Thiết kế sơ bộ nút giao thông ngã tư vọng

Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xe chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các luồng xe khi lưu thông hạn

LỜI NÓI ĐẦU:

Đất nước ta trong quá trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên thì yêu cầu đòi hỏi phải phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học vì GTVT là nền tảng

để phát triển các ngành khác Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này thì cần phải đẩy mạnh xây dựng các đường ôtô cao tốc,nâng cấp hàng loạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây dựng những cây cầu có quy mô lớn và có vẻ đẹp kiến trúc hiện đại…Thực tế hiện này rất cần có những kỹ sư có trình độ chuyên môn tốt, vững vàng để có thể nhanh chóng nắm bắt được các công nghệ xây dựng Cầu -đường tiên tiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các công trình có chất lượng và có tính nghệ thuật cao

Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -Trường ĐHGTVT,bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường ,đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của :

+/ Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Nguyễn Thị Tuyết Trinh

- Th.s Phạm Duy Anh

+/ Giáo viên đọc duyệt : - Th.s Nguyễn Đức Thị Thu Định

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và vững vàng về trình độ chuyên môn khi công tác thực tế

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà nội, tháng 05 năm 2009.

Sinh viên : Nguyễn Đăng Điềm

MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 4

I.1 Cấu tạo nút giao thông khác mức 4

I.1.1 Nút giao ba nhánh ( ngã ba ) 5

I.1.2 Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ) 7

I.1.3 Nút giao nhiều nhánh: 9

I.2 Đặc điểm nút giao thông Ngã Tư Vọng 10

I.3 Sự cần thiết phải thiết kế nút giao khác mức 11

I.4 Quy mô và tiêu chuẩn xây dựng 13

I.4.1 Xác định quy mô đường giao nhau 13

I.4.2 Xác định quy mô mặt cắt ngang 15

I.4.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật: 18

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TỔ CHỨC GIAO THÔNG NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG 19

II.1 Đặc điểm tổ chức giao thông Ngã Tư Vọng 19

II.2 Tổ chức giao thông Ngã Tư Vọng ( Phương án I ) 21

II.3 Tổ chức giao thông nút giao Ngã Tư Vọng ( Phương án II ) 24

II.4.Kiến nghị lựa chọn phương án 26

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HÌNH HỌC NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG 28 III.1 Lựa chọn các thông số kĩ thuật thiết kế nút giao 28

III.1.1 Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến: 28

III.1.2 Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh: 28

III.2 Lựa chọn tốc độ tính toán 28

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30

Tài liệu tham khảo 31

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO

THÔNG NGÃ TƯ VỌNG.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

I.1 Cấu tạo nút giao thông khác mức.

Nút giao thông là nơi giao nhau giữa đường bộ với đường bộ, giữa đường bộ

và đường sắt Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thiết kế mà người ta chọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao cùng mức

Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xe chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các luồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau Các nút giao khác mức thường được xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hay đường quốc gia để đảm bảo giữa các nhánh là liên thông giảm thiểu xung đột

Nút giao khác mức hoàn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có vai trò bình đẳng trong lưu thông

Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và đường phụ Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụ khi lưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ.

Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và yêu cầu giao thông, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đây trình bày một số dạng nút giao có bố trí cầu cong

I.1.1 Nút giao ba nhánh ( ngã ba ).

Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm:

Loại nút giao nhánh rẽ: Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ rẽ từ tuyến

đường này sang tuyến đường khác Các nhánh rẽ có thể là nhánh nối trực tiếp, nhánh

rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp Trên hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp Đây là một ngã tư nhưng chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba

Hình I.1 Biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp

Hình I.2 Biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y

Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên đường cao tốc khi

lưu lượng xe > 1500 xe/h Hình dáng nút giao có dạng kèn trompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải pháp thông dụng nên dùng, nút giao trompete thể hiện trên hình hình I.3

Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete)

Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình I.4 thể hiện nút giao rẽ trái và rẽ phải hình

quả lê Loại này các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt bằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp

Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê.

Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ trái nửa trực

tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng Loại nút giao này dùng thiết kế khi các dòng xe

rẽ trái cần tốc độ cao Nút giao này đẹp nhưng chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt

Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác

I.1.2 Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ).

Nút giao hình hoa thị: Hình I.6 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản,

có các chỉ tiêu kinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc Nút giao hình hoa thị thường được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h Dạng nút giao này được biến tấu thành niều dạng nút giao có các nhánh rẽ khác nhau như: Như nhánh rẽ hình nơ tròn, hình nơ vuốt dài, hình nơ bóp bẹp, nhánh rẽ trực tiếp vuông góc , nhánh

rẽ vận dụng

Hình I.6: Nút giao hình hoa thị.

Nút giao nhánh rẽ trực tiếp: Trên hình I.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức

tạp, các nhánh rẽ đều trực tiếp, không xung đột Nút giao này chỉ thiết kế chogiao nhau của các đường cao tốc nhiều là xe

Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp

Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ dốc dọc

các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế Nhưng nút giao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô thị

Hình I.8: Nút giao hình cối xay gió

Nút giao hình thoi: Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta xây

dựng nút giao có dạng hình thoi vì mục tiêu kinh tế Tuy nhiên việc lưu thông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao

Hình I.9: Nút giao hình thoi

I.1.3 Nút giao nhiều nhánh:

Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điểm giao là hội tụ nhiêù tuyến Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưu tiên vượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác Các nhánh phụ

sẽ phân, nhập luồng ở độ cao khác tuyến chính Cầu vượt có thể là cầu chính vượt qua các nhánh và đảo tròn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trên cao để các làn xe giao lưu với nhau Cầu cong chỉ thiết kế khi các tuyến phụ đi bên trên thể hiện trong hình 1.10

Hình I.10: Nút giao nhiều nhánh.

Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giao nhiều tầng Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường cong chuyển tiếp

I.2 Đặc điểm nút giao thông Ngã Tư Vọng.

Nút giao ngã tư vọng là nơi giao nhau giữa đường Trường Chinh – Đại La và đường Giải Phóng Đồng thời có đường sắt Bắc – Nam chạy dọc theo đường Giải Phóng Vì vậy tại khu vực nút giao tồn tại nhiều giao cắt giữa đường bộ với đường bộ,

và giữa đường bộ và đường sắt

Khu vực này là nơi tập trung 3 trường đại học lớn của Việt Nam là đại học Kinh Tế Quốc Dân, đại học Xây Dựng, đại học Bách Khoa Hà Nội, vì vậy tại khu vực nút vào thời thời gian giờ cao điểm tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên xảy ra Khi giải quyết tổ chức giao thông cho khu vực phạm vi nút cần phải quan tâm thích đáng cho các phương tiện thô sơ cũng như khách bộ hành Đặc biệt lưu ý trong khu vực nút giao này đó là khu vực nút giao gần nha ga Giáp Bát, nhà ga quốc gia nên tần suất chạy tầu qua nút là tương đối lớn Khi có tầu chạy qua thì toàn bộ giao thông theo hướng Trường Chinh – Đại La bị gián đoạn hoàn toàn Ngoài ra nút gần bệnh viện Bạch Mai là bệnh viện lớn tập trung rất đông số người đến khám và chữa bệnh, tình trạng ùn tắc thường xuyên xảy ra tại khu vực cổng bệnh viện

Hình I.11 Tình trạng tắc đường tại Ngã Tư Vọng.

Tổ chức giao thông tại nút giao hiện tại chỉ có một cầu vượt theo hướng Lê Duẩn – Giáp Bát còn lại phía dưới cầu là dùng đèn điều khiển Trong phạm vi nút có các đường vòng tránh và đường rẽ là đường Phố Vọng, tuy nhiên do vị trí khá xa phạm vi nút nên các phương tiện khó có thể nhận ra đường vòng tránh Do đó các đường nhánh rẽ chỉ đóng vai trò chủ yếu là các đường dân cư

Hình I.12 Tổ chức giao thông nút giao hiện tại

Đường giao thông trong khu vực nút có hệ thống vỉa hè nhỏ lại thường xuyên

bị chiếm dụng cho nên gây khó khăn cho người đi bộ, cản trở giao thông của các phương tiện cơ giới khác

I.3 Sự cần thiết phải thiết kế nút giao khác mức.

Để quyết định các giải pháp tổ chức giao thông và lựa chọn loại hình của nút giao thông ta có thể căn cứ vào các thông số như: lưu lượng xe chạy trên các đường

chính và đường phụ, số vụ tai nạn giao thông trong năm,độ phức tạp của nút hiện tại…

Tùy thuộc vào trình độ phát triển và hiện trạng giao thông của từng quốc gia

mà đưa ra các tiêu chuẩn lựa chọn khác nhau Theo E.M.Lôbannôv ( CHLB Nga) thì xây dựng nút giao thông khác mức khi lưu lượng trung bình xe trên ngày đêm của đường chính là lớn hơn 7000 xe/ngày đêm Theo R.Pucher (CHLB Đức) thi lựa chọn loại hình nút giao thông căn cứ vào Lưu lượng chạy trên đường chính ( Np ), và đường phụ (No) Theo đó thì nút giao thông phải xây dựng khác mức khi lưu lượng đường phụ là 500 – 1000 xe/ngđêm, trong điều kiện giao thông thuận lợi thì Np = 1000 –

1750 xe/ngđêm

Theo TCXD 104 -2007 thì khi lưu lượng xe giờ cao điểm ( Ngcđ > 5000 xcqđ/h) thì xem xét đến phương án nút giao khác mức ít nhất có một cầu vượt hoặc một hầm chui để giải quyết triệt để giao cắt cho một hướng ưu tiên Ngoài ra việc xây dựng nút giao khác mức còn căn cứ vào số vụ tai nạn giao thông tại khu vực nút giao

và kinh phí xây dựng nút giao

Tham khảo tiêu chuẩn TCXD 140 – 1983 quy định các trường hợp sau đây phải xây dựng nút giao khác mức:

+ Đường cao tốc giao nhau với đường phố chính cấp I

+ Đường cao tốc và đường phố chính cấp I giao với đường phố chính cấp II.+ Đường cao tốc và đường phố chính cấp I giao nhau với đường sắt

+ Đường đô thị giao nhau với đường sắt mà tại chỗ đó tần suất chạy tàu > 8 tàu trên một ngày đêm

Nút giao thông Ngã Tư Vọng là nơi giao nhau giữa đường Giải Phóng và đường Trường Chinh – Đại La Đường Trường Chinh nối liền hai nút giao thông lớn

là Ngã Tư Vọng và Ngã Tư Sở Hiện tại nút giao Ngã Tư Sở đã hoàn thành đi vào khai thác sử dụng với việc tổ chức giao thông dạng nút giao trực thông và hầm vượt

bộ hành Để đảm bảo giao thông qua nút giao Ngã Tư Sở thì yêu cầu phải giải quyết giao thông tốt tại nút giao Ngã Tư Vọng

Đường Giải Phóng nối liền Ngã tư Vọng và Nút giao Kim Liên, hiện tại nút giao Kim Liên cũng đang hoàn thành, để sử dụng hiệu quả nút giao Kim liên thì yêu cầu phải giải quyết tốt giao thông tại Ngã Tư Vọng, ngoài ra dọc theo đường Giải

Phóng còn có 3 trường đại học lớn : Đại học kinh tế Quốc Dân, đại học Xây Dựng, đại học Bách Khoa Hà Nội và 3 bệnh viện quốc gia bệnh viện Bạch Mai, bệnh Viện Da Liễu, bệnh viện Quốc Tế.

Như vậy ba nút giao lớn là : Ngã Tư Vọng, Ngã Tư Sở, Nút giao Kim Liên tạo thành tam giác nút giao và có ảnh hưởng lẫn nhau Vì vậy khi giải quyết giao thông tại nút giao Ngã Tư Sở và nút giao Kim Liên thì nhất thiết phải tổ chức lại giao thông tại nút giao Ngã Tư Vọng

Dọc theo đường Giải Phóng là đường sắt Bắc – Nam, đồng thời rất gần khu vực nhà

ga Giáp Bát hàng ngày tần suất chạy tàu qua nút là tương đối lớn gây gián đoạn giao thông, giảm năng lực thông hành qua nút giao

Để đánh giá hiệu quả xây dựng nút giao thông khác mức được đánh giá trên các mặt như: Phân tích tài chính dự án xây dựng công trình, và phân tích hiệu quả kinh tế xã hội

Hiệu quả của việc xây dựng các công trình ở nút giao thông khác mức biểu thị ở những mặt sau :

- Đảm bảo an toàn cho xe chạy trong nút do đã triệt tiêu hoàn toàn các xung đột nguy hiểm ( giao cắt) của các luồng xe ra vào nút

- Tăng khả năng thông xe của nút giao thông ,không có giao cắt của các luồng xe

- Do không xảy ra ùn tắc giao thông nên cải thiện đáng kể môi trường đô thị, và sức khỏe con người cũng như tiết kiệm chi phí vận doanh

I.4 Quy mô và tiêu chuẩn xây dựng.

I.4.1 Xác định quy mô đường giao nhau.

I.4.1.1 Xác định cấp hạng đường giao nhau ( vận tốc thiết kế).

Xác định cấp hạng đường căn cứ vào lưu lượng trung bình ngày đêm tính cho năm tương lai, lưu lượng trung bình ngày đêm tính cho năm tương lai tính thông qua lưu lượng năm hiện tại thông qua điều tra

Ngoài ra đối với đường trong đô thị thì cấp hạng đường chủ yếu được xác định ngay tại bước quy hoạch, chủ yếu phụ thuộc vào vai trò của đường đô thị Theo tiêu chuẩn TCXD 104 – 2007 lựa chọn cấp hạng kĩ thuật đường dựa vào loại đô thị, điều kiện địa hình và điều kiện xây dựng.

Ta chọn đường Giải Phóng cấp kĩ thuật là 60 km/h và đường Đại La và đường Trường Chinh cấp kĩ thuật là 40 km /h

I.4.1.2 Xác định vận tốc thiết kế đường nhánh trong phạm vi nút giao.

Nút giao khác mức thường chiếm dụng mặt bằng hơn nút giao cùng mức do đó cho phép giảm tốc độ của đường nhánh khi vào trong nút giao Do đó việc lựa chọn tốc độ thiết kế trên đường nhánh không thể bằng tốc độ thiết kế trên đường thẳng do các lý do sau:

- Nếu tốc độ thiết kế đường nhánh lớn dẫn đến đòi hỏi chiều dài đường nhánh lớn do đó chi phí xây dựng và chiếm dụng mặt bằng cũng lớn theo

- Đường nhánh rẽ thông thường bố trí cho các phương tiện giao thông đi hỗn hợp đi cùng nhau do đó khó có thể đạt được vận tốc thiết kế

Theo nghiên cứu của M.P.Poliacov ( Nga) thì tốc độ tối ưu của đường nhánh rẽ chọn trong khoảng 40 – 50 km / h

Theo TCXD 104 – 2007 thì quy định như sau: ( Điều 12.8.3 TCXD 104 -2007)

Bảng I.1 Lựa chọn tốc độ thiết kế trên nhánh nối

5045403025

Ghi chú:

- Nhánh nối rẽ phải thường áp dụng tốc độ ở mức trung bình tới cao

- Nhánh nối gián tiếp thường áp dụng tốc độ ở mức thấp

- Nhánh nối bán trực tiếp thường áp dụng tốc độ ở mức trung bình tới cao

- Nếu chiều dài nhánh nối ngắn, làn xe đơn nên lấy ≤60km/h

Ta có đường Giải Phóng vận tốc thiết kế Vtk = 60 km/h, đường Trường Chinh

và đường Đại La có vận tốc thiết kế Vtk = 40 km/h nên ta chọn Vtk đường nhánh là 40 km/h

I.4.2 Xác định quy mô mặt cắt ngang.

I.4.2.1 Xác định các bộ phận trên mặt cắt ngang.

Đối với đường đô thị mặt cắt ngang điển hình thường được tiến hành trước mới đến thiết kế bình đồ và trắc dọc do đó mặt cắt ngang điển hình phụ thuộc chủ yếu vào quy hoạch giao thông vận tải Việc lựa chọn mặt cắt ngang đường đô thị phải căn cứ vào nhiều các yếu tố như: Loại đô thị, chức năng của đường đô thị, điều kiện cảnh quan và điều kiện xây dựng

Mặt cắt ngang đường đô thị khác so với mặt cắt ngang đường ô tô thông thường ở chỗ nó có rất nhiều bộ phận cấu thành : Phần xe chạy, lề đường, hè đường, giải phân cách, phần trồng cây… Tùy theo cấu tạo mà có các bộ phận khác nhau, bộ phận không thể thiếu trên mặt cắt ngang là phần xe chạy và lề đường

Ta chọn các bộ phận trên mặt cắt ngang như sau:

- Đường Đại La và đường Trường Chinh mặt cắt ngang bao gồm các bộ phận : Phần xe chạy, dải phân cách, vỉa hè, lề đường bố trí luôn làm phần đường cho xe thô

sơ

- Đường Giải Phóng chọn mặt cắt ngang bao gồm các bộ phận: Phần xe chạy, dải phân cách, vỉa hè, lề đường bố trí luôn làm phần đường cho xe thô sơ

I.4.2.2 Xác định kích thước các bộ phận trên mặt cắt ngang.

a Xác định số làn xe và bề rộng 1 làn xe

Để xác định số làn xe dựa vào lưu lượng trung bình giờ cao điểm tính cho năm tương lai và năng lực thông hành của một làn giao thông Số làn xe tính theo công thức:

d

*

tbhc th

N n

Pth : Năng lực thông hành 1 làn xe

Theo TCXD 104 – 2007 thì số làn tối thiểu quy định tại điều 8.2.3 ta có:

Vậy ta chọn như sau:

+ Đường Giải Phóng: 8 làn xe cơ giới, bề rộng một làn xe là 3.5m

+ Đường Trường Chinh: 4 làn xe cơ giới, bề rộng một làn xe là 3.5m

PhÇn ph©n c¸ch