Проектирование неполных транспортных развязок

9. Проектирование неполных транспортных развязок

Неполные транспортные развязки допускают пересечение транспортных потоков на второстепенных дорогах Iв, II, III, IV и V категорий и применяются с целью уменьшения стоимости их строительства по сравнению с полными транспортными развязками. Ряд схем неполных транспортных развязок  приведен на рисунке 5.4.

9.1. Проектирование транспортной развязки «неполный клеверный лист»

с тремя левоповоротными соединительными ответвлениями

По условиям ситуации на местности и при малой интенсивности движения автомобилей, поворачивающих налево и направо, на пересечении типа «полный клеверный лист» могут отсутствовать левоповоротное и правоповоротное соединительные ответвления (например, ЛПО2 и ППО2 (рис. 9.1)).

Рис. 9.1. Схема транспортной развязки «неполный клеверный лист» с тремя ЛПО: 1 – неполное правоповоротное соединительное ответвление НППО; 2 – неполное левоповоротное соединительное НЛПО; 3, 4 – автомобили, поворачивающие налево с главной дороги на второстепенную;4 – автомобили, поворачивающие направо с второстепенной дороги на главную.

В случае, представленном на рисунке 9.1 для поворота направо автомобиля 4 взамен ППО2 предусматривается неполное правоповоротное соединительное ответвление (НППО) 1, а для поворота налево автомобиля 3 взамен ЛПО2 проектируется неполное левоповоротное соединительное ответвление (НЛПО) 2. Для поворота направо автомобиля 4 движется по второстепенной дороге далее поворачивает налево на НППО и движется по НППО, ЛПО1 и выходит на главную дорогу. Автомобиль 3 для поворота налево проходит по правоповоротному соединительному ответвлению ППО1, далее по неполному левоповоротному  соединительному ответвлению (НЛПО) 1 и поворачивает налево на второстепенную дорогу.

Проектирование транспортной развязки «неполный клеверный лист» с тремя ЛПО включает проектирование полных левоповоротных соединительных ответвлений ЛПО (ЛПО1, ЛПО3, ЛПО4), правоповоротных соединительных ответвлений ППО (ППО1, ППО3, ППО4) и неполных соединительных ответвлений НППО и НЛПО.

В начале проектируют левоповоротные и правоповоротные соединительные ответвления по методике, изложенной ране в разделе 8. Далее проектируют правоповоротные 3 и левоповоротные 4 неполные соединительные ответвления (рис. 9.2).

Рекомендуемые материалы

Рис. 9.2. Схема расположения неполных правоповоротных 3 и левоповоротных 4 соединительных ответвлений.

3,

9.1.1. Проектирование неполного правоповоротного

соединительного ответвления.

Проектирование неполного правоповоротного соединительного ответвления (НППО) включает проектирование плана, продольного и поперечного профилей.

План неполного правоповоротного соединительного ответвления НППО (рис. 9.3) состоит из прямой КЕ и переходной кривой КN₂ длиною L₁. Длина переходной кривой L₁ назначается в соответствии с радиусом R круговой кривой ЛПО1.

Рис. 9.3. План ЛПО1 и НППО: 1, 2 – оси пересекающихся дорог № 1 и № 2; 3 – ось полосы, на которой начинается ЛПО1; 4 – ось полосы, на которой заканчивается ЛПО1.

Длина прямой КЕ (рис. 9.3) равна

КЕ = R + P – t₁,                                                       (9.1)

где P – сдвижка круговой кривой на ЛПО1 при введении переходной кривой АВ длиною L;

     X₁N₂ – определяется по формуле (4.11)

       t₁    -  смещение начала круговой кривой радиуса R  при введении переходной кривой 

                 EN₂, определяется по формуле (4.11)

НППО начинается в точке К на пересечении прямой О₂Е и кромки полосы движения второстепенной дороги. Пикетное положение начала НППО на оси дороги 2 (рис. 9.2, 9.3)

PК2(O₂) = PK2(A) ± (Am  + R + P₁),                     (9.2)

где PK2(A) – пикетное положение начала ЛПО1;

      P₁ – сдвижка круговой кривой ЛПО1 при введении переходной кривой EN₂.

Знак “+” или “-” в формуле (9.2) зависит от направления пикетажа по дороге 2. Величина Am определяется из треугольников PmO₁ и nBO₁, принимая mn = Ув (рис. 9.3.) и nО₁ = R∙Cosβ

Am = (Ув + R∙Cos β) Ctg(0,5 α) - PA,                    (9.3)

где Ув – координата конца переходной кривой АВ длиною L;

      β = 0,5 L/R – угол переходной кривой АВ, в радианах;

      α – угол пресечения дорог;

      PА – расстояние, вычисленное при проектирование ЛПО1 по формуле (8.6)

Пикетное положение конца НППО (точка N₂, рис. 9.3)

PК НППО(N₂) = KE  + L₁,                                      (9.4)

где KE – по формуле (9.1).

                              

Пикетное положение конца НППО (точка N₂) на левоповоротном соединительном ответвлении ЛПО1.

PК ЛПО1(N₂) = L + R (π/4 – β + β₁),                     (9.5)

где β₁ = 0,5 L₁/R – угол переходной кривой ЕN₂, в радианах.

При проектировании продольного профиля НППО контрольными точками являются точка К (точка пересечения оси НППО (рис. 9.2) и кромки полосы 3 (рис. 9.3)) и точка К’ на оси НППО, в которой на поперечных сечениях НППО и ЛПО1 бровки обочин сходятся (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Схема к определению положения точек K’ и N₁: 2 – ось НППО; 3- ось ЛПО1.

Пикетное положение контрольной точки К’ на неполном правоповоротном соединительном ответвлении НППО.

PК НППО(К’) = РК НППО(N₂) – Х₂N₂ – X₂n₁ ,              (9.6)

где PK НППО(N₂) – пикетное положение конца НППО, определяется по формуле (9.4);

      Х₂N₂ – координата точки N₂ в системе Х₂У₂; вычисляется по формуле

                                     Х₂N₂ = R∙sinβ₁.

где  β₁- угол, занимаемый дугой S₂ (β₁=S/R).

Для определения величины Х₂ n₁ (рис. 9.4), вычислим предварительно длину дуги S₁, решая из  системы уравнений (9.7) , (9.8) и (9.9)

S₁ = R arcCos [(R – Уn₁)/R] – n₁N₁,                          (9.7)

n₁N₁ = (a + вл/2)∙tg (S₁/R),                                      (9.8)

Уn₁ = вп/2 + a + (a + вл/2)/Сos (S₁/R) – P₁,                        (9.9)

где а, вп, вл – ширина обочин и проезжей части НППО и ЛПО1.

Пикетное положение поперечника 1-1 (рис. 9.4, точка N₁) на ЛПО1

                                   РК ЛПО1(N₁) = РК ЛПО1(N₂) – S₂ – S₁,              (9.10)

где РК ЛПО1(N₂) – по формуле (9.5);

       S₁ – длина дуги N₁N_o по формуле (9.7);

       S₂- длина дуги N_oN₂ (S₁ = R∙β₁).

Проектная линия неполного праповоротного соединительного ответвления НППО расчитывается с учетом контрольных отметок в точках К и К’ (рис. 9.5.)

Нк = Н₀₂ - i_n∙в;                                                        (9.11)

Нк’ = Н_N1 + i_в (0,5 вл + 2а) + 0,5вп∙i_n,                  (9.12)

где Н₀₂ – отметка проектной линии дороги 2 (рис. 9.3) на РК2(О₂);

      в – ширина полосы дороги 2;

      Н_N1 – отметка проектной линии на ЛПО1 на пикете РК ЛПО1(N₁);

      i_в, i_n – уклоны виража на ЛПО1 и проезжей части на НППО.

 

Продольный уклон проектной линии НППО в точке К не более 40 ‰, а в точке К’ он принимается равным продольному уклону проектной линии ЛПО1 на пикете РК ЛПО1(N₁) по направлению к концу ЛПО1.

9.1.2. Проектирование неполного левоповоротного соединительного ответвления

Неполное левоповоротное соединительное ответвление (НЛПО) начинается на ППО1 (рис.9.1) в точке Д’ (рис. 9.2), являющейся началом переходной кривой закругления на ВУ2. НЛПО состоит из закругления малого радиуса АВСД и прямой ДК’ (рис. 9.5). Величине радиуса круговой кривой R_н принимается такой, чтобы длина прямой ДК’ была не менее 20 м. Величины радиусу R_н соответствует длина переходной кривой L_н. Значение радиуса R_н определяется из этого условия подбором.

Рис.9.5 План левоповоротного соединительного ответвления :1- ось полосы движения, с которой начинается ЛПО1 (рис.2) ;3- кромка проезжей части дороги 2; 4- ось ППО1(рис.1)

Длина прямой ДК’ определяется по формуле

ДК’ = [(T + t) – (T_н + t_н)] Cos(α/2) – (T_н +t_н) – в/2,            (9.13)

где T, T_н – тангенс круговой кривой на ВУ2 и ВУН;

       t, t_н – смещение начала переходной кривой на закруглениях ВУ2 и ВУН;

       α – угол пересечения дорог;

       в – ширина полосы движения дороги 2.

Пикетное положение начала НЛПО на ППО1 (рис. 9.2)

РК ППО1(А) = РК ППО1(А’) – (2L + К_о),                                  (9.14)

где РК ППО1(А’) – пикетное положение конца ППО1, вычисляется при проектировании ППО1;

      L, К_о – длина переходной и круговой кривых на закруглении ВУ2.

Пикетное положение конца НЛПО

РК НЛПО(К’) = 2L_н + К_н + ДК’,                                      (9.15)

где К_н – длина круговой кривой ВС (рис. 9.5).

Пикетное положение конца НЛПО на дороге 2

РК2(К’) = РК2(ВУ) ± (T + t – T_н – T_н) Sin(α/2),                 (9.16)

где РК2(ВУ2) – пикетное положение вершины угла поворота ВУ2 на ППО1.

Контрольными точками проектной линии являются точки К’ (пересечение кромки проезжей части 3 (рис. 9.6) и оси НЛПО) и точка К (рис. 9.7).

Рис. 9.6. Схема к определению отметки H_k: 1-вариант проектной линии  НЛПО

В поперечном сечении проезжей части НЛПО, проведенном через точку К, кромки проезжей части НЛПО и ППО1 расходятся. Для определения положения точки К на НЛПО и точки n на ППО1 принимается длина дуги НЛПО и длина дуги ППО1 таким образом, чтобы координата Xi была одинакова для их. Далее вычисляется значение координаты Ул для НЛПО и Уп для ППО1. Сумма этих координат должна быть (рис. 9.6.,а)

Ул + Уп = 0,5 (вл + вп),                                                     (9.17)

Если условие (9.17) не выполнено, то принимают новое значение длин кривых и повторяют расчеты до выполнения условия (9.17).

Рис. 9.7. Схема к определению положения точки К на НЛПО.

Пикетное положение точек К и n

РК НЛПО(К) = Ак;  РК ППО1(n) = РК ППО1(Д’) + Д`n, (9.18)

Контрольные отметки в точках К`(рис.9.6) и К на НЛПО (рис. 9.7,в)

Нк` = Н₀₃ – 0,5 в i_п;

Нк = Нп + 0,5 вп i_пр – 0,5вл i_л,                                          (9.19)

где Н₀₃ – проектная отметка дороги 2 на пикете РК2(О₃);

      Нп – отметка проектной линии ППО1 на пикете РК ППО1(n);

      i_пр, i_л – поперечные уклоны проезжей части НЛПО и ППО1 в точках К и n.

9.2  Проектирование транспортной развязки «неполный клеверный лист»

с двумя левоповоротными  соединительными  ответвлениями.

               

                Рис. 9.8 Схема транспортной развязки «неполный клеверный лист» с двумя ЛПО

            С целью уменьшения  стоимости строительства транспортной развязки  при соответствующем технико-экономическом обосновании могут проектироваться только два  полных левоповоротных  соединительных ответвления  ЛПО1 и ЛПО3 (рис.9.8), предназначенные для  поворота налево с направления второстепенной дороги АВ на направление главной  ДС и для поворота с направления ВА  второстепенной дороги на направление СД главной . Для поворота направо с главной дороги предусматриваются модифицированные  правоповоротные соединительные ответвленияМППО1 и МППО2. Для поворота налево с направления ДС главной дороги на направление ВА используется модифицированное  правоповоротное  соединительное ответвление МППО1, а для поворота налево с направления СД главной дороги на направление АВ  второстепенной МППО3.

            Для поворота направо с направления АВ  второстепенной  дороги на направление ДС главной используется  неполное правоповоротное соединительное  ответвление 1 и далее по ЛПО1. Для поворота направо с поворота ВА  второстепенной дороги на направление ДС главной дороги используется неполное правоповоротное соединительное  ответвление  1 (рис. 9.10)  и часть ЛППО3, начиная от точки N₂.

            В точки О₂ иО₄ на второстепенной  дороге проектируется  примыкание НППО1 и МППО к дороге АВ, являющейся  на примыкании главной . На дороге АВ в зависимости от интенсивности движения поворачивающих налево  и направо автомобилей  могут предусматриваться  дополнительные полосы (накопительные, разгона, торможения).

                Левоповоротные  соединительные ответвления ЛПО1, ЛПП3 (рис.9.8) проектируются по методике, применяемой в случае транспортной развязки «полный клеверный лист». Неполное  правоповоротное  соединительное ответвление1 (рис.9.8) проектируется по методике, изложенной в § 9.1.1.

9.2.1 Проектирование модернизированных правоповоротных соединительных

ответвлений МППО.

           

            План модернизированного  правоповоротного  соединительного ответвления (рис.9.11)  состоит из закругления  малого радиуса на ВУ1 (переходная кривая АВ, круговая ВС и переходная СД), прямой ДN₃, переходной кривой.

Рис. 9.9 Схема элементов модернизированного правоповоротного соединительного  ответвления МППО           N₃N₄, круговой кривой N₄N₅, переходной кривой  N₅E₁ и прямой E₁K`.

            Поперечный профиль  проезжей части – вираж на  участках круговых кривых ВС и N₄N₅ , а также на участках переходных кривых N₃N₄ и N₅E₁, до разделения  МППО и ЛПО. На прямой ДN₃ поперечный профиль односкатный с поперечным уклоном  i_n  в сторону ЛПО. На прямой ЕК` - совмещена  проезжая часть с полосой неполного  правоповоротного  соединительного ответвления КЕ (рис.9.9) имеет двухскатный поперечный профиль. Переход от виража  к  поперечным уклонам на прямых осуществляется  устройством отгона виража. Для определения вершины угла  поворота ВУ1 вычисляется величина  РВУ1(рис.9.9.)

                                   РВУ1= (РО₁+R_п+Р₃) / ctg(a/2),                               (9.20)

где РО₁ – величина, вычисляемая по формуле (8.9);

        R_п   - радиус круговой кривой на участке N₄N₅;

        Р₃ – сдвижка круговой  кривой N₄N₅от введения переходной кривой N₃N₄ длиною L₃;

 

            Радиус  круговой кривой    R_п   равен:

           

                                           R_п =R+0,5(в_л+в_п),                                             (9.21)

где  R – радиус круговой кривой ЛПО;

        в_л, в_п – ширина полосы движения на НЛПО и на МППО.

            Длина переходной кривой L₃ назначается по величине радиуса R_п.

            Пикетное положение  ВУ1 и начала МППО на дороге №1

                        РК1(ВУ1)=РК1(О)± С₁ ± РВУ1,                                        (9.22)

                        РК1(А)= РК1(ВУ1)±(Т+t),                                                  (9.23)

где  РК1(О) -             пикетное положение точки пересечения осей дорог на дороге №1;

        С₁-  смещение точки пересечения Р полос движения  относительно точки О (рис. 9.9), 

               вычисляется по формуле (   ).

            Длина прямой ДN₃ МППО  равна :

                        ДN₃= РВУ1 sin(a/2)-(Т+t)-t_3,                                               (9.24)

Пикетное положение конца МППО  на дороге № 2 (точка О₄, рис. 9.9)

                        РК2(О₄)=РК2(О₂)±0,5(в_л+в_п),                                             (9.25)

где  РК2(О₂)  - пикетное положение  начала  неполного  правоповоротного   

                          соединительного  ответвления 1 (рис 9.8), определяется по формуле (9.2);

        в_л, в_п – ширина полосы движения на НЛПО и на МППО.

Знаки «+» или «-»  в формулах (9.22) , (9.23) и (9.25) зависят от направления пикетажа.

9.3 Проектирование транспортной  развязки  с одним левоповоротным

соединительным  ответвлением.

            В случае дорог Iв, -V  категорий допускается пересечение транспортных потоков . С целью уменьшения стоимости  транспортной развязки  возможны  следующие  схемы транспортных развязок (рис. 9.10) с одним левоповоротным  соединительным  ответвлением по типу ЛПО  на транспортной развязке  «неполный клеверный лист», с его упрощением, приведенным на рисунке 5.5

            Рис. 9.10 Схемы неполных  транспортных  развязок с одним ЛПО.

            Движение транспортных потоков  по прямому направлению  пересекающихся дорог  происходит в разных уровнях. Точки пересечения транспортных потоков так же осуществляют  на одном левом и одном правом  поворотах. Так, на схеме, представленной на рисунке 9.10.а, отсутствуют также пересечения потоков  при повороте налево с направление СД на направление ВА, а при повороте направо  с направления ВА на направление СД. На остальных трех направления при повороте налево или направо происходит пересечение потоков автомобиле, поворачивающих  налево или направо, с потоками автомобилей, движущихся по прямому направлению, как на примыкании дорог (в одном уровне).

            Для улучшения  условий движения  по прямому направлению могут применяться дополнительные  полосы и направляющие островки . На рисунке 9.11  представлена схема транспортной развязки с одним ЛПО , на которой  предусмотрены  накопительные полосы длиною S_тн, и направляющие  островки. Проектирование плана примыканий ЛПО  к пересекающимся дорогам осуществляется по методике, изложенной в §4.4. Оба примыкания соединяются с помощью закругления  малого радиуса (круговая и переходные кривые).

            Пикетное положение  оси примыкания  на дороге, проходящей в верхнем уровне (точка О₁, рис. 9.11):

                                   РК1(О₁)= РК1(О) ± (Ln/2+l₁+l₂+S_тн+t₁)                  (9.26)

где РК(О)- пикетное положение точки  пересечения  осей дорог;

       L_n- длина путепровода;

       l₁,l₂ – размеры островков наполнительной полосы (табл.4.6);

       t₁- по формуле (4.20);

       S_тн- длина накопительной полосы (табл.4.3);

Пикетное положение  оси примыкания на дороге, проходящей  в нижнем уровне(точка О₂, рис.9.11)

                                   РК2(О₂)= РК(О) ± (р+l_k+l₃+T +t )    ,                       (9.27)

где p – расстояние от оси дороги до центра каплевидного  островка, определяется по 

            формуле (4.21)                                                                    

       l_k,l₃- по таблице 4.6;

       T ,t – по формулам (4.12) и (4.11) в зависимости от радиуса круговой кривой R и длины переходной кривой L, назначаемой по величине радиуса R.

Проектная линия ЛПО назначается  с учетом  контрольных отметок в точках К ( рис.9.11), являющихся точками  пересечения оси примыкания и внешней кромки проезжей части  дорог, к которой примыкает ЛПО. Отметки контрольных точек определяются с учетом проектных отметок пересекающихся  дорог с точками О₁ и О₂, поперечного уклона их проезжей части  и ее ширины на поперечниках в точках О₁ и О₂. Максимальный продольный уклон проектной линии 40%_○. Поперечный профиль ЛПО: на  участке круговой кривой радиуса R- вираж, на переходных кривых   закругления малого радиуса- отгон виража, на остальных участках- двухскатный с уклоном I_n.

Рис. 9.11 Схема  транспортной развязки  с одним ЛПО, при наличии   

                 накопительных полос и островков безопасности

9.4 Особенности проектирования  транспортной развязки типа «ромб».

            Общая схема неполной транспортной развязки типа «ромб»  приведена на рисунке 5.4.а. По этой схеме транспортные потоки  прямого направления  проходят в разных уровнях с помощью путепровода . точки пересечения потоков отсутствуют также и на главной дороге. На второстепенной дороге транспортные потоки прямого направления  и  поворачивающие налево с второстепенной и с главной  дороги. Для повышения безопасности движения на ТР типа «ромб» могут  проектироваться  дополнительные полосы и направляющие островки в зависимости от интенсивности движения (категории дороги) . Так, на схеме ТР типа «ромб», приведенной на рис. 9.12, имеются накопительные полосы длиной S_тн и островки безопасности второстепенной дороге и полосы торможения и разгона на главной. Соединительные ответвления СО1 и СО3 предназначены для автомобилей, поворачивающих налево и направо с главной дороги, а СО2 и СО4 для поворота направо и налево с второстепенной .

                        Рис. 9.12. Схема  ТР типа «ромб» с дополнительными полосами

            Пикетное положение  конца  соединительных ответвлений СО1 и СО3 на второстепенной дороге (начало СО4 и СО2):

                        РК2(М₁)= РК2(О) ±(S_тн + S_o/2 + t₁) ,                                  (9.27)

                                                            

РК2(М₁)= РК2(О) +(S_тн + S_o/2 + t₁) ,                                  (9.28)

В лекции "12 Учетная политика, изменения в расчетных оценках и ошибки" также много полезной информации.

где РК2(О)- пикетное  положение  точки пересечения осей дорог  №1 и №2 ;

       S_тн- длина накопительной полосы, определяется по табл. 4.3;

       S_о- длина отгона укрепления (таблица 4.4);

        t₁- расстояние определяется по формуле (4.20).

            Пикетное положение начала соединительных ответвлений  СО1 и СО3 , конца СО2 и СО4 (рис. 9.12) определяется подбором исходя из возможности проектирования  продольного профиля  соединительных ответвлений с максимальным уклоном  50%_○.

            Контрольные отметки в точках К₁, К₄`, К<sub>3</sub>  и К<sub>2</sub>` определяют по методике, изложенной  в § 8.1.2. Контрольные отметки проектной линии  СО1 на пикетах  РК₂(М₁) и РК₂(М₂) определяются с учетом  проектных отметок дороги № 2 в точках  М₁ и М₂ поперечного уклона  и ширины проезжей части. Поперечные профили проезжей части  прямолинейных участков  соединительных ответвлений односкатные с уклоном I_п  в направлении  от  дороги № 1.