки конца первой кривой

- пикетажное значение для точки начала второй кривой

- пикетажное значение для точки середины второй кривой

- пикетажное значение для точки конца второй кривой

Расчет плановых координат пикетажных точек трассы

Для пикетажных точек рассчитать плановые координаты (x, y) по формулам:

- для пикетов, расположенных между НТ и НК₁

Между НТ и НК₁ – 6 пикетов, так как S_нт-ву1=628,18

Таблица 7 – Результаты вычисления плоских прямоугольных координат пикетажных точек трассы между НТ и НК₁

Пикет	X	Y
ПК 1	6068321,106	5314305,166
ПК 2	6068222,213	5314290,333
ПК 3	6068123,319	5314275,499
ПК 4	6068024,425	5314260,665
ПК5	6067925,532	5314245,832
ПК 6	6067826,638	5314230,998

- для пикетов, расположенных между КК₁ и НК₂

Между КК₁ и НК₂ – 6 пикетов (от ПК10 до ПК15 включительно), так как S_КК1-НК2=м, пикетажные значения КК₁ и НК₂ -

Результаты вычисления плоских прямоугольных координат пикетажных точек трассы между НТ и НК₂ представлены в таблице 8.

Таблица 8

Пикет	X	Y
ПК 10	6067455,572	5314095,690
ПК 11	6067371,132	5314042,120
ПК 12	6067286,691	5313988,550
Пикет	X	Y
ПК 13	6067202,250	5313934,980
ПК 14	6067117,809	5313881,410
ПК 15	6067033,368	5313827,840
ПК 16	6066948,927	5313774,270

- для пикетов, расположенных между КК₂ и КТ

Между КК₂ и КТ– 5 пикетов (от ПК22 до ПК26 включительно), так как S_КК2-КТ=525,206 м, а пикетажные значения КК₂ и КТ:

Результаты вычисления плоских прямоугольных координат пикетажных точек трассы между КК₂ и КТ представлены в таблице 9.

Таблица 9

Пикет	X	Y
ПК 22	6066375,398	5313720,288
ПК 23	6066281,031	5313753,378
ПК 24	6066186,655	5313786,468
ПК 25	6066092,298	5313819,558
ПК 26	6065997,931	5313852,647

Расчет плановых координат пикетажных точек на круговых кривых

Вычисление прямоугольных координат пикетов на круговой кривой выполняем в следующем порядке:

1. Находим расстояние l_i от начала круговой кривой до определяемого пикета по разности их пикетажных значений. На первой кривой НК₁ ПК6+82,18 расстояние до ПК7 составит 17,82м, до ПК8 будет 117,82м, до ПК9 будет 217,82м. На второй кривой НК₂ ПК16+15,883 расстояние до ПК17 составит 84,117, до ПК18 будет 184,117м, до ПК19 будет 284,117м, до ПК20 будет 384,117м и до ПК21 будет 484,117м.

2. Определяем угловые значения этих дуг по формуле

где R – радиус кривой, 57,29578° – число градусов в радиане.

Угол получаем в градусах и его долях. Для дальнейших вычислений переводим угол в градусы, минуты и секунды.

3. Расстояние d_i от начала кривой до пикета вычисляем по формуле:

4. Вычисляем дирекционный угол линии НК – ПК_i по формуле:

где – дирекционный угол стороны трассы, на которой находится начало кривой,

k – коэффициент, если угол поворота трассы правый k =+1, если левый, то k = –1.

5. Вычисляем координаты пикета

_В_{ычисления
координат пикетов первой
и второй кривой приведены
в табл. 10}

			Таблица 10

Название точки	Угол φ	Дирекционный угол		D_i	Координаты точек
Название точки	Угол φ	Дирекционный угол		D_i	Абсцисса	Ордината
Вычисление координат пикетов на первой кривой
НК₁					6067745,367	5314218,808
	1°42′06"	189°22′53"		17,819
ПК7					6067606,786	5314215,903

НК₁					6067745,367	5314218,808
	11°15′03"	194°09′21"		117,629
ПК8					6067631,310	5314190,041

НК₁					6067745,367	5314218,808
	20°48′00"	198°55′50"		216,623
ПК9					6067540,461	5314148,531
Вычисление координат пикетов на второй кривой
НК₂					6066935,520	5313765,760
	8°01′57"	208°22′30"		84,047
ПК17					6066861,571	5313725,817

НК₂					6067745,367	5313765,760
	17°34′54"	203°36′02"		183,393
ПК18					6066767,466	5313692,337

НК₂					6067745,367	5313765,760
	27°07′52"	198°49′33"		281,469
ПК19					6066669,109	5313674,932

НК₂					6066935,520	5313765,760
	36°40′49"	194°03′04"		377,589
ПК20					6066569,229	5313674,086

НК₂					6066935,520	5313765,760
	46°13′47"	189°16′35"		471,090
ПК21					6066470,591	5313689,822

Определение высот пикетажных точек

Необходимо графическим способом по карте определить высоты главных точек каждой кривой и пикетажных точек. Результаты занести в таблицу.

Таблица 10 – плоские прямоугольные координаты в системе координат трассы и высоты пикетажных точек и главных точек кривых

№ точки	Название точек	Пикетажное значение	X, м	Y, м	H, м
1	НТ	ПК0	6068420,000	5314320,000	106,9
2	пикет	ПК1	6068321,106	5314305,166	107,5
3	пикет	ПК2	6068222,213	5314290,333	107,9
4	пикет	ПК3	6068123,319	5314275,499	107,5
5	пикет	ПК4	6068024,425	5314260,665	107,0
6	пикет	ПК5	6067925,532	5314245,832	107,1
7	пикет	ПК6	6067826,638	5314230,998	106,8
8	НК₁	ПК6+82,180	6067745,367	5314218,808	106,6
9	пикет	ПК7	6067606,786	5314215,903	106,6
10	пикет	ПК8	6067631,310	5314190,041	106,5
11	СК₁	ПК8+7,115	6067624,628	5314187,592	106,1
12	пикет	ПК9	6067540,461	5314148,531	106,1
13	КК₁	ПК9+32,050	6067512,950	5314132,091	106,1
14	пикет	ПК10	6067455,572	5314095,690	105,6
15	пикет	ПК11	6067371,132	5314042,120	106,3
16	пикет	ПК12	6067286,691	5313988,550	106,3
17	пикет	ПК13	6067202,250	5313934,980	105,6
18	пикет	ПК14	6067117,809	5313881,410	106,4
19	пикет	ПК15	6067033,368	5313827,840	106,0
20	пикет	ПК16	6066948,927	5313774,270	107,1
21	НК₂	ПК16+15,883	6066935,520	5313765,760	107,1
22	пикет	ПК17	6066861,571	5313725,817	106,2
23	пикет	ПК18	6066767,466	5313692,337	106,3
24	СК₂	ПК18+86,633	6066682,403	5313676,306	106,0
25	пикет	ПК19	6066669,109	5313674,932	106,0
№ точки	Название точек	Пикетажное значение	X, м	Y, м	H, м
26	пикет	ПК20	6066569,229	5313674,086	105,3
27	пикет	ПК21	6066470,591	5313689,822	103,5
28	КК₂	ПК21+57,383	6066415,614	5313706,186	104,5
29	пикет	ПК22	6066375,398	5313720,288	104,6
30	пикет	ПК23	6066281,031	5313753,378	104,3
31	пикет	ПК24	6066186,655	5313786,468	103,4
32	пикет	ПК25	6066092,298	5313819,558	103,2
33	пикет	ПК26	6065997,931	5313852,647	102,0
34	КТ	ПК26+82,590	6065920,000	5313880,000	101,0

Таблица 11. Ведомость пересекаемых объектов.

№	Название	Пикетажное значение	Отметка точки
1	Проселочная дорога	ПК5+40	107,1
2	Лесополоса	ПК16+80	106,2
3	АД	ПК24+35	103,3
4	Пашня	ПК25+50	102,5

Составление продольного профиля трассы

Составить продольный профиль оси проектируемого сооружения. Для этого необходимо использовать данные таблицы из 9-го задания, а так же сведения из пикетажной книжки. Для составления профиля необходимо установить высоту условного горизонта, таким образом, чтобы самая низкая точка профиля была выше линии условного горизонта на 4 см. Ниже линии условного горизонта заполняются строки с информацией о расстояниях всех точек трассы относительно НТ и их высотах. Выше линии условного горизонта остается поле для нанесения точек трассы в соответствии с занесенной информацией. Продольный профиль приведен в приложении Б.

Содержание

Приложение А. Продольный профиль трассы………………………………...21

Проектирование оси линейного сооружения

Введение

Проектирование оси линейного сооружения

Расчет основных элементов трассы

Расчет основных элементов круговых кривых

Расчет координат главных точек каждой кривой

Расчет пикетажного значения главных точек каждой кривой, начала и конца трассы

Расчет плановых координат пикетажных точек трассы

Расчет плановых координат пикетажных точек на круговых кривых

Определение высот пикетажных точек

Составление продольного профиля трассы