đồ án thiết kế đường qua hai điểm l - q

Trang 1

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH CHUONG I:

GIGI THIEU TINH HINH CHUNG CUA KHU VUC XAY DUNG TUYEN DUONG

œs LH]

1 NHŨNG VẤN ĐỀ CHUNG:

Trong những năm gần đây đất nước ta phát triển rất mạnh mẽ nhờ có

chính sách mở cửa và đầu tư hợp lý dẫn đến nhu cầu vận chuyển hành

khách và hàng hóa ngày càng tăng, trong khi đó mạng lưới đường bộ ở nước ta còn nhiều hạn chế chưa đáp ứng kịp nhu cầu và lưu lượng xe lưu thông hiện nay Phần lớn còn sử dụng đường cũ và việc mở rộng số lượng đường làm mới còn hạn chế

Mặt khác, giao thông vận tải là một lĩnh vực quan trọng của hệ thống cơ sở hạ tầng nói riêng và là nền tảng của sự phát triển nói chung Nó là

một ngành kinh tế đặc biệt quan trọng, trong quá trình sản xuất nó không

làm tăng giá trị sử dụng của hàng hóa mà chỉ tham gia vận chuyển hàng hoá từ nơi này sang nơi khác

Vận tải đường bộ, chủ yếu là đường ôtô là một bộ phận rất quan trọng và phổ biến nhất của ngành vận tải Nó có những đặc điểm sau:

+ Tính cơ động cao, và vận chuyển trực tiếp không cần qua các

phương tiện vận chuyển trung gian

+ Đồi hỏi đầu tư ít hơn đường sắt, vượt được nhiều địa hình khác nhau trên bộ đến cácvị trí có địa hình hiểm trở Vì vậy, ngoài vấn để kinh tế thì về mặt chính trị, an ninh quốc phòng; đây là ngành vận tải đặc biệt quan trọng

+ Tốc độ vận chuyển khá lớn, nhanh hơn nhiều so với đường thủy

+ Cước phí vận chuyển thấp hơn nhiều so với đường hàng không trong thực tế những năm gần đây nhu cầu vận tải của cả nước ngày một lớn, điều này tỷ lệ với lưu lượng tham gia vận tải ngày càng cao

Qua đó việc xây dựng mới tuyến đường A - B thuộc Tỉnh Bình Phước là chủ trương hoàn tồn hợp lí, và vơ cùng cần thiết

2 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN:

2.1 Đặc điểm về địa hình, địa mạo: a Địa hình:

Tuyến đường A - B thiết kế chạy theo hướng (Tây Bắc - Đông Nam), điểm bắt đầu từ A có cao độ (75m) và điểm kết thúc tại B có cao độ (65.56m), khoảng cách theo đường chim bay dài khoảng 7.7 Km Địa hình tuyến đi dọc theo triển đổi tương đối bằng phẳng

Trang 2

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

b Dia mao:

Tuyến men theo triển đổi xung quanh chủ yếu rừng cây nhỏ và đổi cỏ

ở khu vực gần sông, dân cư sống thưa thớt nên ảnh hưởng rất ít đến việc đền bù giải tỏa

2.2 Đặc điểm về địa chất:

Địa chất vùng tuyến đi qua tương đối ổn định, trên suốt chiểu dài tuyến tầng mặt là lớp đất hữu cơ dày từ 10 em — 50 cm, tiếp theo là lớp á cát lẫn sỏi cuội chiều dày bình quân từ 1.5m —- 5m Dưới cùng là lớp đá gốc và cdi cuội có cường độ cao tương đối ổn định và hầu như không bị xâm thực Khu vực tuyến đi qua không có hiện tượng đá lăn hay sụt lở

2.3 Vật liệu xây dựng:

Nguồn nguyên vật liệu dùng để xây dựng tuyến đường chủ yếu như: đá cát đất đắp nên rất sấn và phong phú tại khu vực Do vậy, cần khai thác và tận dụng tối đa các loại vật liệu địa phương sẵn có thì giá thành xây dựng tuyến sẽ giảm đáng kể do cự ly vận chuyển ngắn

Các loại vật liệu khác như: gỗ, tre, nứa dùng làm lán trại, cốt pha và các công trình phụ khác thì khu vực tuyến đi qua cũng tương đối nhiều

Còn các vật liệu như: xi măng, sắt thép gạch được vận chuyển từ đầu tuyến

2.4 Đặc điểm về Địa chất - Thuỷ văn:

Trên tồn tuyến khơng có nước ngầm, tuyến băng qua một vài suối

không lớn lắm, đồng thời do đặc điểm về địa hình nên suối chỉ có nước vào

mùa mưa lũ còn về mùa khô xem như cạn kiệt Điều này cho thấy rất thuận lợi cho việc thi công xây lắp vào mùa khô

Địa chất bờ suối ổn định, không bị sói lở 2.5 Đặc điểm về khí hậu:

Khu vực tuyến đi qua là vùng đổi núi có khí hậu nhiệt đới gió mùa nắng nhiều, mưa ít thuộc khu vực mưa rào XIII Chiu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc - Tây Nam từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau và gió tây nam từ tháng 5 đến tháng 10 - Các chỉ tiêu khí hậu: > Nhiệt độ không khí: _ Nhiệt độ cao nhất: 36°C Tháng nóng nhất: từ tháng 7 đến tháng 8 Nhiệt độ thấp nhất: 18°C v Các tháng lạnh nhất trong năm: từ tháng 12 đến tháng 1 > Mua:

* Lượng mưa nhiều nhất trong tháng là 400.3mm x Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng là 29 ngày

Trang 3

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q

> Gio:

Bảng thông kê tần suất gió trong năm:

Trang 4

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH

Trang 7

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUÂN VINH

Trang 8

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH

BIEU BO HOA GIO A 2.6 Tình hình dân sinh:

Đây là tuyến đường liên tỉnh xây dựng nhằm phát triển kinh tế vùng cao của tỉnh Do dân sinh đọc tuyến còn thưa thớt nên giảm được chi phí đển bù giải tỏa Lực lượng công nhân đồi dào, việc đi lại thuận lợi Đây là lực lượng lao động phổ thông rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến

= Kết luận: Việc thi công tuyến A-B rất thuận lợi Khi thi công nên tránh những tháng vào mùa mưa

Trang 9

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI DIEM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH

CHUONG II:

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU CUA TUYEN DUONG

œs KH] mò

1 XÁC ĐỊNH CAP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG:

-Việc lựa chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường, được dựa theo những yếu tố sau:

+ Chức năng của tuyến đường trong mạng lưới giao thông + Lưu lượng xe thiết kế( lưu lượng xe chạy ở năm tương lai ) + Địa hình khu vực tuyến đi qua

- Việc lựa chọn cấp hạng kỹ thuật nhằm mục đích sao cho tuyến đường sau khi hoàn thành sẽ đạt hiệu quả cao về kinh tế và phục vụ tốt nhu cầu vận chuyển, giao thông trong thành phố

1.1 Số liệu thiết kế ban đầu:

- Tỷ lệ bình đồ: 1/10.000 - Cao độ: Điểm L: 55.5m Điểm Q: 45m

- Độ chênh cao 2 đường đông mức: Ah = 5m

- Lưu lượng xe co quy đổi năm thứ 15: N¡s= 3590(xcqđ/ngđ) - Mức tăng xe hàng năm: p = 5% - Thành phần xe chạy: Xe con M-2I: 13% Xe tải nhẹ GAZ-51A: 43% Xe tải vừa ZIL-130: 36% Xe tải nặng MAZ-200: 8% 1.2 Xác định cấp hạng kỹ thuật:

- Lưu lượng xe thiết kế : lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ

các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính

cho năm tính toán tương lai Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với đường cấp I và II; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với đường cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo

Với t= 15nim: N,,= 3590(xcqđ/ng.đ)

Dựa vào lưu lượng xe tính toán được và theo Bảng 3 TCVN 4054-

05, ta chọn cấp kỹ thuật của đường là cấp II, và lưu lượng xe thiết kế cho năm tương lai là N¡s = 3590(xcqđ/ngđ)

Trang 10

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH 1.3 Xác định tốc độ thiết kế:

- Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khó khăn Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường Tốc độ lưu hành cho phép phụ thuộc tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông ) - Tốc độ thiết kế các cấp đường dựa theo điều kiện địa hình Việc phân biệt địa hình được phân biệt dựa trên cơ sở đốc ngang phổ biến của sườn đổi, sườn núi như sau : Đồng bằng và đổi < 30%, núi > 30%

- Theo Bang 4 - 22 TCN 4054-05, đối với đường cấp thiết kế là cấp HI, địa hình là khu vực miễn núi = > Tốc độ thiết kế Vụ, = 60

(Km/h)

2 XAC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU:

- Các chỉ tiêu kỹ thuật được tính toán dựa vào tốc độ xe chạy thiết kế, mà ta đã tính được ở trên Trong thiết kế, ta dùng tốc độ này để tính: độ đốc dọc cho phép, tâm nhìn xe chạy, bán kính tối thiểu đường cong nằm và đường cong đứng, độ mở rộng đường cong, bề rộng phần xe chạy Ta tính toán các chỉ tiêu này với tốc độ thiết kế đã tính được ở trên là vụ =

60km/h

2.1 Xác định độ dốc dọc tối đa imax của tuyến đường:

- Việc xác định độ dốc dọc là rất quan trọng vì độ dốc dọc có ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành xây dựng, chủ yếu là qua khối lượng đào đắp Nếu độ dốc dọc càng lớn thì chi phí khai thác vận doanh càng tốn kém, lưu lượng xe càng nhiều thì chi phí mặt này càng tăng

- Đường đi qua khu dân cư không nên làm dốc dọc quá 4% Dốc dọc trong hầm không lớn hơn 4% và không nhỏ hơn 0.3% Trong đường đào độ dốc dọc tối thiểu là 0,5%( khi khó khăn là 0,3% và đoạn dốc này không kéo dài quá 50m)

- Độ đốc dọc tối đa tra Bảng 15 - Điêu 5.7.3 - TCN 4054-05 ứng với đường cấp III, địa hình vùng núi có tốc độ tính toán: Vụ = 60 km/h là 7% Tuy nhiên việc chọn đô dốc dọc sao cho tối ưu nhất còn phải tùy thuộc vào địa hình lưu lượng, thành phần xe chạy, vận tốc xe chạy và giá thành - Độ dốc dọc im;„ được xác định dựa vào 2 điều kiện: keo ;bam max *Íkeo ings = min(

2.1.1.Diéu kién siic kéo i',:

- Xét cho trường hợp xe lên dốc, theo điều kiện cần ta có:

Dynax = fy + imax

=> imax = Dax — fy

Trang 11

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH Trong đó:

Dmax : Nhân tố động lực của ô tô, nó đặc trưng sức kéo trên 1 đơn vị trọng lượng của xe, tra từ biểu đồ ứng với vận tốc

tính toán (trang 20 sách “Thiết kế đường ô tô” của Đỗ Bá Chương) f : Hệ số sức cẩn lăn, phụ thuộc vào: + Tốc độ xe chạy + Độ cứng của lốp xe + Độ bằng phẳng và độ cứng mặt đường f, : Được xác định theo công thức sau: fy = f,[1 + 0.01(v — 50)]

Chọn loại mặt đường là BT nhựa trạng thái sử dụng tốt Tra bảng (2-1)/15 sách “Thiết kế đường ô tô” của Đỗ Bá

2.1.2 Điều kiện sức bám của xe ¡°“":

- Theo điều kiện đủ để xe chuyển động, ta cần phải xét điều kiện

về sức bám của bánh xe ô tô với mặt đường nhằm tránh cho bánh xe bị

quay tại chỗ hay bị trượt theo quán tính làm mất tay lái Do vậy sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám lớn nhất giữa 2 bánh xe ô tô với mặt đường

- Ta có điều kiện sau:

P,<G.g.m (*) Trong đó:

P„: Sức kéo ô tô

G: Trọng lượng của ô tô có hàng (Kg) Tra bảng (3 -12) “Sổ tay thiết kế đường ô tô)

Trang 12

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH m: Hệ số trọng lượng bám thường lấy m = 0.7 — “S6 tay thiét kế đường ô tô” trang 46 Từ (*) ta có: T com eS Đ=—E: -p<gm—Tx G G G Mat khac, ta c6: D= imax + fy > imax = D - fy Suy ra: Po Tưng =m Sh Trong đó:

ọ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, được xác định ở

Bảng 2.2/ trang 26 /Sách thiết kế đường ôtô(Thầy Đỗ Bá Chương); trong điều kiện ẩm và bẩn (điều kiện bất lợi nhat)), @ = 0.3

f, : Hé số sức cẩn lăn

P„ : Lực cẩn cửa không khí khi xe chạy được xác định theo công thức II.3, trang 12 - Giáo trình công trình giao thông (của Thầy Nguyễn Văn Mùi): 2 P= Kx Fx 13 Trong đó: K: Hệ số sức cẩn không khí; K = cxp (N.s’/m‘)

c : Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào hình dạng va độ trơn bể mặt thân xe

p: Mật độ không khí ở độ cao mực nước biển, p = 0.125 (N.s”/m))

E: Diện tích hình chiếu của xe lên mặt phẳng vuông góc với

hướng xe chạy có thể xác định gần đúng theo các công thức sau:

"_ Đối với xe con hiện dai: F = 0.8xBxH " _ Đối với xe buýt và xe tải: F= 0.9xBxH Trong đó :

B và H: Chiều rộng và chiểu cao lớn nhất của thân xe

Trang 13

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Gaz-51A 0.54 3 60 448.6 Zil-130 0.69 4 60 764.3 Maz-200 0.70 6 60 1163.1 Loại xe m Py G P,/G 9 P, Dinax f, max M-2I 07 | 208.8 1875 0.111 0.3 393.75 0.099 | 0.022 | 0.077 Gaz-5IA | 0.7 | 448.6 | 5350 | 0.084 0.3 1123.5 0.126 | 0.022 0.104 Zil-130 0.7 | 764.3 9525 0.08 0.3 2000.25 0.13 | 0.022 0.108 Maz-200 | 0.7 | 1163.1 | 13625 | 0.085 0.3 2861.25 0.125 | 0.022 | 0.103

- Ta chon i22”"= 0.104 theo imax cla xe Gaz-51A do xe này chiém uu

thế trong lưu lượng giao thông trên đường

- Theo thành phần xe chạy, thì xe Gaz-51A chiếm tỷ lệ lớn, nên ta chọn i„„„ theo xe Gaz-5IA làm 7

i, = min (j2 57%") = min(0.019;0.104)

=> i* =0.019 = 1.9%

Tuy nhiên với độ dốc dọc như trên thì gặp nhiều khó khăn trong thiết kế với địa hình miền núi nên ta chọn theo Điều 5.7.3 - TCN 4054- 05: Chon imax = 7%

2.2 Xác định tâm nhìn xe chạy:

- Nhất thiết phải bảo đảm chiều dài tầm nhìn trên đường để nâng cao độ an toàn chạy xe và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế Các tầm nhìn được tính từ mắt lái xe có chiều cao Im bên trên phần xe chạy, xe ngược chiều có chiều cao 1.2m, chướng ngại vật trên

mặt đường có chiều cao 0,Im

2.2.1 Xác định tâm nhìn một chiều (Tâm nhìn hãm xe):

- Là đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật,

sau đó thực hiện hãm phanh và dừng xe cách vật cản một đoạn an toàn (lạ: = 5m)

- Sơ đồ tính toán tầm nhìn một chiêu:

Trang 14

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH cà ¬ 1 + Chiều dài tầm nhìn được xác định: S,=L, +S, + Lo Trong đó: L¡: Quãng đường xe chuyển động ứng với thời gian phản ứng tâm lý I giây

Lạ: Khoảng cách an toàn, lấy Lạ = 5.0m

Š¡ : Quấng đường ôtô đi được trong quá trình hãm xe được xác định: _—_ kx V? "` 254x(g+i) Với k: hệ số xét đến hiệu quả của bộ phận hãm phanh đối với xe tai, k=1.3

V: Vận tốc thiết kế của xe, V = 60Km/h

ọ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, @ = 0.5(giả sử mặt đường bê tông nhựa ở điều kiện bình thường)

¡: Độ dốc dọc của đường trong điều kiện bình thường, lấy iạ = 0,07 (trường hợp bất lợi nhất là khi xe chạy xuống dốc lấy dấu (-)) Vậy: V kxV? 60 1.3 60° ==—†+——_¬†+LÈ;=——+———ề 3.6 254x(œ+i) 3.6 254x(0.5—0.07) => chọn S¡ = 65(m) Theo Bảng 10 - Điều 5.1.1 - TCN 4054-05, ta chọn S; = 75m để thiết kế +5=64.52(m)

2.2.2 Xác định tầm nhìn thấy xe ngược chiều:

- Tâm nhìn thấy xe ngược chiểu là đoạn đường để hai xe chạy ngược chiểu trên cùng một làn xe và hai tài xế cùng nhìn thấy nhau, cùng thực hiện hãm phanh và dừng lại cách nhau một khoảng an toàn

đu)

Trang 15

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

- Tam nhin thay xe ngugc chiéu dude xét cho dudng cap thap 1 lan

xe hoặc đường 2 làn xe không đủ rộng.( giả thuyết 2 xe có cùng vận tốc tính toán): | 1 S =L; + Si + Spo + Lo

Tuy nhiên do tính cho cùng một loại xe chạy cùng một vận tốc

nên §; được xác định theo công thức (3-16) trang 48 “Sổ tay thiết kế đường ô tô” Với các trị số được lấy như trên, ta tính được: S=J—+ kx" Xo | +L, = 00 4 13% 60° «05 - +5=113.5(m) “18 127xlpˆ-¿ 1.8 127x(0.5° —0.07°) Ta chon: Sj = 115(m) Theo Bang 10 - Điều 5.1.1 - TCN 4054-05, ta chon S, = 150(m)

2.2.3 Tâm nhìn vượt xe:

- Tầm nhìn vượt xe là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe

con vượt qua xe tải đi cùng chiểu ở phía trước bằng cách đi qua làn xe

chạy ngược chiểu và quay trở về làn xe củ an toàn trong điều kiện có xe chạy ngược chiều khi thực hiện vượt xe

Trang 16

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH VV (Vo, kx 120-60 3.6 254x0.5 = t+ ”W-V, \3.6 254xợø, => S,, = 541.2(m) Ta chon S,,= 550(m) Theo Bảng 10 - Diéu 5.1.1 - TCN 4054-05, ta chon S,, = 750(m) 2.3 Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất: - Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất được xác định theo công thức 2 +, +2t,)= Em Em? 54203) sau: u= r =i, VA Mog Ve; : gxR we oR, rR -—_ 8X (Ugax + dicmar ) Trong đó: R: bán kính đường cong nằm (m) V: vận tốc xe chạy (m/s) g: gia tốc trọng trường (m/s’) in: độ dốc ngang của mặt đường

u: Hệ số lực đẩy ngang, được chọn theo 3 điều kiện sau:

Không bị trượt ngang; không bị lật quanh một điểm; êm thuận cho

hành khách và theo điều kiện về chỉ phí vận chuyển

e u<0.10: Cho các trường hợp đặt đường cong bằng không gây ra chi phi xây dựng lớn, nghĩa là trong

điều kiện bình thường

e <0.15: Cho các trường hợp phải đặt đường cong Ra¡a để giảm chỉ phí xây dựng, nghĩa là trong điều kiện địa hình khó khăn

e u<0.20: Cho các trường hợp đặc biệt khó khăn phải thiết kế đường cong bằng có bán kính nhỏ để giảm chi phí xây dựng các đường cong ở các nút giao thông trong đường thành phố Trong trường hợp này đường tương đối sạch và cần thiết phải cấu tạo đường có độ nhám cao

Từ các điểu kiện trên, kiến nghị chọn I = 0.15 Vậy đường

cong nằm được xác định như sau:

2.3.1 Khi có siêu cao:

- Bán kính đường cong nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế là

Ran:

127x (z„ +i sc max )

min

Trang 17

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Trong đó:

V: vận tốc xe chạy (Km/h)

1smax: Độ dốc siêu cao lớn nhất (%), ứng với vận tốc Vụ

= 60 Km/h, theo Bảng 13-Điều 5.5.1-TCN 4054-05, ta được: i,.„ạy = 7% đảm bảo điều kiện xe không bị trượt về phía tầm nhìn

Khi đó:

R, =—— ©0 —12885m=> R„jy= m= 127x(0.15+0.07) 130(m)

Theo Bang 11-Diéu 5.3.1-TCN 4054-05, thì bán kính đường

cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao 7% là: R„¡ạ = 125(m) 2.3.2 Khi không có siêu cao:

V2

Với

iạ: dốc ngang của mặt đường Chọn ¡ạ = 2% (Bang 9 - TCN 4054-05) với mặt đường bê tông nhựa và do không bố trí siêu cao nên mặt cắt ngang làm hai mái

uụ =0,08 :hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạy

_ 60°

“© 127x(0.08- 0.02) Ta chon Ro = 500(m)

Theo Bang 11 - TCVN 4054 -05 ứng với đường cấp III, Vụ =

60 km/h thi R"™” = 1500m => ta chon R™" = 1500m để thiết kế ‘ose ‘ose

Khi đó: R = 472,44m

2.4 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm

nhìn ban đêm:

- Về ban đêm tầm nhìn S cửa người lái xe phụ thuộc vào góc phát sáng theo phương ngang của đèn thường với đèn pha hiện đại œ

=2°

Ta có: R,, = 90x S _ 90x 75 3.14xa@ 3.14x2

Với S = St = 75m: tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định 2.5 Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp :

- Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi: - Bán kính từ œ chuyển sang bằng R =1075m 2 2+3 ¬ ^ - Luc li tam từ chổ băng không đạt tới giá trị —: & - Góc œ hợp thành giửa trục bánh trước và trục xe từ chổ bằng

không (trên đường thẳng) tới chổ bằng ơ (trên đường cong)

- Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và

hành khách Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực ly tâm,

Trang 18

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

về góc œ, và về cảm giác của hành khách cân phải làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn Khi vận tốc thiết kế

vtk => 60km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược lại

- Điều kiện 1: đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (làm cho hành khách không cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong) L PP `— “47*I*R Trong đó: V: Vận tốc tính toán, V = 60Km/h R: Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất (m), R = 125m I: độ tăng gia tốc ly tâm cho phép Theo TCVN lấy I= 0.5 (m/s`) L.= 60° “47x 0.5x125

- Điều kiện 2: đủ để bố trí đoạn nối siêu cao

Đoạn nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp từ độ đốc ngang của mặt đường có hai mái nghiêng sang độ dốc có siêu cao Đoạn nối siêu cao có tác dụng để bố trí siêu cao Chiểu dài đoạn nối siêu cao được xác định theo công thức : S= =73.5m (B+A)xi, tạ ` ¬ Trong đó : i¿ : độ dốc siêu cao, phụ thuộc bán kính thiết kế, ở đây, chọn bán kính thiết kế là R =125m, do đó, theo Bảng 14 - TCVN 4054 - 05, chọn i,, = 7%

ip : độ dốc dọc phụ(độ dốc nâng siêu cao), ứng với vụ = 60km/h, ta chon d6 d6c doc phu i, = 0.5%

B: Bé réng phan xe chay(m); theo Bảng 7- Điều 4.1.2-TCN 4054-05, chon B = 6(m) A: Độ mở rộng phần xe chạy (m) ; theo Bảng 12 - Điều 5.4.1- TCN 4054-05, ứng với bán kính R =125(m), ta có A = 0.9(m) 6+0.9)x7% S=Lyse = ( oS)

Vay ta chon Lage = 100(m)

- Điều kiện 3: Đường cong chuyển tiếp cắm theo phương trình Clotoit nên chiểu đài đường cong chuyển tiếp phải thỏa điều kiện :

A> JRXL,, = V125x73.5 = 95.85m

A> - TỔ — 4 1,61m 3 3

=96.6m

Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên Từ đó, ta có:

Trang 19

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

9= =100m

S=L, =73.5m

A=95.85m A=41.67m

- Khi 2 đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ dài để bố trí 2 đường cong chuyển tiếp Công thức tính như sau :

m> th

2

Với L¡, Lạ : chiéu dai 2 dudng cong chuyén tiếp kế tiếp nhau Với

L¡ = Lạ = Lcr = I00m như trên, thì ta có:

„>2 Ủ +1; — 100+100

2 2

- Như vậy, thì đoạn chêm phải có giá trị m > I00(m) để có thể bố trí 2

đường cong chuyển tiếp có giá trị L„ = 100m kế tiếp nhau 2.6 Xác định bán kính các đường cong đứng:

- Khi hai đoạn tuyến cùng một đỉnh trên trắc dọc có độ dốc dọc khác nhau sẽ tạo một góc gãy Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt đọc,

người ta phải dùng các đường cong đứng để xe chạy điều hòa, thuận lợi,

bảo đảm tầm nhìn ban ngày và ban đêm, đảm bảo hạn chế lực xung kích,

lực li tâm theo chiều đứng

- Các chỗ đổi dốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế > 60 Km/h I6n hon 2% khi tốc độ thiết kế < 60 Km/h) phải nối tiếp bằng các đường cong đứng (lôi và lõm) Bán kính đường cong đứng phải chọn

cho hợp với địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy và mỹ quan cho đường

đồng thời phải thỏa giá trị ghi trong Bảng 19 TCVN 4054-05 2.6.1.Xác định bán kính đường cong đứng lôi tốt thiểu:

- Bán kính đường cong lôi xác định từ điều kiện đẩm bảo tầm nhìn

của người lái xe trên mặt đường theo công thức: L,, = max => Le, =100(m) =100(m) „ S? + Tầm nhìn | chiéu: am nnin cnieu Rin = 2d, x ` li — S; + Tầm nhìn 2 chiều : Rain = 8d,

Với: dị, dạ : Chiểu cao tầm nhìn của người lái xe so với mặt đường của ôtô 1 và ôtô 2

Trang 20

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Theo d6, ta chon R*' =2400(m)

Theo Bảng 19- Diéu 5.8.2 - TCN 4054-05, với vận tốc 60km/h, ta có:

Rị" = 2500(m) ( tối thiểu tới hạn)

Rị = 4000(m) ( tối thiểu thông thường)

Vậy chọn R' =2500(m) Tuy nhiên, ta nên sử dụng bán kính tối thiểu

thông thường để thiết kế

2.6.2 Xác định bán kính đường cong đứng lõm tốt thiểu:

- Để xác định bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu, ta dựa vào 2

điều kiện sau:

- Điều kiện 1: đảm bảo không gãy nhíp xe do lực ly tâm gây ra om Ve mo 13xa] Trong đó: [a] =0.5(m/s?): gia tốc ly tâm cho phép (Theo TCVN 4054-05) = 13x0.5 - Điều kiện 2: đảm bảo tầm nhìn về ban đêm : lom = $ mm 2x(h, +S, xtga) Với : S,= 75m: chiéu dai tam nhìn trước chướng ngại vật cố định

;=2" góc chiếu sáng của đèn ô tô theo phương đứng

hạ = 0.75 m (độ cao đèn xe con so với mặt đường, lấy

theo trang 63 Sách Thiết kế đường ôtô- Thầy Đỗ Bá Chương)

tom — Se _ 75?

mm 2*(h, +S,*sina) 2*(0,75+75*sin2)

- Từ 2 điều kiện trên, ta chon R”” = 835(m) Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì:

Rj?””= 1000 m (tối thiểu tới hạn) R„= 1500 m (tối thiểu thông thường) min

Ta chon R°” =1000 m, nhưng khuyên nên sử dụng bán kính ‘min = 835m

đường cong đứng lõm tối thiểu thông thường để thiết kế

2.7 Xác định khả năng thông hành xe và các kích thước ngang của đường:

Trên cơ sở khả năng phục vụ của tuyến đường và điều kiện địa hình

ta chọn sơ bộ mặt cắt ngang có dạng:

Trang 21

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Bề rộng mặt đường (Bm) aA Lễ đường (BI) Phan xk chay (B) Lễ đường (Bl) lige ikge lục E——————— —] _—®“1T— | ——— | Likge

2.7.1 Xác định năng lực thông hành của một làn xe và số làn xe: - Khả năng thông xe tức là số lượng xe tối đa có thể chạy qua một mặt cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian, thường được biểu thị bằng xe/h Khả năng thông xe lớn có nghĩa là số xe có thể chạy qua

được nhiều, thỏa mãn được yêu câu lưu lượng xe lớn

- Khả năng thông xe phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn, và số làn xe Xác định khẩ năng thông xe của một làn khi không xét đến khoảng cách hãm xe trước N= 7 1 +1, +>—— + Vt 2g(9+ f +i) Trong d6: V = 60 Km/h ( vận tốc xe chạy) 1, = 12m (chiéu dai xe tai) l¿= (3-5m) khoảng cách an toàn Chọn lạ = 5m f = 0.02 (hé số sức cẩn lăn)

1 = 7% ( xét trong trường hợp khó khăn khi xe lên dốc) @ =0.2 (hệ số bám phụ thuộc vào loại mặt đường, xét trong điều kiện khó khăn)

Trang 22

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH N cdgio

TT VN

Trong đó:

nj: SO lan xe yéu cau

Neagia : Luu lượng xe thiết kế giờ cao điểm Theo Điều

3.3.3.2- TCN 4054-05 lấy : Neagis = (0.10 + 0.12)xNibna = 0.12* 3590 = 43 1(xcqd/h)

Ith

Z : hệ số sử dụng năng lực thông hành, theo Điều 4.4.2- TCN 4054-05, ứng với V = 60km/h cho địa hình vùng núi, ta có Z = 0.77 =—_#°L_ ~0.56 làn 0.77x1000 Do số làn xe chạy thường chọn là số chẵn nên Nị, = I My lan

- Theo Bang 7 - TCVN 4054-05, với đường là cấp III, tốc độ thiết kế là V = 60km/h => Số làn xe dành cho xe cơ giới là 2 làn

2.7.2 Các kích thước ngang của đường: - Bể rộng | lan xe:

+ Bể rộng làn xe chạy được tính theo công thức (3.68a) — “Sổ tay thiết kế đường ôtô”:

g-”†°€ +x+y

Với:

B: Chiều rộng làn xe chạy (m)

b: Bề rộng thùng xe (m) c: Cự ly giữa hai bánh xe

x: Khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh

(m)

Trang 23

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH y: Khoảng cách giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m) Từ công thức kinh nghiệm, ta có: x=y=0.5+0.005xV trong đó : V: Vận tốc thiết kế, V = 60 Km/h > x=y=0.5 + 0.005* 60 = 0.8(m)

- Do tốc độ thiết kế là 60 Km/h nên chọn xe có kích thước lớn nhất để thiết kế Ở đây xe lớn nhất là xe tải trục 10T với : b = 2.56m ; c

=1.92m

Vay chiéu rong mét lan xe chay 1a :

_ 2.56 +1.92

B +0.8 + 0.8 =3.840n)

- Bê rộng mặt đường: Phụ thuộc vào số làn xe nạ, và chiều rộng mỗi

làn xe Theo Bảng 7- Điều 4.1.2- TCN 4054-05, chọn B¡¡¿„ = 3.0m

Vậy Bạa = 2 * 3.0 = 6.0(m) - Độ dốc ngang lễ đường, mặt đường :

+ Độ dốc ngang mặt đường và lề đường phải đẩm bảo an

tồn cho xe chạy, thốt nước được thuận lợi

+ Theo Bảng 9 - Điều 4.9 - TCN 4054-05 qui định độ dốc

ngang của mặt đường bêtông nhựa là 2% Phần lễ gia cố có cùng độ dốc với mặt đường Độ dốc ngang lễ không gia cố là 6%

2.8 Độ mở rộng mặt đường trong đường cong:

- Khi xe chạy trong đường cong yêu cầu phải mở rộng phần xe chạy Khi bán kính đường cong nằm < 250 m, phần xe chạy mở rộng theo quy định trong Bảng 12 TCVN 4054-05

- Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh trước hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu một chiều

rộng lớn hơn trên đường thẳng

- Được xác định theo công thức (II.25) - °*Giáo trình giao thông”' : j 005V

A=2e, ey =2x|—+ lñ Te (m) m

Trong đó :

V : Van téc xe chay (Km/h)

R : Bán kính đường cong tròn tối thiểu (m)

1: Khoảng cách từ đầu xe đến trục sau bánh xe (m), I = 8(m)

Trang 24

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Thay NGUYEN XUAN VINH

Theo Bang 12 - Điều 5.4.1 - TCN 4054-05 thì A = 0.9m, để tiện cho

việc tính tốn và thi cơng, ta chọn A = I(m)

2.9 Bề rộng nên đường:

- Theo Bảng 7 - Điều 4.1.2 - TCN 4054-05, ta chọn bể rộng lề đường

là 1.5m, trong đó gồm : phần lễ đường có gia cố là Im và phần lễ đất là 0,5m

-_ Vậy bể rộng nền đường là :

+ Trong đoạn thẳng : Baa = Bạa + Bịa = 6 + 2xI.5 = 9(m) + Trong doan cong: Bya = Bna + Ba + A =6 + 2* 1.5+1= 10(m) BANG TONG HOP KET QUẢ TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

Đơn | Theo | Theo | Giá trị STT Tên các chỉ tiêu kỹ thuật VỊ TT TCTK TK 1 | Vận tốc xe chạy Km/h - 60 60 2 | Độ dốc dọc lớn nhất % 1.9 7 7 Độ dốc ngang mặt đường % - 2 2 Độ đốc ngang lễ đường: ° - Gia cố: % - 2 2 - Không gia cố: % - 6 6 4 | Ban kinh duéng cong nằm nhỏ nhất : m - Rose 500 1500 1500 - Ro (7%) 130 125 125 - R thông thường - 250 - - Đảm bảo tầm nhìn 1075 - 1075 5_ | Tầm nhìn: m

- Trước chướng ngại vật cố định 65 75 75

Trang 25

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH 6 | Chiéu dài đoạn chém: m - Đủ để bố trí siêu cao 100 70 100 - Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp 120 - 120 7 Bán kính đường cong đứng m

Trang 26

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

CHUONG III:

TINH TOAN THUY VAN VA CONG TRINH

THOÁT NƯỚC

ow LH]

- Khi thiết kế một công trình xây dựng nói chung và thiết kế một con

đường nói riêng thì việc phóng tuyến sẽ không tránh khỏi phải đi qua những dòng chảy như : sông, suối Nhiệm vụ của người kỹ sư thiết kế phải giải quyết, tính toán thiết kế các công trình cầu, cống cụ thể là phải xác định được thủy lực, thủy văn, xác định các công trình vượt dòng nhỏ Do hạn chế trong việc thiết kế nên những công trình cầu trung và câu lớn chỉ cần tính toán khẩu độ câu

- Theo điều 10.6 TCN 4054-05 đường cấp III - IV:

+ Đối với nền đường, kè : Theo tân suất tính toán cầu nhỏ, cống + Đối với cầu lớn và trung : p = 1%

+ Đối với cầu nhỏ, cống : p = 4%

+ Ranh đỉnh, rãnh biên : p = 4%

1 TÍNH TOÁN THỦY VĂN:

1.1 Nguyên tắc thiết kế:

- Tất cả các vị trí có địa hình trũng, nước có xu hướng chảy qua khi băng ngang tuyến đường, phải bố trí cơng trình thốt nước để thoát nước và để giữ cho nền đường được khô ráo và ổn định không sụp lỡ

- Yêu cầu khi thiết kế công trình thốt nước:

+ Cống là cơng trình thoát nước trên đường, cấu tạo và khẩu độ cống phụ thuộc vào địa hình và lưu lượng Đặt cống có độ dốc 2 + 3% để tránh lắng đọng bùn đất trong lòng cống

+ Đối với cống không áp: cao độ nền đường ở vị trí cống phải cao hơn đỉnh cống tối thiểu là 0.5m Đối với cống có áp: cao độ nền đường phải

cao hơn mực nước tính toán là 0.5m

+ Nên đặt cống vuông góc với tim đường và sử dụng các cấu kiện bêtông đúc sắn Khẩu độ cống không nên nhỏ hơn 0.75m để tiện thi công, quản lý, sửa chữa

1.2 Xác định lưu lượng thiết kế:

- Trong thiết kế cầu cống, lưu lượng là căn cứ chủ yếu để xác định

khẩu độ và loại cầu cống Để xác định lưu lượng ta dùng công thức theo quy

trình tính toán dòng chảy lũ 22TCN 220-95 của Bộ Giao Thông Vận Tải

Việt Nam

- Lưu lượng của dòng chẩy lũ:

Ó, = A,.p.H,.F.ð (m` /s)

Trang 27

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Trong đó:

H,: lượng mưa ngày lớn nhất (mm) ứng với tần suất thiết kế P%

ọ: hệ số dòng chảy lũ lấy theo Bảng 2.1/22 TCN 220-95 tùy thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế H;„ và diện tích lưu

vực E

8¡: hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây

trong lưu vực, xác định dựa theo Bảng 2.7/22 TCN 220-95 Do địa hình không có ao hồ đầm lây nên chọn ồ¡= 1

E: diện tích lưu vực ảnh hưởng đến công trình (Km”)

A,: môđun dòng chẩy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện =1, và phụ thuộc vào đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông ủ¡, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc z¿ và vùng mưa Tra theo bảng 2.3/ 22TCN 220-95

Khu vực mưa rào: Bình Phước, với phân khu là ving XVIII.(xem

bang đồ phân vùng mưa rào 22TCN 220-95)

+,: thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc được xác định phụ

thuộc vào vùng mưa và đặc trưng địa mạo thủy văn của sườn dốc lưu vực ¿,

tính theo công thức sau: p096 ó, = m,.J`° (p.H 03 7 „} 0.4 Trong đó : $„: hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc J,: độ dốc sườn dốc lưu vực ('⁄4ø) I= F— (oo) Với: h: chênh cao giữa hai cao độ ở thượng lưu so với hạ lưu của công trình 1: chiéu dai từ thượng lưu đến hạ lưu của công trình n: số điểm đo b,: chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực xác định theo công thức: F b= m ` 18+! (m) Với

L: Chiều dài lòng chính (Km) đo từ chỗ bắt đầu hình thành dòng chảy đến vị trí của công trình Khi trên lưu vực không có dòng chính

thì dong chay tinh theo kiểu chảy trên sườn dốc, lúc đó chiều dài dòng chính

lấy theo khoảng cách từ phân giới lưu vực đến vị trí công trình

Trang 28

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH >1: Tổng chiều đài các dòng nhánh (Km) chỉ tính những dòng

nhánh có l, >0.75B (B: Chiều rộng bình quân của lưu vực)

» pet : Đối với lưu vực có 2 sườn

N

Sia

" B=— : Đối với lưu vực có 1 sườn, Với lưu vực 1 sườn lúc xác định b, hệ số 1,8 thay bằng 0,9

m,: hệ số nhám sườn đốc Do không có khảo sát ngoài thực tế nên ta giả sử tình hình sườn dốc là mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20% mặt đá xếp, với trường hợp cỏ trung bình nên m;, = 0,25

Hệ số địa mạo thuỷ văn của lòng sông:

b= 1000.L

im JF n

Trong d6:

L: Chiéu dai long chinh (Km)

mị: hệ số nhám của lòng sông Do không khảo sát ngoài thực tế nên ta giả sử xem sông ở vùng núi, lòng sông có dòng chảy chu kỳ, có nhiều cỏ rát, quanh co uốn khúc => mị =7

J,: độ dốc trung bình của lòng sông chính, tính theo ( so) = hl, +(h, +h, Me +(h,, +h, ),

L Với:

hị, hạ h„: độ cao của các điểm gãy trên trắc dọc so với giao điểm của hai đường thẳng

1¡, l; la : cự ly giữa các điểm gay

- Vùng mưa do vùng tuyến là Phước Long nên ở vùng mua XVIII Đối với vùng tuyến Phước Long, tần suất thiết kế P = 4% tra phụ luc I:

= >H, = 149(mm)

- Từ ds va ving mua XVIII xdc dinh được thời gian nước chảy trên sườn dốc +, Với t, và vùng mưa XVIII và hệ số địa mạo thuỷ văn của lòng

sông ủ¡ ta xác định được A, Tai mỗi lưu vực công trình khác nhau thì có giá trị A; khác nhau

1.3 Tính toán : * Phương án I :

+ Xác định lưu lượng tại cọc S1 tại lý trình Km1+970.69 :

- Diện tích lưu vực đo được: F = 4.09(Km’)

- Lưu lượng mưa ứng với tuần suất thiết kế là Hp- z„ = 149(mm) - Hệ số nhám lòng sông: mị = 7

- Chiều đài lòng chính: L = 3.25(Km)

- Độ dốc lòng sông chính:

Trang 29

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH _hị1 +(h, +h Me +(h, Lv n=l + h, MV, =_ Ji 25x660+ (25 + 23.25) x2590 3250° Vay: J = 13.4”⁄4o

- Hệ số dòng chảy lũ @ = 0.2720 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện

tích lưu vực F = 4.0924(Km”), lượng mưa Hp- ¿„ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000 x 3.25 : =54.47 1 1 7x13.4 x4.09% x(0.2720x 149)4 - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ đốc sườn lưu vực : Ah ih T025 50 T0 il, _ 520 220 530 600 J;=-—2 n= = 0.1148 n 4 Vay: J, = 114.8°%o9 - Hệ số nhám của sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân của sườn lưu vực (với >1 = 0.93Km) 1000xF _ 1000x 4.09 =543.91m 1.8x(L+>`!) 1.8x(3.25+ 0.93) (543.91) => 9 0.25x114.8° x (0.2720x149) oe = 0.0134 =9.6002

- Thdi gian nuéc chay trén sun doc 1,: phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

1; = 76.00(phút)

- Xác định môđun tương đối của dòng chảy : Thời gian tập trung dòng chẩy trên sườn dốc

7, = 76.00

‘i = 54.47

- Hé s6 xét tdi lam gidm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hô, rừng cây

trong lưu vực õ; : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn §, = 1

- Lưu lượng tại vị trí cọc S1 của phương án 1 1a :

Q;+ = A;x0xH;xổ;¡xE = 0.0631x 0.2720x 149x 1x 4.09 = 10.46(m*/s)

+ Xác định lưu lượng tai coc S2 tai ly trinh Km3+836.80 :

- Dién tich Iwu vuc do duge: F = 1.95(Km’)

Trang 30

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH - hl + (h, +h, Ms + (hy + h,, Mh _ 25x470+(25+ 24.05) x770 7 l5 ~ 1240° Ji = 0.0322 Vậy: Jị= 32.22)

- Hệ số dòng chảy lũ ọ = 0.2768 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = 1.95(Km?), lượng mưa Hp- ¿„ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000 x 1.24 : -18.50 1 1 7x32.23 x1.95 x(0.2768x 149)+ - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ dốc sườn lưu vực : HỒ VẢ C45, 60, 85 J= 1 b1 _ 680 600 890 _Q0g72 n 3 Vay: J =87.2C/o0) - Hệ số nhám cửa sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân cửa sườn lưu vực (với >1 = 0Km) 1000Ƒ 1000 x1.95 =———==-—.~— —=873.6(m 1.8x(L+>`!) 1.8x(1.24+0) (m) 0.6 = s _ 0.25x§7.2"° x(0.2768x149)'° (873.66) = 13.5789

- Thời gian nước chảy trên sườn dốc +: phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

1; = 92.97(phút)

- Xác định môđun tương đối của dòng chảy : Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc

1, =92.97

{i =18.59

- Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ đo ao hồ, rừng cây

trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn õ; = I - Lưu lượng tại vị trí cọc SI của phương án 1 1a:

Q;„ = A;x@xH;xổ¡xE = 0.0666x 0.2768x 149x 1x 1.947 =

5.35(m*/s)

+ Xác định lưu lượng tại coc S3 tại lý trình Km5+200 :

- Diện tích lưu vực đo được: F = 14.54(Km”?)

Trang 31

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Ji = h 4 + (A, + hy Mo + (A, + h, ), = Lv 25x2360+ (25 + 24.05) x1 860 —_—eeee’ = 0.00844 4220° Vay: J, = 8.44(/oo)

- Hệ số dòng chảy lũ @ = 0.2295 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = 14.54(Km”), lượng mưa Hp- ¿ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000 x 14.54 -62.71 1 1 7x8.443 x14.541 x(0.2295x149)+ - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ dốc sườn lưu vực : tite hy 55 65, 15.50 ih” 1, — 5T0 680 1070 1020 J¿=-L— 2>——®= 3F 000 1070 1029 = 0.0778 n 4 Vay: J, =77.8C/o) - Hệ số nhám của sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân của sườn lưu vực (với >1 = 8.1Km) 1000xF 1000x 14.54 “=———=-=—.— = 655.66 ‘ 1.8x(L+>`!) 1.8x(4.22+8.1) (m) 655.66)” => g, = (666 _12oIr © 0.25x 77.8" x (0.2295 149)"

- Thdi gian nuéc chay trén sun doc 1,: phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

+, = 88.20(phúU)

- Xác định môđun tương đối của dòng chảy :

Thời gian tập trung dòng chẩy trên sườn dốc (i =88.20

ó, =62.71 tra bảng 2.3/22TCN220-95 => A;„ =0.0525

L—

- Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ đo ao hồ, rừng cây trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn 8, = 1

- Lưu lượng tại vị trí cọc SI của phương án 1 1a :

Q;z = A,x@xH,xổ,xF = 0.0525x 0.2295x 149x 1x 14.54 = 26.10(mŸ⁄s

*Phương án 2 :

+ Xác định lưu lượng tại cọc S1 tại lý trình Km2+000 :

- Diện tích lưu vực đo được: F = 4.09(Km”)

- Chiểu dài lòng chính: L = 3.25(Km)

Trang 32

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH - Độ dốc lòng sông chính: 1 _ h, * + (h, + h, Ms + (h,.4 + h, MÃ = i LE CỐ 25x660 + (25+ 23.25) x2590 ou tere = 0.0134 3250° Vay: J = 13.4”⁄4o

- Hệ số dòng chảy lũ = 0.2720 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = 4.0924(Km?), lượng mưa Hp- ¿¿ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000x 3.25 : -54.47 1 1 7x 13.43 x 4,094 x(0.2720x149)4 - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ đốc sườn lưu vực : Ah i + aa h, Oy gE T0 25 5070 yeh bh Ù _ 520 220 530 600 = 9 1148 n 4 Vay: J, = 114.8°%o9 - Hệ số nhám của sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân của sườn lưu vực (với >I = 0.93Km) 1000xF _ 1000 x 4.09 -543.01m 1.8x(L+>°1) 1.8x(.25+0.93) _ (543.91) © 0.25x114.8" x (0.2720«149)™

- Thời gian nước chẩy trên sườn dốc 1,: phụ thuộc vào hệ số địa

mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

1¿ = 76.00(phút)

Thời gian tập trung dòng chẩy trên sườn dốc

r, =76.00

A = 54.47

- Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực õ; : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn §, = 1

Q;¿ = A;x0xH;xổ¡xE = 0.0631x 0.2720x 149x 1x 4.09 = 10.46(m*/s)

- Diện tích lưu vực đo được: F = 1.80(Km?

Trang 33

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH - Độ đốc lòng sông chính: — hịủ +(hị+h,)l, +Íh,v+h„), — 25x340+(25+24)x990 | Ji LC : 1330" 7 0.0322 Vay: J, =32.2C/oo)

- Hệ số dòng chảy lũ = 0.2771 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = I.80(Km”?), lượng mưa Hp- ¿„ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 1000x1.33 ý,=———T—T = 20.34 7x32.23 x1.8* x(0.2771x149)* - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ dốc sườn lưu vực : My te pth 8570 80 J =1 5Ù „870 620 690 _ 9 1988 n 3 Vay: J, = 108.8(°/o0) - Hệ số nhám cửa sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân của sườn lưu vực (với >1 = 0Km) 1000xF 1000x1.8 =———==——=75l.88(m 1.8x(L+>`!) 1.8x(1.33+0) (m) 51.88 0.6 =>¢= (7 ) =11.7605 "0.25 108.8% x(0.2771x149)""

- Thời gian nước chảy trên sườn dốc r,: phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

1, = 82.64(phút)

- Xác định môđun tương đối của dòng chảy : Thời gian tập trung dòng chẩy trên sườn dốc

ii = 82.64

mm tra bang 2.3/ 22TCN220-95 = Ay =0.0949 L⁄V

- Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn õ;¡ = 1

- Lưu lượng tại vị trí cọc SI của phương án 1 1a :

Qua = A;x@xH;xổ¡xE = 0.0949x 0.2771x 149x 1x 1.8 = 7.06(m”/s)

- Diện tích lưu vực đo được: F = 0.76(Km’)

- Chiểu dài lòng chính: L = 0.77(Km)

- Độ dốc lòng sông chính:

Trang 34

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH - hl + (h, +h, Ms + (hy + h,, Mh _ 25x250+(25+ 24.20) x520 = LC 5 710° ~ Ji 0.0537 Vậy: Jị= 53.72)

- Hệ số dòng chảy lũ ọ = 0.3253 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = 0.76(Km”), lượng mưa Hp- ¿„ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000x 0.77 : = 11.83 1 1 7x53.73 x0.76* x(0.3253 x149)+ - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ dốc sườn lưu vực : yt th 80, 30, 25, jai 2 Ù _ 790 330 460 <9 0892 n 3 Vay: J, = 82.20) - Hệ số nhám cửa sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân cửa sườn lưu vực (với >1 = 0Km) = 1000x _ 1000x0.76 =548.34(m) , 1.8x(L+>`!) 1.8x(0.77 +0) 0.6 (548.34) “——————-=9.%71 0.25x82.2°3 x(0.3253x149)"° s

1; = 79.27(phút)

r, =79.27

{ =11.83

- Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hô, rừng cây trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn õ; = I

- Lưu lượng tại vị trí cọc SI của phương án 1 1a:

Q;„ = A;x@xH;xổ¡xE = 0.1110x 0.3253x 149x 1x 0.76 = 4.09(m*/s) + Xác định lưu lượng tai coc S4 tai ly trinh Km6+748.35 :

- Diện tích lưu vực đo được: F = 4.86(Km?)

Trang 35

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH _hị1 +(h, +h Me +(h, Lv n=l + h, MV, =_ Ji 30x1 30+ (30+ 26.85) x1240 1370? Vậy: J¡ = 39.6(/aạ)

- Hệ số dòng chảy lũ ọ = 0.2703 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = 4.86(Km”), lượng mưa Hp- ¿ạ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : 6, = 1000 x 1.37 = 15.35 1 1 7x39.6 x4.86* x(0.2703x149)+ - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : Độ đốc sườn lưu vực : hah gh 40,65 J, = 1 2 n = 900 560 = 0.0936 n 2 Vay: J, = 93.6%) - Hệ số nhám của sườn dốc : m, = 0.25 Chiều dài bình quân của sườn lưu vực (với >1 = 2.26Km) 1000xF _ 1000x486 -743.80(m) 1.8x(L+>`!) 1.8x(1.37+2.26) (123461) =>ú.= 0.2593.693 x (0.2703 03 x 149) 04 = 0.0396 =12.3461

- Thời gian nước chảy trên sườn dốc 1,: phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa, tra bảng 2.2 xác định được :

1, = 84.96(phtit)

Thời gian tập trung dòng chẩy trên sườn dốc

7, =84.96 i = 15.35

- Hé s6 xét tdi 1am gidm nhé luu lugng dinh Ii do ao hé, ritng cay

trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn 8, = 1

Qua = ApxQxH,x5)xF = 0.0988x 0.2703x 149x 1x 4.86 = 19.34(m”/s)

+ Xác định lưu lượng tại cọc SŠ tại lý trình Km9+386.25 :

- Diện tích lưu vực đo được: E = I.12(Km?)

Trang 36

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q 0.1019 Vậy: J¡ = 101.94) Ji _hị1 +(h, +h Me +(h, GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH +h,)l, — 30x170+(30+28.03)x300 - 2 L 2 470°

- Hệ số dòng chảy lũ @ = 0.2786 (Tra theo Bảng 2.1 ứng với diện tích lưu vực F = I.12(Km?), lượng mưa Hp- ¿ = 149(mm) và cấp đất V)

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông : Ó, = 1 1000x0.47 1 ——_—— “3.30 7x101.93 x1.12* x(0.2786x149)3 - Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc : h t+ n yah bd Độ dốc sườn lưu vực : hh, 65 45 - 1070 ` 1070 — 0014 2 Vậy: J,=51.4(/ao) - Hệ số nhám cửa sườn dốc : m, = 0.25 1000xF s _ 1000x1.12 1.8x(L+>`!) 1.8x(0.47+0) (1320.88) 0.25 51.4°° x (0.2786 x 149)" 0.6 = 20.6347 Chiều dài bình quân cửa sườn lưu vực (với >1 = OKm) =1320.88(m)

1; = [73.25(phút)

7, =173.25

¢, = 5.50 tra bang 2.3/ 22TCN220-95 => A;„ =0.0813

- Hé s6 xét tdi lam gidm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hô, rừng cây trong lưu vực õ¡ : Do lưu vực không có ao hồ đầm lầy nên chọn õ;¡ = I

Trang 37

Dé tai: T/KE DUONG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH Km3+676.65 | 0.0949 1.80 149 | 0.2771 1 7.06 Km4+630.65 | 0.1110 | 0.76 149 | 0.3253 1 4.09 Km6+748.35 | 0.0988 | 4.86 149_ | 0.2703 1 19.34 Km9+386.25 | 0.0813 1.12 149 | 0.2786 1 3.78 2 TINH TOAN THỦY LỰC VÀ XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CÂU, CỐNG: 2.1 Các công thức tính cống: 2.1.1 Chế độ làm việc của cống:

- Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống, chiều cao tiết diện

cống, loại tiết diện, kiểu miệng cống mà cống có thể làm việc theo các

chế độ sau:

+ Chế độ chảy không áp + Chế độ chảy bán áp + Chế độ chảy có áp

- Với cống làm mới, thường dùng cống không áp Chế độ bán áp hoặc có áp chỉ dùng ở những đoạn đường đắp cao hoặc đất đắp nên đường là loại khó thấm nước từ thượng lưu cống vào nên đường(Theo Điều 10.7/

22 TCN 4054-05) Do đó, ta chọn cống không áp để thiết kế

2.1.2 Tính khẩu độ cống:

- Sau khi đã biết lưu lượng thiết kế (Q„„), mặt cắt ngang khe suối (chọn mặt cắt ngang sông suối hình tam giác), hệ số nhám, độ dốc dọc của lòng khe suối, có thể xác định chiều sâu tự nhiên của đòng chảy h; ứng với

Q¿, theo phương pháp thử dân Từ h; tính được : œ, X, R - Các công thức sử dụng: @ =mx hs’ z=2h, x(m +1} re? x 1 Vai 1 C=—xR', với y= — =0.2 n 5 V =CxVRxi =i xR’ xJRxi n @;=@xW Trong đó : + @: Diện tích ướt

+ m: Hệ số mái dốc đo 2 bên bờ sông, suối

+ hạ: Chiểu sâu mực nước tự nhiên tại vị trí công trình Trước tiên ta

phải giả định để tính ra Qạ + x: Chu vi ướt

+R: Bán kính thủy lực

Trang 38

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

+ C: HE sé Sédi

+n: Hệ số nhám, tra theo bảng 4.4a - “Thiết kế cống và cầu nhỏ

trên đường ôtô'"

+ y: Số mũ thủy lực, phụ thuộc và n và R

+ ¡: Độ đốc dọc trung bình lòng sông, suối (đo trên bình đồ) + V: Vận tốc dòng chảy ứng với hạ

- Sau khi tính được Q; ta so sánh với Q„,, nếu sai số nhỏ hơn 5% thì chọn hạ đã giả định, nếu lớn hơn thì phải giả định lại và tính lại từ đầu

2.1.3 Chiều cao đắp đất nhỏ nhất: - Công thức :

Hạ¡a = ÿ + 2xõ + 0,5 (m)

Trong đó :

È: Đường kính trong của cống (m)

§: Chiểu đày thành cống Có thể lấy: ö = 1/10.) 2.1.4 Chiều dài cống: - Chiểu dài cống được xác định như sau: L = B, + 2m x (H- ® - 8) Trong đó: B,: bể rộng nền đường m: Hệ số mái đốc taluy, m =l.5 Hạ¡a = ® + 2ð + 0.5(m): Chiểu cao đất đắp nền đường nhỏ nhất

È: Đường kính trong của cống

õ: Chiểu dày thân cống

LCống mí cơng = Lèng tính ở trên làm tròn đến (m)

- Sử dụng cống ly tâm của Công ty TNHH XDCT Hùng Vương đối với cống cấu tạo

2.1.5 Tính xói và gia cố sau cống:

- Dòng nước khi ra khỏi cống có vận tốc lớn hơn vận tốc nước chẩy trong cống Vận tốc đó có thể tăng lên 1.5 lần ở một đoạn sau công trình nên cần phải thiết kế gia cố hạ lưu cống theo tốc độ dòng chảy V = 1.5Vụ Và cuối phần gia cố phải có tường nghiêng chống xói

- Lưu tốc cho phép lớn nhất ở cửa ra của cống (trang 95- *'Thiết kế

Trang 39

Dé tai: T/KE PUONG QUA HAI DIEM L- Q thức 2.2 Tính toán cống: Với: h„¿¡: Chiểu sâu xói tính toán, được xác định theo công Trong đó: h„„=2Hx Jd d+25L,, d: Khẩu độ công trình

H: Chiều sâu nước dâng trước công trình

L¿‹: Chiểu dài phân giới gia cố Nên lấy : Lạe= 3.d

CAC BANG TINH TOAN THUY LUC CONG

GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

- Trong thực tế thường sử dụng các cống định hình sẵn, trong phạm vi d6

án, thì để tiện cho việc tính toán, ta cũng sử dụng cống định hình sấn Vì

vậy, có thể trực tiếp dùng các bảng tính toán thủy lực cống tròn đã lập sẵn ở

Bảng xác định khả năng thoát nước của cống tròn/ Sách Thiết kế cống

- Sau khi chọn cống, ta tính toán lại để kiểm tra khả năng thoát nước

của cống Đối với cống không áp, thì lưu lượng được xác định theo công Q =a4,2g(H —h,)=0.85* a, *g*H°

Trong đó:

œc: diện tích dòng chẩy ở mặt cắt thu hẹp Xác định dựa vào đồ thị Hình 6.11/ trang 120 Sách "Thiết Kế Đường Ơ Tơ' của Nguyễn D7ình Huân và Nguyễn Văn Mùi

e: hệ số thu hẹp, thường lấy bằng 1

thức sau:

Trang 40

Đê tài: T/KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM L - Q

ọ: hệ số lưu tốc, ứng với cống tròn, = 0.85

g: Gia tốc trọng trường G = 9.81m/s?

GVHD: Théy NGUYEN XUAN VINH

H: tổng cột nước trước cống Khi Ÿ2 rất nhỏ thì H, ~ H

h.: chiều sâu nước chẩy trong cống tại chổ thu hẹp 4, 2*H &

- Nếu Q„< Q¿ thì kết quả chấp nhận được Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: BANG XAC ĐỊNH Q„ Pavers | Quim’)s) | Vows) |, @ gH | he | Quimss)) 8% Phương | 1046 | 2.911 | 3.593 | 0.85 9.81 1.721 |0.956| 11.832 | Thỏa An I 5.35 2.594 | 2.062 0.85 | 9.81 | 1.329 | 0.738| 5.968 | Thổa 1046 | 2.911 | 3.593 | 0.85 981 1.721 |0.956| 11832 | Thỏa 7.06 2.671 | 2.643 0.85 9.81 1.44 |0.800| 7.961 | Thỏa Phương |_ 4.09 2.831 | 1.445 | 0.85 | 9.81 | 1.582 |0.879| 4.561 | Thổa An2 3.78 2/762 | 1.369 0.85 9.81 | 1.523 [0.846| 4.239 | Thỏa

- Theo nhu bang trén, thì với các cống đã chọn thỏa điều kiện thoát nước tại vị trí của công trình BẰNG TÍNH CHIỀU CAO H„„ VÀ L„ Phương An Ly Trinh | ¿(m) | (m) |H„jy(m) B, m Lm) Phương Ấn | Km1+970.69 | 2.0 0.2 2.9 9 1.5 13 1 Km3+836.80| 1.5 | 0.15 2.3 9 1.5 13 Km2+000 2.0 0.2 2.9 9 1.5 13 Km3+676.65 | 1.75 | 0.175 2.6 9 1.5 13 Phương Ấn | Km4+630.65 | 1.75 | 0.175 2.6 9 1.5 14 2 Km9+386.25 | 1.75 |0.175 2.6 9 1.5 13

- Với chiều cao đất đắp nên đường tối thiểu được tính theo khẩu độ

cống (d), chiều dày thành cống (6) và chiều dày lớp đất tối thiểu trên đỉnh

cống bằng 0.5(m) (nhằm đảm bảo an toàn cho cống khi xe máy thi công nên đường và mặt đường đi qua)

SVTH: NGÔ NGỌC LĨNH

BANG TÍNH xsi