فصل پنجم، بربلندی
فهرست مطالب
دور یا بربلندی (Super Elevation) در نرم افزار Civil 3D
بربلندی (Super Elevation) ، که با نام شیب عرضی یکسره جاده یا راه نیز شناخته می‌شود، یکی از مفاهیم اصلی و حیاتی در طراحی هندسی راه‌ها است. این تکنیک مهندسی، نقشی اساسی در افزایش ایمنی و راحتی رانندگی در قوس‌ها و انحناهای مسیر ایفا می‌کند. در این مقاله، به بررسی جامع بربلندی، انواع راه‌ها، مراحل اعمال آن، و نحوه پیاده‌سازی این مفهوم کلیدی با استفاده از نرم‌افزار قدرتمند Civil 3D خواهیم پرداخت. وبسایت تخصصی آبادراه (ABADRAH.COM) نیز منبع معتبری برای آموزش‌های تخصصی در این زمینه است.
این مجموعه از متون آموزشی، به تشریح جامع مبانی دور و بربلندی (Super-elevation) در طراحی هندسی راه‌ها می‌پردازد. در ابتدا، انواع راه‌ها بر اساس جداشده یا جدا نشده بودن و تاجدار یا مسطح بودن معرفی می‌شوند. سپس، فرآیند اعمال بربلندی در منحنی‌ها برای مقابله با نیروی گریز از مرکز خودرو توضیح داده شده و مراحل مختلف نرمال کراون (Normal Crown)، لول کراون (Level Crown) ، ریورس کراون (Reverse Crown) و فول سوپراِلِویشن (Full Super-elevation) با جزئیات بررسی می‌گردند. در ادامه، نحوه نقشه‌خوانی و جایگاه این اصطلاحات در پلان هندسی مسیرها، از جمله شانه (Shoulder) و میانه (Median) ، تشریح می‌شود تا ایمنی و عملکرد بهینه راه‌ها تضمین گردد.
بربلندی (Super Elevation) چیست و چرا اهمیت دارد؟
زمانی که یک خودرو وارد یک منحنی یا قوس در جاده می‌شود، تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز قرار می‌گیرد. این نیرو، تمایل دارد خودرو را به سمت بیرونی قوس پرتاب کند .هدف اصلی بربلندی (Super Elevation) ، مقابله با این نیروی گریز از مرکز و ممانعت از پرتاب شدن خودرو به بیرون جاده است. با اعمال یک شیب عرضی یکنواخت در طول انحناها (اعم از قوس‌های کلوتوئیدی اتصالی یا قوس‌های ساده)، وزن خودرو و اصطکاک لاستیک با سطح جاده به کمک راننده می‌آید تا خودرو با ایمنی در مسیر خود باقی بماند. این شیب، تضمین‌کننده این است که خودرو حتی در سرعت‌های طراحی نیز از پایداری کافی برخوردار باشد .
انواع راه‌ها از منظر طراحی بربلندی
راه‌ها را می‌توان از دو منظر اصلی دسته‌بندی کرد که بر نحوه اعمال بربلندی تأثیرگذارند :
1. جدا شده (Divided) یا جدا نشده (Undivided): این دسته‌بندی به وجود یا عدم وجود میانه (Median) در راه اشاره دارد
• راههای جدا نشده (Undivided): فاقد میانه هستند و لاین‌های رفت و برگشت از هم جدا نیستند .
• راههای جدا شده (Divided): دارای میانه هستند که خطوط عبور و مرور را از یکدیگر تفکیک می‌کند .
2. تاجدار (Crowned) یا مسطح (Planar): این دسته‌بندی به فرم مقطع عرضی طبیعی راه اشاره دارد:
• راههای تاجدار (Crowned): در مقطع عرضی خود دارای یک برآمدگی یا قله در مرکز هستند. که شیب به سمت دو طرف را ایجاد می‌کند. این فرم شیب برای زهکشی آب مناسب است.
• راههای مسطح (Planar): سطح آنها تخت و بدون تاج است، به این معنی که شیب عرضی یکسره دارند یا هر دو لاین هم‌تراز هستند.
با ترکیب این دو دسته‌بندی، چهار نوع راه اصلی به وجود می‌آید که هر کدام نیازمند رویکرد متفاوتی در اعمال بربلندی هستند.
• جدا نشده تاجدار (Undivided Crown): رایج‌ترین نوع راه که در حالت مستقیم دارای تاج معمولی است.
• جدا نشده مسطح (Undivided Planar): راههای بدون میانه که سطح آنها مسطح است.
• جداشده مسطح با میانه (Divided Planar with Median): راههای دارای میانه که سطح لاین‌های عبوری آنها مسطح است.
• جدا شده تاجدار با میانه (Divided Crown with Median): راههای دارای میانه که لاین‌های عبوری آنها تاجدار هستند.
مراحل کلیدی اعمال بربلندی
فرایند اعمال بربلندی در طول یک قوس، شامل چندین مرحله متوالی است که با اصطلاحات خاصی شناخته می‌شوند:
• NC نرمال کرون یا تاج معمولی راه (Normal Crown) ، حالتی است که مقطع عرضی راه در وضعیت طبیعی و پیش‌فرض خود (مثلاً با شیب ۲- درصد در هر جهت) قرار دارد. این نقطه، آغاز فرایند بربلندی است
• ENS پایان شانه طبیعی (End Normal Shoulder) ، نقطه‌ای است که شانه راه از شیب طبیعی خود خارج شده و شروع به هم‌جهت شدن با شیب لاین‌های عبوری می‌کند.
• ENC پایان تاج طبیعی راه (End Normal Crown) ، نقطه‌ای است که پس از آن، لاین بیرونی قوس شروع به چرخش به سمت افقی (لول شدن) می‌کند.
• LC لول کرون (Level Crown) ، مرحله‌ای است که شیب لاین بیرونی (خارجی) قوس به صفر درصد می‌رسد و سطح آن افقی می‌شود. این مرحله، پایان ران اوت و آغاز ران آف است .
• RC ریورس کرون (Reverse Crown) ، مرحله‌ای است که تاج راه کاملاً معکوس می‌شود و شیب لاین بیرونی از صفر به سمت شیب منفی (معکوس) تغییر می‌کند.
• FS فول سوپراولوشن (Full Super Elevation) مرحله‌ای است که شیب عرضی یکنواخت و حداکثر بربلندی (مثلاً ۱۰ درصد) در سراسر مقطع عرضی اعمال می‌شود. این شیب یکطرفه، مانع پرتاب شدن خودرو به بیرون از قوس می‌شود.
درک این مراحل برای محاسبه و اعمال دقیق بربلندی ضروری است. دو مفهوم مهم دیگر در این زمینه عبارتند از:
• Runout طول حذف شیب مخالف، فاصله‌ای از NC تا LC که در آن شیب مخالف لاین بیرونی قوس به صفر می‌رسد.
• Runoff طول شیب بربلندی، فاصله‌ای از LC تا FS که در آن شیب لاین بیرونی از صفر به حداکثر بربلندی می‌رسد.
مجموع ران اوت و ران آف، طول تأمین بربلندی (Length of Super Elevation Transition) را تشکیل می‌دهد که بر اساس آیین‌نامه‌ها (مانند آیین‌نامه ۴۱۵) برای ایمنی و راحتی رانندگان بسیار مهم است. بر اساس آیین‌نامه‌ها، توصیه می‌شود حدود ۶۶.۶۷ درصد (دو سوم) از طول تأمین بربلندی در قسمت مستقیم (تانژانت) و یک سوم آن در طول قوس یا قوس‌های اتصال قرار گیرد .
اعمال بربلندی با نرم‌افزار Civil 3D
نرم‌افزار Civil 3D ابزاری قدرتمند برای طراحی و آنالیز بربلندی است. مراحل کلی اعمال بربلندی به شرح زیر است:
1. انتخاب مسیر (Alignment)، ابتدا مسیر مورد نظر در نقشه هندسی را انتخاب می‌کنید
2. اجرای (Super Elevation Wizard)، برای اولین بار که بربلندی را اعمال می‌کنید، باید روی “Calculate Edit Super Elevation” کلیک کنید و سپس “Calculate Super Elevation Now” را انتخاب کنید. این wizard شما را در مراحل مختلف راهنمایی می‌کند.
3. تعیین نوع راه و نقطه چرخش (Pivot Point) نوع راه مثلاً ( Undivided Crowned ) و نحوه چرخش مانند Center Base Line را مشخص می‌کنید.
4. تنظیمات لاین‌ها (Lanes)
• تقارن (Symmetric/Asymmetric) مشخص می‌کنید که آیا مسیر متقارن است یا خیر. در صورت عدم تقارن، می‌توانید تعداد لاین‌ها و عرض آنها را برای هر سمت به طور جداگانه وارد کنید .
• عرض و شیب اولیه لاین‌ها: عرض هر لاین (مانند ۳.۶۵ متر) و شیب اولیه (مثلاً ۲- درصد) را وارد می‌کنید.
5. کنترل شانه‌ها (Shoulder Control)
• عرض شانه و شیب اولیه: عرض (مثلاً ۱.۸۵ متر) و شیب اولیه شانه (مثلاً ۳- یا ۴.۵- درصد) را تعیین می‌کنید.
• رفتار شیب شانه (Shoulder Slope Treatment) این بخش بسیار مهم است و گزینه‌هایی برای نحوه رفتار شانه در حین اعمال بربلندی ارائه می‌دهد.
1. Default Slope شیب پیش‌فرض، شانه شیب اولیه خود را حفظ می‌کند و با لاین عبوری هم‌جهت نمی‌شود.
2. Match Lane Slope هم‌جهت با شیب لاین، شیب شانه دقیقاً با شیب لاین عبوری هم‌جهت می‌شود و تغییرات آن را دنبال می‌کند.
3. Breakover Removal حذف شکست شیب، در این حالت، اگر شیب لاین عبوری از شیب شانه تجاوز کند، شانه نیز شیب خود را با لاین عبوری هم‌سان می‌کند. این فرایند ممکن است حتی قبل از رسیدن به نقاط اصلی بربلندی آغاز شود.
• حداکثر دوران شانه Maximum Shoulder Roll Over می‌توانید حداکثر میزان دوران شانه را مشخص کنید تا در صورت تجاوز از آن،نرم‌افزار هشدار دهد.
6. استانداردهای طراحی (Attainment) می‌توانید استاندارد طراحی و حداکثر بربلندی مجاز را تعیین کنید.
7. جداول نرخ بربلندی و طول انتقال (Super Elevation Rate/Transition Table) جداول مربوط به نرخ بربلندی و طول انتقال بر اساس تعداد لاین‌ها و استانداردها (مثلاً آیین‌نامه ۴۱۵) را انتخاب می‌کنید.
8. تنظیمات پیشرفته:
• Transition Formula for Super Elevation Runoff تعیین می‌کند که چند درصد از Runoff در قسمت مستقیم (Tangential) و چند درصد در قسمت قوس‌های اتصال (Spiral-Curve) قرار گیرد. برای راههای دارای قوس اتصال، قرارگیری ۱۰۰ درصد Runoff در اسپیرال توصیه می‌شود.
• Apply Curve Smoothing برای نرمی در نمای بربلندی استفاده می‌شود (مثلاً ۵ متر)
• Automatically Resolve Overlaps در صورت فعال بودن، نرم‌افزار همپوشانی‌های ناشی از کمبود طول بین دو قوس را به طور خودکار حل می‌کند.
9. پایان (Finish) با کلیک بر روی Finish ، بربلندی اعمال شده و Tabular Editor باز می‌شود.
تحلیل و ویرایش بربلندی با Tabular Editor
Tabular Editor
یک جدول ویرایشگر جامع است که تمامی اطلاعات مربوط به بربلندی اعمال شده را نمایش می‌دهد. در این جدول می‌توانید کیلومتراژ شروع و پایان هر مرحله از بربلندی (NC, LC, RC, FS) و همچنین شیب‌های لاین‌های داخلی و خارجی را مشاهده و در صورت نیاز ویرایش کنید. این ابزار به شما امکان می‌دهد تا جزئیات دقیقی از تغییرات شیب در طول مسیر را بررسی و اصلاح کنید. همچنین، اطلاعاتی در مورد شانه‌ها و اورلب‌های احتمالی نیز در این جدول قابل مشاهده است.
مشاهده تغییرات در مقاطع عرضی با Section Editor
پس از اعمال بربلندی، می‌توانید با استفاده از Section Editor، تغییرات شیب را به صورت بصری در مقاطع عرضی (Cross-sections) راه مشاهده کنید. این ابزار به مهندسان اجازه می‌دهد تا تطابق طراحی با واقعیت را بررسی کرده و اطمینان حاصل کنند که شیب‌ها و فرم راه در هر کیلومتراژ به درستی اعمال شده است. مشاهده مراحل NC, LC, RC, و FS در مقاطع عرضی، درک عمیق‌تری از دینامیک بربلندی فراهم می‌آورد.
مدیریت و حذف اطلاعات بربلندی
در هر زمان، می‌توانید اطلاعات بربلندی اعمال شده به یک مسیر را از طریق Tabular Editor پاک کنید. کافیست مسیر را انتخاب کرده، به View Tabular Editor رفته و گزینه “Clear All Super Elevation Data” را انتخاب نمایید. این قابلیت، به طراحان امکان می‌دهد تا با آزادی کامل، گزینه‌های مختلف بربلندی را آزمایش و بهترین حالت را انتخاب کنند.
نقشه‌خوانی در بربلندی
برای نقشه‌خوانی صحیح در مبحث بربلندی، آشنایی با برچسب‌ها و اختصارات روی پلان هندسی ضروری است
• B.P. (Begin Point) نقطه شروع مسیر
• E.N.S (End Normal Shoulder) پایان شانه طبیعی
• E.N.C (End Normal Crown) پایان تاج طبیعی راه
• L.C (Level Crown) نقطه لول کرون
• S.M (Shoulder Match / Low Shoulder Match) نقطه‌ای که شیب شانه با شیب خط عبوری هم‌سان می‌شود، به خصوص زمانی که شیب سواره‌رو در لبه پایین‌تر از شیب شانه بیشتر شود.
• B.F.S (Begin Full Super Elevation) شروع فول سوپراولوشن
• E.F.S (End Full Super Elevation) پایان فول سوپراولوشن
• B.N.C (Begin Normal Crown) شروع تاج معمولی راه (در بازگشت به حالت اولیه)
• B.N.S (Begin Normal Shoulder) شروع شانه طبیعی (در بازگشت به حالت اولیه)
این برچسب‌ها، موقعیت مکانی تغییرات شیب عرضی را در طول مسیر به دقت نشان می‌دهند و برای مهندسان نقشه‌برداری و طراحان بسیار حیاتی هستند.
نتیجه‌گیری
طراحی بربلندی صحیح و دقیق در راه‌ها، نه تنها الزامی آیین‌نامه‌ای است، بلکه نقشی حیاتی در ایمنی، راحتی و کارایی مسیرهای ارتباطی ایفا می‌کند. با بهره‌گیری از قابلیت‌های پیشرفته نرم افزار Civil 3D، مهندسان می‌توانند این فرایند پیچیده را با دقت و سرعت بیشتری انجام دهند. آشنایی با انواع راه‌ها، مراحل بربلندی، و نحوه کنترل رفتار شانه‌ها، به طراحی بهینه و ایمن راه‌ها کمک شایانی می‌کند
برای کسب اطلاعات بیشتر و آموزش‌های تخصصی در زمینه Civil 3D و مباحث طراحی راه، می‌توانید به وبسایت آبادراه (ABADRAH.COM) مراجعه کرده و از منابع آموزشی و انجمن تخصصی آن بهره‌مند شوید.
دور و بربلندی (Super Elevation) ، که به آن بربلندی یا شیب عرضی یکسره نیز گفته می‌شود، یک شیب عرضی یکپارچه است که در طول منحنی‌ها و قوس‌های یک راه اعمال می‌شود. هدف اصلی از اعمال بربلندی، مقابله با نیروی گریز از مرکز است که خودرو را در هنگام عبور از پیچ به سمت بیرون قوس پرتاب می‌کند. با اعمال این شیب عرضی، وزن خودرو و اصطکاک لاستیک با سطح جاده به کمک نیروی گریز از مرکز آمده و از پرتاب شدن خودرو به بیرون جاده جلوگیری می‌کنند، در نتیجه ایمنی و راحتی عبور و مرور در پیچ‌ها افزایش می‌یابد.
راه‌ها از نظر جداشدگی به دو نوع جدا نشده (Undivided) و جدا شده (Divided) تقسیم می‌شوند. راههای جدا نشده، مسیر رفت و برگشت متصل به هم دارند، در حالی که راههای جدا شده دارای میانه (Median) برای جداسازی ترافیک هستند. از نظر فرم مقطع عرضی نیز راه‌ها به دو دسته تاجدار (Crowned) و مسطح (Planar) تقسیم می‌شوند. راههای تاجدار دارای یک برآمدگی در مرکز هستند که شیب به دو طرف آن داده می‌شود، در حالی که راههای مسطح، سطحی تخت و هموار در عرض خود دارند (اگرچه ممکن است نسبت به افق شیب داشته باشند). با ترکیب این دو دسته‌بندی، چهار نوع راه اصلی به وجود می‌آید:
1. راههای جدا نشده تاجدار (Undivided Crown)
2. راههای جدا نشده مسطح (Undivided Planar)
3. راههای جدا شده با میانه مسطح (Divided Planar Median)
4. راههای جدا شده با میانه تاجدار (Divided Crown Median)
عناوین دروس رایگان فصل پنج دور و بربلندی
S5 E01 مبانی بربلندی
S5 E02 ادامه مبانی بربلندی
S5 E03 نقشه خوانی در بربلندی
S5 E04 آنالیز و اعمال بربلندی به مسیر
S5 E05 بربلندی در راههای جدا نشده تاج دار
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
فصل ششم، کریدور
فصل پنجم، بربلندی
فصل چهارم، پروفیل طولی و خط پروژه
فصل سوم، الاینمنت یا مسیر
فصل دوم، سطوح توپوگرافی
دیدگاهتان را بنویسید