Trasos projektavimas
Untitled
VILNIAUS TECHNOLOGIJŲ IR DIZAINO KOLEGIJA
PETRO VILEIŠIO GELEŽINKELIO TRANSPORTO FAKULTETAS
GELEŽINKELIŲ INFRASTRUKTŪROS IR INFORMACINIŲ SISTEMŲ KATEDRA
Evaldas Prokopas
GK11D gr.
KELIŲ INŽINERINIAI TYRINĖJIMAI
Kelio trasos AB projektavimas
Kursinis darbas
Vadovė lekt. K. Čiplytė ________ _
(Mokslinis laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)
Vilnius,2014
Turinys
Aiškinamasis raštas
Šiame kursiniame darbe projektuoju geležinkelio ruožą tarp AB punktų.
Projektuodamas trasos planą, atsižvelgiu į šiuos pagrindinius reikalavimus: projektuojama trasa turi būti kuo trumpesnė, turėti kuo mažiau lūžio taškų ir mažų spindulių kreivių, kuo mažiau keičiamas kraštovaizdis, neturi būti ardoma žemės geologinė sandara, keliai ir upės turi būti kertami kkuo statesniu kampu.
Žemėlapyje nubraižau dvi trasas, iš kurių pasirenku vieną, kuri yra geresnė pagal techninius kriterijus. Parinkęs trasą skaičiuoju: 1) trasos pradžios, pabaigos, lūžio taškų koordinates, trasos atkarpų ilgius, jų direkcinius kampus, rumbus; 2) kreivių elementų parametrus.
Geležinkelio linija prijungiama nuo esamo geležinkelio taške A. Projektuojamo geležinkelio linijos pradžia PK 0+00, o pabaiga PK 34+70. Visa geležinkelio trasa sudaro 3,470 km. Kadangi mano projektuojama trasa kerta upę, tai toje vietoje numatau įrengti gelžbetoninę pralaidą, kurios skersmuo 2,00 m (PK 25+00). Taip ppat trasa kerta ir du kelius, kur numatau įrengti nereguliuojamas IV kategorijos pervažas (PK 14+10 ir PK 31+00). Trasoje yra trys posūkio kampai, todėl įbrėžtos trys kreivės, kurių spinduliai yra R1=877m, R2=381 m, R3=645 m. Tokius kreivių spindulius pasirenku todėl, kkad šiame trasos ruože važinės krovininis traukinys, kurio maksimalus greitis nėra didelis ir jų nužymėjimas vietovėje yra patogesnis.
Turėdamas šiuos duomenis, braižau trasos planą masteliu M 1:10000. Išilginį profilį braižau masteliais: vertikalus 1:100, horizontalus 1:10000.
Kelio trasos projektavimas
Procesas, kuriuo metu trasos ašis yra žymima žemėlapyje, yra vadinamas trasavimu. Prieš brėžiant trasą, išdėstomi pagrindiniai taškai: trasos pradžios ir pabaigos punktai, tarpiniai punktai. Tada ieškoma trasos variantų, įvertinant reljefą, situaciją. Tarp nurodytų taškų A ir B suprojektuojama kelio trasa. Projektuojant randamos taškų A, 1, 2, 3, B koordinatės. Trasos lūžių vietoseįrašomos gulščiosios kreivės ir žymimas piketavimas (trasa dalijama 100 m atkarpomis). Apskaičiavus visus reikalingus duomenis, gaunami kreivių techniniai parametrai.
Tiesių ilgių ir rumbų skaičiavimas.
Apskaičiuojame kelio AB tiesių koordinates:
1 lentelė
Charakteringų taškų koordinatės
|
Taškai |
Koordinatės |
|
bgcolor=“#FFFFFF“ width=“32%“>
x, m
y, m
A
B
Rumbųskaičiavimas:
rA-1=arctg
=arctg
PV;
r1-2=arctg
PR;
r2-3=arctg
PV;
r3-B=arctg
PR.
Tiesių ilgių skaičiavimas:
LA-1=
m;
L1-2=
m;
L2-3=
m;
L3-B=
m.
Kreiviųelementų parametrų skaičiavimas.
Tam, kad nustatyti kreivės parametrus, reikia žinoti posūkio kampą α, kreivės spindulį R ir pagrindinius kreivės taškus: pradžia, vidurys, galas:
2 pav.
Kreivės ilgis: K=
, m;
Bisektrisė: 
;
Tangentė – atkarpa, jungianti kreivės pradžią su posūkio viršūne: T=
, m;
Priematis (ilgio pataisa): D=
, m;
Posūkio kampai:
Tangentės:
;
1 graphic“ src=“/res/files/60074/4db32cb79fce23e316.png“ />
;
.
Kreivėsilgiai:
;
.
.
Ilgio pataisos:
;
;
.
Bisektrisės:
Posūkių kampų, tiesių ir kreivių elementų žiniaraštis
2 lentelė
Posūkių kampų, tiesių ir kreivių elementų žiniaraštis
|
Eil. Nr. |
Kampo viršūnės padėtis PK |
Kampo padėtis |
Kreivės |
Atstumas tarp kampų viršūnių L, m |
Tiesės ilgis l, m |
Rumbai |
|||||||
|
Elementai, m |
Kreivės pradžia PK |
Kreivės galas PK |
|||||||||||
|
Dešinė |
Kairė |
R, m |
T, m |
Bs, m |
K, m |
D, m |
|||||||
|
A |
0+00 |
||||||||||||
|
1081,67 |
570,00 |
|
|||||||||||
|
10+50 |
506,34 |
131,58 |
917,93 |
94,75 |
5+80 |
15+20 |
|||||||
|
|
180,00 |
|
|||||||||||
|
19+95 |
400,44 |
171,43 |
618,11 |
182,77 |
17+00 |
22+90 |
|||||||
|
|
240,00 |
|
|||||||||||
|
28+95 |
403,04 |
116,13 |
720,11 |
85,97 |
25+30 |
32+60 |
|||||||
|
|
210,00 |
|
|||||||||||
|
B |
34+70 |
||||||||||||
|
∑ |
1309,82 |
2256,15 |
363,49 |
||||||||||
FFFFFF“ width=“8%“>
3789,01
1200,00
Trasos variantų palyginimas
Projektuojant geležinkelio trasą yra svarbu pasirinkti tinkamą trasos variantą. Projektuoti reikia ekonomiškai pagrįstai, nevedant per gyvenvietes, stengiantis, kad geležinkelio trasa nepažeistų natūralaus kraštovaizdžio bei kuo mažiau suardytų žemės geologinę sandarą.
3 lentelė
Geležinkelio trasų variantų palyginimas
|
Eil.Nr. |
Kriterijai |
1-as variantas |
2-as variantas |
Techninis ekonominis įvertinimas |
|
Trasos ilgis, m |
-/+ |
|||
|
Posūkio kampų skaičius, vnt |
= |
|||
|
Kreivių spinduliai, m |
877; 645; 381 |
625; 460; 533 |
+/- |
|
|
Iškertamų miškų ilgis, m |
= |
|||
|
Kertamų vandens upių, kanalų skaičius, vnt |
+/- |
|||
|
Kertamų kelių skaičius, vnt |
= |
Antroji trasa yra šiek tiek trumpesnė negu pirma, bet jos kreivių spinduliai mažesni, taip pat ji kerta dvi upes, kai tuo tarpu pirma trasa kerta tik vieną. Taigi, racionalesnė geležinkelio linija yra pirmojo varianto, todėl projektavimui pasirenku skaičiuoti šią liniją.
Kelio trasos išilginio profilio projektavimas
Išilginis profilis – tai brėžinys, vertikalioje plokštumoje vaizduojantis žemės paviršiaus, kelio viršutinės konstrukcijos ašies linijas, teikiantis žinių apie vietovės geologiją, hidrologiją, kelio statinius ir kitus projektuojamo objekto rodiklius.
Pagrindinis išilginio profilio elementas yra jo projektinė linija, reiškianti geležinkelio linijos ašies ar jo žemės sankasos briaunos projekciją vertikalioje plokštumoje. Projektinė linija sudaryta iš daugelio tiesių elementų, sujungtų apskritiminėmis kreivėmis vertikalioje plokštumoje. Kiekvienas tiesusis elementas charakterizuojamas ilgiu bei nuolydžiu ir yra vadinamas žingsniu.
4 lentelė
Projektinių altitudžių ir darbo žymių skaičiavimo žiniaraštis
|
Piketai |
Atstumai (m) |
Nuolydis % |
Projektinė altitudė (Hp) |
td bgcolor=“#FFFFFF“ width=“16%“>
Žemės paviršiaus altitudė (H)
Darbų žymė (hp=Hp-H)
0 (A)
65,50
65,50
0,00
100,00
0,0029
1+00
65,20
65,00
0,20
100,00
0,0029
2+00
64,90
65,20
-0,30
100,00
0,0029
3+00
64,60
65,40
-0,80
100,00
0,0029
4+00
64,30
65,50
-1,20
100,00
0,0029
5+00
64,00
65,70
-1,70
80,00
0,0029
5+80
63,80
65,80
-2,00
20,00
0,0029
6+00
63,70
65,80
-2,10
100,00
0,0029
7+00
63,45
65,90
-2,45
100,00
0,0029
8+00
63,15
66,00
-2,85
100,00
0,0029
9+00
62,85
66,20
-3,35
100,00
0,0029
10+00
62,60
66,30
-3,70
100,00
0,0029
11+00
62,30
66,00
-3,70
100,00
0,0029
12+00
62,00
62,50
-0,50
100,00
0,0029
13+00
61,70
65,00
-3,30
100,00
0,0029
14+00
61,40
64,80
-3,40
100,00
0,0029
th=“14%“>
15+00
61,10
58,00
3,10
20,00
0,0029
15+20
61,10
57,80
3,30
80,00
0,0029
16+00
60,85
57,00
3,85
100,00
0,0029
17+00
60,60
56,00
4,60
100,00
0,0029
18+00
60,30
54,00
6,30
100,00
0,0029
19+00
60,00
54,20
5,80
100,00
0,0013
20+00
59,85
54,40
5,45
100,00
0,0013
idth=“17%“>21+00
59,70
54,80
4,90
100,00
0,0013
22+00
59,00
58,80
0,20
90,00
0,0013
22+90
59,50
59,80
-0,30
10,00
0,0013
23+00
59,50
60,00
-0,50
100,00
0,0013
24+00
59,35
56,00
3,35
100,00
0,0013
25+00
59,20
52,00
7,20
30,00
0,0013
25+30
59,20
54,80
4,40
>
70,00
0,0013
26+00
59,10
60,00
-0,90
100,00
0,0013
27+00
59,00
61,50
-2,50
100,00
0,0013
28+00
58,80
62,00
-3,20
100,00
0,0013
„#FFFFFF“ width=“14%“>
29+00
58,70
62,40
-3,70
100,00
0,0013
30+00
58,60
63,00
-4,40
100,00
0,0013
31+00
58,45
62,50
-4,05
100,00
0,0013
32+00
58,30
62,00
-3,70
60,00
0,0013
32+60
58,25
61,70
-3,45
40,00
0,0013
33+00
58,20
61,50
-3,30
100,00
0,0013
34+00
58,10
61,00
-2,90
70,00
0,0013
34+70
58,00
58,00
0,00
Darbų saugos reikalavimai
Darbas geležinkelio keliuose yra susijęs su daugeliu rizikos veiksnių, keliančių pavojų darbuotojų sveikatai bei gyvybei. Pirmiausia, tai geležinkelio keliais judantys riedmenys, darbui naudojamos kelio mašinos, įrenginiai. Neigiamą įtaką darbuotojų sveikatai daro ir darbas lauko sąlygomis. Todėl dirbant geležinkelio keliuose ir statiniuose būtina laikytis darbų saugos reikalavimų, tinkamų darbo poilsio režimų ir naudoti atitinkamas saugos darbe priemones. Tokius darbus organizuoti ir atlikti gali tikk reikiamų žinių ir patirties turintys darbuotojai.
Dirbant kelio ir kitus darbus, susijusius su traukinių eismų, leidžiama asmenims, pasitikrinusiems sveikata medicinos įstaigose ir pripažintiems tinkamais tokiems darbams, instruktuotiems kitiems pagal Techninio geležinkelių naudojimo nuostatus, išlaikiusiemsegzaminus ir įsitikinus, kad jie moka šių taisyklių, atitinkamų profesijų ar atliekamų darbų saugos darbe instrukcijų nuorodas, atskirų įrenginių saugos įrenginių ir eksploatacijos taisykles, atestuoti darbų saugos klausimais, turi atsitinkamą profesinę kvalifikaciją, žino pareigybinių nuostatų ar instrukcijų reikalavimus.
Jaunesniems kaip 18 metųų asmenims be pareigų, nurodytų Techninio geležinkelių naudojimo nuostatuose, neleidžiama dirbti kenksmingomis, ar labai kenksmingomis darbo sąlygomis, pavojingus darbus, kurių pavojingi ir kenksmingi veiksniai nustatyti Lietuvos Respublikos Vyriausybės. Be to, draudžiama skirti asmenims, jaunesniems kaip 18 metų, dirbti naktį, poilsio ir švenčių dienomis bei viršvalandinius darbus.
Siekiant užtikrinti saugų darbą, asmenų kviečiamų atlikti tan tikrus darbus keliuose, darbų vadovas prieš darbų pradžią turi juos instruktuoti, organizuoti nuvesti į darbų vietą ir atgal bei atidžiai stebėti darbo metu. Į darbo vietą ir atgal be darbų vadovo, asmenis taip pat gali lydėti ir patyręs kelio darbininkas, bei ne žemesnis kaip 3 kvalifikacijos kategorijos.
Kai darbo aplinka kelia pavojų darbuotojų sveikatai, darbuotojas negali dirbti vienas veikiamas pavojingos aplinkos. Jis privalo būti nuolat stebimas ir turi būti parengtos reikiamos priemonės greitai ir efektyviai pagalbai suteikti.
Visi kelio darbai, išskyrus tuos, kuriuos gali atlikti vienas asmuo, turi būti atliekami vadovaujant ir nuolatos stebint darbų vadovui. Kada kelio darbai atliekami grupėmis po du ir daugiau asmenų, darbų vadovas kiekvienoje grupėje vieną iš labiausiai patyrusių kelio darbininkų paskiria vyresniuoju, kuris atsakingasuž nurodytų darbų saugos reikalavimų vykdimą kiekvienoje grupėje.
Darbų vadovas prieš darbų pradžią ir pasikeitus darbo sąlygoms ar darbų pobūdžiui, darbo metu privalo instruktuoti darbuotojus, susipažindamas juos su rizikos veiksniais ir apsaugoss nuo jų priemonėmis, atliekant paskirtą darbą. Tokio instruktavimo metu turi būti akcentuojami darbo ar elgesio ypatumai, užtikrinant saugą darbe esamomis vietos sąlygomis, instruktažas yra įforminamas registracijos žurnale.
Aplinkosauga
Šiuolaikiniai geležinkeliai jau ne vien priemonė ryšiams palaikyti, jie turi tenkinti ūkinius, ekologinius ir estetinius poreikius. Todėl projektavimo ir tiesimo darbe su inžinieriais turėtų dalyvauti landšafto architektai, ekologai ir kitų mokslų atstovai.
Geležinkeliai ūkiniu požiūriu turi būti tokie, kad jais galėtų sparčiai pravažiuoti traukiniai,kad būtų garantuojamas saugus eismas, ekonomiška statyba ir eksploatacija, kad užimtų kuo mažiau naudingo žemės paviršiaus.
Geležinkeliai tarp kitų inžinerinių statinių išsiskiria aktyviu poveikiu aplinkai. Šios įtakos būdingas bruožas tas, kad jai didžiosios dalies inžinerinių statinių (įmonių, gyvenamųjų, sandėlių ir kitų pastatų) poveikį aplinkai galime vertinti kaip taškinį, sukoncentruotą vienoje vietoje, nes net ir gyvenvietė ar miestas su visą savo poveikių įvairove yra taškinis objektas, tai geležinkelis tarsi voratinklis dengia visą išsivysčiusio krašto teritoriją ir jų daroma įtaka aplinkai didėja tankėjant pačiam geležinkelių tinklui ir intensyvėjant juose judančio transporto srautui. Kuo didesnis bus atstumas nuo geležinkelio linijos, tuo oro ir dirvos užterštumas bus mažesnis, kol susilygina su natūraliu tame rajone esančiu taršos fonu.
Geležinkelių poveikis aplinkai – tai kompleksinis reiškinys, kurio apibrėžti keliais veiksniais neįmanoma dėl jų pasireiškimo aplinkoje įvairovės. Suminį geležinkelio poveikį aplinkaai sukelia geležinkelio tiesimo, geležinkelių eksploatacijos, geležinkelių aptarnavimo infrastruktūros daroma įtaka aplinkai.
Gamtinėje aplinkoje geležinkelis – tai nusavinta juosta, kurios charakteristikos labai skiriasi nuo aplinkos parametrų. Pageležinkelio juostoje paprastai sunaikinama visa iki geležinkelio tiesimo šiame plote egzistavusi natūrali augmenija, dirva, kultūros paminklai ir kiti objektai. Geležinkelio konstrukcija: žemės sankasa, viršutinė geležinkelio konstrukcija, pralaidos, tiltai ir kiti elementai, keičia hidrologinį vietovėsrežimą, gali užpelkėti šalia esantys plotai, išsekti gamtinis vanduo, prasidėti dirvos erozija. Geležinkelis keičia mikroklimatą, sutrigdo nusistovėjusios aeracijos procesus, kerta įprastas laukinių žvėrių ir gyvūnų migracijos kryptis ir takus. Geležinkelis išardo tradicinius ryšius ekosistemose tarp atskirųjų komponentų.
Geležinkelių eksploatacijos metu sukeliamą poveikį aplinkai sąlyginai galima suskirstyti į dvi grupes pagal procesus, kurie sąlygoja jų kilimą tai: riedmenų poveikis ir geležinkelių priežiūros daroma įtaka supančiai aplinkai. Riedmenų įtaka aplinkai sudaro ingradienitinis (medžiagomis ir cheminiais junginiais) ir parametrinis (triukšmų, šiluma) aplinkos teršimas bei gamtos išteklių sąnaudos.
Riedmenų (šilumvežių) išmetamų dujų kiekis tiesiogiai proporcingas sunaudojamų degalų kiekiui. Didėjant degalų sąnaudoms,didėja oro užterštumas degimo produktų liekanomis.
Degalų sąnaudos priklauso nuo geležinkelio charakteristikų (išilginio profilio ir kt.)
Teritorijos, kurioje oras užterštas išmetamosiomis dujomis iš vidaus degimo variklų, dydis priklauso nuo aeracijos sąlygų, kurias nulemia reljefas, miškingumas, užstatymo aukštis, vyraujančių vėjų krypties ir kelio ašies kampas bei kiti veiksniai.
Energijos virsmai traukos mechanizmuose, kaip ir bet kurioje kitoje mašinoje, pagrįsti energijos išsklaidymu aplinkoje. Didžioji dalis jos paverčiama mechanine judėjimo energija ir šilumos nuostoliais. Be šių energijos išsklaidymo būdų, egzistuoja ir energijos perdavimas aplinkai triukšmu, elektromagnetinėmis bangomis, vibracija. Kiekybine išraiška šie energijos išsklaidymo būdai nėra dideli bend
rame energijos balanse, tačiau jų poveikis žmogaus sveikatai, geležinkelio aplinkos ekosistemoms gali būti labai didelis.
Tiesiant geležinkelius, naudojami dideli kiekiai nerūdinių medžiagų: skaldos, žvyro, smėlio ir kitų. Šios medžiagos kasamos karjeruose, perdirbamos sodrinant akmenskaldėse, sandėliuojamos specialiose aikštelėse. Visuose technologiniuose procesuose nuo uolienų paėmimo karjere iki reikalingo produkto gavimo ir jo paklojimo kelio konstrukcijoje išskiriamas didelis kiekis dulkių ir nuodingų dujų, kurių koncentracijos dažniausiai didesnės už leistinas.
Vykdant geležinkelių tiesimo darbus, oras teršiamas variklių išmetamosiomis dujomis kurios patenka į aplinką iš geležinkelių tiesimo mmašinų ir įrengimų variklių.Šie, kaip ir triukšmo, šilumos bei kiti poveikiai aplinkai analogiški tiems, kuriuos sukelia geležinkelio riedmenų traukos mašinos. Kur kas didesnes pasekmes geležinkelių tiesimo darbų metų aplinkoje sukelia žemės paviršiaus pažeidimai. Netobulos technologijos, o dažnai ir jų nesilaikymas tiesiant geležinkelius spartina erozijos procesus, prarandamas derlingas dirvožemio sluoksnis, pažeidžiami augalai, ypač medžiai ir krūmai, kurių savaiminio biologinio atsistatymo procesas ilgas. Geležinkelių tiesimo darbų metu su pageležinkelių juosta besiribojančioje aplinkoje dažnai pakeičiamas hidrogeologinis režimas, pažeidžiamos natūralių ar agroekologinių sistemų gyvavimo ssąlygos. Tiesiant geležinkelius, pastebimas ir tiesioginis paviršinių ir gruntinių vandenų teršimas. To priežastis dažniausiai būna dirvos erozijos metu išplaunamos dalelės, kurios patenka į vandens telkiniusir keičia jų skaidrumą.
Geležinkelio keliamo triukšmo neigiamoms pasekmėms išvengti arba bent sumažinti, eismo saugumui pagerinti numatomi nnatūralūs barjerai: geležinkeliai pravedami atokiai nuo gyvenviečių, sodybų, nesusijusių su geležinkelio eksplotacija visuomeninių pastatų, masinio poilsio vietų. Triukšmą efektyviai sumažina racionalus geležinkelio skersinių profilių ir pageležinkelio juostos panaudojimas. Triukšmą sumažina lygiagrečiai geležinkeliui esantys : vandens telkiniai, miškai, želdiniai, reljefas. Želdinių reikšmė yra įvairi: techniška, ekologinė ir estetinė. Medžiai ir krūmai apsaugo geležinkelius nuo sniego, sutvirtina iškasų ir pylimų gruntą, padeda apsaugoti geležinkelį nuo paplovimo.
Visiškai pašalinti geležinkelių tinklo ir su juo susijusios infrastruktūros neigiamo poveikio neįmanoma, tačiau būtina imtis priemonių šiam poveikiui sumažinti ir jį reguliuoti.Šį tikslą galima pasiekti įgivendinant kompleksą priemonių, kurios turi apimti ir techninius bei teisinius organizacinius aspektus. Techinėmis priemonėmis reikia laikytis optimalių geležinkelio charakteristikų: išilginio profilio, aeracijos galimybių, vandens nuvedimo sistemų suprojektavimą ir įrengimą. Antroji aplinkosaugos techninėmis ppriemonėmis kryptis – tai specialių užteršto oro, nutekamųjų vandenų valymo, dirvožemių nukenksminimo, atliekų tvarkymo ir panašių technologijų bei atitinkamų techninių priemonių kūrimas ir taikymas kelio inžineriniuose statiniuose, geležinkelių tiesimo, geležinkelių statybinių medžiagų gamybos kompleksuose, riedmenų techninio aptarnavimo infrastruktūroje. Teisinesaplinkosaugos priemones sudaro tarptautiniai ir valstybiniai dokumentai, reglamentuojantys aplinkos apsaugą ir gamtinių išteklių racionalų naudojimą, piliečių organizaciją, valstybių pareigas ir teises šioje srityje.
Išvados ir rekomendacijos
Kursinis projektas „Kelio trasos AB projektavimas“ parengtas, remiantis kursinio projekto užduotimi, metodikos nurodymais ir normatyvinių dokumentų reikalavimais. Suprojektuotos ggeležinkelio trasos ilgis – 3470 m. Kursiniame projekte išspręsti šie uždaviniai: Atliktasgeležinkelio linijos plano elementų skaičiavimas ir sudarytas trasos planas. Remiantis normomis ir standartais sudarytas geležinkelio linijos išilginis profilis. Aptarti darbų saugos ir aplinkos apsaugos klausimai.
Naudotos literatūros ir šaltinių sąrašas
1. K. Sakalauskas. Geležinkelių projektavimas. Vilnius:Technika, 2012.
2. Geležinkelio kelio priežiūros taisyklės. K/111. Vilnius: Leidybos centras, 2000.
3. I. Podagėlis, I. Povilaitienė. Geležinkelių inžinerija. Viršutinė bėgių kelio konstrukcija. Vilnius, Technika, 2006,
4. Sakalauskas K. ir kt. Geležinkelių inžinerija. 2 d. Vilnius: Technika, 2000.
5. Kelio ir statinių remonto bei priežiūros darbų saugos ir gamybinės sanitarijos taisyklės. K/128 / SPAB “Lietuvos geležinkeliai”, 2000.
