Đồ án tốt nghiệp

Kỹ sư cầu đường

Lời nói đầu

Giao thông vận tải là kế tục của sản xuất, là cơ sở vật chất của một quốc gia, là mạch máu lu thông giữa mọi vùng đất nớc, là tiền đề cho sự phát triển kinh tế của một nớc, một vùng, một khu, một đô thị Cùng với xu thế phát triển kinh tế – văn hoá - xã hội thì giao thông chiếm một vị trí hết sức quan trọng,

nó luôn phải tiến trớc một bớc để làm nền tảng vững chắc cho các nghành khác phát triển Nơi nào giao thông phát triển thi nơi đó mọi hoạt động trở nên sôi nổi, tấp nập và dễ dàng hơn, nền kinh tế có điều kiện phát triển mạnh mẽ hơn

Đối với mỗi quốc gia, nhất là những nớc có hệ thống giao thông còn lạc hậu nh nớc ta, tỉ trọng nền kinh tế dành cho giao thông vận tải bao giờ cũng khá lớn, luôn là ghánh nặng cho nền kinh tế quốc dân

Định hớng chiến lợc phát triển giao thông luôn là nhiệm vụ hàng đầu của nghành giao thông vận tải của mỗi nớc Với những nớc đang phát triển, nền kinh tế đang gặp nhiều khó khăn, nghành giao thông đang phát triển ở giai đoạn

đầu nh nớc ta, nhiệm vụ định hớng chiến lợc cho nghành xây dựng giao thông không chỉ là đầu t tiền của để phát triển giao thông mà cần tập trung nghiên cứu các kỹ thuật cần thiết, đạo tạo bồi dỡng đội ngũ cán bộ kỹ thuật phục vụ cho nghành giao thông Do đó, ở nớc ta hiện nay, việc đào tạo các cán bộ kỹ thuật đờng ôtô trở nền rất cấp bách.

Nhận thức đợc điều này, bản thân em đã tập trung vào học tập và nghiên cứu về chuyên nghành Cầu Đờng tại lớp 503113 - Khoa Kiến Trúc Công Trình – Trờng Đại Học Phơng Đông - Hà Nội Sau một thời gian học tập nghiêm túc,

đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong trờng và đặc biệt là các thầy trong Bộ môn Cỗu Đờng em đã tiếp thu đợc những kiến thức cần thiết để có thể thực hiện tốt các công tác của ngời kỹ s Cầu Đờng sau này và trớc mắt là Đồ án tốt nghiệp mà em xin đợc trình bày sau đây

Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình của GS.TSKH.Nguyễn Xuân Trục trong quá trình em làm đồ án Em cũng xin chân thành cảm ơn sự

chỉ bảo, hớng dẫn của các thầy trong bộ môn Đờng, Khoa Kiến Trúc Công Trình để em có thể hoàn thành tốt đồ án

Do còn thiếu kinh nghiệm thực tế và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy, sự góp ý của các bạn để đồ án em đợc hoàn thiện hơn

Mục lục Phần I: Lập dự án khả thi tuyến đờng C-B

Chơng II : Xác định cấp hạng và các tiêu chuẩn kỹ thuật

Chơng III : Thiết kế tuyến trên bình đồ

Chơng IV : Thiết kế thoát nớc

Chơng V : Thiết kế trắc dọc, trắc ngang

Chơng VI : Tính toán các chỉ tiêu vận doanh,khai thác của các phơng án tuyếnChơng VII : Thiết kế và lựa chọn phơng án kết cấu áo đờng mềm

Chơng VIII : Luận chứng kĩ thuật, lựa chọn phơng án kết cấu áo đờng

Chơng IX : Luận chứng kinh tế,kĩ thuật lựa chọn phơng án tuyến

Chơng X : Tính toán các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế của phơng án tuyến 1

Chơng XI : Đánh giá tác động môi trờng và biện pháp giảm thiểu 73

Phần II: thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến km2+300-km3+299.26

Chơng IV : Thiết kế thi công chi tiết mặt đờng 99Chơng V : Tiến độ thi công chung đoạn tuyến 116

Phần I: Lập dự án khả thi tuyến đờng C-B

CHƯƠNG 1: GiớI THIệU CHUNG

Tuyến đờng thiết kế đi qua hai điểm C - B thuộc địa phận của tỉnh Thanh Hoá Với điều kiện địa hình đồi thấp, mạng lới sông suối chảy theo hớng đông bắc-tây nam Do đó việc thiết kế tuyến là hết sức khó khăn làm sao đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến, đồng thời phối hợp cảnh quan hài hoà không phá hoại môi trờng thiên nhiên Đây là khu vực đồi khá thoải, hai bên khu vực tuyến đi qua có các dãy đồi nhấp nhô, kẹp giữa các dãy đồi đó là các sông suối nhánh len lỏi đổ ra suối chính rồi đổ về sông Địa chất của vùng tuyến đi qua t-

ơng đối ổn định, xung quanh có nhiều mỏ nguyên vật liệu rất tiện lợi cho công tác xây dựng

Vì vậy, khi thiết kế tuyến đờng cần chú ý thể hiện đều đặn, hài hòa với khung cảnh thiên nhiên , làm cho phong cảnh ở đây phong phú hơn, mỹ quan hơn

1.1 Tổng quan về tuyến đờng C-B

*) Các căn cứ pháp lý

- Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lới giao thông của vùng đã đợc chính phủ phê duyệt Cần phải xây dựng tuyến đờng đi qua C-B để phục vụ các nhu cầu của xã hội và chủ chơng của nhà nớc nhằm phát triển kinh tế của một tỉnh miền đồng bằng, đồi cũng nh đảm bảo an ninh cho quốc gia

- Theo Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô 4054-2005

- Theo Qui trình khảo sát đờng ô tô 22TCN 27-84

- Theo Qui trình khảo sát thuỷ văn 22TCN 27-84

- Theo Qui trình khảo sát địa chất 22TCN 27-82

- Theo Qui trình thiết kế áo đờng mềm 22TCN 211-06

- Theo Qui phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn Bộ GTVT 1979-7802X

Và một số tài liệu khác

Tên dự án, chủ đầu t,

Tên dự án: Dự án đầu t xây dựng tuyến đờng C – B

Chủ đầu t: UBND tỉnh Thanh Hoá

Đại diện chủ dầu t: Ban quản lý hạ tầng Thạch Thành

1.1.1 Dự báo lu lợng vận tải

Làm cơ sở kêu gọi các nhà đầu t phát triển kinh tế cho khu vực huyện Thạch Thành nói riêng và vùng đồi núi phía Tây Bắc nói chung Dự án khả thi xây dựng tuyến đờng C – B nhằm đáp ứng mục tiêu cụ thể nh sau:

-Nâng cao chất lợng mạng lới giao thông của huyện Thạch Thành nói riêng và tỉnh Thanh hoá nói chung để đáp ứng nhu cầu vận tải ngày một tăng;-Kích thích sự phát triển kinh tế của huyện miền núi;

-Đảm bảo lu thông hàng hoá giữa các vùng kinh tế ;

-Cụ thể hoá định hớng phát triển kinh tế trên địa bàn toàn tỉnh và huyện;-Làm căn cứ cho công tác quản lý xây dựng, xúc tiến – kêu gọi đầu t theo quy hoạch

1.1.2 Mục tiêu lâu dài

-Là một công triònh nằm trong hệ thống tỉnh lộ của tỉnh Thanh Hoá;

-Góp phần củng cố quốc phòng – an ninh, phục vụ sự nghiệp CNH – HDH của địa phơng nói riêng và của cả nớc nói chung;

Đối với mặt đờng : đề xuất phơng án đầu t tập trung 1 lần và phơng án đầu

t phân kỳ sau đó lập luận chứng KTKT để chọn ra phơng án tối u

1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng khu vực tuyến đi qua

1.2.1.Dân c và lao động

Dân số ở khu vực này khoảng 100.000 ngời sống chủ yếu nhờ vào nông nghiệp , chăn nuôi gia súc , khai thác các tài nguyên nh gỗ , đá … ngoài ra còn

có một số bộ phận dân c làm ăn buôn bán , tỉ lệ tăng dân số hàng năm cao , tỉ lệ ngời ở độ tuổi lao động thất nghiệp còn nhiều , đó là lực lợng là động tơng đối dồi dào và phong phú

Trình độ văn hoá của ngời dân ở mức trung bình , Thanh Hoá là một tỉnh vừa mới phổ cập tiểu học do vậy nhận thức của ngời dân cha cao Mức tăng tr-ởng kinh tế còn thấp Tuyến đờng hoàn thành sẽ góp phần nâng cao đời sống văn hoá của ngời dân nơi đây

1.2.2 Kinh tế

Do chủ yếu thu nhập bằng việc chăn nuôi gia súc , làm nông nghiệp cũng

nh lâm nghiệp nên mức thu nhập của ngời dân cha cao Quá trình trao đổi buôn bán diễn ra chậm và gặp nhiều khó khăn trong vấn đề đi lại

Tóm lại : Mạng lới giao thông của khu vực chủ yếu dựa vào giao thông ờng bộ , tuy nhiên đờng bộ lại có chất lợng kém , đã quá cũ , hầu nh không đáp ứng đợc nhu cầu giao thông hiện nay Do đó cần phải có sự đầu t , nâng cấp ngay mạng lới giao thông của vùng này

đ-1.3 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên của vùng tuyến đi qua

1.3.1 Địa hình:

Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại,đồng bằng, đồi thấp Độ chênh cao giữa đỉnh và chân khoảng 30m Địa hình bị chia cắt bởi các khe hẻm, mơng xói Địa hình không bị gò bó, có những

đoạn khó khăn về cao độ, độ dốc ngang trung bình

1.3.2 Khí hậu:

Tuyến nằm trong khu vực IX trên bản đồ phân khu khí hậu đờng xá Việt Nam Chịu ảnh hởng chung của khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa lại mang các

đặc tính của phân khu khí hậu miền núi nên khu vực chịu ma sớm, ma nhiều, độ

ẩm cao Mùa đông nhiệt độ trung bình thấp nhất là 100C xảy ra vào khoảng tháng 1 Mùa nóng diễn ra từ tháng 4 đến tháng 8, tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 6 với nhiệt độ 35,30C Đặc biệt, đây là khu vực chịu ảnh hởng của gió Lào

Theo bản đồ phân khu ma rào Việt Nam, tuyến nằm trong vùng ma VI, ợng ma trung bình hàng năm 1400-2800 mm Vào các tháng mùa hè lợng ma lớn hơn Hớng gió chủ yếu trong năm là các hớng Bắc, Đông Bắc.

l-1.3.3 Địa chất thủy văn:

Khảo sát địa chất ta thấy: lớp đất trên cùng là đất hữu cơ dày khoảng 30cm, tiếp theo là lớp đất á sét có E0tb = 400 daN/cm2 Cấu tạo địa chất gồm diệp thạch, sa thạch, hoa cơng và đá vôi Diệp thạch phân bố trên một số khu vực, đây là nguyên nhân dẫn tới đất sụt nghiêm trọng nhất là khi khí hậu khu vực tuyến lại ma nhiều nh đã phân tích ở trên, do đó cần phải đặc biệt chú ý đến các khu vực này

Khu vực tuyến cạnh sông có mực nớc ngầm khá cao tuy nhiên do địa hình khá dốc nên khu vực này không rộng nên ít ảnh hởng đến tuyến

1 3.4 Đặc điểm về vật liệu địa phơng:

Có các loại vật liệu về đá dăm và đất đồi tốt Khảo sát sơ bộ cho thấy cự ly vận chuyển là nhỏ hơn 5km đó là một khoảng cách tốt để tận dụng vật liệu địa phơng

1.3.5 Điều kiện môi trờng:

Đây là khu vực yên tĩnh, tạo thành khung cảnh thiên nhiên đẹp Khi đặt tuyến đi qua, tránh phá nát các cảnh quan thiên nhiên Bố trí các cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lợng bụi và tiếng ồn đối với môi trờng xung quanh

1.4 Sự cần thiết phải đầu t xây dựng tuyến đờng c - B

Tuyến đờng C - B đi qua hai trung tâm C và B của vùng C là một trung tâm kinh tế , chính trị của vùng , cung cấp lơng thực , thực phẩm cho cả vùng B

là một khu công nghiệp tại đây một nhà máy Mía đờng đã và đang hoạt động

Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông, lu lợng xe trên tuyến C-B vào năm thứ 1 là 1250 xeqd/ngđ,với thành phần dòng xe nh sau: Thành phần dòng xe:

Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đờng C - B khi xây dựng còn giúp cho việc đi lại của nhân dân trong vùng, dễ dàng góp phần giao lu văn hóa giữa các miền, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng nh các cấp chính quyền địa phơng, phù hợp với chính sách đầu t phát triển của Nhà nớc trong đó u tiên hàng đầu là phát triển giao thông

Qua những u việt trên của tuyến đờng C- B nhận thấy việc đầu t xây dựng tuyến đờng C- B là rất cần thiết

Chơng II: xác định cấp hạng kỹ thuật và các chỉ tiêu

kỹ thuật của tuyến 2.1 xác định cấp hạng đờng kỹ thuật của tuyến

Lu lợng xe quy đổi năm thứ 15 là:N15= 5995 xeqd/ngđ

Chức năng của đờng: Đờng nối các trung tâm của địa phơng,các điểm lập hàng,các khu dân c

2.2.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của đờng

2.2.1.Xác định độ dốc dọc lớn nhất

Độ dốc dọc lớn nhất ký hiệu là id

mâx, khi xác định nó phải căn cứ vào sức kéo của ôtô và sức bám của bánh xe với mặt đờng

2.2.1.1.Theo điều kiện về sức kéo:

Khi chuyển động thì sức kéo của bánh xe phải thắng lực cản.(Lực cản lăn, lực cản không khí, lực cản quán tính và lực cản leo dốc)

f :là hệ số lực cản lăn, lấy f=0,022 ( với mặt đờng bê tông nhựa)

i :là độ dốc của đờng, xe lên dốc thì i lấy dấu dơng, xuống dốc thì lấy dấu

2.2.1.2.Theo điều kiện về sức bám:

Để đảm bảo xe chạy tịnh tiến, không quay tại chỗ khi xe lên dốc trong

điều kiện thời tiết bất lợi nhất thì sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của bánh xe với mặt đờng.Ta có công thức

imax' = D' − f;với

G

P G

D' =ϕ 1 k − ω

Trong đó:

f : hệ số sức cản lăn đợc chọn tuỳ thuộc vào loại mặt đờng thiết kế

D: nhân tố động lực của xe, tra theo biểu đồ nhân tố động lực của mỗi loại xe

D’: nhân tố động lực xác định theo điếu kiện bám của ôtô

ϕ1: hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đờng, nó phụ thuộc vào tình trạng mặt đờng và điều kiện xe chạy, khi tính toán lấy ϕ1 trong điều kiện bất lợi nhất tức là mặt đờng ẩm ớt, bẩn ở đây lấy ϕ1 =0,2

Với K: hệ số sức cản không khí nó phụ thuộc vào hình dạng và độ nhẵn

bề ngoài của xe;

F: diện tích cản gió của ôtô

- Với xe tải trung MAZ-5001

Ta có k = 0,06(kg.sec2/m4); F = 6 m2; V = 60 km/h; Vgió = 0

Gk = 100600 kg; G = 13625 kg;

⇒ P w 116 3kg

13

) 60 ( 6 07 ,

2 , 0

0 , 3 07 ,

6 , 2 03 ,

dọc lớn nhất là 6% lớn hơn độ dốc tính toán theo điều kiện kéo (leo dốc) của xe tải nên ta phải kiểm tra lại vận tốc của xe tải:

D ≥ f + id

max

Mà f+id

max= 0,022+ 0,06 = 0,082với D = f + id

max= 0,082 thì V = 35 km/h với xe tải nhẹ

V = 24 km/h với xe tải trung

2.2 Xác định đặc trng mặt cắt ngang

2.2.1 Xác định số làn xe chạy cần thiết:

-Quy đổi lu lợng xe chạy 1 ngày đêm về lu lợng xe chạy trong 1 giờ: giờ cao điểm trong ngày dùng hệ số tính đổi kinh nghiệm α, trong tính toán lấy α = 0,12

⇒ Nqđgiơ= α.Nqđ = 0,12.5995 = 719,4 (xecon/giơ)

- Số làn xe cần thiết

z N

2.2.3 Chiều rộng mặt đờng và nền đờng:

- Chiều rộng phần xe chạy(mặt đờng) đợc xác định theo sơ đồ xếp xe của Zamakhaep

Tuỳ theo số làn xe n và cách sắp xếp xe trên các làn, cách tổ chức giao thông giữa các làn xe cơ giới với nhau, giữa các xe cơ giới với xe thô sơ chiều rộng xe chạy đợc xác định nh sau:

7 0 5 , 3 2 + = + =

- Chiều rộng nền đờng

9 1 2 7

2 ì = + ì = +

Trong đó:

Bm :chiều rộng toàn bộ phần xe chạy(m)

B :chiều rộng của một làn xe(m)

Hãm hai xe chạy ngợc chiều nhau (sơ đồ II- tầm nhìn hai chiều)

Xe con vợt xe tải lại gặp xe ngợc chiều (sơ đồ IV- tầm nhìn vợt xe)

Còn một sơ đồ nữa là tầm nhìn tránh xe (SIII) nhng đây không phải là sơ

đồ cơ bản, và đợc sử dụng trong qui phạm nhiều nớc

2.3.2 Tính toán tầm nhìn theo sơ đồ số 1 (SI)

S h

S 1

1 l

pu

1

l 0

Hình 2.3.2: Sơ đồ tầm nhìn S 1

2

l i) 254.(

K.V 3.6

K: hệ số sử dụng phanh lấy trung bình K = 1.3

ϕ: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đờng lấy ϕ= 0.5

i: độ dốc dọc, ở đây ta tính cho đoạn đờng nằm ngang nên i=0%

lo:cự ly an toàn dự trữ, lấy l0= 10 m

Vậy có: SI = 10 63.5(m)

254x0.5

1.3x60 3.6

= + +

K.V 1.8

−

+ ϕ

Trong đó :

i=0% tính cho đoạn đờng nằm ngang

V = 60 km/h với giả thiết tốc độ của 2 xe chạy ngợc chiều là nh nhau

K = 1.3

ϕ = 0.5 trong điều kiện đờng sạch xe chạy với điều kiện bình thờng

L0 = 5 đến 10 m

Vậy ta đợc : SII = 10 117(m)

0) 127(0.5

x0.5 1.3x60 1.8

60

2

2

= +

− +

l1

Hình 2.3.6 : Sơ đồ tầm nhìn S4

Ta tính với giả thiết sau :

- Xe con chạy với tốc độ V1=60 km/h chạy sang làm ngợc chiều để vợt xe tải chạy chậm hơn với tốc độ V2=45km/h

- Xét đoạn đờng nằm ngang i=0%

xecon 0

V i 127

KV 1.8

V 2.l

+ +

=

45 60

60 127x0.5

1.3x60 1.8

60 2x4.055

Nh vậy kế hợp với bảng 10[1] chọn trị số sử dụng là S4=350 ( m )

Sau khi tính toán xong ta lập bảng so sánh giữa kết quả tính toán với quy trình quy phạm TCVN 4054-2005 để chọn ra tiêu chuẩn để thiết kế.

2.2 Xác định bán kính tối thiểu đờng cong nằm

Khi xe chạy trong đờng cong, xe phải chịu nhiều điều kiện bất lợi, phải chịu lực ly tâm, bị cản trở tầm nhìn do đó phải thiết kế đờng cong sao cho hợp lý

2.2.1 Bán kính đờng cong khi có làm siêu cao:

à : hệ số lực ngang, nó phải đảm bảo điều kiện chống lật, chống trợt ngang, êm thuận nên à đợc chọn bằng 0,15

isc: độ dốc siêu cao của đờng cong, theo quy trình quy phạm thì độ dốc tối

đa của siêu cao là 6%

V: vận tốc thiết kế xe chạy trong đờng cong

127

2 min

sc sc

i

V R

+

=

à

Và 149 ( ).

) 04 , 0 15 , 0 (

127

) 60 ( )

th-2.4.2 Bán kính đờng cong khi không làm siêu cao

) (

127

2 min

n

V R

−

=

à (m).

Hệ số lực ngang à trong trờng hợp này lấy bằng 0,08

in: độ dốc ngang của đờng ( độ dốc siêu cao ở phần lng đờng) theo quy phạm chọn in = 0,02

472 )

02 , 0 08 , 0 (

127

) 60 ( 2

Bảng phân tích quan hệ giữa bán kính đờng cong nằm, độ dốc siêu cao và

hệ số lực ngang à bằng cách thay đổi bán kính trong khoảng R scmin đến R khongscmin(theo 4054-05)

Với biểu thức quan hệ là

2.5.Xác định chiều dài tối thiểu đờng cong chuyển tiếp,đoạn nối siêu cao và

đoạn thẳng chêm giữa hai đờng cong nằm.

2.5.1.Chiều dài tối thiểu đờng cong chuyển tiếp

Để bánh xe trớc cuả ôtô chuyển hớng từ từ cho tới khi góc chuyển hớng cần thiết tơng ứng với bán kính đờng cong tròn, mặt khác để lực ly tâm tăng lên

từ từ đỡ gây nên xóc ngang khi xe chạy vào đờng cong tròn Vậy chiều dài đờng cong chuyển tiếp:

I: độ tăng tốc ly tâm, theo sổ tay thiết kế đờng lấy I = 0,5 m/s3

2.5.2 Chiều dài tối thiểu đoạn nối siêu cao

) ( 21 02 , 0

7 06 , 0

m i

B i

Với: L1,L2 là chiều dài của đờng cong chuyển tiếp nối siêu cao

Tối thiểu ta có thể lấy m = 2V= 120(m)

2.6.Xác định độ mở rộng phần xe chạy trên đờng cong nằm .

Khi xe chạy vào đờng cong, phần khung cứng cuả xe không uốn cong thay

đổi theo đờng cong đợc nên diện tích chiếm chỗ của xe trên đờng cong lớn hơn ngoài đờng thẳng, do đó đờng cong phải đợc mở rộng thêm một đoạn là e Độ

mở rộng e này phụ thuộc vào bán kính đờng cong và tốc độ tính toán

Đối với đờng hai làn xe

R

V R

2.7.Xác định trị số tối thiểu bán kính đờng cong đứng

Đờng cong đứng đợc thiết kế ở những đờng đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại

số giữa hai độ dốc ω≥ 10 0/00

2.7.1 Bán kính đờng cong đứng lồi

Trị số tối thiểu của đờng cong đứng lồi xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy trên đờng

- Đảm bảo tầm nhìn một chiều

) ( 75 , 2343 2

, 1 2

75 2

2 1

d1: độ cao của tầm mắt ngời lái xe lấy d1= 1,2m

Theo quy phạm chọn : RMin

đlồi = 2500 (m)

2.7.2 Đờng cong lõm :

Trị số bán kính tối thiểu đợc xác định theo

- Điều kiện đảm bảo lực ly tâm gây ra cho nhíp không bị quá tải :

Theo quy phạm chọn: RLõm = 1000 (m)

1

2

2 ( sin )

( )

α

Trong đó: S1 : tầm nhìn l chiều

- hd : là cao độ đèn pha trên mặt đờng a = 0,4(m)

- α : là góc chắn của đèn pha, lấy α= 20

)) 2 / 2 sin(

* 75 75 , 0 (

2.8.Lập bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến

9 Bán kính cong đứng lồi min m 2343.75 2500 2500

11 Bán kính cong đứng lõm min m 1366 1000 1000

Chơng 3 Thiết kế tuyến trên bình đồ.

3.1 Nguyên tắc và những yêu cầu cơ bản khi vạch tuyến

Sau khi xác định đợc các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến đờng ta tiến hành thiết

kế tuyến trên bình đồ

Xác định các điểm khống chế của tuyến nh:

- Điểm đầu và diểm cuối tuyến

- Điểm vợt đèo

- Vị trí vựot sông thuận lợi

- Cao độ khu dân c, thị trấn thành phố

- Nơi giao nhau với các tuyến giao thông khác đặc biệt là đờng sắt

Tránh và đánh dấu những khu vực bất lợi về địa chất nh đầm lầy, đất yếu, trợt lở, địa chất thuỷ văn (mực nớc ngầm hoạt động cao)

Khi thiết kế tuyến cần chú ý thể hiện sự đều đặn, hài hoà với khung cảnh thiên nhiên, giữ gìn môi sinh môi trờng tạo điều kiện thuận lợi cho thi công Khi đi tuyến phải phối hợp các yếu tố một cách linh hoạt để có tuyến đờng mềm mại

3.2 Đặc điểm địa hình tuyến đi qua:

Khu vực tuyến đi qua là địa hình đồi có cao độ so với mực nớc biển khá nhỏ, độ dốc ngang sờn bình thờng, đa số từ 6 ữ10 % Tuyến đi men theo sờn

đồi

3.3 Cơ sở thiết kế tuyến:

- Khi vạch tuyến trên bình đồ phải đảm bảo độ dốc cho phép khi tuyến cắt qua các đờng đồng mức thì phải đảm bảo đủ bớc compa

M i

H

d

1

- Khoảng cách theo đờng chim bay giữa C-B là 4.60km

Khi đi tuyến cố gắng bám sát đờng chim bay, tránh tổn thất cao độ không

đáng có

Những đoạn khó khăn về cao độ có thể dùng đờng dẫn tuyến dốc đều trên bình đồ bằng cách đi bớc compa cố định có chiều dài:

).M i (i

H M

1 i

H

' max

Δ : l à độ chênh cao giữa 2 đờng đồng mức ∆Η = 5 (m)

i’: là độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến khi sai thiết kế i’= 0.01

imax là độ dốc dọc lớn nhất imax=0,06

M mẫu số tỉ lệ bản đồ M =10000

0.01)10000 (0.06

−

=

λ

- Tránh tổn thất cao độ một cách vô ích.

- Đảm bảo tuyến ngắn nhất

- Tránh cắt sông suối và đi sát sông suối

3.4 Các phơng án tuyến:

Dựa vào bình đồ tỷ lệ 1:10000, ∆h = 5m và các chỉ tiêu kỹ thuật đã chọn cùng với những nguyên tắc và yêu cầu khi vạch tuyến ta vạch đợc các phơng án tuyến sau:

-Phơng án I: Xuất phát từ C theo hớng Đông Nam đi men gần chân quả

đồi thứ nhất rồi từ đó vợt qua suối bám theo sờn quả đồi thứ 2 vợt qua đèo 1 theo sờn phía bên phải của thung lũng tiến thẳng tới đèo 2 thì vợt qua đèo này vẫn men theo sờn đồi, vợt qua thung lũng.Sau đó lối đi men sờn trái sẽ tới đợc

điểm B trên sờn của đỉnh đồi, lối đi này có u điểm là chiếm dụng đất nông nghiệp ít, địa chất men sờn này tơng đối ổn định,dốc ngang sờn không lớn lắm .Nhợc điểm đi tuyến kiểu này là phải có nhiều công trình thoát nớc (cầu,cống,rãnh đỉnh ) và tuyến có nhiều đờng cong nằm

-Phơng án II: Cũng xuất phát từ C đi giống tuyến thứ nhất đến khi vợt qua

đèo thứ 2 thi tách ra ôm sát theo sờn bên trái của 2 quả đồi đi thẳng về B.Lối đi này có u điểm hơn lối đi phơng án tuyến I là có ít công trình thoát nớc hơn ph-

ơng án tuyến I và ngắn hơn tuyến I Phơng án này cũng là lối đi men sờn nên

nó có các u điểm của lối đi men sờn Nhợc điểm của phơng án là có công trình thoát nớc lớn có thể là cống vuông hoặc cầu nhỏ nhằm thoát nớc cho toàn bộ l-

u vực của tuyến.Phơng án tuyến II sẽ dài hơn phơng án tuyến I

3.5 Bố trí các yếu tố của tuyến:

Sau khi vạch tuyến xong thì ta bố trí các đờng cong nằm trên tuyến Dùng các chỉ tiêu kỹ thuật đã chọn đặc biệt chú ý hạn chế sử dụng các tiêu chuẩn giới hạn, và tranh thủ dùng các tiêu chuẩn có lợi cho khai thác

3.6 Rải các cọc chi tiết trên tuyến:

- Cọc chi tiết phản ánh sự thay đổi địa hình, các cọc chi tiết đợc đánh số từ

1 trở đi

- Cọc chi tiết gồm cọc tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, đỉnh P của đờng cong nằm

- Cọc lý trình (cọc 100m) là các cọc cách nhau 100m từ H1 ữ H9 trong 1 km

- Cọc lý trình 1000m (km) là các cọc cách nhau 1000 m đánh số từ Km0

đến hết tuyến

3.7 Tính toán các yếu tố của đờng cong nằm:

Tính toán các yếu tố của đờng cong nằm:

- Đo góc ngoặt cánh tuyến α trên bình đồ

- Chọn Rnằm chọn R≥1500m không phải bố trí siêu cao Nếu địa hình khó khăn không cho phép thì lấy 1500 ≥ R ≥ 135 và phải bố trí siêu cao.

- Từ bán kính đã chọn và góc α đo đợc ta tính các yếu tố của đờng cong:

α cos

1 R(

2 Rtg

D: là hệ số chiều dài đờng gãy khúc và đờng cong

Sau khi có các giá trị trên ta tiến hành cắm cọc chi tiết, ( xem Phụ lục bảng I.1.1 và Bảng I.1.2)

Bảng 3.2:Bảng yếu tố cong nằm phơng án I

TT A R T P K Isc L P1 43 0 44’3953

Chơng VI tính toán thuỷ văn & thiết kế thoát nớc trên tuyến.

4.1 Một số nét về tình hình thủy văn dọc tuyến:

Tuyến đi qua khu vực đồi, diện tích lu vực bình thờng 0.0297ữ1.06 km2,

địa hình đồi phức tạp, địa chất đa dạng, có nhiều cây cỏ, ít có hồ ao, nớc sau khi

ma chảy tập trung về một số suối nhánh sau đó đổ về suối chính Sông suối có

độ dốc lớn, bình thờng thì mực nớc thấp, mực nớc chỉ lên cao vào thời gian ma, vì địa hình đồi nên ít bị ảnh hởng của nớc ngập, nớc ngầm Các vị trí đặt cống chủ yếu là suối cạn, chỉ khi trời ma thì mới có nớc chảy về công trình Các công trình thoát nớc trên tuyến có ý nghĩa quan trọng và có tác dụng rất lớn vì thế chúng phải đủ khẩu độ , đặt đúng vị trí Mặt khác cũng không nên thiết kế các công trình này quá lớn so với yêu cầu sẽ tốn kém về vốn đầu t cho xây dựng và chất lợng khai thác trong khi không cần thiết

4.2 Xác định lu vực:

- Xác định vị trí và lý trình của công trình thoát nớc trên bình đồ và trắc dọc

- Vạch các đờng phân thủy và tụ thủy để phân chia lu vực

- Nối các đờng phân thủy và tụ thủy để xác định lu vực

- Tần suất thiết kế: với Vtt = 60 km/h, tần suất tính toán p% = 4%

- Lợng ma ngày ứng với các tần suất:

P = 4% → H4% = 262(mm) ; P = 1% → H1% = 307 (mm)

- Căn cứ tình hình địa mạo khu vực và từng dòng suối ta thấy khu vực tuyến đờng đi qua có bề rộng lòng suối chính hẹp, chiều dài suối ngắn nhng lu vực nớc đổ về rất lớn Địa chất ở đây ổn định, đất cấp III, đất đá bị phong hoá nhẹ, dân c phân bố tha thớt hai bên đờng, có nhiều cây cỏ, rác xung quanh.4.3.2 Tính toán lu lợng nớc chảy qua công trình:

Lu lợng ma tính toán lớn nhất Qmax đợc xác định theo 22TCN-220-95 của

Bộ GTVT

Qp%=Ap F δ α Hp (m3/s)

Trong đó:

- p% : tần suất tính toán lấy 4% với đờng cấp IV

- HP% : lợng ma ngày ứng với tần suất P%

LS I F ( H ) m

L 1000

α

Trong đó: L : chiều dài suối chính

Ils : dộ dốc suối chính

- Thời gian tập trung nớc trên lu vực xác định dựa vào vùng ma và đặc trng

địa mạo sờn dốc lu vực

Hệ số đặc trng địa mạo sờn dốc đợc tính theo công thức:

% 4 SD 3 0

SD I ( H )m

b 0 6 SD

α

Trong đó: Isd :độ dốc của sờn dốc lu vực

msd : hệ số nhám sờn dốc lu vực

bsd : chiều dài trung bình sờn dốc lu vực

L : chiều dài suối nhánh

∑l : tổng chiều dìa suối nhánh (chỉ tính với những suối có bề rộng lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình lu vực)

Với sờn dốc 2 mái bsd 1,8( Fl L)

+ H nÒn kh«ng qu¸ lín

Chơng 5: thiết kế trắc dọc,trắc ngang

5.1 Các yêu cầu:

Sau khi thiết kế tuyến trên bình đồ, chọn đợc 2 phơng án tốt hơn, ta tiến hành lên mặt cắt dọc các phơng án đó tại các cọc Km, cọc 100m (cọc H), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối, nơi giao nhau, cầu, cống ), cọc địa hình sau

đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đờng đỏ cho phù hợp với các yêu cầu về kinh

tế kỹ thuật

Với địa hình tơng đối bằng phẳng ta dùng phơng pháp đi bao, ở những

đoạn địa hình nhấp nhô ta có thể dùng phơng pháp đi cắt

Khi thiết kế đờng đỏ cần chú ý kết hợp thiết kế Bình đồ - Mặt cắt dọc - Mặt cắt ngang cho phù hợp làm cho tuyến hài hoà, tránh bóp méo về mặt thị giác Đảm bảo cho tuyến khi đa vào sử dụng đạt đợc các chỉ tiêu về An Toàn -

Êm Thuận - Kinh Tế

Để thuận lợi cho việc thiết kế đờng đỏ đảm bảo các yêu cầu về kinh tế ta phải tiến hành xác định cao độ các điểm mong muốn.Cao độ các điểm khống chế …

*.Các số liệu thiết kế

- Bình đồ phơng án tuyến tỷ lệ 1/10000 với ∆H = 5 (m)

- Các số liệu địa chất thủy văn

- Các số liệu về thiết kế bình đồ, thiết kế thoát nớc

*.Trình tự thiết kế

Dựa vào bình đồ tuyến, xác định cao độ các cọc H, Km, cọc địa hình, cọc

đờng cong, sau đó phân trắc dọc tự nhiên thành các đoạn đặc trng về địa hình

qua độ dốc sờn dốc tự nhiên xác định cao độ, vị trí khống chế : cao độ điểm

đầu, điểm cuối, cao độ khống chế qua cầu, cống

Xác định các điểm mong muốn : điểm đào đắp kinh tế, cao độ đào đắp

đảm bảo điều kiện thi công cơ giới, trắc ngang chữ L

5.2 Thiết kế đờng đỏ:

- Nhận xét vì chế độ chảy là không áp nên cao độ nền đờng với chiều cao

đắp tối thiểu tính theo cao độ đỉnh cống là 0,5 m (tính từ đỉnh cống)

Cao độ nền đờng tối thiểu so với cao độ đặt cống xác định trong hai trờng hợp sau:

5.2.1 Các yêu cầu khi thiết kế đờng đỏ

- Đờng đỏ thiết kế phải lợn đều với độ dốc hợp lý

- Trong phạm vi có thể, tránh dùng những đoạn dốc ngợc chiều khi tuyến

đang liên tục lên hoặc liên tục xuống Các đoạn đổi dốc không nhỏ hơn 150m

- Nền đờng đào và nửa đào nửa đắp không nên thiết kế với độ dốc dọc nhỏ hơn 5%o (cá biệt 3%o)

- Hạn chế đoạn tuyến đi với độ dốc max, trong các trờng hợp đờng có nhiều xe thô sơ và xe đạp nên dùng độ dốc i < 4%

- Tránh đổi dốc lõm trong các nền đờng đào

- Tránh thoát nớc từ nền đắp thấp sang nền đào

- Đờng cong đứng bố trí ở những chỗ đổi dốc mà i1- i2 ≥1% với đờng cấp IV

- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

- Khi vạch đờng đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công

- Vạch đờng đỏ theo phơng pháp đờng bao hoặc đờng cắt , bám theo địa hình thiên nhiên

Sau khi thiết kế xong đờng đỏ ta tiến hành tính toán các cao độ đào đắp, cao độ thiết kế tại tất cả các cọc

Kết quả thiết kế đờng đỏ đợc thể hiện trên bản vẽ trắc dọc số KT02

5.3 Thiết kế đờng cong đứng:

Theo quy phạm, đối với đờng cấp IV, tại những chỗ đổi dốc trên đờng đỏ

mà hiệu đại số giữa 2 độ dốc ≥ 1% cần phải tiến hành bố trí đờng cong đứng để

đảm bảo êm thuận, an toàn cho xe chạy và sự hài hòa của tuyến đờng

Bán kính đờng cong đứng lõm min Rlommin~ = 1500m

Bán kính đờng cong đứng lồi min min

lồi

R = 2500 m

Các yếu tố đờng cong đứng đợc xác định theo các công thức sau:

ω= i1 - i2 K = R180Πα (m)