Способ определения пространственной длины трассы автомобильной дороги

 

Изобретение относится к области трассировки, проектирования и строительства автомобильных дорог и может быть использовано для таких сооружений, как железные дороги, линии электропередач, трубопроводы и другие линейные сооружения. Способ включает определение горизонтальных проложений участков трассы и вычисление пространственной ее длины. Новым является то, что определяют горизонтальные проложения d прямых участков и вычисляют их пространственные длины по формуле где i_n - проектный уклон прямого участка, и кроме того, вычисляют пространственные длины горизонтальных и вертикальных кривых по приведенным зависимостям, а пространственную длину трассы определяют как сумму всех пространственных длин всех прямых участков, всех горизонтальных и всех вертикальных кривых. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении точности определения пространственной длины трассы автомобильной дороги.

Изобретение относится к области трассировки, проектирования и строительства автомобильных дорог и может быть использовано для таких сооружений, как железные дороги, линии электропередач, трубопроводы и другие линейные сооружения.

Известен способ определения длины трассы, в котором длина находится по расчету пикетажа, фиксирующего горизонтальные проложения отрезков трассы (Справочник инженера-дорожника. Изыскания и проектирования дорог. Под ред. О.В. Андреева, М., Транспорт, 1997, с. 83).

Недостатком этого способа является то, что определяется не пространственная (фактическая) длина трассы, а ее проекция на горизонтальную плоскость, что приводит к занижению фактической длины пикетов, километров и общей длины трассы.

Известен также способ определения длины трассы с обоснованием необходимой точности геодезических измерений при изысканиях трассы путем определения горизонтальных проложений прямых участков и горизонтальных кривых (Райфельд В. Ф. Инженерно-геодезические работы при изысканиях линейных сооружений. М., Недра, 1983, с. 75-83).

Однако известный способ также не позволяет точно определять длину трассы, так как определяется не пространственная длина трассы, а ее проекция на горизонтальную плоскость, что приводит к занижению длины участков строящейся дороги, объемов земляных работ, дорожной одежды, возникают ошибки в определении местоположения искусственных сооружений и дорожных знаков. Возникает неопределенность в процессе строительства при разбивочных работах и исполнительных съемках. Кроме того, при выносе в натуру оси сооружения, исполнитель откладывает от ближайшего пикета расстояние, указанное в разбивочном чертеже или в соответствующей графе продольного профиля, хотя это не расстояние, а его горизонтальное проложение, что приводит к ошибкам в размещении сооружений.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ определения пространственной длины трассы автомобильной дороги, включающий определение горизонтальных проложений ее участков и вычисление пространственной длины трассы (см., например, Бабков В.Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог, ч. 1, Москва, Транспорт, 1979, с.21-27).

Недостатком известного способа также является невозможность точного определения пространственной длины трассы.

Влияние ошибок, вызванных недостаточно точным определением пространственной (фактической) длины трассы, проявляется особенно существенно в холмистой, предгорной и горной местностях.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение точности определения пространственной длины трассы автомобильной дороги. Задача решается за счет того, что в способе определения пространственной длины трассы автомобильной дороги, включающем определение горизонтальных проложений ее участков и вычисление пространственной длины трассы, согласно изобретению определяют горизонтальное проложение d прямых участков трассы и вычисляют пространственные длины прямых участков Д_пр по формуле: где i_n - проектный уклон прямого участка, и кроме того вычисляют пространственные длины горизонтальных (ГК)_пр и вертикальных (ВК)_пр кривых соответственно по формулам: (ВК)_пр = R · Δi, где ГК - длина горизонтальной кривой, м; i_гк - проектный уклон горизонтальной кривой, %; R - радиус вертикальной кривой, м; Δi - алгебраическая разность уклонов сопрягающих участков продольного профиля, %, а пространственную длину трассы определяют по формуле: L_пр = ΣД_пр+Σ(ГК)_пр+Σ(ВК)_пр, где L_пр - пространственная длина трассы, м;
Σ Д_пр - сумма пространственных длин прямых участков, м;
Σ (ГК)_пр - сумма пространственных длин горизонтальных кривых, м;
Σ (ВК)_пр - сумма пространственных длин вертикальных кривых, м.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении точности определения пространственной длины трассы автомобильной дороги.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют горизонтальное проложение d прямых участков и вычисляют пространственные длины этих прямых участков по формуле

где i_n - проектный уклон прямого участка.

Пространственные длины горизонтальных кривых вычисляют по формуле:

где ГК - длина горизонтальной кривой, м;
i_гк - проектный уклон горизонтальной кривой, %.

(ВК)_пр = R Δi,
R - радиус вертикальной кривой, м;
Δ - алгебраическая разность уклонов сопрягающих участков продольного профиля, %.

Пространственную длину трассы (L_пр) определяют по формуле:
L_пр = ΣД_пр+Σ(ГК)_пр+Σ(ВК)_пр,
где Σ Д_пр - сумма пространственных длин прямых участков, м;
Σ (ГК)_пр - сумма пространственных длин горизонтальных кривых, м;
Σ (ВК)_пр - сумма пространственных длин вертикальных кривых, м.

Порядок величин поправок при приведении длины трассы к ее пространственному (фактическому) значению иллюстрируется примерами.

Брали участок трассы в холмистой местности длиной в 10 км и принимали усредненный уклон равным 70%, тогда Д_пр = = 10024 м, отсюда поправка за переход к пространственной длине участка составляла 24 м.

Брали вертикальную кривую с радиусом R = 3000 м, уклонами сопрягающихся элементов продольного профиля 90%, тогда длина вертикальной кривой (ВК)_пр = 534,270 м, тангенс T = 276,843 м, угол, образованный сопрягающимися участками, Θ = 10^o12'. Зависимость между длиной вертикальной кривой и ее проекцией на горизонтальную плоскость выражается формулой:
ВК = 2T cos(Θ/2),
по которой получим ВК = 533,564 м. Значит поправка за учет пространственной длины вертикальной кривой составляет величину
(ВК)_пр - ВК = 534,270 - 533,564 = 0,71 м.

Как видно из приведенных примеров, ошибки за неучет пространственной длины трассы многократно превышают допуски на геодезические измерения при изысканиях трассы автомобильной дороги.

Пространственную длину трассы фиксируют в продольном профиле трассы, построенном по результатам геодезических изысканий, для чего в него вводят дополнительные графы "пространственные километры", которые заполняют по данным существующих граф "расстояния" и "уклоны". Также пространственную длину трассы фиксируют и в "ведомости прямых и кривых", составленной по пространственному пикетажу, пространственным длинам прямых участков, горизонтальных и вертикальных кривых.

Учитывая, что современные технологии геодезических изысканий дороги и производства разбивочных работ, основанные на применении новых приборов, прежде всего электронных тахеометров типа Та-ЗМ и 2Та-5, а также приемников спутниковых навигационных систем (ГЛОНАСС и GPS), позволяют существенно повысить точность геодезических измерений по трассе и разбивок элементов дороги, то становится актуальной необходимость определения пространственной (фактической) длины трассы дороги.

Формула изобретения

Способ определения пространственной длины трассы автомобильной дороги, включающий определение горизонтальных проложений ее участков и вычисление пространственной длины трассы, отличающийся тем, что определяют горизонтальное проложение d прямых участков трассы и вычисляют пространственные длины прямых участков Д_пр по формуле где i_n - проектный уклон прямого участка, и, кроме того, вычисляют пространственные длины горизонтальных (ГК)_пр и вертикальных (ВК)_пр кривых соответственно по формулам
(ВК)_пр = R х Δi,
где ГК - длина горизонтальной кривой, м;
i_ГК - проектный уклон горизонтальной кривой, %;
R - радиус вертикальной кривой, м;
Δi - алгебраическая разность уклонов сопрягающих участков продольного профиля, %,
а пространственную длину трассы определяют по формуле
L_пр = ΣД_пр+Σ(ГК)_пр+Σ(ВК)_пр,
где L_пр - пространственная длина трассы, м;
ΣД_пр - сумма пространственных длин прямых участков, м;
Σ(ГК)_пр - сумма пространственных длин горизонтальных кривых, м;
Σ(ВК)_пр - сумма пространственных длин вертикальных кривых, м.