При трассировании дороги по крутому склону часто приходится разбивать линию в виде зигзагов с очень острыми внутренними углами. В этом случае нет возможности сопрягать прямые участки при помощи обычных закруглений, т.к. вследствие большой разности высот между НК и КК и незначительной длины самого закругления получаются большие продольные уклоны, намного превышающие предельные. В связи с этим сопряжение линий на таких участках осуществляется при помощи сложных внешних закруглений, называемых серпантинами. На косогорных трассах серпантины часто проектируют также для обхода оврагов, ущелий и других препятствий.
Основными элементами серпантины являются (рис.2):
- 1. Основная круговая кривая FDE радиуса R;
- 2. Две вспомогательные кривые AP и BG c радиусами r1 и r2;
- 3. Две прямые вставки или переходные кривые PF = m1 и EG = m2.
Если радиусы вспомогательных кривых и прямые вставки серпантина соответственно равны, т. е. r1 = r2 и m1 = m2, то она называется симметричной.
Серпантины разрешают устраивать на дорогах III-IV категорий.
Рис. 2. Разбивка симметричной серпантины
Расчет симметричной серпантины При расчете серпантина обычно задаются радиусом основной кривой R, радиусами вспомогательных кривых r, а также величинами прямых вставок.
Основные элементы (в, d, г, ц0), необходимые для разбивки серпантина на местности, вычисляют.
Угол поворота вспомогательной кривой в находится по формуле:
(12).
Расстояние от вершины вспомогательной кривой до центра основной кривой, равно:
Угол в центре серпантины, определяющий направление на начальную или конечную точки основной кривой, равен:
(14).
а центральный угол основной кривой.
(15).
Длина основной кривой.
(16).
Пример разбивки симметричного серпантина:
R = 70 м, r = 150 м, m1=m2=30 м.
tg = 0,3614 > в = 39°44'23?,.
Т = r * tg = 54,21 м,.
d = 109,49 м, г = 90° - в = 48°,.
ц = 111°16?36?,.
Квк= 109,9 м, К= 186,49 м.
В ПП устанавливаем теодолит, ориентируемся на вершину предыдущего угла поворота, откладываем величину d и получаем т. М. Из полученной точки откладываем величину Т и получаем т. А — начало серпантина. Из т. М ориентируем прибор на т. О и откладываем угол в. Вдоль полученного направления откладываем величину Т, получаем т. Р — конец вспомогательной кривой. Из т. О ориентируемся на т. М и откладываем угол г, вдоль полученного направления откладываем величину R — получаем т. F — начало основной кривой. Вторую часть серпантина разбивают аналогично.
Основная кривая разбивается и закрепляется на местности колышками через 3−5 м.