Jump to content

Уклон (уклон)

(Перенаправлено с Grade (дорога) )

д = бежать
Δh = повышение
l = длина уклона
α = угол наклона

Уклон , (США) или градиент (Великобритания) (также называемый ступенькой , уклоном , наклоном , основным водопадом наклоном или подъемом ) физического объекта, формы рельефа или построенной линии относится к тангенсу угла этой поверхности к горизонтали . Это частный случай наклона , где ноль указывает на горизонтальность . Большее число указывает на более высокую или более крутую степень «наклона». Часто уклон рассчитывается как отношение «подъема» к «пробегу» или как дробь («подъем к длине»), в которой пробег — это горизонтальное расстояние (а не расстояние вдоль склона), а подъем — это вертикальное расстояние.

Склоны существующих физических объектов, таких как каньоны и склоны холмов, ручьев и берега и русла рек , часто описываются как уклоны, но обычно слово «уклон» используется для обозначения искусственных поверхностей, таких как дороги, планировка ландшафта , скаты крыш , железные дороги , акведуки. , а также пешеходные или велосипедные маршруты. Уклон может относиться к продольному уклону или перпендикулярному поперечному уклону .

Номенклатура

[ редактировать ]
Иллюстрация оценок (процентов), углов в градусах и соотношениях.
Знак расстояния и уклона железной дороги в Гданьске, Польша. Уровень 50‰ соответствует 5%.
Трамвайный и градиентный знак в Гданьске, Польша . Уклон 50‰ эквивалентен 50   м/км или 5%.

Существует несколько способов выражения наклона:

  1. как угол наклона к горизонту. (Это угол α , противоположный стороне «подъема» треугольника с прямым углом между вертикальным подъемом и горизонтальным направлением.)
  2. в процентах , формула для которого: что эквивалентно тангенсу угла наклона, умноженному на 100. В Европе и США процентная «уклонность» является наиболее часто используемой цифрой для описания склонов.
  3. в промилле (обозначается символом ), формула для которого имеет вид который также можно выразить как тангенс угла наклона, умноженный на 1000. Это обычно используется в Европе для обозначения наклона железной дороги. Иногда вместо символа ‰ его пишут как мм/м или м/км. [1] [2]
  4. как отношение одной части подъема к такому-то количеству частей. Например, уклон, подъем которого составляет 5 футов на каждые 1000 футов пробега, будет иметь коэффициент уклона 1 к 200. (Обычно используется слово «внутри», а не математическое обозначение соотношения «1:200»). ) Обычно этот метод используется для описания классов железных дорог в Австралии и Великобритании. Он используется на дорогах Гонконга и использовался на дорогах Великобритании до 1970-х годов.
  5. как отношение многих частей к увеличению одной части, что является обратным предыдущему выражению (в зависимости от страны и отраслевых стандартов). Например, «уклоны выражаются в таких соотношениях, как 4:1. Это означает, что на каждые 4 единицы (футов или метров) горизонтального расстояния приходится 1 единица (фута или метра) вертикального изменения вверх или вниз». [3]

Любой из них может быть использован. Уклон обычно выражается в процентах, но его легко преобразовать в угол α , взяв обратный тангенс стандартного математического наклона, который равен подъему / пробегу или уклону / 100. Если посмотреть на красные цифры на диаграмме, обозначающие уклон, , можно увидеть необычность использования уклона для указания уклона; числа изменяются от 0 для плоского положения до 100% при угле 45 градусов и до бесконечности по мере приближения к вертикали.

Уклон все еще может быть выражен, если горизонтальный участок неизвестен: подъем можно разделить на гипотенузу (длину уклона). Это не обычный способ указания наклона; это нестандартное выражение соответствует функции синуса , а не функции тангенса, поэтому наклон в 45 градусов называется уклоном в 71 процент вместо 100 процентов. Но на практике обычный способ расчета уклона состоит в измерении расстояния вдоль склона и вертикального подъема и на основе этого расчета горизонтального пробега, чтобы рассчитать уклон (100% × подъем/пробег) или стандартный уклон (подъем/пролет). бегать). Когда угол наклона мал, использование длины уклона вместо горизонтального смещения (т. е. использование синуса угла, а не тангенса) дает лишь незначительную разницу и может затем использоваться в качестве приближения. Уклоны железных дорог часто выражаются в виде подъема по отношению к расстоянию вдоль пути в качестве практической меры. В тех случаях, когда разница между sin и tan значительна, используется тангенс. В любом случае для всех наклонов до 90 градусов справедливо следующее тождество: . Или, проще говоря, можно рассчитать горизонтальный пробег, используя теорему Пифагора, после чего легко вычислить уклон (стандартная математика) или уклон (процент).

В Европе уклоны дорог указываются в процентах. [4]

Уравнения

[ редактировать ]

Оценки связаны с помощью следующих уравнений с символами на рисунке вверху.

Тангенс как соотношение

[ редактировать ]

Наклон, выраженный в процентах, можно аналогичным образом определить по тангенсу угла:

Угол от касательного градиента

[ редактировать ]

Если тангенс выражен в процентах, угол можно определить как:

Если угол выражается как отношение (1 к n), то:

Пример наклонов сравнения обозначений

[ редактировать ]

Для обозначения градусов, процентов (%) и промилле (‰) большие числа соответствуют более крутым склонам. Для отношений большие числа n из 1 в n означают более пологие и легкие наклоны.

В примерах показаны круглые числа в одном или нескольких обозначениях, а также некоторые задокументированные и достаточно известные случаи.

Примеры наклонов в различных обозначениях
Степени Процент (%) Промилляж (‰) Соотношение Примечания
60° 173% 1732‰ 1 из 0,58
47.7° 110% 1100‰ 1 из 0,91 Stosbahn ( фуникулер )
45° 100% 1000‰ 1 в 1
30.1° 58% 580‰ 1 из 1,724 Железная дорога Линтон и Линмут-Клифф ( фуникулер )
30° 58% 577‰ 1 из 1,73
25.5° 47% 476‰ 1 из 2,1 Пилатусская железная дорога (самая крутая зубчатая железная дорога )
20.3° 37% 370‰ 1 из 2,70 Зубчатая железная дорога на горе Вашингтон (максимальная оценка)
20° 36% 363‰ 1 из 2,75
18.4° 33% 333‰ 1 из 3
16.9° 30% 300‰ 1 из 3,3 Очень крутая дорога
30% предупреждение (Франция)
30% warning (France)
14.0° 25% 250‰ 1 из 4 Очень крутая дорога. Зубчатая железная дорога на горе Вашингтон (средняя категория)
25% предупреждение (Уэльс)
25% warning (Wales)
11.3° 20% 200‰ 1 из 5 Крутая дорога
20% предупреждение (Северный Йоркшир)
20% warning (North Yorkshire)
8.13° 14.2% 142‰ 1 из 7
7.12° 12.5% 125‰ 1 из 8 Кабельный уклон на железной дороге Кромфорд и Хай-Пик
5.71° 10% 100‰ 1 из 10 Крутая дорога
10% предупреждение (Нидерланды)
10% warning (Netherlands)
4.0° 7% 70‰ 1 из 14,3
3.37° 5.9% 59‰ 1 из 17 Суоннингтонский уклон на Лестер-Суоннингтонской железной дороге
2.86° 5% 50‰ 1 из 20 Железная дорога Матеран-Хилл . Наклон от Гусеничного пути к Космического центра Кеннеди стартовым площадкам. [5] [6]
2.29° 4% 40‰ 1 из 25 Высокоскоростная железная дорога Кельн – Франкфурт
2.0° 3.5% 35‰ 1 из 28,57 LGV Sud-Est , LGV Est , LGV Méditerranée
1.97° 3.4% 34‰ 1 из 29 Бэгворта Склон на железной дороге Лестера и Суоннингтона
1.89° 3.3% 33‰ 1 из 30,3 Рампе-де-Капверн на железной дороге Тулуза-Байонна [ фр ]
1.52° 2.65% 26.5‰ 1 из 37,7 Лики Инклайн
1.43° 2.5% 25‰ 1 из 40 LGV Атлантик , LGV Норд . плоскость Наклонная .
1.146° 2% 20‰ 1 из 50 Железная дорога возле Йилове-у-Праги . Девонширский туннель
20‰ Чехия
20‰ Czech Republic
0.819° 1.43% 14.3‰ 1 из 70 Маршрут Уэверли
0.716° 1.25% 12.5‰ 1 из 80 Правящий сорт вторичной основной линии. Веллингтон Банк, Сомерсет
0.637° 1.11% 11.11‰ 1 из 90 Туннель Дав Хоулс
0.573° 1% 10‰ 1 из 100 Длинная затяжка на линии Сеттл и Карлайл.
0.458° 0.8% 8‰ 1 из 125 Рампе де Гильеваль
0.2865° 0.5% 5‰ 1 из 200 Железная дорога Париж-Бордо [ фр ] , за исключением рампы Гильерваля.
0.1719° 0.3% 3‰ 1 из 333
0.1146° 0.2% 2‰ 1 из 500
0.0868° 0.1515% 1.515‰ 1 из 660 Бильярдный стол Брюнеля от Дидкота до Суиндона
0.0434° 0.07575% 0.7575‰ 1 из 1320 Бильярдный стол Брюнеля от Паддингтона до Дидкота
0% 0‰ 1 в ∞ (бесконечность) Плоский

В автомобильной технике различные наземные конструкции ( автомобили , внедорожники , грузовики , поезда и т. д.) оцениваются по способности преодолевать препятствия . Поезда обычно стоят намного ниже, чем автомобили. Наивысший уклон, на который транспортное средство может подняться при сохранении определенной скорости, иногда называют «преодолеваемым подъемом» этого транспортного средства (или, реже, «способностью преодолевать уклон»). Боковые уклоны геометрии шоссе иногда называют заливками или вырезами , если для их создания использовались эти методы.

В Соединенных Штатах максимальный уклон для автомагистралей, финансируемых из федерального бюджета, указан в расчетной таблице с учетом рельефа местности и расчетных скоростей. [7] при этом до 6% обычно разрешено в горных районах и холмистых городских районах, за исключением уклонов до 7% на горных дорогах с ограничением скорости ниже 60 миль в час (95 км/ч).

Самые крутые дороги в мире согласно Книге рекордов Гиннеса — это Болдуин-стрит в Данидине, Новая Зеландия, Ффордд-Пен-Ллех в Харлеке, Уэльс. [8] и Кантон-авеню в Питтсбурге, штат Пенсильвания. [9] В Книге рекордов Гиннеса Болдуин-стрит снова названа самой крутой улицей в мире с уклоном 34,8% (1 из 2,87) после успешной апелляции. [10] против решения, которое на короткое время передало титул Ффордду Пен Ллеху .

Ряд улиц в других местах имеют более крутой уклон, чем те, которые указаны в Книге Гиннесса. Опираясь на национальный набор данных о высоте США, журнал 7x7 определил десять кварталов общественных улиц в Сан-Франциско, открытых для движения транспортных средств в городе, с уклонами более 30 процентов. Самый крутой - 41 процент - это квартал на Брэдфорд-стрит над Томпкинс-авеню в районе Бернал-Хайтс . [11] Муниципальная железная дорога Сан-Франциско обеспечивает автобусное сообщение между холмами города . Самый крутой уклон для автобусных перевозок составляет 23,1% на улице Бернал-Хайтс, 67 на Алабама-стрит между улицами Рипли и Эсмеральда. [12]

Аналогичным образом, Департамент проектирования и строительства Питтсбурга зафиксировал оценку Кантон-авеню в 37% (20 °). [13] С 1983 года улица является частью велогонки. [14]

Экологический дизайн

[ редактировать ]

Уклон, уклон и уклон являются важными компонентами ландшафтного дизайна , садового дизайна , ландшафтной архитектуры и архитектуры ; инженерных и эстетических факторов проектирования. Дренаж, устойчивость склона, передвижение людей и транспортных средств, соблюдение строительных норм и правил, а также интеграция проектирования — все это аспекты рассмотрения склонов при экологическом проектировании .

железные дороги

[ редактировать ]
Индикатор уклона возле Белвилля, Западный Кейп , Южная Африка , показывает уклоны 1:150 и 1:88.

Правящие градиенты ограничивают нагрузку, которую может перевозить локомотив , включая вес самого локомотива. При уклоне 1% (1 из 100) локомотив может тянуть половину (или меньше) груза, который он может тянуть на ровном пути. (Тяжело нагруженному поезду, катящемуся по тяжелому рельсу со скоростью 20 км/ч, при повышении на 1% может потребоваться в десять раз большее тяговое усилие, чем на той же скорости.)

Первые железные дороги в Соединенном Королевстве прокладывались с очень пологими уклонами, например 0,07575% (1 из 1320) и 0,1515% (1 из 660) на главной линии Грейт-Вестерн, получившей прозвище «Бильярдный стол Брюнеля», потому что первые локомотивы (и их тормоза) были слабыми. Крутые уклоны были сконцентрированы на коротких участках линий, где было удобно использовать вспомогательные двигатели или канатную транспортировку , например, на участке длиной 1,2 км (0,75 мили) от Юстона до Камден-Тауна .

Чрезвычайно крутые уклоны требуют использования тросов (например, Scenic Railway в Katoomba Scenic World , Австралия, с максимальным уклоном 122% (52 °), который считается самым крутым в мире фуникулером для перевозки пассажиров. [15] ) или какая-то зубчатая железная дорога (например, железная дорога Пилатус в Швейцарии с максимальным уклоном 48% (26 °), которая считается самой крутой зубчатой ​​железной дорогой в мире. [16] ), чтобы помочь поезду подняться или спуститься.

Градиенты могут быть выражены в виде угла, футов на милю, футов на цепь, 1 в n , x % или y на милю. Поскольку дизайнерам нравятся круглые фигуры, способ выражения может повлиять на выбранные градиенты. [ нужна ссылка ]

Участок железной дороги длиной 1371 метр с уклоном 20 (2%), Чехия.

К самым крутым железнодорожным линиям , на которых не используется эстакадная система, относятся:

Компенсация кривизны

[ редактировать ]

Уклоны на крутых поворотах фактически немного круче, чем тот же уклон на прямой трассе, поэтому, чтобы компенсировать это и сделать основной уклон одинаковым на всем протяжении, уклон на этих крутых поворотах следует немного уменьшить.

Непрерывные тормоза

[ редактировать ]

В эпоху до того, как поездам были предоставлены непрерывные тормоза , будь то пневматические или вакуумные тормоза , крутые уклоны чрезвычайно затрудняли безопасную остановку поездов. В те дни, например, инспектор настоял на железнодорожной станции Раджвик в Западном Суссексе реклассификации . Он не позволял ей открываться до тех пор, пока уклон платформы не уменьшится с 1:80 до 1:130.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Майкл В. Сэйерс; Томас Д. Гиллеспи; Уильям Д.О. Патерсон (январь 1986 г.). «Руководство по измерению плавности дороги и калибровке устройств» (PDF) (на французском языке). Всемирный Банк . п. 2. Индекс IRI представляет собой стандартизированный показатель плавности дороги, аналогичный измерениям, полученным с помощью устройств реагирующего типа. Рекомендуемые единицы: метры на километр (м/км) = миллиметры на метр (мм/м) = уклон x 1000.
  2. ^ ЗЕМБА, Баовендзуда Жоэль (июль 2015 г.). «ДЕТАЛЬНОЕ ПРЕДПРОЕКТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРОШИВАЕМОГО ПЕРИМЕТРА ПЛОЩАДЬЮ 100 ГА В БАГРЕ НА ПРАВОЙ ПОЛОСЕ НАКАНБЕ (БУРКИНА-ФАСО)» (на французском языке). п. 37. Архивировано из оригинала 19 ноября 2023 года. Продольный уклон (м/км или ‰): 0,4.
  3. ^ Стром, Стивен; Натан, Курт; Воланд, Джейк (2013). «Наклоны выражаются в соотношениях и градусах». Проектирование территории для ландшафтных архитекторов (6-е изд.). Издательство Уайли. п. 71. ИСБН  978-1118090862 .
  4. ^ «Дорожные знаки» . www.gov.uk. ​Правила дорожного движения – Руководство . Проверено 26 марта 2016 г.
  5. ^ «Гусеничный транспортер» . НАСА. 21 апреля 2003 г. Архивировано из оригинала 1 июня 2020 г. Проверено 18 июня 2020 г.
  6. ^ «Обратный отсчет! Ракеты-носители и объекты НАСА» (PDF) . НАСА. Октябрь 1991. стр. 16–17. PMS 018-B, раздел 3. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2005 года . Проверено 21 августа 2013 г.
  7. ^ Политика геометрического проектирования автомагистралей и улиц (PDF) (4-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация должностных лиц государственных дорог и транспорта. 2001. стр. 507 (расчетная скорость), 510 (приложение 8–1: Максимальные уклоны для сельских и городских автомагистралей). ISBN  1-56051-156-7 . Проверено 11 апреля 2014 г.
  8. ^ «Валлийский город претендует на звание самой крутой улицы в мире» . Книги рекордов Гиннесса . 16 июля 2019 г.
  9. ^ «Восхождение на Киви: подъем по самой крутой улице в мире» . CNN.com .
  10. ^ «Улица Болдуин в Новой Зеландии восстановлена ​​как самая крутая улица в мире» . Книги рекордов Гиннесса . 8 апреля 2020 г.
  11. ^ «Настоящий список 10 самых крутых улиц Сан-Франциско» . 7х7 .
  12. ^ Перейти обратно: а б "Общая информация" . Транспортное агентство Сан-Франциско. Архивировано из оригинала 3 декабря 2016 года . Проверено 20 сентября 2016 г.
  13. ^ «Кантон-авеню, Бичвью, Пенсильвания» . Почтовая газета .
  14. ^ «Самая крутая дорога на Земле пленных не берет» . Проводной . Аутопия. Декабрь 2010.
  15. ^ «Пятёрка лучших фуникулёров» . Сидней Морнинг Геральд .
  16. ^ «Чудесная железная дорога» . Регистр . Аделаида, Австралия. 2 марта 1920 г. с. 5 . Проверено 13 февраля 2013 г. - через Национальную библиотеку Австралии.
  17. ^ «Новая Пёстлингбергская железная дорога» (PDF) . Линц Линиен ГмбХ. 2009. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2011 года . Проверено 6 января 2011 г.
  18. ^ «Склоны Ясс создают проблемы для участников торгов» (на румынском языке). 5 марта 2019 г.
  19. ^ «Возвращение (современного) трамвая – Портленд лидирует» (пресс-релиз). Трамваи и городской транспорт. Ассоциация легкорельсового транспорта. Октябрь 2001 г. Архивировано из оригинала 27 сентября 2013 г. Проверено 15 декабря 2018 г.
  20. ^ Транспортное управление Массачусетского залива (6 марта 2017 г.). Графики зеленой линии MBTA . стр. 14–15.
  21. ^ «Технологический план RFI» (PDF) . Колледж итальянских инженеров железнодорожного транспорта. 15 октября 2018 года . Проверено 23 мая 2019 г.
  22. ^ «Мэдисонвью» . www.oldmadison.com . Проверено 7 апреля 2017 г.
  23. ^ «Матеранская легкая железная дорога (продолжение Горных железных дорог Индии)» . Центр всемирного наследия ЮНЕСКО.
  24. ^ Мартин, Бруно (сентябрь 2005 г.). «Карта и профиль главной линии Дурбан-Питермарицбург» (PDF) . Транспорт в Южной и Южной Африке . Проверено 7 апреля 2017 г.
  25. ^ Железнодорожная станция Вэлли-Хайтс
  26. ^ «Улучшение Юго-восточной скоростной автомагистрали: концептуальный план» (PDF) . www.bostonmpo.org . Проверено 24 февраля 2021 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 33cab03b74034b17a94a465412ba3ade__1717824720
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/33/de/33cab03b74034b17a94a465412ba3ade.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Grade (slope) - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)