Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng vị trí tuyến đường chức năng và nhiệm vụ của nó p3 pot

Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 26 + y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m). x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép . x = 0,5+ 0,005V (2.21) y = 0,5+ 0,005V (2.22) Suy ra x = y = 0,5 + 0,005 x 40 = 0,7(m). Vậy bề rộng làn xe: B = 2,5 2 2  + 0,7 + 0,7 = 3,65m. Theo tài liệu Bảng 6 tài liệu [1] với cấp đường thiết kế là IV và tốc độ thiết kế 60(Km/h), thì B = 3,5m. Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thời xét theo chức năng của tuyến đường và thường kinh phí hạn hẹp nên ta chọn bề rộng làn xe theo quy phạm B = 3,5m. 2.2.11. Số làn xe: Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức : lth cdgio lx N N n   (2.23). Trong đó : + n lx : Số làn xe yêu cầu . + N lth : Năng lực thông hành tối đa khi không có phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ thì theo mục 4.2.2 tài liệu [1] ta có: N lth =1000 (xcqđ/h/làn). + Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V tt = 60km/h thì Z= 0,55. + N cdgio : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm: N cdgio = .N qđ 15 (xcqđ/h). Trong đó: N qđ 15 :lưu lượng xe con quy đổi ở năm thứ 15. N qđ 15 = N hh 15 .  n i ii KP. = 820.(0,18.2,5+ 0,51.2+ 0,24.2+ 0,07.1)= 1656,40 (xcqđ/ngày.đêm) :hệ số tính đổi kinh nghiệm, ÷ Chọn  = 0,1. Vậy : N cdgio = 0,1.1865,50 = 165,64 (xcqđ/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 27 Thay các giá trị vào 2.23 ta có: n lx = 165,64 0,55.1000 =0,3 (làn). Theo bảng 6 tài liệu [1] với đường cấp IV, tốc độ 60(Km/h) số làn xe yêu cầu là 2 làn. Vậy ta chọn n lx = 2 làn. 2.2.12. Chiều rộng mặt đưòng và nền đường: Chiều rộng phần xe chạy được tính như sau: B m = n.B + B d (m) (2.24) Trong đó: + B m : chiều rộng toàn bộ phần xe chạy (m) + B: bề rộng một làn xe. + n: số làn xe. + B d : tổng bề rộng dãi phân cách: B d = 0  B m = 2.3,5+ 0 = 7 m. Chiều rộng nền đường. B n = B m + 2 B lề. (m) (2.25). Trong đó: + B n : chiều rộng toàn bộ nền đường. + B 1ề : bề rộng lề đường. Theo bảng 6 tài liệu [1 đối với cấp thiết kế của đường là IV thì + B lề = 1m  B n = 7 + 2.1= 9(m). 2.2.13. Môđuyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường : 2.2.13.1. Xác định tải trọng tính toán : Căn cứ vào chức năng của tuyến đường (đường ôtô chạy) chọn: Theo Bảng 3.1của tài liệu [4]. 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 28 - Tải trọng trục tính toán: 100(KN). - Áp lực tính toán lên mặt đường: 0,6 (Mpa). - Đường kính vệt bánh xe tương đương: 33cm. 2.2.13.2. Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường: Căn cứ vàp cấp thiết kế của đường (cấp IV) và tốc độ thiết kế (60Km/h) có thể chọn kết cấu áo đường là loại mặt đường cấp cao A1 . Tra bảng 3-5[4] xác định muđuyn đàn hồi yêu cầu tối thiểu của KCAĐ tương ứng: + Mặt đường cấp cao A1 : E min yc = 130 Mpa 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 29 2.2.14. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến : Bảng 2.9: Qui phạm Stt Tiêu chuẩn kỹ thuật Đơn vị Trị số tính Tối thiểu Thôngthường Chọn 1 Cấp thiết kế - IV IV 2 Tốc độ thiết kế Km/h - 60 60 3 Độ dốc dọc lớn nhất ‰ 18 60 18 4 Tầm nhìn một chiều m 63,34 75 - 75 5 Tầm nhìn hai chiều m 119,70 150 - 150 6 Tầm nhìn vượt xe m 360 350 - 360 7 Bán kính đường cong nằm tối thiểu R min osc m 472,44 1500 - 1500 8 Bán kính đường cong nằm tổi thiểu R min sc m 130 125 250 250 9 Bán kính đường cong nằm đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 1125 - - 1125 10 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu R min lồi m 2343,7 2500 4000 4000 11 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu R lõm min m 553,84 1000 1500 1500 12 Bán kính đường cong đứng lõm đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 1336 - - 1400 13 Độ dốc siêu cao tối đa % 6,8 7 7 14 Số làn xe Làn 0,30 2 2 15 Bề rộng một làn xe m 3,65 3,5 3,5 16 Bề rộng mặt đường m - 7 7 17 Bề rộng nền đường m - 9 9 18 Bề rộng lề đường m - 2x1 2x1 19 Bề rộng phần gia cố lề m - 2x0,5 2x0,5 20 Loại mặt đường - A1 A1 21 Môduyn đàn hồi yêu cầu của mặt đường. MPa - 130 130 22 Môduyn đàn hồi yêu cầu của lề gia cố. MPa - 110 110 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 30 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 3.1. Nguyên tắc thiết kế: Nguyên tắc thiết kế bình đồ tuyến phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc, trắc ngang. Tuy nhiên, để tiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến, sau đó dựa vào các đường dẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang. 3.2. Xác định các điểm khống chế: Trên bình đồ trắc dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình, cảnh quan thiên nhiên, xác định các điểm khống chế mà tại đó tuyến phải đi qua. - Điểm đầu A18, điểm cuối B18. - Điểm vượt đèo. - Vị trí vượt sông, suối thuận lợi. - Cao độ khu dân cư, trấn thành phố, nơi giao nhau với các đường giao thông khác. - Đánh dấu những khu vực bất lợi về địa chất, thuỷ văn mà tuyến nên tránh, các điểm tựa mà tuyến nên chạy qua.3.3. Quan điểm thiết kế - xác định bước compa: * Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau: - Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe dọa xói lở của bờ sông. Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo sự đều đặn của tuyến. - Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy, ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định. - Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co, địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốc chủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép. * Xác định bước Compa. 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 31 Chiều dài bước Compa được tính theo công thức. M 1 i h l d   (m). (3.1) Trong đó: + h: Chênh lệch giữa hai đường đồng mức gần nhau; h= 8m. + i d = (0,90,95)i dmax ( 0 / 00 ) (3.2). + i dmax : Dộ đốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường ( 0 / 00 ). Có thể lấy i d = i dmax - 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy.  i d = 0,018 x 0,95 = 0,0171 + 1/M: Tỷ lệ bản đồ; 1/M=1/20000 Thay số liệu vào công thức trên ta được: L= 8000 0,0171 . 1 20000 = 23,39(mm). Vậy chọn: l = 24 mm. 3.4. Lập các đường dẫn hướng tuyến: Đường dẫn hướng tuyến là một đường gãy khúc cắt các đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi i d . Để vạch các đường dẫn hướng tuyến một cách dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình, vì vậy ta cần vạch các hướng tuyến theo các nguyên tắc sau: - Đường dẫn hướng tuyến cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dài tuyến. - Tránh tuyến gãy khúc, cua đột ngột. - Cho phép sử dụng độ dốc dọc lớn nhất và các bán kính đường cong nằm tối thiểu nhưng phải đảm bảo tầm nhìn đối với địa hình. - Ở những đoạn cần triển tuyến cố gắng bám theo một độ dốc dọc nào đó. trong trường hợp khó khăn về bình đồ, thì cố gắng bám theo đường đồng mức và có lên xuống chút ít để đảm bảo yêu cầu thoát nước. Dựa vào các chỉ tiêu tính toán, bình đồ và xem xét kỹ vào yếu tố địa hình, ta kết hợp các phương pháp vạch đường dẫn tuyến. 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 32 - Vạch theo lối đi tự do khi tuyến đi qua vùng đồi thoải. - Vạch theo lối đi sườn, khi tuyến đi qua vùng sườn đồi thoải và quanh co, địa chất ổn định. đường dẫn hướng được xác định theo độ dốc đều. - Một số đoạn có địa hình khó khăn ta vạch đường dẫn hướng tuyến theo lối đi gò bó bằng cách dùng bước compa. 3.5. Các phương án tuyến : * Phương án 1: Tuyến có chiều dài L= 2970,60m gồm 3 đường cong nằm, trong đó đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất R= 400m, hệ số triển tuyến bằng 1,12. Tuyến có 13 cống thoát nước tính toán, độ dốc dọc tự nhiên trung bình bằng 9‰. * Phương án 2: Tuyến có chiều dài L= 2903,18m gồm 4 đường cong nằm, trong đó đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất R= 350m, hệ số triển tuyến bằng 1,10. Tuyến có 12 cống thoát nước tính toán, độ dốc dọc tự nhiên trung bình bằng 7‰. * Phương án 3: Tuyến có chiều dài L= 3032,01 m gồm 4 đường cong nằm, trong đó đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất R= 350m, hệ số triển tuyến bằng 1,15. Tuyến có 14 cống thoát nước, độ dốc dọc tự nhiên trung bình bằng 10‰. 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 33 * So sánh sơ bộ- chọn hai phương án tuyến. Bảng so sánh chọn phương án tuyến Bảng3.1: CÁC PHƯƠNG ÁN STT CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT Đơn vị 1 2 3 1 Chiều dài tuyến m 2970,60 2903,18 300,,95 2 Hệ số triển tuyến - 1,12 1,10 1,14 3 Dốc dọc tự nhiên trung bình % 1,9 1,7 2,0 4 Dốc dọc tự nhiên lớn nhất/chiều dài %/m 2,5/115 2,8/120 3,2/200 5 Số lần chuyển hướng Lần 3 4 3 6 Góc chuyển hướng trung bình Độ 48,51 48,55 51,21 7 Số lượng đường cong nằm Cái 3 4 3 8 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất m 400 350 300 9 Số lượng công trình cầu Cái 0 0 0 10 Số lượng công trình cống Cái 13 12 13 So sánh chọn hai phương án thích hợp để lập dự án khả thi: Dựa vào Bảng so sánh trên ta thấy phương án 3 có chiều dài tuyến và độ dốc dọc trung bình lớn hơn đồng thời có bán kính đường cong nằm nhỏ nhất nhỏ hơn hai phương án kia. * Kết luận: ta chọn hai phương án 1 và 2 để lập dự án khả thi. 3.6. Tính toán các yếu tố đường cong nằm cho hai phương án tuyến: Sau khi đã xác định sơ bộ hình dạng của các phương án tuyến qua các đường dẫn hướng tuyến, tiến hành chọn các bán kính đường cong sao cho thích hợp với địa hình, với các yếu tố đường ở đoạn lân cận, với độ dốc cho phép của cấp đường đảm bảo đoạn thẳng chêm tối thiểu giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao. - Xác định điểm đầu, điểm cuối của đường cong tròn. - Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của các đường tang là đỉnh của đường cong. - Đo góc chuyển hướng của tuyến 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 34 - Sơ bộ phân tích hướng tuyến và trắc dọc của tuyến, nếu thấy cần thiết sẽ thay đổi vị trí của đường cong nằm hoặc chọn lại trị số bán kính R. - Sau khi sửa chữa vị trí tuyến lần cuối cùng, tiến hành tính toán các yếu tố cơ bản của đường cong nằm và xác định lý trình các điểm đó. + Chiều dài đường tang của đường cong: T = Rtg(/2) (3.3) + Phân cực của đường cong: 1 P R 1 cos 2              (3.4) + Chiều dài của đường cong: . .R K 180    (m) (3.5) Trong đó: + R(m): Bán kính của đường cong. + (độ): Góc chuyển hướng của tuyến Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau: Bảng các thông số đường cong phương án tuyến 1 Bảng3.2: Góc chuyến hướng(độ) S T T Lý trình đỉnh Trái Phải R (m) T (m) P (m) K (m) isc (%) Ln m 1 Km0+604,76 34 0 24’23” 600 210,82 28,28 410,30 2 50 2 Km2+125,70 62 0 40’41” 400 268,73 68,63 487,58 2 50 3 Km2+666,80 48 0 27’28” 400 205,12 38,92 388,30 2 50 Bảng các thông số đường cong phương án tuyến 2 Bảng3.3: Góc chuyến hướng(độ) S T T Lý trình đỉnh Trái Phải R (m) T (m) P (m) K (m) isc (% ) Ln m 1 Km0+513,29 49 0 24’29” 800 393,0 80,74 739,87 2 50 2 Km1+224,19 45 0 33’33” 600 277,04 50,95 527,10 2 50 3 Km2+052,11 81 0 44’49” 400 371,39 129,34 620,70 2 50 4 Km2+623,33 50 0 41’30” 350 190,92 37,61 359,66 2 50 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 35 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC Theo các giáo trình, tài liệu và thực tế ta đã biết: cường độ và tuổi thọ của các công trình trên đường phụ thuộc rất nhiều vào chế độ thủy nhiệt và sự phân bố các nguồn ẩm như: nước ngầm, nước mặt, nước ngập. Các nguồn ẩm này có tác động đến các công trình đường như gây xói lở nền đường, ta luy, ngấm vào nền đường và kết cấu áo đường làm giảm tuổi thọ của nền đường và kết cấu áo đường. Ta đã biết nước là yếu tố số một ảnh hưởng đến tuổi thọ của đường. Chính vì vậy khi xây dựng và thiết kế đường cần chú ý thiết kế các hệ thống thoát nước một cách hợp lý để đảm bảo tuổi thọ cho công trình và tiết kiệm chi phí xây dựng. * Những điều cần chú ý khi quy hoạch thoát nước : - Tần suất thiết kế của công trình thoát nước ứng với cấp kỹ thuật của tuyến đường. Với đường cấp kỹ thuật 40, theo [1] tần suất thiết kế cho cầu, cống là 4%. - Ưu tiên chọn cống ở chế độ chảy không áp để thoát nước tốt, tránh nước dâng trước cống và cống bị phá hoại do vật trôi. - Ưu tiên dùng cống tròn lắp ghép để thi công. Trong các trường hợp cao độ thấp, đất đắp trên cống bị hạn chế hoặc lưu lượng tính toán lớn (>15m 3 /s) thì phải nghiên cứu phương án cống vuông, cống hộp trên cơ sở luận chứng kinh tế, kỹ thuật. Việc thiết kế quy hoạch thoát nước bao gồm: Thiết kế rãnh, thiết kế cống, thiết kế cầu. 4.1. Rãnh thoát nước: 4.1.1. Rãnh biên: Rãnh dọc được thiết kế ở các đoạn nền đường đắp thấp hơn 0,6m, ở tất cả các nền đường đào, nền đường nửa đào, nửa đắp, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở cả hai bên của nền đường. Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo: Hình 4.1: Cấu tạo rãnh biên 40cm 120cm 40cm 40cm 40cm 1:1 1:1 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 . . . điểm đầu, điểm cuối của đường cong tròn. - Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của các đường tang là đỉnh của đường cong. - Đo góc chuyển hướng của tuyến Click to buy. ngấm vào nền đường và kết cấu áo đường làm giảm tuổi thọ của nền đường và kết cấu áo đường. Ta đã biết nước là yếu tố số một ảnh hưởng đến tuổi thọ của đường. Chính vì vậy khi xây dựng và thiết. - Sau khi sửa chữa vị trí tuyến lần cuối cùng, tiến hành tính toán các yếu tố cơ bản của đường cong nằm và xác định lý trình các điểm đó. + Chiều dài đường tang của đường cong: T = Rtg(/2)