Геодезические расчеты при проектировании трасс линейных сооружений

Основной задачей проектирования линейных сооружений является выбор оптимального положения линии трассы на местности. Выбранный вариант должен предусматривать сбалансированность объемов земляных работ, хорошо вписываться в окружающую ситуацию, обеспечивая наименьшие нарушения окружающей среды. При проектировании должны быть учтены технические условия, которые зависят от предназначения будущего сооружения. Основная часть этих задач решается при камеральном и полевом трассировании. После выбора основного варианта камеральным путем и выполнения полевого трассирования, составляют продольный и поперечные профили местности, и приступают к проектированию линии трассы по высоте.

Проектный профиль линейного сооружения разрабатывают, руководствуясь техническими условиями, экономическими требованиями и особенностями его эксплуатации. При проектировании автомобильных и железных дорог основное внимание уделяется обеспечению плавного и безопасного движения с заданной предельной скоростью. По этой причине уклон проектной линии не должен превышать  предельной  величины
а радиус вертикальной кривой быть меньше допускаемого значения
Некоторые из допускаемых значений приведены в таблице:
Предельные величины уклонов и радиусов кривых

Категория дороги	Характеристика дороги	Уклон,%	Наименьший радиус кривизны, м
			горизонтальный	вертикальный
				выпуклый	вогнутый
Автомобильные дороги
I II III IV V	Общегосударственная Республиканская Областная Районная Местного значения	30 40 50 60 70	1000 600 400 250 125	2500 1500 1000 5000 2500	8000 5000 3000 2000 1500
Железные дороги
I II III	Общегосударственная Районная Местного значения	15 15 20	1200 800 600	10 000 10 000 5 000

При проектировании подземных трубопроводов уклон профиля должен обеспечить движение жидкости в трубах с определенной скоростью, исключающей оседание взвешенных частиц при минимальных уклонах  и истирание труб песком и твердыми частицами при максимальных уклонах.

Глубина заложения труб от поверхности должна быть такой, чтобы трубы не разрушались в результате нагрузок на них транспортных средств, а жидкость не замерзала. Обычно минимальный уклон для труб канализации диаметром 150, 200 и 1250 мм (и более) принимают соответственно 7,5 и 0,5 %0, Для стальных труб  максимальный уклон должен быть таким, чтобы скорость жидкости не превышала 8 м/с и для неметаллических труб — 4 м/с. Глубина заложения водопровода должна быть ниже глубины сезонного промерзания грунта на 0,3—0,5 м, а канализации — на 0,3—0,5 м выше этого уровня. Газопроводы прокладывают на глубине 0,8 м от поверхности.

Для защиты дорог предусматривают расположение их на насыпи. В соответствии с этим на равнинной и слабопересеченной местности применяют «обертывающее» положение проектной линии. На пересеченной местности используют секу идее положение, при котором проектная линия проходит в выемке на возвышенных местах и на насыпи — в местах понижения рельефа. В этом случае при прокладке трассы следует стремиться к соблюдению баланса земляных работ: объемы грунта, взятого из выемок, должны соответствовать объемам грунта, необходимого для насыпей.

Проектную линию на профиле определяют положением ряда фиксированных (контрольных) точек, отметки которых принимают за исходные. К таким отметкам относят высоты начала и конца трассы, отметки переходов через водные преграды и пересечения с существующими дорогами, отметки подключений к существующим трассам и т. п.

Построение проектного профиля начинают от контрольной точки: намечают начало и конец участка с равномерным проектным скатом, определяют его длину  и   вычисляют   предварительный   уклон.

Для строительства сооружения и вычисления объемов земляных работ по всем точкам трассы вычисляют рабочие отметки.
По формулам вычисляют основные элементы круговых кривых, а затем определяют отметку середины кривой. Для определения отметок остальных точек используют способ прямоугольных координат. При этом плоскость разбивки располагают не горизонтально, а вертикально.

Для подсчета объемов земляных работ на поперечные профили наносят проектные сечения линейного сооружения и графически определяют площади сечений.

При проектировании продольных профилей трубопроводов выполняют аналогичные расчеты: вычисляют проектные высоты лотков труб в каждом колодце или камере и проектные уклоны между ними; вместо рабочих отметок определяют глубину заложения лотков от поверхности.

Профили подземных трубопроводов содержат информацию о материале труб, их диаметре, инженерных сетях, пересекающих данную трассу.

В настоящее время происходит переход к качественно новому способу проектирования линейных сооружений — проектированию с использованием ЭВМ. Проектировочные расчеты для этого случая легко поддаются программированию, и использование в них даже малой вычислительной техники дает заметный эффект. Особой перспективностью и большим экономическим эффектом отличаются системы автоматизированного  проектирования (САПР).