Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 46 Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công. Độ cao của những điểm mong muốn được xác định trên cơ sở vẽ các biểu đồ H = f (giá thành F). Định ra các chiều cao kinh tế cho từng cọc hay từng đoạn tuyến có địa hình giống nhau về độ dốc ngang sườn, địa chất . -Ngoài ra phải đảm bảo các yếu tố không gian, cảnh quan tạo cảm giác êm dịu, thoải mái cho lái xe. Aính hưởng của điều kiện địa hình, địa chất thủy văn tới nguyên tắc thiết kế đường đỏ : - Đối với địa hình vùng đồi nên dùng phương pháp "đường cắt'', cố gắng vạch đường đỏ để khối lượng đào và đắp là gần bằng nhau. - Tránh tạo những đoạn nền đường đào ẩm ướt, nhất là đi ven sông, suối. - Đối với địa hình vùng đồi núi để tăng cường sự ổn định của trắc ngang đường và tiện lợi cho thi công nên dùng trắc ngang chữ L. Khi độ dốc ngang sườn lớn mới dùng trắc ngang chữ U. 5.2. Xác định các cao độ khống chế : - Cao độ điểm khống chế là những cao độ mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua như cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, cao độ nơi giao nhau cùng mức với các đường giao thông ôtô khác cấp cao hơn hoặc với đường sắt, cao độ mặt cầu, cao độ tối thiểu đắp trên cống, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường ở những nơi có mức nước ngầm cao. 5.3. Xác định các cao độ mong muốn : Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn núi tự nhiên và địa chất khu vực. Nên phân thành từng đoạn có độ dốc sau để xác định cao độ của những điểm mong muốn (cao độ chỉ đạo): i s < 20 dùng dạng nền đắp và nửa đào, nửa đắp H đào ;m 2 1 F đà o F đắp 3 H đắp ;m Hình .5.1: Quan hệ giữa diện tích đào đắp với chiều cao đào đắp tại cọc dặc trưng cho đoạn địa hình. 1: F dào = F đắp . 2: Đào hoàn toàn. 3: Đắp hoàn toàn. 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 47 i s = 2030 dùng dạng nền nửa đào, nửa đắp i s > 30 dùng dạng nền đường chữ L hoặc thiên về phần đào nhiều hơn Để xác định cao độ mong muốn cho từng đoạn trắc dọc. Ta tiến hành lập đồ thị tương quan giữa diện tích đào và diện tích đắp. Tại những nơi có F đào = F đắp ta xác định được trắc ngang kinh tế hình .5.1. 5.4. Phân đoạn trắc dọc và quan điểm thiết kế: Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồi nên trắc dọc có cao độ tự nhiên thay đổi liên tục do đó ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp đường cắt. Khi thiết kế cần cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc hoặc vận chuyển ngang từ phần nền đào sang đắp cho phần nền đắp. Bám sát các điểm khống chế và các điểm mong muốn, làm thõa mãn tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến như: độ dốc dọc nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, bán kính đường cong đứng, phối hợp giữa đường cong đứng và đường cong nằm nhằm đảm bảo sự đều đặn của tuyến. 5.5. Thiết kế đường đỏ: Sau khi đã xác định các điểm khống chế và các điểm mong muốn đưa các điểm đó lên trắc dọc đã vẽ đường “đen” (đường địa hình tự nhiên). Sơ bộ vạch vị trí đường đỏ thoả mãn các yêu cầu sau: - Bám sát các điểm khống chế và các điểm mong muốn. - Thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật. - Trong thực tế khó mà đảm bảo thoả mãn đồng thời tất cả các yêu cầu đặt ra, do đó phải tuỳ tình hình cụ thể cho từng đoạn tuyến để chọn giải pháp thiết kế hợp lý nhất. - Phân trắc dọc thành từng đoạn đặc trưng về độ dốc dọc của đường đỏ, xác định điểm đầu của đoạn dốc tính toán, định trị số dốc dọc cho đoạn đó một cách chính xác (độ dốc dọc phải chẵn phần nghìn). - Xác định cao độ và chiều cao đào đắp đất ở các cọc. - Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này. Trong thiết kế thường gặp hai trường hợp: 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 48 - Đường đỏ là đường thẳng thì tính điểm xuyên như sau hình 5.2a: 1 1 1 1 2 h x l h h (m). Trong đó: + x 1 : Là khoảng cách tính từ cọc có chiều cao đào hay đắp là h 1 . + l 1 : Là khoảng cách giữa hai cọc (chọn hai cọc gần điểm xuyên). + h 1 , h 2 : Là chiều cao đào đắp tại hai cọc gần điểm xuyên. - Đường đỏ là đường cong đứng hình 5.2b. 2 2 2 2 x R.J R .J 2.R l .J h` (m). Trong đó: R: bán kính đường cong đứng. J: độ dốc tự nhiên mặt đất. x 2 : Khoảng cách từ điểm xuyên đến điểm O có độ dốc i=0 trên đường cong đứng. l 2 : khoảng cách giữa điểm O với một cọc chi tiết gần nhất. y 0 B J h 0 A Âæåìng âen Âæåìng âoí Hçnh 5.2b: x l 2 2 Âæåìng âoí h1 h2 X1 L1 o B A y h1 X2 L2 ho Âæåìng âen Hçnh 5.2a Hçnh 5.2b Âæåìng âoí Âæåìng âen 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 49 5.6. Thiết kế đường cong đứng: * Tính toán các yếu tố đường cong đứng: Tại vị trí thay đổi độ dốc đường đỏ mà có hiệu độ dốc 20‰ ta phải bố trí đường cong đứng Hình 5.3 : Sơ đồ cấu tạo đường cong đứng Các thông số đường cong đứng xác định như sau: K = R( i 1 - i 2 ) 5.3 5.5 Trong đó: + i 1 , i 2 :độ dốc thiết kế của đường đỏ. + i khi lên dốc - i khi xuống dốc + R: bán kính đường cong đứng + K: chiều dài đường cong + T: khoảng cách từ điểm TĐ, TC của đường cong đứng đến điểm đổi dốc của đường đỏ. * Lập bảng cắm cong: Phương án 1: Bảng 5.1: STT LÝ TRÌNH i 1 (%) i 2 (%) R(m) K(m) T(m) P(m) 1 KM0+300,00 6 -5 30000 329,48 164,74 0,45 2 KM0+604,76 -5 18 10000 229,52 114,76 0,66 3 KM1+356,92 18 -18 8000 287,86 143,93 1,29 4 KM2+125,70 -12 12 10000 239,96 119,98 0,72 1 2 (i i ) T R 2 5.4 2 T d 2R i 1 i 2 R T d 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 50 Phương án 2: Bảng 5.2: STT LÝ TRÌNH i 1 (%) i 2 (%) R(m) K(m) T(m) P(m) 1 KM0+649,28 -10 6 20000 320,24 160,12 0,64 2 KM0+960,65 6 18 20000 239,58 119,79 0,36 3 KM1+224,19 18 -5 10000 229,84 114,92 0,66 4 KM1+936,27 -9 18 10000 270,18 135,09 0,91 5 KM2+400 18 5 10000 130,04 65,02 0,21 5.6. Tính toán cao độ thiết kế, chiều cao đào đắp-lập bảng cắm cọc: Bảng cắm cọc được thể hiện ở phụ lục 1, bảng 1,2. 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 51 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRẮC NGANG VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP 6.1. Nguyên tắc thiết kế: - Các đặc trưng mặt cắt ngang của đường ô tô phụ thuộc vào cấp đường và vận tốc thiết kế đã tính toán sơ bộ ở chương 2. Cụ thể: + Nền đường rộng 9 m, trong đó phần xe chạy là 2 x 3,5 m, lề đường là 2 x 1m * Cấu tạo nền đường: - Thiết kế trắc ngang nền đường cần đảm bảo các quy định sau đây: + Bề rộng nền đường gồm có phần xe chạy và lề đường, khi cần thiết phải có dải phân cách. + Lề đường khi V tt 40 km/h phải có một phần gia cố. + Nền đường phải đủ cường độ, không biến dạng quá nhiều dưới áp lực bánh xe. + Nền đường phải ổn định cường độ - Vì vậy, khi thiết kế trắc ngang nền đường cần chú ý: + Để tránh hiện tượng trượt mái taluy, ta lấy độ dốc mái taluy là 1:1,5. + Nếu nền đắp cao hơn 612m thì dưới dốc taluy phải thoải hơn (11,75) và phần trên (48)m vẫn dùng Taluy 1:1,5. + Nền đường đầu cầu và dọc sông ta lấy cấu tạo độ dốc Taluy 1:2 cho đến mực nước thiết kế 0,5m. + Đắp nền trên sườn dốc khi i sd >20% thì ta phải đánh bậc cấp trước khi đắp. + Nền đào: Độ dốc mái taluy nền đào lấy là 1:1 + Đối với nền đào cũng như nền đắp thấp < 0,6m thì ta phải thiết kế trắc ngang có rãnh biên thoát nước. 1:1,50 4% 2% 2% 4% 1:1,50 B=7m Bld=0,50m Blgc=0,50m Blgc=0,50m Bld=0,50m HÇNH 6.1 CÁÚU TAÛO NÃÖN ÂÆÅÌNG 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 52 6.2. Các thông số thiết kế: 6.3. Mặt cắc ngang tĩnh không: Chiều cao khống chế tối thiểu là 4,5m, trong trường hợp cá biệt có thể lấy 4m Hình 6.2:Mặt cắt ngang tĩnh không. 6.4. Thiết kế trắc ngang điển hình: Có 8 dạng trắc ngang điển hình và công thức tính diện tích mặt cắt ngang như sau: 6.4.1. Dạng A1: Điều kiện áp dụng: 0<|K.H|<Bn/2. Hình 6.3: Mặt cắt ngang dạng A 1 - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 2 n R R B B K.H 2 F 2(K 1) - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = 2 n B K.H 2 2(K 1,5) n n B R B /2 B /2 1:1 1:1 1:1,5 1:K |K.H| |H| 0.75 0.75 4.0m 4.5m 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 53 1:k 1:1 1:1 1:1 1:1 Trong đó : + F R : Diện tích mặt cắt ngang rãnh biên : F R = 0,32 (m 2 ) + B n : Bề rộng nền đường B n = 9 (m). + B R : Bề rộng đáy rãnh biên (m) 6.4.2. Dạng A2: Điều kiện áp dụng: Bn/2<|K.H|<Bn/2+B R Hình.6.4: Mặt cắt ngang dạng A 2 - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 2 n R R B B K.H 2 F 2(K 1) - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = 0 6.4.3. Dạng A3: Điều kiện áp dụng: |K.H| Bn/2+B R - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 2 2 n n R R R B B B K.H K.H B 2 2 2F 2(K 1) 2(K 1) - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = 0 Hình.6.5: Mặt cắt ngang dạng A 3 6.4.4. Dạng A4: Điều kiện áp dụng: K = . B /2 B B /2 |K.H| 1:1 1:1 1:K R nn B R |H| 1:1 1:1 n B B /2 B /2 B 1:1 1:1 1:1 1:1 R R |K.H| |H| n 1:K 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 54 Hình 6.6: Mặt cắt ngang dạng A 4 - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = n R R H B 2F 2 B H 2 2 - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = 0 6.4.5. DạngB1: Điều kiện áp dụng: 0<K.H<Bn/2. Hình 6.7: Mặt cắt ngang dạng B 1 - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 2 n R R B B K.H 2 F 2(K 1) - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = )5,1K(2 H.K 2 B 2 n 6.4.6. Dạng B2: Điều kiện áp dụng: Bn/2<K.H<Bn/2+B R Hình 6.8: Mặt cắt ngang dạng B 2 - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: |H| n n B R B /2 B /2 1:1 1:1 1:x 1:K |K.H| R n n |H| B B /2 B /2 1:1 1:1 1:x 1:K |K.H| 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 55 1: 1,5 1:K 1: 1,5 F đào = 2 2 n n R R B B B K.H K.H 2 2 F 2(K 1) 2(K 1) - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = )1K(2 2 B H.K )xK(2 2 B H.K 2 n 2 n 6.4.7. Dạng B3: Điều kiện áp dụng: K.H>Bn/2+B R Hình 6.9: Mặt cắt ngang dạng B 3 - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = )1K(2 2 B H.K )xK(2 2 B H.K 2 n 2 n - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 0. 6.4.8. Dạng B4: Điều kiện áp dụng: K= . - Diện tích mặt cắt ngang phần đào: F đào = 0. - Diện tích mặt cắt ngang phần đắp: F đắp = H 2 H3 B n Hình.6.10: Mặt cắt ngang dạng B 4 Ghi chú: 1/x: ta luy nền đắp. + 1/x = 1/1,5: khi chiều cao đào đắp H 6m. >0,3m |K.H| n n |H| B /2 B /2 1:1,5 1:x 1:K 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 . . . kế của đường đỏ. + i khi lên dốc - i khi xuống dốc + R: bán kính đường cong ứng + K: chiều dài đường cong + T: khoảng cách từ điểm TĐ, TC của đường cong ứng đến điểm đổi dốc của đường. Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 49 5.6. Thiết kế đường cong ứng: * Tính toán các yếu tố đường cong ứng: Tại vị trí thay đổi độ dốc đường đỏ mà có hiệu. dốc đường đỏ mà có hiệu độ dốc 20‰ ta phải bố trí đường cong ứng Hình 5.3 : Sơ đồ cấu tạo đường cong ứng Các thông số đường cong ứng xác định như sau: K = R( i 1 - i 2 ) 5.3