PUTEVI I ŽELJEZNIČKE PRUGE

Transcript

1 V Predavanje PUTEVI I ŽELJEZNIČKE PRUGE Vertikalno vođenje trase puta Računska brzina Proračun zaustavnog puta Mr Katarina Mirković 1

2 Podužni profil puta Kada se trasa puta presiječe, podužno po njenoj osovini jednom vertikalnom ravni, dobija se podužni (uzdužni) profil puta. Na podužnom profilu javljaju se dvije karakteristične linije: 1. linija terena je izlomljena linija koja predstavlja konfiguraciju terena u osovini puta. 2. niveleta je prava linija koja je sačinjena od zamišljenih tačaka na sredini kolovoza tj. na osovini puta. nulte tačke predstavljaju presječne tačke nivelete i nulte linije. Iznad nivelete uočavaju se dionice puta u usjeku, a ispod nivelete, do linije terene, uočljive su dionoce terena u nasipu. 2

3 3

4 Vertikalna osovina je sačinjena od: Vertikalnih krivina (konkavnih i konveksnih) i tangentnih dionica između njih. Konveksa Konkava Tj. uzdužni profil trase se dobija kombinacijom vertikalnih krivina (konveksnih i konkavnih) i tangentnih pravaca. Radijusi krivina i podužni nagibi tangentnih pravaca moraju zadovoljiti granične vrijednosti (min i max). 4

5 Nagib nivelete Podužni nagib puta ili nagib nivelete (i n ) je određen odnosom visine H koju je potebno savladati i odgovarajuće dužine puta. Taj odnos nivelete prema horizonzali se naziva nagib nivelete i predstavlja tangens ugla koji niveleta zaklapa sa horizontalom. i n =H/L=tgα Nagib nivelete (podužni nagib puta) se izražava u procentima i predstavlja visinsku razliku u metrima na svakih 100m dužine. 5

6 Nagib nivelete zavisi od: Računske brzine Konfiguracije terena Visinske razlike mjesta koja se povezuju Vodenih tokova Vrste saobraćaja itd. Granični uslov za podužni nagib i n : min i n i n max i n Generalno, niveletu je poželjno voditi što manjim nagibom, kako bi se obezbijedilo kretanje vozila usvojenom brzinom, a da pri tome motor bude što manje opterećen pri savladavanju uspona. 6

7 Minimalni nagib nivelete min i n dionice u pravcu i na nasipu, gdje nije spriječeno bočno oticanje moguće je projektovati čak i sa horizontalnom niveletom i n = 0% s tim da se obezbijedi poprečni nagib. Na dionicama u usjeku odvodnjavanje se rješava rigolama ili kanalima uz obezbjeđivanje min i n = 0,3% za betonske profilisane elemente i min i n = 0,5 % za zatravljene kanale segmentnog oblika minimalnu vrijednost nagiba nivelete treba posmatrati kao rezultujući nagib sastavljen od vektorskog zbira nagiba nivelete i sekundarnog podužnog nagiba (nagiba rampe vitoperenja), mini N ~0.8% 7

8 Maksimalni nagib max i n Max i N predstavlja gornju granicu na koju utiču uslovi vuče, troškovi građenja i eksploatacioni faktori. Povećanjem nagiba puta: smanjuju se investicioni troškovi, povećavaju troškovi eksploatacije nepovoljno utiču na propusnu moć puta 8

9 U primjeni max i N bitan faktor je dužina puta na kojoj vlada taj nagib, odnosno primjena maksimalnog nagiba toleriše se na kratkim dionicama. Svaki i n >2,5% dovodi do osjetnog pada brzine teretnih vozila i negativno se odražava na protočnost i saobraćajni komfor. Maksimalni nagib max i N je u funkciji razreda puta i kategorije terena, izgleda ovako: Kategorija terena Razred puta ravničarski brežuljkasti brdovit planinski Maksimalni uzdužni nagib (%) Auto-put razred razred razred razred razred

10 Vertikalne krivine U cilju poboljšanja preglednosti i uslova vožnje kao i prilagođavanja konfiguraciji terena, niveletu je potrebno na određenim mjestima prelamati, odnosno mijenjati njen nagib. Ti prelomi nivelete mogu biti konveksni ili konkavni. Karakteristični tipovi preloma A-konveksan B-konkavan Dijagram otpora bez zaobljenja i sa zaobljenjem 10

11 Matematički oblik funkcije zaobljenja je kvadratna parabola koja se sa dovoljno tačnosti aproksimira krugom: 11

12 Svaki prelom nivelete izvodi se kružnim lukom radijusa Rv koji mora da zadovolji granične uslove: minr < R < maxr Za oba tipa preloma nivelete minimalne vrijednosti Rv proističu iz vozno-dinamičkih uslova i uslova preglednosti. 12

13 Granični radijusi min Rv Vozno-dinamički kriterijum uzima se u obzir uticaj centrifugalne sile koja se kod vertikalnih krivina javlja u smjeru upravnom na kolovoznu ravan dejstvo sile se odražava kao povećanje ili smanjenje sopstvene težine, neudobnost postavlja se uslov da radijalno ubrzanje bude manje od 0.5m/s2 13

14 Granični radijusi min Rv Kriterijum preglednosti za konveksne krivine zaobljenje mora biti obavljeno tako da omogućuje vozaču da na dužini zaustavnog puta sagleda prepreku 14

15 Granični radijusi min Rv Kriterijum preglednosti za konkavne krivine krivine mjerodavna je preglednost u noćnoj vožnji; mora se zadovoljiti uslov da farovi vozila, pri normalnom uglu rasipanja svjetlosti, osvijetle dionicu puta najmanje jednaku vizuri zaustavne preglednosti Pz 15

16 Konstrukcija i proračun vertikalne krivine za poznati radijus i oštrinu preloma, konstrukcija se izvodi po ortogonalnoj metodi Osnovni elementi vertikalne krivine: Tg, Rv, Δi, α i tekuće koordinate x i y. 16

17 Granični radijusi max Rv Za konveksne prelome Kod preloma Δi<2%, primjenjuju se manje vrijednosti radijusa vertikalnjh krivina: geometrijski uslov za određivanje max Rv 17

18 Računska brzina Računska brzinaje Vr je brzina na osnovu koje se izračunavaju granični elementi trase puta i elementi poprečnog profila. Elementi izračunati na osnovu Vr moraju u potpunosti da osiguraju bezbijednost vožnje. Za Vr usvaja se jedna od dviju veličina: Predhodna brzina Vp ili Očekivana brzina Vo Računska brzina ne može biti manja od: 80km/h za autoputeve 60km/h za magistralne puteve (izuzetno 40km/h u planinsim prevojima i drugim nepovoljnim planinskim terenima) 18

19 V osnovna V predhodna V računska V očekivana V mjerodavna V projektna 19

20 Prethodna brzina Prethodna brzina Vp je polazna brzina za određivanje elemenata puta. Vp je mjerodavna za odrađivanje širine profila.veličine prethodnih brzina date su u sledećoj tabeli: KATEGORIJA TERENA RAZRED PUTA ravni~arski bre`uljkasti brdovit planinski I II III IV Prethodne brzine V p (km/h) Auto-put razred 120* (60)** 2. razred (50) 3. razred (40) 4. razred (30) 5. razred (30) *Za puteve 1. razreda sa dvije saobra}ajne trake najve}a ra~unska brzina je 100 km/h **vrijednosti u zagradi primjenjuju se izuzetno u skladu sa ^lanom 4 Pravilnika Za puteve 3.,4. i 5.razreda prethodna brzia Vp predstavlja računsku brzinu Vr Za autoputeve i puteve 1. i 2. razreda Vp predstavlja brzinu na osnovu koje se određuju elementi situacionog plana trase (oblikovanje osovine) u I fazi izrade idejnog projekta. 20

21 Očekivana brzina Očekivana brzina Vo je brzina koja se određuje na osnovu krivinske karakteristika trase puta i širine kolovoza. Za autoputeve i puteve 1. i 2. razreda Vo predstavlja računsku brzinu Vr. Vo vožnje utvrđuje se na osnovu krivinske karakteristike i širine kolovoza uključujući i ivične trake. Krivinska karakteristika izračunava se u prvoj fazi idejnog projekta (za horizontalni plan osovine) utvrđena na osnovu prethodne brzine Vp. K =San / L K krivinska karakteristika (grad/km; stepen/km) a skretni ugao krivine (u gradima ili stepenima) Sa n zbir skretnih uglova svih brzina na sektoru na kome se predviđa konstantna brzina (u gradima ili stepenima) L dužina sektora 1 = grad 21

22 O brzinama: Računska brzinaje Vr je brzina na osnovu koje se izračunavaju granični elementi trase puta i poprečnog profila. Predhodna brzina Vpr je početna brzina za određivanje elemenata puta. Vpr je mjerodavna za odrađivanje širine profila. Očekivana brzina Vo je brzina koja se određuje na osnovu krivinske karakteristika trase puta i širine kolovoza. Projektna brzina Vp je najveća brzina kretanja vozila koja se može očekivati pri uslovima sigurne i udobne vožnje u slobodnom saobraćajnom toku. U zavisnosti od Vp određuje se poluprečnik horizontalne krivine i vizura zaustavne i preticajne preglednosti. Vpr < Vpmax < Vr 22

23 Zaustavni put Zaustavni put Z je put koji vozilo pređe od trenutka kada vozač uoči smetnju do momenta zaustavljanja. Sastoji se od dva dijela: L r L zp = L r + L ik - put pređen za vrijeme reakcije vozača L ik - put koji vozilo pređe od trenutka aktiviranja kočnice do zaustavljanaja Kada se u ove jednačine uvrste utvrđene fizičke veličine dobija se: Zaustavni put pri forsiranom kočenju: Zaustavni put pri slobodnom kočenju: V r - računska brzina (km/h) L- zaštitni razmak (5-10 m) t r - vrijeme reakcije vozača (2.0 sec) f t - koeficijent tangencijalnog trenja (f(v r )) w r - otpor kotrljanja (0.02) i N - podužni nagib (zanemaruje se) ν V - otpor vazduha (zanemaruje se) ****** 23