عنوان : پروژه درس راهسازی

موضوع : قوس ها در راهسازی

ارسال شده از : آرشیو سایت

• مقدمه :

از قديمي ترين مسيرهايي كه به عنوان راه و جاده استفاده گرديد ، ميتوان راه شاهي و راه ابريشم رانام برد.جاده ابريشم بيش از 10 هزار كيلومتر طول داشته كه ازچين آغاز گشته واز ايران مي گذشته وبه قسطنطنيه ختم مي گرديده است وهزاران سال قبل مورداستفاده راهپيمايان و وسايل اوليه حمل ونقل قرار مي گرفته است.

برای دریافت سایز بزرگ تصویر کلیک کنید.امیدوارم از این پروژه که از آرشیو سایت ارسال شده راضی باشید.

از همینجا از شما عزیزان درخواست دارم هر اطلاعاتی که در ارتباط با رشته معماری و عمران در اختیار دارید برایم ارسال کنید تا با نام خودتان در سایت انتشار بدم و بقیه دوستان هم استفاده کنند.

برای دانلود به ادامه مطلب بروید…

توضیحات : پروژه راهسازی – قوس ها در راهسازی – مطالعات و پایان نامه معماری

همگام و همراه با توسعه و پيشرفت فرهنگي،اقتصادي واجتماعي،نياز به راه يا به عبارتي نياز به جاده افزايش پيدا كرد،به طوري كه گذرگاه هاي خاكي مالروي ديروزتبديل به آزاد راه هاي وسيع و مقاوم امروز شد ومتناسب باوسايل نقليه متفاوت،انواع واقسام مسيرها درشكل هاي مختلف،طراحي واحداث گرديد كه مطمئنا درآينده هم به اشكال ناشناخته ديگري ساخته خواهد شد.

شكل گيري هر اجتماع نوين، طبيعتا ساخت مسير هاي ارتباطي جديدي را به همراه خواهد داشت.اين شكل گيري ميتواند به تنهايي شامل مجموعه اي از مناطق مسكوني،درماني،اقتصادي،صنعتي،نظامي و عمومي … باشند كه متراكم شدن وانبساط هندسي آن الزاما‌” ايجاد تغيير شكل مسيرهاي موجود منطبق با تحولات ذكر شده اجتناب ناپذير خواهد بود.

كلمه آلمانيstrasse و كلمه انگليسي street هر دو به معني جاده از ريشه يوناني سنگ مسير (Via Lapidpus strata) گرفته شده كه به معني راهي است كه به وسيله سنگ مستحكم شده باشد.

بر اساس تاريخ راهسازي 4 هزار سال قبل قديمي ترين جاده ها در مصر و بابل وايران بزرگ و پهناور قديم ساخته شده است كه مي توان اساس وريشه تكنيك جاده سازي را در آن زمان جستجو كرد.

در هزاره قديم در رم احتمالا تعليم دانش جاده سازي وجود داشته است كه مهندسان راهسازي را ،مجهز به دانستني هاي علمي آن روز،به جامعه تحويل مي داده است.قابل ذكر وتوجه است كه در آن زمان مجموع جاده هاي سنگي به 80 هزاركيلومتر ميرسيده كه آثاري از آنها هنوز پابرجاست.

اين پيشرفت و صنعت پس از سقوط امپراطوري رم تا حد به فراموشي سپردن متوقف گرديد.تا اينكه در آغاز قرن بيست ميلادي،صنعت جاده سازي مجددا احيا شده و مورد توجه قرار گرفت و سرانجام،اختراع اتومبيل در اوايل دهه دوم قرن بيستم ،به عنوان وسيله حركت موتوري باعث و عامل رشد عظيم در صنعت جاده سازي گرديد.درقاره اروپا افزون بر 75 هزار كيلومتر آزادراه و بزرگراه وجود دارد كه بيش از 11% آن در آلمان غربي سابق احداث گرديده است.در بين كشورهاي اروپايي،بر اساس قرارداد ، علامت يا به عبارتي كد E   براي مسيرهاي بين كشوري انتخاب شده است كه با افزودن شماره اي مقابل كد E ،شناسنامه مسير مشخص مي گردد.اميدواريم روزي هم در قاره پهناوري آسيا با گسترش جاده ها و همكاري هاي بين كشوري ،كدمسير هاي بين كشورهاي آسيامعرفي گردد.

• اركان اساسي راه :

 

مختصصين راه سازي بايد هميشه 7 ركن اساسي را مدنظرداشته باشد:

 الف)برنامه ريزي وانتخاب مسيري مطمئن با رعايت اصول تكنيكي وضوابط راهسازي

  و محيط زيست.

ب)رعايت اصول اقتصادي و تهيه هزينه اجرايي متناسب و مقرون به صرفه.

ج)در نظر گرفتن ضريب افزايش وسايل نقليه در آينده.

د)افزايش بازدهي راه و خطوط مرتبط به آن(شبكه يا بافت ترافيك).

ه)كاستن عوامل مزاحم و پيشبيني هاي ضروري در مقابل حوادث طبيعي.

و)غلبه بر حوادث ناشي از استفاده ي راه و جلوگيري از آنها.

ز)نگهداري و پايداري راه.

   براي جلوگيري از تخريب طبيعت و زندگاني و زنده ماني، رعايت ضوابط زير در طراحي راه از عوامل زير موثر به شمار مي روند:

الف)مسير يابي صحيح و حفظ عناصر طبيعت و كمترين آسيب زدن به محيط زيست.

ب)رعايت شيبهاي مجاز (شيب ترانشه ها ،شيب طولي،شيب عرضي،شيب كج،شيب        دور)،عمليات خاكي صحيح و رعايت طول بحراني.

ج)رعايت منحني ها و قوسهاي مجاز(قوسهاي عمودي ، قوسهاي افقي).

د)ايجاد ميدان ديد كافي و لازم(ميدان ديد توقف، ميدان ديد سبقت، ميدان ديد حركت).

ه)ايجاد تاسيسات و تجهيزات كامل ايمني.

و)طراحي اصولي تقاطعهاي همسطح و استفاده صحيح از تقاطعهاي غير همسطح براي روان نگه داشتن ترافيك در حد مجاز.

ز)دفع صحيح آبهاي سطحي(زهكشي اساسي).

ح)انتخاب روسازي مطمئن و منطبق با بار ترافيك گذري.

ط)طراحي هاي مختلف براي انتخاب مسيري مناسب ومطابق با عوامل ايمني واقتصادي

و منطبق با ضوابط راه سازي به منظور رفع نيازهاي آتي.

ي)رعايت اصل مهم مرمت و نگهداري راه در طول عمر مفيد آن.

• انواع قوس ها:

 

قوس ها به دو دسته كلي قائم و افقي تقسيم مي شوند.

• قوس هاي قائم:

قوس هاي قائم نيز خود داراي دو نوع كاسه اي و گنبدي مي باشند.

قوس هاي قائم عبارتند از قوس هايي كه تقاطع دو شيب قائم در مسير راهسازي را به طور يكنواخت وصاف ،بدون تغيير حركت عمودي به هم وصل مي كند. در حقيقت در مورد راهسازي و راه آهن اين قوس ها سبب ايمني و راحتي و همچنين ايجاد ظاهري اساسي مانند قوس هاي افقي مي شوند.فقط در مراحلي كه جمع جبري شيب هاي طرفين كمتر از نيم درصد باشد وجود قوس عمود ضروري نيست.

تمام طول هايي كه در امتداد قوس است به صورت افقي وتمام اختلاف طول هاي مماس تا قوس را عمودي اندازه گيري مي نمايند.بنابراين طول يك قوس قائم عبارت از طول تصوير افقي ان قوس مي باشد. خطاي توليد شده از اين طريقه در عمل بسيار ناچيز است.چون كه قوس كاملا صاف است به جز در بعضي حالات مخصوص.مانند رمپ ورودي.

قوس هاي قائم نيز خود داراي دو نوع كاسه اي و گنبدي مي باشند.

• قوس هاي افقي (پيچ):

• معيار هاي كلي طراحي :

تامين ايمني و جريان مداوم ترافيك براي سرعت طرح معين،دو اصل اساسي راه است. بنابراين در طرح هندسي ضرورت دارد كه كليه عوامل محدود كننده اين دو اصل به گونه اي حذف شود يا در صورت امكان، اثر آنها كاهش داده شود.

شعاع پيچ ازيك طرف به سرعت طرح وازطرف ديگر به پستي و بلندي محل وابسته است.

سرعت طرح، فاصله ديد را تعيين مي كند و از طرف ديگر،فاصله ديد همراه با پستي و بلندي محل مورد توجه قرار مي گيرد زيرا اغلب، فاصله ديد، شعاع پيچ بزرگتري را نسبت به سرعت طرح طلب مي كند. همه عامل هاي ذكر شده مد نظر قرار مي گيرد تا مشخصات هندسي پلان و نيمرخ طولي و نيمرخ عرضي راه، ايمن،اقتصادي، هماهنگ با طبيعت منطقه و گنجايش راه و متناسب با درجه بندي راه و متناسب با درجه بندي راه باشد.

مشخصات هندسي راه، تعيين كننده فاصله ديد توقف و گنجايش خواهد بود.

• شعاع پيچ:

در طرح پيچ راه،رابطه بين سرعت طرح،حداقل شعاع پيچ،حداكثر بربلندي و حداكثر

ضريب اصطكاك جانبي بين لاستيك چرخ و سطح راه ،به صورت زير است:

Rmin=(V^2)/(127(e+f))

در اين رابطه، Rmin حداقل شعاع پيچ (متر)،V سرعت طرح (كيلومتر در ساعت)،e  حداكثر بربلندي (متر بر متر) وf  حداكثر ضريب اصطكاك جانبي است.

بهتر است در صورت امكان ازبه كارگيري شعاع پيچ حداقل،خودداري شود، مگر اينكه محدوديت هاي شديدي در انتخاب شعاع بزرگتر وجود داشته باشد.انتخاب شعاع هاي كوچكتر ،ازدياد طول راه و ضرورت تعريض بيشتر راه در پيچ است.

•  طول پيچ و زاويه مركزي:

حداقل طول پيچ براي زاويه مركزي(زاويه انحراف)كوچكتر از 10درجه ،240 متر است.اگر زاويه مركزي كوچكتر از 30 دقيقه باشد ، نيازي به منظور كردن پيچ نيست.

براي شعاع پيچ بزرگتر از 6000  متر ، به جاي قوس دايره اي از منحني سهمي نيز مي توان استفاده كرد.

به هر حال در راه دو خطه بهتر است طول پيچ از 1000 متر كمتر و از 150 متر بيشتر باشد. 

 

• انواع قوس هاي افقي:

 قوسهاي افقي به سه دسته دايره اي، سهمي،كلوتوئيد تقسيم بندي مي شوند كه در

ادامه به هر كدام و انواع مختلف از هر يك اشاره خواهد شد:

• قوسهاي دايره اي:

بطور كلي خط پروژه يك راه از يك سري خطوط مستقيم و قوس تشكيل شده است.

در اصطلاح فني خطوط مستقيم را به نام تانژانت و قوس متصل كننده دو تانژانت را بانام شعاع آن و يا به وسيله درجه قوس مشخص مي كنيم. درجه قوس عبارت است از زاويه مركزي روبروي قوسي برابر با 10 متر، بطور كلي قوسهاي دايره اي به سه گروه تقسيم بندي ميشوند كه عبارتند از:

1) قوس هاي ساده       2) قوس هاي مركب         3) قوس هاي معكوس

مينيمم شعاع قوسهاي دايره بر مبناي سرعت طراحي و دور و اصطكاك جانبي تعيين مي گردد.

• قوس هاي مركب:

دوقوس دايره اي متوالي تشكيل يك قوس مركب را مي دهند،در صورتي كه آنها در

 نقطه تماس طوري به يكديگر متصل شوندكه هر دو در يك طرف تماس مشترك واقع شوند.شعاع هاي هر دو دايره متفاوت ولي هم جهت در نقطه تقاطع ميباشند.

نقطه تماس را به نام PCC يعني نقطه قوس هاي مركب مي نامند.

موقعي كه اين قبيل قوس ها داراي مركز واقع در دو طرف مماس مشترك باشداين تركيب را به نام قوس معكوس مي نامند.

با تركيب قوس هاي مختلف دايره اي به شعاع هاي گوناگون مي توان پيچ مركب مناسبي براي وضعيت هاي مختلف طراحي كرد و مسير را با موقعيت هاي مشكل فيزيكي تطبيق داد. با اين حال اگر با صرف هزينه نسبتا كم ، بتوان از پيچ ساده استفاده كرد بهتر است از بكارگيري پيچ مركب خودداري شود.

در پيچ مركب ، هنگامي كه شعاع قوس بزرگتر ، 450 متر يا كمتر باشد،شعاع قوس كوچكتر بايد حداقل دو سوم شعاع قوس بزرگتر در نظر گرفته شود. طول كل قوس در پيچ مركب نبايد كمتر از 150 متر باشد.

كاربرد قوس هاي مركب در راهسازي داراي امتيازات زيادي مي باشد بخصوص در نقاط كوهستاني كه قوس هاي مركب دو – سه و يا چهار مركزي با شعاع هاي مختلف مورد نياز است.اين نوع سيستم قوس هاي مركب را به نام دو مركزي يا سه مركزي و چهار مركزي و غيره مي نامند.

• اتصال دو قوس با خط مستقيم:

موقعي كه دو قوس داراي شعاع كوچك باشند و در امتداد راه قرار گرفته باشند براي ديد كامل حد فاصل بين دو قوس را با يك مماس كوچك به هم وصل مي كند و اين سيستم را به عنوان اتصال دو قوس با خط مستقيم مي گويند.

معمولا امكان تغيير اين سيستم با قوس مركب سه مركزي وجود دارد وياحتي دربعضي مواقع براي ايجاد وضع ظاهري بهتر و بهبود بخشيدن به وضع رانندگي ميتوان به جاي سيستم مزبور از يك قوس دايره اي با شعاع بزرگتر استفاده كرد.

• قوس هاي معكوس:

دو قوس دايره اي كه در دو طرف مخالف نسبت به مماس مشترك واقع شده اند قوس معكوس مي نامند. نقطه تماس دو قوس را به نام نقطه مشترك قوس هاي معكوس مي گويند و به PRC نمايش مي دهند.

در پيچ معكوس به دليل تغيير جهت پيچ ، به منظور تامين بربلندي قطعه مستقيمي بين دو پيچ تعبيه مي شود تا تعديلي بين خارج شدن از يك بربلندي ديگر صورت گيرد.

قوس هاي معكوس چندان مناسب نيستند وحتي المقدور از استفاده آنها درشاهراه هاي سرعت زياد بايد اجتناب كرد. به هر صورت غالبا اين قوس ها در مناطق كوهستاني و حتي بعضي مواقع در شهر ها هم استفاده مي شوند. علت نامناسب بودن قوس هاي معكوس اين است كه ارتفاع دادن به لبه خارجي در نقطه PRC مقدور نيست و براي رفع اين اشكال بعضي مواقع قطعه خط مستقيم بين دو قوس قرار مي دهند تا تعديلي بين خارج شدن از يك دور و داخل شدن به دور ديگر گردد.

• قوس معكوس بين دو مماس موازي:

اين نوع قوس معكوس بين دو مماس موازي واقع مي شود.از اين نوع قوس معكوس معمولا جهت تغيير خط بين دو ريل موازي در راه آهن استفاده مي شود.

• طراحي گردنه ها با پيچ هاي معكوس(سرپانتين):

در مناطق كوهستاني به علت محدوديت هاي اقتصادي و اجرايي ، مسير به صورت مارپيچ و گردنه طراحي مي گردد.امكان استفاده از قوسهاي باشعاع بزرگ به علت افزايش هزينه عمليات خاكي و كوه بري امكانپذير نيست و نتيجتا گردنه ها از پيچ هاي تند معكوس تشكيل مي گردد.

• قوس هاي سهمي:

اين نوع قوس ها معمولا براي اتصال شاهراه در سطح قائم و در بعضي موارد به خصوص در سطح افقي به كار ميرود و همچنين اين قوس ها در قسمت تاج روسازي (خط وسط روسازي )يا پروفيل عرضي راه مصرف بسيار زياد دارد. معمولا قوس هاي سهمي موقعي كه در سطوح افقي به كار روند مزيت هاي كمتري نسبت به قوس هاي دايره و كلوتوئيد دارند. زيرا اين نوع قوس ها را نمي توان به راحتي به وسيله زاويه انحراف نسبت به خط مماس يا به وسيله شعاع هاي نقاط مختلف در امتداد قوس پياده كرد. در بعضي از قوس هاي كوچك افقي بدون استفاده از اتصال كلوتوئيدي مي توان اين قوس ها را به جاي قوس هاي دايره اي مصرف نمود.

• عواملي كه در طول قوس موثرند:

در انتخاب طول قوس در قوس هاي محدب و مقعر يكي از عوامل مهم در شاهراه ها عبارت از اختلاف جبري نسبت ها مي باشد.عوامل ديگر از قبيل ديد كافي-راحتي هنگام عبور و شكل ظاهري و همچنين نسبت تغييرات شيب در انتخاب طول قوس موثرند.

• قوس هاي كلوتوئيدي:

قوس كلوتوئيد در راهسازي و راه آهن عبارت است از قوس هايي كه بين مسير مستقيم و مسير منحني دايره اي براي سرعت هاي زياد از نقطه نظر راحتي عمل رانندگي و همچنين تغيير تدريجي از شيب معمولي جاده به دور كامل به كار مي رود . مصرف كلوتوئيد در راه ، توليد يك ضريب ايمني مي كند.

موقعي كه يك وسيله نقليه بر روي يك مسير مستقيم حركت مي كند و وارد يك قوس دايره اي مي شود هم زمان وسيله نقليه بايد براي يك زاويه جديد كه بستگي به شعاع قوس دارد ،ميزان گردد. اين حركت به طور يكدفعه كار مشكلي است در صورتي كه اگر به تدريج انجام گيرد توليد سهولت در حركت مي كند. اين عمل باعث شده كه ازكلوتوئيد جهت اتصال استفاده گردد.

استفاده از قوس اتصال تدريجي براي راه ها به ندرت ضرورت پيدا مي كند ولي قوس اتصال تدريجي داراي مزايايي به شرح زير است:

الف)اتصال پيچ دايره اي شكل به مسير هاي مستقيم مي تواند با تغيير تدريجي شعاع انحنا انجام گيرد.

ب)اعمال بربلندي از مقدار حداقل تا مقدار حداكثر آن مي تواند در طول قوس اتصال تدريجي انجام گيرد.

ج)اعمال اضافه عرض روسازي در پيچ ، مي تواند در طول قوس اتصال تدريجي انجام گيرد.

د)به كار بردن قوس اتصال تدريجي سبب مي شود كه از وجود شكستگي در نقطه شروع و پايان پيچ دايره اي شكل اجتناب شود و در نتيجه ، راه، ظاهري خوش منظرداشته باشد.

• انواع كلوتوئيد :

1- اتصال كلوتوئيدي با سيستم كلوتوئيد- دايره – كلوتوئيد

2- كلوتوئيد مركب با سيستم كلوتوئيد دوبل

3- كلوتوئيد معكوس با سيستم دايره – كلوتوئيد – كلوتوئيد – دايره

4- كلوتوئيد C شكل با سيستم دايره – كلوتوئيد – دايره

5- كلوتوئيد بيضوي با سيستم چند كلوتوئيد هم جهت

• دور قوس ها :

• نيروي گريز از مركز :

نيروي عكس العمل به طرف خارج را هنگامي كه جسمي در روي قوس دايره با سرعت ثابتي حركت كند به نام نيروي گريز از مركز مي نامند و اين نيرو را مي توان از رابطه زير بدست آورد :

                                                                                        ))/gR (W(v^2  C=

C نيروي گريز از مركز بر حسب كيلو گرم  ،  v سرعت بر حسب متر بر ثانيه  R شعاع قوس بر حسب متر  ،  g شتاب ثقل بر حسب متر بر مجذور ثانيهW وزن جسم بر حسب كيلوگرم.

 اين نيرو باعث سر خوردن وسايل نقليه هنگام عبور در قوس ها به طرف خارج مركزقوس مي گردد. در راه آهن اين نيرو باعث ازدياد فشار بر ريل ها مي گردد. براي مقابله با اين نيروي گريز از مركز معمولا سطح جاده را درقوس ها به صورت شيب دار به داخل قوس در نظر مي گيرند و يا در راه آهن معمولا ريل خارجي را بلندتر از ريل داخلي در قوس ها تعبيه مي كنند.