Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng vị trí tuyến đường chức năng và nhiệm vụ của nó p4 pptx

Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 36 Chiều sâu của rãnh tối thiểu là 0,3m và tối đa là 0,8m (tính từ mép lề đến đáy rãnh) Tiết diện ngang của rãnh được dùng ở đây là hình thang, vì nó dễ thoát nước và dễ thi công. Độ dốc của rãnh được lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ và tối thiểu là 5‰, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 3‰ sao cho đảm bảo không lắng đọng phù sa ở đáy rãnh và thoát nước nhanh. Ở nơi có độ dốc rãnh lớn hơn độ dốc gây xói đất thì được gia cố cho phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình nơi đó để đảm bảo chống xói với chiều cao gia cố mái dốc là cao hơn mức nước tính toán chảy trong rãnh là 0,1m. Những chỗ ngoặt hay có hiện tượng ứ đọng bùn, cát do đó khi chuyển hướng ta thiết kế sao cho rãnh chuyển hướng từ từ với góc ngoặt không lớn hơn 45 0 và bán kính đường cong không được nhỏ hơn 2 lần chiều rộng mặt trên của rãnh. 4.1.2. Rãnh đỉnh: Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nước chảy về rãnh dọc. Rãnh được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang lớn và diện tích lưu vực tụ nước lớn mà rãnh dọc không thoát kịp. Tiết diện rãnh thường được dùng dạng hình thang, bề rộng đáy tối thiêíu là 0,5 m, bờ rãnh có ta luy 1:1,5 , còn chiều sâu rãnh phải xác định từ tính toán thủy lực nhưng không quá 1,5m. Phân chia rãnh từng đoạn ngắn và dựa vào sự phân đoạn ở trên để khoanh lưu vực tụ nước trên bình đồ, xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn. Độ dốc của rãnh xác định giống như rãnh dọc i min = 35‰. Ở những nơi địa hình sườn dốc ở hai bên lớn và có địa chất không tốt, có hiện tượng trượt, sụt lở phải thiết kế hai hoặc nhiều rãnh đỉnh. Ngược lại nếu sườn dốc thoải, diện tích sườn núi không lớn thì có thể không cần làm rãnh đỉnh nhưng phải xem xét tăng diện tích rãnh dọc lên. Vị trí rãnh đỉnh phải cách mép taluy nền đường đào ít nhất là 5m. Đất đào rãnh đắp ở phía thấp và dốc vào rãnh tạo thành đê để chắn nước vào rãnh. Trong đồ án này không có rãnh đỉnh. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 37 4.1.3. Rãnh thu nước: Rãnh thu nước được thiết kế để dẫn nước từ các nơi trũng cục bộ về một công trình thoát nước gần nhất hoạt từ rãnh dọc, rãnh đỉnh về chổ trũng hay về cầu cống, hoặc để nối tiếp giữa sông suối với thượng và hạ lưu cống. Rãnh thu nước không nên thiết kế dài quá 500m. Nếu rãnh thu nước bố trí dọc theo nền đường thì mép rãnh phải cách chân taluy nền đường ít nhất là 2m- 4m và giữa rãnh và nền đường có đê bảo vệ cao 0,5m- 0,6m. Tiết diện của rãnh xác định theo tính toán thuỷ lực nhưng chiều sâu của rãnh không nên nhỏ hơn 0,5m và đáy rãnh không nhỏ hơn 0,4m, mép bờ rãnh phải cao hơn mực nước chảy trong rãnh ít nhất là 0,2m. Tần suất tính lưu lượng của rãnh dẫn nước lấy bằng tần suất của công trình thoát nước có liên quan. 4.1.4. Rãnh tháo nước: 4.2. Công trình vượt dòng nước: Công trình thoát nước bao gồm cầu, cống v.v Được bố trí tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và nơi có sông suối. Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ được chọn theo tính toán thủy văn. Đối với cầu, khẩu độ được chọn dựa trên bình đồ nơi vị trí có dòng chảy rõ ràng theo định lượng. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 38 4.2.1. Cống: 4.2.1.1. Xác định vị trí cống: Các vị trí cần đặt cống là những nơi có suối nhỏ và nơi có tụ thủy. Bảng 4.1 Lý trình STT Phương án 1 Phương án 2 1 KM0 + 100,00 KM0 + 100,00 2 KM0 + 300,00 KM0 + 270,41 3 KM0 + 604,76 KM0 + 537,23 4 KM0 + 800,00 KM0 + 749,99 5 KM0 + 931,57 KM1 + 000,00 6 KM1 + 300,00 KM1 + 527,54 7 KM1 + 664,56 KM1 + 700,00 8 KM1 + 829,27 KM1 + 838,80 9 KM2 +000,00 KM2 + 019,20 10 KM2 + 125,70 KM2 + 226,18 11 KM2 + 300 KM2 + 399,99 12 KM2 + 487,65 KM2 + 741,84 13 KM2 + 817,57 4.2.1.2. Xác định lưu vực cống: Lưu vực cống được xác định như sau: Trên bản đồ địa hình khoanh lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy. Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ và tuyến đường. Kết quả được thống kê ở bảng sau: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 39 Bảng 4.2 Phương án 1 Phương án 2 STT Lý trình F(km 2 ) Lý trình F(km 2 ) 1 KM0 + 100,00 0,31 KM0 + 100,00 0,32 2 KM0 + 300,00 0,06 KM0 + 270,41 0,07 3 KM0 + 604,76 0,35 KM0 + 537,23 0,38 4 KM0 + 800,00 0,64 KM0 + 749,99 0,64 5 KM0 + 931,57 0,15 KM1 + 000,00 0,20 6 KM1 + 300,00 0,09 KM1 + 527,54 0,08 7 KM1 + 664,56 0,13 KM1 + 700,00 0,16 8 KM1 + 829,27 0,28 KM1 + 838,80 0,30 9 KM2 +000,00 0,22 KM2 + 019,20 0,97 10 KM2 + 125,70 0,94 KM2 + 226,18 0,08 11 KM2 + 300 0,08 KM2 + 399,99 0,17 12 KM2 + 487,65 0,15 KM2 + 741,84 0,04 13 KM2 + 817,57 0,03 4.2.1.3. Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình: Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Q max theo 22TCN220-95 của Bộ giao thông vận tải Việt Nam. Q p = A p% ..H p% ..F (m 3 /s) (4.1). + F: Diện tích của lưu vực (km 2 ). + H p : Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% theo phu lục II tài liệu [2], ứng với vùng Phú Bài tỉnh Thừa Thiên- Huế ta có H 4% = 573mm. + : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 14 tài liệu [2] tùy thuộc loại đất cấu tạo lưu vực, luợng mưa ngày thiết kế (H P% ) và diện tích lưu vực (F). Đất sét cát, đen sét cát, đất rừng đất trồng cỏ( khi ướt khó vê thành sợi). Tra bảng 13 tài liệu [2] thì đây là đất cấp IV. + A p% : Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện =1. Giá trị A p xác định bằng tra bảng phụ lục II trang 117của [2]. Phụ thuộc vào: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 40 * Đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòng sông  LS * Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc T Sd * Phân khu mưa rào (vùng mưa).Với tuyến đường ở Thừa Thiên Huế thuộc vùng XI + : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, hồ, ao, =1. * Trình tự tính toán: a. Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức :   sd F b 1,8 l L    (4.2). Trong đó : + l: Tổng chiều dài các suối nhánh (Km) (Chỉ tính các suối có chiều dài lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của lưu vực B). + L: Chiều dài suối chính (Km) Đối với lưu vực có 2 mái dốc: B = F/2L Đối với lưu vực có 1 mái dốc: B = F/L Và trị số b sd xác định như trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng 0,9. b. Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:  sd =   0,6 sd 0,4 0,3 sd sd p b m i H (4.3). Trong đó: + i sd : là độ dốc trung bình của sườn dốc lưu vực ( 0 / 00 ), xác định trên địa hình. + m sd : là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 15 trang 32 của [2]. Với tình hình đất bị cày xới, nhiều gốc bụi, dân cư có nhà cửa lớn hơn 20% và cỏ trung bình ta tra được m sd = 0,15. Đối với lưu vực nhỏ, khi lòng sông, suối không rõ ràng môđuyn dòng chảy lũ P A lấy theo phục lục II của [2] ứng với  ls = 0. c. Xác định thời gian tập trung nước Sd t : Theo phụ lục II của [2] ứng với vùng mưa thiết kế và  Sd Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối theo công thức: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 41  ls =   1/ 4 1/ 3 1/ 4 LS LS 1000L m .i .F . H (4.4). Trong đó: + L: Chiều dài dòng suối chính (Km) xác định trên bình đồ. + i Ls : Độ dốc dòng suối chính tính theo 0 / 00. + m Ls : Hệ số nhám của lòng suối. Với tình hình suối không có nước thường xuyên, mùa lũ dòng nước cuốn theo nhiều sỏi cuội, bùn cát. Tra bảng 16 của [2] ta có m Ls = 9. d. Xác định A p theo  ls và  sd , vùng mưa theo phụ lục II của [2] e. Xác định trị số Q max sau khi thay các trị số trên vào công thức. Kết quả tính toán ghi ở phụ lục 2 bảng 1, 2 4.2.1.4. Chọn loại cống, khẩu độ cống: Sau khi đã xác định được lưu lưu lượng Q max ta đưa ra một số phương án khẩu độ cống theo từng phương án tuyến, sau đó đánh giá chung các cống trên toàn tuyến để ta chọn lại các khẩu độ cống có ít số lượng theo cống chiếm phần lớn, để thuận tiện cho công tác thi công cống sau này. Ứng với mỗi phương án xác định chiều cao mực nước dân trước công trình và vận tốc dòng nước chảy qua khẩu độ cống. Từ lưu lượng Q max ta tra bảng 9-1a, bảng 9-1b của [5], ta được , H, V ứng với loại cống thường loại I, chảy không áp: Chọn khẩu độ cống được thể hiện ở bảng sau: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 42 Bảng các phương án chọn khẩu độ cống phương án tuyến 1 Bảng 4.3 SST Lý trình Q max (m 3 /s) Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 1 KM0 + 100,00 7,55 2175 2200 2 KM0 + 300,00 1,87 2100 1125 1150 3 KM0 + 604,76 8,68 2H200 2175 2200 4 KM0 + 800,00 19,09 1H300 3200 5 KM0 + 931,57 3,80 2125 2150 1175 6 KM1 + 300,00 2,38 2125 1150 7 KM1 + 664,56 2,99 2125 1150 8 KM1 + 829,27 7,22 2175 2200 9 KM2 +000,00 5,78 2150 2175 1200 10 KM2 + 125,70 26,09 1H350 11 KM2 + 300 2,32 2125 1150 12 KM2 + 487,65 4,08 3125 2150 1175 13 KM2 + 817,57 0,87 190 1150 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 43 Bảng các phương án chọn khẩu độ cống phương án tuyến 2 Bảng 4.4 STT Lý trình Q max (m 3 /s) Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 1 KM0 + 100,00 7,79 2175 2200 2 KM0 + 270,41 2,04 2125 1150 3 KM0 + 537,23 9,24 2175 2200 4 KM0 + 749,99 18,79 1H300 3200 5 KM1 + 000,00 4,79 2150 1175 6 KM1 + 527,54 2,09 1125 1150 7 KM1 + 700,00 3,98 2125 2150 1175 8 KM1 + 838,80 7,59 2175 2200 9 KM2 + 019,20 26,95 1H350 10 KM2 + 226,18 2,36 2125 1150 11 KM2 + 399,99 4,63 2150 1175 12 KM2 + 741,84 1,12 290 1100 1150 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 44 Bảng chọn khẩu độ cống phương án tuyến 1 Bảng 4.5 Stt Lý trình Q max (m 3 /s) Khẩu độ cống(cm) H d (m) V(m/s) 1 KM0 + 100,00 7,55 2175 1,5 2,74 2 KM0 + 300,00 1,87 1150 1,08 2,28 3 KM0 + 604,76 8,68 2175 1,64 2,92 4 KM0 + 800,00 19,09 1H300 2,72 3,97 5 KM0 + 931,57 3,80 1175 1,51 2,74 6 KM1 + 300,00 2,38 1150 1,25 2,48 7 KM1 + 664,56 2,99 1150 1,42 2,73 8 KM1 + 829,27 7,22 2175 1,46 2,69 9 KM2 +000,00 5,78 2150 1,39 2,68 10 KM2 + 125,70 26,09 1H350 3,01 4,17 11 KM2 + 300,00 2,32 150 1,23 2,45 12 KM2 + 487,65 4,08 1175 1,58 2,83 13 KM2 + 817,57 0,87 1150 0,72 1,82 Bảng chọn khẩu độ cống phương án tuyến 2 Bảng 4.6 Stt Lý trình Q max (m 3 /s) Khẩu độ cống(cm) H d (m) V(m/s) 1 KM0 + 100,00 7,79 2175 1,53 2,77 2 KM0 + 270,41 2,04 1150 1,14 2,35 3 KM0 + 537,23 9,24 2175 1,71 3,01 4 KM0 + 749,99 18,79 1H300 2,69 3,95 5 KM1 + 000,00 4,79 1175 1,75 3,06 6 KM1 + 527,54 2,09 1150 1,16 2,37 7 KM1 + 700,00 3,98 1175 1,55 2,79 8 KM1 + 838,80 7,59 2175 1,50 2,74 9 KM2 + 019,20 26,95 1H350 3,08 4,22 10 KM2 + 226,18 2,36 1150 1,24 2,47 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 45 11 KM2 + 399,99 4,63 1175 1,71 3,01 12 KM2 + 741,84 1,12 1150 0,81 1,91 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN Trắc dọc có ánh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu khai thác của đường như: Tốc độ xe chạy, năng lực thông xe, tiêu hao nhiên liệu và an toàn xe chạy. Nó ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng. 5.1. Nguyên tắc thiết kế : Sau khi chọn được hai phương án trên bản đồ đường đồng mức ta tiến hành lên trắc dọc các phương án đó tại các cọc 100m (cọc H), cọc địa hình (cọc nơi địa hình thay đổi ), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối nơi giao nhau, cầu cống, điểm yên ngựa ). Từ đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật theo các nguyên tắc cơ bản sau: - Đảm bảo đường đỏ thiết kế lượng đều với độ dốc hợp lý . Cố gắng dùng các độ dốc dọc bé. Ta chỉ dùng các chỉ tiêu giới hạn như: i dmax , R min ở những nơi đặc biệt khó khăn về địa hình. Khi thiết kế trắc dọc phải kết hợp với trắc ngang. - Đảm bảo thoát nước tốt từ nền đường và khu vực hai bên đường. Đảm bảo nền đường luôn khô ráo bằng cách nếu có thể nâng cao nền đường lên so với cao độ tự nhiên (nếu có thể nên dùng nền đắp). Khi độ dốc sườn lớn thì không nên dùng nền đắp vì dễ gây trượt. - Để đảm bảo thoát nước mặt tốt và không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào hoàn toàn và nửa đào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 5‰ (cá biệt 3‰) - Độ dốc dọc lớn nhất trên những đoạn có bán kính đường cong nằm có bố trí siêu cao phải triết giảm đưọc quy định ở bảng 14 của [1] . - Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ thay đổi độ dốc với hiệu đại số hai độ đốc  2% đối với đường cấp 40, %2 21  ii  ( khi lên dốc i lấy dấu dương(+), khi xuống dốc i lấy dấu âm(-)). - Đường cong đứng thiết kế ở dạng cung tròn hay parabôn(trong đồ án lây dạng cung tròn). Trị số bán kính quy định ở bảng 9 của [1]. - Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . . bản đồ địa hình khoanh lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy. Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ và tuyến đường. Kết. Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 38 4.2.1. Cống: 4.2.1.1. Xác định vị trí cống: Các vị trí cần đặt cống là những nơi có suối nhỏ và nơi có tụ thủy. Bảng 4.1 Lý trình. tăng diện tích rãnh dọc lên. Vị trí rãnh đỉnh phải cách mép taluy nền đường đào ít nhất là 5m. Đất đào rãnh đắp ở phía thấp và dốc vào rãnh tạo thành đê để chắn nước vào rãnh. Trong đồ án này