راه سازی - مطالعه مسیر

مطالعه مسیر

( قسمت دوم )

محاسبه سطح نيمرخ عرضي اختصاصي

بمنظور محاسبه حجم عملیات خاکی ، ابتدا نیمرخ های عرضی طول مسیر را تهیه می کند. نیمرخهای عرضی اختصاصی متناسب با شرایط توپوگرافی برداشت می شود. در مناطقی که دشت است این نیمرخها با فواصل 30 تا 40 متر تهیه می شود و در مناطق تپه ماهوری به حدود 15 متر و در کوهستانها بعضاً با فاصله 5 متری مقاطع عرضی برداشت می شود.

سطح نیمرخهای عرضی اختصاصی را با استفاده از روشهای هندسی (نظیر روش شطرنجی ، مثلثی و یا پرگاری) و یا با استفاده از روشهای ریاضی (نظیر روش مختصاتی) اندازه گیری می کنند.

در روش مختصاتی ، چنانچه مختصات نقاط در خلاف جهت عقربه های ساعت ، متوالیاً نوشته شود آنگاه از رابطه زیر سطح نیمرخ قابل محاسبه خواهد بود.

 

 

محاسبه حجم عملیات خاکی بین دو نیمرخ عرضی

کل حجم عملیات خاکی در یک پروژه از مجموع حجم های بین مقاطع عرضی متوالی حاصل می شود. قرارگیری دو مقطع عرضی متوالی محتمل است به صور مختلف باشد :

دو مقطع هر دو ساده و مشابه (هر دو در شرایط خاکبرداری (C) یا هر دو در شرایط خاکریزی (F)) 0 به این دو نیمرخ متوالی « دو مقطع ساده» گفته می شود.

چنانچه محور Y در شرایط مثبت بیانگر سطح نیمرخ از جنس خاکریزی و در شرایط منفی خاکبرداری باشد و همچنین محور X محور طولی مسیر (فاصله دو نیمرخ متوالی) در نظر گرفته شود حجم بین دو نیمرخ متوالی بشرح ذیل بدست خواهد آمد.

 

 

خطا در محاسبه حجم دو نیمرخ عرضی متوالی

در محاسبه حجم دو نیمرخ متوالی A و B با فاصله ای مثل d ، فرض بر اینست که تغییرات سطح (S) از نیمرخ (S_A) A تا نیمرخ (S_B) B ، خطی است و در صورت خطی نبودن این تغییرات (که البته احتمال آن نیز کم نیست) حجم محاسبه شده کمتر از حجم واقعی است. این خطا را ، خطای غیر خطی بودن تغییرات می نامند و حجم واقعی (بدون خطا) را با V_ac نمایش می دهند و آنرا به طریق ردیف «الف» محاسبه می نمایند.

همچنین در زمانی که دو مقطع متوالی مورد نظر ، در قوس افقی با شعاع R قرار می گیرند در صورت عدم انطباق مرکز ثقل نیمرخ با محور راه و براساس دوری یا نزدیکی مرکز ثقل هر یک از نیمرخها نسبت به مرکز قوس، حجم محاسبه شده غیر دقیق می باشد (برای مقطع با مرکز ثقل دور نسبت به محور راه ، حجم محاسبه شده کمتر از حجم واقعی و برای مرکز ثقل نزدیک حجم محاسبه شده بیشتر از حجم واقعی) . میزان خطا در صورتی که فاصله مرکز ثقل با محور راه بصورت e (مرکز ثقل دور بصورت +e و مرکز ثقل نزدیک –e) در نظر گرفته شود را از رابطه ذکر شده در ردیف «ب» می توان بدست آورد.

 

راه سازی - مطالعه مسیر

 

مطالعه مسير

 ( قسمت اول )

 

تقسيم بندي اراضي بلحاظ عوارض طبيعي :

عوارض طبیعی زمین به سه گروه تقسیم می شوند :

هموار، صاف ، جلگه اي                 %5 = i _Max  

تپه و ماهور ، كوهپايه                    %35 = i _Max

كوهستاني                                 شيب بيش از %35

 

 

مختصات ارتفاعی (رقوم):

چنانچه بر روی نقشه های مسطحاتی (با مختصات X و Y) ، مختصات رقومی افزوده شود آنگاه ، نقشه مختصاتی از عوارض طبیعی زمین (نقشه های توپوگرافی) حاصل خواهد شد.

 

منحنی های هم میزان :

اتصال نقاط هم رقوم در نقشه های توپوگرافی ، منحنی های هم میزان را نمایش خواهد داد. فرم منحنی های هم میزان ممکن بصورت :

·          بسته	·          خط القعر
·          باز	·          خط الراس
·          تپه	·          ديواره
·          گودال	·          حوزه آبريز

و یا ترکیبی از آنها باشد.

 

 

نقشه توپوگرافی :

همانگونه که اشاره شد نقشه های توپوگرافی ، مجموعه ای از منحنی های هم میزان مربوط به یک منطقه است. نقشه های توپوگرافی به دو صورت زیر قابل تهیه است :

                                                              ·      برداشت‌هاي زميني با وسائل نقشه‌برداري (تاكئومتري)

                                                              ·      تبديل عكسهاي هوائي يا عكسهاي ماهواره‌اي به نقشه (فتوگرامتري)

 

تهیه نقشه توپوگرافی بوسیله :

1- عكسهاي هوائي :

 

با استفاده از هواپيماهاي خاص و انجام عكسبرداري بصورت مستقیم یا مایل و سپس با موزائيك نمودن عكسهای تهیه شده می توان نقشه توپوگرافی تولید نمود. بمنظور موزائیک نمودن عکسها ، هم پوشانی آنها به میزان 50 درصد در جهت طول و 25 درصد در جهت عرض ضروری است.

مقیاس عكسهاي هوائي عبارتست از :

               1:125000 ، 1:50000 ، 1:20000 ، 1:10000 ، 1:8000

 

2- عکسهای ماهواره ای :

عکسهای ماهواره ای که از دقت بسیار زیادی برخوردار است و ممکن است رنگی یا معمولی باشد را می توان با استفاده از نرم افزارهای خاص تبدیل به نقشه های توپوگرافی نمود.

مقیاس عكسهاي ماهواره‌اي عبارتست از :

               1:250000 ، 1:125000 ، 1:100000 ،1:50000 ، 1:20000

 

3- دوربین های ، تئودولیت ، دیستومات و توتال استیشن :

تهیه نقشه توپوگرافی ممکن است با انجام نقشه برداری زمینی (تاکئومتری) با استفاده از انواع دوربین ها صورت پذیرد.

مقیاس برداشت های زمینی یا نقشه های تاكئومتري عبارتست از :

 1:10000  ، 1:8000 ، 1:5000 ، 1:2000 ، 1:1000

 

 

 

مدارك و اطلاعات مورد استفاده براي طراحي راه

فهرستی از مدارک و اطلاعاتی که بمنظور طراحی راه ، مورد نیاز مهندس مطالعه کننده طرح است بدین شرح می باشد :

        ·          نقشه‌هاي توپوگرافي با مقياس مناسب

        ·          عكسهاي هوائي

        ·          وضعيت طبقه‌بندي اراضي  بلحاظ كاربري ، به جهت مشخصات خاك و موقعيت آبهاي زيرزميني

        ·          آمار مختلف مربوط به ساكنين محل و آخرين آمار سرشماري

        ·          اطلاعات و آمار ميزان و انواع توليدات كشاورزي ، صنعتي و …

        ·          آمار مربوط به بارندگي و وضعيت آب و هوائي منطقه

        ·          نقشه راههاي موجود و نيز اطلاعات مربوط به برنامه‌هاي آینده در خصوص توسعه شبكه ترابري در اين منطقه

        ·          بررسي استانداردها و انتخاب آئين‌نامه براي مطالعه

        ·          تعيين معيارهاي انتخاب مسير راه

        ·          انتخاب سطح سرويس‌دهي راه به منطقه

        ·          مسائل ژئوتكنيكي ، زمين‌شناسي و زه‌كشي منطقه

        ·          انتخاب طبقه‌بندي و درجه‌بندي راه براساس اهميت و سطح ايمني‌ راه

        ·          مطالعه راهها و گذرگاه‌هاي همجوار و نیز مشابه

 

مطالعات مقدماتی :

·     در بررسی و مطالعه مسیر ، معمولاً تا چهار مرحله ، عرض محدوده مورد مطالعه را تقلیل می دهیم. در واقع بمنظور دستیابی به کریدوری که مسیرهای قابل مطالعه در آن بررسی شود، ابتدا «منطقه» که محدوده ای به عرض معادل 30 درصد طول مسیر است انتخاب
می شود. پس از آن در داخل منطقه با کاهش این عرض به 15 درصد طول ، باند را مشخص می کنیم و بعد از آن با کاهش عرض محدوده مسیر مورد مطالعه به میزان 5 درصد طول که کریدور گفته می شود و نهایتاً با کاهش این عرض به حدود 2 درصد طول مسیر که نوار خوانده می شود مشخص می گردد. از این پس مسیر یابی با دقت بیشتر در محدوده «نوار» یا «کریدور» تعیین شده ، ادامه می یابد.

 

 

مسير يابي در داخل كريدور :‌

یکی از روشهای ساده و متداول استفاده از روش پرگاري و دستيابي به گزينه‌هاي مختلف مسير در محدوده کریدور یا باند است . با طراحی حداقل 3 مسیر و مقایسه آنها گزینه برتر انتخاب خواهد شد.

 

 

معيارهاي انتخاب گزينه برتر :

در مقایسه گزینه ها و امتیاز دهی به هر یک و انتخاب بهترین گزینه ، نکات ذیل را می بایست  مدنظر قرار داد :

        ·          طول مسير

        ·          شعاع و تعداد قوسهاي افقي

        ·          ميزان شيب و طول شيب هاي طولي

        ·          تعداد پل ها و آبروها و ابنيه هاي خاص

        ·          برآورد هزينه اجرا و مدت انجام عمليات

با انتخاب مسیر برتر ، مطالعات این بخش خاتمه یافته و مطالعات تفصیلی در جهت تکمیل مطالعات و تهیه نقشه های راه آغاز می گردد.

 

 

نقشه هاي راه :

مجموعه نقشه هائي كه براي اجراء عمليات ساختمان راه مورد نياز است و توسط طراح در مطالعات تفصيلي تهيه و ارائه مي شود را مجموعه نقشه های راه می گویند. این نقشه ها شامل موارد زیر است :

        ·          پلان راه

        ·          نيمرخ طولي و خط پروژه  

        ·          نيمرخ های عرضي : اختصاصی و تیپ

        ·          نقشه‌هاي ابنيه‌هاي فني

 

در این میان ترسیم خط پروژه که توسط مهندس طراح صورت می گیرد از اهمیت ویژه ای برخوردار است کم توجهی یا کم دقتی در این مورد موجب تغییرات فراوان (افزایش) در حجم عملیات خاکی خواهد شد. بمنظور ترسیم خط پروژه به توصیه های زیر توجه کنید :

• تعادل در حجم عمليات خاكي
• رعايت حداكثر شيب طولي
• رعايت حداكثر طول شيب طولي
• رعايت حداقل شيب طولي (تخليه آبهاي سطحي)
• توجه به تغييرات شيب‌هاي طولي متوالي (اختلاف دو شيب متوالي)
• رعايت حداقل ارتفاع از بستر زمين (زه‌كشي ، توجه به نوع و تعداد دهانه آبروها و بده جريان)
• عدم تلاقي محدوده تغيير شيب با قوسهاي افقي (عدم تلاقي قوس افقي و قوس قائم)
• هماهنگي با رژيم عوارض طبيعي زمين (به لحاظ جهت شيب )
• رعايت ارتفاع نقاط اجباري (ورودي یا خروجی از تونل ، ارتفاع ثابت پل‌هاي بزرگ)

 

همچنین در ارائه نقشه های راه می بایست دقت نمود تا بر روی هر نقشه ، حتی الامکان اطلاعات نسبتاً کاملی از پروژه را ارائه نمود. نمایش شیب های طولی و عرضی و نیز اختلاف رقومی خط پروژه و خط زمین در پلان راه و یا مشخص نمودن آغاز ، پایان و نوع قوسهای افقی در نقشه های نیمرخ طولی راه نمونه هایی از این دست می باشد.