Phần II thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến từ km4+600 đến km 6+100, đường cấp 3 miền núi tốc độ 60km

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT (Đoạn từ Km 4+600 đến Km 6+100) SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 133 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ CHƯƠNG I THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐOẠN TUYẾN (Từ Km 4+600 đến Km 6+100) I Thiết kế bình đồ tuyến: - Sau chọn phương án tuyến I tiến hành khảo sát chi tiết thuộc đòa ta lập vẽ đồ đòa hình tỉ lệ 1/1000 dựa vào đồ để thiết kế bình đồ tuyến đường - Trong phần thiết kế sở ta có cọc Km, H, C, ND, TD, P, TC, NC ta cần phải thêm cọc C cọc rải có khoảng cách cọc 20m - Trong phạm vi đồ án ta thiết kế bình đồ tuyến từ Km 4+600 đến Km 6+100 phương án tuyến chọn (phương án I) II Thiết kế đường cong nằm: 1.Mục đích nội dung tính toán: a.Mục đích: Khi xe chạy đường cong nằm xe phải chòu nhiều điều kiện bất lợi so với xe chạy đường thẳng, điều kiện bất lợi là: - Khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ yêu cầu bề rộng đường phải lớn so với đường thẳng xe chạy bình thường - Khi xe chạy vào đường cong tầm nhìn bò cản trở - Khi xe chạy vào đường cong phải chòu thêm lực ly tâm gây tượng xe bò trượt ngang bò lật ngang - Từ điều kiện bất lợi ta tính toán thiết kế đường cong nằm b.Nội dung tính toán: - Các yếu tố đường cong thiết kế - Tính toán siêu cao - Tính toán phần mở rộng đường xe chạy vào đường cong - Tính toán đường cong chuyển tiếp - Tính toán bảo đảm tầm nhìn SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 134 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 2.Tính toán thiết kế đường cong nằm: 2.1 Tính toán thiết kế đường cong nằm R=300m Các yếu tố đường cong thiết kế: - Góc chuyển hướng: α = 62o56'29'' - Bán kính đường cong: R = 300 m - Chiều dài tiếp tuyến: T = 208.84 m - Phân cự: P =52.15 m - Chiều dài đường cong: K = 379.56m a Tính toán siêu cao: • Độ dốc siêu cao: Theo TCVN 4054-2005 với bán kính đường cong nằm 300m tốc độ thiết kế V = 60 Km/h độ dốc siêu cao thiết kế 2% • Tính toán chiều dài đoạn nối siêu cao: L nsc = (B + ∆ ) × i sc ip B = 8m : Bề rộng phần xe chạy, có tính lề gia cố B = Bn + Blg c = + 1× = isc= % : Độ dốc siêu cao ∆ : độ mở rộng mặt đường đường cong; ∆ = m ip= 0.5 % : Độ dốc phụ thêm để nâng siêu cao ứng với vận tốc 60 Km/h (8 + 0) × = 32 m 0.5 Theo TCVN 4054-2005, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đường cấp III đòa hình vùng núi, Vtk= 60 Km/h, R= 300m, isc = 2%, đường xe Lnsc = 50m => Chọn Lnsc = 50 m (1) ⇒ L nsc = • Bố trí siêu cao: Trong đoạn cong thiết kế đoạn nối siêu cao, ta thực chuyển từ trắc ngang hai mái sang trắc ngang mái (isc) Trình tự thực chung: • Nâng dần độ dốc ngang lề gia cố lên độ dốc ngang mặt đường Tuy nhiên tuyến đường thiết kế có ilề = in nên không thực bước SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 135 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ • Lấy tim phần xe chạy làm tâm, quay nửa phần mặt đường phía đạt mặt cắt ngang mái độ dốc ngang mặt đường • Lấy mép phần xe chạy phía (khi chưa mở rộng) làm tâm quay mặt cắt ngang đường có độ nghiêng độ dốc siêu cao thiết kế Xác đònh khoảng cách mặt cắt ngang đặc trưng: Khoảng cách từ MCN đến MCN có độ dốc ngang nửa phần xe chạy không (quay quanh mặt đường góc 2%): L= L × 50 × = = 25 m 2isc 2×2 Khoảng cách từ MCN i=0% MCN mái i = 2% (quay góc 2%) L= L × 50 × = = 25m 2×2 Cao độ thiết kế mặt cắt ngang đặc trưng: Các cao độ thiết kế mép lề đường, mép phần xe chạy tim đường mặt cắt ngang đặc trưng xác đònh dựa vào mặt cắt dọc thiết kế độ dốc ngang phận mặt cắt ngang đặc trưng Đối với mặt cắt trung gian (thường rải với cự ly 10m), cao độ xác đònh cách nội suy b Tính toán phần mở rộng xe chạy đường cong: Tính toán với xe tải: Độ mở rộng mặt đường cho xe: l2 0.05 × V eW = + 2× R R Trong : l = m: Khoảng cách từ trục sau xe tới đầu mũi xe (bảng TCVN40542005) Bán kính đường cong nằm R = 300m 82 0.05 × 60 + = 0.28 m ew = × 300 300 SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 136 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Độ mở rộng mặt đường xe: ∆ = × ew = × 0.28 = 0.56 m Vậy chọn ∆ = 0.56 m làm giá trò thiết kế đoạn mở rộng bố trí nửa phía bụng nửa phía lưng đường cong Theo TCVN 4054-2005 bảng 12: Với R = 300m không cần mở rộng bụng đường cong c Tính toán đường cong chuyển tiếp: • Các yếu tố đường cong tròn: - Góc chuyển hướng: α = 62o56'29'' - Bán kính đường cong: R = 300 m • Xác đònh chiều dài đường cong chuyển tiếp: Chọn đường cong chuyển tiếp có dạng đường cong Clotoit A R 300 > = = 33.33 m (1) Lct = R 9 Với : A : thông số clotoit R : bán kính đường cong Điều kiện tăng cường độ gia tốc li tâm cách từ từ: V3 V3 603 = = 30.64m (2) Lct= = 47 × [I ] × R 23.5 × R 23.5 × 300 Trong đó: V = Vtk = 60 km/h R = 300m  I  : độ tăng gia tốc ly tâm  I  = 0.5m/s3 Và điều kiện đảm bảo bố trí L n,sc : Lct ≥ Ln,sc = 50 m (TCVN 40542005)(3) Kết luận: Lct = max[(1),(2),(3)] = 50 m Chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp: L = 50 m SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 137 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ  Kiểm tra điều kiện cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide: 2ϕ0 ≤ α Trong đó: ϕ0 = 50 L = 0.083 (rad) = 40 46'28.73'' = 2R × 300 α = 62o56'29'' (góc chuyển hướng) o Ta có: 2ϕ0 = 32'57.47'' < α điều kiện cấu tạo thỏa mãn Độ dài đường cong sau dòch chuyển : K0 = R × • π π × (α − × ϕ0 ) = 300 × × (62 o56'29'− o32'57.47'') = 279.56m 180 180 Xác đònh thông số Clothoide: C = R × Lct = 300 × 50 = 15000 x0 = S − y= S5 S9 505 509 + = 50 − + = 49.965m 40× C2 3456× C 40 ×15000 3456×150004 S3 S7 S11 503 507 5011 − + = − + = 1.388m 6× C 336× C3 42240× C5 6×15000 336×150003 42240×150005 SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG • GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Xác đònh thông số độ dòch chuyển p t: p = Y0 - R (l - Cosϕ0) = 1.388 - 300 × (1-cos( 4o 46'28.73'' )) = 0.347m t = X0 - Rsin ϕ0 = 49.965 - 300 × sin( 4o 46'28.73'' ) = 24.994 m Vì: p = 0.347 < lựa chọn lại R 300 = = nên đường cong chuyển tiếp không cần phải 100 100 • Tính lại bán kính đường cong R1 tính xác yếu tố đường cong tròn theo R1: R1 = R+p = 300 + 0.347= 300.347 m α 62056 ' 29 '' ) = 183.842 m T = R1 × tan( ) = 300.347 × tan( 2 K= π × R1 × α π × 300.347 × 62056 '29 '' = = 329.942 m 1800 1800 • Xác đònh điểm bắt đầu điểm kết thúc đường cong chuyển tiếp 1: Phần lại đường cong tròn bản: K0 = R × ( α – × ϕ )=300 × ( π× 62056 ' 29 '' π× 40 46'28.73'' × –2 ) = 1800 180 279.56 m SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 139 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Chiều dài đường cong: K = K0 + × Lct = 279.56 + × 50 =379.56 m • Xác đònh tọa độ điểm trung gian: Tọa độ điểm trung gian có chiều dải S i xác đònh tương tự xác đònh tọa độ điểm cuối đường cong chuyển tiếp Khoảng cách điểm trung gian 10m C = R × Lct S5 S9 x =S − + 40× C2 3456× C y= S3 S7 S11 − + 6× C 336× C3 42240× C5 STT ND TD Bảng cắm tọa độ đường cong chuyển tiếp S R Lct C x 300 50 15000 0.000 10 300 50 15000 10.000 20 300 50 15000 20.000 30 300 50 15000 29.997 40 300 50 15000 39.989 50 300 50 15000 49.965 y 0.000 0.011 0.089 0.300 0.711 1.388 • Xác đònh điểm trung gian đường tròn K o: Để chi tiết, đường cong tròn K o , 10 m ta cắm cọc rải từ phía T đ Tc điểm đường cong (do tính đối xứng đường cong) Tọa độ cọc xác đònh sau: Xác đònh góc chắn cung: 180 × S 180 × 10 o α = = = 54'35.49'' π× R π × 300 , ⇒ α’i = i × α’ Tọa độ điểm thứ i theo hệ trục tọa độ X ND Y : xi = Rsin βi + t yi = R1 – Rcos βi Với βi = ϕ0 + i × α ' ϕ0 = 40 46 ' 28.73'' , t = 24.994 m, p = 0.347 m SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 140 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG STT 10 11 12 13 14 Tên cọc TD I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15 I16 I17 GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Bảng cắm tọa độ đường cong tròn Khoảng αi Bán kính βi cách cọc R(m) R1(m) S(m) 300 300.347 0 4.775 300 300.347 10 1.910 6.685 300 300.347 20 3.820 8.594 300 300.347 30 5.730 10.504 300 300.347 40 7.639 12.414 300 300.347 50 9.549 14.324 300 300.347 60 11.459 16.234 300 300.347 70 13.369 18.144 300 300.347 80 15.279 20.054 300 300.347 90 17.189 21.963 300 300.347 100 19.099 23.873 300 300.347 110 21.008 25.783 300 300.347 120 22.918 27.693 300 300.347 130 24.828 29.603 300 300.347 139.78 26.696 31.471 Tọa độ x(m) 49.965 59.915 69.825 79.686 89.487 99.215 108.861 118.414 127.863 137.198 146.408 155.484 164.414 173.189 181.613 y(m) 1.388 2.386 3.716 5.375 7.361 9.673 12.308 15.263 18.535 22.120 26.014 30.213 34.712 39.506 44.475 d Bảo đảm tầm nhìn đường cong nằm: Khi xe chạy vào đường cong, tầm nhìn người lái xe bò hạn chế vật cản gần đường cong như: mái ta luy đường đào, cối xung quanh… Khi vào đường cong tài xế thường có xu hướng cho xe chạy vào mặt đường tạo cảm giác an toàn nhằm không bò trượt đường cong, tính toán tầm nhìn xe chạy vào đường cong phải tính cho trường hợp nhìn thấy xe chạy ngược chiều đường có dải phân cách nên xe chạy ngược chiều Trong phần tính toán tiêu kỹ thuật chủ yếu tuyến đường, ta xác đònh tầm nhìn xe chạy: S = S2 =150m Xác đònh bán kính q đạo mắt người lái xe dựa theo qui đònh tính từ mắt người lái xe có vò trí cách mép phần xe chạy bên tay phải 1.5m, không mở rộng mặt đường: B  6  R1 = R −  − 1.5 ÷ = 300 −  − 1.5 ÷ = 298.5 m 2  2  Vì K0 = 279 56 m > S = 150 m nên phạm vi tầm nhìn tính từ mắt người lái xe xác đònh theo công thức sau: SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 141 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ α   Z = R × 1 - cos ÷ 2  α góc tâm chắn cung S: α1 = S × 180 180 = 150 × = 280 47'30.66'' π × R1 π × 298.5 ⇒ Z = R1 × (1 − cos α1 280 47'30.66'' ) = 298.5 × (1 − cos ) = 9.37 m 2 Zo : Khoảng cách từ mắt người lái đến chướng ngại vật Z : Khoảng cách cần phá bỏ chướng ngại vật Z < Zo: Tầm nhìn đảm bảo Z > Zo: Tầm nhìn không đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại vật Nhận xét: Ta nhận thấy khoảng cách từ mắt người lái đến mép lề gia cố là: Z0min= 1.5+Blềgiaco =1.5+1= 2.5 (m) < Z =9.37m Vậy tầm nhìn không bảo đảm, cần bố trí độ mở rộng 2.2 Tính toán thiết kế đường cong nằm R=400 Các yếu tố đường cong thiết kế: - Góc chuyển hướng: α = 27 o 41'48'' - Bán kính đường cong: R = 400 m - Chiều dài tiếp tuyến: T = 123.67 m - Phân cự: P =12.24 m - Chiều dài đường cong: K = 243.36m II.2.2.1 Tính toán siêu cao: • Độ dốc siêu cao: Theo TCVN 4054-2005 với bán kính đường cong nằm 400m tốc độ thiết kế V = 60 Km/h độ dốc siêu cao thiết kế 2% • Tính toán chiều dài đoạn nối siêu cao: L nsc = (B + ∆ ) × i sc ip B = 8m : Bề rộng phần xe chạy, có tính lề gia cố B = Bn + Blg c = + 1× = isc= % : Độ dốc siêu cao ∆ : độ mở rộng mặt đường đường cong; ∆ = m SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 142 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Xét trường hợp bất lợi với chiều dài rãnh 235.38 m F1 = L × BN =235.38 × 9/2 = 1059.21 m2 α =0.97: hệ số dòng chảy tra bảng 9-7 sách thiết kế đường ôtô tập δ =1: hệ số triết giảm bờ ao, đầm lầy bảng 9-5 sách TKĐ ôtô tập ϕ = 0.91: hệ số xác đònh theobảng 9-11 sách thiết kế đường ôtô tập ap = ψ × Hp tc tc = 18.6 bsd0.4 0.4 f ( lsd0.4 ) ( 100 msd ) bs : chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực bs = 1000F 1000×1.06×10−3 = 5m = 0.9(L + ∑ l) 0.9×0.23538 msd = 0.5 hệ số nhám sườn dốc, sườn dốc phẳng (bê tông nhựa đường) isd =2% 18.6  f ( lsd ) 0.4  = 15.4 tra bảng trang 181 sách thiết kế đường ôtô tập   0.4   ÷ = 6.13 phút  100 × 0.5  t c = 15.4 ×  ψ : Tọa độ đường cong mưa, phụ lục 12b sách thiết kế đường ôtô tập ψ = 0.23 Hp =122(mm): lượng mưa lớn có tần suất P %=4%, phụ lục 15 sách thiết kế đường ôtô tập ap = 0.23×122 6.13 = 4.58 (mm/phút) Qp1= 16.67 × 4.58 × 0.00105921 × × 0.91 × 0.97=0.0714m3/s (1) Lưu lượng nước chảy qua rãnh phần taluy đào: Xét trường hợp bất lợi với chiều dài rãnh 235.38 m F2 = L × h = 235.38 × 3= 706.14 m2 (chọn chiều cao ta luy đào m) SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 164 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ α =0.97: hệ số dòng chảy tra bảng 9-7 sách thiết kế đường ôtô tập δ =1: hệ số triết giảm bờ ao, đầm lầy bảng 9-5 sách TKĐ ôtô tập ϕ = 0.91: hệ số xác đònh theobảng 9-11 sách thiết kế đường ôtô tập ap = ψ × Hp tc 18.6 bsd0.4 tc = 0.4 f ( lsd0.4 ) ( 100 msd ) bs : chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực bs = 1000F 1000×0.00070614 = 1.67 m = 1.8(L + ∑ l) 1.8×0.23538 msd = 0.2 hệ số nhám sườn dốc, thông số tập trung dòng sườn dốc với mặt đất thu dọn sạch, gốc ,không bò cày xới ,vùng dân cư nhà cửa không 20% mặt đá xếp isd =59.75% 18.6  f ( lsd ) 0.4  = 12.01083 tra bảng trang 181 sách thiết kế đường ôtô tập   0.4  1.67  t c = 12.01083 ×  ÷ = 4.45 phút  100 × 0.2  ψ : Tọa độ đường cong mưa, phụ lục 12b sách thiết kế đường ôtô tập ψ = 0.23 Hp =122(mm): lượng mưa lớn có tần suất P %=4%, phụ lục 15 sách thiết kế đường ôtô tập ap = 0.23×122 =6.306 (mm/phút) 4.45 Qp2= 16.67 × 6.306 × 0.00070614 × × 0.91 × 0.97=0.0655 m3/s (2) Từ (1) (2) suy lưu lượng nước chảy qua rãnh là: Qp = Qp1 + Qp2 = 0.0714+0.0655= 0.137 m3/s SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Xác đònh dặc trưng thủy lực rãnh: Chọn rãnh hình thang có: + Mái dốc bên rãnh: m1 = m2 = 1.0 b = 0.4 m + Chiều cao rãnh: h = 0.5 m 0,25 + Bề rộng rãnh: 1:1 1:1 hr b Khả thoát nước rãnh: Qr = ω Vr (m3/s) = × R 0.5+ y × ir n Tốc độ nước chảy rãnh: Vr Độ dốc rãnh: ir = id = 1.96% = 0.0196 ω Bán kính thủy lực rãnh: R = χ (m) Ta có: m = (m/s) m1 + m 1+1 = =1 2 Chiều sâu nước chảy rãnh: h = h − 0.25 = 0.5 − 0.25 = 0.25m Hệ số nhám: n = 0.02: hệ số nhám lòng rãnh lát đá hộc Tiết diện nước chảy rãnh: ω = (b+m × ho) × h0 = (0.4 + × 0.25) × 0.25 = 0.1625m2 Chu vi ướt rãnh: χ = b + + m × h0 = 0.4 + + 12 × 0.25 = 1.107 m Bán kính thủy lực rãnh: R= ω 0.1625 = = 0.1468 m χ 1.107 Hệ số công thức seezi: SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 166 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 0.1 ≤ R ≤ ⇒ y = 1.5 × n  1 ≤ R ≤ ⇒ y = 1.3 × n ⇒ y = 1.5 × 0.02 = 0.212 Vận tốc nước chảy rãnh: Vr = 1 × R 0.5+ y × ir = × 0.14680.5+ 0.212 0.0196 = 1.786 n 0.02 (m/s) Khả thoát nước rãnh: Qr = ω Vr = 0.1625x1.786 =0.29 (m3/s) => Qr > Qp = 0.137 (m3/s) Vậy rãnh đảm bảo khả thoát nước II Thiết kế cống Cống đơn đường kính d = 1.75m, lý trình Km 5+541.87, Q = 4.82 m 3/s  Xác đònh chiều sâu phân giới hk: Chiều sâu phân giới hk phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế Qtk Tính tỷ số: Q 2tk 4.822 = = 0.1143 g.d 9.81×1.755 Tra bảng 10-3 trang 209 “Thiết kế đường ô tô tập III” ta h k/d = 0.5898 Vậy chiều sâu phân giới hk: hk = 0.5898× 1.75 = 1.032 m  Chiều sâu mực nước chảy cống chỗ thắt hẹp dòng chảy: hc = 0.9× hk = 0.9 × 1.032 = 0.9288m  Chiều sâu nước dâng trước cống: H ≈ 2hc = × 0.9288 = 1.86m  Kiểm tra điều kiện cống chảy không áp: Như kiến nghò thiết kế ban đầu h cv = d = 1.75 m Miệng cống loại thường nên thay vào điều kiện chảy không áp: H = 1.86 m ≤ 1.2 hcv = 1.2 × 1.75 = 2.1 m Vậy cống thỏa mãn điều kiện chảy không áp  Tính khả thoát nước cống: Qc = ψc × ωc × 2g × (H - h c ) Trong đó: SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 167 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ ψc: Hệ số vận tốc cống chảy không áp Với cống tròn lấy 0.85 h c 0.9288 = = 0.531 tra đồ thò hình 10-2 trang 203 “Thiết kế d 1.75 đường ô tô tập 3” ta ωc/d2 = 0.51hay ωc = 0.51 ×1.752 = 1.562 m2 Với tỷ số: Thay giá trò vào công thức ta Qc = 0.85 ×1.562 × × 9.81× (1.86 − 0.9288) = 5.675 m3/s Ta nhận thấy : Qc = 5.675 m3/s > Qtk = 4.82 m3/s, cống đảm bảo thoát nước tốt * Xác đònh độ dốc phân giới ik B h=0.9288 A α hk − R 1.032 − 0.875 = = = 0.1794 R 0.875 ⇒ α = 1590 = 2.775 (rad) Chu vi ướt mặt cắt phân giới χ k : χ k = 2π R − α × R = × π × 0.875 − 2.775 × 0.875 = 3.07 m Diện tích ướt mặt cắt phân giới ωk : 1 ωk = S = π R 2 ωk = × π × 0.8752 = 1.203 m 2 Bán kính thủy lực Rk: ω 1.203 Rk = k = = 0.392 χk 3.07 Ta có cos Hệ số cezy Ck : 1 C k = × R 0.16 = × 0.3920.16 = 57.38 k n 0.015 SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 168 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ n: hệ số nhám lòng cống lấy n = 0.015 y : số mũ thủy lực phụ thuộc vào n R lấy : 0.1 ≤ R ≤ ⇒ y = 1.5 × n  1 ≤ R ≤ ⇒ y = 1.3 × n ⇒ y = 1.5 × 0.015 = 0.184 Q2 ⇒ ik = 2 ω×C ×R k k × R Đặt K k = ω×C k k k : Hệ số đặc trưng lưu lượng k K k = ω×C × R k k k =1.203 ×57.38 × 0.392 =43.22  Q   4.82  ⇒ ik =  ÷ = ÷ = 0.00124  K k   43.22  Vì độ dốc cống lớn độ dốc phân giới nên chiều sâu nước chảy cống gần cửa ho < hk vận tốc V0 tăng Sử dụng bảng tra thủy lực lập sẵn ta xác đònh vận tốc V dựa vào đại lượng tính toán sau: K0 = Q i = 4.82 0.02 = 34.08 ;K d = 24 × d = 106.74 2 wd = 30.5 × d = 30.5 × 1.75 = 44.292 K0 w = 0.319 ⇒ =0.878 ⇒ w = 0.878×44.292= 38.889 (tra bảng 10.3 trang Kd wd 209 sách TKĐ ô tô T3) V0 = w0 × i - Vận tốc dòng chảy cống: V0 = w × i c = 38.889× 0.02=5.5 m/s Vận tốc tính xói cho cống vận tốc hạ lưu cống, vận tốc thường lớn so với vận tốc dòng chảy cống tính 1.5 V0 Vhaluu =1.5 × V0 =1.5×5.5= 8.25m/s Lưu tốc lớn phải gia cố chống xói Tính toán xói gia cố sau cống: - Trong trường hợp chảy tự do, dòng nước khỏi cống chảy với vận tốc cao sau công trình Do phải thiết kế hạ lưu công trình theo tốc độ nước chảy V = 1.5 × Vo = 1.5 × 5.5 = 8.25m/s SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 169 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ - Chiều dài gia cố Lgc sau cống nên lấy lần độ cống Với cầu nhỏ chiều dài tính từ mép hạ lưu kết cấu nhòp Lgc = × h =3 × 1.75 = 5.25m - Chiều sâu tường chống xói xác đònh theo công thức ht ≥ hxói + 0.5 hxói : Chiều sâu xói tính toán tính theo công thức b 1.75 = 1.276 m = × 1.86 × b + 2.5 × L gc 1.75 + 2.5 × 5.25 h xoi = × H × ⇒ chiều sâu tường chống xói: ht ≥ hx + 0.5 = 1.276 + 0.5 = 1.8m Trong : b = 1.75 m : Khẩu độ công trình H = 1.86 m : Chiều cao mực nước dâng Xác đònh cao độ mặt đường đỉnh cống Chiều cao đất đắp đường tối thiểu trắc ngang cống xác đònh theo điều kiện đảm bảo nước dềnh không tràn qua đường Hn = H + 0.5 = 1.86 + 0.5 = 2.36 m Cao độ mặt đường đỉnh cống xác đònh theo điều kiện chòu lực cống bố trí kết cấu áo đường, đồng thời đảm bảo chiều cao đắp trên: Hm = max d + δ + 0.5 ; d + δ + Had  (m) Trong đó: d = 1.75 m: Đường kính cống δ = 0.175 m: Chiều dày cống Had = 0.74 m: Chiều dày kết cấu áo đường (m) Hm = max 1.75 + 0.175+ 0.5=2.425 ; 1.75 + 0.175 + 0.74 = 2.665 =2.665 Tính chiều dài cống tổng hợp cống Chiều dài cống phụ thuộc vào chiều cao đất đắp đỉnh cống Với mái ta luy đắp 1: m = 1: 1.5 ta tính chiều dài cống theo công thức: Lc = Bn + 2m(Hnđ – d - 2δ) Trong đó: Bn = m (chiều rộng đường) Hnđ = 2.7 : chiều cao đắp đường vò trí đặt cống SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 170 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ d = 1.75 m (đường kính cống) δ = 0.175 m (chiều dày cống) m = 1.5 (độ dốc mái taluy) Lc = + 2x1.5x(2.7 – 1.75 – 2x0.175) = 10.8 m Để tiện cho thi công, ta lấy chiều dài cống L = 12m SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 171 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ CHƯƠNG V KHỐI LƯNG ĐÀO ĐẮP TKKT Bảng khối lượng đào đắp phần TKKT Đắp 9.48 C1 Đào 20 C2 10.93 13.99 17.66 20.56 20.22 17.07 13.53 11.17 10.03 10.06 9.07 9.65 11.34 13.29 20 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 316.4 19.11 382.2 20.39 407.8 18.65 373 15.3 306 12.35 247 10.6 212 10.05 201 9.57 191.4 9.36 187.2 10.5 210 12.32 246.4 14.27 285.4 0 20 C15 15.82 20 C14 0 20 C13 249.2 20 C12 0 20 C11 12.46 20 C10 0 20 C9 204.2 20 C8 0 20 C7 10.21 20 C6 Đào 20 C5 Đắp 20 C4 Đào 20 C3 Đắp Trang 172 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG C16 15.24 GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 20 C17 16.73 17.68 17.68 18.3 18.66 18.71 19.27 19.53 18.6 17.51 15.58 12.79 9.81 6.56 4.4 2.97 1.99 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 1.28 184.8 18.69 186.9 18.99 189.9 19.4 183.52 19.07 190.7 18.06 180.6 16.55 165.5 14.18 141.8 11.3 113 8.19 0.04 81.9 0.4 5.48 0.33 54.8 3.3 3.69 0.93 36.9 9.3 2.48 1.67 24.8 16.7 1.64 2.37 16.4 23.7 2.06 10 I14 18.48 1.27 10 I13 0.58 10 I12 189.61 0.08 10 I11 0 10 I10 17.99 10 I9 0 10 I8 1.06 10 I7 0 10 I6 17.68 10 I5 0 9.46 TD6 344 10 I4 0 10 I3 17.2 10 I2 0 10.54 I1 319.6 0.06 ND6 0 20 C18 15.98 2.67 Trang 173 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 10 I15 0.88 0.42 0.23 0.07 0.01 0 0 0 0 0.11 0.48 1.27 2.53 10 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 6.26 0.39 61.22 0.01 6.84 0.1 68.4 7.26 72.6 7.76 77.6 8.26 82.6 8.66 86.6 8.82 88.2 8.75 87.5 8.41 84.1 7.46 74.6 0.06 5.92 0.6 59.2 0.29 4.15 2.9 41.5 0.88 2.58 8.8 25.8 1.9 1.4 19 14 3.21 0.6 32.1 1.9 10 TC6 0.04 3.26 10 I30 52.91 5.05 10 I29 1.47 6.79 10 I28 5.41 8.13 10 I27 0.15 8.69 10 I26 46.4 8.8 10 I25 3.3 8.85 10 I24 4.64 8.47 10 I23 0.33 8.05 10 I22 38.1 7.47 10 I21 6.5 7.05 10 I20 3.81 6.62 10 I19 0.65 5.9 9.78 I18 29.6 4.91 9.78 P6 10.8 4.37 10 I17 2.96 3.25 10 I16 1.08 0.9 Trang 174 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG I31 3.9 GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 0.3 10 I32 5.15 6.26 6.82 6.41 7.31 8.34 7.42 8.28 11.6 17.05 23.02 28.56 32.48 34.26 34.24 33.16 28.85 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 22.14 137.2 7.82 156.4 7.88 157.6 7.85 157 9.94 198.8 14.32 286.4 20.04 400.8 25.79 515.8 30.52 610.4 33.37 667.4 34.25 77.06 33.7 598.18 31 620 25.5 510 0 20 C31 6.86 20 C30 0 17.75 C29 66.2 2.25 S39 0 20 C28 6.62 20 C27 0 20 C26 65.4 20 C25 0 20 C24 6.54 20 C23 0.3 20 C22 57.1 20 C21 0.03 20 C20 5.71 20 C19 1.7 10 NC6 45.3 10 I34 0.17 0.05 10 I33 4.53 Trang 175 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 20 C32 16.04 10.96 7.21 4.73 0.36 0 0.34 10.77 12.14 16.38 18.77 18.53 16.21 13.01 9.42 6.24 10 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 1.02 51 20.4 0.18 5.55 3.6 111 12.22 244.4 15.68 313.6 0.17 9.88 3.4 197.6 5.55 1.88 111 37.6 11.46 25.79 14.26 142.6 17.57 175.7 18.65 186.5 17.37 173.7 14.61 146.1 11.22 112.2 7.83 0.02 78.3 0.2 5.06 0.29 50.6 2.9 10 I6 2.55 10 I5 0 10 TD7 119.4 10 I4 0 10 I3 5.97 10 I2 0 10 I1 181.8 2.25 ND7 3.76 20 C41 9.09 16 20 C40 15.37 20 C39 270 9.07 20 C38 2.04 20 C37 13.5 20 C36 0 20 C35 381.8 20 C34 0 20 C33 19.09 0.04 Trang 176 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG I7 3.88 GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 0.54 10 I8 2.51 1.47 1.12 0.79 0.38 0.07 0 0 0 0 0 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 2.75 11.21 32.12 0.58 3.52 5.8 35.2 0.23 4.77 2.3 47.7 0.04 6.52 0.4 65.2 8.45 84.5 10.09 100.9 11.32 113.2 11.88 118.8 11.85 118.5 11.36 113.6 10.38 103.8 9.09 90.9 7.34 73.4 5.05 50.5 6.34 10 I22 0.96 8.35 10 I21 25.93 9.84 10 NC7 15.07 10.91 10 I20 2.22 11.81 10 I19 1.29 11.89 10 I18 18 11.86 10 I17 17.3 10.79 10 TC7 1.8 9.4 10 I16 1.73 7.5 10 I15 14 5.54 10 I14 22.5 10 I13 1.4 3.04 10 I12 2.25 2.47 11.68 I11 8.5 1.97 11.68 P7 31.9 1.63 10 I10 0.85 1.17 10 I9 3.19 3.76 Trang 177 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ 10 I23 0.05 1.76 3.87 SVTH:MAI VĂN QUYỀN 27.6 0.91 0.98 9.1 9.8 2.81 0.1 28.1 4.5 21.46 14606 3333.2 4.77 Km6+100 0.3 0.19 10 I25 2.76 1.77 10 I24 0.03 5.12 TỔNG Trang 178 [...]... 532 8.82 533 6.82 534 4.82 535 2.82 536 0.82 536 8.82 Cao độ (m) 44. 038 43. 918 43. 782 43. 662 43. 558 43. 470 43. 398 43. 342 43. 302 43. 278 43. 270 • Đường cong : R =4000, i1 = 0%, i2 = 3. 68%  0 + 3. 68  T = 0.5 × 4000 ×  ÷ = 73. 6 m 100   SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 156 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Cao độ và lý trình đỉnh P (vò trí đổi dốc): hP = 43. 27m; Km 5+619.62 Chênh cao của điểm tiếp... 0.008 0. 032 0.072 0.128 0.200 0.288 0 .39 2 0.512 0.648 0.800 0.968 1.152 1 .35 2 1.568 1.800 2.048 2 .31 2 2.592 2.708 5546.02 5554.02 5562.02 5570.02 5578.02 5586.02 5594.02 5602.02 5610.02 5618.02 5626.02 5 634 .02 5642.02 5650.02 5658.02 5666.02 5674.02 5682.02 5690.02 56 93. 22 Cao độ (m) 43. 270 43. 278 43. 302 43. 342 43. 398 43. 470 43. 558 43. 662 43. 782 43. 918 44.070 44. 238 44.422 44.622 44. 838 45.070 45 .31 8 45.582... 48. 839 49.0 23 49.191 49 .34 3 49.479 49.599 49.7 03 49.791 49.8 63 49.919 49.959 49.9 83 49.991 49.9 83 49.959 49.919 49.8 63 49.8 03 CHƯƠNG III THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG I Kết cấu áo đường cho phần xe chạy: Trong thiết kế sơ bộ ta đã kiểm tra và so sánh hai phương án kết cấu áo đường và chọn được phương án II Kết cấu này đã đạt yêu cầu về cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, cắt trượt trong nền đất, chòu... 12.010 83 tra bảng trang 181 sách thiết kế đường ôtô tập 3   0.4  1.67  t c = 12.010 83 ×  ÷ = 4.45 phút  100 × 0.2  ψ : Tọa độ đường cong mưa, phụ lục 12b sách thiết kế đường ôtô tập 3 ψ = 0. 23 Hp =122(mm): lượng mưa lớn nhất có tần suất P %=4%, phụ lục 15 sách thiết kế đường ôtô tập 3 ap = 0. 23 122 =6 .30 6 (mm/phút) 4.45 Qp2= 16.67 × 6 .30 6 × 0.00070614 × 1 × 0.91 × 0.97=0.0655 m3/s (2) Từ (1)... Cao độ Lý trình Cao độ Lý trình 43. 27 5 +32 9.62 43. 27 5 +36 8.82 Bảng xác đònh cao độ, lý trình các điểm trung gian Tên cọc i(0/00) TD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Đ=TC -19.6 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 x (m) y (m) Lý trình -78.4 -72 -64 -56 -48 -40 -32 -24 -16 -8 0 0.768 0.648 0.512 0 .39 2 0.288 0.200 0.128 0.072 0. 032 0.008 0.000 5290.42 5296.82 530 4.82 531 2.82 532 0.82 532 8.82 533 6.82 534 4.82 535 2.82 536 0.82... những đoạn đường đào, đắp thấp ( < 0.6m ) Rãnh dọc không chỉ thoát nước mưa trên đường mà còn phải thoát một lượng nước mưa trong khu vực do đòa hình có độ dốc ngang Do đó ta phải tính toán lưu lượng và thiết kế cho phù hợp Trên đoạn tuyến kỹ thuật thiết kế có một cống đôi Do đó trong phần thiết kế kỹ thuật ta chỉ tính toán công trình thoát nước mặt Cụ thể là tính toán thủy lực rãnh và cống đòa hình I Thiết. .. : bán kính đường cong Điều kiện về tăng cường độ gia tốc li tâm một cách từ từ: V3 V3 6 03 = = 22.98m (2) Lct= = 47 × [I 0 ] × R 23. 5 × R 23. 5 × 400 Trong đó: SVTH:MAI VĂN QUYỀN V = Vtk = 60 km/ h Trang 144 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ R = 400m  I 0  : độ tăng gia tốc ly tâm  I 0  = 0.5m/s3 Và điều kiện đảm bảo bố trí được Ln,sc : Lct = Ln,sc = 50 m (3) Kết luận: Lct... Trong đoạn cong thiết kế đoạn nối siêu cao, ta thực hiện chuyển từ trắc ngang hai mái sang trắc ngang một mái (isc) Trình tự thực hiện chung: • Nâng dần độ dốc ngang lề gia cố lên bằng độ dốc ngang mặt đường Tuy nhiên tuyến đường thiết kế có ilề = in nên không thực hiện bước này • Lấy tim phần xe chạy làm tâm, quay nửa phần mặt đường phía ngoài cho đến khi đạt được mặt cắt ngang một mái bằng độ dốc... 41'48''− 2 × 3o 43' 51.55'') = 1 43. 36m 0 180 180 Xác đònh thông số Clothoide: • C = R × Lct = 400 × 50 = 20000 S5 S9 505 509 X0 = S − + = 50 − + = 49.98m 40× C 2 34 56× C4 40 × 200002 34 56× 200004 Y0 = • S3 S7 S11 5 03 507 5011 − + = − + = 1.0414m 6× C 33 6× C3 42240× C5 6× 20000 33 6× 2000 03 42240× 200005 Xác đònh thông số độ dòch chuyển p và t: SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 145 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN... = = 1 93. 485 m 1800 1800 • Xác đònh điểm bắt đầu và điểm kết thúc của đường cong chuyển tiếp 1: SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.PHAN TÔ ANH VŨ Phần còn lại của đường cong tròn cơ bản: K0 = R × ( α – 2 × ϕ )=400 × ( π× 270 41' 48'' π× 30 34'51.55'' × –2 ) = 1800 180 0 1 43. 36m Chiều dài đường cong: K = K0 + 2 × Lct = 1 43. 36 + 2 × 50 =2 43. 36 m • Xác đònh tọa độ các