А.Н. Баранов
Теоретические основы проектирования,
строительства и эксплуатации
лесовозных дорог
Учебное пособие
для практических занятий
Красноярск 2012
Стр.1
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический
университет»
А.Н. Баранов
Теоретические основы проектирования, строительства
и эксплуатации лесовозных дорог
Учебное пособие для практических занятий
Утверждено редакционно-издательским советом в качестве учебного
пособия для практических занятий студентов, обучающихся по
направлению 6563300 Технология лесозаготовительных и
деревообрабатывающих
производств
специальности 250401
Лесоинженерное дело очной и заочной формы обучения
Красноярск 2012
Стр.2
УДК:630*377
Баранов, А. Н. Теоретические основы проектирования, строительства и
эксплуатации лесовозных дорог : учебное пособие для практических
занятий студентов, обучающихся по направлению 6563300 Технология
лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств
специальности 250401 Лесоинженерное дело очной и заочной формы
обучения / А. Н. Баранов ; [ред. В. И. Коченовский] ; М-во образования и
науки Рос. Федерации, ФГБОУ ВПО "Сиб. гос. технол. ун-т". – Красноярск
: СибГТУ, 2012. – 67 с.
Рецензенты: Н.Г. Черноусова (научно-методический совет СибГТУ)
Рассмотрены вопросы практического решения задач проектирования
плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных
проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения
лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность
покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог,
транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, техникоэкономического
обоснования проектов лесных дорог, водно-теплового
режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог и движения
поездов.
А.Н. Баранов 2012 © ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный
технологический университет», 2012
Стр.3
Введение
Учебная дисциплина «Теоретические основы проектирования,
строительства и эксплуатации лесовозных дорог» является завершающим
этапом в освоении транспортных дисциплин.
Целью учебного пособия по практическим занятиям является
совершенствование навыков в принятии эффективных решений до начала
проектирования, строительства и эксплуатации лесовозных дорог.
Учебное пособие позволит на основе решения практических задач
получить исходную информацию по всем элементам дорожной
конструкции на камеральном уровне.
Специфика учебного пособия заключается еще и в том, что перед
принятием проектных решений, организацией строительных работ и
управленческих решений по эксплуатации на основе теоретических знаний
и огромного экспериментального материала и практического опыта
будущий инженер получает искомую информацию, которая позволяет ему
принять правильное решение и исключить необоснованные финансовые
затраты при реализации решений.
В учебном пособии приводятся примеры решения практических
задач, задание выдается преподавателем персонально каждому студенту на
специальном бланке.
Учебное пособие может быть полезным при выполнении расчетнографических
работ, курсовых проектов и дипломном проектировании,
предусмотренных учебными планами лесоинженерного факультета.
Курс «Теоретические основы проектирования, строительства и
эксплуатации лесовозных дорог» общим объемом 140 часов изучается на
очной форме обучения в течение 5-го семестра и завершается экзаменом.
Курс «Теоретические основы проектирования, строительства и
эксплуатации лесовозных дорог» общим объемом 140 часов изучается при
заочной форме обучения в течение 9-го семестра и завершается
выполнением двух контрольных работ и экзаменом.
Стр.4
1 Теоретические основы проектирования
1.1 Основы проектирования плана
При проектировании плана дороги стремятся обходить контурные
препятствия по кратчайшему направлению, оставляя препятствие внутри
угла, составленного линиями первоначального и последующего
направлений дороги. Сопряжение пересекающихся прямых производят
дугой окружности. При этом целесообразно с учётом контурных
препятствий и рельефа местности задаваться по возможности большими
радиусами круговых кривых. По измеренным величинам углов поворота и
выбранным радиусам кривых находят элементы круговых и переходных
кривых (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1. - Схема разбивки, элементов круговой кривой
Трасса дороги в плане представляет собой сочетание прямолинейных
и криволинейных участков. Точки начала и конца кривой обозначают НК и
КК. Расстояние от вершины угла поворота до начала или конца круговой
кривой есть дорожный тангенс Т, величина которого равна
Т Rtg
где R - радиус круговой кривой, м;
- угол поворота, град.
Длина кривой от НК до КК равна
2
,
(1.1)
Стр.5
180
К R
биссектриса Б равна
Б R se 2 1c
(1.3)
Определение пикетажа точек НК и КК удобно вести по схеме:
пикетаж ВУ-Т = пикетаж НК;
пикетаж НК+К = пикетаж КК;
Проверка: пикетаж ВУ + Т - Д = пикетаж КК,
где Д - домер.
Для случая, когда требуется устройство переходной кривой, схема
разбивки кривой усложняется. Разбивка переходных кривых производится
чаще всего с оставлением на месте центра окружности круговой кривой ж
с некоторой небольшой сдвижкой последней (рисунок 1.2).
(1.2.)
Расстояние от вершины угла поворота до середины кривой
Рисунок 1.2. - Схема разбивки переходной кривой
Стр.6
Величина дорожного тангенса при наличии переходной кривой
определяется по формуле
Тпк R P tg m,
где R - радиус круговой кривой, м;
- угол поворота дороги, град.;
m - расстояние от точки начала круговой кривой А до точки начала
переходной кривой Д, м;
Р - величина сдвижки круговой кривой, м.
Формулы Для определения Р и m имеют вид:
2
Р l
m l
24R
l
2688R
3
2 24
OR
l
2 ,
где l3 – длина переходной кривой, м.
Длину дорожной биссектрисы определяют по формуле:
Бпк R Ps 2ec
Кпк
Величина домера
D 2Т Кпк
пк
пк
Координаты переходной кривой определяют по выражениям
...,
5
x S
3
y S
6C
S
40C
7
S
336C
3
2
S
3456C
11
S
42240C
5 ...,
(1.11)
9
4
(1.10)
(1.9)
180
R
R
Полная длинна кривой может быть вычислена по формуле
(1.8)
(1.7)
(1.6)
4
3 ,
(1.5)
2
(1.4)
Стр.7
где S - текущая длина переходной кривой, м.;
ℓ - параметр переходной кривой, (C=Rl), м3
На практике для определении параметров круговых и переходных
кривых и их координат пользуются таблицами Н.А. Митина
Переходные кривые следует предусматривать при радиусах кривых в
плане R≤ 400 м на магистралях и R≤ 100 м – на ветках.
1.2 Основы проектирования продольного профиля
Продольным профилем называется проекция оси дороги на
вертикальную поверхность, проходящую через ось дороги. Отметки
бровки земляного полотна называются проектными отметками. Разности
между проектными отметками и соответствующими отметками
поверхности местности по оси дороги именуются рабочими отметками.
Продольный профиль представляет собой чередование участков с
различными длинами и уклонами. Численно уклоны выражаются
отношением разности отметок концов участка к горизонтальной проекции
линии этого участка.
Величины уклонов принято выражать в тысячных долях, т. е.
i H H
l
2
1
2 .00 00
1 .00
12
000
2 .00
1000
12
0,012 12%о
(1.12)
Различают руководящий подъём, максимальный, вредный и
безвредный спуски. На железных дорогах применяют расцепочные
подъемы и подъёмы кратной тяги, круче руководящего.
Руководящий подъём i рук - наибольший затяжной подъём в
грузовом направлении на прямолинейном участке дороги, по которому
определяется расчетная масса поезда при движении с одиночной тягой при
равномерной скорости.
Максимальный спуск в грузовом направлении iсп - наибольший
спуск, величина которого определяется условиями возможности полной
остановки при торможении груженого поезда и доставки порожняка в лес
одиночной тягой.
Вредные спуски, iвр- спуски, на которых при движении поезда
требуется торможение во избежание увеличения скорости, выше
допустимой. Безвредные спуски iб - спуски, на которых не требуется
применять торможение.
На рисунке 1.3 приводится продольный профиль небольшого участка
лесовозной автомобильной дороги с использованием эталона
Гипролестранса. Ввиду ограниченного габарита листа чертежа на нём не
Стр.8
изображен грунтовый профиль, а также опущены 4 графы,
характеризующие отметки и продольные уклоны левой и правой боковых
канав или резервов. Слева чертежа указаны размеры в мм горизонтальных
граф продольного профиля.
Выпуклые переломы продольного профиля могут быть препятствием
видимости (рисунок 1.4).
Рисунок 1.4. - Обеспечение видимости на переломе продольного
профиля:
а– отсутствие видимости за переломом профиля;
б– наличие видимости за переломом профиля;
в – схема для определения минимального радиуса выпуклой кривой.
Видимость за переломом профиля (рис. 1.4, б) без устройства
вертикальной круговой кривой будет обеспечена при условии
,
tg
Sв
d
(1.13)
где d - высота глаз водителя над поверхностью дороги,
(d = 1,2 – 2 м для применяемых моделей лесовозных автопоездов); м;
Sb – расчетное расстояние видимости, м.
Значение расчетного состояния видимости для лесовозных дорог
приведены в учебнике и в ОНТП-02-85 .
Стр.9
Рисунок 1.3. - Продольный профиль
Стр.10