4.2.3. Проектирование линейных объектов

Линейные сооружения по их местоположению можно разделить на наземные: железные и автомобильные дороги, трамвайные пути; подземные (трубопроводы): водопровод, газопровод и т.д.; надземные (воздушные): ЛЭП, линии связи и т.д.

Основной задачей проектирования линейных сооружений является выбор оптимального положения линии трассы на местности. Выбранный вариант должен предусматривать сбалансированность объемов земляных работ, хорошо вписываться в существующую ситуацию, обеспечивая наименьшие нарушения окружающей среды. При проектировании должны быть учтены технические условия, которые зависят от предназначения будущего сооружения. Основная часть этих задач решается при камеральном и полевом трассировании. После выбора основного варианта камеральным путем и выполнения полевого трассирования, составляют продольный и поперечные профили местности, и приступают к проектированию линии трассы по высоте.

Проектный профиль линейного сооружения разрабатывают в соответствии с техническими условиями, экономическими требованиями и особенностями его эксплуатации при проектировании автомобильных и железных дорог, основное внимание уделяется обеспечению плавного и безопасного движения с заданной предельной скоростью. Уклон проектной линии не должен превышать предельной величины

| i _n| ≤ i_доп,

а радиус вертикальной кривой быть меньше допускаемого значения

R_n ≥ R_доп.

При проектировании подземных трубопроводов уклон профиля должен обеспечить движение жидкости в трубах с определенной скоростью, исключающей оседание взвешенных частиц при минимальных уклонах i_min и истирание труб песком и твердыми частицами при максимальных уклонах i_maх, т.е.

i_min ≤ i _n ≤ i_maх.

В настоящее время проектирование линейных сооружений выполняется на ЭВМ

4.2.4. Проектирование поверхностей. Вычисление объемов земляных работ

Для планировки горизонтальной площадки (вертикальной планировки) нивелируют поверхность по квадратам со сторонами 5-20 м в зависимости от сложности рельефа, затем определяют среднее значение из отметок всех вершин квадратов

H=(H₁+H₂+…+H_n)/n ,

т.е. получают отметку проектной площадки, после чего вычисляют рабочие отметки

h₁=H_cp-H₁, h₂=H_cp-H₂, …, h_n=H_cp-H_n,

указывающие высоту насыпи, если рабочая отметка положительная, и глубину выемки если рабочая отметка отрицательная. На проектном плане через точки, имеющие рабочие отметки, равные нулю, проводят границу насыпей и выемок – линию нулевых работ.

Одним из основных условий проектирования вертикальной планировки является обеспечение минимума и баланса объемов земляных работ, т.е. равенство объемов насыпей и выемок. Для подсчета объемов земляных масс применяют различные приближенные формулы, например, наиболее простыми при планировке горизонтальной площадки будут формулы

ν_н =P₁(∑(+h)/n₁), ν_в=P₂(∑(-h)/n₂),

в которых Р₁ и Р₂ – площади, занятые соответственно насыпями и выемками; ∑(+h) и ∑(-h) – суммы соответственно положительных и отрицательных рабочих отметок; n₁ и n₂ – количество этих отметок, включая нулевые.

В результате вычисления объемов по этим формулам обычно получается ν_н≈ν_в, окончательно объем земляных работ вычисляют по формуле ν=(ν_н+ν_в)/2.

Более сложными расчетами сопровождается проектирование наклонных площадок. При этом сначала вычисляют проектные отметки вершин квадратов, изменяющиеся пропорционально расстояниям и направлениям проектного уклона, после чего вычисляют рабочие отметки, а затем объемы земляных работ. Если одновременно с условиями минимума и баланса объемов земляных масс ставится условие минимальной дальности перемещения грунта, то задача решается на ЭВМ на основе математического программирования и моделирования земной поверхности.