Bài giảng Cơ Sở Hạ Tầng

TS. TÔ NAM TOÀN (Ch biên) ThS. NGUYN HUY HÙNG BÀI GING  H TNG GIAO THÔNG VN TI HÀ NI 2011 i MC LC  KHÁI NIN V  H TNG GIAO THÔNG VN TI 1 1.1 H TH H TNG GIAO THÔNG VN TI 1 1.1.1 Khái nim chung v  h tng giao thông vn ti 1 1.1.2 H th h tng giao thông vn ti Vit Nam 1 1.2 VAI TRÒ C H TNG GIAO THÔNG VN TI 3  H TNG B 5 2.1 KHÁI QUÁT CHUNG V H THNG B 5 2.1.1 Khái nim chung v h thng b 5 2.1.2 Vai trò cng b 6 2.1.3 Phân cng b 6 2.1.4 Các tiêu chun và quy chun k thung b 12 2.1.5 Mng b hin t 16 2.2 TUYNG Ô TÔ VÀ CÁC YU T HÌNH HC CNG Ô TÔ 17 2.2.1 Tuyng ô tô 17 2.2.2 Các yu t k thut ca tuyng ô tô 18 2.3 CÔNG TRÌNH NN  MNG 20 2.3.1 Công trình nng 20 2.3.2 Công trình mng 28 2.4 NG 33 2.4.1 Công trình cu 46 2.4.2 c nh 52 2.4.3 c ngm 53 2.5 NG 54 2.5.1 Các công trình ch dng 54 2.5.2 H thng báo hing b 55 2.6 VN HÀNH, KHAI THÁC H THNG B 58 2.6.1 H thng vng b  Vit Nam 58 2.6.2 Công tác qun lý h thng b 58  H THNG ST 59 3.1 KHÁI QUÁT CHUNG V H THNG ST 59 3.1.1 Khái nim chung v h thng st 59 ii 3.1.2 Vai trò cng st 60 3.1.3 Phân long st 60 3.1.4 Phân cng st 61 3.1.5 Các tiêu chun thit k ng st (TCVN, TCN) 63 3.1.6 Mng st hin t 63 3.2 TUYNG ST VÀ CÁC YU T HÌNH HC CNG ST 64 3.2.1 Tuyng st 64 3.2.2 Các yu t k thut ca tuyng st 65 3.3 CÁC CÔNG TRÌNH TRONG H THNG KHAI THÁC VN TI NG ST 70 3.3.1 Công trình nng st 70 3.3.2 Kt cu tng st 76 3.3.3 ng st 81 3.3.4 Các công trình thông tin - tín hing st 82 3.4 NG ST 83 3.5 NG SNG ST CAO TC 83 3.5.1 ng s 83 3.5.2 ng st cao tc 85 3.6 VN HÀNH, KHAI THÁC H THNG ST 86 3.6.1 Trách nhim quc v hong st 86 3.6.2 u t chc ca hong st 87 3.6.3 Hong st 89  H THNG KHÔNG 90 4.1 KHÁI QUÁT CHUNG H THNG KHÔNG 90 4.1.1 Khái nim chung v h thng không 90 4.1.2 Vai trò ca h thng không 90 4.1.3 H thng sân bay, cng hàng không  Vit Nam 91 4.2 PHÂN LOI CNG HÀNG KHÔNG, SÂN BAY 93 4.2.1 M 93 4.2.2 Phân loi tuyn hàng không 93 4.2.3 Phân loi cng hàng không 93 4.2.4 Phân cp sân bay 94 4.3 CU TO CNG HÀNG KHÔNG  SÂN BAY 96 iii 4.3.1 Cu to chung cng hàng không 96 4.3.2 Sân bay 96 4.3.3 Ga sân bay (Terminal) 101 4.4 QUY HOCH H THNG SÂN BAY  CNG HÀNG KHÔNG 103 4.4.1 ch h thng sân bay- cng hàng không 103 4.4.2 Trình t quy hoch h thng cng hàng không 105 4.4.3 Quy hoch phát trin h thng cng hàng không, sân bay Vit Nam 109  H THNG THY 113 5.1 KHÁI QUÁT CHUNG V H THNG THY 113 5.1.1 Khái nim chung 113 5.1.2 H thng thy Vit Nam 113 5.2 PHÂN LOI CNG BIN, CNG SÔNG 114 5.2.1 Phân bit cng bin, cng sông 114 5.2.2 Phân loi cng 114 5.2.3 Phân loi cng bin  Vit Nam 116 5.2.4 Phân loi h tng thy na  Vit Nam 117 5.3 QUY HOCH H THNG CNG 119 5.3.1 Quy hoch h thng 119 5.3.2 Các yu t n quy hoch cng 119 5.4 CU TO CÔNG TRÌNH CNG 121 5.4.1 Cu to chung 121 5.4.2 c ca cng 122 5.4.3 t ca Cng 133 5.4.4 Các dng mép bn-nh s ng bn 135 TÀI LIU THAM KHO 139 1      1.1  1.1.1   tìm hi h tng giao thông vn tc ht chúng ta tìm hiu v khái ni h tng.  h tng hay còn gi là kt cu h tng là tên gi nhng tài sn vt cht và các ho phc v các nhu cu kinh t - xã hi ca mt quc gia. Khái ni h t i khái ni h tu kinh t chính tr hc Mác-Lênin. Khái nim thut ng  h tu kinh t chính tr hc Mác-Lênin có là tng hp các lng sn xut và quan h sn xut, hp thành kt cu kinh t ca xã hi. Khái ni h t m trong mi quan h vi king tng to nên mt hình thái kinh t xã hng vi nó. Khái ni h tng  c phân bi h tng k thu h tng xã h h tng k thut là h thng giao thông vn tng, vin thông, cp  s h tng xã hi là h thng nhà ng hc, bnh vin, trung tâm vui  y, c h tng giao thông vn ti là mt thành phn ca h th h tng k thut ca mt quc gia.  h tng giao thông vn ti ca mt qung bao gm: h tng b, h tng st, h tng không, h tng thy. H tng b bao gng b, b xe và hành lang an ng b. H tng st bao gng st, nhà ga, h thng thông tin tín hing st. H tng không bao gm tuyn hàng không, cng hàng không, sân bay quc t và na. H tnng thy bao gm h tng ng thy na và h tng hàng hi. H tng thu na bao gng thu na; cng, bn thu np giao thông và các công trình ph tr khác. H tng hàng hi bao gm các cng bin, các luông hàng hi u tàu bin. 1.1.2  H thng ng b 2 H thng b n nht so vi các h th h tng giao c s  n 1999  2006. Hin nay, mng b Vit Nam có khong 35.000 tuyng các cp có tng chi 250.000km. Nh s ta Chính phn 2000  2010, t l c làm m 53% ln 74%. Trên mng b, hin có khong 7.200 cu các long gn 80% s cu  trong trng thái tt, khong 30% s cu cc sa cha và nâng cp, và khong 20% s cu là cu có kh hp. Trên mng quc l có khong 2.200 cu và trên mng ng 630 cu là cu tm có ti trng khai thác thp. Trong mùa ng 500 cu b ngp không th c. H thng st H thng st  Vic bt i tuyn Sài Gòn  Nha Trang, n nay vi khong 2.600km. H thng ng st Vit Nam là h th ng s   hp 1000mm, có th phc v c khong 25 chuyn tàu mi ngày. H thng thông tin tín hing st khá là lc hu. T khai thác ca h thng st là 70-80km/h cho tuyn Hà Ni  H Chí Minh và Hà Ni  Hi Phòng, 40-70km/h cho tuyn Hà Ni  Lào Cai và Hà Ni  L H thng không Vit Nam hin có 21 sân bay, trng khai thác, 8 sân bay có ng  dài trên 3.000m có kh c các máy bay loi c trung tr  A320, Airbus A321 Ba sân bay Nng là các sân bay p nhn các chuyn bay quc t. H thng thy V đường thủy nội địa, Vit Nam có hai h thng sông ln phc v ng thy na.  min Bc, có 55 tuyng thy na vi tng chiu dài là 2.646km tp trung ch yu  ng bng sông Hng. Các tuyng thy na   b rng ti thiu khong 30-  sâu ti thiu khong 1,5  3,6m.  min Nam, có 80 tuyng thy na vi tng chiu dài là 2.818km tp trung ch yu  ng bng sông Cu Long. Các tuyng thy na   rng ti thiu khong 30- sâu ti thiu khong 2,5  4,0m. Các tuyng thy na t H Chí Minh tng bng sông Mê kông có th hong 24/24h, trong khi các tuyn còn li ch c phép hong vào bui ngày. Trên mng thy na có 7.189 cng và bng sông (122 cng), 4.809 cng hàng hóa (3.484 cng có giy phép hong), 2.348 bn khách ngang sông (1.005 bn có giy phép hong). V hàng hải, Vit Nam có 114 cng bic chia thành 8 nhóm cng. Các cng bin  Vit Nam u b gii hn v  c tàu cp cng, phn ln ch tip nh c các tàu  i 400-800 TEU (            i mn 20 ft (dài) × 8 ft (rng) × 8,5 ft (cao), khong 39 m³ th 3 tích) trong khi hong vn chuyn bin trên th gii s dng ph bin tàu  loi 1.000 TEU. Các cng Hi Phòng và Sài Gòn b hn ch  sâu khong 7-8m. 1.2   h tng giao thông vn ti là mt b phn quan trng trong kt cu h tng kinh t - xã hi h tng giao thông vn ti là tin  cho phát trin kinh t - xã hi, bo m an ninh, quc phòng ca mi quc gia.  h tng giao thông vn ti phát tring b, hin i s ng kinh tt, hiu qu ca nn kinh t, góp phn gii quyt các v xã hng an ninh và quc li, mt h th s h tng giao thông vn ti kém phát trin s là tr lc li vi s phát trin ca quc gia. Trên th gii hin nay, nhng quc gia phát tric có h thng  h tng giao thông vn ti phát tring b và hiu ht các quc gia  thng  h tng giao thông vn ti kém phát trin. Chính vì vy, vin  h tng giao thông vn ti  phc v mc tiêu phát trin kinh t - xã hng an ninh và sc mnh an ninh qua nhiu qun. Vai trò c th c h tng giao thông vn ti là:  Giúp cho quá trình phát trin kinh t - xã hn ra liên tc bng  Phc v nhu ci, sinh hot cn tin  To mi liên h kinh t - xã hi gic trên th gii  y hong kinh tng c tính thng nht nn kinh t  ng sc mnh quc phòng ca mc.  Vit Nam, vt cu h tc m ph t m h tng giao thông vn ti. Khong 2%  h tng giao thông và d kiu t 4-5% GDP n 2010-2030, là mt t l i chun quc t. S phát trin c h tng giao thông vn ti  Vit Nam trong thi các kt qu sau:  y phát trin m nghèo: nhiu nghiên cu khác nhau v ng ca phát tri h t h tng giao thông vn tn s phát trin  Ving t rng vic phát tri h tng  m ln  Vi giúp m ra nhii kinh doanh mi và to thun tin cho vic m rng kt ni kinh t gia các trung tâm phát trin kinh t và các khu vc ph cn nó. Ví d t c hành lang Hà Ni  Hi Phòng xut hin do có s hoàn thành d án nâng cp ng quc l 5.  Ci thin kh p cn: s phát trin giao thông vn ti dng b trong thp k cui ca th k o mt s ci thi kh p cn ca các h gia  Vi ng  khu vc nông thôn và min núi. 4  Kh  ci thin kh p cng b cùng vi s gia  dng xe máy trong th kh  giao thông ci dân so v  Hiu qu vn hành ca h thng: theo s liu th(2000- 2010), hong vn t tn hàng hoá; 9,9% v T.Km; 8% v hành khách và 9,6% v HK.Km. 5   2.1 KHÁI QUÁT   2.1.1  H th   ng b là h thng vn chuyn hàng hóa, hành khách bng các n vn t   thng b (hay còn gi là ng ô tô). Kt cu h tng ng b gng ô tô và các công trình trên ng. Cùng vi h thng thng b là mt hình thc giao thông c t ca loi. Ngày nay, h thng b luôn là h thng giao thông ph bin nht so vi các h thng giao thông khác là h thng st, h thng thy, h thng thi, h thng b  quan trng nht trong h thng giao thông ca mi quc gia trên th gii. So vi các h thng giao thông khác, h thng b có nhm sau:  ng nhanh;  Có th vn chuyn trc tip t ch lnh, không cn vn chuyn và bc d trung gian, tin li trong vn chuyn vi khong cách ngn;  Xây di vng st, có th thích ng va  thung c ng thi mt mng ng ô tô có th m bo công vic vn tn kh quc, k c o lánh nht;  T vn tng thy nhing cp cao có th i t vn tng st;  ng ôtô có th s dng hn hp cho nhiu lon vn ti (k c vn tin  Tuy nhiên, vic vn tng ôtô còn có nh  Do ti trng ch c ít, li tn nhiên liu nên giá thành vn chuyi vn tng sng thy, nht là không thích hp khi vn chuyn vi khng và khong cách ln.  Vn tng ôtô ph thuc rt nhiu vào trng, trng li chu ng rt ln ca thiên nhiên và thc trng khai thác. Nu khi thit k, thi công và bo ng sa chng không có các bin pháp thích h khc phc thì vic vn ti ng ôtô trong quá trình khai thác s   Do t phát trin ôtô nhanh v s ng và chng long ôtô và phm vi lân cng hu qu tai hi khác: 6  Tai nng ôtô không ngn thi và kinh t do tai nn n;  Chng ngày càng gim do bi, khí thi, ting n và ng;  Trên nhiu tuyng (nht là   có nhiu lon cùng tham gia ng ôtô), hing ùn tc giao thông tr nên ph bin khin cho t khai thác gim xung rt thp, làm cho giá thành vn chuy lên và làm m tin li vn có ca vic vn tng ôtô. 2.1.2  2.1.2.1 Vai trò đối với nền kinh tế, chính trị và đời sống xã hội  Xét v mt chính tr và qun lý xã hng ôtô thit thc phc v cho vic liên h gia trun   gia min xuôi vi mi c, liên h gia thành th vi nông thôn nhm bo tt vic thc hing li, chính sách cng c.  Vn t  ng ôtô là khâu ph  c m c trong trong s nghip công nghip hóa, hic, thit thc cho vic phc v xây dng các công trình xây dn, phc v sn xut  các khu công nghip và khai thác m.  ng trong ngành lâm nghip, trong s nghip xây dng nông thôn mi, phc v c lc cho công cuc phát trin kinh t n núi.  i sng xã hng trên mt trn phân ph thông, phc v vii tiêu th, phc v vii và các hoi khác. 2.1.2.2 Vai trò đối với an ninh quốc phòng  Trong công tác an ninh quc phòng, phc v s nghip bo v t quc, có th nói  c nht. Chính vì v ng ôtô là mt b phn không th thiu trong mi giao thông vn ti ca mc. 2.1.2.3 Vai trò kết nối các loại hình giao thông vận tải khác  Mng b t và kt ni gia các lot vai trò vô cùng quan trng làm cho các loi hình giao thông có th to thành mt mc d dàng, thun tin. 2.1.3  2.1.3.1 Mục đích phân cấp đường bộ Vic phân cp hng cng là mt vic làm cn thi to thun li cho các nhà k thut và các nhà qun lý trong vic tìm ting nói chung trong mi hong xây dng và khai thác ng. Hin nay, có rt nhiu cách phân cng khác nhau, mm riêng nhm phc v các m  Thit lp h thng mang tính thng nht và logic, bao gm tt c các long nhm ng yêu cu phc v vn ti và tu kin cho các cp qun lý mt cách hiu qu. [...]... trên dƣới 5cm; Đòi hỏi độ bằng phẳng mặt đƣờng cao (mặt đƣờng cao tốc và đƣờng cấp cao về tốc độ tính toán);   Tầng móng là vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ có thể lan truyền nứt lên phía trên Tầng móng chỉ chịu lực thẳng đứng (do lực ngang tắt nhanh trong phạm vi tầng mặt) Nhiệm vụ của tầng móng là truyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyền đến nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất... 2737-1995 Quy phạm trang bị điện 11 TCN 18,19,20,21:2006 Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đƣờng, đƣờng phố và quảng trƣờng đô thị TCXDVN 259:2001 14 Tên quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị - Tiêu chuẩn thiết kế Ký hiệu TCXDVN 333:2005 Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện TCVN 4756:1989 Quy phạm an toàn lƣới... đƣợc áp lực của tải trọng xe chạy xuống nền đất trên một diện tích rộng khiến cho nền đất ít phải tham chịu tải Áo đƣờng bê tông xi măng thuộc loại cứng, cƣờng độ chịu uốn và mô đun đàn hồi của tầng mặt bê tông rất cao và thực tế không thay đổi theo nhiệt độ và độ ẩm Với tầng mặt bê tông, tầng móng và nền đất ít tham gia chịu tải; tuy nhiên, nhƣ trên đã nói, vai trò của tầng móng ở đây là để duy trì... tạm Thời hạn giữa 2 lần đại tu (năm) 8-10 năm Thời hạn sửa chữa vừa (năm) 5 5 5 2-3 2-3 2-3 0.5-1.0 Áo đường cấp cao A1: là loại đáp ứng yêu cầu không phát sinh biến dạng dƣ dƣới tác dụng của tải trọng xe chạy, tức là loại áo đƣờng này chỉ cho phép làm việc hoàn toàn trong giai đoạn đàn hồi, do đó nó đảm bảo duy trì đƣợc chất lƣợng khai thác cao, xe chạy an toàn với tốc độ cao, kéo dài thời hạn giữa... nhân lực và cơ giới hóa một phần: sử dụng nhân lực và các công cụ cầm tay hoặc một số thiết bị máy móc đơn giản để thi công; thích hợp với công trƣờng không có máy móc làm đƣờng, có khối lƣợng công tác nhỏ, có điều kiện thi công khó khăn không thể vận chuyển thiết bị cơ giới, địa điểm phân tán, hoặc một số công tác đòi hỏi phải thi công thủ công  Thi công bằng cơ giới: sử dụng các thiết bị cơ giới nhƣ... hình 2-15 Hình 2-15 Cấu tạo các tầng lớp trong kết cấu áo đƣờng Tầng mặt là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của bánh xe (có lực thẳng đứng và lực ngang lớn) và ảnh hƣởng của các nhân tố thiên nhiên (mƣa, bức xạ thay đổi làm thay đổi nhiệt độ) Để chịu đƣợc các tác dụng này, tầng mặt đòi hỏi phải đƣợc làm bằng các vật liệu có cƣờng độ và có sức liên kết tốt Ngoài ra tầng mặt thƣờng dùng vật liệu kích... ra tầng mặt thƣờng dùng vật liệu kích cỡ nhỏ hoặc vừa để giảm phá hoại bong bật do tác dụng của lực ngang Nếu sức liên kết của vật liệu tầng mặt không đủ so với tác dụng xe chạy (khi cƣờng độ vận tải lớn ) thì tầng mặt còn đƣợc làm thêm lớp hao mòn và lớp bảo vệ để hạn chế bớt tác dụng xung kích, xô trƣợt, mài mòn trực tiếp của bánh xe và các ảnh hƣởng xấu khác của thiên nhiên xuống lớp mặt phía dƣới... thử  Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu Bảng 2-7 liệt kê một số tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật thƣờng đƣợc sử dụng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông đƣờng bộ Bảng 2-7 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật thƣờng đƣợc sử dụng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông đƣờng bộ Tên quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật Ký hiệu QUY CHUẨN KỸ THUẬT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Quy hoạch xây dựng QCVN... đi nên để tiết kiệm, tầng móng có thể gồm nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau có cƣờng độ giảm dần từ trên xuống Do không chịu tác dụng phá hoại bề mặt nhƣ ở tầng phủ nên vật liệu làm các lớp này không yêu cầu cao nhƣ với tầng phủ mà có thể cấu tạo chúng bằng các vật liệu rời rạc kích cỡ lớn (cấp phối đá dăm, cấp phối sỏi cuội ) hoặc chịu bào mòn kém (nhƣ các lớp đất gia cố vô cơ ) Trƣờng hợp đƣờng... nặng 1 : 1,00 1 : 1,25 CHÚTHÍCH: Với nền đào đất, chiều cao mái dốc không nên vƣợt quá 20 m Với nền đào đá mềm, nếu mặt tầng đá dốc ra phía ngoài với góc dốc lớn hơn 25 o thì mái dốc thiết kế nên lấy bằng góc dốc mặt tầng đá và chiều cao mái dốc nên hạn chế dƣới 30 m Khi mái dốc qua các tầng, lớp đất đá khác nhau thì mái taluy phải đƣợc thiết kế có độ dốc khác nhau tƣơng ứng, tạo thành mái taluy đào kiểu . 22TCN 61 - 1984   ng cao tc  Yêu cu thit k TCVN 572 9-9 7  -  TCVN 405 4-8 5  -  TCVN 405 4-9 8  -. 259 -2 000 22 TCN 25 9-2 000       ,    22 TCN 262 - 2000         22TCN 263 - 2000 22 TCN 26 3-2 000. TCN 24 4-9 8  22 TCN 24 8-9 8  22 TCN 22 1-9 5  -  20 TCN 2 1-8 6 TCXD