Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 136 + Ta có P 0 = 0,17m nên ta cần điều chỉnh lại bán kính đường cong tròn. R=R 1 -P o = 600-0,17= 599,83m. + Xác định chiều dài phần còn lại của đường cong tròn KM1+224,19 0 = -2 0 = 0 45 33'33" - '''0 36464 = '''0 574640 K 0 = 0 0 3,14 599,83 40 46'57" 427,09 180 180 R x x m + Xác định khoảng cách từ đỉnh đường cong tới đường cong tròn K 0 f = P 0 + P = 0,17 + 50,74 = 50,91 m + Xác định lý trình của điểm đầu đường cong chuyển tiếp (TĐT), tiếp cuối đường cong chuyển tiếp (TCT) và trị số độ rút ngắn Đ= (Km0+985,65) + 251,91= Km1+237,56(Lý trình đỉnh theo đường thẳng) TĐT1 = Đ -(T+t) = (Km1+237,56)-(251,91+25) = Km0+960,65 TCT1 = TĐT1+ L= (Km0+960,65) + 50 = Km1+010,65 TCT 2 = TCT 1 +K 0 = (Km1+010,65) + 427,09 = Km1+437,74 (2.2.12) TĐT2=TĐT1+K 0 +2.L=(Km0+960,65)+ 427,09+2.50= Km1+487,74 2.3.2.1. Đối với đường cong tròn thứ nhất: R= 400m. L cht = 50m + Xác định các thông số Clôtôit A A= RxL = 400 50 x = 141,421 m + Kiểm tra điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp. Ta có: - Góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở điểm cuối đường cong chuyển tiếp 0 ' '' 0 180 50 180 . 3 3458 2 2 400 3,14 ct L x R x x - Góc chuyển hướng = 81 0 44’49’’ > 2 0 = 7 0 9'56" + Xác định tọa độ đường cong chuyển tiếp: Ta có: s =L=50 m s/A =50/141,421 = 0,354. Tra bảng 3-7/48 tài liệu [3] ta được: x 0 /A =0,353861 và y 0 /A = 0,007396 Do đó, tọa độ tại cuối đường cong chuyển tiếp: x 0 = 0,353861 x 141,421 = 50 m y 0 = 0,007396 x 141,421 = 1,0459 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 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 137 + Xác định tọa độ điểm trung gian: Ta chọn khoảng cách điểm trung gian cách điểm đầu 25 m. Ta có: s 1 /A =25/141,421 = 0,176777 Tra bảng 3-7 tài liệu [3] ta được: x1/A = 0,174995 và y1/A = 0,000825 Do đó, tọa độ tại trung gian của đường cong chuyển tiếp: x 1 = 0,174995 x 141,421 = 25 m y 1 = 0,000825 x 141,421 = 0,116672m + Xác định độ dịch chuyển đoạn cong tròn P 0 và tiếp đầu đường cong t: P 0 = y 0 -R(1-cos 0 ) = 1,037 - 400[1-cos( 0 ' '' 3 3458 )] = 0,25m t = x 0 - R.sin 0 =L/2 = 25m + Ta có P 0 = 0,25m nên ta cần điều chỉnh lại bán kính đường cong tròn. R=R 1 -P o = 400- 0,25= 399,75m. + Xác định chiều dài phần còn lại của đường cong tròn 0 = -2 0 = 0 45 33'33" - '''0 36464 = '''0 574640 + Xác định chiều dài phần còn lại của đường cong tròn KM1+224,19 K 0 = 0 0 3.14 600 40 47'20" 427,09 180 180 R x x m + Xác định khoảng cách từ đỉnh đường cong tới đường cong tròn K 0 f = P 0 + P = 0,17 +128,82 = 128,99m + Xác định lý trình của điểm đầu đường cong chuyển tiếp (TĐT), tiếp cuối đường cong chuyển tiếp (TCT) và trị số độ rút ngắn Đ= (Km1+766,76)+345,90= Km2+112,66(Lý trình đỉnh theo đường thẳng) TĐT1 = Đ -(T+t) = (Km2+112,66)-(345,90+25) = Km1+741,76 TCT1 = TĐT1+ L= (Km1+741,76) + 50 = Km1+791,76. Bảng cắm cọc chi tiết trong đường cong chuyển tiếp được thể hiện ở bảng 4,5 của phụ lục 8. 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 138 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 3.1. Các nguyên tắc thiết kế chung: Thiết kế trắc dọc chi tiết căn cứ vào: - Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-06. - Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/1000. - Cấp hạng kỹ thuật tuyến đường. - Nguyên tắc và quan điểm thiết kế của dự án khả thi. Giải pháp thiết kế đường đỏ xem xét lại trắc dọc của dự án khả thi và địa hình cụ thể chi tiết của tuyến để điều chỉnh đường đỏ phù hợp với cao độ khống chế. - Điểm đầu đoạn: Km0+900 cao độ khống chế là: 128,97m. - Điểm cuối đoạn: Km1+900 có cao độ khống chế là: 129,96m - Chiều dài đoạn dốc đã thiết kế ở phần dự án khả thi. 3.2. Thiết kế đường cong đứng: Trắc dọc thiết kế chi tiết đoạn tuyến có hai đường cong đứng một lõm và một lồi nên phải thiết kế đường cong đứng. Các thông số của đường cong đứng đã thiết kế ở phần trắc dọc sơ bộ với các số liệu sau: - Lý trình đỉnh: Km0+960,65. Đường cong đứng lõm. R = 20000m; T =120,31; P = 0,36m; K= 240,62m. - Lý trình đỉnh: Km1+224,19. Đường cong đứng lồi. (thiết kế phối hợp đỉnh với đường cong nằm) R = 10000m; T =115,12; P = 0,66m; K= 230,24m. - Và một phần đường cong đứng lõm ở cuối đoạn tuyến R = 10000m; T =134,76; P = 0,91m; K= 269,52m. 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 139 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT Tuyến đường có một đường cong nằm bán kính R= 600m và một phần đường cong nằm có R= 400m đều có bố trí siêu cao, đoạn nối siêu cao, không có độ mở rộng. Với: - Bề rộng nền đường B n = 9m. - Bề rộng mặt đường B m = 7m. - Bề rộng lề B l = 2x1m. - Bề rộng lề gia cố: B lgc =2 x0,5m. - Độ dốc ngang phần mặt đường và phần lề gia cố 2%. - Độ dốc ngang phần lề không gia cố 4%. - Rãnh biên hình thang bề rộng đáy 0,4m, chiều cao 0,4m , taluy 1:1. - Taluy nền đào 1:1. - Taluy nền đắp 1:1,5. Thiết kế mặt cắt ngang chi tiết là áp áo đường, rãnh biên, mái taluy đường đào, đắp vào mặt cắt ngang, tính các cao độ cần thiết lên mặt cắt ngang như cao độ tự nhiên, cao độ hoàn công, cao độ đường đỏ và thiết kế trắc ngang cho tất cả các cọc có trên trắc dọc. Mục đích thiết kế trắc ngang là để tính toán diện tích của từng mặt cặt ngang chi tiết và từ đó tính chính xác khối lượng đào đắp cho đoạn tuyến thiết kế. Các mặt cắt ngang chi tiết ở phụ lục 9. 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 140 CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC Đoạn thiết kế kỹ thuật từ Km0+900 đến Km1+900. Nhiệm vụ thiết kế chi tiết cống thoát nước 1175 tại Km1+700. Ta có các số liệu tính toán sau: Lý trình Loại cống Cao độ tự nhiên (m) Cao độ thiết kế (m) Độ dốc lòng suối (%) Độ dốc sườn dốc (%) Km1+700 1175 127,79 131,27 4,5 4,7 5.1. Lưu lượng tính toán: Theo các công thức tính toán ở chương 4 phần 1 ta xác định được lưu lượng cực đại chảy về công trình: Q max = 3,98 (m 3 /s). 5.2. Luận chứng chọn loại cống, khẩu độ cống: Các công trình thoát nước nhỏ trên đường thường dùng loại cống vuông hay cống tròn để thoát nước, mỗi loại cống điều có ưu và nhược điểm riêng. - Cống tròn: + Ưu điểm: Khả năng thoát nước tốt hơn cống vuông, sử dụng cấu kiện đúc sẵn và có thể đồng bộ hoá, cơ giới hoá do đó dễ thi công và giá thành thấp. + Nhược điểm: Khống chế chiều cao từ mặt đường đến đỉnh cống là phải lớn hơn 0,5m để đảm bảo điều kiện áp lực phân bố đều trên cống, nên tại vị trí đắp thấp khó thoả mãn điều kiện này. - Cống vuông: + Ưu điểm: Khả năng chịu lực tốt, được dùng nhiều tại vị trí chiều cao đất đắp trên cống thấp. + Nhược điểm: Khả năng thoát nước thấp hơn cống tròn tuy cùng một đơn vị diện tích, thi công phức tạp, tốn kém vật liệu, giá thành cao. Về chế độ chảy: - Chế độ chảy không áp: + Dự trữ được lưu lượng, nền đường không bị ẩm ướt, có khoảng hở cho cây trôi. + Phải tăng khẩu độ cống. - Chế độ chảy có áp và bán áp: 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 141 + Cần phải đắp cao nền đường (>0,5m), gia cố tốt thượng, hạ lưu, nền đường dễ bị ẩm ướt + Giảm được khẩu độ cống Với nhiệm vụ thiết kế cống tại vị trí Km1+700, tại đây chiều cao đắp đất là 3,48m nên có thể khắc phục được nhược điểm của cống tròn. Vậy ta quyết định chọn loại cống tròn, làm việc theo chế độ không áp có miệng cống loại thường, tức là H < 1,2h cv . Trong đó: + H: chiều cao nước dâng trước cống. + h cv : chiều cao cống ở cửa vào. Dựa vào bảng phụ lục 16 tài liệu [5], với lượng cực đại chảy về công trình là Q p = 3,98(m 3 /s) ta có thể chọn cống có khẩu độ 2150, 2125, 1175. Tuy nhiên, xét tổng thể toàn tuyến chỉ thi công 2 loại cống tròn 175 và 150 nên để thuận lợi cho công tác thi công ta chọn cống thi công ở đây là 1175. Tra bảng ta có: + Vận tốc dòng chảy ở cửa ra của cống: V = 2,79(m/s). + Chiều cao mực nước dâng: H = 1,55 m. 5.3. Thiết kế cấu tạo cống: Cống tròn gồm ba thành phần chính: 5.3.1. Cửa ra và cửa vào: Cửa cống có tác dụng nối tiếp nền đường và miệng cống, điều tiết trạng thái dòng chảy đảm bảo dòng chảy thông suốt, tránh xói mòn lòng suối thượng, hạ lưu, tránh xói mòn cống, móng của cống đảm bảo cho cống làm việc an toàn. Hình thức của cửa cống ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thoát nước của cống và việc lựa chọn hình thức gia cố lòng khe suối. Ta chọn loại tường cánh kiểu chữ bát vì kiểu này thi công đơn giản, thoát nước tốt, giá thành thấp, mỹ quan và điều quan trọng hơn nữa là điều chỉnh được dòng chảy. Để rút ngắn chiều dài tường cánh và dễ thi công, đầu cuối tường cánh ta xây thẳng đứng cao 30cm. Góc chéo tường cánh lấy 30 0 cho cả cửa vào và cửa ra. 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 142 5.3.2. Thân cống . Thân cống bao gồm các đốt cống nối với nhau, mỗi đốt cống dài 0,99m và tùy theo địa hình, chiều cao đất đắp mà ta có chiều dài cống và được làm tròn đến đơn vị mét. Chiều cao đất đắp trên cống là 3,48m < 6m nên taluy nền đắp là 1:1,5, với bề rộng nền đường là 9m ta tính được chiều dài thân cống một cách gần đúng là: L c = 9+2x1,5x1,57c= 13,71(m). Vậy ta chọn chiều dài cống là 13m. 350 1371 350 157 1 : 1,5 1 : 1,5 i s = 4,7 % Hình 5.1: Trắc dọc sơ bộ cống. Bê tông đúc ống cống dùng bêtông M20 với vật liệu đá sỏi phải sạch sẽ và đồng đều, thép CT3. Cốt thép chịu lực của cống thường dùng hai lớp, bố trí sát thành ngoài và thành trong của ống cống và cuốn theo hình xoắn ruột gà. Ngoài ra còn đặt thêm cốt thép dọc để chống lại lực cắt và để giữ vị trí các đai chịu lực cố định. Ta có dạng biểu đồ mômen của cống tròn như hình.5.2: Dựa vào biểu đồ mômen, ta thấy cống tròn là một kết cấu vừa chịu uốn vừa chịu nén. Phía trên và phía dưới chịu mômen dương nên bố trí cốt thép chịu lực sát vào phía trong thành cống. Phía bên phải và trái chịu mômen âm nên phải bố trí cốt thép Hình 5.2: Dạng biểu đồ mômen của cống tròn. (+) (+) (-) (-) 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 143 sát phía ngoài thành cống. Do đó ta dùng hai lớp cốt thép ở phía trong và phía ngoài. Để nối 2 đốt cống với nhau ta dùng cách nối ghép thẳng, khe nối giữa các ống cống có chiều dài 1cm. Khe nối được nhét chặt bằng đay tẩm nhựa đường, bên trong ống cống quét hai lớp nhựa đường và phủ hai lớp giấy dầu tại mối nối. 5.3.3. Các loại móng cống, phạm vi áp dụng, cách xử lý nền để đặt móng cống: Tại vị trí đặt cống có địa chất ổn định, tình hình thủy văn đơn giản ta cho cống đặt trực tiếp lên lớp móng cấp phối đá dăm. 5.4. Thiết kế kết cấu cống : 5.4.1. Nguyên lý thiết kế: Cống trên đường ô tô là một công trình nhân tạo có đắp đất ở trên, cống không chỉ chịu tác dụng của tải trọng xe chạy mà còn chịu tác dụng của đất đắp trên nó. Khi chiều cao của lớp đất đắp lớn hơn 0,5m, lớp đất sẽ làm giảm yếu ảnh hưởng của tải trọng xe chạy đối với cống, vì vậy không xét đến lực xung kích. Tất cả các công trình cống đều được tính theo 3 trạng thái sau : - Trạng thái giới hạn thứ nhất: Bảo đảm công trình không bị phá hoại vì mất cường độ và độ ổn định trong điều kiện khai thác tiêu chuẩn. - Trạng thái giới hạn thứ hai: Bảo đảm công trình không xuất hiện biến dạng dư quá mức trong điều kiện khai thác tiêu chuẩn. - Trạng thái giới hạn thứ ba: Bảo đảm công trình không xuất hiện biến dạng cục bộ không cho phép trong điều kiện khai thác tiêu chuẩn. 120 Lớp đất sét 15cm Lớp móng CPĐD dày 30cm Đốt cống BT cố định ống cống M150 Hình 5.3. C ấu tạo móng cống 30cm 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 144 5.4.2. Các giả thiết khi tính toán : - Cống tròn bê tông cốt thép thuộc loại cống tròn cứng, khi tính toán không xét đến biến dạng của bản thân cống. - Chiều sâu chôn cống có ảnh hưởng nhất định với việc tính toán ngoại lực. Khi tính toán giả thiết rằng đáy sông suối ngang với đáy mặt trong của cống . - Trong các đốt cống cứng ảnh hưởng của lực dọc trục ứng với ứng suất tính toán rất nhỏ (<9,5%) cho nên trong tính toán có thể bỏ qua ứng suất dọc trục . 5.4.3. Số liệu thiết kế: - Tải trọng tính toán ôtô H30, xe nặng HK80. - Bê tông M20 có R n = 90(daN/cm 2 ). - Thép AI có R a = 1900(daN/cm 2 ). - Chiều cao đắp tại vị trí đặt cống: 3,48m. - Dung trọng đất đắp trên cống: 0 = 1,8(T/m 3 ). - Dung trọng của bêtông cốt thép: 1 = 2,5(T/m 3 ). - Móng cấp phối đá dăm đầm chặt dày 30cm. - Đắp đất trên cống có =24 0 . 5.4.4. Tính toán: 5.4.4.1. Chọn sơ bộ chiều dày ống cống : Do chiều cao đất đắp H< 6m nên ta có thể sơ bộ tính chiều dày ống cống theo công thức sau: δ= . 5,12 D (5.1) Trong đó: + D: đường kính trong của cống: D=175 (cm) δ= 5,12 150 14(cm) Theo yêu cầu tối thiểu thì chiều dày cống không nhỏ hơn 16cm đối với cống 175, vậy ta chọn δ=16(cm). 5.4.4.2. Tính ngoại lực : - Tỉnh tải: + Áp lực thẳng của đất đắp: 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 145 q= 0 .H=1,8.(3,48 - 0,16 - 1,75)= 2,82(T/m 2 ). + Trọng lượng bản thân cống. g z = 1 .δ =2,5.0,16 = 0,4(T/m 2 ) - Áp lực thẳng đứng do hoạt tải: Theo quy định chiều cao đất đắp trên cống không nhỏ hơn 0,5m vì vậy không xét đến lực xung kích: P= ba G (5.2) Trong đó: + P: Áp lực thẳng đứng do tải trọng xe chạy gây ra (T/m 2 ). + G: Trọng lượng một bánh xe sau của ôtô hoặc trọng lượng bánh xe HK80 (T). + a: Chiều rộng của mặt tác dụng áp lực (m). + b: Chiều dài của mặt tác dụng áp lực (m). * Đối với xe H30: Xét trường hợp 2 xe ngược chiều nhau a = 1,1 + 0,6 + 2.1,25.tg30 0 =3,14(m). b = 1,6 + 0,2 + 2.1,25.tg30 0 =3,24(m). Ta được: P= 2 2.12 2,36(T / m ) 3,14.3,24 1,6 P P Hçnh II.4.4: Så âäö xãúp xe H30 P/2 0,2 30° 30° b=3,24m a 1,1 0,5 0,6 30° 0,6 a=3,14m b 1,25 P/2 30° 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 . . . phần còn lại của đường cong tròn KM1+2 24, 19 0 = -2 0 = 0 45 33'33" - '''0 3 646 4 = '''0 5 746 40 K 0 = 0 0 3, 14 599,83 40 46 '57" 42 7,09 180. 345 8 2 2 40 0 3, 14 ct L x R x x - Góc chuyển hướng = 81 0 44 49 ’’ > 2 0 = 7 0 9'56" + Xác định tọa độ đường cong chuyển tiếp: Ta có: s =L=50 m s/A =50/ 141 ,42 1. 0,3 54. Tra bảng 3-7 /48 tài liệu [3] ta được: x 0 /A =0,353861 và y 0 /A = 0,007396 Do đó, tọa độ tại cuối đường cong chuyển tiếp: x 0 = 0,353861 x 141 ,42 1 = 50 m y 0 = 0,007396 x 141 ,42 1