Геометрическое моделирование в вопросах мостового и дорожного проектирования

С. Е. Усикова
Л. А. Устюгова

Учебное пособие

Институт архитектуры и дизайна

ГЕомЕтричЕСкоЕ 
модЕЛировАниЕ 
в вопроСАх моСтовоГо 
и дорожноГо 
проЕктировАния

Рассмотрены основные темы дисциплины «Инженерная графика», относящиеся к дорожно-мостовому 
проектированию: «Геометрия струенаправляющей 
дамбы», «Мостовой переход», «Перспектива участка 
автомобильной дороги» и «Перспектива виража».

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
С. Е. Усикова, Л. А. Устюгова 
 
 
 
 
Геометрическое моделирование  
в вопросах мостового  
и дорожного проектирования 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 
СФУ 
2016 

УДК 744.4(07) 
ББК 30.113я73 
У747 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
Г. Л. Козинов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой 
промышленного транспорта и строительства Сибирского государственного  
аэрокосмического университета им. акад. М. Ф. Решетнёва; 
А. П. Епифанов, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры 
эксплуатации железных дорог Красноярского института железнодорожного 
транспорта – Красноярского филиала ИрГУПС 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Усикова, С. Е. 
У747 
 
Геометрическое моделирование в вопросах мостового и дорожного проектирования : учеб. пособие / С. Е. Усикова, 
Л. А. Устюгова. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. – 112 с. 
 
 
ISBN 978-5-7638-3568-7 
 
 
Рассмотрены основные темы дисциплины «Инженерная графика», относящиеся к дорожно-мостовому проектированию: «Геометрия струенаправляющей дамбы», «Мостовой переход», «Перспектива участка автомобильной дороги» и «Перспектива виража». 
Предназначено для студентов, аспирантов дорожно-строительных специальностей. 
 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 
744.4(07) 
ББК 
30.113я73 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-3568-7 
© Сибирский федеральный университет, 2016 

ВВЕДЕНИЕ 

Изучение инженерной графики в вузе имеет важное значение  
в формировании будущих инженеров. Инженерная графика призвана 
дать специалистам с высшим образованием необходимые знания для 
решения практических задач. Основой решения подобных задач является теория геометрического моделирования, которая учит, во-первых, 
создавать и использовать геометрические модели в задачах проектирования и строительства различных сооружений; во-вторых, понимать  
и анализировать самый процесс моделирования действительности. 
Пособие включает 4 раздела. «Мостовой переход» содержит краткие сведения о мостовом переходе и основных конструкциях балочного 
железобетонного двухпролетного моста с детальным рассмотрением их 
элементов. Представлено решение вопроса построения проекций мостового перехода. 
«Геометрия струенаправляющей дамбы» представлена информацией о назначении дамбы и составляющих ее элементах. Важная роль 
отведена установлению формы боковой поверхности дамбы. Исследование геометрических и математических зависимостей позволило решить вопрос о горизонтальном очерке дамбы. 
В разделе «Перспектива участка автомобильной дороги» исходной 
моделью служит продольный профиль дороги. Метод построения перспективы участка автомобильной дороги в литературе известен как координатный. При его использовании пространственные координаты точек 
трассы находятся графическим путем, ведущим к трудоемкости построений и не гарантирующим точности расчета. Разработанное аналитическое 
решение позволяет получать координаты с любой степенью точности. 
В разделе «Перспектива виража» исходной моделью является ведомость, построение выполняется координатным методом. Использован 
ряд геометрических и математических зависимостей. 
Представленное учебное пособие соответствует образовательному 
стандарту по инженерной графике для студентов направления «Строительство» профиля «Автомобильные дороги». 

1. МОСТОВОЙ  ПЕРЕХОД 

Мостовым переходом называется комплекс инженерных сооружений, устраиваемых для пересечения дорогой реки. В состав мостового перехода входят мост и подходы к нему. 

1.1. Общие сведения о мостах 

Мостовые сооружения строятся в тех случаях, когда трасса автомобильной дороги пересекает водоток (мост), другую дорогу (путепровод), долину, ущелье или овраг (виадук), городскую или заводскую территорию (эстакада). 
Собственно мостом называют сооружение для пропуска дороги 
над водным препятствием. 
Основными элементами моста являются пролетные строения, 
поддерживающие ездовое полотно, и опоры, передающие давление 
пролетных строений на грунт. Мост, имеющий две опоры, считается 
однопролетным, при большем количестве опор – многопролетным. 
Крайние опоры именуются устоями, остальные – промежуточными 
опорами. 
Конструктивное решение моста зависит от параметров речной 
долины (ширина, глубина, скорость течения водного потока), геологического строения русла и поймы, требований речного судоходства, 
расчетного отверстия моста. Существенное значение имеют следующие уровни воды (рис. 1): 
расчетный уровень высоких вод (РУВВ) – наивысший уровень 
воды заданной вероятности (2% в 100 лет) превышения в створе мостового перехода; 
уровень меженных вод (УМВ) – средний уровень воды в период между паводками. 

 

Рис. 1. Схема мостового перехода 

В мостовом проектировании используются следующие основные 
определения и обозначения: 
длина моста Lм – расстояние по оси моста между примыкающими к насыпям подходов гранями открылков; 
отверстие моста L0 – горизонтальный размер между конусами 
насыпи, измеренный при расчетном уровне высокой воды с исключением толщины промежуточных опор; 
высота моста H – расстояние от поверхности проезжей части до 
уровня меженных вод; 
свободная высота под мостом Н0 – расстояние между низом 
пролетных строений и расчетным уровнем высоких вод или расчетным судоходным уровнем (если река судоходная); 
высота опоры hоп – расстояние от верха ригеля до грунта; 
строительная высота пролетного строения hс – расстояние от 
проезжей части до нижней части пролетного строения; 
расчетный пролет l – расстояние между осями опирания пролетного строения на смежных опорах;    
ширина моста B – расстояние между перилами в свету; 
ширина пролетного строения B0 – расстояние между гранями 
крайних балок; 
ширина проезжей части nb – расстояние между внутренними 
границами полос безопасности (b – ширина полосы движения, n – 
число полос); 
ширина ездового полотна Г – расстояние между ограждениями. 
В настоящей работе рассмотрим пример выполнения задания 
«Общий вид моста». Для моста примем конструкцию двухпролетного 
автодорожного балочного железобетонного моста через несудоходную реку. 

1.2. Цель и содержание задания  
«Общий вид моста» 

Цель: 
1. Знакомство с конструкцией в целом и составными частями 
одного из возможных типов автодорожного моста и соответствующей 
терминологией. 
2. Изучение особенностей чертежей мостостроения. 
3. Приобретение навыков выполнения специального инженерностроительного чертежа. 

Содержание: 
1. Вычертить мост в трех проекциях в масштабе М 1:100: 
а) изобразить фасад моста, совместив его с продольным разрезом моста; 
б) вычертить профильный разрез моста с видом на промежуточную опору; 
в) вычертить план моста, на правой части которого пролетное 
строение условно не показано. План моста дополнить чертежом подошвы земляной насыпи с конусом. 
2. Вычертить узел упора, служащего укреплением поверхности  
и подошвы конуса в масштабе М 1:20, и узел дорожной одежды мостового покрытия в масштабе М 1:5. Узлы выполнить на листе формата А4 (297×210). 
Мостовой переход выполняется на листе формата А1 (594×841). 
Наименование чертежа: «Общий вид моста». Варианты исходных 
данных приведены в приложении 1. Образец выполнения чертежа 
представлен в приложении 2. 

1.2.1. Исходные данные задания 

1. Поперечный профиль речного русла по оси мостового перехода задается схемой (рис. 2). 
2. Отметки уровней воды:  
– УМВ  50,20 м. 
– РУВВ  52 м. 
3. Отверстие моста, L0 = 22 м.  
4. Характеристика грунтов – песок, гравий. 
5. Категория дороги III. 
Пояснения к исходным данным: 
– схема русла реки является результатом геолого-геодезических 
изысканий; 
– УМВ, РУВВ – результаты многолетних наблюдений на реке  
с дополнительными расчетами; 
– отверстие моста – результат расчета. В настоящей работе его 
условно примем 22 м; 
– габарит моста Г–10 принимается в соответствии с категорией 
дороги III. Г–10 = 2 × 3,5 + 2 × 1,5. 

 

 

Рис. 2. Поперечный профиль речного русла по оси мостового перехода 

1.2.2. Особенности чертежей мостовых сооружений 

Чертежи мостов выполняются по ведомственным типовым проектам согласно ГОСТ ЕСКД для машиностроительного и строительного черчения. В чертежах мостостроения имеются отличительные 
особенности. 
Форматы чертежей (ГОСТ 2.301–68). Как правило, используется 
формат А1 (594 × 841). 
Масштабы (ГОСТ 2.302–68). Фасады, разрезы, планы выполняются в масштабах уменьшения: М 1:50, М 1:100 и М 1:200. Обычно 
используют масштаб М 1:100. Узлы и детали вычерчивают в более 
крупном масштабе: М 1:2, м 1:5, М 1:10, М 1:20 и М 1:25. 
Изображения – виды, разрезы, сечения (ГОСТ 2.305–2008). Общий вид моста вычерчивается в трех проекциях. 
Под фасадом (главный вид) моста понимают вид, который получается, если смотреть на мост по направлению течения реки. 
План моста – изображение моста сверху. На плане направление 
течения реки располагается в сторону севера (верх листа), левый берег изображается с левой стороны чертежа. Счет опор моста идет  
с левого берега. 
Разрезы моста выполняются согласно определению разреза  
и принятых условностей его исполнения. 
На чертеже выполняют:  
– фасад моста, совмещенный с его продольным разрезом;  
– поперечный разрез пролетного строения с видом на промежуточную опору. При многоопорной конструкции моста показывают 
вид только одной ближайшей опоры. 
Графические изображения материалов. При вычерчивании 
разрезов условные изображения жидкости (вода), грунта естественного, материала насыпи (песок и гравий), армированного и неармированного бетона (материал элементов конструкции) выполняют согласно ГОСТ 2.306–68. Сборные железобетонные элементы штрихуют наподобие металлических. В некоторых случаях попавший в сечение материал не обозначается (дорожная одежда в разрезе). Применяются дополнительные обозначения, поясняемые надписью на поле 
чертежа. На плане и фасаде вводятся обозначения укреплений откосов засевом трав и бетонными плитами. Обозначения сопровождаются надписями.