انواع قوس ها 

قوس ها به دو دسته کلی قائم و افقی تقسیم می شوند

قوس های قائم:

قوس های قائم نیز خود دارای دو نوع کاسه ای و گنبدی می باشند.

قوس های قائم عبارتند از قوس هایی که تقاطع دو شیب قائم در مسیر راهسازی را به طور یکنواخت وصاف ،بدون تغییر حرکت عمودی به هم وصل می کند. در حقیقت در مورد راهسازی و راه آهن این قوس ها سبب ایمنی و راحتی و همچنین ایجاد ظاهری اساسی مانند قوس های افقی می شوند.فقط در مراحلی که جمع جبری شیب های طرفین کمتر از نیم درصد باشد وجود قوس عمود ضروری نیست.

تمام طول هایی که در امتداد قوس است به صورت افقی وتمام اختلاف طول های مماس تا قوس را عمودی اندازه گیری می نمایند.بنابراین طول یک قوس قائم عبارت از طول تصویر افقی ان قوس می باشد. خطای تولید شده از این طریقه در عمل بسیار ناچیز است.چون که قوس کاملا صاف است به جز در بعضی حالات مخصوص.مانند رمپ ورودی.

نمونه رمپ ورودی

قوس های افقی (پیچ):

معیار های کلی طراحی :

تامین ایمنی و جریان مداوم ترافیک برای سرعت طرح معین،دو اصل اساسی راه است. بنابراین در طرح هندسی ضرورت دارد که کلیه عوامل محدود کننده این دو اصل به گونه ای حذف شود یا در صورت امکان، اثر آنها کاهش داده شود.

شعاع پیچ ازیک طرف به سرعت طرح وازطرف دیگر به پستی و بلندی محل وابسته است.

سرعت طرح، فاصله دید را تعیین می کند و از طرف دیگر،فاصله دید همراه با پستی و بلندی محل مورد توجه قرار می گیرد زیرا اغلب، فاصله دید، شعاع پیچ بزرگتری را نسبت به سرعت طرح طلب می کند. همه عامل های ذکر شده مد نظر قرار می گیرد تا مشخصات هندسی پلان و نیمرخ طولی و نیمرخ عرضی راه، ایمن،اقتصادی، هماهنگ با طبیعت منطقه و گنجایش راه و متناسب با درجه بندی راه و متناسب با درجه بندی راه باشد.

مشخصات هندسی راه، تعیین کننده فاصله دید توقف و گنجایش خواهد بود.

شعاع قوس:

در طرح پیچ راه،رابطه بین سرعت طرح،حداقل شعاع پیچ،حداکثر بربلندی و حداکثرضریب اصطکاک جانبی بین لاستیک چرخ و سطح راه ،به صورت زیر است:

((Rmin=(V^2)/(127(e+f

در این رابطه، Rmin حداقل شعاع پیچ (متر)،V سرعت طرح (کیلومتر در ساعت)،e  حداکثر بربلندی (متر بر متر) وf  حداکثر ضریب اصطکاک جانبی است.

بهتر است در صورت امکان ازبه کارگیری شعاع پیچ حداقل،خودداری شود، مگر اینکه محدودیت های شدیدی در انتخاب شعاع بزرگتر وجود داشته باشد.انتخاب شعاع های کوچکتر ،ازدیاد طول راه و ضرورت تعریض بیشتر راه در پیچ است.

 طول پیچ و زاویه مرکزی:

حداقل طول پیچ برای زاویه مرکزی(زاویه انحراف)کوچکتر از ۱۰درجه ،۲۴۰ متر است.اگر زاویه مرکزی کوچکتر از ۳۰ دقیقه باشد ، نیازی به منظور کردن پیچ نیست.

برای شعاع پیچ بزرگتر از ۶۰۰۰  متر ، به جای قوس دایره ای از منحنی سهمی نیز می توان استفاده کرد.

به هر حال در راه دو خطه بهتر است طول پیچ از ۱۰۰۰ متر کمتر و از ۱۵۰ متر بیشتر باشد.

انواع قوس های افقی:

 قوسهای افقی به سه دسته دایره ای، سهمی،کلوتوئید تقسیم بندی می شوند که درادامه به هر کدام و انواع مختلف از هر یک اشاره خواهد شد.

قوسهای دایره ای:

بطور کلی خط پروژه یک راه از یک سری خطوط مستقیم و قوس تشکیل شده است.

در اصطلاح فنی خطوط مستقیم را به نام تانژانت و قوس متصل کننده دو تانژانت را بانام شعاع آن و یا به وسیله درجه قوس مشخص می کنیم. درجه قوس عبارت است از زاویه مرکزی روبروی قوسی برابر با ۱۰ متر، بطور کلی قوسهای دایره ای به سه گروه تقسیم بندی میشوند که عبارتند از:

۱) قوس های ساده       ۲) قوس های مرکب         ۳) قوس های معکوس

قوس های مرکب:

دوقوس دایره ای متوالی تشکیل یک قوس مرکب را می دهند،در صورتی که آنها درنقطه تماس طوری به یکدیگر متصل شوندکه هر دو در یک طرف تماس مشترک واقع شوند.شعاع های هر دو دایره متفاوت ولی هم جهت در نقطه تقاطع میباشند.

 نقطه تماس را به نام PCC یعنی نقطه قوس های مرکب می نامند.

 موقعی که این قبیل قوس ها دارای مرکز واقع در دو طرف مماس مشترک باشداین ترکیب را به نام قوس معکوس می نامند.

 با ترکیب قوس های مختلف دایره ای به شعاع های گوناگون می توان پیچ مرکب مناسبی برای وضعیت های مختلف طراحی کرد و مسیر را با موقعیت های مشکل فیزیکی تطبیق داد. با این حال اگر با صرف هزینه نسبتا کم ، بتوان از پیچ ساده استفاده کرد بهتر است از بکارگیری پیچ مرکب خودداری شود.

در پیچ مرکب ، هنگامی که شعاع قوس بزرگتر ، ۴۵۰ متر یا کمتر باشد،شعاع قوس کوچکتر باید حداقل دو سوم شعاع قوس بزرگتر در نظر گرفته شود. طول کل قوس در پیچ مرکب نباید کمتر از ۱۵۰ متر باشد.

 کاربرد قوس های مرکب در راهسازی دارای امتیازات زیادی می باشد بخصوص در نقاط کوهستانی که قوس های مرکب دو – سه و یا چهار مرکزی با شعاع های مختلف مورد نیاز است.این نوع سیستم قوس های مرکب را به نام دو مرکزی یا سه مرکزی و چهار مرکزی و غیره می نامند.

نکته:

موقعی که دو قوس دارای شعاع کوچک باشند و در امتداد راه قرار گرفته باشند برای دید کامل حد فاصل بین دو قوس را با یک مماس کوچک به هم وصل می کند و این سیستم را به عنوان اتصال دو قوس با خط مستقیم می گویند.

معمولا امکان تغییر این سیستم با قوس مرکب سه مرکزی وجود دارد ویاحتی دربعضی مواقع برای ایجاد وضع ظاهری بهتر و بهبود بخشیدن به وضع رانندگی میتوان به جای سیستم مزبور از یک قوس دایره ای با شعاع بزرگتر استفاده کرد.

قوس های معکوس:

دو قوس دایره ای که در دو طرف مخالف نسبت به مماس مشترک واقع شده اند قوس معکوس می نامند. نقطه تماس دو قوس را به نام نقطه مشترک قوس های معکوس می گویند و به PRC نمایش می دهند.

در پیچ معکوس به دلیل تغییر جهت پیچ ، به منظور تامین بربلندی قطعه مستقیمی بین دو پیچ تعبیه می شود تا تعدیلی بین خارج شدن از یک بربلندی دیگر صورت گیرد.

قوس های معکوس چندان مناسب نیستند وحتی المقدور از استفاده آنها درشاهراه های سرعت زیاد باید اجتناب کرد. به هر صورت غالبا این قوس ها در مناطق کوهستانی و حتی بعضی مواقع در شهر ها هم استفاده می شوند. علت نامناسب بودن قوس های معکوس این است که ارتفاع دادن به لبه خارجی در نقطه PRC مقدور نیست و برای رفع این اشکال بعضی مواقع قطعه خط مستقیم بین دو قوس قرار می دهند تا تعدیلی بین خارج شدن از یک دور و داخل شدن به دور دیگر گردد.

قوس معکوس بین دو مماس موازی:

این نوع قوس معکوس بین دو مماس موازی واقع می شود.از این نوع قوس معکوس معمولا جهت تغییر خط بین دو ریل موازی در راه آهن استفاده می شود.

طراحی گردنه ها با پیچ های معکوس(سرپانتین):

در مناطق کوهستانی به علت محدودیت های اقتصادی و اجرایی ، مسیر به صورت مارپیچ و گردنه طراحی می گردد.امکان استفاده از قوسهای باشعاع بزرگ به علت افزایش هزینه عملیات خاکی و کوه بری امکانپذیر نیست و نتیجتا گردنه ها از پیچ های تند معکوس تشکیل می گردد.

قوس های سهمی:

این نوع قوس ها معمولا برای اتصال شاهراه در سطح قائم و در بعضی موارد به خصوص در سطح افقی به کار میرود و همچنین این قوس ها در قسمت تاج روسازی (خط وسط روسازی )یا پروفیل عرضی راه مصرف بسیار زیاد دارد. معمولا قوس های سهمی موقعی که در سطوح افقی به کار روند مزیت های کمتری نسبت به قوس های دایره و کلوتوئید دارند. زیرا این نوع قوس ها را نمی توان به راحتی به وسیله زاویه انحراف نسبت به خط مماس یا به وسیله شعاع های نقاط مختلف در امتداد قوس پیاده کرد. در بعضی از قوس های کوچک افقی بدون استفاده از اتصال کلوتوئیدی می توان این قوس ها را به جای قوس های دایره ای مصرف نمود.

عواملی که در طول قوس موثرند:

در انتخاب طول قوس در قوس های محدب و مقعر یکی از عوامل مهم در شاهراه ها عبارت از اختلاف جبری نسبت ها می باشد.عوامل دیگر از قبیل دید کافی-راحتی هنگام عبور و شکل ظاهری و همچنین نسبت تغییرات شیب در انتخاب طول قوس موثرند.

قوس های کلوتوئیدی:

قوس کلوتوئید در راهسازی و راه آهن عبارت است از قوس هایی که بین مسیر مستقیم و مسیر منحنی دایره ای برای سرعت های زیاد از نقطه نظر راحتی عمل رانندگی و همچنین تغییر تدریجی از شیب معمولی جاده به دور کامل به کار می رود . مصرف کلوتوئید در راه ، تولید یک ضریب ایمنی می کند.

موقعی که یک وسیله نقلیه بر روی یک مسیر مستقیم حرکت می کند و وارد یک قوس دایره ای می شود هم زمان وسیله نقلیه باید برای یک زاویه جدید که بستگی به شعاع قوس دارد ،میزان گردد. این حرکت به طور یکدفعه کار مشکلی است در صورتی که اگر به تدریج انجام گیرد تولید سهولت در حرکت می کند. این عمل باعث شده که ازکلوتوئید جهت اتصال استفاده گردد.

استفاده از قوس اتصال تدریجی برای راه ها به ندرت ضرورت پیدا می کند ولی قوس اتصال تدریجی دارای مزایایی به شرح زیر است:

 الف)اتصال پیچ دایره ای شکل به مسیر های مستقیم می تواند با تغییر تدریجی شعاع انحنا انجام گیرد.

 ب)اعمال بربلندی از مقدار حداقل تا مقدار حداکثر آن می تواند در طول قوس اتصال تدریجی انجام گیرد.

 ج)اعمال اضافه عرض روسازی در پیچ ، می تواند در طول قوس اتصال تدریجی انجام گیرد.

 د)به کار بردن قوس اتصال تدریجی سبب می شود که از وجود شکستگی در نقطه شروع و پایان پیچ دایره ای شکل اجتناب شود و در نتیجه ، راه، ظاهری خوش منظرداشته باشد.

انواع کلوتوئید :

۱- اتصال کلوتوئیدی با سیستم کلوتوئید- دایره – کلوتوئید

۲- کلوتوئید مرکب با سیستم کلوتوئید دوبل

۳- کلوتوئید معکوس با سیستم دایره – کلوتوئید – کلوتوئید – دایره

۴- کلوتوئید C شکل با سیستم دایره – کلوتوئید – دایره

۵- کلوتوئید بیضوی با سیستم چند کلوتوئید هم جهت

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: