Проблемы развития транспортных коммуникаций: Сборник статтей, страница 17

В комплексе CREDO третьего поколения расширены функциональные возможности пакета за счет применения методов сплайн–функций. Сплайн–функции применяются при проектировании продольного профиля автомобильных дорог (интерполяционный кубический сплайн); при объемном выравнивании проезжей части (поперечное и продольное выравнивание) в проектах капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог; для сплайновой аппроксимации горизонталей в цифровых моделях местности (ЦММ) при изображении рельефа.

Применение сплайн–функций обеспечивает повышенную безопасность движения по автомобильным дорогам, запроектированным с использованием гладких продольных профилей с изменяемым радиусом кривизны, ощутимую экономию топлива, уменьшение объемов земляных работ при строительстве, улучшение качества разрабатываемых в программном комплексе проектов.

Слабое развитие, не обеспечение технологий сквозного проектирования или даже отсутствие современных программных комплексов, специализированных для проектирования линейных и площадных сооружений железнодорожного транспорта на отечественном рынке программных продуктов приводит к тому, что такие программные средства, как, например, AutoCad используются в проектных организациях, работающих в области железнодорожного транспорта только как средство автоматизации черчения, а не расчетов. В связи с этим, разработка программных средств, обеспечивающих автоматизацию проектирования (графическое вычерчивание и вычисления) и технологии сквозного проектирования для многих проектных задач и в частности, автоматизации проектирования поперечных профилей линейных сооружений железных дорог является и сегодня актуальной задачей.

При проектировании поперечных профилей земляного полотна необходимо учитывать большое количество факторов, наиболее значимыми из которых являются:

–  рельеф местности;

–  инженерно-геологические данные;

–  метеорологические особенности района;

–  условия заносимости железнодорожных путей снегом или песком.

До 1998 года земляное полотно железнодорожных линий и внешних железнодорожных подъездных путей проектировали (реконструировали) в соответствии с требованиями СНиП II–39–76 «Железные дороги колеи 1520 мм» [3], Указаний по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог СН 449–72 и Альбома типовых поперечных профилей земляного полотна вновь строящихся железных дорог.

С 1998 года взамен [3] введены в действие Национальные строительные нормы Республики Беларусь СНБ 3.03.01 – 98 «Железные дороги колеи 1520 мм», [4]. Еще раньше в Российской Федерации в 1996 году также взамен [3] введены Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения РФ СТН Ц-01-95, [5], и с 1998 года Свод правил СП 32–104–98 «Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм».

 

Рисунок 1 – Структура программных средств в области ГИС и САD транспортных коммуникаций

 

В соответствии с приведенными нормативными документами нормируются: ширина земляного полотна, уширение земляного полотна в кривых с наружной стороны, ширина и уровень бровки земляного полотна, ширина обочины земляного полотна, очертание земляного полотна, поперечные уклоны верха земляного полотна, крутизна откосов насыпей и выемок; параметры водоотводных сооружений: водоотводных канав, резервов, нагорных канав, забанкетных канав, кюветов, кювет–траншей, лотков (продольные уклоны, глубина и ширина по дну, крутизна откосов кюветов); ширина естественной бермы и другие параметры. Как видно, перечень нормативных требований весьма обширен. Всего раздел «Земляное полотно» в [4] насчитывает 39 развернутых пунктов с различными нормативными требованиями к проектированию земляного полотна, кроме того, проекты земляного полотна могут разрабатываться как по типовым решениям, так и индивидуально. Так, в [5] предусматривается 20 различных ситуаций, когда требуется индивидуальное проектирование земляного полотна. В Национальных строительных нормах РБ такие ситуации не предусматриваются.

Для программного учета всего разнообразия нормативных требований при разработке проектов поперечных профилей линейных сооружений железных дорог вся нормативная база должна быть систематизирована и закодирована некоторым образом. В связи с этим разработана схема, представленная на рисунке 2. Верхние три блока (категория железнодорожной линии, вид используемого грунта, число главных путей) определяют ширину земляного полотна по бровкам и очертание сливной призмы поперечного профиля (горизонтальный верх, в виде трапеции высотой 0,15 м и с малым основанием 2,3 м, большим основанием – по ширине земляного полотна и в виде треугольника высотой 0,2 м и с основанием, равным ширине земляного полотна). Следует отметить, что требования к ширине земляного полотна по бровкам, предъявляемые в [4, 5] сильно разнятся по сравнению с [3]. Так, например, ширина земляного полотна двухпутной линии (междупутье равно 4,1 м) скоростной, особогрузонапряженной или I категорий с недренирующими грунтами составляет в первом случае 11,7 метра, во втором – 11,1 м (для линии I категории). Минимальная ширина однопутной линии в первом случае составляет 7,1 м, во втором – 5,5 м.

Высота насыпи или глубина выемки определяется величиной рабочей отметки. При этом предлагается в автоматизированном режиме использовать следующие варианты расчета рабочей отметки: линейная интерполяция продольного профиля пути и земли (элементы этих профилей предварительно задаются); линейная интерполяция продольного профиля пути и сплайновая интерполяция продольного профиля земли; линейная интерполяция продольного профиля пути и сплайновая сглаживающая интерполя ция продольного профиля земли. Таким образом, варианты различаются сплайновой аппроксимацией земли и ее разновидностями.