محاسبه طول قوس قائم گنبدی و کاسه ای در راهسازی
قوس قائم (خم)
تغییر شیب طولى، به صورت تدریجى و به وسیله قوس های قائم انجام می شود. قوس قائم، تأمین کننده مسافت دید کافى، تخلیه مناسب آب سطحى، ایمنى، آسایش راننده و زیبایى ظاهر راه است.
چنانچه مقدار تغییر شیب طولى 0/5 درصد یا کمتر باشد، قرار دادن قوس قائم در محل تغییر شیب ضرورى نیست. انواع قوس هاى قائم سهمى در شکل 1 و 2 نشان داده شده است.
شکل 1- انواع قوس هاي قائم گنبدى (قوس هاى برآمده)
شکل 2- انواع قوس هاي قائم کاسه اى (قوس هاى فرورفته)
در این شکل:
G1 = قدر مطلق شیب اول (درصد)
G2 = قدر مطلق شیب دوم (درصد)
L = طول قوس قائم (متر)
A = قدر مطلق تفاضل جبرى دو شیب
تعیین طول قوس قائم گنبدى (قوس برآمده)
طول این نوع قوس باید به اندازه اى باشد که حداقل فاصله دید براى راننده وسیله نقلیه فراهم شود (شکل 3)
شکل 3- محدودیت دید در قوس قائم گنبدى
تأمین فاصله دید در قوس قائم گنبدى با توجه به رابطه L ≥ KA انجام میشود، که در آن :
L = طول قوس قائم گنبدى (متر)
K = میزان انحناي قائم که تابع فاصله دید (S) و سرعت طرح است که براي فاصله دید توقف از جدول 1 و براي فاصله دید سبقت از جدول 2 بدست مى آید. این ضریب بر حسب متر بوده و معناى فیزیکى آن، طول لازم قوس قائم براى یک درصد تغییر شیب طولى راه است.
ضریب K، با فرض ارتفاع چشم راننده از سطح راه، 108 سانتی متر (h1) و ارتفاع مانع از سطح راه، 60 سانتیمتر براي فاصله دید توقف (h2) و 108 سانتیمتر براي فاصله دید سبقت بدست آمده است.
جدول 1- مقادیر حداقل K براى قوس قائم گنبدى براي فاصله دید توقف (L = AS2/685)
جدول 2- مقادیر حداقل K براى قوس قائم گنبدى براي فاصله دید سبقت (L = AS2/864)
A= قدر مطلق تفاضل جبرى دو شیب
تعیین طول قوس قائم کاسه اى (قوس فرورفته)
این نوع قوس در روز به علت وجود روشنایى کافى، دید راننده را محدود نمى کند. اما در تاریکى، فاصله اى که توسط نور چراغ هاى وسایل نقلیه در این قوس قائم روشن مى شود، محدود است.
شکل 4- محدودیت دید در قوس قائم کاسه اى و در تاریکى شب
حداقل طول قوس های قائم کاسه اى از رابطه 1 به دست مى آید :
رابطه 1
که در آن:
L = طول قوس قائم کاسه اى (متر)
K = میزان انحناي قائم، تابع فاصله دید (یا سرعت طرح) و وضعیت روشنایى راه است که از جدول 3 به دست می اید.
جدول 3- مقادیر حداقل K براى قوس قائم کاسه اى L = AS2/(120 + 3.5 S)
ارتفاع چراغ هاى جلو از سطح راه، 60 سانتیمتر و زاویه پخش نور اتومبیل، یک درجه فرض می شود.
A = قدر مطلق تفاضل جبرى دو شیب
تبصره 1- اگرچه طول قوس های قائم به قدر مطلق تفاضل جبرى دو شیب بستگى دارد ولى در هر صورت از 0/6V که در آن V سرعت طرح بر حسب کیلومتر در ساعت است یا 30 متر (هر کدام که بیشتر باشد) کمتر نباشد.
تبصره 2- هنگام طرح قوس هاي قائم نوع 1 و 3، تخلیه آب باران در آنها مورد بررسى قرار مى گیرد. به ویژه زمانی که قوس هاي قائم و افقی با یکدیگر ترکیب مى شوند، در بخش هایى که لبه راه داراى جدول است و یا شیب عرضی تغییر جهت مى دهد، بهتر است ضریب K بزرگتر از 51 باشد. در این حالت، شیب مناسب براي زهکشی در طول قوس ایجاد می شود.
تبصره 3- قرار دادن قوس های قائم گنبدى در پل و تونل بلامانع است اما بهتر است از قرار دادن قوس قائم کاسه اى نوع 3 در تونل پرهیز شود. در مورد پل بهتر است در صورت امکان، قوس های قائم کاسه اى در یک طرف پل قرار گیرند، به طوري که پل در خط القعر نباشد.
کنترل طول قوس های قائم کاسه اى در زیرگذر
براي کنترل طول قوس های قائم کاسه اي در زیرگذر نیز فاصله دید مورد نیاز طرح، مبنا قرار می گیرد که حداقل آن برابر با فاصله دید توقف می باشد. خط دید و عوامل مؤثر بر آن در شکل 5 نشان داده شده است.
شکل 5- خط دید در خم کاسه ای
در طراحی، براي کنترل کفایت مقدار C، از روابط 2 و 3 استفاده میکنند.
الف- اگر فاصله دید بزرگتر از طول قوس قائم باشد (S > L) :
رابطه 2
ب- اگر فاصله دید کمتر از طول قوس قائم باشد :(S < L) :
رابطه 3
که در این روابط C، فاصله قوس قائم تا زیر سازه پل (فاصله آزاد قائم) بر حسب متر است. معیار طراحی در این روابط کامیون می باشد که ارتفاع چشم راننده کامیون 240 سانتیمتر و ارتفاع شی 60 سانتیمتر در نظر گرفته شده است.
