НАУКА И ТЕХНИКА - Курсовая: Автомобильные и железные дороги

РЕФЕРАТЫ ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ

Курсовая: 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

1. 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;
Кпр = 0.6 - коэффициент использования пробега автомобиля;
Кгр = 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.

2. 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.

3. Определение параметров дороги расчетами.

3.1 Установление числа полос движения

Число полос движения определяется из сопоставления ожидаемой часовой интенсивности движения по дороге и пропускной способности одной полосы движения по формуле:

,
где n – число полос движения;
Nч - часовая интенсивность движения, авт./час;
Nп - пропускная способность полосы движения, авт./час.
С учетом неравномерности движения в течение суток:
Nч=N/10=2911/10=291,1 авт/час
Пропускной способностью полосы движения называется количество автомобилей, которые могут проехать по ней в течение одного часа при обязательном условии обеспечения безопасности движения. В курсовой работе используется упрощенная динамическая модель транспортного потока, согласно которой автомобили перемещаются по полосе движения друг за другом, без обгона и с постоянной скоростью.
В этом случае пропускную способность полосы движения можно определить по формуле:

авт/час.,
Где v = 100 - расчетная скорость движения, км/час;
j = 0,5- коэффициент сцепления;
f = 0,02 - коэффициент сопротивления качению;
l2 = 15 - длина автомобиля, м;
lо = 10- запас расстояния, м;
Кэ = 1,4- коэффициент эксплуатационного состояния тормозов.

3.2 Определение ширины проезжей части, полосы движения и земляного полотна.

Ширина проезжей части b вычисляется по формуле:
b = bп × n = 3,55 × 2 = 7,1 м.,
где bп - ширина полосы движения, м (рис. 1.1)
n = 2 - количество полос движения.
Ширина полосы движения:
bп = а + 2 × х =2,75 + 2 × 0.4 = 3,55 м.,
где а = 2,75 - ширина кузова автомобиля, м;
х - расстояние от кузова до обочины или смежной полосы движения, м;
Величина х устанавливается по эмпирической зависимости:

х = 0.004 × v = 0.004 × 100 = 0,4 м
Ширина земляного полотна:
В = b + 2 × t = 7,1 + 2 × 2,5 = 12,1 м.,
где t = 2,5 м - ширина обочины, принимаемая по СНиП(табл.4).
Рис. 1.1. Определение ширины полосы движения

3.3 Определение наименьших радиусов кривых в плане

Проезжая часть автомобильной дороги на кривой в плане может иметь либо двухскатный поперечный профиль, либо односкатный, называющийся виражом. Наименьший радиус кривой в плане, при котором применяется двухскатный профиль при данной расчетной скорости движения находится по формуле:

где j n = 0,1 -коэффициент сцепления колеса с дорогой в поперечном направлении;
in = 20 ‰ - поперечный уклон проезжей части.
При назначении радиусов поворота, меньших RH , необходимо предусматривать устройство виража. При значительном уменьшении радиуса поворота центробежная сила возрастает настолько, что вираж уже не обеспечивает устойчивости автомобиля против бокового скольжения. Это наименьшее значение радиуса поворота автомобильной дороги с виражом вычисляется по формуле:

,
где iB = 40 ‰ - уклон виража (СНиП, п.3.18).
При устройстве виража длина отгона L определяется по выражению:

,
где i пр = 0.02 -дополнительный продольный уклон отгона виража (СНиП, п.3.29).
Рис. 1.2. Схема отгона виража

3.4 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:
SВД = l1+ST+l0 = 27,8 + 106 + 10 = 143,8 м,
где l1=v/3,6 - путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, равное 1сек;
Sт - длина тормозного пути:
lо - запас расстояния (5-10м)

Рис. 1.3. Схема видимости поверхности дороги

3.5 Определение наименьших радиусов вертикальных кривых.

Наименьший радиус выпуклой кривой устанавливается из условий видимости дороги:

,
где d=1,2 м - высота луча зрения водителя над поверхностью дороги.
Наименьший радиус вогнутой кривой определяется из условия ограничения величины центробежной силы:

3.6 Определение уширения проезжей части на кривых

Величина уширения устанавливается для принятых в проекте радиусов поворота (рис. 1.4). При движении по кривой ширина проезжей части, занимаемой автомобилем, увеличивается (рис. 1.5). Она находится по формуле:

,
где L = 12 - расстояние между задней осью и передним буфером автомобиля;
К = 563 - радиус кривой.
Учет зависящих от скорости движения отклонений автомобиля от средней траектории производится по эмпирической формуле:

Полная величина уширения:
eП = 2 × (е+ еV) = 2 × (0,128 + 0,21) = 0,676 м

Рис. 1.4. Схема поворота автомобиля

Рис. 1. 5. Отвод уширения проезжей части

3.7 Определение максимального продольного уклона дороги

Максимальный продольный уклон устанавливается по условиям сцепления ведущих колес автомобиля с покрытием при трогании с места.
По условиям сцепления при трогании с места:
imax = g×j -f – j = 0,5 – 0,02 – 0,24 = 0,24
где g- коэффициент сцепного веса - отношение веса, приходящегося на ведущие оси ко всему весу
автомобиля;
j-коэффициент сопротивления инерции:

где а = 0,5-ускорение;
g = 9,8- ускорение силы тяжести;
x- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей автомобиля;
z = 1 + 0,06 × K2 = 1 + 0,06 × 7,822 = 4,67
где К = 7,82-передаточное число в коробке скоростей.

II Гидравлические расчеты водопропускных сооружений

1. 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 iкр. 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 ∙ (iкр - iо) = 19,4 × (0,007-0) = 0,14 м,
где l = 19,4 -длина трубы, м;
iо = 0-уклон трубы;
iкр = 0,007-критический уклон.
Так как тип оголовка I и Qр = 1,9 м3/с, то принимаем d = 1,25 м, Н = 1,26 м, v = 2,5 м/с, с учетом
1 × (iкр-iо), 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 Ннас. 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:
Ннаc= d +0,5 + hдорожной одежды = 1,25 + 0,5 + 0,68 = 2,43 м
Длина трубы определяется по выражению:
l = В + 2m × Ннас = 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.

2. Расчет отверстия малого моста

2.1 Определение бытовой глубины

Бытовую глубину устанавливают подбором положения горизонта высоких вод. Для этого задаются каким-либо значением бытовой глубины hб = 1,05 м, определяют площадь живого сечения w, 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 ip = 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∙vб = 14,7∙1,3 = 19,11 м3/сек
Полученный расход Q сравнивают с расчетным Qр. При отличии Q от Qр, менее 10 % принимаем назначенную бытовую глубину и скорость за действительные:
(Q-Qp)/Qp∙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 vдоп = 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 hб = 1,05

Все рефераты по науке и технике