Конструирование поверхности желоба

Поверхность желоба рассчитывается по двум проекциям оси (план и профиль) в сочетании с динамическим расчетом параметров, получен­ных при движении системы (рис. 12.6.4 и 12.6.5).

Продольный профиль желоба является проектной линией и одновременно служит направляющей для формообразования поверхности желоба на ос­новании динамического расчета. Ось желоба в плане и продольном профиле состоит из отдельных прямолинейных участков, пересекающихся под раз­личными углами и сопрягаемых криволинейными элементами.

Для определения функциональной возможности трассы необходимо на основании динамики системы рассчитать характерные поперечные сечения виражей. Расчет выполняется последовательно после определения входной скорости в вираж.

Желоб трассы - сложная поверхность из чередующихся прямолинейных отсеков, наклонных призматических и криволинейных поверхностей типа каналовых. Желоб трассы выстраивают кинематическим способом, переме­щая вдоль направляющей (оси) плоскую образующую (шпангоут) пере­менной формы, лежащую в вертикальной плоскости. Плоскость шпангоута при своем движении остается ортогональной горизонтальной проекцией от оси трассы. Закон изменения формы и размеров образующей находится в зависимости от изменения кривизны по длине в плане и скорости на дан­ном участке трассы.

Проектирование трассы включает 3 этапа:

— первый — построение на геодезической подоснове ломаной линии,
определяющей направление трассы. Вершины ломаной закрепляются в пря­
молинейной системе координат геодезической подосновы;

— второй — расчет в вершине ломаной линии радиуса окружности и

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 415

длины переходных кривых, которые находятся в зависимости от скоростных показателей;

- третий - план оси принимается за направляющую цилиндрической по­верхности. Линия ее пересечения с поверхностью земли является основной для проектирования второй проекции оси трассы - профильной развертки плано­вой линии. Одновременно с прокладкой осевой линии ведется расчет скорости. Вдоль трассы размещаются холодильная станция, электроосветительные приборы, линии часофикации, связи, водопровод, объемные постройки для обслуживания тренировок и соревнований, трибуны для зрителей и другие сооружения.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Вспомогательные сооружения для бобслея и санного спорта нормами не регламентируются. Пропускная способность крупных сооружений для сорев­нований должна соответствовать количеству участников соревнований: сан­ные гонки (мужчины) одиночные - 80 чел., парные - 40 чел., женщины -30 чел., бобслей-двойка — 30 чел., четверка — 20 чел.

На всех используемых для соревнований сооружениях целесообразно иметь стартовые домики с судейской и комнатой отдыха спортсменов, санитарны­ми узлами. Судьям необходим беспрепятственный обзор всей стартовой зоны, а спортсмены должны хорошо видеть предстартовое поле.

416 физкультурно-спортивные сооружения

В здании на финише располагаются судейская, дикторская, комната оценки результатов, жюри, прессы, комната руководства гонок и медицинский ка­бинет. Из всех комнат необходим хороший обзор последнего участка трассы. Судейская комната должна располагаться на высоте линии финиша (рис. 12.6.6).

Для гарантии безопасности необходима просматриваемость всей трассы. Наряду со стартовыми сооружениями требуются дополнительные места для наблюдения - кабины на открытых местах, рассчитанные на одного чело­века. При сооружениях на старте и финише необходимо помещение для взве­шивания боба (на старте) и гоночных саней (на финише).

Для технического обеспечения трасс бобслея и санного спорта служат трансформаторная станция, агрегатная запасного питания, насосная стан­ция. Для дорожек с искусственным охлаждением требуется здание для холо­дильной станции, как правило, ниже низшей точки трассы.

Хронометрические информационные устройства необходимы для про­ведения соревнований. Электронное хронометрирование ведется с помощью встроенных в дорожку световых затворов на старте, финише и вдоль дорож­ки — для определения промежуточных показателей.

Для безопасного хода соревнований на старте устанавливаются красно-зеленые светофоры. Спортивное сооружение должно быть звукофицирова­но, иметь двустороннюю связь для оперативной информации и светоин­формационное табло.

ВЕЛОТРЕК

Велотрек - специальное искусственное сооружение, овально-симмет­ричная дорожка с расчетной длиной, кратной 1000м. Первые в мире вело­треки появились в 1869 году во Франции.

В России первый велотрек был сооружен в 1892 г. в Москве, в манеже. Из-за ограниченной ширины манежа был неудачно спроектирован вираж с радиусом окружности 15м. Второй велотрек был построен в Туле в 1894 г. В начале тридцатых годов были построены велотреки в Санкт-Петербурге с длиной дорожки 500м, в Москве, в районе Трехгорной мануфактуры, и на стадионе "Динамо".

Виды конструкций гоночной дорожки трека зависят от возможности со­здания крыши или козырька. Покрытие дорожки может быть деревянным, асфальтобетонным или железобетонным (рис. 12.7.1). Деревянное покрытие рекомендуется для крытых велотреков.

Открытые велотреки следует ориентировать виражами на север-юг и уде­лять внимание направлениям ветров. При силе ветра 6 м/с и более строи­тельство открытого трека нецелесообразно.

Треки для гонки на велосипедах не могут быть отнесены к спортсоору-

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 417

жениям массового спорта, тем не менее их рекомендуется размещать в со­ставе общегородского спортивного центра, с тем чтобы максимально ис­пользовать среднюю часть трека для других видов спорта.

Длина велотрека измеряется по расчетной линии, проходящей парал­лельно внутренней бровке гоночного полотна (рис. 12.7.2). Расчетная линия

418 физкультурно-спортивные сооружения

проектируется на расстоянии 20см от внутренней бровки. Расчетные длины треков кратны 1000м и бывают 333,33м; 250м; 166,67м; 153,846м; 142,857м; 133,334м (рис. 12.7.3).

Треки можно подразделить на спринтерские, темповые и треки для го­нок за лидером на мотоцикле. Ширина треков на всем протяжении постоян­ная, не менее 5м. В семидесятых годах было рекомендовано, чтобы при но­вом строительстве в пределах виражей полотно дорожки конструировалось "веером". Таким образом, безопасность спортсменов, независимо от вида гонок, должна быть одинакова по всему периметру трека. Уклон полотна трека на вираже должен обеспечивать как высокую скорость езды, так и медленное прохождение дорожки.

В состав крытого велотрека входят гоночное полотно ("тело" трека), трибуны для зрителей, командные раздевальные для мужчин, женщин, тре­неров, командные мастерские по ремонту и хранению велосипедов, трена­жерные залы, душевые, санузлы, помещения инженерно-технического на­значения (венткамеры, электрощитовая, помещение пожарной сигнализа­ции, КИП, ТП).

СПОРТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Велотрек в плане (рис. 12.7.4) состоит из двух параллельных прямых, по торцам объединенных виражами. До 1920 г. сопряжение прямых выполнялось

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 419

в основном дугами окружностей. С ростом скоростей появились коробовые кривые, в 30-х годах — эллиптические. В 1950-1970 гг. стали использовать до­рожные кривые, т.е. спираль Корню.

В 70-80-х годах были приняты длинные прямые - 19 - 24 м и сравнитель­но короткие - 12 - 15 м - переходные участки, что определяло вытянутую форму трека. Но гонки за лидером с высокими скоростями требуют боль­ших радиусов для уменьшения центробежной силы (перегрузки), и треки конструируются с короткими прямыми участками, формируя сжатый трек

Эти противоречия современные авторы стали разрешать, увеличи­вая угол наклона образующей на вираже, и встал вопрос об обеспече­нии сцепления колес велосипеда, учитывая наклон гонщиков от верти­кали вправо и влево на 30° (рис. 12.7.5). Расчетный диапазон скоростей на треках — от 76 до ПО км/ч.

К внутренней бровке полотна примыкает зона "тихой" езды шириной в

1/10 ширины полотна на прямом участке, но не менее 0,6 м. Поперечный уклон зоны "тихой" езды соответствует на всем протяжении трека мини­мальному уклону прямого участка (рис. 12.7.6).

Внешняя грань полотна высокой части трека заканчивается барьером безопасности; его высота на прямом участке — 0,8 м, а на вираже плавно достигает 1,2 м. В нижней части это глухая стенка высотой 0,5 — 0,6 м с гладкой доской по ходу движения. Доступ к внутреннему пространству вело­трека устраивается, минуя полотно трека. Вход и выход в тоннель к внут­ренней спортивной арене - раздельные. Выход из тоннеля на внутреннюю арену — в высокой части виража.

На крытых треках с местами для зрителей проход для них и вход спорт­сменов целесообразно размещать на противоположных сторонах.

На открытых треках места для зрителей — только по внешним сторонам прямого участка трека.

Зона "тихой" езды служит также для защиты гонщика при падении. В пе­риод соревнований она освобождается от посторонних предметов. Необхо­димы осветительные устройства, дающие бестеневое, неслепящее освеще­ние полотна с уровнем 200 — 250 люксов с коэффициентом неравномерно­сти 0,9 (без учета требований теле- и киносъемки).

В крытом велотреке должна быть приточно-вытяжная вентиляция с крат­ностью обмена 2,5 — 2,7 (в зависимости от объема помещения). Температура воздуха зимой в помещении трека 22° ±1°.

420____________________________________________________________ физкультурно-спортивные сооружения

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

При проектировании велотреков рассчитывается 1/4 часть полотна, ко­торая при строительстве повторяется четыре раза (рис 12.7.7). Определяю­щим критерием при проектировании являются показатели скорости езды. Угол наклона виража рассчитывается таким образом, чтобы его можно было преодолеть на больших и малых скоростях.

Постоянные изменения в построении геометрии полотна велотрека вы­являют несовершенство применяемых методик расчета. Но несомненно, что переходная кривая должна сопрягаться с прямолинейным участком и дугой окружности не только по второму порядку гладкости, но и по темпу изменения кривизны, обеспечивая монотонность изменения центробежной нагрузки, воздействующей на систему "велосипед-велосипедист".

Институтом "Союзспортпроект" была разработана новая методика рас­чета и построения полотна велотрека.

Проектирование поверхности выполняется в три приема:

- расчет основных геометрических параметров и их зависимостей, оп­
ределяющих размеры и форму плоской направляющей линии и параметро­
носителя, определяющего угол наклона к горизонтальной плоскости обра­
зующей, ортогональной расчетной линии;

- расчет координат точек плоской направляющей линии;

- расчет координат точек внутренней и наружной бровки с учетом
высотных отметок.

Расчетная линия представляет собой плоский обвод и является направ­ляющей размерной линией поверхности велотрека.

Учитывается, что каждый геометрический параметр расчетной линии полотна велотрека оказывает то или иное влияние на динамические харак­теристики движения системы. К основным ее параметрам относятся: R — радиус кривизны; L - длина прямолинейной составляющей. К основным параметрам полотна велотрека относятся: а₁ — угол наклона прямого уча­стка, а₂ — угол наклона виража и b — ширина прямого участка.

Поверхность велотрека конструируется движением прямолинейной об­разующей по плоской направляющей линии. При этом образующая линия ортогональна направляющей и наклонена к горизонтальной плоскости под зависимо расчетными углами.

Особенности нового расчета - в получении характеристик полотна ве­лотрека при расчетном движении системы и распределении перегрузок на возможных траекториях. Как показали исследования, распределение пере­грузок на траектории движения спортсмена в основном определяется зако­ном изменения кривизны по длине траектории.

Таким образом, модернизация геометрии направляющей линии линей­чатой поверхности велотрека направлена на получение монотонности из­менения их кривизны. Для создания современного велотрека практический интерес представляет получение кривых второго, третьего порядка гладко-

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ___________________________________________ 421

сти с монотонным законом изменения ее кривизны. При этом графики из­менений углов наклона образующих к горизонтальной плоскости являются обводами первого и второго порядка гладкости.

При расчете полотна велотрека следует смоделировать движение систе­мы по расчетной поверхности с учетом аэродинамических, физических, биомеханических факторов для выявления характеристик поверхности на динамику движения системы.

Более подробно о расчете геометрических параметров велотрека см. в книге А.А. Алексеева "Проектирование и строительство велотреков" (М., Стройиздат, 1967).

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Для обслуживания спортсменов, тренеров и судей необходим вспомога­тельный корпус с помещениями для хранения велосипедов, с мастерски­ми, помещениями для зрителей.

Проход из вспомогательного корпуса во внутреннее пространство вело­трека не должен пересекать гоночное полотно. Наилучшее решение - тон­нель. В крытых велотреках целесообразен также отдельный тоннель для про­хода зрителей к местам в центральной зоне. Выход из тоннеля к внутренней спортивной арене должен находиться в зоне криволинейных секторов, вблизи места сбора гонщиков. Габариты тоннеля должны обеспечивать проезд ма­шин для текущего ремонта.

Оборудование для предстартового сбора гонщиков включает скамьи, уст­ройства для подвески велосипедов. Пространство сбора вмещает боксы для от­дельных команд. Рядом устраивается бетонированная площадка, где размеща­ются мотоциклы для лидеров и площадка для судейской коллегии (рис. 12.7.8).

Для гита дополнительно устраиваются специально оборудованные места для судей — у внешней границы полотна. Если велотрек используется как финишная трасса шоссейных гонок, то необходим тоннель от улицы, под­ходящий под острым углом к прямому отрезку трека, расположенному на­против финишной прямой.

Вспомогательный корпус кроме помещений обслуживания включает, как правило, залы для учебно-тренировочных занятий велосипедистов. Один из залов используется для общей физической подготовки спортсменов. В дру­гом располагаются велотренажеры и другие тренажерные устройства.

При велотреке устраиваются командные раздевальные на 15 спортсме­нов каждая, площадью 40 — 50м². Число раздевальных определяется пропус­кной способностью велотрека, но не менее четырех.

Особенность раздевальных - смежное расположение боксов для велоси­педов. При каждой раздевальной — свой велосипедный бокс площадью 20 м², планировка блоков раздевальных должна обеспечить выезд спортсменов на

422 физкультурно-спортивные сооружения

трек. Ширина коридоров и пандусов, по которым спортсмены идут с вело­сипедами, должна быть не менее 2,5 м.

В комплекс велотреков следует включать блок гаража для автомобилей и мотоциклов, в котором устраивается склад горюче-смазочных материалов, автомотозапчастей, ремонтная мастерская, бытовые помещения для шофе­ров, комната начальника гаража. Площадь гаража зависит от количества авто­машин и мотоциклов, обслуживающих велотрек или трассу для шоссейных гонок. Гараж рекомендуется размещать на периферии комплекса велотрека.

Примеры архитектурно-планировочных решений открытого (рис. 12.7.9) и крытого (рис. 12.7.10) велотреков дают представление об основных осо­бенностях этих спортивных сооружений.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 423