مراحل عملیات و احداث مسیر

مشخصات فنی راه

منظور کلیه ظوابط و دستور العمل ها یی است که در طراحی مسیری بایست مد نظر قرار گیرد که یکی از عوامل مهم سرعت طرح است. سرعتی که به جهت تعیین حداقل مشخصات مربوط به طرح هندسی از جمله قوس ها خم ها و فواصل دید انتخاب می شود.

دومین مشخصه تعین حداقل و حداکثر شیب مجاز:

در طرح هندسی راه توجه به تغییرات شیب درصد طول مسیر است که اصطلاحا به آن شیب طولی یا خط پروژه می گویند.در واقع شیب طولی ، شیب سطح تمام شده راه در امتداد مسیر است و همواره باید از اعمال شیب طولی تند و طویل خود داری نمود.

حداقل شیب های مجاز 0.5 تا 3 در صد است.

سومین عامل مهم دیگر تعیین عرض باند و تعداد باند راه است.

در این قسمت سطح نهایی روسازی می شود که به منظور حرکت و عبور وسایل نقلیه به کار می رودو از شانه های راه که به جهت حرکت اضطراری یا توقف وسایل نقلیه اختصاصی یافته کاملا متمایز است.

چهارمین عامل عامل مهم از مشخصات فنی طرح هندسی راه تعیین حداقل شعاع قوس ها می باشد که محاسبات مربوط به شعاع حداقل آن در محاسبات حتما ذکر خواهد شد.

مشخصات هندسی یک مسیر

• مبدأ و مقصد مسیر
• مؤلفه افقی مسیر

پلان مسیر: که شامل خطوط مستقیم افقی و قوس های افقی می‌باشد. انواع قوس های افقی عبارتند از:

-قوس دایره‌ای ساده

-قوس دایره‌ای مرکب مستقیم

-قوس دایره‌ای مرکب معکوس

-قوس سرپانتین(سنجاق قفلی یا لماسه)

-قوس‌های اتصال یا تدریجی (کلوتوئید، لمنیسکات، سهمی درجه سه، سینوسی، کسینوسی و…)

-قوس‌های ترکیبی یا پیوندی (شامل قوس اتصال و دایره)

3) مؤلفه قائم مسیر

نیمرخ طولی: که شامل خطوط مستقیم و شیب‌دار و قوس های قائم است. امتدادهای مستقیم قائم با واژه ی شیب شناخته می‌شوند و هر دو امتداد مستقیم شیب‌دار بوسیله یک قوس قائم به یکدیگر مرتبط می‌شوند. مهمترین قوس‌های قائم عبارتند از:

الف) سهمی درجه دو

ب) قوس دایره‌ای ساده

ج) بیضی ناقص (بخشی از یک بیضی)

د) قوس دایره‌ای مرکب

4) مؤلفه نیمرخ مسیر

نیمرخ عرضی: که شامل خطوط سطح تمام شده‌ی مسیر و سطح طبیعی زمین عمود بر محور مسیر می‌باشد.

سه مرحله فاز کاری:

فاز صفر (مرحله اول):

کلیه مراحلی است که باید انجام شود تا بهترین مسیر ممکن بین مبدا و مقصد مورد نظر با توجه به مشخصات فنی راه مورد نظر روی نقشه توپوگرافی مشخص می گردد.

انجام شدن مراحل بالا توسط هر یک از ارگان ها و نهاد ها را فاز صفر کاری می گویند که به طور خلاصه می توان گفت که به کلیه مراحلی که باید انجام شود تا در روی نقشه توپوگرافی بهترین مسیر ممکن بین مبدا خواسته شده بر اساس مشخصات فنی مورد نظر مشخص گردد.

فاز یک (مرحله دوم):

مراحلی که در این قسمت انجام می شود عبارتند از :

1-تهیه نقشه توپوگرافی از منطقه مورد نظر در حدود 100-400 متر به مقیاس معمولا 2000/1

2-طراحی مسیر روی نقشه طرح

3-پیاده سازی مسیر روی زمین(میخ کوبی روی زمین و پیکه تاژ مسیر).

4-تهیه پلان مسیر و همچنین پروفیل طولی و عرضی مسیر و محاسبه حجم عملیات خاکی.

5-ترسیم منحنی حمل توده خاکی و آنالیز آن و بر آورد حداقل هزینه ریالی مسیر.

به عبارت دیگر فاز یک به کلیه مراحلی که باید انجام شود تا مسیر مورد نظر روی زمین میخ کوبی شده و حجم عملیات خاکی آن مشخص و کمترین هزینه ممکن بر آورد شده باشد می گویند.

فاز دو (مرحله سوم):

مراحل کلی این قسمت از زیر می باشند:

1-پیاده کردن مولفه افقی مسیر که در فاز دوم بر روی نقشه های توپوگرافی طراحی شده است.

2-تهیه و رسم پروفیل های طولی و عرضی و انتخاب خط پروژه طولی و عرضی.

3-محاسبه حجم عملیات خاکی شامل خاکبرداری و خاک ریزی .

4-تعیین هزینه اجرا و بر آورد هزینه راه.

5-تجهیز کارگاه و اجرای عملیت ساختمانی راه توسط پیمانکار با نظارت مشاور.

گزارش عملیات در یک نگاه

1- توضیحاتی در مورد فازهای کاری احداث مسیر و همچنین مشخصات فنی راه

2- مراحل عملیات و احداث مسیر .

3- استخراج مختصات نقاط طرح و زوایای انحرافی نقاط طرح

4-طراحی قوس ها و پیاده کردن آنها

مراحل عملیات و احداث مسیر

• بستن پیمایش:

در عملیات اولین قدمی که بر داشته می شود ایجاد و پیاده ساختن یک پیمایش مناسب طرح می باشد به طوری که نقاط پیمایش با توجه به وسعت منطقه طوری طراحی می گردد که هر ایستگاه قبل و بعد از خود جهت قرائت زوایا دید داشته باشد،معمولا نقاط پیمایش طوری رد نظر گرفته می شوند که زوایا رئوس خیلی تند و خیلی باز نباشند به طور معمل زوایای پیمایش باید بین 60 تا 100 درجه طراحی می گردد و در ضمن نقاط پیمایش اعم از عوارض طبیعی و مصنوعی داشته باشد.

نقاط پلیگون باید از نظر هندسی از استحکام بالایی برخوردار باشند تا در هیچ شرایطی این نقاط جا به جا نشوند که در این صورت خطا در پیمایش ما ظاهر می گردد پس باید نقاط پلیگون بر روی سنگ های ریشه دار که حداقل آن در زمین فرو رفته باشد و یا از میخ های فولادی و یا می توان از ایستگاه های مخروطی شکل بتنی استفاده نمود.در ضمن بنچ مارک در ابتدا و انتهای پلیگون بر روی زمین شمخص می کنیم که ارتفاع آنها را با استفاده از دستگاه ترازیاب به صورت رفت و برگشت بدست می آوریم.

از آنجایی که منطقه کار عملیات مسیر در روستای اشنیز (حدودا 40 کیلومتری میبد) انجام می شد برای راحتی کار و سرعت بالا در پیمایش و عملیات پی در پی مسیر و قوس های پلیگون طوری طاحی شد که حدودا کشیدگی آن از شمال به جنوب منطقه حدود 500 تا 600 متر می شود و کشیدگی آن در عرض از غرب به شرق حدو 50 تا 60 متر شد.

بعد از ایجاد پلیگون زوایا و طول ها را به کمک دو.ربین های توتال استیشن 407 لایکا و تئودلیت برداشت و قرائت کردیم.

به طوری که زوایا را به صورت دو کوبل0  درجه و 90 درجه قرائت شد.

• قوس کلوتوئید:

این قوس یکی از قوس های اتصال است که در زیر انواع آن وجود دارد که از آن نمونه میتوان به قوس های اتصال : 

1-    سهمی درجه سه 2- کلوتوئید 3- اسپیرال رانام برد که این سه قوس تا حدود زیادی انطباق خوبی با یکدیگر دارند که معمولا از این سه قوس اتصال استفاده میشود .

حال منظور از قوس اتصال قوسی است که ترکیبی از چند قوس است به طور مثال در نوع متقارن آن ممکن است که دو قوس کلوتوئید وجود داشته باشد و در بین آنها یک قوس ساده مرکزی وجود داشته باشد . این قوس قوسی است که شعاع انحنای آن ثابت نبوده و از شعاع انحنای خط مستقیم (بی نهایت)

تا شعاع قوس ساده تغییر میکند ودارای این خاصیت است که باعث میشود که تغییرات سرعت و سائل نقلیه در هنگام عبور از قوس ها آسانتر باشد به این صورت که وسیله نقلیه با سرعت بالا وارد قوس اتصال شده و به تدریج از سرعت آن کاسته میشود و وارد قوس ساده مرکزی میشود سپس با همین سرعت وارد قوس اتصال خروجی میشود و به تدریج به سرعت آن افزوده میشود.تا وارد مسیر مستقیم شود و یکی از کاربرد های زیاد آن در بزرگراه ها و آزاد راه ها است .

این قوس نیز مانند قوس ساده دارای یک سری پارامتر ها است که در زیر نام برده میشود .

Vسومه قوس اتصال

I زاویه راس سومه که مشاهده خواهد شد.

T طول تانژانت که در نوع متقارن آن در دو طرف با هم برابرند.

r  شعاع قوس ساده مرکزی

L.S طول هر شاخه از قوس اتصال

α   زاویه راس دایره مرکزی

ح  زاویه راس قوس اتصال

T.S , S.T  نقاط شروع و چایان کل قوس اتصال

S.C , C.S  نقاط شروع و پایان قوس ساده مرکزی 

برای پیاده کردن قوس کلوتوئید 4 مرحله وجود دارد که به ترتیب زیر است : 

1-    پیاده کردن نقاط اصلی قوس

2-    پیاده کردن قوس کلوتوئید ورودی

3-    پیاده کردن قوس ساده مرکزی

4-    پیاده کردن کلوتوئید شاخه خروجی

 1-   پیاده کردن نقاط اصلی قوس :

-پیاده کردن T.S و S.T :

برای این کار به سر زمین رفته و با استقرار یک توتال بر روی نقطه V2 به سمت V1 نشانه روی کرده و به اندازه T بر روی این ضلع جدا میکنیم و آن نقطه را T.S مینامیم و همین کار را برای نقطه END نیز انجام میدهیم تا نقطه پایانی قوس یعنی S.T نیز پیاده شود .

-پیاده کردن نقطه شروع قوس ساده S.C :

 برای پیاده کردن نقطه S.C یعنی شروع قوس دایره ساده بر روی نقطه T.S مستقر شده و به سمت نقطه V2  نشانه روی میکنیم و با بستن زاویه δmax و طول S.L نقطه S.C  را پیاده میکنیم.

-پیاده کردن نقطه C.S یا پایان قوس ساده :

 برای پیاده کردن نقطه C.S  بر روی نقطه S.C مستقر شده و به سمت نقطه T.S  نشانه روی میکنیم  و با بستن زاویه β  به دوربین آن را به اندازه 180 درجه در جهت حرکت عقربه های ساعت می چرخانیم اکنون دوربین به سمت نقطه V’ یعنی سومه قوس ساده قرار گرفته است با این کار میتوان زاویه را به دوربین بست و با زدن طول  C.c یعنی وتر قوس ساده نقطه C.S پیاده میشود .

 2-   پیاده کردن قوس کلوتوئید ورودی :

برای پیاده کردن این قوس جدول مربوط به آن را محاسبه و به سر زمین رفته و با صفر صفر کردن به سمت V2 و  بستن زاویه δi و همچنین طول L.i در جدول نقاط قوس را پیاده میکنیم و مانند قوس ساده نقاط را با پیکه مشخصات ار و کپه سنگ یا خاک پیاده می‌کنیم. 

بعد از اینکه این قوس پیاده شد نوبت به قوس ساده دایره ای میرسد که بعد از تکمیل کردن جدول مربوط به قوس ساده بر روی نقطه S.C مستقر شده و با نشانه روی به سمت نقطه C.S و بستن زاویه   و برگرداندن آن به سمت V’ با توجه به جدول نقاط را پیاده میکنیم.

با پیاده کردن قوس ساده مرکزی فقط شاخه خروجی کلوتوئید میماند که روش پیاده کردن آن به این صورت است که بر روی نقطه S.T  مستقر شده وبا صفر صفر کردن به سمت نقطه C.S نقاط قوس را  طبق جدول طراحی شده برای شاخه خروجی  به ترتیب پیاده می کنیم. به این ترتیب نقاط پیاده میشوند و مسیر موردنظر بر روی زمین پیاده شده است و برای کنتر کار بعد از پیاده کردن نقطه آخر شاخه خروجی با متر فاصله آن تا S.T  را اندازه گیری میکنیم و با ید فاصله آن کمتر از 0.5 اختلاف داشته باشد  در غیر این صورت مسیر را دوباره محاسبه و پیاده میکنیم.

3–  پیاده کردن قوس دایره ساده :

قوس دایره ای ساده، پایه و مادر تمامی قوس هاست و به همین دلیل از اهمیت فراوانی در راهسازی و نقشه برداری راه برخوردار است.از این رو می بایست با دقت روشهای مختلف پیاده کردن این قوس بر روی زمین را مورد بررسی قرار داد ، مهمترین روش های پیاده کردن قوس دایره ساده به شرح زیر است:

• پیاده کردن قوس دایره ساده به وسیله متر به کمک x و y
• پیاده کردن قوس دایره ساده به وسیله یک متر و یک تئودولیت (روش قطبی – طول و زاویه)
• پیاده کردن قوس دایره ساده با دو تئودولیت (روش دو قطبی یا تقاطع)

البته روش های دیگری نیز برای پیاده کردن قوس دایره ساده وجود دارد که از آن جمله می توان به روش انتقال وتر و روش منصف‌های متوالی وتر اشاره کرد ، اما 3 روش گفته شده در بالا از مرسوم ترین و مهمترین روش های پیاده کردن قوس دایره ای ساده هستند.

4- قوس مرکب معکوس:

این نوع قوس ها از دو قوس دایره‌ای ساده که مراکز آن ها در یک سمت قرار ندارند (یکی چپگرد و دیگری راستگرد) تشکیل شده است. در طراحی این نوع قوس ها سعی می‌شود که شعاع این دو قوس با هم برابر باشند. این نوع قوس‌ها بیشتر در مناطق کوهستانی استفاده میشود.

در تصویر نقطه B مماس مشترک است و شعاع دو قوس در این نقطه بر طول تانژانت ها عمود هستند.

روش پیاده سازی این نوع قوس ها نیز مشابه به قوس های دایره‌ای ساده است. تنها اشکال این گونه قوس ها این است که در نقطه مماس مشترک تغییر انحناء و تغییر شیب عرض شدیدی ایجاد میشود.