Thiết kế tuyến đờng nối hai điểm A và B đã đợc xác định trên bình đồ khuvực cho trớc

GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Mục lục CHƯƠNG 1: lời nói đầu Môn học thiết kế đờng ô tô môn khoa học nghiên cứu nguyên lý phơng pháp thiết kế đờng công trình đờng nh đờng, mặt đờng, cầu cống, công trình phục vụ khai thác tổ chức giao thông để đảm bảo cho đờng ô tô thực đợc vai trò hệ thống giao thông vận tải Để nắm nội dung cần thiết môn học làm sở để vận dụng thiết kế thi công tuyến đờng đợc giao, việc phải nắm nội dung phải vận dung kiến thức vào công việc cụ thể Chính nhiệm vụ đặt thiết kế đờng cụ thể hoàn chỉnh nối hai điểm A,B cho trớc điều kiện địa hình phức tạp thi công khó khăn Do kiến thức hạn chế, lại cha có thực tế kiểm nghiệm nên đồ án thiết kế có nhiều thiếu xót Mong thầy môn đóng góp ý kiến cho em để em hoàn thiện kiến thức CHƯƠNG 2: Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế tuyến đờng nối hai điểm A B đợc xác định bình đồ khu vực cho trớc CHƯƠNG 3: Số liệu thiết kế: Bình đồ khu vực tỷ lệ : 5000 Trắc dọc : Tỷ lệ ngang:1:5000 Tỷ lệ đứng: 1:500 Lu lợng xe chạy(xe/ngày đêm): Xe con: 1000 xe Xe tải < 5T: 400 xe Xe tải < 8T: 200 xe Xe tải < 14T: 100 xe CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẩN, TàI LIệU DùNG TRONG THIếT Kế Tiêu chuẩn thiết kế đờng Ôtô TCVN - 4054 98; Quy Trình Thiết Kế áo Đờng mềm 22 TCN - 211 93; Quy Trình Khảo sát đờng Ôtô 22 TCN - 263 2000; Tiêu chuẩn tính toán đặc trng dòng chảy lũ 22 TCN - 220 95; Định hình cống tròn 78 - 02X; Giáo trình thiết kế đờng ôtô - Tập 1, tập tập 3; Sổ tay thiết kế đờng ôtô; CHƯƠNG 5: Nội dung thiết kế: Phần 1: Đặc điểm chung Phần 2: Xác định yếu tố kỹ thuật đờng Phần 3: Thiết kế bình đồ Phần 4: Thiết kế trắc dọc Phần 5: Thiết kế trắc ngang, tính khối lợng đào, đắp Phần 6: Thiết kế mặt đờng mềm Phần 7: Thiết kế công trình thoát nớc, cầu, cống Phần 8: Kết luận Phần 1: Đặc điểm chung Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Điều kiện địa chất: Tuyến dự định thiết kế qua vùng có địa hình đồng đồi, nhiều chỗ cao thấp khác nhau,nhiều sờn dốc, điều kiện địa chất phức tạp Do cần khảo sát địa chất cụ thể đầy đủ Điều kiện khí hậu thuỷ văn : Khu vực tuyến dự định qua số sông suối Điều kiện cung cấp vật liệu: Do tuyến thuết kế chạy dọc theo trục đờng quốc lộ có sẵn cách khu vực dân c đông đúc không xa, nên vật liệu rảI đờng có khả cung cấp đầy đủ tận dụng nguyên vật liệu, cấp phối đồi địa phơng PHầN 2: Xác định yếu tố kỹ thuật tyến I Tính cờng độ xe chậy: Theo số liệu cho, ta có: Ntt = Ni.ai =1000 + 400.2 +200.2,5 + 100.3.5 = 2650 xe/ng.đêm Trong đó: Ni lu lợng xe chậy xe con, xe tải imax = D f = 0,2 0,01 = 19% Dựa vào giá trị tính toán kết hợp với tra theo quy trình, để việc chạy xe an toàn mà kinh tế ta chọn imax = 6% Với xe tải chuyển động với độ dốc lớn độ dốc theo điều kiện lực kéo (2%) chạy với vận tốc nhỏ vận tốc thiết kế 3.2 Các đặc trng hình học mặt cắt ngang 3.2.1 Nhận xét: Bề mặt đờng gồm có phần xe chạy lề đờng, cần thiết phải có dải phân cách, nhng với tuyến đờng cấp thiết kế ta không bố trí giải phân cách (a=0) Lề đờng Vtk = 60 km/h có phần gia cố Phần lề gia cố cấu tạo đơn giản so với mặt đờng (bớt lớp, bớt chiều dầy, dùng vật liệu hơn) nhng lớp mặt phải làm vật liệu với lớp mặt phần xe chạy Sơ đồ cấu tạo chung mặt cắt ngang đờng nh hình vẽ dới Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Bề mặt đờng Lề đờng Phần xe chạy Lề đờng Phần gia cố Tra bảng quy trình thiết kế: TCVN 4054-2005, với cấp đờng IV địa hình vùng đồng đồi ta có + Số xe tuyến đờng : n=2 + Chiều rộng xe: 3,5 m + Chiều rộng đờng: B =9 m + Chiều rộng phần xe chậy : b =7 m + Chiều rộng lề gia cố : 0,5 m + Chiều rộng lề đờng: c=1 m Ngoài ra, theo tính toán đặc trng hình học mặt cắt ngang đợc tính nh sau 3.2.2 Số xe Số xe mặt cắt ngang đợc xác định theo công thức: N n LX = cdgio Z.N th Trong nLX : Số xe yêu cầu Ncdgiờ : Lu lợng xe thiết kế cao điểm Ncđgiờ = (0,1ữ0,12)Ntbnăm (xcqđ/h) với Ntbnăm = 2650 (xcqđ/ngdêm) Ncđgiờ = 0,12x2650 =318 (xcqđ/h) Nth : Năng lực thông hành thực tế, Nth = 1000 (xcqđ/h) Z : Hệ số sử dụng lực thông hành, với Vtt = 60 Km/h => Z = 0,77 Vậy ta có : nlx = 318 =0.41 0.77.1000 Nhận thấy khả thông xe đờng cần xe đủ Tuy nhiên thực tế xe chạy đờng phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác Mặt khác theo quy trình thiết kế TCVN 4054-2005 tra đờng cấp IV phải bố trí từ xe trở lên Do chọn đờng xe: n = 3.2.3 Chiều rộng xe, mặt đờng, đờng,lề gia cô +Sơ đồ tính toán: a x Đồ án: Thiết kế đờng ô tô x Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang l2 l2 c y + Chiều rộng xe phụ thuộc vào chiều rộng thùng xe vận tốc xe chạy Chiều rộng mặt đờng phụ thuộc vào số xe, chiều rộng xe, khoảng cách hai xe chạy ngợc chiều Trong đó: a: Chiều rộng thùng xe x: 1/2 khoảng cách xe chạy ngợc chiều c: Khoảng cách bánh xe y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép xe a+c l2: Chiều rộng xe l2 = +x+y Với: x = 0,5 + 0,005V (m) y = 0,5 + 0,005V (m) xe chạy ngợc chiều a+c l2 = + + 0,01V a+c Với vận tốc xe chạy tính toán Vtk = 60 (Km/h) l2 = + 1,6 (m) Các kích thớc xe thiết kế: K/cách Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao bánh xe Xe 6,0 1,8 2,0 1,6 Xe tải 12,0 2,5 4,0 1,8 Tính cho xe có kích thớc lớn phổ biến dòng xe tơng lai : tính cho xe tải a = 2,5 m; c = 1,8 m 2,5 + 1,8 => l2 = + 1,6 = 3,75 (m) Chiều rộng phần xe chậy: b = 2.l2 = 2x3,75 = 7,5 (m) Dựa vào tính toán quy trình thiết kế => chọn nh bảng sau: Các yếu tố Chiều rộng xe Chiều rộng lề đờng Chiều rộng gia cố Chiều rộng phần xe chậy Chiều rộng đờng Kích thớc (m) 3,75 x 1.0 x 0.5 7,5 9,5 3.2.4 Độ dốc ngang mặt đờng, lề đờng Mặt đờng đợc bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nớc Tuy nhiên, độ dốc ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy đợc êm thuận Độ dốc ngang lề gia cố Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang phải đảm bảo yêu cầu thoát nớc phụ thuộc vào vật liệu thông thờng đợc làm loại vật liệu với phần xe chạy Để đảm bảo yêu cầu thi công dây chuyền lấy độ dốc ngang lề gia cố độ dốc ngang phần xe chạy Theo tiêu chuẩn Việt nam 4054-05 : + Độ dốc ngang mặt đờng (mặt đờng bê tông nhựa) : 2,0 % + Độ dốc ngang lề gia cố : 2,0 % + Độ dốc ngang lề đất : 6,0 % 3.3 xác định bán kính đờng cong nằm tối thiểu bình đồ Tại vị trí tuyến đổi hớng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đờng cong có bán kính hợp lý Việc sử dụng bán kính đờng cong có bán kính lớn cải thiện đợc điều kiện xe chạy mà cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm bớt chi phí vận tải Tuy nhiên điều kiện khó khăn địa hình, để giảm bớt khối lợng đào đắp xây dựng tránh phải phá bỏ công trình đắt tiền phải sử dụng bán kính nhỏ Khi yêu cầu đờng cong phải đảm bảo điều kiện ổn định chống trợt ngang xe chạy với tốc độ tính toán, điều kiện êm thuận cho hành khách kinh tế sử dụng ô tô Theo điều kiện hệ số lực ngang tính toán luôn phải nhỏ hệ số bám theo phơng ngang Bán kính đờng cong nhỏ đợc xác định theo trờng hợp sau: 3.3.1 Khi bố trí siêu cao lớn 6%: Một tuyến đờng ôtô thông thờng gồm có nhiều đoạn gãy khúc Để triệt tiêu đoạn gãy khúc ngời ta thờng bố trí nối đờng cong tròn Khi xe chạy đờng cong tròn chịu tác dụng lực ly tâm, lực đẩy xe làm xe chạy ổn định Trong chọn tuyến có điều kiện ngời kỹ s vận dụng bán kính đờng cong lớn để xe chạy dễ dàng Nhng chọn tuyến phải bám sát địa hình để có khối lợng đào đắp Khi khó khăn phải dùng bán kính tối thiểu Rmin Trong đó: V2 R = 127( + isc max ) V: vận tốc tính toán V = 60km/h : hệ số lực đẩy ngang = 0,15 i scmax : độ dốc siêu cao lớn : i scmax = 6% 602 R = = 135m 127(0,15 + 0,06) Theo TCVN 4054-05, bán kính đờng cong nhỏ ứng với siêu cao max 6% 125m Vậy kiến nghị chọn Rmin = 135m 3.3.2 Trờng hợp bố trí siêu cao thông thờng : Trên đờng cong có bố trí siêu cao thông thờng, isc= 4% Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang V R= 127( + isc ) Trong : isc: độ dốc siêu cao mặt đờng , lấy isc = 0,04 : hệ số lực đẩy ngang tính toán Rtth, lấy à=0,15 V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h Thay vào công thức tính ta có: 602 R= 150m 127(0,15 + 0,04) Theo TCVN 4054-05, bán kính đờng cong ứng với siêu cao thông thờng 250m Vậy kiến nghị chọn R = 250m 3.3.3 Khi không bố trí siêu cao: Khi có điều kiện làm bán kính lớn không cần phải bố trí siêu cao, lúc trắc ngang làm hai mái isc = - in độ dốc ngang tối thiểu thoát nớc tuỳ theo vật liệu cấu tạo mắt đờng Hệ số lực ngang muốn cải thiện điều kiện xe chạy nên phải dùng 0,08 Khi đó: R ksc V2 = 127( i n ) Trong đó: V : Tốc độ thiết kế, Vtk = 60 km/h : Hệ số lực đẩy ngang đợc lấy với giá trị à=0,08 in : Độ dốc ngang mặt đờng Vì mặt đờng làm bê tông nhựa nên ta chọn in = 0,02 Để cho xe chuyển động an toàn công thức lấy dấu (-) để tính toán (tức xe chạy mái ngoài) R ksc 602 = = 472m 127(0,08 0,02) Theo TCVN 4054-05, bán kính đờng cong không bố trí siêu cao 1500m Vậy kiến nghị chọn Rksc = 1500m 3.4 độ mở rộng đoạn nối mở rộng 3.4.1 Độ mở rộng 0,1V E = e + e2 = L + R R Trong đó: L : Chiều dài từ đầu xe đến trục sau V: Vận tốc tính toán xe chạy R: Bán kính đờng cong tính toán Tính cho trờng hợp xe tải L = 8m Đối với đoạn đờng cong có bố trí siêu cao 6% có Rmin = 135 m Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang => E = 0,1x60 + = 1m 135 135 Theo TCVN 4054-05, với Rmin = 100ữ150 m E = 0,9 m Kết hợp tính toán quy trình ta chọn E = 1m Khi chiều rộng mặt đờng đờng cong B = b + e =7,5 + = 8,5m 3.4.2 Đoạn nối mở rộng Trên bình đồ, cần phải có đoạn nối mở rộng Chiều dài đoạn nối mở rộng lấy theo tỉ lệ mở rộng 1m 10m dài có đờng cong chuyển tiếp lấy trùng với đờng cong chuyển tiếp đoạn nối siêu, tức đoạn nối : L = max( Lct , Lnsc) 10 3.5 siêu cao đoạn nối siêu cao 3.5.1 Độ dốc siêu cao isc Để đảm bảo an toàn tiện lợi cho việc điều khiển xe đờng cong có bán nhỏ ta phải làm siêu cao tức làm cho mặt đờng có độ dốc ngang nghiêng phía bụng đờng cong Siêu cao cấu tạo mặt cắt ngang đặc biệt đờng cong có R nhỏ có độ dốc ngang mái nghiêng bụng đờng cong, độ dốc ngang gọi độ dốc siêu cao (isc ) Tác dụng : + Siêu cao có tác dụng tâm lí có lợi cho ngời lái làm cho ngời lái tự tin cho xe chạy với vận tốc nh đờng thẳng + Giảm lực ngang, hạn chế tác hại lực li tâm + Làm cho mặt đờng hài hoà không bị thu hẹp vào đờng cong Theo tiêu chuẩn thiết kế đờng ôtô Việt Nam quy định trị số độ dốc siêu cao phụ thuộc vào tốc độ thiết kế bán kính đờng cong nằm V2 isc = 127.R Trong : R : bán kính đờng cong tối thiểu (có bố trí siêu cao max), R = 135m : hệ số lc ngang (đảm bảo êm thuận cho hành khách : = 0,15) V : vận tốc thiết kế V= 60 km/h Thay vào công thức tính ta có: 60 isc = 0,15 = 0,06 = 6% 127 ì 135 Theo TCVN 4054-05 qui định độ dốc tối đa siêu cao 6% KL: isc,max = 6% ; isc,min = 2% ( để đảm bảo thoát nớc ) 3.5.2 Đoạn nối siêu cao Đoạn nối siêu cao đợc thực với mục đích chuyển hoá cách điều hoà từ mặt cắt ngang thông thờng (hai mái, với độ dốc tối thiểu thoát nớc) sang mặt cắt ngang đặc biệt Sự chuyển hoá tạo dốc dọc phụ i p Tiêu chuẩn nớc ta qui định ip = 1% với đờng có vận tốc thiết kế 20 40km/h, với cấp đờng lại 0,5% Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Theo TCVN 4054-05, chiều dài đoạn nối siêu cao đợc tính theo công thức : B(isc + i n ) L NSC = 2i p Trong B : Bề rộng phần xe chạy, B = 8,5 m (xét trờng hợp có mở rộng 1m) i n : Độ dốc ngang mặt đờng, i n = 2% ip : Độ dốc dọc phụ thêm, với đờng cấp IV lấy 0,5% i SC : Độ dốc siêu cao, với đờng cấp IV xét cho trờng hợp siêu cao lớn : isc = 6% Thay số vào ta đợc: B(isc + i n ) 8,5(0,06 + 0,02) L NSC = = = 68m 2i p 2x0,005 Đoạn nối siêu cao đợc bố trí nh sau: isc L3 ip L2 in in Lsc L1 in B + Trùng hoàn toàn với đờng cong chuyển tiếp đờng cong có bố trí đờng cong chuyển tiếp + Trùng với đoạn nối mở rộng đờng cong có bố trí mở rộng + Một nửa đờng thẳng nửa đờng cong đờng cong chuyển tiếp 3.6 Đờng cong chuyển tiếp Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy để đảm bảo điều kiện xe chạy không bị thay đổi đột ngột hai đoạn đầu đờng cong, ngời ta bố trí đờng cong chuyển tiếp Để đơn giản cho cấu tạo đờng cong chuyển tiếp thờng đợc bố trí trùng với đoạn nối siêu cao đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đờng cong chuyểt tiếp Lct đợc tính công thức : Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang L CT = V 47RI Trong V : Vận tốc tính toán, V = 60km/h R : Bán kính đờng cong, R = 135m (tính cho trờng hợp bố trí siêu cao max) I : độ tăng gia tốc li tâm, theo quy trình I = 0,5m/s3 L CT V3 603 = = = 68m 47RI 47x135x0,5 Nếu không bố trí siêu cao, R = 1500m thì: L CT = 603 = 6m 47x1500x0,5 Khi bố trí siêu cao thông thờng, R= 250m, thì: L CT = 603 = 37m 47x250x0,5 3.7 xác định bán kính đờng cong đứng tối thiểu Để đảm bảo trắc dọc lợn không gãy khúc, xe chạy an toàn tiện lợi, chỗ đờng đổi dốc mà hiệu đại số hai độ dốc 1% (với V40km/h) hay 2% (với V=20ữ40 km/h) phải thiết kế đờng cong đứng có dạng đờng cong tròn Trị số bán kính đờng cong đứng tối thiểu đợc lựa chọn theo địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy, đảm bảo tầm nhìn ban ngày ban đêm, hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng 3.7.1 Trị số bán kính tối thiểu đờng cong đứng lồi Bán kính tối thiểu đờng cong đứng lồi đợc xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn ngời lái xe mặt đờng Sơ đồ tính toán: Trong sơ đồ tính toán: d1 : Chiều cao tầm mắt ngời lái xe mặt đờng d2 : Chiều cao chớng ngại vật phải nhìn thấy Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 10 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang 3.8_Các yếu tố đổi dốc mặt cắt dọc là: Tra bảng 17-TCTK ta có: Độ dốc đổi dốc :i 1% Chiều dài tối thiểu đổi dốc: 150m 3.9_Chiều dài đờng cong đứng tối thiểu: 50m Chiều dài lớn dốc dọc: Tra bảng 16-TCTK, với i%= 6% : L=600m iii kết luận tổng hợp tiêu Qua tính toán yếu tố kỹ thuật tuyến so sánh với TCVN 4054-05 Bộ giao thông vận tải Đồng thời vào tình hình thực tế tuyến đờng, tính kỹ thuật kinh tế Khi thiết kế sử dụng tiêu tuyến đợc lập vào bảng sau: STT 10 11 12 Các tiêu Cấp hạng đờng Độ dốc dọc tối đa Số xe Chiều rộng mặt đờng Chiều rộng đờng Độ dốc ngang mặt đờng Bán kính đờng cong nằm - Có siêu cao max (6%) - Siêu cao thông thờng (4%) - Không có siêu cao Độ mở rộng Đoạn nối mở rộng Siêu cao Đoạn nối siêu cao (max) Đờng cong chuyển tiếp - Siêu cao max (6%) - Không có siêu cao Bán kính đờng cong đứng - Đờng cong lồi tối thiểu - Đờng lõm tối thiểu Đơn vị % m m % Trị số Tính toán Quy phạm IV 7,5 9,5 2ữ2,5 m m m m m % m 135 150 472 2ữ6 68 m m 68 m m 2550 1635 125 250 1500 0,9 10 2ữ6 Thiết kế IV 7,5 9,5 135 250 1500 10 2ữ6 68 68 2500 1000 2550 1635 Phần 3: Thiết kế tuyến bình đồ Thiết kế tuyến bình đồ có đờng đồng mức bao gồm công việc sau: + Vạch phơng án tuyến qua điểm A B + Đo góc, cắm cong, tính yếu tố đờng cong + Đo dài cắm cọc chi tiết nh cọc lý trình, cọc cách 100m, cọc vị trí tiếp đầu, tiếp cuối đỉnh đờng cong nằm + Xác định cao độ tự nhiên cọc chi tiết Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 12 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Nguyên tắc chung việc thiết kế phải phối hợp bình đồ, trắc ngang, trắc dọc để kết hợp hài hoà yếu tố tuyến, thờng nên chọn hai tuyến sơ sau so sánh tiêu kỹ thuật hai phơng án để chọn phơng án tối u I phơng pháp thiết kế tuyến bình đồ: 1.1 Các phơng pháp tuyến: + Phơng pháp tuyến theo thung lũng sông: u điểm phuơng pháp tuyến địa hình phẳng dẫn đến khối lợng đào đắp nhỏ độ dốc dọc nhỏ; nhng phơng pháp lại có nhợc điểm số lợng công trình thoát nớc lớn, độ lớn, mức độ ổn định đuờng đờng bị nớc xâm thực + Phơng pháp tuyến men theo sờn dốc: u điểm phơng pháp độ dốc nhỏ bám đờng đồng mức; nhng phơng pháp lại có nhợc điểm tuyến gẫy khúc nhiều, đờng dễ ổn định nhiều nguyên nhân (thế nằm đá, tính chất đá, thảm thực vật sờn dốc, nớc ngầm, độ dốc sờn dốc ) + Phơng pháp tuyến theo đuờng phân thuỷ: u điểm phơng pháp số lợng công trình thoát nớc ít, độ nhỏ, đuờng hầu nh ổn định, tầm nhìn thoáng, cảnh quan đẹp; nhng phơng pháp lại có nhợc điểm địa hình gồ ghề dẫn đến khối lợng đào đắp lớn độ dốc lớn Trong thực tế tuỳ vào tình hình tuyến cần thiết kế mà ngời ta chọn phơng pháp đI tuyến cho phù hợp Trong đồ án chủ yếu em sử dụng phơng pháp men theo sờn dốc, đồng thời vào tình hình sông ngòi, đờng phân thuỷ mà có tuyến đI cho hợp lý 1.2 Trình tự vạch tuyến: Để vạch phơng án tuyến bình đồ, công việc trớc tiên ta phải nghiên cứu thật kỹ điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, cảnh quan thiên nhiên nơi đặt tuyến; xác định điểm khống chế mà tuyến phải qua nh : + Điểm đầu điểm cuối tuyến bình đồ : A, B + Nơi giao với đờng ô tô cấp cao + Điểm giao đờng sắt + Điểm đầu cầu + Điểm khống chế cao độ tránh ngập nớc Khi nghiên cứu kỹ điều kiện ta tiến hành đánh dấu khu vực bất lợi địa hình, địa mạo, địa chất, thuỷ văn mà tuyến nên tránh đánh dấu sơ điểm thuận lợi mà tuyến chạy qua Trên sở điểm nói ta tiến hành kẻ đờng dẫn hớng tuyến chung cho toàn tuyến cho đoạn cục bộ; sau vào điều kiện địa hình, trị số bán kính đờng cong theo quy trình để bố trí đờng cong nằm vị trí thay đổi hớng tuyến Nếu địa hình thuận lợi, nên cố gắng sử dụng đờng cong có bán kính lớn để tạo điều kiện thuận lợi cho xe chạy 1.3 Các nguyên tắc vạch tuyến bình đồ : Thiết kế tuyến bình đồ phải tuân theo nguyên tắc sau: + Căn vào yếu tố kỹ thuật tuyến nh: độ dốc dọc lớn nhất, bán kính đờng cong nằm tối thiểu Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 13 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang + Tại vị trí chuyển hớng phải bố trí đờng cong nằm có bán kính đủ lớn để đảm bảo cho xe chạy an toàn, êm thuận; đờng cong nằm đợc bố trí cho phù hợp với điều kiện địa hình, nên bám sát đờng đồng mức để giảm khối lợng đào, đắp + Sau đoạn thẳng dài không bố trí đờng cong có bán kính cong nằm tối thiểu + Khi góc chuyển hớng nhỏ (0,5m không cần làm rãnh dọc - Nền đào nửa đắp, nửa đào phảI bố trí rãnh dọc theo tiêu chuẩn - Chiều sâu rãnh dọc nhỏ : 0,.4 m - Độ dốc dốc dọc thờng lấy theo độ dốc đờng, đờng có độ dốc nhỏ độ đóc rãnh dọc tối thiểu phải không nhỏ 0,5% Tính toán khối lợng đào đắp Khối lợng đào đắp đợc tính toán cho mặt cắt ngang, sau tổng hợp toàn tuyến mặt cắt ngang cần tính diện tích đào đất, diện tích bóc đất hữu cơ, diện tích đắp đất, diện tích đào rãnh, chiều dài ta luy đào, chiều dài taluy đắp Khối lợng đào đắp đoạn tuyến đợc tính cách lấy trung bình diện tích hai trắc ngang kề nhân với khoảng cách chúng Công thức tính: Vđào = ( Fđào1 +Fđào2 )lđ /2 Vđắp = ( Fđắp1 +Fđắp2 )lđ /2 Trong Fđào1 , Fđắp1 diện tích đào đắp MCN đầu đọan lđ Fđào2 , Fđắp2 diện tích đào đắp MCN cuối đoạn lđ lđ chiều dài đoạn đào đắp Lấy tổng đoạn ta đợc khối lợng toàn tuyến Thiết kế trắc ngang nh tính toán khối lợng đào đắp, phơng pháp thông thờng sử dụng phần mềm NOVA để thiết kế với số liệu thiêt kế theo quy trình Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 17 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Kết thiết kế trắc ngang tính khối lợng đào đắp thể nh vẽ thiết kế trắc ngang bảng tính khối lợng đào đắp Phần 6: Thiết kế kết cấu áo đờng MềM áo đờng phận quan trọng, chiếm phần chi phí xây dng tơng đối cao giá thành xây dựng đờng Kết cấu áo đờng mềm đợc thiết kế theo tiêu chuẩn: 22 TCN 211-93 I Các yêu cầu chung với áo đờng áo đờng công trình đợc xây dựng đờng nhiều tầng, lớp vật liệu có độ cứng cờng độ lớn so với đất đờng để phục vụ cho xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thờng xuyên tải trọng xe yếu tố thiên nhiên Nh vậy, để bảo đảm xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế việc xây dựng áo đờng cần phải đảm bảo yêu cầu sau : + Đảm bảo đủ cờng độ + Đảm bảo độ phẳng + Đảm bảo đủ độ nhám + Không trơn lầy ma không khô bụi trời ma + Sử dụng tối đa vật liệu chỗ + Tính đến khả thi công, giới hoá-công nghệ hoá thi công II Các lớp kết cấu áo đờng: Lớp áo đờng ( chủ yếu chịu lực ngang) - Tầng mặt: + Lớp mặt + Lớp mặt dới - Tầng móng: +Lớp móng +Lớp móng dới Lớp đáy áo đờng( bề dầy nhỏ) Lớp + Độ chặt đất K= 0,95; riêng 30 cm đất phía đờng (giáp lớp kết cấu mặt đờng) độ chặt đợc sử dụng K= 0,98-1,0, chọn K = 0,98.( Theo tiêu chuẩn-Trang105) + Mô đuyn đàn hồi Eo= 400daN/cm2 + Lực dính C= 0,18 daN/cm2 + Góc ma sát = 220 III Tính toán kết cấu áo đờng: Tính toán kết cấu áo đờng theo tiêu chuẩn cờng độ dới đây: + Tính toán theo điều kiện cân giới hạn trợt đất lớp vật liệu dính xem có vợt trị số giới hạn cho phép không + Tính toán theo điều kiện chịu kéo uốn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối nhằm khống chế không cho phép nứt đáy lớp + Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi thông qua khả chống biến dạng(biểu thị mô đuyn đàn hồi) KCAD khống chế trị số mô đuyn đàn hồi kết cấu phải lớn trị số mô đuyn đàn hồi yêu cầu (E ch> Eyc) Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 18 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Xác định lu lợng xe tính toán Theo TCVN tất loại áo đờng mềm tính toán cờng độ, tải trọng tiêu chuẩn đợc qui định trục xe ô tô (trục đơn) có tải trọng 10T tất loại áo đờng mềm thuộc mạng lới chung, có tải trọng trục 12T tất kết cấu áo đờng mềm thuộc đờng đô thị, đờng cao tốc, đờng công nghiệp đờng trục toàn thành Do đồ án thiêt kế theo tảI trọng trục tiêu chuẩn 10T Lu lợng xe chạy tính toán đợc xác định theo công thức: Ntt= .ai.Ni Với đờng xe dải phân cách = 0,55 Ni: Lu lợng xe thực tế năm tơng lai loại xe thứ i : Hệ số qui đổi xe tiêu chuẩn, tra bảng 3-2 QT (trang 111TCTK) ta có: + Với ô tô tải trọng trục đất đảm bảo chống trợt Kiểm tra lớp BTN theo điều kiện chịu kéo uốn + Xác định Ech.m mặt lớp cấp phối đá dăm macadam Đổi hai lớp cấp phối sỏi cuội cát lớp đá dăm camadam lớp lớp tơng đơng có h = 30+10= 40cm Và tính tơng tự nh tren ta có: Etb = 2153.1,131 = 2435 daN/cm2 + Sử dụng toán đồ KôGan để qui lớp cấp phối lớp lớp Ta có :H/D=40/33= 1,21 Eo/Etb= 400/2435= 0.164 Tra toán đồ KôGan ta đợc Môđun đàn hồi chung lớp dới Ech/E1=0,485 Ech =0,485.2435 =1180 daN/cm2 + Ta có sơ đồ tính: H/D = 10/33 = 0,303; H=10cm; E1= 9000 daN/cm2; Ech.m =1180 daN/cm2 Và E1/Ech.m = 9000/1180 = 7,63 Tra toán đồ hình 3-11-QTTK xác định ứng suất kéo uốn u =1.7 daN/cm2 ku= 1,15 p u ku =1,15ì ì 1.7= 9,775 (daN/cm2) Nh : ku < [ku] = 12 (daN/cm2) Nên lớp đá dăm trộn nhựa đợc đảm bảo điều kiện chịu kéo uốn Tóm lại: kết cấu chọn đảm bảo tất điều kiện cờng độ nên chọn kết cấu áo đờng nh Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 22 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Phần 7: Thiết kế công trình thoát nớc 1.Bố trí cầu, cống a Vị trí dự kiến bố trí cầu, cống: Đợc bố trí để đảm bảo thoát nớc mặt thờng xuyên từ dòng chảy , vị trí đớng qua địa hình thấp ( tụ thủy) Dự định bố trí cầu nhỏ vị trí tuyến đờng cắt sông nhỏ lần thứ nhất(gần đờng cong nằm thứ hai) bố trí cống vị trí tuyến đờng cắt sông lần b.Bố trí cầu, cống theo tính toán: Đợc bố trí để thoát lu lợng nớc tính toán từ lu vực chảy công trình theo hai suối nhỏ cắt ngang qua tuyến đờng thiết kế c Yêu cầu bố trí : + Khẩu độ cầu không nên nhỏ 3m + Nên đặt cống vuông góc với tim đờng để đảm bảo kỹ thuật kinh tế + Khẩu độ cống không nên dùng loại nhỏ 75cm để tiện cho việc thi công sau này.thờng ding loại 0,75m;1m;1,25m;1,5m + Mực nớc chảy cống phải cách đỉnh cống đoạn để đảm bảo vật trôi nhỏ thoát qua + Bề dầy lớp đất lắp mặt cống không đợc nhỏ 0,5m cống không áp phải lớn 0,5 m so với mục nớc dâng trớc cống cống có áp + Nên sử dụng kết cấu định hình cống phải thiết kế cho đơn giản để thi công đợc đễ dàng Nội dung tính toán a Xác định lu lợng nớc vị trí tuyến cắt sông suối nhỏ: Với cầu nhỏ thiết kế tần suất 2%, tức chu kỳ 50 năm Với cống thiết kế ứng tần suet 4%, tức chu kỳ 25 năm Lu lợng dòng chảy công trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh điều kiện khí hậu, địa hình địa mạo, địa chất địa phơng đợc xác định theo công thức Viện nghiên cứu Đờng Liên Xô (cũ) công thức Bônđakov có sửa đổi Công thức: Q= .(h-z)3/2 F2/3... (m3/s) Trong : : Hệ số địa mạo phụ thuộc địa hình độ dốc lòng suối, tra bảng 9-15 thiết kế đờng ôtô tập h: Chiều dày dòng chảy (mm) tra phụ lục TKD F3, thời gian cung cấp nớc tg=30 cấp đất theo cờng độ thấm 0.3 mm/phút, + ứng với cống, chu kỳ 25 năm h= 23 mm + úng với cầu nhỏ, chu kỳ 50 năm h=31 mm Z: Lợng tổn thất cỏ (mm) tra bảng Với thời gian tập trung nớc t= 30 phút, z= 15mm : Hệ số triết giảm lu lợng truyền đỉnh lũ, phụ thuộc khoảng cách từ tâm khu tụ nớc tới vị trí công trình , tra bảng : Hệ số triết giảm so ảnh hởng hồ ao, = F: Diện tích lu vực tụ nớc (km2), xác định trực tiếp bình đồ Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 23 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang + Tại trí công trình cầu nhỏ: F=1,5 km2 + Tại vị trí cống: F=1,0 km2 : Hệ số phân bố ma không lu vực, tra bảng 2.5 Các số liệu đợc tra Cống cầu nhỏ đờng ô tô Nhà xuất GTVT năm 1999 Thay vào công thức ta có lu lợng qua công trình là: + Với cầu nhỏ: Q1 = 2,18 m3/s + Với cống : Q2 = 0,59 m3/s b Xác định độ yếu tố thuỷ lực cầu, cống: Trong phần thiết kế sơ này, qui trình cho phép ta sử dụng bảng tra định hình cống.Từ lu lợng vị trí cống ta xác định độ cống yếu tố thuỷ lực cống dựa vào việc tra bảng 13-18a Thiết kế đờng ôtô tập II- Nhà xuất GTVT * Tính cho cống: Khả thoát nớc cống đợc tính cho trờng hợp nớc cống chảy theo chế độ không áp , giả sử mực nớc dâng trớc cống thấp cao độ vai đờng 0,75m , tức chiều cao mực nớc dâng trớc cửa cống Hd= Hv 0,75m Với Hv chiều cao vai đờng vị trí cống Hv=Ht 0.02*(Bm+Blgc)-0.06*Bld Bld : Bề rộng bên lề đờng phần gia cố: =0.5 m Blgc : Bề rộng bên lề đờng phần có gia cố: =1m Bm : Bề rộng mặt đờng phần xe chạy = 7.5m Ht : Chiều cao đắp tim đờng theo trắc dọc (m).(=1.5m) Hd= 0.55m Khả thóat nớc cống đợc tính theo công thức : d Qc2 =0,85*c* gH =0.85* gH (d=1m đờng kính cống) =1.54 m3/s > 0.59 m3/s cống đủ khả thoát nớc * Tính cho cầu nhỏ: Giả sử vận tốc nớc chảy qua cầu 1m/s, với độ cầu đợc chọn 3m khả thoát nớc cầu là: Qc1= 7,065 m3/s > Q1, cầu đủ khả thoát nớc c Xác định chiều dài cầu, cống Khi xác định chiều dài cầu, cống cần tính đến chiều rộng đờng, chiều cao đắp, độ dốc mái taluy, độ dốc cầu, cống kết cấu cầu, cống Ban đầu chiều dài cầu, cống đợc xác định sơ theo công thức, sau đợc chọn cho phù hợp với số lợng đoạn cống tiêu chuẩn cần thiết (chiều dài cống bội số 1,0m ) Sơ đồ tính toán ` B x H Đồ án: Thiết kế đờng ô tô Hc x 24 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Trong đó: Hn: Chiều cao đờng Hc: Chiều cao đỉnh cống B : Bề rộng đờng Để tính chiều dài cống ta cần xét đến độ dốc dọc cầu, cống (i c), độ dốc dọc lề đờng Nhng toàn cầu, cống có độ dốc nhỏ (tính theo 0/00) nên ta bỏ qua yếu tố độ dốc dọc cầu, cống Công thức: Lc=B+2[1.5 x(Ht- 0,02x(0.5* Bm + Blgc) 0,06x Blđ- d - )+m ] =11,725m Trong : B : Bề rộng chung đờng , B =9,5m d : Đờng kính ống cầu cống : Chiều dày thành cầu, cống kể lớp chống thấm (m) m : Chiều dày hai phần cửa cầu, cống, lấy m= 0,4m Gọi góc tim cống tim đờng chiều dài cầu, cống xét đến góc nghiêng cầu, cống mặt : Lc= L0c / sin 4- Bố trí rãnh dọc ( rãnh biên ) + Rãnh dọc đợc bố trí tuỳ theo tổng đoạn đờng, việc đợc tiến hành nhờ trợ giúp phần mềm NOVA + Rãnh dọc đợc làm đoạn đờng đào, nửa đào nửa đắp, đờng không đào không đắp đờng đắp thấp 0,5 m + Rãnh dọc làm để thoát nớc ma từ mặt đờng diện tích hai bên đờng Rãnh dọc có tác dụng làm cho đờng khô đảm bảo cờng độ mặt đờng ổn định + Trong trờng hợp rãnh không dùng để thoát nớc mặt đờng khu vực hai bên đờng rãnh phải đợc tính toán dựa vào lu lợng 40cm Cấu tạo rãnh dọc 20cm 40cm 5- Bố trí rãnh đĩnh Căn vào diện tích lu vực nh điều kiện địa hình ta thấy toàn tuyến diện tích sờn lu vực đổ không lớn nên không cần thiết kế rãnh đỉnh để đón nớc nh bố trí rãnh tập trung nớc Phần 8: Kết luận Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 25 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Thiết kế tuyến đờng theo tính toán thông thờng sở quy trình thiết kê, theo ứng dụng phần mềm NOVA Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 26 Bộ môn: Cầu đờng_Sân bay [...]... án tuyến qua hai điểm a- b : Căn cứ vào các nguyên tắc cơ b n trên, căn cứ vào b nh đồ khu vực và hai điểm A, B đã cho, tiến hành vạch đợc phơng án tuyến đợc thể hiện trên b nh đồ khu vực III tính toán các yếu tố đờng cong nằm Việc định đỉnh làm sao để thuận lợi cho việc b trí tuyến trên thực đ a, hài hoà về mặt thị giác và đảm b o các tiêu chuẩn kỹ thuật về các hình học Sơ đồ đờng cong tròn T P R Đồ. .. có thể d a vào phần mềm NOVA để tính toán và thiết kế các yếu tố đờng cong nằm iv tính cao độ và các khoảng cách gi a các cọc: Cao độ tại các cọc đợc xác định căn cứ vào vị trí c a cọc đó trên b nh đồ b ng cách nội suy theo cao độ c a các đờng đồng mức đã biết Khoảng cách gi a các cọc xác định b ng phơng pháp đo với tỷ lệ tơng ứng trên b nh đồ Tính cao độ và khoảng cách d a vào phần mềm NOVA Theo phơng... phơng án tuyến trên b nh đồ, công việc trớc tiên là ta phải nghiên cứu thật kỹ điều kiện đ a hình, đ a chất, thuỷ văn, cảnh quan thiên nhiên nơi đặt tuyến; xác định các điểm khống chế mà tuyến phải đi qua nh : + Điểm đầu và điểm cuối c a tuyến trên b nh đồ : A, B + Nơi giao nhau với các đờng ô tô cấp cao hơn + Điểm giao nhau đờng sắt + Điểm ở đầu cầu + Điểm khống chế cao độ tránh ngập nớc Khi đã nghiên... cuối và đỉnh đờng cong nằm + Xác định cao độ tự nhiên c a các cọc chi tiết Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 12 B môn: Cầu đờng_ Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang Nguyên tắc chung c a việc thiết kế là phải phối hợp gi a b nh đồ, trắc ngang, trắc dọc để kết hợp hài hoà gi a các yếu tố c a tuyến, thờng thì nên chọn hai tuyến sơ b sau đó so sánh chỉ tiêu kỹ thuật c a hai phơng án để chọn ra phơng... yếu tố đờng cong thể hiện nh trên b n vẽ trắc dọc Phần 5: thiết kế trắc ngang 1 Các loại trắc ngang điển hình + Nền đờng đắp + Nền n a đào n a đắp Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 16 B môn: Cầu đờng_ Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang + Nền đờng đào 2 Yêu cầu khi thiết kế trắc ngang: + Phải đảm b o theo quy trình thiết kế + Thiết kế cho các mặt cắt tại các cọc đã xác định trên b nh đồ 3 Phơng... Phơng phápThiết kế trắc ngang Căn cứ vào đặc điểm đ a hình, đ a mạo, đ a chất, khí hậu , thuỷ văn Căn cứ vào quy mô cấp hạng c a đờng, căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô 405498, mặt cắt ngang đợc thiết kế cho toàn tuyến A &B Kích thớc các b phận cơ b n trên mặt cắt ngang đờng nh sau: - Độ dốc ngang mặt đờng phần xe chạy và phần lề gia cố: i=2% - Độ dốc ngang phần lề đờng : i=6% - B rộng phần... tạo cảnh quan cho đờng + Tuyến đờng phải là một công trình b xung cho cảnh quan: uốn theo các sờn đồi, các con sông, tránh cắt nát đ a hình, các chỗ đào sâu đắp cao phải b trí trồng cây cho phủ các đống đất th a và các thùng đấu phải có thiết kế s a sang lại + Thiết kế tuyến phải đảm b o các điểm khống chế nh điểm đầu, điểm cuối c a tuyến, vị trí vợt dòng nớc, nơi giao nhau với các đờng giao thông... đờng bao đ a hình hoặc có những đoạn phải cắt qua đ a hình khi độ dốc lớn Kết quả thiết kế trắc dọc đợc thể hiện nh trên b n vẽ trắc dọc 5 B trí đờng cong đứng trên trắc dọc Sau khi đã chọn b n kính đờng cong theo b ng các chỉ tiêu kỹ thuật c a đờng đã tính toán ở trên thì các yếu tố còn lại c a đờng cong đợc xác định theo công thức sau: Chiều dài đờng cong: K = R.(i1 - i2) (m) i i Tiếp tuyến đờng. .. trí thay đổi hớng tuyến Nếu đ a hình thuận lợi, nên cố gắng sử dụng đờng cong có b n kính lớn để tạo điều kiện thuận lợi cho xe chạy 1.3 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên b nh đồ : Thiết kế tuyến trên b nh đồ phải tuân theo các nguyên tắc sau: + Căn cứ vào các yếu tố kỹ thuật c a tuyến nh: độ dốc dọc lớn nhất, b n kính đờng cong nằm tối thiểu Đồ án: Thiết kế đờng ô tô 13 B môn: Cầu đờng_ Sân bay GVHD:... án: Thiết kế đờng ô tô 14 B môn: Cầu đờng_ Sân bay GVHD: Tăng Văn Ca HVTH: Nguyễn Thanh Sang TRong đó: : Góc chuyển hớng R: B n kính đờng cong, ở đây em chọn b n kính các đờng cong đều b ng b n kính tối thiểu đã thiết kế ở trên và b ng: 135m T: Chiều dài tiếp tuyến K: Chiều dài đờng cong P: Độ phân cự D: Đoạn thu ngắn Các yếu tố đờng cong tròn b trí tại điểm chuyển hớng để nối hai đoạn thẳng c a tuyến ... phối sỏi cuội cát E1 2500 3500 18 00 t 1. 1 61 1,94 h1 10 10 30 k 0.25 0.333 htb 50 40 Etb 2220 215 3 Ta có : H/D=50/33 =1. 52 tra bảng 3-6 (Trang 11 4-QT) đợc hệ số điều chỉnh = 1. 18 Với D đờng kính... trục 10 T D = 33cm Do ta có: Etbtt = Etb = 2220 *1. 18=2620 (daN/cm2) Dùng toán đồ KôGan (H1 1- 1 0-Thiết kế đờng ô tô-t2-Trang 11 0) Với : Eo/E1=400/2620 = 0 .15 3 H/D = 1, 52 Xác định đợc ta đợc: Ech/E1=0.535... Hình 3-7 -QTTK ta có: ax/p = 0,025 ax= 5.0,025 = 0 ,12 5 daN/cm2 Từ H= 20cm, = 370, tra toán đồ hình 3-9 -QTTK ta có: ax =-0 , 013 = 0 ,12 5-0 , 013 = 0 ,11 2 Mặt khác, tơng tự ta có: 0,6 x1,0 [] = 1, 15

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	476 KB