thiết kế tổng thể nút giao thông lập thể, chương 5 potx

Chương 5: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC YẾU TỐ TRÊN TR ẮC DỌC VÀ MẶT CẮT NGANG II.4.1. Nguyên tắc thiết kế trắc dọc. - Trắc dọc thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế. - Cao độ thiết kế phù hợp với các cao độ khống chế. - Đảm bảo tĩnh không yêu cầu khi giao cắt với các tuyến giao thông khác. II.4.2. Xác định điểm khống chế trên trắc dọc. Vòng xuyến phải vượt qua đường sắt và đường Giải Phóng. Cầu nhánh vượt qua đường sắt nên điểm khống chế trên trắc dọc là khổ giới hạn của đường sắt và đường bộ. Đường sắt hiện tại l à khổ 1000mm, tuy nhiên dự kiến trong tương lai ta thiết kế trắc dọc với khổ 1435 mm như h ình vẽ: Hình II.6. Khổ giới hạn đường sắt khổ 1435 mm Khổ giới hạn đường Giải Phóng như hình vẽ: Hình II.7. Khổ giới hạn đường bộ. Đường Giải Phóng có khổ giới hạn H = 4.75 m như vậy khống chế chiều cao là khổ giới hạn của đường sắt. II.4.3. Xác định độ dốc dọc. Độ dốc dọc là bài toán kinh tế - kỹ thuật, độ dốc dọc của đường ảnh hưởng đến giá th ành xây dựng, chủ yếu là khối lượng đào đắp. Độ dốc dọc c àng lớn thì chiều dài tuyến đường ở vùng đồi núi càng ngắn, khối lượng đào đắp càng nhỏ dẫn tới giá thành đầu tư xây dựng càng thấp. Độ dốc dọc c àng lớn thì tốc độ xe chạy càng thấp, thời gian xe chạy càng lớn, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mòn săm lốp càng lớn dẫn đến chi phí vận doanh càng lớn. Độ dốc dọc tối ưu là độ dốc dọc tương ứng với tổng chi phí xây dựng và chi phí vận doanh là nhỏ nhất. Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực của xe. Nguyên lý tính toán: Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên đường. Khi đó độ dốc dọc lớn nhất của đường được tính toán căn cứ v ào khả năng vượt dốc của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô tính theo công thức. D k = f  i  δ j Trong đó: D K : Sức kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe. f: Hệ số cản lăn = 0.02 ( mặt đường nhựa). i: Độ dốc được biểu thị bằng %. j: Gia tốc chuyển động của xe. δ j : Hệ số sức cản quán tính. ( lấy dấu + khi xe đi lên dốc, - khi xe đi xuống dốc). Giả thiết xe chuyển động đều j = 0 nên δ j = 0 . Tính toán cho trường hợp bất lợi nhất khi xe lên dốc : D k  f + i  i max = D k – f Bảng II.1 B¶ng tra nh©n tè ®éng lùc Lo¹i xe Xe con Xe t¶i trôc 6-8 T Xe t¶i trôc 10 T Xe t-¬ng Motscovit Zil130 Γa 51 ®-¬ng D k 0.08 0.05 0.04 i max 0.06 0.03 0.02 Vậy i max = 6%. * Tra tiêu chuẩn xây dựng TCXD 104 -2007 diều 11.2.1 và điều 11.2.2 quy định: - Vận tốc thiết kế V tk = 40 km/h thì: Độ dốc dọc tối đa i max = 7%. Độ dốc dọc tối thiểu i min = 3%. Vì các đường nhánh là cầu cong nên chiết giảm độ dốc dọc và tham kh ảo tiêu chuẩn 22 TCN – 272 – 05 ta chọn i d = 4 %. II.4.4. Thiết kế đường cong đứng lồi. Để liên kết các đoạn dốc khác nhau ta dùng đường cong đứng. Dùng đường cong đứng để xe chạy điều h òa, êm thuận, đảm bảo tầm nhìn trên trắc dọc, hạn chế lực xung kích, lực ly tâm theo phương thẳng đứng. Theo tiêu chuẩn TCXD 104 – 2007 quy định: + V tk > = 60 km/h, hiệu đại số của độ dốc dọc 1% i   . + V tk < 60 km/h, hiệu đại số của độ dốc dọc 2% i   . Điều kiện xác định: Đảm bảo tầm nhìn tối thiểu trên trắc dọc của lái xe, công thức xác định bán kính đường cong đứng lồi. * Trường hợp đảm bảo tầm nhìn trên mặt đường thì: Bán kính cong l ồi nhỏ nhất tính theo công thức: 2 1 min 1 2* loi S R d  Trong đó: S 1 : Tầm nhìn một chiều = 40 m. d 1 : Độ cao tầm mắt người lái xe trên mặt bằng d 1 = 1.2 m. Thay s ố: 2 2 1 min 1 40 666.67 2* 2*1.2 loi S R m d    . * Trường hợp hai ô tô cùng loại gặp nhau thì: Bán kính cong lồi nhỏ nhất tính theo công thức: 2 2 min 1 8* loi S R d  Trong đó: S 1 : Tầm nhìn xe đi ngược chiều = 81 m. d 1 : Độ cao tầm mắt người lái xe trên mặt bằng d 1 = 1.2 m. Thay s ố: 2 2 2 min 1 81 683.44 8* 8*1.2 loi S R m d    . * Tra tiêu chuẩn 104 – 2007 điều 11.3.3 quy định: Với vận tốc V tk = 40 km/h thì : Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu giới hạn R min = 450 m. Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu thông thường R min = 700m. Vì các đường nhánh là cầu nên chọn đường cong đứng tham khảo tiêu chuẩn 22 – TCN 272 -05 chọn R lồi = 2000m. . Chương 5: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC YẾU TỐ TRÊN TR ẮC DỌC VÀ MẶT CẮT NGANG II.4.1. Nguyên tắc thiết kế trắc dọc. - Trắc dọc thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế. -. cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế. - Cao độ thiết kế phù hợp với các cao độ khống chế. - Đảm bảo tĩnh không yêu cầu khi giao cắt với các tuyến giao thông khác. II.4.2. Xác định điểm khống chế. l à khổ 1000mm, tuy nhiên dự kiến trong tương lai ta thiết kế trắc dọc với khổ 14 35 mm như h ình vẽ: Hình II.6. Khổ giới hạn đường sắt khổ 14 35 mm Khổ giới hạn đường Giải Phóng như hình vẽ: Hình