Метод «опорных элементов».

Методы трассирования.

Методы «однозначно определенной оси».

Методы «однозначно определенной оси» реализуют, как правило, на основе принципа «тангенциального трассирования». Феномен широкой применимости этого принципа можно объяснить тем, что для проектировщиков этот принцип привычен и потому более понятен, методы на его основе просты в расчетах и обеспечивают предельную экономичность полевого этапа работ.

Рассматривая детально этот принцип трассирования, можно заметить, что при «тангенциальном трассировании» трасса характеризуется ломаной линией, в изломы которой вписаны кривые. Отрезки прямых представляют собой касательные к кривым, поэтому можно говорить о ломаной как о тангенциальном ходе (полигоне). Полевое трассирование состоит, при этом, в последовательном вешении прямых линий тангенциального хода, отыскании и закреплении его вершин, измерениях углов поворота и расчетах пикетажного положения главных точек трассы (НК - начало кривой, КК - конец кривой, СК - середина кривой и т.д.) при заданных значениях радиусов закруглений. Рациональным в таком подходе является то, что ошибки, возможные при вписывании тех или иных кривых, не оказывают влияния на достоверность расчетов последующих кривых.

С принципом «тангенциального трассирования» практически однозначно связано то обязательное условие, что геодезические изыскания выполняют по «пикетному методу». Его суть заключается в следующем: при измерении линий теодолитного хода с помощью мерной ленты на этой линии закрепляют, как правило, пикеты (стометровые отрезки) и характерные точки трассы (водоразделы, лога, пересечения с автомобильными дорогами и инженерными коммуникациями и т.д.) и главные точки трассы. На каждом последующем отрезке ломаной пикетажное положение точек трассы устанавливают с учетом величины домера для каждой вписанной кривой в соответствующий угол поворота трассы. Далее перпендикулярно закрепленным точкам осуществляют съемку поперечных профилей на ширину полосы отвода. Таким образом, тангенциальный ход предопределяет очертания трассы и является основой для всех последующих геодезических работ. Естественно, что изменение или корректировка этой основы на этапе камеральных работ практически невозможна.

Метод «опорных элементов».

Основные принципы, соблюдаемые при автоматизированном проектировании плана трассы, состоят в следующем: обязательное использование принципов клотоидного трассирования (принцип «гибкой линейки»); детальная, многовариантная проработка трассы с сопоставлением вариантов по основным показателям и выбором наилучшего решения; обеспечение зрительной плавности и ясности трассы и согласование ее с ландшафтом.

При системно автоматизированном проектировании собственно этап трассирования неразрывно связан со всеми последующими этапами проектирования автомобильной дороги и в значительной степени от них зависит. Общая этапная последовательность автоматизированного проектирования плана автомобильных дорог состоит в следующем:

отработка эскизного варианта трассы. С помощью гибкой линейки - сплайна либо от руки сообразно рельефу и ситуации на крупномасштабном плане наносят плавную линию очередного варианта трассы;

автоматизированное проектирование плана трассы. Выполняют компьютерный расчет геометрических элементов плана, координат магистрального хода, координат главных точек (НК, СК, КК и т.д.), пикетов и промежуточных точек и т.д.;

подготовка черного профиля земли по оси дороги. Черный профиль готовят по фиксированному плану варианта трассы с использованием цифровой модели местности ЦММ;

проектирование продольного профиля. Используя профиль земли по оси дороги, а также другие необходимые данные, устанавливают компьютерным расчетом оптимальное (или рациональное) положение проектной линии продольного профиля;

оценка полученного решения по основным показателям. Вариант оценивают по объемам работ, строительной стоимости, транспортно-эксплуатационным расходам, стоимости отвода земель, затратам на борьбу со снегозаносами, уровням удобства и безопасности движения, эстетическим критериям и т.д.;

корректировка плана трассы с последующим повторным проектированием. На основе всесторонней оценки запроектированного варианта трассы, когда проектировщик не удовлетворен теми или иными показателями (большие объемы работ, высокая строительная стоимость, необеспеченная на некоторых участках зрительная плавность и ясность трассы, высокие транспортно-эксплуатационные расходы, необеспеченная видимость, недопустимо высокие значения итоговых коэффициентов аварийности или слишком низкие значения коэффициентов безопасности и т.д.), недостатки проектного решения устраняют путем корректировки плана трассы (в отдельных случаях только продольного профиля) с последующим повторным проектированием варианта дороги.

Метод «опорных элементов» является одной из разновидностей «методов однозначно определенной оси» впервые разработан в 60-х годах в Германии. В нашей стране метод реализован в виде пакета прикладных программ Союздорпроекта и состоит в том, что с помощью шаблонов круговых кривых и линейки устанавливают положение опорных элементов (прямых и круговых кривых), наилучшим образом аппроксимирующих эскизную трассу автомобильной дороги (рис. 28.2) и в последующей аналитической их увязке.

Рис. 28.2. Представление опорных элементов по эскизным вариантам плана трассы

К опорным элементам относят прямые и круговые кривые, которые сопрягаются между собой посредством соединительных элементов - клотоид и отрезков клотоид. Опорные элементы могут быть заданы в общей системе координат фиксированно, полуфиксированно и свободно (рис. 28.3).

Фиксированным считают элемент, для которого определены его тип (прямая, либо круговая кривая), радиус и положение в общей системе координат, не допускающее его перемещения в плане (см. рис. 28.3, а).

Полуфиксированным считают элемент, для которого определены его тип и положение в общей системе координат, допускающее вращение вокруг какой-либо его точки (см. рис. 28.3, б).

Свободным считают элемент, для которого задан его тип, но не определено положение в общей системе координат (см. рис. 28.3, в).

Рис. 28.3. Способы задания опорных элементов:
а - фиксированные; б - полуфиксированные; в - свободные

Предусмотренная возможность задания опорных элементов не только фиксированно, но полуфиксированно и свободно сильно облегчает задачу увязки смежных элементов и позволяет принимать округленные значения параметров или длин соединительных кривых.