THIẾT kế TUYẾN ĐƯỜNG đi NGANG QUA 2 HUYỆN TĨNH GIA – QUẢNG XƯƠNG

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I Chương I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.1.1 Vị trí tuyến đường 2.1.1 Mục đích, ý nghĩa tuyến 3.1.1 Nhiệm vụ thiết kế 1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN 1.2.1 Địa hình 1.2.2 Địa mạo 1.2.3 Địa chất 1.2.4 Địa chất thuỷ văn 1.2.5 Khí hậu 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 CÁC ĐIỀU KIỆN - XÃ HỘI Dân cư phân bố dân cư Tình hình văn hố - kinh tế - xã hội khu vực Các định hướng phát triển tương lai 10 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.1.5 1.4.5 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC 10 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu đường vận chuyển 10 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện đường vận chuyển 10 Khả cung cấp nhân lực phục vụ thi công 11 Khả cung cấp thiết bị phục vụ thi công 11 Khả cung cấp loại nhiên liệu, lượng phục vụ thi công 11 Khả cung cấp loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt, y tế 11 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ TUYỀN ĐƯỜNG 12 NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG 12 Thuận lợi 12 Khó khăn 12 Chương II 13 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG V À TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU 13 KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 13 2.1 2.1.1 2.1.2 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG ĐƯỜNG 13 Các 13 Xác định cấp thiết kế - tốc độ thiết kế 14 2.2 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 14 2.2.1 Tốc độ thiết kế (Vtk) 15 2.2.2 Xác định độ dốc dọc lớn (idmax) 15 2.2.3 Tầm nhìn đồ 17 2.2.4 Bán kính đường cong nằm 20 2.2.4 Độ mở rộng đường cong nằm 22 2.2.5 Đường cong chuyển tiếp 25 2.2.6 Xác định chiều dài tối thiểu đoạn thẳng chêm đường cong nằm 26 3.1 BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 31 Chương III 32 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 32 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 32 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ 32 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ VÀ XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA 33 Quan điểm thiết kế 33 Xác định bước compa 33 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 VẠCH CÁC ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG TUYẾN 34 MỘT SỐ CHÚ Ý KHI VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN KHÁC NHAU 34 CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN 34 SO SÁNH SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN TUYẾN 35 TÍNH TỐN CÁC ́U TỐ ĐƯỜNG CONG CHO PHƯƠNG ÁN TUYẾN CHỌN 35 Chương IV 37 THIẾT KẾ QUI HOẠCH THOÁT NƯỚC 37 4.1 4.1.1 4.1.2 RÃNH THOÁT NƯỚC 37 Rãnh biên 37 Rãnh đỉnh 38 4.2 4.2.2 CƠNG TRÌNH VƯỢT DỊNG NƯỚC 39 Cống tính tốn 40 4.2.3 Chọn loại cống, độ cống 42 Chương V 44 THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN 44 5.1 Nguyên tắc thiết kế 44 5.2 Phương pháp thiết kế đường đỏ 45 5.2.1 Phương pháp đường bao 45 5.2.2 Phương pháp đường cắt 45 5.2.3 Quan thiết kế 45 5.3 Trình tự thiết kế đường đỏ 46 Chương VI 48 THIẾT KẾ TRẮC NGANG 48 6.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 48 6.2 THIẾT KẾ TRẮC NGANG ĐIỂN HÌNH 49 6.3 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP 51 6.3.2 Khi H = Htn - Htk < đường thiên đắp 55 6.4 KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 56 CHƯƠNG VII 56 THIẾT KẾ CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỒ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 56 7.1 Cơ sở thiết kế: 56 7.1.1 Quy trình tính tốn – tải trọng tính tốn: 56 7.2 CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KCAĐ ĐẦU TƯ TẬP TRUNG (15 năm) 58 7.2.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo: 58 7.2.2 Đề xuất phương án cấu tạo kết cấu áo đường: 58 7.2.3 Tính tốn cường độ kết cấu áo đường PA chọn: 60 CHƯƠNG VIII 67 THIẾT KẾ CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỘ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG 67 8.1 Thiết kế cấu tạo: 67 8.1.1 Cơ sở thiết kế : 67 8.2 Tính tốn khả chịu lực kết cấu áo đường cứng tác dụng tải trọng nhiệt độ : 72 CHƯƠNG IX 76 LUẬN CHỨNG KINH TẾ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 76 1.3.4 So sánh chọn phương án: 84 CHƯƠNG I 86 GIỚI THIỆU CHUNG 86 1.1 Giới thiệu đoạn tuyến thiết kế: 86 1.2 Xác định đặc điểm, điều kiện cụ thể đoạn tuyến: 86 CHƯƠNG II 87 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 87 2.1 Lập bảng cắm cọc chi tiết: 87 2.2 Thiết kế chi tiết đường cong nằm: 88 2.2.1 Thiết kế đường cong chuyển tiếp: 88 2.2.2 Thiết kế đường cong tròn lại: 89 CHƯƠNG III 90 THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 90 3.1 Các nguyên tắc thiết kế chung: 90 3.2 Thiết kế đường cong đứng: 90 CHƯƠNG IV 92 THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT - TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG CƠNG TÁC 92 4.1 Thiết kế mặt cắt ngang thi công 92 4.2 Thiết kế mặt cắt ngang chi tiết: 92 4.3 Tính toán khối lượng đào đắp đoạn tuyến: 92 CHƯƠNG V 93 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC 93 5.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TỐN: 93 5.1.1 Xác định lưu lượng cực đại chảy cơng trình 93 5.1.2 Luận chứng chọn loại cống, độ cống: 93 5.2.THIẾT KẾ CẤU TẠO CỐNG: 94 5.2.1 Cửa cống: 94 5.2.2 Thân cống 94 5.3 THIẾT KẾ KẾT CẤU CỐNG 96 5.3.1 Nguyên lý thiết kế: 96 5.3.2 Các giả thiết tính tốn: 97 5.3.3 Số liệu thiết kế: Error! Bookmark not defined 5.3.4 Tính tốn cống trịn bê tơng cốt thép: Error! Bookmark not defined 5.3.5 Móng cống lớp phịng nước Error! Bookmark not defined 5.3.6 Tính tốn tường cánh Error! Bookmark not defined 5.3.7 Xác định nội lực kiểm tra ứng suất mặt cắt đỉnh móng, mặt cắt đáy móng tường cánh: Error! Bookmark not defined LỜI NÓI ĐẦU  Trong mục tiêu phát triển đất nước ta đến năm 2023 trở thành nước cơng nghiệp đại, nhu cầu xây dựng sở hạ tầng trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trưởng nhanh chóng vững đất nước, đặc biệt nhu cầu phát triển mạng lưới giao thông vận tải Cùng với phát triển liên tục đất nước năm qua, lĩnh vực xây dựng cơng trình nói riêng lĩnh vực xây dựng nói chung nhà nước đầu tư phát triển hướng có thành tựu đáng tự hào Là sinh viên ngành xây dựng Cầu đường trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng khoảng thời gian ngồi ghế nhà trường với dạy dỗ tận tình thầy giáo, chúng em cố gắng học hỏi trau dồi thêm kiến thức chuyên môn để phục vụ cho công việc sau này, mong với kiến thức mà có góp phần cơng sức nhỏ bé vào cơng xây dựng đổi đất nước Được hướng dẫn tận tình Ths.Ngơ Thị Mỵ đến chúng em hồn thành tốt nhiệm vụ giao Tuy nhiên trình độ cịn hạn chế em khơng tránh khỏi thiếu sót định Vậy kính mong q thầy thông cảm dẫn thêm Cuối cùng, cho phép em gửi lời biết ơn chân thành đến quí thầy giáo khoa cơng trình ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Giao thơng, tồn thể thầy giáo trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật tận tình truyền đạt kiến thức cho chúng em suốt thời gian học tập trường thời gian làm Đồ án tốt nghiệp Đặc biệt cô Ths.Ngơ Thị Mỵ tận tình hướng dẫn cho chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày 22 tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực Lê Đức Mạnh Phạm Văn Lâm PHẦN I LẬP DỰ ÁN THIẾT KẾ CƠ SỞ (40%) Chương I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG Vị trí tuyến đường Tuyến thiết kế AH1 qua Thanh Hóa, trải dài từ Km số 323 đến Km số 460 với tổng chiều dài 137 Km, tuyến đường có tính chất nối trung tâm địa phương, điểm lập hàng, khu dân cư Mục đích, ý nghĩa tuyến Tạo điều kiện cho dân cư lại trao đổi hàng hóa vùng nước, đồng thời góp phần cố an ninh quốc phịng Thanh Hóa tỉnh chuyển tiếp miền Bắc miền Trung Việt Nam nhiều phương diện Về hành chính, Thanh Hóa tỉnh miền Trung, tiếp giáp với Tây Bắc Bộ đồng Bắc Bộ Về địa chất, miền núi Thanh Hóa nối dài Tây Bắc Bộ đồng Thanh Hóa đồng lớn Trung Bộ, ngồi phần nhỏ (phía bắc huyện Nga Sơn) thuộc đồng châu thổ sông Hồng.Trung tâm hành tỉnh thành phố Thanh Hóa nằm cách 160 km so với thủ đô Hà Nội 1460 km so với thành phố Hồ Chí Minh Với vị trí việc phát triển hạ tầng giao thơng có ý nghĩa quan trọng việc thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực Tuyến đường thiết kế từ A-B tuyến đường có ý nghĩa quan việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng nước nói chung Tuyến xây dựng ngồi cơng việc chủ yếu vận chuyển hàng hóa phục vụ lại người dân mà cịn nâng cao trình độ dân trí người dân khu vực lân cận tuyến Vì vậy, thực cần thiết phù hợp với sách phát triển Nhiệm vụ thiết kế - Điều tra khảo sát thu thập số liệu liên quan khu vực nghiên cứu thiết kế - Khảo sát thực địa, phân tích đánh giá trạng tổng hợp khu vực nghiên cứu - Xác định tính chất, chức phù hợp khu vực lập quy hoạch - Xác định tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu đảm bảo tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hành - Quy hoạch tổng mặt sử dụng đất đảm bảo sử dụng đất hiệu hợp lý, tạo dựng môi trường ổn định, lâu dài; - Quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật, đấu nối hạ tầng kỹ thuật cho phù hợp với dự án triển khai - Xác lập sở cho việc thiết lập Quy định quản lý xây dựng theo đồ án quy hoạch - Căn vào số liệu sau : + Bình đồ địa hình khu vực Thanh Hóa (TL 1/.000) + Chênh lệch cao độ đường đồng mức liên tiếp Δh = m + Lưu lượng xe chạy năm 15: N15 = 1380 (xe/ngđ) + Thành phần dòng xe :  Xe : 30%  Xe tải nhẹ : 20%  Xe tải trung : 25%  Xe tải nặng (2 trục sau) : 15%  Xe tải nặng (3 trục sau) : 10% - Hệ số tăng xe trung bình hàng năm: q = 7% 1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN 1.2.1 Địa hình Căn vào bình đồ tuyến nhiệm vụ đồ án tuyến phải qua điểm A B Địa hình Thanh Hóa nghiêng từ Tây bắc xuống Đơng nam Ở phía tây bắc, đồi núi cao 1.000 m đến 1.500 m thoải dần, kéo dài mở rộng phía đơng nam Đồi núi chiếm 3/4 diện tích tỉnh, tạo tiềm lớn kinh tế lâm nghiệp, dồi lâm sản, tài nguyên phong phú Dựa vào địa hình chia Thanh Hóa làm vùng miền Miền núi, trung du: Miền núi đồi trung du chiếm phần lớn diện tích Thanh Hóa Riêng miền đồi trung du chiếm diện tích hẹp bị xé lẻ, không liên tục, không rõ nét Bắc Bộ Do nhiều nhà nghiên cứu khơng tách miền đồi trung du Thanh Hóa thành phận địa hình riêng biệt mà coi đồi núi thấp phần không tách rời miền núi nói chung Khu vực tuyến qua có dạng địa hình đồng đồi, có độ dốc ngang sườn phổ biến 2% Khoảng cách đường đồng mức ∆𝐻 = 5𝑚 1.2.2 Địa mạo Qua kết thị sát tình hình địa mạo, khu vực tuyến qua đồng với hầu hết diện tích bề mặt đất ruộng đất đỏ badan, mật độ chủ yếu với cỏ bụi chiếm diện tích tồn khu vực 1.2.3 Địa chất Theo kết điều tra khảo sát địa chất khu vực cho thấy điều kiện địa chất khu vực ổn định, khơng có tượng sụt lở đá lăn Mặt cắt địa chất tuyến sau: Lớp đất hữu dày: 10-20cm Lớp đất sét lẫn sỏi đá: 3-4m Dưới lớp đá dày Qua công tác thăm dò địa chất cho thấy địa chất nơi tuyến qua ổn định, bị phong hóa, khơng có tượng sụt lở, caxtơ Mặt cắt địa chất bao gồm nhiều lớp, tuyến đất đồi tự nhiên màu đỏ lẫn cuội sỏi, lẫn chất hồ tan Qua thí nghiệm tiêu lý đất cho thấy đất tận dụng đắp đường 1.2.4 Địa chất thuỷ văn Dọc theo khu vực tuyến qua có sơng, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi cơng cơng trình sinh hoạt Tại khu vực suối nhỏ ta đặt cống làm cầu nhỏ Địa chất hai bên bờ suối ổn định, bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình nước Ở khu vực khơng co khe xói 1.2.5 Khí hậu Do tác động nhân tố: vĩ độ địa lý, quy mô lãnh thổ, vị trí hệ thống hồn lưu gió mùa địa gió mùa Trung - Ấn, hướng sơn văn, độ cao vịnh Bắc Bộ mà Thanh Hoá có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm với mùa hè nóng, mưa nhiều có gió Tây khơ nóng; mùa đơng lạnh mưa có sương giá, sương muối lại có gió mùa Đơng Bắc theo xu hướng giảm dần từ biển vào đất liền, từ Bắc xuống Nam Đôi có tượng dơng, sương mù, sương muối làm ảnh hưởng không nhỏ tới trồng nông nghiệp Nhiệt độ khơng khí trung bình năm 22 - 230C, song phân hóa khác theo tháng vùng Chênh lệch cực trị nhiệt độ năm lớn: mùa hè, nhiệt độ tối cao đạt tới 410C, song mùa đơng, nhiệt độ hạ thấp xuống 20C vùng núi, kèm theo sương giá, sương muối Lượng mưa trung bình phổ biến 1.700mm, song có số vùng đồi núi, lượng mưa lại cao Ở vùng đồi núi, tốc độ gió tương đối năm, dao động trung bình từ - 2m/s Cịn vùng đồng ven biển, tốc độ gió có chênh lệch huyện ven biển vào mùa bão lụt từ tháng đến tháng 11 Do chi phối địa hình tương tác với vùng lân cận mà Thanh Hố có phân dị khí hậu theo vùng, với vùng khí hậu đặc trưng: + Vùng đồng ven biển + Vùng trung du + Vùng đồi cao 1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN - XÃ HỘI 1.3.1 Dân cư phân bố dân cư Theo kết điều tra dân số năm 2019, Thanh Hóa có 3.640.128 người, đứng thứ ba Việt Nam, sau Thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội Tính đến ngày 01/4/2019, Thanh Hóa có 3.640.128 người, tỷ lệ nữ chiếm 1.824127 người (50,11%) Về mật độ dân số tỉnh 328 người/km2, tăng 22,6 người/km2 xếp thứ 28/63 tỉnh, thành nước Tỷ số giới tính (số nam 100 nữ) tăng từ 95,6% (năm 1999) lên 98,0% (năm 2009), tương đương với mức chung nước Tỷ lệ thị hóa tính đến năm 2022 đạt 37% 1.3.2 Tình hình văn hố - kinh tế - xã hội khu vực Tại Thanh Hóa có nhiều hình thức văn hóa truyền thống, phần nhiều tồn phát huy Về dân ca, dân vũ, nhiều người biết đến điệu hị sơng Mã, dân ca, dân vũ Đơng Anh, trị diễn Xn Phả Ngồi cịn có ca trù, hát xoan Các dân tộc người có nhiều loại hình văn nghệ dân gian đa dạng hát xường người Mường, khắp người Thái Kho tàng truyện cổ đặc sắc truyện cổ tích núi, truyện dân gian ngư dân ven biển Hậu Lộc, Sầm Sơn, Tĩnh Gia Đặc biệt tích nguồn gốc dân tộc Mường Hoạt động văn hố thơng tin đáp ứng tốt nhu cầu hưởng thụ nhân dân, bảo tồn phát huy văn hố truyền thống trọng Phong trào tồn dân đồn kết xây dựng đời sống văn hố tiếp tục phát triển, hầu hết địa bàn dân cư phủ sóng phát truyền hình 1.3.3 Các định hướng phát triển tương lai Trong tương lai Thanh Hóa tiếp tục phát huy mạnh có, khai thác tiềm khác nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế so với vùng khác tỉnh nói riêng nước nói chung Thế mạnh lâm nghiệp đầu tư nữa, chấm dứt tình trạng khai thác trái phép, kiểm sốt cửa chặt chẽ tránh hàng hoá nhập lậu Các ngành nghề thủ công truyền thống đầu tư phát triển Đặc biệt nâng cao trình độ dân trí nữa, nâng cấp sở hạ tầng, xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt vùng tỉnh với tỉnh khác nước, thu hút đầu tư nước 1.4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC 1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu đường vận chuyển - Đất : Có thể tận dụng đất đào để đắp chỗ cần đắp, nơi thiếu đất đắp lấy đất mỏ đất Các mỏ đất tương đối gần dọc tuyến, đảm bảo chất lượng tiêu chuẩn, cự ly vận chuyển trung bình từ 0.5-1km - Đá : Lấy từ mỏ đá cách địa điểm thi công khoảng km lấy dọc sông Đá nơi có đủ cường độ theo yêu cầu thiết kế - Cát, sạn : Lượng cát, sạn sử dụng không nhiều, khai thác bãi sơng Cát - Nhựa : Lượng nhựa đường, bê tông nhựa lấy từ trạm trộn công ty kho dự trữ cách địa điểm thi công khoảng 10 km - Ximăng, sắt thép: lấy đại lý vật tư khu vực dọc tuyến, cự ly vận chuyển trung bình 15km - Sắt thép: lấy đại lý vật tư khu vực dọc tuyến, cự ly vận chuyển trung bình 20km 1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện đường vận chuyển Các bán thành phẩm cấu kiện đúc sẵn loại ống cống, dầm cầu định hình sản xuất xí nghiệp phục vụ đóng địa bàn tỉnh cách chân cơng trình 15km Xưởng đáp ứng đủ chất lượng số lượng yêu cầu 10 1.3.4 So sánh chọn phương án: Bảng so sánh phương án tốt Đầu tư phương án I (Áo đường mềm) Đầu tư phương án II (Áo đường cứng) Chỉ tiêu so sánh Đơn vị tính Chi phí Chi phí tập trung quy đổi đ/km 4,727,908,585 Chi phí thường xuyên quy đổi đ/km 47,256,654,975 Tổng chi phí quy đổi đ/km 51,984,563,560 Chi phí tập trung quy đổi đ/km 8,954,119,760 Chi phí thường xuyên quy đổi đ/km 45,196,262,103 Tổng chi phí quy đổi đ/km 54,150,381,860 Phương án lựa chọn Phương án I cho ta chi phí tiết kiệm 84 PHẦN II LẬP THIẾT KẾ KỸ THUẬT (20%) 85 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu đoạn tuyến thiết kế: Sau thiết kế sơ bộ, luận chứng kinh tế kỹ thuật phương án tuyến ta chọn phương án I để đưa vào thiết kế kỹ thuật Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật từ Km1+100.00 đến Km3+100.00 Trong đoạn có vị trí đặt cống: Đoạn thiết kế kỹ thuật từ Km1+100.00 đến Km3+100,00 có vị trí đặt cống Km1+480.00, Km1+640.00, Km2+60.00, Km2+540.00, Km2+860.00 Đoạn tuyến có đường cong nằm: R = 250m Sáu đường cong đứng Chiều cao đắp lớn đoạn là: 4.02m Chiều cao đào lớn đoạn là: 3.55m 1.2 Xác định đặc điểm, điều kiện cụ thể đoạn tuyến: Đất đất sát có lẫn sỏi sạn, qua kết thí nghiệm tiêu lý đất cho thấy đất thích hợp để đắp đường Nhiệt độ trung bình hàng năm 22-27oC, nhiệt độ cao năm 39oC, nhiệt độ thấp năm 12-15oC Mùa mưa kéo dài từ đầu tháng đến cuối tháng 1, mùa khô từ đầu tháng đến cuối tháng năm sau Với điều kiện khí hậu khu vực tuyến qua, thời gian thi công thuận lợi từ tháng đến tháng năm Nhà cửa hai bên tuyến cần giải tỏa không nhiều, việc giải tỏa đền bù khơng gặp nhiều khó khăn An ninh xã hội khu vực tuyến đảm bảo Nguồn cung cấp nguyên vật liệu phong phú, đường vận chuyển dễ dàng tận dụng tuyến QL 1A Nguồn nhân lực lao động địa phương dồi dào, lúc sử dụng với số lượng nhân công lớn mà không bị trở ngại 86 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 2.1 Lập bảng cắm cọc chi tiết: - Nguyên tắc phương pháp thiết kế bình đồ trình bày phần thiết kế sơ sở Do phần thiết kế kỹ thuật đòi hỏi xác cao để tính tốn xác khối lượng Từ bình đồ nhiệm vụ giao phần thiết kế sở ∆h = 5m, tỉ lệ bình đồ 1:1 000 - Do ngồi cọc KM, cọc H, cọc TD, P, D, Ta phải cắm thêm cọc chi tiết, quy định sau: - Trên đường thẳng khoảng cách cọc 20m - Trên đường cong trịn khoảng cách cọc là: + k = 5,0m đường cong có bán kính R < 100(m) + k = 10,0m đường cong có bán kính R = 100  500(m) + k = 20,0m đường cong có bán kính R > 500m Vì đoạn tuyến với nhiệm vụ giao có đường cong nằm có bán kính R = 250m nên cọc đường cong bố trí cách 10m Ngồi cọc , thiết kế rãnh biên cho đường đắp thấp, ta thiết kế với góc mở 300 để nước rãnh dần tách khỏi đường, chảy tụ thủy tự nhiên Mép taluy đắp taluy đào thiết phải phối hợp với MCN chi tiết xác định xác vị trí điểm mép ta luy đào đắp bình đồ, để từ đó, nối chúng với tạo thành đường mép taluy đào/đắp 87 B?ng c?m cong trịn TD6-P6-TC6 B?ng c?m cong trịn TD6-P6-TC6 TT Tªn X Y N?a phía tru?c TT Tªn X Y N?a phía sau TD6 0.00 0.00 TC6 0.00 0.00 80 14.55 0.42 H9 10.03 0.20 H7 34.45 2.38 90 29.96 1.80 X5 39.51 3.14 89=C3 49.70 4.99 82 54.13 5.93 88 69.12 9.75 83 73.46 11.04 87 88.10 16.04 84 92.32 17.67 X6 99.69 20.73 85 110.59 25.79 H8 106.52 23.83 P6 117.48 29.32 P6 117.48 29.32 2.2 Thiết kế chi tiết đường cong nằm: 2.2.1 Thiết kế đường cong chuyển tiếp: Căn vào bình đồ tuyến phần thiết kế sơ bộ, đoạn tuyến từ Km1+100  Km3+100 có đường cong nằm có yếu tố sau: Bảng 2.1: Các yếu tố đường cong nằm thiết kế Các yếu tố đường cong Lý trình đỉnh Km2+787.739 Góc chuyến hướng α 56°03'23.8'' R (m) T (m) P (m) K (m) 250 133,09 33,22 244,59 Tuyến đường thiết kế với vận tốc V = 60 Km/h Việc cắm đường cong chuyển tiếp tiến hành theo trình tự sau: 88 Ko=293.31m S2=150m a Ð TÐ M TC N Z NC NÐ 48m Rs=2 f ? f Hình II.2.1: Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide + Chọn chiều dài đường cong tiếp tuyến: Như phần I (thiết kế sơ bộ) Theo tài liệu [1]với V = 60 km/h chọn Lct = 50m Vậy chọn Lct = 50 m xác định thông số đường cong: + Kiểm tra điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp Tính góc kẹp đường thẳng tiếp tuyến điểm cuối đường cong chuyển tiếp: L  = R = 0,1 (rad) = 0o6’0’’ * Cắm đường cong chuyển tiếp: Dựa vào kết tính tốn tọa độ ta tiến hành cắm từ nối đầu đường cong chuyển tiếp bên trái từ NĐ6 TĐ6 cắm đường cong chuyển tiếp bên phải từ NC6 đến TC6 Kết ghi phụ lục 2.2.2 Thiết kế đường cong tròn lại: Để cắm cọc chi tiết đường cong trịn ta có phương pháp sau: - Phương pháp tọa độ vng góc - Phương pháp tọa độ cực - Phương pháp dây cung kéo dài 89 - Phương pháp cắm cong nhiều tiếp tuyến Địa hình đoạn tuyến phẳng có số điểm tầm nhìn bị hạn chế che, bán kính đường cong nằm lớn nên ta áp dụng phương pháp cắm cong nhiều tiếp tuyến để bố trí cọc chi tiết đường cong nằm Vì bán kính cong đường trịn 500m>R> 100m nên khoảng cách cọc chi tiết 20m CHƯƠNG III THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 3.1 Các nguyên tắc thiết kế chung: Thiết kế trắc dọc chi tiết vào: - Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005 - Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/1000 - Cấp thiết kế tuyến - Tốc độ thiết kế - Nguyên tắc quan điểm thiết kế phần thiết kế sơ Giải pháp thiết kế đường đỏ xem xét lại trắc dọc phần thiết kế sơ địa hình cụ thể chi tiết tuyến để điều chỉnh đường đỏ phù hợp với cao độ khống chế - Điểm đầu đoạn: Km1+100.00 cao độ tự nhiên là: 115,48 m, cao độ thiết kế là: 113 (m) - Điểm cuối đoạn: Km3+100.00 cao độ tự nhiên là: 130,74m , cao độ thiết kế là: 130,74m - Chiều dài đoạn dốc thiết kế phần thiết kế sơ 3.2 Thiết kế đường cong đứng: Đường cong đứng thiết kế theo đường cong parabol bậc dạng: y x2 2R Trong đoạn tuyến thiết kế có đường cong đứng Bảng 3.1: Bảng yếu tố đường cong đứng đoạn tuyến STT Tên đỉnh H2 20 28 42 49=C1 73=C2 89=C3 Lý trình i1 ( ‰) i2 ( ‰) R (m) T (m) P (m) K (m) Km1+200.00 Km1+480.00 Km1+640.00 Km1+920.00 Km2+060.00 Km2+540.00 Km2+860.00 2.61 3.57 1.71 0.62 -0.96 -0.46 1.00 4.49 1.71 0.62 -0.96 0.43 1.00 -0.85 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 37.58 37.25 21.78 31.51 27.88 29.28 36.97 0.18 0.17 0.06 0.12 0.10 0.11 0.17 75.16 74.5 43.56 63.02 55.76 58.56 73.94 90 Tiến hành cắm tiếp đầu tiếp cuối xác định điểm đổi dốc sau: Chiều dài đường cong đứng tính theo công thức sau: K = R,(i1- i2) i > lên dốc, i < xuống dốc, K Xác định tiếp tuyến: T= Phân cự: T2 P = 2R Y T D i1 XTÂ T E YE TÂ i2 XE TC XTC X Hình II.3.1:Sơ đồ xác định toạ độ đường đỏ đường cong đứng Đường cong đứng lồi thiết kế theo phương trình parabol bậc : y x2 2R Xác định điểm đổi dốc D có tọa độ: XD, YD Xác định điểm bắt đầu (TĐ) điểm kết thúc (TC) đường cong đứng: Chiều dài tiếp tuyến : T = R(i1-i2)/2 (m) Điểm tiếp đầu có tọa độ: XTĐ = XD - T (m) YTĐ = YD - i1.T (m) Điểm tiếp cuối có tọa độ: XTC = XD + T (m) YTC = YD + i2.T(m) Xác định điểm gốc đường cong đứng E có độ dốc 0: XE = XTĐ + i1.R (m) i12 YE = YTĐ + R (m) 91 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT - TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC 4.1 Thiết kế mặt cắt ngang thi công - Đoạn tuyến thiết kế dài 2Km Tuyến đường có đường cong bán kính R = 250 m, có bố trí siêu cao 4%, khơng mở rộng, có chiều dài đoạn chuyển tiếp L = 50m 4.2 Thiết kế mặt cắt ngang chi tiết: * Mặt cắt ngang đoạn tuyến: - Bề rộng đường Bn = m - Bề rộng phần xe chạy Bm = 7m - Bề rộng lề Bl = 2x1m + Phần lề gia cố: Blgc =2x0,5m + Phần lề đất Blđ = 2x0,5m - Độ dốc ngang phần mặt đường phần lề gia cố 2% - Độ dốc ngang phần lề đất 6% - Rãnh biên tiết diện hình thang có bề rộng đáy 0,4m; ta luy 1:1 - Taluy đào 1:1, taluy đắp 1:1,5 * Thiết kế mặt cắt ngang chi tiết áp áo đường, rãnh biên, mái taluy đường đào, đắp vào mặt cắt ngang, tính cao độ cần thiết lên mặt cắt ngang từ cao độ tim đường thiết kế trắc ngang cho tất cọc có trắc dọc Bản vẽ mặt cắt ngang chi tiết phụ lục 4.3 Tính tốn khối lượng đào đắp đoạn tuyến: - Mục đích thiết kế trắc ngang để tính tốn diện tích mặt cắt ngang chi tiết từ tính xác khối lượng đào đắp cho đoạn tuyến thiết kế Kết tính tốn khối lượng cụ thể thể phụ lục 92 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC A GIỚI THIỆU VỀ ĐOẠN CỐNG THIẾT KẾ Đoạn thiết kế kỹ thuật từ Km1+100.00 đến Km3+100,00 có vị trí đặt cống KM1+480.00, KM1+640.00, KM2+60.00, KM2+540.00, KM2+860.00 Nhiệm vụ thiết kế cống Km1+100.00 đến Km3+100,00 có vị trí đặt cống KM2+60.00 B NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CỐNG TẠI KM2+60.00m 5.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TỐN: 5.1.1 Xác định lưu lượng cực đại chảy công trình Theo phần dự án khả thi ta xác định: Qmax = 6.7 (m3/s) 5.1.2 Luận chứng chọn loại cống, độ cống: - Cống tròn: + Ưu điểm: Khả nước tốt cần bố trí tường đầu, khơng cần mố trụ nên khối lượng xây ít, dễ thi công giá thành thấp + Nhược điểm:Khống chế chiều cao từ mặt đường đến đỉnh cống phải lớn 0,5m để đảm bảo điều kiện áp lực phân bố cống, nên không sử dụng chỗ đường đắp thấp - Cống vuông: + Ưu điểm: Khả chịu lực tốt, đảm bảo cho xe cộ qua lại trực tiếp thi cơng khai thác cần đặt trực tiếp lớp áo đường lên cống được,vì dùng nhiều vị trí chiều cao đất đắp cống thấp + Nhược điểm: Thi công phức tạp tốn vật liệu,giá thành cao - Về chế độ chảy: * Chế độ chảy không áp: + Dự trữ lưu lượng, đường khơng bị ẩp ướt, có khoảng hở cho trôi + Phải tăng độ cống * Chế độ chảy có áp: + Cần phải đắp cao (> 0,5m), gia cố tốt thượng hạ lưu, đường dễ bị ẩm ướt + Giảm độ cống Với nhiệm vụ thiết kế cống vị trí KM2+60.00m chiều cao đắp đất 4.33m nên khắc phục nhược điểm cống tròn 93 Dựa vào phụ lục 16,17 tài liệu [7], với lượng nước cực đại chảy cơng trình tương ứng Qp = 6.7 (m3/s), cao độ tự nhiên 125.41m, chiều cao đất đắp 4.33m, ưu nhược điểm loại cống trên, kiến nghị chọn loại cống tròn, làm việc theo chế độ khơng áp có miệng cống loại thường, tức H < 1,2hcv Với H : chiều cao nước dâng trước cống hcv: chiều cao cống cửa vào Ta chọn cống 1Φ200 có V = 2,58 m/s, Hd = 1,42 m 5.2.THIẾT KẾ CẤU TẠO CỐNG: 5.2.1 Cửa cống: - Cửa cống có tác dụng nối tiếp đường miệng cống, điều tiết trạng thái dòng chảy, đảm bảo dịng chảy thơng suốt, tránh xói mịn lịng sơng suối thượng hạ lưu, tránh xói mịn cống, móng cống, đảm bảo cho cống làm việc an toàn - Hình thức cửa cống ảnh hưởng trực tiếp đến khả nước cống việc lựa chọn hình thức gia cố lòng khe suối - Do điều kiện thuỷ lực tốt, để đơn giản thi công ta chọn cửa cống loại thường, tường cách kiểu chữ bát, góc chéo tường cánh 300 cho cửa vào cửa kiểu thi cơng đơn giản, nước tốt, giá thành thấp, mỹ quan điều quan trọng điều chỉnh dòng chảy - Để rút ngắn chiều dài tường cánh dể thi công, đầu cuối tường cánh ta xây thẳng đứng cao 36 cm - Sử dụng phương pháp đổ chỗ bê tông mác M250 đá dăm 20  40mm 5.2.2 Thân cống - Thân cống ống cống tròn BTCT lắp ghép - Để thoát nước tốt yêu câu phải đặt cho phía thượng lưu khơng phải đắp đất làm giảm khả thu nước cống hạ lưu đào sâu làm giảm khả nước khỏi cống - Khơng đặt cống sâu làm tăng chiều dài cống, tăng giá thành cơng trình - Với độ dốc tự nhiên 6% Để đảm bảo cao độ thiết kế lớn mức nước cao 0,5m từ quan điểm ta chọn độ dốc đặt cống 5% - Chiều cao đất đắp cống 1,13m, (tính thêm 0,58m cho kết cấu áo đường; taluy đắp 1:1,5 với bề rộng đường 7,0m ta tính chiều dài thân cống là: 94 Hình 5.1 : Các kích thước tính tốn chiều dài cống Dựa vào hình II.2.4 ta có chiều dài cống tính theo công thức sau: L= L1+L2 (II.522) Với: Lt = b1 + m (HV − h1 ) + c 3.5 + 1,5 (3,01 − 2,30) + 0,3 = = 4,5 (m) + m ic + 1,5.0,05 Lh = b2 + m (HV − h2 ) + c 3,5 + 1,5 (3,01 − 2,38) + 0,3 = = 4.41 (m) − m ic − 1,5.0,05 * Lưu ý: Lt chiều dài phía thượng lưu cống; Lh chiều dài phía hạ lưu cống Trong đó: HV: Chiều cao đắp tim đường tính từ đáy lòng cống tới vai đường ic: độ dốc dọc lòng cống h1; h2: chiều cao cống đỉnh tường đầu thượng lưu hạ lưu c: Chiều dày tường đầu cống m: hệ số mái dốc đắp Thay vào cơng thức II.522, ta có Lc= 10,8 m Vậy chọn chiều dài cống 14m - Cốt thép ống cống: lớp bố trí sát thành thành cống đặt thêm cốt thép dọc để chống lại lực cắt giữ vị trí đai chịu lực cố định - Bê tơng: Dùng bê tơng M250, Dmax20 Ta có biểu đồ momen cống trịn hình vẽ: 95 + - - + Hình 5.2 : Dạng biểu đồ mơmen cống trịn Dựa vào biểu đồ mơmem ta thấy, cống tròn kết cấu vừa chịu kéo vừa chịu uốn Phía phía chịu mơmem dương nên ta bố trí cốt thép chịu lực sát vào phía thành ống.Phía bên phải trái chịu mơmem âm nên ta bố trí cốt thép sát phía ngồi thành ống Do ta dùng hai lớp cốt thép phía phía ngồi Để nối hai đốt cống với ta dùng cách nối ghép thẳng khe nối ống cống có chiều dài 1cm Khe nối nhét chặt đay tẩm nhựa đường, bên ống cống quét hai lớp nhựa đường phủ hai lớp giấy dầu mối nối 5.2.3 Móng cống Hình 5.3: Cấu tạo móng cống Φ200 Tại vị trí đặt cống có địa chất ổn định, tình hỉnh thủy văn đơn giản ta cho cống đặt trực tiếp lên lớp móng cấp phối đá dăm 5.3 THIẾT KẾ KẾT CẤU CỐNG 5.3.1 Nguyên lý thiết kế: Cống không chịu tác dụng tải trọng xe chạy mà chịu tác dụng đất đắp nó.Cống tính theo trạng thái sau: 96 - Trạng thái giới hạn thứ nhất: Bảo đảm cơng trình khơng bị phá họai cường độ độ ổn định điều kiện khai thác tiêu chuẩn - Trạng thái giới hạn thứ hai: Bảo đảm cơng trình khơng xuất biến dạng dư mức điều kiện khai thác tiêu chuẩn - Trạng thái giới hạn thứ ba: Bảo đảm cơng trình khơng xuất biến dạng cục không cho phép điều kiện khai thác tiêu chuẩn 5.3.2 Các giả thiết tính tốn: - Cống trịn bê tơng cốt thép thuộc loại cống trịn cứng, tính tốn khơng xét đến biến dạng thân cống - Chiều sâu chơn cống có ảnh hưởng định với việc tính tốn ngoại lực.Khi tính tốn giả thiết đáy sơng suối ngang với đáy mặt cống - Trong đốt cống cứng, ảnh hưởng lực dọc trục ứng với ứng suất tính tốn nhỏ (< 9,5%), tính tốn bỏ qua ứng suất dọc trục 97 PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (40%) 98 ... 30 60 0 ,22 3 0, 022 19.46 Xe tải nhẹ 20 60 0,1 12 0, 022 9.0 Xe tải trung 25 60 0,0 72 0, 022 4.9 4. 92 Xe tải nặng trục 15 60 0,048 0, 022 2. 6 Xe tải nặng trục 10 60 - 0, 022 - Theo TCVN 4054 -20 05 ứng... :10% - Cấp thiết kế: cấp IV - Địa hình khu vực tuyến: Đồng đồi (Is  30%) 2. 2.1 Tốc độ thiết kế (Vtk) Căn vào cấp thiết kế địa hình tuyến qua ta chọn tốc độ thiết kế Vtk = 60 km/h 2. 2 .2 Xác định... bảng cắm cọc chi tiết: 87 2. 2 Thiết kế chi tiết đường cong nằm: 88 2. 2.1 Thiết kế đường cong chuyển tiếp: 88 2. 2 .2 Thiết kế đường cong tròn lại: 89 CHƯƠNG