Курсовая Запроектировать рациональную дорожную сеть
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ ТФ «Сибирский государственный индустриальный университет»
Таштагольский филиал.
Кафедра: Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте.
Курсовая работа
по дисциплине: «Транспортные городские сети»
по теме: «Запроектировать рациональную дорожную сеть»
Выполнил: студент группы
Проверил: ст. преп. каф.<ОП и УТ>
Рокачевская Е. В.
Таштагол 2009/2010 учебный год.
Содержание
Введение.
1) Определение категории дороги и интенсивности движения для исходной транспортной городской сети.
1.1) Расчет интенсивности движения по заданным транспортным связям.
1.2) Расчет количества автомобилей для осуществления заданного объема перевозок.
1.3) Выбор технических условий и характеристик земляного полотна для заданной транспортной сети.
2) Проектирование рациональной транспортной сети.
2.1) Расчет положения точки
2.2) Расчет положения точки
2.3) Расчет положения точки
2.4) Расчет положения точки
2.5) Расчет положения точки
2.6) Расчет положения точки
2.7) Расчет положения точки
2.8) Расчет положения точки
2.9) Расчет положения точки
2.10) Чертеж новой транспортной сети.
2.11) Определение категории и технических условий на проектирование магистрального хода.
2.12) Определение категории и технических условий на проектирование подъездных путей.
3) Расчет дорожной одежды.
3.1) Выбор расчетной нагрузки и конструирование дорожной одежды.
3.2) Расчет дорожной одежды на прочность.
3.3) Расчет дорожной одежды на сдвиг.
3.4) Расчет дорожной одежды на изгиб.
4) Технико-экономическое сравнение вариантов.
Заключение.
Приложение.
Введение.
Вопросом выбора оптимального варианта начертания дорожной сети посвящены научные труды ряда ученых. Наиболее распространены методики прокладки дорожной сети профессора И.А. Романенко, М.С. Замахаева и Лаунгардта.
В основу методики профессора Романенко положен критерий продолжительности сообщений по времени, учитывающий протяжение проектируемых автомобильных дорог, скорость и интенсивность автомобильного движения. Для установки количественного значения критерия времени выявляют положение оптимальной точки О1, являющейся узлом связи дорог в пределах построенного треугольника транспортных связей, сторонами которого служат воздушные линии, соединяющие соответственно начальные и конечные пункты следования груза.
В настоящей работе рассчитывается сеть автомобильных дорог по методу Романенко с получением соответствующих расчетных данных.
1) Определение категории дороги и интенсивности движения для исходной транспортной городской сети.
1.1) Расчет интенсивности движения по заданным транспортным связям.
Интенсивность движения рассчитывается по формуле:
где,
Г- грузоподъемность автомобиля; т;
Интенсивность в приведенных единицах рассчитывается по формуле;
где,
Расчет ведем в табличной форме.
Таблица №1 Расчет интенсивности.
| Маршрут | | | Г,т | | | | | |
| QЛА | 200 | 320 | 14 | 0,6 | 0,5 | 4 | 93 | 372 |
| QЛБ | 400 | 186 | 744 | |||||
| QЛВ | 300 | 140 | 560 | |||||
| QЛГ | 600 | 279 | 1116 | |||||
| QЛД | 250 | 116 | 464 | |||||
| QЛК | 450 | 209 | 836 | |||||
| QАК | 350 | 163 | 652 | |||||
| QБК | 650 | 302 | 1208 | |||||
| QВК | 150 | 70 | 280 | |||||
| QГК | 250 | 116 | 464 | |||||
| QДК | 280 | 130 | 520 |
По максимальному значению приведенной интенсивности определяем категорию дороги.
Принимаем IV категорию дороги.
1.2 Расчет количества автомобилей для осуществления заданного объема перевозок
где,
Г- грузоподъемность автомобиль; т;
где,
где,
Расчет ведем в табличной форме.
Таблица №2. Расчет количества автомобилей.
| Маршрут | | , , , Г, | | | |
| ЛА | 6,40 | 320 0.5 40 14 0.96 | 0,82 | 17 | 3 |
| ЛБ | 11,18 | 1,06 | 13 | 8 | |
| ЛВ | 16,76 | 1,34 | 11 | 6 | |
| ЛГ | 24,35 | 1,72 | 8 | 17 | |
| ЛД | 28,16 | 1,91 | 7 | 8 | |
| ЛК | 30 | 2 | 7 | 15 | |
| АК | 25,47 | 1,77 | 8 | 10 | |
| БК | 20,61 | 1,53 | 9 | 17 | |
| ВК | 14,86 | 1,24 | 11 | 3 | |
| ГК | 10,63 | 1,03 | 14 | 4 | |
| ДК | 8,54 | 0,93 | 15 | 4 |
1,3) Выбор технических условий на проектирование.
Расчетная скорость определяет технические условия на проектирование автомобильной дороги:
1. Расстояние видимости дороги,
2. Расстояние видимости встречного автомобиля,
3. Радиус горизонтальной кривой в плане,
4. Радиус выпуклой вертикальной кривой,
5. Радиус вогнутой вертикальной кривой,
6. Максимальный продольный уклон,
Все данные берем из табл. 3.
Таблица №3. технические условия на проектирование.
| Наименование показателя. | По нормам СНиП 2.05.02-81 |
| | 80 |
| | 60 |
| | 150 |
| | 250 |
| | 300 |
| | 5000 |
| | 2000 |
ШП = 3,0
ШПЧ =6,0 м- ширина проезжей части;
ШО =2,0 м- ширина обочины;
ШПЗ =10.0 м- ширина разделительной полосы;
N =2- количество полос.
По результатам расчета построена исходная сеть дорожной сети.
Масштаб 1:1000.
2) Построение рациональной дорожной сети.
2.1) Расчет положения токи
Интенсивность:
Время движения рассчитываем по формуле:
где
где
Средняя скорость движения рассчитывается по формуле профессора И.А. Романенко
Отсюда следует:
Лучи
По формуле Герона.
где р- полупериметр
Проверка
64+50+66=180
2.2 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.3 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.4 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.5 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.6 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.7 Расчет положения точки
Интенсивность :
2.8 Расчет положения точки
Интенсивность :
АО
Л О
.9 Расчет положения точки
Интенсивность :
ДК
ЛО
2.11) Определение категории и технических условий на проектирование магистрального хода.
а) По максимальному значению приведено интенсивности, определяем категорию магистрали.
Принимаем III категорию дороги.
Таблица №4. технические условия на проектирование.
| Наименование показателя. | По нормам СНиП 2.05.02-81 |
| | 100 |
| | 50 |
| | 200 |
| | 350 |
| | 600 |
| | 10000 |
| | 3000 |
ШП = 3,5м- ширина полосы;
ШПЧ = 7,0 м- ширина проезжей части;
ШО =2,5 м - ширина обочины;
ШПЗ = 12,0м - ширина разделительной полосы;
N= 2- количество полос.
2.12) Определение категории и технических условий на проектирование подъездных путей.
б) По максимальному значению приведено интенсивности, определяем категорию подъездных путей.
Принимаем IV категорию дороги.
Таблица №5. технические условия на проектирование.
| Наименование показателя. | По нормам СНиП 2.05.02-81 |
| | 80 |
| | 60 |
| | 150 |
| | 250 |
| | 300 |
| | 5000 |
| | 2000 |
ШП = 3,0м- ширина полосы;
ШПЧ = 6,0 м- ширина проезжей части;
ШО =2,0 м - ширина обочины;
ШПЗ = 10,0м - ширина разделительной полосы;
N= 2- количество полос.
3. Расчет дорожной одежды.
При движении автомобиля при соприкосновении колеса с поверхностью дороги возникают нормальное и касательное сопряжение в земляном полотне. Т.к. суммарная эпюра напряжений имеет максимальное значение на поверхности контакта и постепенно затухает на глубине, то дорожную одежду по экономическим соображениям проектируют как послойную конструкцию.
Первый слой называется покрытием. Его делают из дорогих прочных каменных материалов, пролитых вяжущими. Покрытие, непосредственно, воспринимает на себя воздействие транспортных средств (динамические нагрузки) и погодных условий. Поэтому оно должно соответствовать всем эксплуатационным свойствам: прочность, гладкость (минимальный коэффициент сопротивления качения) и одновременно шероховатость (максимальный коэффициент сцепления); должно быть беспыльным, по – возможности гидрофобным, экономичным и не трудоемким строительством.
Т.к. на покрытие действуют динамические нагрузки, то верхний слой будет подвергаться явлению усталости материала. Для того чтобы компенсировать этот процесс на поверхности слоя устраивается слой износа, который меняют во время эксплуатации через 2-3 года.
Ниже слоя покрытия лежит основание, состоящее из нескольких слоев. Основная задача основания – передать остаточные напряжения на земляное полотно, частично их погасив.
И последним считается дополнительный (или подстилающий) слой. Как правило, он состоит из крупного песка или гравийной песчаной смеси. Основное назначение слоя – защита дорожной одежды от подъема капиллярной воды между частицами земляного полотна, и, сбор и отвод поверхностной воды, поступающей в виде осадков.
1) Дорога расположена в II-ой дорожно-климатической зоне. По условиям увлажненности относится ко 1-му типу. Грунт земляного полотна супесь непылеватая.
Расчетную нагрузку принимаем Н-10.
Егр=390 Сгр=0.11 кг/см
Таблица 7 – Характеристики дорожных нагрузок.
| Параметр | Н- 10 |
| Среднее расчетное удельное давление на покрытие p ,кг/см2 | 5,5 |
| Диаметр следа колеса в зависимости от расчетной нагрузки D ,см | 33 |
2) Рассчитываем интенсивность движения для определения модуля упругости:
Uпр max=4806 пр.авт/сут
Uпр*=(Uпр•Кпр*)/n=4806*0.55/2=1322; расч.авт/сут,
где Uпр – максимальная приведенная интенсивность по участку транспортной сети
n – количество полос движения;
Кпр* - кэффициент приведения к расчетной нагрузке.
n=1;
Кпр*=0,6 (данные взяты из методического пособия “Расчет дорожных одежд”.
При нагрузке на ось приводимого автомобиля равной 14 т., Кпр* =0,6 ).
3) Определяем нагрузку, действующую на поверхность покрытия по номограмме №1:
а) для магистрали:
Евтр 1=2240 кг/см2
5) Предварительная конструкция дорожной одежды.
D=33
P=5.5 кг/см
| |
| Асфальтобетон 3го класса |
| |
| Е=4500 |
| |
| Егр=390 Сгр=0.11 кг/см |
Расчет ведем в табличной форме.
Таблица 8 – Расчет дорожной одежды.
| Этап расчета | Мат-л слоя | Модуль упругости, Еi | Толщина слоя, hi, см | hi/D | Евтр/ Еi | Ентр/ Еi | Ентр, кг/см2 | Евтр, кг/см2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
I | Асфальтобетон 1го класса | 15000 | 3 | 0.09 | 0.13 | 0.151 | 1950 | 2240 |
| Асфальтобетон 3го класса | 10000 | 5 | 0.15 | 0.165 | 0.195 | 1650 | 1950 | |
| Черный щебень | 6000 | 8 | 0.24 | 0.21 | 0.275 | 1260 | 1650 | |
| Щебень | 4500 | 12 | 0.36 | 0.18 | 0.28 | 810 | 1260 | |
| Песок крупный | 1300 | 36.3 | 1.1 | 0.3 | 0.62 | 390 | 810 |
Пояснения к таблице:
По принятой конструкции дорожной одежды находим отношение hi/D,
где hi – толщина верхнего слоя дорожной одежды без единицы.
Затем отношение Евтр/ Еi, далее по номограмме №2 определяем отношение Ентр/ Еi ,а значение записываем в графу 7. Потом графу 7 умножаем на графу 3, результат записываем в графу 8.
Для определения толщины последнего слоя необходимо найти отношение Ентр/ Еi, затем отношение Евтр/ Еi, далее по номограмме №2 находим отношение hi/D и результат записываем в графу 5, дальше этот результат умножаем на D,а ответ записываем в графу
4.
б) для подъездных путей:
Рассчитываем интенсивность движения для определения модуля упругости:
Uпр max=1580 пр.авт/сут
Uпр*=(Uпр•Кпр*)/n=1580*0.55/2=434.5 ; расч.авт/сут,
где Uпр – максимальная приведенная интенсивность по участку транспортной сети
n – количество полос движения;
Кпр* - кэффициент приведения к расчетной нагрузке.
n=1;
Кпр*=0,6 (данные взяты из методического пособия “Расчет дорожных одежд”.
Евтр 1=1720 кг/см2
5) Предварительная конструкция дорожной одежды.
D=33
P=5.5 кг/см
| Е=10000 R | |||
| | |||
| Е=4500 | |||
| | |||
| Егр=390 Сгр=0.11 кг/см |
Расчет ведем в табличной форме.
Таблица 8 – Расчет дорожной одежды.
| Этап расчета | Мат-л слоя | Модуль упругости, Еi | Толщина слоя, hi, см | hi/D | Евтр/ Еi | Ентр/ Еi | Ентр, кг/см2 | Евтр, кг/см2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| | Асфальтобетон 3го класса | 10000 | 5 | 0.15 | 0.15 | 0.172 | 1500 | 1720 |
| Черный щебень | 6000 | 8 | 0.24 | 0.18 | 0.25 | 1080 | 1500 | |
| Щебень | 4500 | 12 | 0.36 | 0.16 | 0.24 | 720 | 1080 | |
| Песок крупный | 1300 | 26.4 | 0.8 | 0.3 | 0.55 | 390 | 720 |
Проверка на сдвиг.
а) для капитальной дорожной одежды.
Вычисляем средний расчетный модуль упругости всей одежды по следующей формуле:
Вычисляем следующие отношения:
Находим максимальное активное напряжение сдвига τа в подставляющем грунте от временной нагрузки по номограмме №3.
τа=0,007
Затем вычисляем максимально активное напряжение сдвига в нижнем слое двухслойной системы:
τа= τа • p
где p – среднее удельное давление на покрытие (p=5,5 кг/см2)
τа= 0,007*5,5=0,039 кг/см2
Вычисляем составляющую активного напряжения сдвига в грунте от веса вышележащих слоев по номограмме №4.
τав= -0,032
Вычисляем полное активное напряжение сдвига по формуле:
Та= τа+ τав, кг/см2
Та= 0,039-0,032 кг/см2
Вычисляем допускаемое активное напряжение сдвига по формуле:
[T]=K
где К1 – коэффициент, учитывающий снижения сопротивления грунтов сдвигу
под действием повторных нагрузок (К1= 0,6 кг/см2);
К2 – коэффициент запаса на неоднократность условий работы конструкций
(К2=0,65 кг/см2);
m – коэффициент, учитывающий условия на контакте конструктивных слоев
(m=1,15);
n – коэффициент перегрузки при движении автомобиля (n=1,15)
Кпр – коэффициент, зависящий от требований к эксплуатационным качествам
одежды (Кпр= 1 );
С – сцепление в подстилающем грунте в расчетный период, полученное при
медленном сдвиге.
Слой
II
Вычисляем следующие отношения:
Находим максимальное активное напряжение сдвига τа в подставляющем грунте от временной нагрузки по номограмме №3.
τа=0,005
Затем вычисляем максимально активное напряжение сдвига в нижнем слое двухслойной системы:
τа= τа • p
где p – среднее удельное давление на покрытие (p=5,5 кг/см2)
Вычисляем составляющую активного напряжения сдвига в грунте от веса вышележащих слоев по номограмме №4.
τав= -0,024
Вычисляем полное активное напряжение сдвига по формуле:
Та= τа+ τав, кг/см2
Та= 0,028-0,024=0.004 кг/см2
Вычисляем допускаемое активное напряжение сдвига по формуле:
а) для облегченной дорожной одежды.
Вычисляем средний расчетный модуль упругости всей одежды по следующей формуле:
Вычисляем следующие отношения:
Находим максимальное активное напряжение сдвига τа в подставляющем грунте от временной нагрузки по номограмме №3.
τа=0,011
Затем вычисляем максимально активное напряжение сдвига в нижнем слое двухслойной системы:
τа= τа • p
где p – среднее удельное давление на покрытие (p=5,5 кг/см2)
τа= 0,011*5,5=0,06 кг/см2
Вычисляем составляющую активного напряжения сдвига в грунте от веса вышележащих слоев по номограмме №4.
τав= -0,027
Вычисляем полное активное напряжение сдвига по формуле:
Та= τа+ τав, кг/см2
Та= 0,06-0,027=0.033 кг/см2
Вычисляем допускаемое активное напряжение сдвига по формуле:
[T]=K
Слой
II
Вычисляем следующие отношения:
Находим максимальное активное напряжение сдвига τа в подставляющем грунте от временной нагрузки по номограмме №3.
τа=0,007
Затем вычисляем максимально активное напряжение сдвига в нижнем слое двухслойной системы:
τа= τа • p
где p – среднее удельное давление на покрытие (p=5,5 кг/см2)
Вычисляем составляющую активного напряжения сдвига в грунте от веса вышележащих слоев по номограмме №4.
τав= -0,022
Вычисляем полное активное напряжение сдвига по формуле:
Та= τа+ τав, кг/см2
Та= 0,039-0,022=0.017 кг/см2
Вычисляем допускаемое активное напряжение сдвига по формуле:
Проверка на изгиб.
а) для капитальной дорожной одежды.
По первому слою:
δr ≤ Rгор
δr=1,15 • p • δr
По номограмме № 5
δr=0.9
δr=1.15*5.5*0.9=5.7
По второму слою:
δr ≤ Rгор
δr=1,15 • p • δr
=
=
По номограмме № 5
δr=0.12
δr=1.15*5.5*0.12=0.76
а) для облегченной дорожной одежды.
По первому слою:
δr ≤ Rгор
δr=1,15 • p • δr
По номограмме № 5
δr=1.1
δr=1.15*5.5*1.1=7
По второму слою:
δr ≤ Rгор
δr=1,15 • p • δr
По номограмме № 5
δr=1
δr=1.15*5.5*1=6.3
4.
Технико – экономическое обоснование.
Расчет стоимости исходной дороги по облегченной дорожной одежде .
Сз.р.=Vз.р.*Сз.р.=9850000*0.5=4922000 руб/км
Сз.р.– стоимость земельных работ
Vз.р- объем земельных работ
Сз.р- стоимость разработки 1 м3
Vз.р=∑ Vз.р * Li=50000*197=9850000м3
∑ Vз.р- объем земельных работ на 1 км
Li – длина трассы в км
Сд.о.=∑ Сд.о. * Li=1000*197=197000 руб.
Сд.о.-стоимость дорожной одежды
∑ Сд.о- стоимость 1го погонного метра дорожно одежды.
Для облеглегченной дорожной одежды Сд.о=1000 руб.
Сп.р.= .∑ С * n=100000*394=39400000 руб.
Сп.р-стоимость водоотвода и искусственных сооружений.
∑ С-стоимость искусственных сооружений и прилегающего водоотвода.
С- 100000 руб.
N= 2*Li – кол-во искусственных сооружений для всей длины дороги.
С=1,4*(Сз.р.+ Сд.о.+ Сп.р.)=1,4(4922000+197000+39400000)=62326600 руб.
С-стоимость строительства дороги.
Расчет стоимости полученной дороги по капитальной дорожной одежде.
Магистральный ход.
Сз.р.=Vз.р.*Сз.р.=3400000*1=3400000 руб/км
Сз.р.– стоимость земельных работ
Vз.р- объем земельных работ
Сз.р- стоимость разработки 1 м3.
Vз.р=∑ Vз.р * Li=100000*34=3400000м3.
∑ Vз.р- объем земельных работ на 1 км.
Li – длина трассы в км.
Сд.о.=∑ Сд.о. * Li=2000*34=68000 руб.
Сд.о.-стоимость дорожной одежды.
∑ Сд.о- стоимость 1го погонного метра дорожно одежды.
Для капитальной дорожной одежды Сд.о=1500-2000 руб.
Сп.р.= .∑ С * n=100000*68=6800000 руб.
Сп.р-стоимость водоотвода и искусственных сооружений.
∑ С-стоимость искусственных сооружений и прилегающего водоотвода.
С- 100000 руб.
N= 2*Li – кол-во искусственных сооружений для всей длины дороги.
С1=1,4*(Сз.р.+ Сд.о.+ Сп.р.)=1,4(340000+68000+6800000)=14375200 руб.
С1-стоимость строительства дороги.
Расчет стоимости исходной дороги по облегченной дорожной одежде .
Для подъездных путей.
Сз.р.=Vз.р.*Сз.р.=850000*0.5=425000 руб/км
Сз.р.– стоимость земельных работ
Vз.р- объем земельных работ
Сз.р- стоимость разработки 1 м3
Vз.р=∑ Vз.р * Li=50000*17=850000м3
∑ Vз.р- объем земельных работ на 1 км
Li – длина трассы в км
Сд.о.=∑ Сд.о. * Li=1000*17=17000 руб.
Сд.о.-стоимость дорожной одежды
∑ Сд.о- стоимость 1го погонного метра дорожно одежды.
Для облеглегченной дорожной одежды Сд.о=1000 руб.
Сп.р.= .∑ С * n=100000*34=3400000 руб.
Сп.р-стоимость водоотвода и искусственных сооружений.
∑ С-стоимость искусственных сооружений и прилегающего водоотвода.
С- 100000 руб.
N= 2*Li – кол-во искусственных сооружений для всей длины дороги.
С2=1,4*(Сз.р.+ Сд.о.+ Сп.р.)=1,4(425000+17000+3400000)=5378800 руб.
С2-стоимость строительства дороги.
Сумма строительства полученной дорожной сети.
С=С2+С1=5378800+14375200=19754000 руб.
Стоимость строительства исходной транспортной сети.
С=62326600 руб.
Заключение.
Руководствуясь методики профессора Романенко И.А. в которой положен критерий продолжительности сообщений по времени, учитывающий продолжение автомобильных дорог, скорость и интенсивность автомобильного движения мы построили новую дорожную сеть. Для установления количественного значения критерия времени выявили положение оптимальной точки О, являющейся узлом сети дорог в пределах построенного треугольника транспортных связей, сторонами которого служат воздушные линии, соединяющие соответственно начальный и конечные пункты следования груза. Длина начальной дорожной сети составляет 197 км, а стоимость дорожной сети -62326600 млн.руб.
Длина новой дорожной сети - 51 км, стоимость - 19754000 млн.руб. Суммарный вариант составляет 42572600 млн.руб. Следовательно видно, что новая дорожная сеть рациональнее по экономическим расчетам.
