FAST VŠB - TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. Fakulta stavební. Pozemní komunikace návody do cvičení. Tomáš Seidler

FAST VŠB - TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA

Fakulta stavební Pozemní komunikace – návody do cvičení Tomáš Seidler

2013

PROJEKT INOVACE PROGRAMU STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ

OBSAH

1

ÚVOD ............................................................................................................................3

2

Vyhledání trasy v mapovém podkladu ............................................................................4 2.1

2.1.1

O modelu terénu obecně ....................................................................................4

2.1.2

Zhodnocení triangulace .....................................................................................8

2.1.3

Zhodnocení vrstevnicového plánu .....................................................................9

2.2 3

4

5

6

Zásady návrhu trasy v DMT .....................................................................................9

Návrh směrového vedení .............................................................................................. 25 3.1

Prvky směrového řešení .......................................................................................... 26

3.2

Přímá ...................................................................................................................... 26

3.3

Kružnice ................................................................................................................. 26

3.4

Přechodnice ............................................................................................................ 32

3.5

Kružnicový oblouk s přechodnicemi ....................................................................... 34

3.6

Směrové řešení studie trasy .................................................................................... 40

Návrh výškového vedení ............................................................................................... 43 4.1

Prvky výškového řešení .......................................................................................... 44

4.2

Přímkové sklony..................................................................................................... 44

4.3

Výškové oblouky.................................................................................................... 47

Vzájemná kooperace výškového a směrové-ho řešení ................................................... 55 5.1

Identifikace problémových řešení ........................................................................... 56

5.2

Reálné situace ........................................................................................................ 64

Technicko dopravní porovnání variant .......................................................................... 71 6.1

Obecné způsoby hodnocení variant ......................................................................... 72

6.1.1

Hodnocení dle technických podmínek ............................................................. 73

6.1.2

Hodnocení z hlediska vlivů na životní prostředí............................................... 73

6.2 7

Zhodnocení terénu ....................................................................................................4

Zjednodušené porovnání variant pozemní komunikace ........................................... 74

Technická zpráva .......................................................................................................... 83 7.1

Požadavky na textovou zprávu ............................................................................... 84 1


8

Šířkové uspořádání ....................................................................................................... 91 8.1

Kategorie pozemní komunikace .............................................................................. 92

8.2

Šířkové uspořádání ................................................................................................. 93

8.3

Volba skladby konstrukce vozovky ........................................................................ 95

8.3.1

Technické podmínky uvádí značení jednotlivých materiálů: ............................ 96

Příčný sklon ........................................................................................................... 97

8.5

Ostatní.................................................................................................................... 98

8.6

Vzorové příčné řezy ............................................................................................... 99

9

8.4

8.6.1

Požadavky na výkres ....................................................................................... 99

8.6.2

Vzorové výkresy ............................................................................................. 99

protismérné oblouky ................................................................................................... 105 9.1

Výpočet inflexního motivu ................................................................................... 106

9.1.1 9.2 10

Postup výpočtu .............................................................................................. 106

Vytyčovací výkres ................................................................................................ 115 požadavky na úpravu výkresové dokumentace ......................................................... 121

10.1

Společné zásady ................................................................................................ 122

10.2

Přehledná situace (situace variant studie) .......................................................... 123

10.3

Přehledný podélný profil ................................................................................... 125

10.4

Formální požadavky.......................................................................................... 127

2


1

ÚVOD

Tento učební text slouží jako podpora pro předmět Pozemní komunikace – návody pro cvičení. Celý text Vás krok po kroku provede postupem při návrhu nové pozemní komunikace v terénu. Postupně se seznámíme s postupy jak pracovat s terénem a vyhledat v něm ideální trasu nebo variantní trasy. Zjistíte, jak trasy následně zhodnotit a na základě hodnocení vybrat tu nejvhodnější. Seznámíme se také s požadavky a s parametry určenými pro návrh směrového řešení, výškového řešení a také šířkového uspořádání. Kromě normových požadavků a doporučených parametrů se také dozvíme jak má návrh vypadat z pohledu požadavků na technické výkresy. V další části textu si ukážeme jak správně navrhnout směrový motiv složený z dvou protisměrných oblouků s přechodnicemi. Uvedeny jsou možné postupy výpočtu a stejně jako v případě výkresů studie variant, jsou uvedeny i požadavky na formální stránku výkresové dokumentace. Text je doplněn ukázkou vzorových výkresů a také podpůrným programem v aplikaci Excel.

3


2

VYHLEDÁNÍ TRASY V MAPOVÉM PODKLADU

CÍLEKAPITOLY 1. Naučit se zhodnotit terén 2. Pochopit principy volby nejlepší trasy terénem 3. Naučit se trasovat ve volném terénu

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se zaobírá grafickým zobrazení digitálního terénu a měla by studentovi umožnit pochopit reliéf digitálníhomodelu terénu. Na zhodnoceném modelu terénu by měl student být schopen variantně navrhnout co nejvhodnější trasu pozemní komunikace respektující průběh terénu.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU 30 – 60 minut

KLÍČOVÁ SLOVA Terén, vrstevnice, trasování, trasa, osa, řídicí čára, tečnový polygon, jednotný sklon.

2.1 Zhodnocení terénu 2.1.1 O modelu terénu obecně Základním a nepostradatelným podkladem pro každý projekt je výškové zaměření, které definuje stávající stav, nebo podobně jako v našem případě, výškově definuje terén a oblast určenou pro návrh nové trasy. Obecná definice digitálního modelu terénu (DMT) zní: „DMT je statistická reprezentace spojitého povrchu Země pomocí velkého množství bodů se známými souřadnicemi X, Y, Z v definovaném souřadnicovém systému. 4


Digitální model terénu (DMT) je model povrchu Země bez staveb, stromů a dalších objektů na jeho povrchu v digitální podobě. V angličtině je používáno termínu Digital Terrain Model (DTM). Dalším synonymem pro DMT je Digitální model reliéfu (DMR). Známý je také termín digitální model povrchu, což je také model povrchu Země, ale se všemi objekty, které na něm leží. V anglickém textu se setkáte s označením Digital Surface Model (DSM). Výškové zaměření je zpravidla definováno pomocí výškových bodů uvedených v daném souřadnicovém systému. Pro Českou republiku platí, a nejčastěji je používaná tzv. jednotná trigonometrická souřadnicová síť katastrální, neboli souřadný systém známý pod zkratkou JTSK či S-JTSK. Česká republika se v tomto souřadném systému nachází v prvním kvadrantu, souřadnice se obecně uvádí jako záporné. Pro souřadnice platí, že souřadnice y je menší než souřadnice x. Výškově jsou pak souřadnice definovány pomocí výšky nad mořem. Pro naší zeměpisnou šířku je určující výška, jejíž nula je stanovena hladinou moře Balt – odtud pochází název nadmořská výška Balt po vyrovnání, obecně uváděna zkratkou m. n. m. B.p.v. Spolu s rozvojem GPS systémů se pozvolna rozmáhá také souřadnicový systém World Geodetic System neboli WGS 84, který je udáván zeměpisnými souřadnicemi a jeho výška je obecně definována výškou nad elipsoidem. Pokud budete zadávat tyto souřadné systémy do projekčních softwarů pro práci na území ČR, souřadnicové systémy jsou obecně značený kódy jako: -

S-JTSK – eastnorth (102067) – souřadnice se zápornými znaménky

-

S-JTSK – southwest (2065) – souřadnice s kladnými znaménky

-

WGS 84 – zone 33N (32633)

Terén nebo povrch obecně je nejčastěji definován pomocí souřadnic XYZ. Podle přesnosti zaměření a rozloze zaměřeného území mohou soubory bodů obsahovat tisíce položek. Druhou nejběžnější variantou je vrstevnicový plán, podobně jako bod jsou prostorově lokalizovány do souřadného systému. Každá vrstevnice je zpravidla definovaná jednou křivkou, které je přiřazená konkrétní výška. Výška je zpravidla definovaná hodnotou v celých metrech. Vrstevnice mají definovaný pravidelný interval (nejčastěji 1 m až 5 m). Tato výšková data, které neúplně pokrývají zpracovávanou oblast (body a vrstevnice) – viz obrázek 1 a 2se označují jako nekompletní reprezentace povrchu.Pro „doplnění“ oblasti na kompletní reprezentaci povrchu se využívá interpolačníchmetod. Interpolační algoritmy se snaží na základě svého matematického základu azadaných vstupních parametrů (které interpolaci ovlivňují) predikovat chováníreálného terénu. Kvalita výstupního DMT se tedy odvíjí nejen odkvality vstupních dat (přesnost, hustota), ale také od vhodně zvolené interpolačnímetody včetně řídících parametrů.

5


Obrázek 01: Textový zápisník a zobrazení bodů

Obrázek 02: Definiční vrstevnicový plán K reprezentaci reálného terénu můžeme využít mnoho přístupů,viz obrázek 3, 4 a 5. Abychom dosáhli kontinuální reprezentaci povrchu (a dokázali „vyplnit mezery“ mezi daty), musíme 6


provést interpolaci vstupních dat. V závislosti na požadovaném výstupu volíme mezi různými typy interpolací. V praxi se budeme nejvíce setkávat s reprezentací povrchu pomocí rastru a pomoci Triangulated Irregular Network (TIN – nepravidelná trojúhelníková síť (obrázek 4). V datovém modelu TIN jsou body uloženy společně s jejich nadmořskou výškou. Každý trojúhelník pak obsahuje informaci, ze kterých hran se skládá a každá hrana obsahuje informaci, které body ji definují. TIN je po částech lineární model, který může být v prostoru vizualizován jako jednoduše propojená síť trojúhelníků, která je spojitá, ale není v celé oblasti diferencovatelná. Pro tvorbu TIN se používá metoda zvaná triangulace = tvorba trojúhelníkové sítě z množiny vstupních bodů. Jednou z podmínek je, aby triangulace produkovala co možná nejvíce rovnostranných trojúhelníků, a aby výsledek triangulace byl nezávislý na orientaci dat a volbě počátečního bodu. Digitální výškový model zobrazený jako triangulace je jednou z variantou DMT. V angličtině je velmi často používaný (zejména v USA) termín Digital Elevation Model (DEM). DEM je ale téměř vždy zobrazován ve formě rastru (čtvercové sítě) s definovanou hustotou bodů (obrázek 5).

Obrázek 03: DMT prezentovaný pomocí triangulace

7


Obrázek 04: DMT prezentovaný pomocí vrstevnicového plánu

Obrázek 05: DMT prezentovaný pomocí rastrové sítě DEM Než zahájíme projekční práce a než přistoupíme k návrhu trasy, provede se tzv. rekognoskace terénu za účelem seznámení se s územím, ve kterém má být trasa komunikace vedena. Případně se provede podrobné prostudování mapového podkladu či DMT, které může rekognoskaci nahradit. 2.1.2 Zhodnocení triangulace Triangulace vstupních bodů do podoby TIN je velmi všestranným způsobem reprezentace reálného terénu. Výsledné trojúhelníkové plošky TIN jsou většinou považovány za rovinné a 8


díky tomu poskytují plně definovaný a spojitý model terénu. Hlavní výhodou triangulovaných povrchů je adaptabilita s ohledem navstupní data: -

oblasti s velkou variabilitou terénu (zvrstvené, členité a velmi proměnlivé povrchy) jsou pokryté hustou sítí bodů → vzniká velké množství malých trojúhelníků. Oblast s velkým množstvím trojúhelníků rovněž značí stoupání či klesání, čím hustější trojúhelníky budou, tím bude klesání nebo stoupání prudší,

-

ploché oblasti (nebo oblasti s konstantním sklonem) obsahují méně bodů, jsou zobrazeny velkými trojúhelníky,

-

obzvláště velké trojúhelníky zpravidla značí vodní hladinu, která je v jedné úrovni a jejíž zaměření bylo provedeno v podstatě po obvodu vodní plochy.

2.1.3 Zhodnocení vrstevnicového plánu Také digitální model terénu zobrazený jako vrstevnicový plán lze číst a ze zobrazení definovat jeho průběh. Při jeho klasifikace závisí na intervalu zobrazení vrstevnic, ten zpravidla souvisí s měřítkem zobrazení modelu terénu. Při podrobnějším měřítku budou pravděpodobně také vrstevnice podrobnější např. v intervalu 1 m. Při méně podrobném měřítku tak mohou být v intervalu 2 m, 5 m, 10 m apod. Pro lepší přehlednost zobrazení vrstevnic je zvykem zobrazovat je dvoubarevně, případně s odlišnou tloušťkou čar. Tenčí vrstevnice, nebo vrstevnice zobrazené světlejší barvou jsou označovány jako vedlejší vrstevnice, vrstevnice zobrazeny tlustou čarou, nebo tmavší barvou jsou označovány jako hlavní vrstevnice. Interval hlavních vrstevnice zpravidla bývá dán jako každá pátá vrstevnice, což při intervalu vrstevnic 1 m bude znamenat, že každá vrstevnice s výškou odpovídající násobku pěti je označena jako hlavní. Interval však může být zvolen libovolně, například jako každá desátá vrstevnice apod.

DŮLEŽITÉ! Některé základní pravidla při „čtení“ DMT zobrazeného jako vrstevnice: -

podle hustoty vrstevnice lze odvodit míru stoupání nebo klesání terénu,

-

husté vrstevnice znamenají strmější stoupání nebo klesání, čím jsou vrstevnice hustší, tím je spád vyšší,

-

uzavřené vrstevnice znamenají dolinu nebo vyvýšeninu,

-

bez dodatečného popisu výšek vrstevnic nelze jednoznačně definovat, jestli povrch stoupá nebo klesá.

2.2 Zásady návrhu trasy v DMT Pozemní komunikace je v terénu určena tzv. trasou, což je prostorová křivka určující směrové a výškové řešení pozemní komunikace. Průmět této křivky do situace (vodorovné roviny) 9


představuje osu silnice. Průmět trasy do podélného profilu (svislé roviny) určuje tzv. niveletu silniční komunikace. Trasa zpravidla není přímou čárou spojující dva body, jedná se o křivku složenou ze směrových a výškových zakřivení. Při jejím návrhu je nutné v co největší míře respektovat stávající průběh terénu čímž dosáhneme: -

optimálního ekonomického řešení komunikace,

-

optimální prostorový účinek trasy a začlenění komunikace do krajiny,

-

minimální objem zemních prací.

Aby bylo zvoleno co nejvhodnější řešení, návrh trasy se zpravidla přezkoumává v několika variantách (standardně se uvažuje alespoň se třemi variantami). Jedná se o nejdůležitější práci na celém projektu. Na volbu prvotní trasy musí být dán velký důraz, jelikož se od ní odvíjí veškeré další části návrhu, přímo se promítá do technického řešení trasy a také do ekonomické náročnosti trasy. Při návrhu směrového řešení je nezbytné také dbát na stávající limity řešeného území. Jedná se zejména o: -

stávající vedení pozemních komunikací a železnice,

-

vodní toky a vodní plochy,

-

zástavba,

-

existující dominanty krajiny, které mohou být využity jako psychologické prvky na řidiče a prvky zvyšující estetiku trasy.

Ve vrstevnicovém plánu vyhledáváme vhodný směr trasy při určitém dovoleném stoupání. Při trasování se musíme snažit dosáhnout co nejvíce možného přímého spojení určeného začátku a konce trasy nejmenšími podélnými sklony a dosáhnout plynulosti trasy. V rovinatém terénu je hledání trasy podstatně jednodušší. Kromě umělých překážek se přírodní překážky vyskytují řidčeji, obvykle jen vodní toky, inundační nebo zamokřené území. Křížení se železnicemi a dálnicemi řešíme zásadně mimoúrovňově s vhodným využitím konfigurace terénu.

10


Obrázek 06: Vedení trasy vzhledem k okolním dominantám Pro spojení bodů A a B v mapovém podkladu existuje celá řada pravidel. Jako první se logicky nabízí přímé spojení. Taková varianta však zpravidla nerespektuje průběh terénu. Pro vytvoření křivky, které terén respektuje, slouží tzv. řídicí čára. Jedná se o čáru jednotného sklonu vycházející ze zvoleného spádu. Do mapového podkladu se vynáší pomocí kružnic, jejichž poloměr je roven hodnotě tzv. protínacího úseku. Jedná se o hodnotu danou intervalem vrstevnic (výškový rozdíl vrstevnic) a zvoleným sklonem (případně vyjádřeným výškovou změnou na 100 m převedenou na procenta). Jelikož se po narovnání řídicí čáry a po vložení směrových oblouků trasa zkrátí je potřeba s tímto počítat, proto buď záměrně volíme stoupání o něco menší, případně do vzorce doplníme koeficient 0,9 (případně 0,8), čímž hodnotu stoupání snížíme na 90 % (80 %) zvolené hodnoty.

DŮLEŽITÉ!

Kde: d

protínací úsek řídicí čáry (poloměr kružnice)

Δh

výškový rozdíl mezi vrstevnicemi (interval)

s

zvolený podélný sklon řídicí čáry

11


Obrázek 07: Grafické zobrazení výpočtu protínacího úseku Pomocí kružnic vynesených do mapového podkladu a spojení průsečíků kružnic s vrstevnicemi získáme řídicí čáru jednotného sklonu na určité délce. V případě kdy nastane situace, že kružnice neprotne nejbližší kružnici, můžeme spojnici protáhnout k další vrstevnici v nejpravděpodobnějším směru. Tímto spojením nastane situace kdy je sklon mezi spojenými body o něco nižší než definovaný. Naopak v případě že kružnice protne více, než jednu nejbližší vrstevnici vždy musíme spojit právě tu nejbližší vrstevnici. Může nastat situace, například v údolí, kdy dojde ke spojení následující vrstevnice tak, že spojení protíná další vrstevnici o úroveň níže nebo výše. Takové spojení je chybné a je potřeba jej vyřešit vložením interpolované pomocné vrstevnice mezi skutečné vrstevnice. Například mezi vrstevnice v intervalu 1 m vložíme pomocnou vrstevnici o intervalu 0,5 m, (tedy přesně mezi ně), a vyneseme kružnici protínacího úseku o poloviční velikosti d/2. Pokud ani tato varianta nevyhovuje, je možné provést další interpolace například na ¼ intervalu vrstevnic a vynést protínací úsek délky d/4 (viz obrázek 08).

12


Obrázek 08: Způsob řešení protnutí více vrstevnic v údolí Další situací, která může nastat je vedení trasy přes sedlo, kdy dojde ke spojení vrstevnice stejné výškové kóty. V tomto případě vrstevnice spojíme přímo v nejpravděpodobnějším směru.

13


Obrázek 09: Způsob řešení přes sedlo Při vedení řídicí čáry do svahu nebo ze svahu se snažíme trasu vést v přímých úsecích, čára příliš klikatá nám nedovolí řídicí čáru vhodně narovnat do požadovaného tečnového polygonu a celý návrh řídicí čáry je tak nefunkční.

14


Obrázek 10: Způsob řešení do svahu a ze svahu Vytvořená řídicí čára sice bude mít minimální objem zemních prací, ale není přímo použitelná jako tečnový polygon, jelikož se na ní nachází příliš krátkých úseků a příliš mnoho vrcholů.

15


Obrázek 11: Řídicí čára v mapovém podkladu a její podélný profil Dalším krokem je vyrovnání řídicí čáry do tečnového polygonu vhodného pro návrh směrových oblouků. I pro tento úkon existuje celá řada pravidel, které je potřeba dodržet. Je nezbytné pamatovat na to, že po vložení směrových oblouků mezi tečny dojde k posunu osy od tečny o hodnotu vzepětí oblouku. Pomůckou při tvorbě může být zkušební zakreslení plynulé trasy s oblouky a teprve podle této hladké a plynulé trasy odvodit tečnový polygon, jež bude sloužit pro skutečné zadání směrových oblouků. Vytvořené tečny rovněž musí být dostatečně dlouhé, tak aby bylo možné vložení směrového oblouku. Obecně se do tečnového polygonu vkládají prosté oblouky, nebo oblouky se symetrickými přechodnicemi (viz kapitola 3). Pro estetický účinek a z důvodů homogenity trasy je třeba při návrhu polygonu dbát na to, aby délky stran byly vyvážené, tzn., nemají některé strany příliš krátké a jiné příliš dlouhé. Rovněž úhly stran mají být v určitém poměru navzájem i k délkám stran.

16


Obrázek 12: Zásady návrhu tečnového polygonu Vzdálenosti mezi vrcholy, musí být tak dlouhé, aby pokryl součet tečen oblouků i s přechodnicemi. Přechodnice vložená mezi tečnu a kružnicový oblouk bude umístěna přibližně polovinou své délky od dotykového bodu kružnicového oblouku KT k tečně a polovinou ke kružnicovému oblouku. Potřebná délka mezi dotykovými body kružnic (KT a TK) je rovna nejméně délce součtu tečen prostého kružnicového oblouku a délky přechodnice dle:

U oblouku s přechodnice tedy bude minimální délka tečny mezi vrcholy tečnového polygonu rovna: |

|

V případě trasy s prostými oblouky bez přechodnic budeme vycházet z normového požadavku dle ČSN 73 6101, ze které vyplývá, že délka mezi přímé (m) mezi oblouky má být minimálně rovna dvojnásobku návrhové rychlosti Vn. |

| 17


Obrázek 13: Doporučená délka mezi vrcholy tečnového polygonu Pro vkládání kružnicových oblouků se budeme řídit požadavky a parametry dle kapitoly 3.

18


ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 1 Navrhněte osu spolu s tečnovým polygonem pomocí řídicí čárou spojující body A a B v zadaném vrstevnicovém plánu. a) Z DMT zjistíme výškový rozdíl mezi vrstevnicemi (interval). Ten je v řešeném příkladu stanoven na hodnotu 1 m. b) Stanovíme výchozí podélný sklon. Pro příklad je zvolen sklon 2 %. c) Dle vzorce vypočteme délku protínacího úseku „d“.

d) Dle vypočtené hodnoty d začneme se zakreslováním kružnic do mapového podkladu při respektování doporučených pravidel v kapitole 2.2

Obrázek 14: Zákres protínacích úseků do vrstevnicového plánu e) Jednotlivé kružnice, spojíme čarou, čímž získáme požadovanou řídicí čáru.

19


Obrázek 15: Výsledná řídicí čára f) Řídicí čáru proložíme, respektive narovnáme pomocí tečnového polygonu při respektování pravidel dle kapitoly 2.2

20


Obrázek 16: Řídicí čára proložená tečnovým polygonem g) Posledním krokem je vložení směrových oblouků dle předpokládané návrhové rychlosti.

21


Obrázek 17: Osa vytvořená z řídicí čáry a tečnového polygonu

22


TEST 1 1) Co je to řídicí čára? a) Čára s konstantním sklonem na určeném úseku b) Čára s konstantním stoupáním, nebo čára s konstantním klesáním c) Synonymum pro tečnový polygon 2) Co je to protínací úsek a) Úsečka, které spojuje dvě vrstevnice v zadaném sklonu b) Úsek kde je křížená vrstevnice s osou trasy c) Úsek spojující vrcholy tečnového polygonu 3) Jak lze interpretovat oblast ve vrstevnicovém plánu, kde jsou vrstevnice hustě vedle sebe? a) Strmé stoupání nebo klesání b) Velmi pozvolné stoupání nebo klesání c) Vodní hladina 4) Jak se řeší vedení řídicí čáry přes sedlo a) Nejedná se o nestandardní případ, tzn., nevyžaduje zvláštní řešení b) Spojí se dva body na stejné vrstevnici taky, aby přetínaly jinou vrstevnici c) Spojí se dva body na stejné vrstevnici, aniž by přetínaly jinou vrstevnici 5) Postup návrhu osy je následující a) Řídicí čára > osa trasy b) Tečnový polygon > řídicí čára > osa trasy c) Řídicí čára > tečnový polygon > osa trasy

23


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola je věnována návrhu osy pozemní komunikace v mapovém podkladu. Kapitola studenta naučí orientovat se v terénu, pochopit jeho základní atributy a dodá studentovi schopnost terén analyzovat a rozpoznat vhodné a nevhodné oblasti pro vedení pozemní komunikace. Student získá znalosti nezbytné pro geometrický návrh trasy ve volném terénu pomocí tzv. řídicí čáry včetně všech návazných kroků vedoucích až k vytvoření osy pozemní komunikace.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I- Pozemní komunikace návody na cvičení Marián Krajčovič a kolektiv: Dopravní stavby I (Pozemní komunikace) ČSN 73 6101. Projektování silnic a dálnic. Praha: Český normalizační institut, 2004

24


3

NÁVRH SMĚROVÉHO VEDENÍ

CÍLEKAPITOLY 1. Získat znalosti pro výpočet parametrů směrového řešení 2. Umět správně použít jednotlivé prvky směrového řešení 3. Získat povědomí o doporučených hodnotách parametrů směrového motivu 4. Získat znalost o tom, kde dohledat požadavky na směrové řešení

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se zaobírá parametry základních směrových prvků přímého, kružnice a přechodnice. V kapitole získáte informace o tom jak jednotlivé parametry vypočítat a jaké jsou pro ně limitní hodnoty, respektive hodnoty doporučené normovými požadavky, plynoucí zejména z normy ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic.


KLÍČOVÁ SLOVA Osa, tečna, přímá, kružnice, přechodnice, přechodnicový oblouk, prostý kružnicový oblouk, vytyčovací prvky, normové požadavky.

25


3.1 Prvky směrového řešení Mezi základní prvky směrového řešení patří tři základní prvky, tečna, přechodnice a kružnice. Směrová osa potažmo její křivolakost je dána složením těchto elementů do souvislé trasy. Jak jednotlivé prvky za sebe naprojektovat již vyplývá spíše z požadavků a z limitů v daném území, nemusí tedy být pravidlem, že vždy bude trasa v posloupnosti přímá, přechodnice a kružnice. Dle potřeby může být směrový oblouk proveden jako prostý kružnicový oblouk, kružnicový oblouk s přechodnicemi, složený oblouky, případně přechodnicový oblouk. Mezi nejběžnější situaci však jistě patří zmíněná sestava přímé a kružnicového oblouku s přechodnicemi. Pro návrh směrového řešení je jednoznačně nejdůležitějším dokumentem česká technická norma ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic.

3.2 Přímá Požadavky na přímý úsek jsou již uvedeny v kapitole 2. Pro trasu s prostými oblouky je doporučená délka přímé jednoznačně daná. Pro trasu s kružnicovými oblouky s přechodnicemi v protisměrném uspořádání je doporučeno řešení tzv. na inflex viz kapitola 10. Tečna je obecně jednoznačně definovaná vrcholy tečnového polygonu a nejsou na ní obecně žádné zvláštní nároky. Stejně tak matematicky je to jednoduše definovatelný geometrický objekt. Stejně jako minimální doporučená délka je také doporučená maximální délka. Tato délka je odvozená od návrhové rychlosti a je uvedena v tabulce níže. Vn [km/h] Max délka [m]

50 1600

60 2000

70 2300

80 2600

100 3200

120 4000

3.3 Kružnice Kružnice je základním elementem určeným pro zakřivení osy. Jejím hlavním parametrem je její poloměr značený R. Minimální velikost poloměru lze vypočítat dle vzorce založeným na návrhové rychlosti a hodnotě příčného sklonu

Kde: Vn

návrhová rychlost

p

příčný sklon v %

Mnohem častěji však velikost poloměru zvolíte podle tabulky číslo 12 uvedené v normě ČSN 73 6101.

26


Návrhová/ se základním Poloměr kružnicového oblouku v metrech při dostředném směrodatná příčným sklonu vozovky v % rychlost sklonem v km/h 2,5%*) 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 130 2450 2050 1750 1525 1350 1225 1125 1025 4500 120 2075 1750 1500 1300 1150 1050 950 850 3800 110 1750 1450 1250 1100 925 825 800 725 3200 100 1450 1200 1050 900 800 720 650 600 2700 90 1200 1000 850 750 650 600 550 500 2200 80 775 650 550 500 450 400 350 325 1700 70 600 500 425 375 330 300 270 250 1300 60 450 375 325 270 240 220 200 180 170 950 50 300 250 220 190 170 150 140 125 120 110 700 40 200 160 140 120 110 100 90 80 75 70 450 30 110 90 80 70 60 55 50 45 40 35 250 *) Příčný sklon opačného smyslu než příčný sklon dostředný.

27


Obrázek 01: Schéma kružnicového oblouku Mezi základní vytyčovací prvky kružnicového oblouku patří: R

poloměr oblouku

α

středový úhel

T

délka tečny oblouku

z

vzepětí

O

délka oblouku

xkk

souřadnice vrcholu oblouku

ykk

souřadnice vrcholu oblouku

Základní geometrické body prostého kružnicového oblouku jsou: TK

tečna kružnice

KK

kružnice kružnice (střed kružnicového oblouku)

KT

kružnice tečna 28


DŮLEŽITÉ! Jednotlivé vytyčovací prvky lze vypočítat dle vzorců:

T  R  tan

 2

O  arc    R z

R cos



arc   

  200 g

R

2

V případě potřeby provést výpočet souřadnic podrobných vytyčovacích bodů nabízejí se dvě alternativy:

Obrázek 02: Schéma typů souřadnic a jejich parametrů

Výpočet pomocí pravoúhlých souřadnic

29


x n  R  sin  n y n  R  R  cos  n

n 

sn R

Výpočet pomocí polárních souřadnic t n  2 R  sin  n

n 

n 2

30


ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 2 Vypočtěte vytyčovací prvky kružnicového oblouku o poloměru 650 m a velikosti dostředného úhlu 41,6200g. Dále vypočtěte souřadnice pěti podrobných bodů pomocí vzorců pro pravoúhlé souřadnice a pět podrobných bodů pomocí polárních souřadnic. a) Nejprve provedeme výpočet základních vytyčovacích bodů podle kapitoly 3.3   arc    200 g   41,62 g 130,753 g O  arc    R   650   650  0,653  650  424,948m 200 g 200 g  41,62 g T  R  tan  650  tan  650  0,339  220,380m 2 2 R 650 650 z R  650   650  686,343  650  36,343m g  41 , 62 0 , 947 cos cos 2 2 b) Dále vypočteme souřadnici bodu KK tedy poloviny oblouku.  41,62 g xKK  R  sin  650  sin  650  0,321  208,710m 2 2  41,62 g y KK  R  R  cos  650  650  cos  650  650  0,947  650  615,581  34,419m 2 2 c) Vypočteme jednotlivé vytyčovací body pomocí metody pro pravoúhlé souřadnice. Hodnota Sn stanoví délku od počátku oblouku po kalkulovaný bod podél kružnice. n 0 1 2 3 4 5

Sn = n·O/10 0,00 42,49 84,99 127,48 169,98 212,47

αn = Sn/R 0,0000 4,1620 8,3240 12,4860 16,6480 20,8100

xn = R·sinαn 0,00 42,46 84,75 126,67 168,05 208,71

yn = R·(1-cosαn) 0,00 1,39 5,55 12,46 22,10 34,42

Staničení TK 0,000 00 0,042 49 0,084 99 0,127 48 0,169 98 KK 0,21247

31


d) Podobným postupem vypočteme souřadnice podrobným bodů pomocí polární metody n 10 9 8 7 6 5

Sn = n·O/10 0,00 42,49 84,99 127,48 169,98 212,47

αn = Sn/R 0,0000 4,1620 8,3240 12,4860 16,6480 20,8100

δn = αn/2 0,0000 2,0810 4,1620 6,2430 8,3240 10,4050

tn = 2·R·sinδn 0,00 42,49 84,93 127,28 169,50 211,53

Staničení KT 0,42495 0,38245 0,33996 0,29746 0,25497 KK 0,21247

e) Body pravoúhlých souřadnic jsou počítány pro první půlku oblouku od začátku kružnice do její poloviny (TK-KK), pomocí polární metody jsou počítány podrobné body pro druhou půlku oblouku od konce kružnice do její poloviny (KT-KK).

3.4 Přechodnice V silničním stavitelství se používá přechodnice ve tvaru klotoidy. Obvykle se vkládá do osy mezi přímou a oblouk, případně mezi dva oblouky o různém poloměru.

DŮLEŽITÉ! Délka přechodnice se z důvodu plynulé jízdy a komfortu doporučuje navrhovat v závislosti na velikosti poloměru přilehlého oblouku. R [m] L [m]

100 60

200 80

300 100

500 120

1000 160

1500 210

2000 290

3000 430

4000 500

5000 550

Pokud z nějakého důvodu není možné použít doporučenou délku přechodnice, měla by délka přechodnice odpovídat návrhové rychlosti V n v případě že je příčný sklon klopen kolem osy komunikace a 1,5·Vn v případě že je příčný sklon klopen kolem vodícího proužku. Klotoida je definovaná parametrem, který vychází z délky křivky a jejího definičního poloměru. √

32


Obrázek 03: Vytyčovací schéma přechodnice Kde: A

Parametr přechodnice

τ

Tečnový (středový) úhel přechodnice

ΔR

Odsazení kružnicového oblouku

xpk

Pořadnice x koncového bodu přechodnice

ypk

Pořadnice y koncového bodu přechodnice

x/T

Prodloužení vstupní tečny

xm

Délka vstupní tečny přechodnice

ST

Délka výstupní tečny přechodnice

Jednotlivé geometrické parametry přechodnice lze vypočítat dle vztahů uvedených níže.

33


A  LR L  2R L2  R (1  cos  )  24 R

R  y PK x PK = L . y PK = L .



 (-1 )

n=1 

xT/  y PK 

n+1

.

 (-1 )n+1.

n=1

τ 2n - 2

4n - 3 . 2n - 2 !

τ 2n - 1

4n - 1 . 2n - 1 !

L5 L9  L  40 A 4 3456 A8 

L3 L7 L11   6 A 2 336 A 6 42240 A10

1 tg 

x m  x PK  xT/ ST 

y PK sin 

Podobně jako u kružnicového oblouku, i pro přechodnici je možné vypočítat souřadnice libovolného bodu na přechodnici. Výpočet pravoúhlé souřadnice libovolného bodu na přechodnici

ln5 ln9  40 A4 3456 A8 l3 l7 ln11 yn  n 4  n 6  6 A 336 A 42240 A10

xn  l n 

Výpočet polární souřadnice libovolného bodu na přechodnici

 n  tg

yn xn

t n  x n2  y n2

3.5 Kružnicový oblouk s přechodnicemi Jedná se o geometrickou sestavu dříve popsaných geometrických objektů. Přechodnice mohou být symetrické, tzn. stejných parametrů, nebo asymetrické.

34


Při vložení přechodnice mezi přímou a oblouk dojde k dříve popsanému posunu ΔR, z toho důvodu dochází ke změně výpočtu vytyčovacích prvků kružnicového oblouku.

Obrázek 04: Vytyčovací přechodnicemi

schéma

kružnicového

oblouku

se

symetrickými

Základní vytyčovací prvky přechodnice A, τ, ΔR, xpk, ypk, x/T, xm, ST spočítáme podle výše uvedených vzorců (kapitola 3.4). Prověříme, zda platí podmínka τ ≥ 2 a zda je nutné přechodnici navrhovat. Vyjde-li odsun kružnicového oblouku ΔR ≤ 0,25 (odpovídá poloměru >800 m) lze od návrhu přechodnice upustit. Dále vypočteme ostatní parametry odsunutého oblouku:

35


 0    2 O0  arc   0  R O  O0  2 L R

z0 

cos

0

R

z

cos



R

2 R

2 x s  x PK  R  sin  T0  R  tan T /  R  tan

0 2



2

T  T  xs /

Kde: αo

středový úhel oblouku

To

délka tečny oblouku

T

/

délka tečny ke kružnicovému oblouku o poloměru R + ΔR

T

tečna celého motivu

xs

délka tečny přechodnice ke kružnicovému oblouku o poloměru R + ΔR

zo

vzepětí

z

vzepětí celého motivu (přechodnice+kružnice+přechodnice)

Oo

délka oblouku

O

délka celého motivu (přechodnice+kružnice+přechodnice)

Základní geometrické body kružnicového oblouku s přechodnicemi jsou: TP

tečna přechodnice

PK

přechodnice kružnice

KP

kružnice přechodnice

PT

přechodnice tečna

36


Výpočet podrobných bodů klotoidické přechodnice a kružnicového oblouku provedeme podle postupů uvedených v kapitole 3.4 a 3.3.

ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 3 Vypočtěte vytyčovací prvky kružnicového oblouku se symetrickými přechodnicemi o poloměru 750 m a velikosti dostředného úhlu 44,22g. Délku přechodnice zvolte dle doporučených hodnot při návrhové rychlosti 90 km/h.Počátek staničení motivu je v KM 1,090 00. Dále vypočtěte souřadnice podrobných bodů pomocí vzorců pro pravoúhlé souřadnice a polární souřadnice. a) Podle návrhové rychlosti z tabulky zvolíme délku přechodnice Délka přechodnice: L = 140 m b) Ověříme splnění podmínek L  5,9418 g 2R L  R   1,09m 12



α >2τ 44,22g >11,8836g ΔR> 0,25m 1,09 m > 0,25 m Podmínky vyhovují!

37


c) Podle vzorců kapitoly 3.4 vypočteme vytyčovací prvky přechodnic. A  L  R  140  750  324,04m x PK = L . y PK = L .

τ 2n - 2



 (-1 )n+1.

n=1 

 (-1 )

n+1

 138,88m

4n - 3 . 2n - 2 !

.

n=1

τ 2n - 1

4n - 1 . 2n - 1 !

 4,35m

x s  x PK  R  sin   69,98m x m  x PK  ST 

y PK  93,38m tg 

y PK  46,71m sin 

d) Podle kapitoly 3.5 vypočteme vytyčovací prvky motivu

 0    2  32,3364 g O0  arc   0  R  380,95m O  O0  2 L  660,95m R

z0 

cos z

0

R cos



 R  24,86m

2  R  48,78m

2

T /  R  tan



 271,88m 2 T  T /  x s  341,86m

38


e) Vypočteme pravoúhlé souřadnice podrobných bodů přechodnice – počátek v bodě TP: sn = O/10 = 660,95/10 = 66,095m Podrobný bod Staničení n [km]

Délka oblouku sn Pořadnice xn Pořadnice yn [m] [m] [m]

0 = TP

1,090 00

0,00

0,00

0,00

1

1,156 10

66,095

66,09

0,46

2

1,222 19

132,19

132,10

3,66

PK

1,230 00

140,00

139,88

4,35

f) Pravoúhlé souřadnice podrobných bodů kružnicového oblouku – počátek v bodě PK:

xn  R * sin  n

y n  R1  cos  n 

Podrobný bod Staničení n [km]

Délka oblouku sn Pořadnice xn Pořadnice yn [m] [m] [m]

PK

1,230 00

0,00

0,00

0,00

3

1,288 29

58,285

58,23

2,26

4

1,354 38

124,38

123,81

10,29

5 = KK

1,420 48

190,475

188,43

24,06

g) Polární souřadnice podrobných bodů přechodnice – počátek v bodě PT: sn = O/10 = 660,95/10 = 66,095m Podrobný bod Staničení n [km]

Délka oblouku sn Obvodový [m] úhel δn [g]

Délky sečen tn [m]

10 = PT

1,750 95

0,00

0,00

0,00

9

1,684 86

66,095

0,4415

66,09

8

1,618 76

132,19

1,7666

132,15

KP

1,610 95

140,00

1,9817

139,95

h) Polární souřadnice podrobných bodů kružnicového oblouku – počátek v bodě KP:

n 

n

2 t n  2 * R * sin  n

39


Podrobný bod Staničení n [km]

Délka oblouku sn Obvodový [m] úhel δn [g]

Délky sečen tn [m]

KP

1,610 95

0,00

0,00

0,00

7

1,552 67

58,285

2,4737

58,27

6

1,486 57

124,38

5,2789

124,24

5 = KK

1,420 48

190,475

8,0841

189,96

3.6 Směrové řešení studie trasy Při návrhu trasy v rámci studie, kdy jsou navrhovány varianty směrování trasy, lze pro zjednodušení přistoupit k návrhu směrového motivu pouze s prostými oblouky, ačkoliv se do budoucna předpokládá navržení oblouků s přechodnicemi. Je potřeba mít na paměti, aby byly mezi oblouky ponechány dostatečně dlouhé přímé úseky pro vložení přechodnic dle kapitoly 2 (viz obrázek 13) ovšem při zachování dostatečně velkých poloměrů.

DŮLEŽITÉ! Další důležitou věcí je správné napojení navrhované trasy na stávající komunikaci. Prakticky neexistuje situace, kdy navrhujete trasu pozemní komunikace z bodu do bodu kdy, ani jeden z cílů není napojen na stávající komunikaci. Při napojení na existující pozemní komunikaci je nutné respektovat její směrové řešení a geometrii. Nejjednodušší napojení navrhované trasy je napojení v přímém úseku do přímého úseku. V takovém případě postačí zachovat směr stávajícího přímého úseku a samozřejmě provést napojení osy na osu. Napojení je samozřejmě možné i v jiných směrových prvcích, vždy je potřeba respektovat stávající geometrii, aby nevznikl příliš výrazný lom, nebo změna v geometrii, která by ohrozila plynulost a také bezpečnost jízdy. Další variantou je napojení v podobě křižovatky, v takovém případě je nezbytné zajistit požadovaný úhel křížení obou tras.

Obrázek 05: Základní varianty směrového napojení na stávající komunikaci

40


TEST 2 1) Jaké jsou základní vytyčovací parametry prostého kružnicového oblouku? a) R, T, z, α b) R, z, α, A c) T, z, α 2) Z jakých geometrických veličin vychází parametr přechodnice d) Délka přechodnice a návrhová rychlost e) Délka přechodnice a poloměr oblouku f) Délka přechodnice a tečnový úhel přechodnice 3) Co označuje parametr „z“ u prostého kružnicového oblouku a) Vzdálenost mezi body TK (začátek oblouku) a KK (střed oblouku) b) Délka oblouku c) Vzdálenost mezi body KK a V (průsečík tečen) 4) Pro kružnicový oblouk s přechodnicemi platí pravidlo a) Přechodnice musí mít stejnou délku b) Přechodnice nemusí mít stejnou délku c) Přechodnice nesmí mít stejnou délku 5) Jak se stanoví délka přechodnice a) Výhradně podle tabulky definované normou b) Výpočtem vycházejícím z návrhové rychlosti, nebo podle tabulky definované normou c) Výpočtem vycházejícím z poloměru přilehlého oblouku, nebo podle tabulky definované normou

41


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola shrnuje základní požadavky a výpočtové postupy pro návrh zaoblení tečnového polygonu. Student získá přehled o všech základních vztazích pro výpočet hlavním vytyčovacích parametrů prostého kružnicového oblouku, přechodnice a kombinace těchto prvků v podobě kružnicového oblouku s přechodnicemi. Rovněž jsou uvedeny zásady pro návrh přímého úseku. V kapitole jsou také uvedeny ukázkové příklady pro výpočet jednotlivých směrových prvků, v dalších kapitolách budou uvedeny požadavky na výkresy směrových prvků.


42


4

NÁVRH VÝŠKOVÉHO VEDENÍ

CÍLEKAPITOLY 1. Získat znalosti pro výpočet parametrů výškového řešení 2. Získat přehled o doporučených hodnotách návrhových parametrů 3. Získat znalost o tom kde dohledat požadavky na výškové řešení

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se zaobírá návrhem a výpočtem výškového řešení trasy pozemní komunikace. V kapitole jsou rozebrány požadavky na sklonové poměry výškového řešení a požadavky na zakružení vrcholových i údolnicových oblouků. V kapitole získáte informace o tom jak jednotlivé parametry vypočítat a jaké jsou pro ně limitní hodnoty, respektive hodnoty doporučené normovými požadavky, plynoucí zejména z normy ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic.


KLÍČOVÁ SLOVA tečna, přímá, kružnice, výškový oblouk, údolnicový oblouk, spád, zakružení, vydutý oblouk, vypuklý oblouk, normové požadavky, vytyčovací prvky.

43


4.1 Prvky výškového řešení Základní stavbu výškového řešení tvoří podobně jako u směrového řešení tečnový polygon. Tento tečnový polygon je ve svých výškových lomech zaoblován pomocí výškových oblouků. Základním dokumentem se všemi požadavky na návrh výškového řešení je česká technická norma ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic.

4.2 Přímkové sklony Návrhové rychlosti podle druh území a největší dovolené podélné sklony (s) návrhových kategorií silnic a dálnic *) Návrhová rychlost v km/h pro území Kategorie typ silnice rovinaté nebo dálnice zvlněné

nebo

mírně

pahorkovité

horské

120

120

100****)

80****)

3

4**)

4,5**)

4,5**)

27,5 120 3,5

100

80

4,5

5**)

100

100

80

3,5

4,5 (až 6***))

6

100

80

70

3,5

4,5 (až 6***))

6

90

80

70

4

4,5 (až 6***))

6

90

80

70

4,5

6

7,5

80

70

60

4,5

6

8

70

60

50

4,5

7

9

60

60

50

7

8

9

40

40

30

10

11

12

podélný sklon (s) v % D 33,5 D 27,5 R 33,5; R25,5 R 21,5 S 24,5 S 20,75 S 11,5 S 9,5 S 7,5 S 6,5 S 4,0

R

44


*)

Hodnoty pro větve křižovatek jsou uvedeny v ČSN 73 6102.

**) Překročení hodnoty je třeba doložit rozborem zvýšení spotřeby pohonných hmot a je vázáno na souhlas příslušného ústředního orgánu státní správy ve věcech dopravy. ***) Vyšších hodnot lze dosáhnout v případech, kdy neobvyklé zvýšení objemu zemních prací nadměrně zvýší ekonomickou náročnost řešení nebo by se nadměrně zvýšilo trvalé odnětí kvalitní nebo chráněné zemědělské půdy. Součastně je však nutné při použití větších sklonu posoudit zvýšenou spotřebu pohonných hmot a bezpečnost dopravy. ****) Rozhodnutí o návrhové rychlosti závisí na možnostech daných především konfiguraci terénu. Nezaoblené úseky výškového polygonu jsou určeny zejména podélným sklonem. Normou není definovaný minimální podélný sklon, standardním požadavkem na jeho minimální hodnotu však je ± 0,5 %. Maximální hodnoty jsou standardně odvozeny od typu komunikace (jejího šířkového uspořádání a návrhové rychlosti) a dále podle typu území, kterým prochází. Jiné možnosti dodržení stoupání a klesání totiž nabízí rovinatý terén a terén hornatý. Dalším důležitým parametrem je také výsledný sklon, který závisí také na příčném sklonu (viz kapitola 9). Přímkové sklony mezi výškovými oblouky téhož smyslu jsou nevzhledné a v místech pohledově exponovaných musí být vyloučeny. Doporučuje se nahradit je jedním obloukem o větším poloměru (případně složeným výškovým obloukem).

45


Obrázek 01: Úprava dvou malých výškových oblouků stejného směru jedním obloukem s větším poloměrem

DŮLEŽITÉ! V případě výškového uspořádání, kdy jsou těsně za sebou umístěné výškové oblouky opačného smyslu, doporučuje se dodržet přímkový sklon o minimální délce dle hodnoty C p.

Kde Cp

délka svislého průmětu vloženého přímkového sklonu do vodorovné

Vn

návrhová rychlost v km/h

Rv

poloměr vypuklého výškového oblouku

46


Obrázek 02: Doporučená vzdálenost mezi opačnými výškovými oblouky Ve správně navrženém podélném profilu by měly být vyloučeny tzv. ztracené spády, tzn. odstranění střídání stoupání a klesání při průběžně stoupajícím motivu. Práce, resp. výkon motoru vozidla je ve ztracených spádech z hlediska provozu dopravy zcela neefektivní.

Obrázek 03: Tečnový polygon výškového řešení se ztraceným spádem

4.3 Výškové oblouky Lomy podélného sklonu se zaoblují parabolickými oblouky druhého stupně. Tyto paraboly jsou určeny poloměrem výškového oblouku, který se rovná parametru parabol (poloměru oskulační kružnice ve vrcholu paraboly). Parametr paraboly K je roven 1/100 poloměru R.

47


Podle tvaru výškového oblouku a směru tečen může být zaoblení řešeno jako vrcholový nebo vydutý oblouk. Podle toho jestli mají tečny oblouky opačný sklon, nebo souhlasný sklon rozdělují se dále na vrcholové, údolnicové nebo svahové.

Obrázek 04: Varianty výškových oblouků Při návrhu vrcholového oblouku se vychází z požadavků definovaných normou. Pro vypuklé oblouky se určují dva parametry vycházející z návrhové rychlosti pozemní komunikace a navrhují se tak aby splnily: -

na dvoupruhových silnicích zajištěn podle možnosti rozhled pro předjíždění,

-

na všech silničních komunikacích zajištěn bezpodmínečně rozhled prozastavení.

Nejmenší poloměry vypuklých výškových oblouků Rv[m] nejmenší dovolený zastavení

při návrhové rychlosti (Vn) / směrodatná rychlost (Vs) km/h 130

120

110

100

pro 15000 12000 10000 7500

nejmenší dovolený pro předjíždění

-

-

-

90

80

70

60

50

40

5000

4000

3200

2000

1000

500

37000 31000 25000 20000 11000 5000

48


Vyduté lomy se zaoblují tak, aby kužel světlometů osvětloval jízdní pás na délku pro zastavení. Nejmenší poloměry vydutých výškových oblouků jsou uvedeny v následující tabulce, přičemž norma uvádí doporučené hodnoty a minimální možné hodnoty Nejmenší poloměry vydutých výškových oblouků Ru [m]

Při navrhované rychlosti (Vn) / směrodatné rychlosti (Vs) km/h 130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

nejmenší doporučený 7000 6000 5000 4200 3500 2800 2000 1500 1200 1000 nejmenší dovolený

6000 5000 4000 3400 2700 2100 1500 1000 700

400

Vytyčovací prvky výškového zaoblení jsou uvedeny na obrázku 26. Je nutné mít na paměti, že v případě kdy tečny nemají spád o stejné hodnotě, vrchol oblouku se nachází v jiném staničení než vrchol tečen.

Obrázek 05: Doporučená vzdálenost mezi opačnými výškovými oblouky Kde: R

poloměr výškového parabolického oblouku

ymax

svislá (maximální) pořadnice výškového oblouku

x1

vzdálenost vrcholu zaoblení od počátku zaoblení

x2

vzdálenost vrcholu zaoblení od konce zaoblení

s1

spád vstupní tečny

s2

spád výstupní tečny

yn

svislá pořadnice výškového bodu

xn

vodorovná vzdálenost zvoleného bodu

49


DŮLEŽITÉ! Jednotlivé parametry pak můžeme kalkulovat dle: (| |

| |)

Pří návrhu výškového řešení studie je důležité dodržet veškerá zmíněná doporučení zejména v otázce podélného sklonu a poloměru výškových oblouků. Vždy je vhodnější navrhnout poloměry zakružení dostatečně velké, hodnoty poloměrů uvedené v normě jsou uvedeny převážně jako minimální možné hodnoty. Při návrhu pokud to trasa umožní, se doporučuje navrhnout zaoblení větších poloměrů. Při návrhu zaoblení je potřeba také dbát na koordinaci výškového řešení s řešením směrovým viz kapitola 5.

ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 4 Zvolte poloměr zaoblení vypuklého výškového oblouku a vypočtěte jeho základní vytyčovací parametry při vstupním a výstupním sklonu +1,05% a -1,15% a návrhové rychlosti 80 km/h. a) Dle normových požadavků určíme hodnotu poloměru vypuklého oblouku Vn = 80,00 km/h Poloměr zakružení volíme R = 15 000 m b) Dle vzorců vypočteme vytyčovací prvky (| |

| |)

(

)

50


ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 5 Ověřte, zda vyhovuje délka přímkového sklonu mezi dvěma oblouky opačného smyslu, dle zadání uvedeného v obrázku 28. Návrhová rychlost trasy je 80 km/h.

Obrázek 06: Doporučená vzdálenost mezi opačnými výškovými oblouky a) Nejprve stanovíme délku T vrcholového a údolnicového oblouku (| | (| |

| |) | |)

(

)

(

)

b) Podlé délky mezi vrcholy určíme skutečnou délku mezi vrcholy c) Vypočteme doporučenou hodnotu 51


100 * V 2 n 100 * 80 2 Cp    64,0m RV 10000 d) Porovnáme obě hodnoty, přičemž skutečná hodnota musí být vyšší než minimální doporučená hodnota 225 > 64 Délka vyhovuje.

52


TEST 3 1) Jaké jsou základní parametry výškového zaoblení? a) R, y, t b) R c) t, z, Cp 2) Jaké varianty výškového oblouku mohou nastat a) Vrcholový a údolnicový b) Vypuklý a vydutý c) Vypuklý vrcholový, vydutý údolnicový, vypuklý svahový, vydutý svahový 3) Co označuje parametr „Cp“ a) Minimální délka stoupající přímé b) Minimální délka klesající přímé c) Minimální délka přímé mezi vrcholovými oblouky 4) Co platí pro parametry T, x1, x2 a) t > X1 zároveň t >X2 b) X1 + X2 = 2t c) X1 – t = X2 5) Jak je minimální podelný sklon a) 0,0 % b) 0,3 % c) 0,5 %

53


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola shrnuje základní požadavky a výpočtové postupy pro návrh výškového řešení pozemní komunikace. Po jejím studiu je student schopen navrhnout zaoblení výškového oblouku pomocí parabolického oblouku druhého stupně, nalézt doporučené a limitní hodnoty a vypočítat veškeré nezbytné parametry. V kapitole jsou také uvedeny ukázkové příklady pro výpočet výškových parametrů a také výpočet pro ověření délky přímé mezi výškovými oblouky.


54


5 VZÁJEMNÁ KOOPERACE VÝŠKOVÉHO A SMĚROVÉHO ŘEŠENÍ

CÍLEKAPITOLY 1. Osvojení základních pravidel při optimalizacisměrového a výškového řešení 2. Osvojení schopnosti identifikovat nevhodná řešení

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Cílem kapitoly je seznámit čtenáře s úskalími spojenými s koordinací směrového a výškového řešení trasy. Při nevhodném umístění směrových oblouků a výškových zaoblení nivelety může docházet k nevhodným prostorovým řešení trasy. Kapitola popisuje a identifikuje nevhodná řešení také v podobě reálných situací.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU 30 minut

KLÍČOVÁ SLOVA Směrové řešení, výškové řešení, koordinace, horizont, směrový oblouk, výškové zaoblení, trasa, prostorové vedení trasy.

55


5.1 Identifikace problémových řešení Nevhodné umístění geometrických prvků měrového řešení a prvků výškového řešení mohou zapříčinit nežádoucí úseky pozemní komunikace. Nevhodné vedení může kromě estetických nedostatků, kdy trasa nevhodným sladěním obou průmětů působí nekonzistentně, způsobit i úseky nebezpečné provozu a to zejména v situacích kdy není zřetelné, jak trasa pokračuje apod.

Obrázek 01: Prostorový pohled na základní varianty překrytí směrových a výškových přímek a oblouků Norma ČSN 73 6101 identifikuje možné nastalé situace. Abychom si přiblížili, jak se prostorové vedení tras mění se změnou směrového a výškového řešení, níže jsou uvedeny základní typy vedení trasy a prostorový pohled na ně (obrázek 29). 56


Norma také uvádí příklady vhodného řešení. Obecně je doporučená kombinace směrové přímé a výškového údolnicového oblouku. Oblouk musí mít dostatečně velký poloměr, aby trasa působila plynule. Takové řešení je dostatečně přehledné, bez vzniklých rizikových oblastí, jdoucí ruku v ruce s estetickým vzezřením (obrázek 30).

Obrázek 02: Směrová přímá a údolnicový oblouk Dalším velmi estetickým řešením je kombinace směrového řešení v podobě protisměrných kružnicových oblouk (například řešených na inflex) a stejně tak výškových oblouků opačného smyslu. Důležité v tomto řešení je přibližně souhlasná lokalizace začátku a konce směrových a výškových oblouků (obrázek 31).

Obrázek 03: Směrově i výškové protisměrné oblouky Poloha křižovatky je nejvhodnější v údolnicovém oblouku. V takovém výškovém řešení dosáhneme situace, kdy jsou ze všech větví křižovatky ideální rozhledové poměry.

57


Obrázek 04: Umístění úrovňového křížení v údolnicovém oblouku Podobné pravidlo platí také pro umístění mostů. Ideální poloha mostu je v plytkém údolnicovém oblouků, nebo ve stoupání a směrově přímé mezi dvěma protisměrnými oblouky. Prostorově tato kombinace působí vysoce esteticky

Obrázek 05: Umístění úrovňového křížení v údolnicovém oblouku Rovněž nevhodných řešení je celá řada. Mnoho z nich je také označováno konkrétním termínem, dochází tak k situacím označeným jako: -

zvlnění trasy

-

optický zlom

-

ponoření trasy

-

odskok trasy

-

ztracení trasy

-

vyklenutí trasy 58


Velkou část problematického prostorového řešení je zapříčiněno malými údolnicovými oblouky navrženými v niveletě. Například umístěním dvou malých vydutých oblouků do údolí místo jednoho velkého vydutého oblouku dojde k nevhodnému optickému působení trasy (obrázek 34). Podobně při návrhu příliš malého vydutého oblouku dojde k neestetickému prostorovému řešení trasy (obrázek 35). Tato řešení však nemají významný vliv na bezpečnost trasy a jsou tak pouze estetickým nedostatkem.

Obrázek 06: Nevhodné řešení – zaoblení výškového řešení ve směrově přímé

Obrázek 07: Nevhodné řešení – optický zlom Pokud se malý vydutý oblouk situuje do směrového oblouku, dojde k tzv. optickému lomu. Rovněž se jedná o estetickou vadu trasy, která však již může řidiče znejistit ohledně směrového vedení trasy a může tak zapříčinit potencionálně nebezpečnou situaci (obrázek 36).

59


Obrázek 08: Nevhodné řešení – špatné proporce směrového a výškového oblouku Pokud je ve výškovém řešení navrženo příliš mnoho výškových oblouků o malém poměru v kombinaci se směrovou přímou nebo i obloukem hovoříme o tzv. zvlnění trasy. Trasa opticky nepůsobí plynule a působí dojmem poškozené nebo porušené pozemní komunikace.

Obrázek 09: Nevhodné řešení – zvlnění trasy Pokud podélný profil má relativně rovný průběh případně je lehce ve spádu, do kterého je vložen lom kopírující jedno, nebo více údolí dochází k tzv. ponoření trasy. Tímto se myslí trasa, ve které se v prostorovém pohledu jednou nebo vícekrát ztratí za horizontem, ale za ním je dále vidět. Zůstává tak skrytý určitý úsek právě v tomto údolí. Jedná se o poměrně 60


nebezpečnou situaci, jelikož řidič nemá přehled o tom, co se za horizontem skrývá, případně mu nemusí být jasný další průběh trasy.

Obrázek 10: Nevhodné řešení – ponoření trasy Odskok trasy je podobnou situací jako ponoření trasy s tím rozdílem, že trasa směrově pokračuje ostřejším směrovým obloukem a za horizontem se objevuje ve zcela jiném směru či vedení než před horizontem. Tato situace je z hlediska bezpečnosti provozu velmi nevhodná. 61


Obrázek 11: Nevhodné řešení – odskok trasy Další podobné nevhodné řešení jako je odskok trasy a ponoření trasy je ztracení trasy. Jedná se o nejnebezpečnější variantu z výše jmenovaných situací. Trasa za horizontem je zcela neviditelná a řidič tak nemá vůbec přehled o tom, jak trasa pokračuje. Tato situace vznikne umístěním směrového oblouku do výškového oblouku nebo za horizont do klesající části nivelety.

62


Obrázek 12: Nevhodné řešení – ztracení trasy Vyklenutí trasy uzavírá nevhodná řešení výškových oblouků. Podobně jako v předchozích případech dochází k propadu, ke klenutí chcete-li a trasa opět působí dojmem nerovnosti. Nejedná se však o tak nebezpečnou situaci jak tři předchozí situace.

Obrázek 13: Nevhodné řešení - vyklenutí trasy Z uvedených příkladů je zřejmé, že celkem plynulá trasa bez jakýchkoliv deformací vzniká, když se začátky a konce směrových oblouků kryjí s vydutým výškovým zaoblením. Někdy se stává, že při trase v podélném profilu lehce zvlněném, silnice se stáčí za vrcholem zaoblení a znovu se objevuje několikrát podle délky přímky. Takovýto úsek trasy nazýváme „vlající“ trasou a je po stránce estetické nevhodná.

63


Trasu, která je směrově členitá, nesmíme ještě více výškovými zaobleními rozdrobit. V perspektivním pohledu se takováto trasa jeví jako „odskakující“, která působí zvlášť nepříznivě, když jsou směrové oblouky umístěné v údolních výškových zaobleních „vlající“ trasy. Takováto kombinace je nevhodná i z hlediska bezpečnosti provozu vozidel. Ze všech dosud uvedených příkladů je zřejmé, že při návrhu trasy je velmi důležité najít správný poměr mezi přímkami, směrovými oblouky a výškovým zaoblením nivelety. Jen tak se vyhneme nepříznivé „ztrnulosti“ a „tvrdosti“ trasy v prostoru. Když posuzujeme trasu v krajině, může být ta stejná trasa buď „tvrdší“ nebo plynulejší, podle toho, jakým terénem (územím) prochází. Nejčastěji najdeme „tvrdou“ trasu tam, kde se projektant - trasér - snažil umístit silniční komunikaci vysoké technické kategorie (např. D 26,5; S 24,5; R 26,5) do údolí nebo naopak u horských silnic, které se šplhají po nezvlněném svahu dlouhými přímkami s ostrými točkami.

5.2 Reálné situace Obrázek níže zobrazuje dvě situace, na nichž je vypuklý výškový oblouk v kombinaci se směrovým obloukem. V horní polovině obrázku je začátek směrového oblouku ve správné poloze vůči výškovému oblouku. Vizuálně je jasně zřetelné, že trasa se směrově stáčí a řidič tak může celkem snadno predikovat další vedení tras. Na druhé části obrázku směrový oblouk začíná příliš pozdě a řidič tak v podstatě vůbec neví, že oblouk za horizontem následuje. Odhadovat další průběh trasy může podle pokračující komunikace za horizontem.

64


Obrázek 14: Porovnání začátku směrového oblouku před horizontem a za horizontem Obrázek 15 zobrazuje vhodný případ kombinace směrově přímé a údolnicového oblouku. Trasa působí zcela plynulým dojmem a tato kombinace směrového a výškového řešení opticky vypadá jako velmi dlouhý přímý úsek.

65


Obrázek 15: Příklad směrové přímé a vydutého oblouku velkého poloměru Další obrázek zobrazuje velmi nevhodné řešení zcela ztracené trasy. Řidič se o dalším průběhu trasy může dozvědět pouze z dopravního značení. Geometrie komunikace nedává řidiči žádný signál, jak trasa pokračuje.

Obrázek 16: Nevhodné řešení – ztracená trasa Poslední z ukázek zobrazuje další vizuálně nebezpečné situace, kdy dochází k částečnému zakrytí průběhu trasy, což narušuje kontinuální chápání a přehled řidiče o trase. 66


Obrázek 17: Trasa s nevhodným směrovým řešením, násobně ponořená trasa a násobný odskok trasy Závěrem lze shrnout základní požadavky na koordinaci směrového a výškového řešení trasy: -

trasa má stejnoměrně vyhovovala jízdě danou návrhovou rychlostí,

-

po celé délce trasy má být zajištěna délka rozhledu pro zastavení a u dvoupruhových silnic také délka rozhledu pro předjíždění, 67


-

délka úseku ve směrové přímce na směrově rozdělených silničních komunikacích má být co nejkratší a na směrově nerozdělených nemá přesáhnout doporučenou hodnotu podle ČSN,

-

úseky v prostorové přímé, tedy úseky trasy s osou v přímé a niveletou bez výškových oblouků nebo lomů, mají být vzhledem k možnosti oslněni protijedoucích řidičů pokud možno zcela vyloučeny,

-

za přímým stoupáním nemá následovat ve vrcholovém zaoblení směrový oblouk změnu směru je třeba signalizovat již dříve použitím dlouhé přechodnice,

-

směrový oblouk má být pokud možno delší než výškové zaoblení, nacházející se v něm,

-

poloměry směrových oblouků na začátku stoupání většího než 3 % mají být navrženy co největší s ohledem na vozidla jedoucí z klesání,

-

umístění úrovňových křižovatek, mostů a ostatních objektů má být zvoleno tak, aby byla zajištěna přehlednost, bezpečnost a plynulost trasy; na mostech se doporučuje volit co největší směrové oblouky a je nutno na nich dodržet maximální a minimální podélné sklony nivelety.

68


TEST 4 1) Jaká kombinace směrového a výškového řešení je ideální a) Směrová přímá nebo velký oblouk a velký údolnicový oblouk b) Směrová přímá nebo velký oblouk a malý údolnicový oblouk c) Směrová přímá nebo velký oblouk a malý vrcholový oblouk 2) V jaké kombinaci je nejvhodnější navrhovat úrovňovou křižovatku a) Směrová přímá nebo velký oblouk a velký údolnicový oblouk b) Směrová přímá nebo malý oblouk a velký údolnicový oblouk c) Směrová přímá nebo velký oblouk a velký vrcholový oblouk 3) Jak se nazývá jev, který nastane umístěním směrového oblouku za vypuklý výškový oblouk a) Vyklenutá trasa b) Odskok trasy c) Ztracená trasa 4) K čemu dojde, navrhneme-li mnoho malých za sebou následujících výškových oblouků ve směrové přímé a) Je to vhodné řešení b) Vyklenutí trasy c) Zvlnění trasy 5) Kde je nejlepší situovat směrový oblouk vůči výškovému vypuklému oblouku a) Před výškový oblouk b) Souhlasně c) Za výškový oblouk

69


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola shrnuje zásady na koordinaci směrového řešení návrhu trasy spolu s výškovým řešením. Uvedeny jsou ilustrativní příklady včetně fotografií vhodných a nevhodných kombinací směrového a výškového řešení. V kapitole jsou shrnuty doporučená řešení jak jednotlivé průměty koordinovat včetně názvosloví vzniklých nevhodných situací.


70


6

TECHNICKO DOPRAVNÍ POROVNÁNÍ VARIANT

CÍLEKAPITOLY 1. Seznámení se způsoby hodnocení tras 2. Osvojení postupu při zjednodušeném hodnocení

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se věnuje způsobům hodnocení variant tras vytvořených v rámci vyhledávací studie. Podrobně je rozebrán postup zjednodušeného technicko-dopravního hodnocení variant pomocí geometrických kritérií trasy.


KLÍČOVÁ SLOVA Hodnocení, směrové řešení, výškové řešení, parametry, kritérium, multikriteriální, technické hodnocení, ekonomické hodnocení.

71


6.1 Obecné způsoby hodnocení variant Při zpracování vyhledávací studie se navrhne několik alternativních tras, z nichž každá má nějaké výhody a nevýhody. Pomocí hodnocení těchto navržených variant pak musíme rozhodnout, která z variant je nejvhodnější k realizaci. Zpravidla lze vyhodnocení rozčlenit do třech základních oblastí. Z pohledu projektanta je to geometrický návrh trasy, tzn. parametry trasy, splnění normových požadavků apod. Druhou a velmi důležitou oblasti zejména z pohledu investora je ekonomické hodnocení. Poslední oblastí jsou ostatní hodnocení v podobě informací o zásahu tras do problémových pozemků, ochranných pásem, nutnost budování dalších opatření apod. V praxi se používají hodnotící metodiky, jejichž užití závisí na druhu, úplnosti a míře podrobnosti dostupných informací. Např. vícekriteriální hodnocení porovnává varianty podle většího počtu nesouměřitelných kritérií, z nichž některá vyjadřujeme kvantitativně, jiná kvalitativně (tj. slovním popisem). U staveb pozemních komunikací nejčastěji používáme metody z těchto hledisek: -

hlediska dopravně – technická – délka trasy, plynulost směrového a výškového vedení trasy, rozhledové poměry, počty úrovňových a mimoúrovňových křižovatek, jízdní rychlost,

-

hlediska zřizovatele - investiční náklady, vyvolané investice, náklady na provoz a opravy komunikace, časové možnosti realizace, možnost etapové výstavby,

-

hlediska uživatelů - spotřeba pohonných hmot a času, bezpečnost provozu, plynulost průjezdu,

-

hlediska ekologická - dopravní hluk, exhalace, vibrace, zábor půdního fondu, zatížení krajinného ekosystému,

-

hlediska celospolečenská - vztah k obytné a rekreační funkci území, ekonomický rozvoj území, estetické působení trasy aj.

Při posuzování variant nebo alternativ lze uplatnit technicko-dopravní, ekonomické a ekologické ukazatele, jež jsou v době projektování komunikace známé. Z řady až dosud zpracovaných metod zhodnocení silniční trasy, z nich žádná není natolik dokonalá a komplexní, aby byla všeobecně použitelná, je častokrát upřednostňovaná metoda multikriteriálního hodnocení. Pro hodnocení lze také užít program HDM-4, kde výsledným efektem je optimalizace finančních prostředků pro správu a údržbu pozemních komunikací. Výpočtový program pracuje s odhadem do budoucna, a proto má několik modelových variant. Základní struktura programu je sestavena z pěti modelů: -

Informační databáze

-

Model provozu

-

Model nákladů

-

Současná hodnota plánovaných nákladů na údržbu a opravy

-

Alokace (rozdělení) prostředků 72


Základní princip systému programu je výnosová analýza, kde není rozhodující cena technologií při stavbě, opravě nebo údržbě silnic a dálnic. Prioritou se ve výpočtech stávají dopravně-provozní poměry jako funkce provozní způsobilosti komunikace. 6.1.1 Hodnocení dle technických podmínek Pro hodnocení variant jsou zpracovány technické podmínky TP 181 Hodnocení průchodnosti území pro liniové stavby z roku 2006. Technické podmínky se zaměřují na dva základní, na sebenavazující problémové okruhy: -

Příprava environmentálních podkladů pro projektanta. Jedná se o vypracování podkladů o daném území, které umožní projektantovi navrhovat vedení tras tak, aby se v maximální míře vyhnul oblastem citlivým z hlediska ochrany životního prostředí. Tuto fázi obecně označujeme jako hodnocení území.

-

Výběr indikátorů vlivu variant na životní prostředí. Tato část se týká následující etapy, kdy již byly navrženy jednotlivé technické varianty a ty je třeba z hlediska vlivů na jednotlivé složky životního prostředí vyhodnotit. Jedná se o využití mapových podkladů připravených v předchozí etapě a pomocí nástrojů GISo vytvoření vhodných indikátorů. Tato fáze je obecně označována jako hodnocení variant.

6.1.2 Hodnocení z hlediska vlivů na životní prostředí Posuzování vlivu na životni prostředí často označováno jako EIA (Environmental Impact Assessment). V České republice je upraveno zákonem č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí, v platném znění, který nahradil původní zákon č. 244/1992 Sb. Proces posuzování vlivů záměrů a koncepcí na životní prostředí je založen na systematickém zkoumání a posuzování jejich možného působení na životní prostředí. Smyslem je zjistit, popsat a komplexně vyhodnotit předpokládané vlivy připravovaných záměrů a koncepcí na životní prostředí a veřejné zdraví ve všech rozhodujících souvislostech. Cílem procesu je zmírnění nepříznivých vlivů realizace na životní prostředí. V rámci procesu EIA jsou posuzovány stavby, činnosti a technologie. Projekty posuzované v procesu EIA jsou například stavby, komunikace, výrobní haly, těžby nerostných surovin, provozy – nově budované, ale i jejich změny, tj. rozšiřování, změny technologií, zvýšení kapacity apod. Proces EIA probíhá vždy dříve, než jsou záměry povoleny a než se započne s jejich vlastní realizací. Bez závěru procesu EIA nesmí povolující úřad (např. stavební úřad) rozhodnout o povolení záměru. Cílem procesu je zjistit, popsat a vyhodnotit předpokládané vlivy připravovaných záměrů a koncepcí na životní prostředí ve všech rozhodujících souvislostech, zmírnit nepříznivé vlivy realizace hodnoceného záměru na životní prostředí, na základě expertního přístupu vyjasnit otázky „slučitelnosti“ záměrů s požadavky ochrany životního prostředí a jeho složek, požadavky ochrany veřejného zdraví a konečně i s požadavky na racionální využití území.

73


6.2 Zjednodušené porovnání variant pozemní komunikace Jelikož výše uvedené metody vyžadují znalost celé řady vstupů, které v rámci cvičení nejsou k dispozici. Pro zjednodušení celého procesu budou varianty hodnoceny pomocí kritérií uvedených v tabulce níže. Technicko-dopravní zhodnocení variantního řešení trasy Ukazatel

#

Jednotka

Varianta A

B

C

Hodnocení A

B

C

m

1

Délka trasy

2

Poměr délek oblouků a přímek 

3

Průměrná hodnota středového úhlu směrových oblouků (s)

o; g

4

Průměrná délka směrových oblouků

m

5

Min. hodnota poloměru směrového oblouku (Rmin)

m

6

Délka úseku s max. stoupáním (smax %)

m

7

Součet rozdílů překonaných výšek (h)

m

8

Délky úseků se škodlivým ztraceným spádem

m

9

Min. hodnota poloměru zakružovacích oblouků (Rmin)

m

10

Délky úseků v obcích (průjezdy)

m

11

Délky úseků se sníženou návrhovou rychlosti (Vn)

m

12

Počet úrovňových křížení

ks

13

Délky úseků s minimální rozhledovou vzdáleností

m

14

Délky přídatných stoupacích pruhů

m

15

Počet přídatných pruhů

ks

16

Délky mostů

m

17

Počet mostů

ks

CELKEM



 O   P

-

74


Do tabulky se uvedou hodnoty odečtené z výkresů, případně dopočtené pomocí vzorců. Následně se tyto hodnoty obodují. Je možno zvolit libovolný způsob hodnocení, například hodnocení jako ve škole pomocí známky 1 až 5. Následně ze známek udělat průměr a výsledkem bude, že trasa s nejnižší známkou bude z tras po stránce technicko - dopravní nejvhodnější.

DŮLEŽITÉ! Způsob hodnocení jednotlivých kritérií je uveden níže: 1. Délka trasy a součinitel rozvinutí -

Jestliže navrhujeme trasu mezi dvěma body, zcela jistě bude jako nejvhodnější řešení označeno to, které dva body spojí pomocí nejkratší možné cesty. Nejvhodnější tedy bude nejkratší trasa, nejméně vhodná bude trasa nejdelší.

2. Poměr délek oblouků ∑ ∑ -

Dán je poměrem mezi sumou délek všech oblouků a sumou délek všech přímých úseků. Výhodnější je trasa, která má tento poměr větší. Je to v souladu s požadavkem, aby se trasa skládala z dlouhých oblouků s velkými poměry (ne příliš dlouhé přímky).

3. Průměrná hodnota středového úhlu směrových oblouků ∑ -

Dáno poměrem sumy všech středových úhlů k počtu oblouků (n). Čím je tato hodnota menší, tím se trasa pokládá za výhodnější (znamená to, že je trasa méně zakřivená).

4. Průměrná délka směrových oblouků -

Čím je tato hodnota větší, tím je trasa lepší, znamená to, že oblouky jsou dostatečně velkého poloměru a nejsou příliš ostré.

5. Min. hodnota poloměru směrového oblouku -

Na každé trase se identifikuje nejmenší směrový oblouk. Čím je poloměr menší, tím je trasa horší. Malé poloměry jsou překážkou v plynulosti jízdy.

75


6. Délka úseku s max. stoupáním -

V podélných profilech variant se identifikuje maximální dovolené případně maximální použité stoupání a odečte se jeho délka. Čím je délka větší, tím je trasa horší (nadměrné stoupání je neekonomické pro provoz vozidla).

7. Součet rozdílů překonaných výšek -

V podélném profilu se sečte absolutní hodnoty rozdílů výšek mezi body tečnového polygonu nivelety. Čím je tato hodnota větší, tím je trasa výškově rozmanitější a tudíž méně vhodná.

8. Délky úseků se škodlivým ztraceným spádem -

V podélném profilu se identifikují úseky se ztraceným spádem (viz kapitola 4) a sečte se jejich délka. Čím je tato hodnota větší, tím je trasa horší.

9. Minimální hodnota poloměru zakružovacích oblouků -

V podélném profilu se vyhledá minimální hodnota zakružovacího oblouku (vypuklý i vydutý). Čím je poloměr nižší, tím je trasa horší. Vždy je pro trasu vhodnější navrhovat větší poloměry výškových oblouků.

10. Délky úseků v obcích (průjezdy) -

Dle mapového podkladu spolu s katastrální mapou zobrazující hranice obcí, se stanoví délky úseků trasy procházející obcí. Tyto délky se sečtou a následně vyhodnotí. Čím je délka v obci delší, tím je trasa méně vhodná, vždy je lepší se trasou obci vyhnout.

1. Délky úseků se sníženou návrhovou rychlosti -

Z důvodu nevhodného směrového nebo výškového řešení (nemožnosti navrhnout dostatečně velké geometrické prvky) je nutné lokálně snížit návrhovou rychlost. Délka takových úseků se odečte z dokumentace a sečte se jejich délka. Čím je hodnota vyšší, tím je trasa horší.

2. Počet úrovňových křížení -

Sečte se počet všech úrovňových křížení navržené trasy se stávající nebo jinou navrhovanou pozemní komunikací. Čím je křížení více, tím je varianta horší.

3. Délky úseků s minimální rozhledovou vzdáleností -

Identifikují se úseky, kde je dle navržených parametrů minimální rozhledová vzdálenost a sečte se jejich délka. Čím je délka vyšší, tím je trasa horší.

14. Délky přídatných stoupacích pruhů -

Pokud je v trase příliš velké stoupání a je potřeba navrhnout přídatný stoupací pruh odečte se délka tohoto úseku. Čím je celková délka úseků vyšší, tím je trasa horší.

15. Počet přídatných pruhů -

V případě potřeby návrhu přídatných pruhů se sečte jejich délka. Čím je délka větší, tím je trasa horší.

76


16. Délky mostů -

Na trase se sečte celková délka všech uvažovaných mostů. Čím je délka mostu vyšší, tím bude trasa dražší a tím méně vhodná.

17. Počet mostů -

Stejně jako předchozí kritérium, jelikož délkou mostu nelze jednoznačně postihnout jejich počet a může být na jedné trase jeden dlouhý most a na jiné dva krátké s celkovou délkou nižší. Proto je zařazeno i toto kritérium. Čím je počet mostu vyšší, tím je trasa horší.

K tomuto výčtu mohou být zařazeny další kritéria z různých pohledů, týkajících se například: -

směrového vedení trasy,

-

výškového vedení trasy,

-

bezpečnost jízdy: délky úseků s minimální dovolenou rozhlednou vzdáleností, průměrná délka rozhledu ve směrových a výškových obloucích, poměr menší a větší rychlosti, které umožňují dva sousední směrové oblouky na trase, délky úseků ohrožených sněhovými závějemi apod.,

-

stavebně technická náročnost: objem zemních prací, počet mimoúrovňových křížení s jinými komunikacemi, počet speciálních inženýrských objektů a zařízení,

-

estetika trasy: estetika prostorového vedení trasy, délka přímých průseků lesem, průměrné sklony výkopových a násypových svahů, průměrná plocha výkopových a násypových svahů, počet zajímavých objektů,

-

zásah do životního prostředí: plocha zabrané orné zemědělské půdy s velmi dobrou bonitou, plocha zabraného lesa a parků, délka úseků, kde se překročí přípustná hranice hluku,

-

ekonomika stavby: výška investičních (jednorázových) nákladů, čas potřebný na jízdu od začátku do koncového bodu trasy, spotřeba pohonných látek při přejezdu trasou, roční náklady na údržbu komunikace.

Hodnocení musí být ukončeno závěrečným textem o tom, která varianta z hodnocení vyplývá jako nejvhodnější.

ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 5 Vyhodnoťte tři navržené trasy dle zjednodušeného způsobu hodnocení tras vyhledávací studie.

77


Obrázek 01: Situace hodnocených variant

78


Obrázek 02: Podélné přehledné profily hodnocených variant a) Podle parametrů navržených variant se doplní hodnotící tabulka. Jednotlivé parametry se následně oznámkuji podle hodnotící stupnice.

79


Obrázek 03: Vyhodnocená tabulka b) Výsledná průměrná známka variant je: Varianta A = 2,56 Varianta B = 2,67 Varianta C = 2,33 Na základě zjednodušeného hodnocení variant vychází jako nejvhodnější varianta C.

80


TEST 5 1) Jak se zkratkou označuje hodnocení trasy z pohledu životního prostředí? a) IEA b) EIA c) EAI 2) Jak se vyhodnocuje kritérium průměrného poloměru směrových oblouků a) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa horší b) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa lepší 3) Jak se vyhodnocuje kritérium poměru délek oblouků a) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa horší b) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa lepší 4) Jak se vyhodnocuje kritérium součtu rozdílů překonaných výšek a) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa horší b) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa lepší 5) Jak se vyhodnocuje kritérium minimální hodnoty poloměru zakružovacích oblouků a) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa horší b) Čím je tato hodnota větší, tím je trasa lepší

81


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola shrnula základní metody hodnocení variant vedení trasy v rámci vyhledávácí studie. Byl uveden postup ro hodnocení v rámci zjednodušeného technicko-dopravního hodnocení včetně přikladu hodnocení tří variant vedení trasy.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I- Pozemní komunikace návody na cvičení TP 181 Hodnocení průchodnosti území pro liniové stavby, 1. Vydání, Ministerstvo dopravy ČR, Liberec 2006: EVERNIA s.r.o., ISBN 80-903787-1-4

82


7

TECHNICKÁ ZPRÁVA

CÍLE KAPITOLY 1. Získat informace o tom jaké jsou požadavky na zpracování technické zprávy 2. Získat přehled o struktuře a obsahu technické zprávy 3. Požadavky z pohledů předpisů na technickou zprávu

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola je změřená na správné formování technické zprávy. Zabývá se požadavky na strukturu technické zprávy dle příslušných předpisů a také na požadavky obsahu technické zprávy.


KLÍČOVÁ SLOVA Technická zpráva, technické předpisy, textová část, textová zpráva, vyhláška, směrnice pro dokumentaci staveb, rozsah a obsah projektové dokumentace.

83


7.1 Požadavky na textovou zprávu Pro textovou část dokumentace pozemních komunikací existují zákonné předpisy v podobě vyhlášek a směrnic. Obecným pravidlem je, že textová část by měla obsahovat zejména ty údaje, které nelze zachytit graficky ve výkresové části. Zmíněné dokumenty však jasně definují strukturu a obsah a tak se ve zprávě často opakují informace obsažené ve výkresové příloze a v podstatě může textová část tvořit samostatný dokument. Mezi základní oficiální předpisy týkající se dokumentace pozemních komunikací patří vyhláška č. 146/2008 Sb. o rozsahu a obsahu projektové dokumentace dopravních staveb. Tato vyhláška stanoví rozsah a obsah projektové dokumentace pro letecké stavby, pro stavby drah a na dráze, včetně zařízení na dráze, stavby dálnic, silnic, místních komunikací a veřejně přístupných účelových komunikací. Zaměřena je na požadavky obsahu projektové dokumentace při jednání s úřady ve věci stavebního řízení. Definuje rozsah a obsah projektové dokumentace: -

leteckých staveb pro ohlášení stavby,

-

leteckých staveb pro vydání stavebního povolení nebo k oznámení stavby ve zkráceném stavebním řízení,

-

leteckých staveb pro provádění stavby,

-

staveb drah a staveb na dráze pro ohlášení stavby,

-

staveb drah a staveb na dráze pro vydání stavebního povolení nebo k oznámení ve zkráceném stavebním řízení,

-

staveb drah a staveb na dráze pro provádění stavby,

-

staveb dálnic, silnic, místních komunikací a veřejně přístupných účelových komunikací pro ohlášení stavby,

-

staveb dálnic, silnic, místních komunikací a veřejně přístupných účelových komunikací pro vydání stavebního povolení nebo k oznámení stavby ve zkráceném stavebním řízení,

-

staveb dálnic, silnic, místních komunikací a veřejně přístupných účelových komunikací pro provádění stavby.

Směrnice kromě samotné textové části definuje rozsah a obsah celé projektové dokumentace, včetně jejího předepsaného členění a značení. Pro účely textové zprávy v rámci vyhledávací studie nám poslouží směrnice pro dokumentaci staveb pozemních komunikací z roku 2009. Tato dokumentace definuje rozsah dokumentace pro: -

Studie (ST), (vyhledávací studie (VST), studie proveditelnosti a účelnosti – před investiční studie (STPÚ), technická studie (TST), investiční záměr, studie ﬁnančního zajištění stavby, dopravní studie)

-

Dokumentace pro vydání územního rozhodnutí (DUR), (podklady pro vypracování dur, obsah a rozsah dur, souvisící dokumentace) 84


-

Dokumentace k oznámení o záměru v území (DOZU)

-

Projektová dokumentace pro ohlášení stavby (DOS), (podklady pro vypracování DOS)

-

Projektová dokumentace pro vydání stavebního povolení (DSP), (podklady pro vypracování DS, obsah DSP)

-

Projektová dokumentace dokumentace k PDSP)

-

Zadávací dokumentace stavby PK (ZDS), (zadávací dokumentace stavby PK (ZDS), zadávací dokumentace (ZD) pro vypracování ZDS PK, zhotovení vybraných dokumentů ZDS (VD-ZDS), zhotovení všech dokumentů ZDS)

-

Dokumentace bouracích prací, (podklady pro vypracování, rozsah a obsah dokumentace bouracích prací)

-

Realizační dokumentace stavby (RDS), (členění RDS, podklady pro vypracování RDS, rozsah a způsob zajištění RDS)

-

Dokumentace skutečného provedení stavby (DSPS), (zhotovení DSPS)

pro

provádění

stavby (PDSP),

(obsah PDSP,

DŮLEŽITÉ! Vyhledávací studie se podle směrnice člení takto: A. Průvodní zpráva B. Výkresy C. Doklady a podklady

DŮLEŽITÉ! Jednotlivé části pak mají definovanou struktur takto: A. PRŮVODNÍ ZPRÁVA Průvodní zpráva vyhledávací studie má obsahovat zejména: (1) IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE (1.1) Stavba – podle zadávací dokumentace (1.2) Zadavatel/objednatel – podle zadávací dokumentace 85


(1.3) Zhotovitel studie: -

název,

-

adresa,

-

odpovědný zástupce.

(2) ZDŮVODNĚNÍ STUDIE: -

Vztah k programu rozvoje sítě komunikací;

-

účel studie a sledované cíle;

-

potřebnost a naléhavost stavby.

(3) ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ -

Začátek a konec stavby;

-

vymezené území pro návrh reálných variant;

-

průchodné koridory (vyhodnocení z pohledu ŽP, členitosti terénu, zastavění území, problémová území apod.);

-

požadovaná nebo vhodná průchozí místa.

(4) VÝCHOZÍ ÚDAJE PRO NÁVRH VARIANT -

Kategorie a návrhová kategorie, nebo funkční skupina a typ příčného uspořádání předmětné PK, případně její další charakteristiky;

-

související nebo dotčené PK a/nebo dráhy (určující návrhové prvky);

-

mosty a tunely (návrhová rychlost, prostorové uspořádání, jiné požadavky);

-

požadavky na obslužné dopravní zařízení (odpočívky, celnice, SSÚD apod.);

-

dopravně inženýrské údaje (zdroje a cíle dopravy, výhledové intenzity);

-

geotechnické údaje, ložiska nerostů;

-

technická infrastruktura.

(5) CHARAKTERISTIKY ÚZEMÍ Z HLEDISKA JEJICH VLIVŮ NA NÁVRH VARIANT TRAS -

Citlivost území průchozích koridorů z hlediska ŽP;

-

členitost terénu;

-

současné a budoucí využití území (zástavba, sítě PK, dráhy, důlní činnost, důležité inženýrské sítě);

-

významná ochranná pásma (vodní zdroje, chráněná území, ložiska nerostů apod.);

-

geotechnické poměry.

(6) ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY VARIANT (6.1) Geometrie tras

86


Posouzení hodnoty jednotlivých tras z hlediska oblouků, přímek, sklonů, jejich vzájemných vztahů a celkové délky. (6.2) Křižovatky -

Zdůvodnění návrhu;

-

druh, umístění, počet.

(6.3) Mosty, tunely, galerie, opěrné zdi -

Zdůvodnění návrhu;

-

umístění, počet, délky

(6.4) Obslužná zařízení -

Umístění, předpokládaná kapacita zařízení, požadavky na plochy;

-

připojení na zdroje vody a energií.

(6.5) Vybavení území Nároky na přeložky a úpravy dopravní infrastruktury (souvisící pozemní komunikace, dráhy) technické infrastruktury a vodotečí, demolice, zásahy do důležitých ochranných pásem. (6.6) Realizace stavby Všeobecná problematika realizace stavby. (7) HODNOCENÍ VARIANT TRAS (7.1) Pro velké a složité stavby PK se provede komplexní hodnocení variant tras z územních, dopravních, technických, ekonomických a sociologických hledisek. (7.2) V jednodušších případech se připouští ohodnotit jednotlivé varianty porovnáním alespoň jejich základních údajů (charakteristik) uvedených výše v bodu (6) a odborným posouzením určit pořadí z technického, dopravního a ekonomického hlediska. (7.3) Výsledné hodnocení jednotlivých variant musí zahrnout problematiku ŽP řešenou metodou podle TP 181. (8) ZÁVĚR A DOPORUČENÍ -

Souhrn studované problematiky a jejího řešení;

-

doporučení vhodné varianty nebo více variant a jejich pořadí včetně odhadu orientačních nákladů;

-

doporučení podrobných průzkumů pro další stupně dokumentace.

B. VÝKRESY (1) PŘEHLEDNÁ SITUACE -

Podkladem jsou mapy krajinářského vyhodnocení podle TP 181;

-

měřítko odpovídající rozloze studovaného území a složitosti problematiky ŽP, obvykle 1 : 10 000 až 100 000 (krátké trasy 1 : 5 000); 87


-

obsahuje zákres hranic zájmového území a směrového vedení tras.

(2) SITUACE VARIANT -

Jako podklad se použije mapa pro území nezastavěné obvykle v měřítku 1 : 10 000 až 1 : 50 000 a pro území zastavěné a zastavitelné v měřítku 1 : 5 000 – 1 : 25 000;

-

obsahuje zákres osy navržené varianty nebo os doporučených variant s udáním základních návrhových prvků, umístění a druh křižovatek, vymezení ploch s určením účelu pro obslužná zařízení a označení nebo schéma příčného uspořádání PK.

(3) PODÉLNÉ PROFILY VARIANT -

Měřítko délek obvykle shodné s měřítkem situace varianty;

-

pro zobrazení výškových poměrů se použije vhodné převýšení, obvykle 1 : 10.

C. DOKLADY A PODKLADY -

Soubor písemných záznamů o projednávání, vyjádření a získaných podkladových údajů (možno zařadit do průvodní zprávy);

-

Hodnocení průchodnosti území (podle TP 181).

Směrnice dále uvádí že: -

V případech, kdy to bude vhodné, je možné sloučit výkres „Přehledná situace“ a „Situace variant“ do jednoho výkresu;

-

připouští se zobrazení situace a podélného proﬁlu varianty na společném výkrese.

DŮLEŽITÉ! Takto struktura musí být v dokumentaci zachovaná v celém rozsahu a to včetně jejího značení. V případě že některý z bodů návrh neobsahuje, i tak se musí v textové zprávě objevit spolu s poznámkou „neřeší se“, případně „nevyskytuje se“, apod. Textová část (příloha A) musí být formálně ukončena vlastnoručním podpisem zpracovatele. Podpis by měl být situován bezprostředně za textem, tak aby nebylo možno do zprávy, mezi podpis a text dopsat jiný text.

88


TEST 6 1) Který vyhláška obsahuje rozsah a obsah PD pro jednání s úřady a) 146/2008 sb. b) 183/2006 sb. c) 350/2012 sb. 2) Jak se řeší situace, kdy projekt neobsahuje část danou strukturou dokumentace a) Textem „neřeší se“ apod. b) Odstraněním položky z rozsahu c) Doplnění chybějícího objektu či části do projektu 3) Čím musí být ukončena textová zpráva a) Informací o použité literatuře b) Vlastnoručním podpisem c) Označením stavby 4) Co znamená zkratka VST a) Velká studie b) Vyhledávací studie c) Vyhledávací studie trasy 5) Co znamená zkratka DSP a) Dokumentace skutečného provedení b) Dokumentace pro stavební povolení c) Dokumentace studie proveditelnosti

89


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola uvádí základní požadavky na obsah a strukturu technické zprávy projektové dokumentace v rámci vyhledávací studie. Uvedeny jsou rovněž ucelené požadavky na celkovou strukturu takového projektu. Shrnuty jsou i typ ostatních projektových dokumentací pro jednání s úřady v rámci povolovacích procesů.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I- Pozemní komunikace návody na cvičení Směrnice pro dokumentaci staveb pozemních komunikací, Ministerstvo dopravy Odbor silniční infrastruktury, PRAGOPROJEKT, a. s., 2009. Vyhláška č. 146/2008 Sb. o rozsahu a obsahu projektové dokumentace dopravních staveb, Ministerstvo dopravy ČR 2008.

90


8

ŠÍŘKOVÉ USPOŘÁDÁNÍ

CÍLE KAPITOLY 1. Orientovat se v kategoriích pozemních komunikací 2. Osvojení požadavků na výkres vzorového příčného řezu 3. Umět vyhledat požadavky na šířkové uspořádání

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se věnuje návrhu vzorového příčného řezu. Je uveden náhled do návrhu a vhodného výběru kategorie pozemní komunikace tedy její šířkové uspořádání, přes volbu skladby konstrukčních vrstev. Dále jsou rozebrány požadavky na výkres vzorového příčného řezu, uvedeny jsou formální požadavky na tloušťky čar a samotný popis vzorového příčného řezu. Rovněž jsou uvedeny tabulky, pomocí kterých je možné vzorový příčný řez zakreslit včetně příkladů vzorového příčného řezu různých kategorií.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU 30 - 60 minut

KLÍČOVÁ SLOVA Příčný řez, šířkové uspořádání, kategorie PK, návrhová rychlost, vzorový příčný řez, jízdní pruh, krajnice, vodící proužek.

91


8.1 Kategorie pozemní komunikace Zásadní kritériem pro volbu všech směrových a výškových parametr trasy je návrhová kategorie pozemní komunikace. Její volba probíhá u pozemních komunikací vyšší kategorie na základě výhledových záměrů, u silnic nižší kategorie pak na základě výhledové intenzity a charakteristiky území. Pro jednoduchost lze vycházet z obecné grafu definované normou ČSN 73 6101, kde je orientačně dle intenzity rozlišena návrhová kategorie pozemní komunikace.

Obrázek 01: Graf orientačního rozpětí úrovňových intenzit pro předběžnou volbu návrhové kategorie PK Podle zvolení návrhové kategorie, která definuje šířkové uspořádání pozemní komunikace a její návrhovou rychlost, jsou následně voleny veškeré další geometrické parametry spojené se směrovým a výškovým řešením trasy, ale také další parametry jako například příčný sklon apod. Základní přehled možných kategorií silnic a dálnic je uveden v tabulce níže. Tento seznam je definován normou ČSN 73 6101. Tabulka uvádí také závazné alternativy vhodných návrhových rychlostí použitelných s konkrétním šířkovým uspořádáním.

92


DŮLEŽITÉ! Rámcová kategorizace Roztřídění Odpovídající návrhová kategorie dálnice D 33,5/120, 100 a 80; D 27,5/120, 100 a 80 R 33,5/120, 100 a 80;R 27,5/120, 100 a 80;R25,55/120, 100 a 80; rychlostní silnice R21,5/100, 80 S24,5/100; 80 a 70; S 20,75/90, 80 a 70 silnice I. třídy S 11,5/90, 80 a 70 S 9,5/80; 70 a 60 S 9,5/80, 70 a 60 silnice II. třídy S 7,5/70, 60 a 50 S 7,5/70, 60 a 50; S 6,5/60 a 50 silnice III. třídy S 4,0/40 a 30 *) *) Použije se zejména pro rekonstrukci stávajících koncových úseků silnic III. tř. a pro veřejně přístupné účelové komunikace.

8.2 Šířkové uspořádání Kategorie vychází z velikosti konkrétních šířkových parametrů, které mohou pro různé kategorie nabývat různých hodnot. Hodnota udává šířku tzv. koruny. Každý prvek šířkového uspořádání má dle normy přiřazené označení.

DŮLEŽITÉ! U dvoupruhových směrově nerozdělených silničních komunikaci se koruna šířkově člení na: -

obousměrný jízdní pas, který se skládá ze dvou protisměrných jízdních pruhů šířky a,

-

vodicí proužky jednotné šířky v,

-

zpevněné časti krajnice šířky c,

-

nezpevněné časti krajnice šířky e,

-

šířky pro osazení bezpečnostního zařízeni, které je při osazeni směrových sloupků 0,25 m a při osazeni svodidel 1,00 m,

-

kategoriemi (volnou) šířku b.

U čtyř pruhových směrově rozdělených silnic se koruna silniční komunikace šířkově člení na: 93


-

dva jednosměrné jízdní pásy, které se skládají ze dvou stejnosměrných jízdních pruhů šířky a,

-

vodicí proužky šířky v1 a v2,

-

zpevněné časti krajnic c,

-

nezpevněné časti krajnic e,

-

šířky pro osazení bezpečnostního zařízeni, které je při osazeni směrových sloupků 0,25 m a při osazeni svodidel 1,00 m,

-

kategorijní šířku b a na dílčí kategorijní (volné) šířky b1 a b2,

-

šířka středního dělicího pásu d

V rámci cvičení se standardně setkáme převážně se směrově nerozdělenými dvoupruhovými silnicemi I., II. a III. třídy. Parametry jejich šířkových prvků je uveden dle normy ČSN 73 6101 v tabulce níže. Návrhová kategorie dvoupruhových silnic Návrhová kategorie písmenný znak b [m] návrhová rychlost v km/h a*) 2,75 S 6,5 **) 60; 50 3 S 7,5 70; 60; 50 3,5 S 9,5 80; 70; 60 3,5 S 11,5 90; 80; 70 *) Základní hodnota bez rozšíření ve směrovém oblouku. **) Navrhuje se při intenzitě silničního provozu do 1000 voz/24 h.

Šířka v m v c 0 0 0,25 0 0,25 0,5 0,25 1,5

e 0,5 0,5 0,5 0,5

Obrázek 02: Rozdělení šířkových parametrů vzorového řezu V případě příčného řezu v oblouku nedochází v šířkovém uspořádání k žádné změně, pokud nedochází k rozšíření pruhu v oblouku. Pokud je rozšíření v oblouku nezbytné, kotuje se jízdní pruh v oblouku jako a + Δa pak je zřetelné, že v oblouku dochází k rozšíření včetně velikosti rozšíření.

94


8.3 Volba skladby konstrukce vozovky Skladba vozovky je dalším důvodem, proč je vzorový příčný řez velmi důležitý pro projekt. Ve vzorovém příčném řezu snadno ihned zjistíme, jaké vrstvy tvoří skladbu vozovky, jestli je kryt navržen jako tuhý, netuhý případně jako dlážděný.

DŮLEŽITÉ! Pro zjednodušený návrh skladby vozovky lze využít technické podmínky TP 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací. Technické podmínky TP 170 umožňují návrh konstrukcí vozovek pozemních komunikací a ostatních dopravních ploch a nemotoristických komunikací v extravilánu i intravilánu. Formálně jsou rozděleny do tří hlavních částí, a to: -

Všeobecné části, ve které jsou definovány principy navrhování vozovek, požadované podklady pro navrhování, konstrukční požadavky, zásady pro porovnání navržených vozovek a kontrolu prací,

-

Katalogu vozovek, který umožňuje návrh vozovky z běžných konstrukčních vrstev,

-

Návrhové metody, která podrobně rozvádí stanovení charakteristik dopravního zatížení, podloží a vrstev vozovky a stanovuje postup pro návrh a posouzení vozovky.

Návrh vozovky pomocí katalogu pro účely cvičení postačí, obsaženy jsou základní skladby a kombinace vrstev. Jako vstupní informace při návrhu je nutné znát: -

Třída dopravní zatížení (v třídách S, I, II, III, IV, V, VI) vycházející z návrhové hodnoty těžkých nákladních vozidel (TNV) respektive návrhové hodnoty počtu přejezdů náprav TNV v návrhovém období 25 let,

-

Na základě třídy dopravního zatížení se odvodí návrhová úroveň porušení (D0 – pro silnice I třídy, dálnice a rychlostní komunikace, D1 – pro silnice II a III třídy a D2 pro silnice nejnižšího významu),

-

Dalším parametrem je charakteristika podloží, respektive jeho namrzavost v kategoriích (PI – nenamrzavé, PII – mírně namrzavé až namrzavé, PIII – nebezpečně namrzavé),

-

Rozhodující je také typ vozovky (T – tuhý kryt, N - netuhý kryt, D – dlažba),

-

Poslední parametr je typ použitých materiálu pro jednotlivé vrstvy.

Na základě návrhu dle katalogu získá navržená skladba unikátní označení například: D0-N-2-II-P1 Kde: -

D0 – návrhová úroveň porušení

-

N – netuhá vozovka 95


-

2 – použité materiály ve skladbě (SMA, ACL, VMT, MZT, ŠD)

-

II – třída dopravního zatížení II

-

P1 –nenamrzavé podloží

Obrázek 03: Příklad z katalogového listu TP 170 8.3.1 Technické podmínky uvádí značení jednotlivých materiálů: Nestmelené vrstvy -

Mechanicky zpevněné kamenivo MZK

-

Mechanicky zpevněné kamenivo otevřené MZKO

-

Vibrovaný štěrk VŠ

-

Štěrkodrť ŠDA, ŠDB

-

Štěrkopísek ŠPA, ŠPB

-

Mechanicky zpevněná zemina MZ

Vrstvy stmelené hydraulickými pojivy Podle druhu použitého pojiva ve směsi -

Vrstva ze směsi stmelené cementem SC

-

Vrstva ze směsi stmelené struskou SS

-

Vrstva ze směsi stmelené popílkem SP

-

Vrstva ze směsi stmelené hydraulickými silničními pojivy SH

Podle třídy pevnosti v tlaku: -

C0,8/1,0, C1,5/2,0, C3/4, C5/6, C6/8, C8/10, C 9/12, C12/15, C16/20, C20/25

96


Cementobetonové kryty -

pro letištní dráhy a plochy, rychlostní silnice a MK, silnice I. třídy CB I, TDZ S, IIII

-

pro silnice II. a III. třídy, sběrné a obslužné MK, odstavné a parkovací plochy CB II, TDZ III-V

-

pro obslužné MK, odstavné a parkovací plochy, dočasné a účelové komunikace CB III, TDZ IV-VI

Asfaltové vrstvy -

Asfaltový beton AC (Asphalt Concrete)

-

Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy BBTM (Betons Bitumineux Très Minces)

-

Asfaltový koberec mastixový SMA (Stone Mastic Asphalt)

-

Asfaltový koberec drenážní PA (Porous Asphalt)

-

Asfaltový koberec otevřený AKO (Asfaltový koberec otevřený)

-

Obalované kamenivo OK

-

Litý asfalt MA (Mastic Asphalt)

Asfaltový nátěr -

Jednovrstvý nátěr JV

-

Jednovrstvý nátěr s dvojitým podrťováním JVD

-

Jednovrstvý nátěr s předdrťováním JVP

-

Dvojvrstvý nátěr DV

-

Dvojvrstvý nátěr s obráceným podrťováním DVI

8.4 Příčný sklon Posledním rozhodujícím parametrem zobrazovaným v příčném řezu je příčný sklon. Příčný sklon v přímé Základní příčný sklon, ve směrové přímé je stanoven na hodnotu 2,5 % (volitelně 2,0 %) řešený jako tzv. střechovitý, tzn., že klesá od osy (středu komunikace) směrem ke krajnici. V případě směrově rozdělené pozemní komunikace, nabízí se několik variant řešení příčného sklonu, který lze volit podle aktuální potřeby. Příčný sklon v oblouku V oblouku stanovíme příčný sklon podle návrhové rychlosti a zároveň podle zvoleného poloměru (viz tabulka kapitola 3). Příčný sklon nabývá hodnot od 2,5 % do 7,0 %. Alternativně pokud je poloměr směrového oblouku větší než mezní hodnota je možné od dostředného sklonu upustit. 97


Příčný sklon pláně Sklon pláně má standardně také dvě polohy. Ve směrově přímé je sklon stejně jako povrch střechovitý ovšem minimální hodnota sklonu je 3,0 %. V dostředném sklonu dochází podobně jako při povrchu k překlopení pláně do jednostranného sklonu, s tím že musí být zachováno pravidlo minimálního sklonu 3,0 %, proto dochází k překlopení až ve chvíli, kdy má povrch jednostranný příčný sklon 3,0 %. Příčný sklon krajnice Dalším sklonem objevujícím se ve vzorovém příčném řezu je sklon nezpevněné krajnice. Ten je standardně 8,0 % a v přímé i v oblouku zůstává neměnný. Při návrhu příčného sklonu je potřeba dbát na správnou volbu sklonu s ohledem na výsledný příčný sklon, který nesmí být menší než 0,5 % a zároveň nesmí být větší než hodnoty dle následující tabulky. Největší dovolené výsledné sklony (m) podle druhu území a použité návrhové kategorie silnice nebo dálnice *) Největší výsledný sklon (m) v % v území Návrhová kategorie rovinatém nebo silnice nebo dálnice pohorkovitém horském mírně zvlněném D 33,5; R 33,5 7 7 D27,5; R 27,5 6,5 R 25,5; R 21,5 7,5 S 24,5 7,5 S 20,75 7 S 11,5 a S 9,5 7,5 8,5 S 7,5 a S 6,5 8,5 10 S 4,0 11 12 13 *) Hodnoty pro větve křižovatek jsou uvedeny v ČSN 73 6102.

Hodnotu výsledného sklonu stanovíme snadno ze vzorce m = √ (s2 + p2) kde: -

m výsledný příčný sklon

-

s

-

p podélný sklon

příčný sklon

8.5 Ostatní Mezi další informace, které jsou jednoznačně čitelné z příčného řezu patří: -

Základní sklony svahů v násypu a zářezu. 98


-

Řešení odvodnění (tvar a hloubka příkopu, rigolu, použití trativodu apod.).

-

Umístění a typ bezpečnostního zařízení (směrový sloupek, svodidlo).

-

Případné další prvky (opěrné zdi apod.) v místech kde se standardní šířkový řez mění.

8.6 Vzorové příčné řezy 8.6.1 Požadavky na výkres Níže naleznete několik zobrazení základních příčných řezů. Z pohledů zásad kreslení příčného řezu je potřeba dodržet zejména: -

Vzorový příčný řez se standardně zakresluje jednobarevně, černě.

-

Řez je nakreslen tence, tlustou čarou je vyznačená pláň a spodní hrana zemního tělesa. Tlustou čarou je také zakreslena dosypávka pod nezpevněnou krajnicí.

-

Tlustou čerchovanou čarou je zakreslena osa pozemní komunikace.

-

Pokud se zakresluje, je srovnávací rovina zakreslena tlustou čarou s uvedenou výškou.

-

Část řezu se pro jednoduchost zakresluje v násypu a část v zářezu, tím je pokryto zobrazení obou případů.

-

Jedna strana řezu se zakresluje se směrovým sloupkem, druhá se svodidlem.

-

Je nutné uvést skladbu konstrukce spolu s označením katalogového listu (je-li navržena dle katalogu) a normovými požadavky na jednotlivé konstrukční vrstvy.

-

Ve skladbě se uvádí tloušťka vrstvy a suma vrstev (jelikož je pláň v jiném sklonu než povrch, tloušťka poslední vrstvy je proměnná proto se tloušťka této vrstvy uvádí jako rozmezí, případně se uvádí minimum, tzn. tloušťka v ose).

-

Nad jízdní pruhy se pro přehlednost uvádí směry jízdních pruhů.

-

Kotují se jednotlivé prvky šířkového uspořádání a kategorijní šířka.

-

Standardně se šrafuje pouze jedna polovina příčného řezu, případně vybraný úsek.

-

Výškové kóty se uvádí v metrech na dvě desetinná místa.

-

Šířkové kóty se uvádí v metrech na dvě desetinná místa.

-

Tloušťky vrstev konstrukce v milimetrech.

-

Příčné sklony se uvádí v procentech na jedno desetinné místo s šipkou udávající klesání.

-

Sklony svahů se značí poměrem (např. 1:2).

8.6.2 Vzorové výkresy

99


Obrázek 04: Vzorový příčný řez silnice S 6,5/50 v přímé


100




101


Obrázek 08: Vzorový příčný řez, jednopruhová PK, v zářezu, v oblouku

102


TEST 7 1) Co označuje písmeno c v rámci šířkového uspořádání a) Vodící proužek b) Zpevněná krajnice c) Nezpevněná krajnice 2) Co znamená čtvrtá pozice „III“ v označení skladby konstrukce vozovky dle katalogu D0-N-3-III-P3 a) Silnice III. třídy b) Třída dopravního zatížení III c) Typ podloží číslo IIIT 3) Jaký je základní příčné sklony se v příčném řezu vyskytují a) 2,5 % povrch, 3,0 % pláň, 8,0% nezpevněná krajnice b) 2,5% povrch, 3,0 % pláň, 8,0 % zpevněná krajnice c) 2,5% povrch, 3,0 % pláň, 6,0 % zpevněná krajnice 4) Z čeho vychází hodnota výsledného příčného sklonu a) Kombinace příčného a podélného sklonu b) Kombinace příčného sklonu a šířky pruhu c) Kombinace podélného sklonu a šířky pruhu 5) Které části příčného řezu se zakreslují tlustě a) Povrch a pláň b) Povrch, pláň a dosypávka krajnice c) Pláň a dosypávka krajnice

103


SHRNUTÍ KAPITOLY V kapitole se student dozvěděl veškeré základní požadované informace nutné pro možnost zakreslení vzorového příčného řezu. Text se věnuje požadavkům na šířkové uspořádání, návrhu konstrukčních vrstev, sklonovým poměrům apod. Závěrem kapitoly jsou zobrazeny konkrétní vzorové příčné řezy nejčastějších kategorií pozemních komunikací.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I - Pozemní komunikace návody na cvičení Marián Krajčovič a kolektiv: Dopravní stavby I (Pozemní komunikace) ČSN 73 6101. Projektování silnic a dálnic. Praha: Český normalizační institut, 2004. TP 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací, schválené Ministerstvem dopravy ČR, 2004 (upravený dotisk - 2006). TP 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací - dodatek, schválené Ministerstvem dopravy ČR, 2010.

104


9

PROTISMÉRNÉ OBLOUKY

CÍLE KAPITOLY 1. Získat znalosti pro návrh a výpočet motivu protisměrných oblouků s přechodnicemi stýkajících se v inflexním bodě 2. Osvojit si výpočet motivu pomocí připravené aplikace v programu Excel. 3. Získat znalosti pro vytvoření vytyčovacího výkresu

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola je věnována výpočtu motivu dvou kružnicových oblouků s přechodnicemi uspořádaných protisměrně na tzv. inflex, tedy bez mezipřímého úseku. Popsán je praktický příklad výpočtu celého motivu včetně výpočtu pomocí připravené aplikace v programu Excel. Uveden je také příklad tzv. vytyčovacího výkresu, do kterého se motiv protisměrných oblouků zakresluje.


KLÍČOVÁ SLOVA Inflex, protisměrné oblouky, protisměrné oblouky s přechodnicí, inflexní motiv, přechodnice, poloměr oblouku, parametr přechodnice, délka přechodnice, směrový motiv.

105


9.1 Výpočet inflexního motivu Kružnicové protisměrné oblouky se navrhují tak, aby byla splněna podmínka minimální vzdálenosti mezi těmito oblouky (viz kapitola 3). Při použiti protisměrných kružnicových oblouků s přechodnicemi, by měla být mezipřimá delší než 15m. Když to není možné, navrhujeme směrový motiv bez mezipřímé, s tzv. vratnou přechodnicí. Přechodnice protisměrných kružnicových oblouků se dotýkají v inflexním bodě, tj. v bodě kde mají obě klotoidy poloměr křivosti roven nekonečnu. Parametry obou navržených přechodnic se mohou lišit.

DŮLEŽITÉ! Je vhodnější, aby byly protisměrné přechodnice nejlépe stejné. Podle ČSN 73 6101 poměr jejich parametrů A2 : A1 nemá byt větší než 1,5 a poměr poloměrů oblouků R2 : R1 se doporučuje, menší než 2,0. Přičemž při porovnání platí že A2 a R2 je vždy ta větší hodnota z obou porovnávaných hodnot.

Obrázek 01: Schéma inflexního motivu 9.1.1 Postup výpočtu Pro návrh je vhodná metoda výpočtem prostřednictvím kvadratické rovnice. Do daného tečnového polygonu, na základě návrhové rychlosti a směrových a výškových poměrů, navrhneme poloměry směrových oblouků.

106


Výpočtem stanovíme délku přechodnice L1 ̅̅̅̅̅̅

(

(

)

(

)

)

(

)

ΔR1 a ΔR2 můžeme zanedbat, jelikož se jedná o malé hodnoty

Délka přechodnice pak odpovídá přibližně součtu xs1+xs2 ̅̅̅̅̅̅

(

)

Na základě stanovené hodnoty délky přechodnice vypočteme podle kapitoly 3 ostatní vytyčovací prvky prvního oblouku s přechodnicemi. Dalším krokem je výpočet vycházející z výpočtů tečen: ̅̅̅̅̅̅ (

̅̅̅̅̅̅

)

(

)

DŮLEŽITÉ! Úprava vede na kvadratickou rovnici, jejíž kladný kořen odpovídá délce L2 (

)

107


DŮLEŽITÉ! Na základě vypočtené druhé přechodnice vypočteme vytyčovací parametry druhého oblouku a provedeme kontrolu výpočtu kde: V1V2  T1  T2  m0

Kde: mo

délka mezipřímé

Stanovené přechodnice lze pro jednoduchost zaokrouhlit na celé metry nebo desetiny metrů. Po zaokrouhlení vypočtených hodnot dojde k překrytí nebo k nedostatku délky přechodnice tzv. mezipřímá.

ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 6 Vypočtěte délku mezipřímé a navrhněte parametry protisměrných oblouku, pokud je zadáno: Vn =

60 Km/h

Počáteční staničení

0,920 00 KM

poloměry:

R1 = 500,00 m R2 = 450,00 m

středové úhly:

αs1= 99,4036g αs2= 42,1856g

-souřadnice bodu VB1(V1): x = -553 196,97 y = -1 152 832,01 -souřadnice bodu VB2(V2): x = -553 690,25 y = -1 152 212,70 Dále vypočtěte psané staničení pro jednotlivé geometrické body. a) Na základě zadaných souřadnic bodů vypočteme délku tečny mezi vrcholy V1 a V2. x = 493,28 m y = 619,31 m

108


V V  V V  1

2

1

2

2

 (x) 2  (y ) 2

2

 493,28 2  619,312

V1V2  791,75m

b) Určíme délku první přechodnice ̅̅̅̅̅̅

(

)

c) Dopočteme veškeré nezbytné parametry prvního kružnicového oblouku a přechodnice A1 = 264,58 m L1 =140,00m R1 500,00 m τ1 = 8,9127 grad xs1 = 69,95 m Xm1 = 93,43 m t1 = 140,65 m St1 = 46,75 m ΔR1 = 1,63 m z'1 = 6,59 m x01 = 139,73 m y01 = 6,52 m T1 = 566,91 m z1 = 204,48 m T'1 = 496,95 m xk1 = 438,61 m yk1 = 105,69 m α01 = 81,5782 grad O01 = 640,71 m O1 = 920,71 m d) Vypočteme délku tečny T2 ̅̅̅̅̅̅ e) Pomocí kvadratické rovnice stanovíme délku druhé přechodnice (

) 109


(

)

a = 0,00003185 b= 0,5 c = 70,0384 √ f) Dopočteme veškeré nezbytné parametry druhého kružnicového oblouku a přechodnice A2 = 249,20 m L2 = 138,00 m R2 = 450,00 m τ2 = 9,7615 grad xs2 = 68,95 m Xm2 = 92,11 m t2 = 138,76 m St2 = 46,10 m ΔR2 = 1,76 m z'2 = 7,13 m x02 = 137,68 m y02 = 7,04 m T2 = 224,35 m z2 = 25,98 m T'2 = 155,41 m xk2 = 217,35 m yk2 = 14,15 m α0 = 22,6626 grad O0 = 160,19 m O = 436,19 m g) Vypočteme délku mezipřímé V1V2  T1  T2  m0

̅̅̅̅̅̅ h) Vypočteme psané staničení geometrických bodů 110


ZÚ = TP1 = 0,000 00 PK1 = TP1 + L11 = 0,140 00 KP1 = PK1 + O01 = 0,780 71 PT1 = KP1 + L12 = 0,920 71 TP2 = PT1 + M0 = 0,921 20 PK2 = TP2 + L21 = 1,059 20 KP2 = PK2 + OO2 = 1,219 39 KÚ = PT2 = KP2 + L22 = 1,357 39

ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 7 Ověřte výpočet zadání příkladu 6 pomocí výpočtu v programu Excel. Program je utvořen tak, že student zadává hodnoty pouze do oranžových polí, všechna ostatní pole jsou automaticky kalkulovaná. Do programu Excel zadáme souřadnice vrcholů tečen do buněk B5, B6 a E5, E6. Pokud by byla známa přímo délka tečny mezi vrcholy, tak se do okna B8 zadá přímo délka tečny a zadání souřadnice se ignoruje.

Obrázek 02: Zadání délky tečny mezi vrcholy V1 a V2. V další části, buňky B11 až B15, zadáme známé a nutné hodnoty pro další výpočet. V této části (buňky H14, H15) je zobrazeno vyhodnocení splnění podmínek navržených parametrů. Rovněž tato část zobrazuje minimální délku přechodnice stanovenou dle návrhové rychlosti.

111


Obrázek 03: Zadání známých parametrů a kontrola splnění podmínek Na základě zadaných parametrů je do buňky E18 kalkulovaná délka přechodnice. Pokud chceme délku přechodnice změnit na vlastní hodnotu, zadáme ji do buňky D18.

Obrázek 04: Automatický výpočet přechodnice

112


Obrázek 05: Zadání uživatelské délky přechodnice a dopočet parametrů prvního oblouku s přechodnicemi Podobným způsobem je na základě kvadratické rovnice vypočtena délka přechodnice druhého oblouku. Její délku lze rovněž uživatelsky upravit (buňka D42). V další části jsou dopočteny veškeré parametry druhého oblouku se symetrickými přechodnicemi.

113


Obrázek 06: Dopočet druhé přechodnice V poslední části je zobrazen výpočet délky mezipřímé. Je-li hodnota nižší než doporučená délka 5 m je číslo podbarveno zelenou barvou. Pokud tato podmínka splněna není, je číslo zobrazeno červeně.

114


Obrázek 07: Dopočet délky mezipřímé a výpočet psaného staničení V poslední části je na základě navrženého motivu dopočteno psané staničení. Pokud je začátek směrového motivu bod TP1 v konkrétně stanoveném staničení lze jej zadat do buňky C63.

9.2 Vytyčovací výkres Zobrazení vypočteného motivu zakreslíme do tzv. vytyčovacího výkresu. Výkres vytyčovacího výkresu se řídí pravidly podle ČSN 01 3419 Výkresy ve stavebnictví Vytyčovací výkresy staveb. Jedná se o výkres zakreslený černobíle, obsahující zobrazení osy včetně tečnového polygonu, obvykle zakreslený v měřítku 1:500, 1:1000 nebo 1:2000. Pro potřeby cvičení vytyčovací výkres obsahuje: -

označení vrcholů,

-

kóta středových úhlů vrcholů,

-

hlavní staničení (po 100 m),

-

hlavní geometrické body,

-

délka tečen (v m),

-

délka mezipřímé (v m),

-

označení směrů,

-

tabulka vytyčovacích prvků oblouku, 115


-

tabulka souřadnic geometrických bodů,

-

severka (černě).

Kresba a značení se řídí doporučeními pro situaci dle kapitoly 10. Situace se doplňuje popisem vytyčovacích oblouků dle tabulky níže. Tabulka je vždy orientovaná kolmo na oblouk a umisťuje se dovnitř oblouku.

DŮLEŽITÉ! V1 R A

L

α

τ

T

ΔR

O

xPK

z

yPK

αO

xM

TO

xS

OO

ST

zO

Δa

T/

P

2L

Vn

116


Obrázek 08: Vzor vytyčovacího výkresu Do vytyčovacího výkresu se umisťují také informace pro geodeta, pro možnost vytyčení motivu. Proto je výkres doplněn o tabulku se souřadnicemi X a Y hlavních geometrických bodů, viz obrázek 09.

117


Obrázek 09: Tabulka vytyčovacích bodů

118


TEST 8 1) Co označuje hodnota m0 a) Délka oblouku. b) Délka mezi vrcholy tečnového polygonu. c) Délka mezipřímé. 2) Jaká platí podmínka pro poměr mezi poloměry a) R2/R1 < 2 b) R2/R1 > 2 c) R2/R1 > 1,5 3) Jaká platí podmínka pro poměr parametrů A a) A2/A1 < 1,5 b) A2/A1 > 2 c) A2/A1 < 2 4) Hodnota T1 + m0 + T2 je rovna a) L11 + OO1 + L12 + m0 + L21 + OO2 + L22 b) V1V2 c) L1 + L2 5) Jak se zakresluje vytyčovací výkres a) Celý červeně b) Celý černě c) Navržená trasa červeně a zbytek černě

119


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola uvádí veškeré požadavky a postupy nezbytné při návrhu směrového motivu tzv. inflxního motivu. Jedná se o směrové řešení dvou protisměrných oblouků s přechodnicemi, které se stýkají bez mezipřímého úseku. Uveden je kompletní postup výpočtu tohoto motivu, a to jak tradiční cestou, tak také pomocí připravené aplikace v programu Excel. Obsaženy jsou také požadavky na vytyčovací výkres, pomocí kterého lze vypočtený motiv zakreslit.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I - Pozemní komunikace návody na cvičení Marián Krajčovič a kolektiv: Dopravní stavby I (Pozemní komunikace) ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic. Praha: Český normalizační institut, 2004. ČSN 01 3419 Výkresy ve stavebnictví - Vytyčovací výkresy staveb, 1988.

120


10 POŽADAVKY DOKUMENTACE

NA

ÚPRAVU

VÝKRESOVÉ

CÍLE KAPITOLY 1. Získat informace o tom jak zakreslit přehlednousituaci. 2. Získat informace o tom jak zakreslit situaci studie. 3. Získat informace o tom jak zakreslit přehledný podélný profil. 4. Osvojit si formální požadavky na úpravu, výkresu. 5. Naučit se skládat výkresy.

RYCHLÝ NÁHLED DO KAPITOLY Kapitola se věnuje výkresům. Uvedeny jsou základní požadavky na zakreslení situace a podélných profilů spojených s vyhledávací studií. Uvedeny jsou požadavky na značení a popis výkresů z hlediska estetiky a požadavků normy. Rovněž jsou uvedeny zásady skládání výkresů a další formální požadavky na úpravu projektové dokumentace.


KLÍČOVÁ SLOVA Přehledná situace, přehledný podélný profil, studie, skládání výkresu, popis, značení, situace, formální požadavky.

121


10.1 Společné zásady Pro výkresy pozemních komunikací je zásadní dokumentem ČSN 01 3419 Výkresy ve stavebnictví - Vytyčovací výkresy staveb. Tato norma dokumentuje a shrnuje požadavky na vzhled a popis výkresové dokumentace. Základní zásadou je značení geometrických bodů T - tečna, P - přechodnice, K - kružnice a tyto značky se kombinují -

TP – tečna přechodnice

-

PT – přechodnice tečna

-

TK – tečna kružnice

-

PK – přechodnice kružnice

-

KK – kružnice kružnice

-

PP – přechodnice přechodnice

-

KP – kružnice přechodnice

-

KT – kružnice tečna

Staničení se standardně uvádí v km, ve formátu X,XXX XX. Tento formát jasně vizuálně oddělí údaj o kilometrech, metrech a centimetrech. Půdorysný výkres se standardně označuje severkou. Šipkou označující sever. Výkres se vždy snažíme orientovat tak, aby sever směřoval k hornímu okraji výkresu. Rozměr severky je 2,5 – 3,0 cm. Zakreslena je vždy černě.

122


Obrázek 01: Symbol severky

10.2 Přehledná situace (situace variant studie) Zásady grafické úpravy situace -

Osa trasy se značí velmi tlustou plnou červenou čarou (v případě použití variant je možno použít více barev, ty je pak nutné označit či popsat v legendě); (platí pro přehlednou situaci, v případě koordinační situace apod. je osa značena čerchovanou tlustou červenou čarou).

-

Zaměření a stávající terén se značí vrstevnicemi dle kapitoly 2 (světlá barva, dokreslující situaci).

-

Směr trasy se na výkrese orientuje zleva doprava.

-

V pravém horním rohu se zakresluje severka (černě).

Zásady popisu situace -

Osa se popisuje ve směru zleva doprava, tak ať je čitelná ve směru staničení.

-

Hlavní staničení se popisuje v intervalu 1 km, označuje se velkým tučným číslem, na ose je zaznačeno kroužkem (jenž je dutý tzn., přerušuje osu). 123


-

Začátek úseku a konec úseku trasy se označuje ve směru staničení, vpravo ve formátu staničení v km. Na ose se značí krátkou čárkou, popis se uvádí na kolmici k ose.

-

Případné značení geometrických bodů (pro přehlednost se standardně neuvádí) se značí vpravo, v případě značení směrového oblouku je vždy staničení uvedeno uvnitř směrového oblouku. Na ose se značí krátkou čárkou, popis je ve formátu staničení, popis se uvádí na kolmici k ose.

-

Doporučuje se uvést poloměr, případně délku přechodnice navržených variant. Je nutné popis identifikovat s konkrétní variantou a každý popis musí být číslován (R1, R2, …). Popis se uvádí na vnitřní straně oblouku.

-

Na začátku a konci ose se uvádí směr spolu se šipkou.

-

Jako nadpis se uvádí kategorie pozemní komunikace, případně název úseku komunikace, možno doplnit měřítkem.

-

Ostatní popis (objekty, mosty, opěrné zdi, směry trasy, kategorie komunikace apod.) se uvádí tak, aby nepřekrýval popis geometrie.

Obrázek 02: Detail popisu přehledné situace

124


DŮLEŽITÉ!

Obrázek 03: Vzorová přehledná situace variant trasy

10.3 Přehledný podélný profil Přehledný podélný profil slouží pouze pro zakreslení vedení podélného profilu a průběhu stávajícího terénu. Zásady grafické úpravy přehledného profilu -

Podélný profil se kreslí v převýšeném měřítku, standardně je výškové měřítko 10x větší než délkové měřítko.

-

Profil se zakresluje se zleva doprava.

-

Kresba profilu (pomocné čáry) se zakreslují plnou, černou, tenkou čárou.

-

Srovnávací rovina se zakresluje plnou, černou tlustou čarou.

-

Řez stávajícím terénem se zakresluje plnou, tenkou, černou čarou. Pomocné výškové vynášecí čáry zobrazení profilu se dotahuje po stávající terén (nikoliv po niveletu).

-

Veškeré stávající objekty a kresba grafu podélného profilu je kreslena a popisovaná černě. Navržené objekty (niveleta) a jejich popisy se zakreslují červeně (případně jinou barvou podle barvy varianty studie).

Zásady popisu přehledného podélného profilu 125


-

Staničení se značí zleva doprava shodně jako situace.

-

Hlavní staničení se uvádí v kilometrech, na srovnávací ose je označené dutým kroužkem.

-

Vedlejší staničení standardně v intervalu 100 m, se značí v metrech jako doplněk k nadřazenému kilometru. Uvádí se na dvě desetinná místa.

-

Do svislice se uvádí kóty nivelety a terénu v metrech jako na dvě desetinná místa, jako doplněk k nadřazené hodnotě uvedení na srovnávací rovině.

-

Srovnávací rovina se popisuje výškovou kótou (odkazovanou na Balt po vyrovnání), s přesností na dvě desetinná místa.

-

Pod srovnávací rovinou se zakreslují směrové poměry, červeně s popisem v metrech na dvě desetinná místa (doplněné indexem ať lze jednoznačně identifikovat konkrétní oblouk případně přechodnici).

-

Niveleta přehledného profilu se popisuje pouze poloměrem zakružovacích oblouků v metrech. Tečny jsou opatřeny spádem v procentech na dvě desetinná místa. Vrchol tečnového polygonu se doplní výškou vrcholu polygonu v metrech.

-

Vlevo od profilu se vypisuje legenda popisovaných a zobrazovaných částí podélného profilu (barevně odpovídá kresbě)

-

Nad niveletou se udávají směry osy shodně jako v situaci

-

Nadpis přehledného podélného profilu uvádí název trasy, měřítko (ve formátu např. 1:1000/100). Nadpis lze doplnit údajem o začátku a konci staničení.

-

Křížení osy s jinými komunikacemi nebo inženýrskými sítěmi, případně další objekty (propust, most, apod.) se značí dle ČSN 01 3419 a TP 113.

Obrázek 04: Detail srovnávací roviny přehledného profilu

126


Obrázek 05: Vzorový přehledný profil

10.4 Formální požadavky Finální projekt jednoznačně vypovídá o pečlivosti studenta a o jeho přístupu k práci. Aby projekt vypadal upraveně a formálně je potřeba dodržet některé zásady a pravidla. Složka na projekt musí být na titulní straně opatřena informacemi o názvu projektu (v rámci studijních účelů název předmětu), informace o autorovi (student), zadavateli a datu zpracování.

127


Obrázek 06: Příklad titulní strany Na vnitřní straně složky musí být uveden seznam příloh, jehož značení musí souhlasit se značením výkresů. Jednoznačně se doporučuje držet se struktury dle vyhlášky (viz kapitola 7). Jak bylo uvedeno, každý výkres musí být označený, aby byl snadno dohledatelný v seznamu příloh. Rovněž musí být jasné, co na výkrese nalezneme a kdo jej zpracoval. Pro tuto potřebu 128


se výkres opatřuje rozpiskou. Rozpiska musí být vždy na první samostatné stránce formátu A4 umístěna na spodní straně. Níže naleznete rozpisku upravenou dle vzoru ČSN 013419.

Obrázek 07: Rozpiska

DŮLEŽITÉ! Při skládání výkresů je také nutné dbát na určitá pravidla. Základním formátem je formát A4 orientovaný na výšku. Při skládání výkresu většího rozměru, musí mít výsledný sklad právě rozměr A4 na výšku. Na této úvodní A4 je pouze u spodního okraje rozpiska a nad ní pak legenda, tabulky apod. Samotná kresba je umístěna až na další části výkresu, mimo původní formát A4. Při skládání výkresu nestandardního rozměru se formát výkresu uvádí podle počtu započatých formátů A4 (např. 8 x A4). Pokud sklady nevycházejí na přesné formáty A4 je nutné dbát na to, aby poslední sklad výkresu na výšku nebyl menší než 1/3 formátu A4 a na šířku nebyl menší než ½ formátu A4. Výkres se skládá systémem „harmoniky.

Obrázek 08: Zásady skládání výkresů

129


TEST 9 1) Jakou čarou se kreslí varianty osy v přehledné situaci a) Tlustou čerchovanou, varianty rozlišené barvou b) Tlustou plnou čarou, varianty rozlišené barvou c) Tlustou černou čarou, varianty rozlišené typem čáry 2) V situaci se umisťuje severka a) Červená v pravém horním rohu (pokud je to možné) b) Černá v pravém horním rohu (pokud je to možné) c) Černá kdekoliv 3) Na kterou stranu osy se standardně umisťuje popis geometrických bodů směrového řešení a) Vždy vpravo b) Vždy vlevo c) Na vnitřní stranu oblouku 4) Hlavní staničení přehledné situace a přehledného podélného profilu se uvádí a) V intervalu 1 km pro obě zobrazení b) V intervalu 100 m pro obě zobrazení c) V intervalu 1 km v přehledné situaci a 100 m v přehledném podélném profilu 5) Jakým způsobem se doporučuje orientovat osu na výkrese a) Zprava doleva b) Zleva doprava c) Libovolně

130


SHRNUTÍ KAPITOLY Kapitola shrnuje formální požadavky na vzhled, úpravu a popis výkresů spojených s vyhledávací studií. Uvádí se formát a lokalizace popisu, stejně tak barevné řešení i pohled na použití správné tloušťky a typu čáry. Další část je věnovaná finalizováni projektu v podobě doporučeného stylu rozpisky a uvedení postupu skládání výkresů.

DOPLŇUJÍCÍ ZDROJE Marián Krajčovič, Petr Jůza, Petr Holcner, Miloslav Řezáč: SILNICE A DALNICE I Návody na vypracování cvičení Marián Krajčovič, Petr Jůza: Dopravní stavby I - Pozemní komunikace návody na cvičení Marián Krajčovič a kolektiv: Dopravní stavby I (Pozemní komunikace) ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic. Praha: Český normalizační institut, 2004. ČSN 01 3419 Výkresy ve stavebnictví - Vytyčovací výkresy staveb, 1988. TP 113 Značky a symboly pro výkresy pozemních komunikací. Ústav dopravního inženýrství hlavního města prahy 1999.

131


ŘEŠENÍ TESTŮ TEST 1 (Kapitola 2) Otázka č. 1 - a Otázka č. 2 - a Otázka č. 3 - a Otázka č. 4 - c Otázka č. 5 - c TEST 2 (Kapitola 3) Otázka č. 1 - a Otázka č. 2 - b Otázka č. 3 - c Otázka č. 4 - b Otázka č. 5 - b TEST 3 (Kapitola 4) Otázka č. 1 - a Otázka č. 2 - c Otázka č. 3 - c Otázka č. 4 - b Otázka č. 5 –c TEST 4 (Kapitola 5) Otázka č. 1 - a Otázka č. 2 - a Otázka č. 3 - c Otázka č. 4 - c Otázka č. 5 -b TEST 5 (Kapitola 6) Otázka č. 1 - b Otázka č. 2 - b Otázka č. 3 - b Otázka č. 4 - a 132


Otázka č. 5 -b TEST 6 (Kapitola 7) Otázka č. 1 - a Otázka č. 2 - a Otázka č. 3 - b Otázka č. 4 - b Otázka č. 5 - b TEST 7 (Kapitola 8) Otázka č. 1 - b Otázka č. 2 - b Otázka č. 3 - a Otázka č. 4 - a Otázka č. 5 - c TEST 8 (Kapitola 9) Otázka č. 1 - c Otázka č. 2 - a Otázka č. 3 - a Otázka č. 4 - b Otázka č. 5 - b TEST 9 (Kapitola 10) Otázka č. 1 - b Otázka č. 2 - b Otázka č. 3 - c Otázka č. 4 - a Otázka č. 5 – b

133

FAST VŠB - TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. Fakulta stavební. Pozemní komunikace návody do cvičení. Tomáš Seidler

Recommend Documents