Bài tập lớn thiết kế đường ô tô

BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ GVHD : CHÂU MINH HIẾU SVTH : TRẦN VĂN NHÂN LỚP : KTCT 04+1 MSSV : 80401290 THÁNG 2- 2007 SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU CHƯƠNG TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG 1.Vị trí  Tuyến đường thiết kế từ A B thuộc địa phận Hàm Tân tỉnh Bình Thuận Đây tuyến đường có ý nghĩa quan trọng việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng nước nói chung Tuyến đuờng nối cáctrung tâm kinh tế , trị , văn hóa tỉnh Tuyến đường xây dựng phục vụ lại người dân , vận chuyển hàng hóa , du lịch mà có ý nghĩa nâng cao đời sống trình độ dân trí người dân  Tỉnh Bình Thuận nằm lân cận tỉnh Ninh Thuận , Phan Thiết , Đồng Nai, Bà Rịa- Vũng Tàu nên tỉnh có tiềm phát triển du lịch- dịch vụ , lâm- ngư nghiệp hóa chất Tỉnh phát triển trồng long , nho , xoài trồng loại công nghiệp điều ,tiêu Do việc xây dựng tuyến đường cần thiết để hổ trợ cho công tác khai thác tài nguyên , tiềm phát triển kinh tế tỉnh 2.Khí hậu :  Khí hậu phân biệt mùa rõ rệt : mùa mưa từ tháng đến tháng , nhiệt độ trung bình 260c ; mùa nắng từ tháng 10 đến tháng , nhiệt độ trung bình 29 0c Tổng lượng mưa trung bình năm 300 mm 3.Địa hình :  Tuyến đường xay dựng qua khu vực lân cận vùng đồi ; tuyến đường qua cao độ tương đối cao, ven sườn đồi gần suối có sối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, lưu vực xung quanh ao hồ, nên việc thiết kế công trình thoát nước nước tính vào mùa mưa 4.Địa chất :  Địa chất tuyến đường qua tốt, có cấu tạo không phức tạp , đất đồi núi cấp II , lớp lớp cát ,lớp lớp sét Do tuyến đường không cần xử lí đất , vật liệu chổ khai thác sỏi đá 5.Ýnghĩa :  Tuyến đường xây dựng phân bố dân cư rải theo dọc tuyến đường , tuyến đường A-B hoàn thành góp phần vào mạng lưới đường chung tỉnh đồng thời nâng cao đời sống vật chất tinh thần dân cư khu vực lân cận tuyến đường lên bước góp phần đưa điện vào vùng sâu để nhằm điện khí hóa nông thôn toàn tỉnh CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG *Số liệu thiết kế : - Tỷ lệ bình đồ : 1\ 2000 - Độ chênh cao ∆h = m - Mức tăng xe hang năm : p= 5% - Lưu lượng xe N0 = 375 xe/ng.đêm - Thành phần xe chạy :  Xe đạp : 11%  Xe máy : 9%  Xe : 8%  T-nhẹ : 18%  T-vừa : 12%  T-nặng : 38%  Moóc : 4% 2.1 Xác định cấp kỹ thuật cấp quản lý tuyến đường Theo tuyến đường thiết kế làm nên thời gian sử dụng tuyến đườngnày 20 năm SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Số xe quy đổi từ loại xe khác , thông qua mặt cắt ngang đường ô tô đơn vị thời gian , tính cho lưu lượng xe chạy năm thứ 20 tương lai -Lưu lượng xe chạy bình quân năm đầu khai thác N0 = 375(xe/ng.đêm) -Mức tăng xe hàng năm p = 5% -Thành phần xe chạy : Loại xe Xe đạp Xe máy Xe T-nhẹ T-vừa T-nặng Moóc Thành phần % M 21 Gaz – 51A ZiL – 130 MAZ-500 Lưu lượng (ở năm đầu khai thác) 41.25 33.75 30 67.5 11 18 12 38 45 142.5 15 Hệ số quy đổi Số xe quy đổi 0.2 0.3 8.25 10.125 30 135 2.5 90 365.25 45 ∑ = 674.625 -Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm năm thứ 20 : Nqđ20 = N0*(1+p)20-1 = 674.625*(1+0.05)20-1 = 1705 (xeqđ/ng.đêm) Theo TCVN4054-98 , ứng với lưu lượng xe thiết kế 1705(xeqđ/ng.đêm) , đường nằm địa hình đồi ta chọn : - Cấp kỹ thuật : 60 - Vận tốc thiết kế : VTK = 60(km/h) Chức tuyến đường nối trung tâm kinh tế , trị , văn hóa lớn ta chọn cấp quản lý III số xe yêu cầu : xe dải phân cách 2.2 Xác định tiêu kỹ thuật chủ yếu 2.2.1 Xác định độ dốc tối đa(imax) tuyến đường imax =min _ Theo đề cho ta thấy lượng xe tải nặng chiếm đa số nên ta chọn dộ dốc dọc lớn imax xe tải nặng , xác định theo điều kiện sức kéo sức bám ô tô _ Đặc trưng xe tải nặng MAZ –500 : Có hàng trục trước Gbị động = 4225 (kg) Có hàng trục sau Gchủ động = 10000(kg) Trọng lượng xe có hàng Gxe = 14225(kg) Chiều rộng B = 2.65(m) Chều cao lớn thân xe H = 2.43(m)  Hệ số lực cản không khí : K = 0.64÷0.74 (Ns2/m4) xe tải Chọn K = 0.7(Ns2/m4) = 0.07(kgs2/m4)  Diện tích cản không khí : F = 0.9*B*H = 0.9*2.65*2.43 5.8(m2) Chọn F = (m2) Vì xe chạy với vận tốc V = 60(km/h) nên f thay đổi , phụ thuộc vào loại mặt đường tình trạng mặt đường Mặt đường bê tông nhựa trạng thái bình thường có hệ số lực cản lăn f0 = 0.018÷0.022 chọn f = f0 = 0.022  Hệ số động lực học xe DV = 60 =0.088 i  Vận tốc xe chạy so với môi trường không khí : Khi xe chạy xuôi gió : V = Vxe – Vkk SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Với Vkk = 27(m/s) = 97.2(km/h) Hàm Tân V= 60 – 97.2 = -37.2(km/h)  Lực cản không khí : Pw = K*F* 0.07*6*  Sức bám đơn vị trọng lượng xe vận tính toán : = *m - = Với : hệ số bám dọc lốp xe Dbám = 0.2* - * - d d = 0.2 = 0.08 Vậy = = 2.2.2 Xác định tầm nhìn :  Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định : _ Đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật , sau thực hãm phanh dừng xe cách vạt cản đoạn an toàn (lat = 5m) St = + Trong : K : hệ số xét đến hiệu hãm phanh K = 1.3÷1.4 xe tải , xe buýt chọn K = 1.4 xe tải có thành phần lớn f : hệ số lực cản lăn độ dốc dọc i = nên f = Khoảng cách an toàn lat = (m) Khi tốc độ xe Vtt = 60 (km/h) , hệ số bám dọc khô phụ thuộc trạng thái bề mặt áo đường nhám = 0.7 St = + + = 50(m) Theo TCVN 4054-98 ta chọn : St = 75(m)  Tầm nhìn thấy xe ngược chiều (Sđ) : Tầm nhìn thấy xe ngược chiều xét cho đường xe không đủ rộng Sđ = + lat = +5 = 95(m) Theo TCVN 4054-98 ta chọn : Sđ =150(m) 2.2.3 Xác định R Rosc :  Bán kính đường cong nằn tối thiểu có siêu cao : Rmin = Cấu tạo mặt đường nghiêng phía tâm đường cong iscmax = 0.04 trường hợp có xe súc vật kéo Với vận tốc xe chạy Vtk = 60(km/h) Rmin = 149.2(m) Chọn Rmin = 150(m) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU TheoTCVN 4054-98 thiết kế đường ô tô ta chọn Rmin = 250 (m)  Bán kính đường cong nhỏ không siêu cao : _Trong điều kiện bình thường đặt đường cong không siêu cao ,không gây chi phí lớn _Khi µ = 0.08 in = 0.02 (theo TCVN 4054-98 , để thoát nước nhanh làm khô mặt đường bê tông nhựa in = 0.02 0.025) Rosc = = 218.05(m) Chọn Rosc = 218(m) Theo TCVN 4054-98, tiêu chuẩn đường thiết kế ô tô ta chọn Rosc = 501(m) 2.2.4 Xác định bán đường cong đứng  Đường cong đứng lồi : Bán kính đường cong lồi xác dịnh theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn mặt cắt dọc Đối với loại đường dải phân cách xe tính toán theo tầm nhìn thấy xe ngược chiều , ta có : Trong : hl = 1.2(m) : khoảng cách từ mặt đường dến mắt người lái Sđ = 150(m) : tầm nhìn thấy xe ngược chiều 2343.75(m) Chọn 2344(m) Theo TCVN 4054-98, tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô ta chọn  Đường cong đứng lõm : Đường cong đứng lõm xác định theo điều kiện : 1.Bảo đảm không bị gãy nhíp xe lực ly tâm gây không gây khó khăn cho hành khách: Trong : Vận tốc thiết kế V= 60(km/h) a = 0.5 (m/s2) : gia tốc ly tâm cho phép , chọn[a] = 0.5(m/s2) 553.8(m) Chọn =554(m) 2.Bảo đảm tầm nhìn vào ban đêm : Trong : hđ = 0.5(m) : độ cao đèn xe ô tô so với mặt đường α : góc chiếu sang đèn ô tô theo phương đứng thường α = St = 75(m) : tầm nhìn trước chướng ngại vật = 902(m) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Vậy = 902(m) Bán kính đường cong đứng lõm theo TCVN 4054-98 , thiết kế đường ôtô ta chọn =1000(m) 2.2.5 Xác định sốlàn xe ; bề rộng xe ; bề rộng mặt dường ; bề rộng đường  Số xe : Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-98 số xe yêu cầu cho đường ô tô ;cấp quản lý III  Bề rộng xe ; Thông thường chiều rộng xe cho cấp kỹ thuật 60 (Vtt = 60km/h) bề rộng B1làn=3.5(m) Chọn B1làn =3.5(m)  Bề rộng mặt đường : _Xác định bề rộng mặt đường phần xe chạy Bxe =2 3.5 = 7(m) _Xác định bề rộng lề đường Blđ = Bgia cố + ∆ = 2+0.5 =2.5(m) 2Blđ = 2.5 = 5(m)  Bề rộng đường : B = Bxe + 2Blđ = 7+5 =12(m) Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98 ta chọn B=12(m) BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT STT Tên tiêu kỹ thuật 10 Đơn vị Vận tố xe chạy thiết kế Độ dốc dọc lớn Bán kính đường cong tối thiểu  Không có siêu cao  Có siêu cao Tầm nhìn  Một chiều  Hai chiều Bán kính tổi thiểu đường cong lồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn Bán kính tổi thiểu đường cong lõm theo điều kiện :  Không gãy nhíp xe  Đảm bảo tầm nhìn đêm Km/h Số xe Bề rộng xe Bề rộng mặt đường Bề rộng đường m m m Theo tính toán 60 58 Theo TCTK 60 70 Chọn để TK 60 58 128 150 501 250 501 250 50 95 2344 75 150 2500 75 150 2500 554 902 1000 1000 3.5 12 3.5 12 m m m m 12 1Xá CCC CHƯƠNG THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH  Tỉ lệ tuyến đường bình đồ : 1/5000  Độ chênh cao đường đồng mức : ∆h = 2m  Thiết kế tuyến đường qua điểm A B SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU  Cao độ điểm A :72.85 sua  Cao độ điểm B :65 lai cao A B 3.1 Vạch phương án tuyến đồ địa hình :  Dựa vào tiêu hình học tuyến đường đuợc thiết kế điểm khống chế phải qua tránh để vạch tất phương án tuyến đường thiết kế Để nâng cao chất lượng khai thác tuyến đường thiết kế cố gắng sử dụng tiêu kỹ thuật thông thường dối với đường cấp 60 vùng đồi núi nhìn vào đồ , ta vạch tất phuơng án mà tuyến đường qua Khi thiết kế đường ôtô cần phải đảm bảo tính hợp lý kinh tế kỹ thuật nhiều nội dung thiết kế , có nội dung thiết kế bình đồ tuyến đường , nghĩa bình đồ tuyến đường phải đảm bảo tính kỹ thuật ( xe chạy an toàn vớ vận tốc thiết kế 60 km/h) tính kinh tế (chi phí xây dựng tuyến đường C chi phí có vận chuyển hàng hóa ; tu sửa chữa đường thời gian khai thác tuyến đường có tổng nhỏ ) , mà biết quy luật chung chịu chi phí xây dựng đắt tiền đề đạt đích chi phí vận doanh khai thác rẻ Để vạch phương án tuyến ta thực bước sau : 3.1.1 Quan sát kỹ đồ địa hình để nắm tình hình địa sau ước tính khả nối tuyến hai điểm :  Quan sát địa hình vào dòng sông chảy khu vực nhận hệ thống sông suối , theo đường đồng mức tìm thung lũng sông đường phân thủy Cũng từ đường đồng mức cao ( đỉnh núi cao ) theo đường đồng mức dẫn xuống để khảo sát tình hình địa hìn Khi quan sát yêu cầu phải nắm dòng nước (đường tụ thủy) , sườn núi độ dốc sườn , bình nguyên , đèo cao , khu vực địa chất nguy hiểm catstơ ,khe sói ký hiệu đồ  Tuyến đường phải kết hợp cách hài hòa với địa hình xung quanh Không cho phép vạch tuyến đường quanh co địa hình đồng hay vạch tuyến đường địa hình đồi núi nhấp nhô Cần quan tâm yêu cầu kiến trúc đường phục vụ du lịch , đường qua công viên , đường đến khu nghỉ mát , công trình văn hóa di tích lịch sử  Khi vạch tuyến , , cần tránh qua vị trí bất lợi thổ nhưỡng , thủy văn , địa chất(như đầm lầy , khe sói , đá lăn , catstơ …)  Khi đường qua vùng đồi nên dùng bán kính lớn , uốn theo vòng lượn địa hình tự nhiên , ý vòng lượn nhỏ tránh tuyến bị gãy khúc bình đồ mặt cắt dọc  Khi tuyến vào thung lũng sông , suối nên : _ Chọn bờ thuận với hướng chung tuyến , có sườn thoải , ổn định , khối lượng đào đắp đất đá _ Chọn tuyến cao mực nước lũ điều tra _ Chọn vị trí thuận lợi cắt qua nhánh sông suối  Khi tuyến vượt qua đèo vạch nhiều phương án chọn phương án thích hợp Khi gặp đèo thường chọn vị trí thấp dựa vào đồ đồng mức có tỉ lệ lớn đo khí áp kế 3.1.2 Sau biết tình hình địa , dự kiến phương pháp nối tuyến  Hai điểm hàng hóa đả cho hai bên đường phân thủy cao việc nối hai điểm phải qua đèo Trước hết ta phải lựa chọn đèo triển tuyến qua , thông thường đèo thấp đưởng phân thủy , có trường hợp phải xét địa hình khai triển đèo , nên vị đèo chưa phải yếu tố định Vì tìm vài vị trí vượt đèo va dự kiến nhiều phươngán nối tuyến  Những vị trí qua sông nhỏ hyòan tòan phụ thuộc vào huớng tuyến đường Lúc ta cần vạch theo tuyến đường cầu nhỏ cấu tạo theo tuyến đường  Khi địa sườn núi có đuờng đồng mức dạng chân chim phải đào đắp nhiều , nên thường theo thung lũng sông theo đuờng phân thủy Để tránh phải đào sâu đắp cao đoạn đường qua vùng khó khăn ta sử dụng buớc compa : Lcp = ∆h = 2(m) : Độ chênh cao hai đường đồng mức kề (m) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU : tỉ lệ đồ địa hình imax : độ dốc dọc lớn K = 0.8 – hệ số chiết giảm 100 : hệ số đổi đơn vị từ (m) (cm) 1000 : hệ số đổi đơn vị từ số thực  lcp = cm  Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép chiều dài tuyến đường đồng mức phải thỏa mãn :L >= lcp =0.86(cm)  Dựa bình đồ ta vạch phương án thích hợp 3.2 Xác định góc ngoặt – địng bán kính đường cong phương án tuyến   Góc ngoặt xác định đồ địa hình thước đo độ , ta đo = = Bán kính đường cong nằm phải thỏa mãn điều kiện : R >= Rmin = 250(m) , ta chọn R = 250 (m) 3.3 Xác định chiều dài đoạn thẳng – Đoạn cong vị trí cọc – Cự ly cọc ;trong thiết kế sơ cần xác định loại cọc sau : Cọc km Cọc TĐ , TC G đường cong Cọc thay đổi địa hình Cn …;cọc Cn hiểu đồ án vị trí tuyến đường cắt qua đường phân thủy , đường tụ thủy , đường đồng mức , chổ đổi dốc đường đen chổ độ dốc ngqng sườn thay đổi , số n lấy từ 3.3.1 Xác định lý trình cọc TĐ cọc TC đường cong : Sau xác định góc ngoặc định bán kính đường cong R = 250(m) xác định chiều dài tiếp tuyến T = = 250 Theo tỉ lệ đồ có : Tbđ = T = 91x x100 = 1.82( cm ) 5000 Dùng Tbđ để xác định vị trí TĐ , TC SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG d Tb d b T KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Trong : 100 : hệ số đổi từ m cm T : chiều dài tíếp tuyến  Chiều dài đoạn cong ,ta dùng thước dẻo uốn cong để đo  Chiều dài đoạn thẳng xác định theo tỉ lệ đồ địa hình : Mij = mijbđ Trong : mijbđ : chiều dài đoạn thẳng chêm đo đồ tính cm M :mẫu số tỉ lệ đồ 100 : hệ số đổi từ cm BẢNG LÝ TRÌNH CỦA CÁC ĐIỂM TĐ , TC VÀ G CỦA CÁC ĐƯỞNG CONG Chiều dài Chiều dài Chiều dài Lý trình điểm TC đoạn thẳng đoạn cong cộng dồn (m) TĐ G 20 20 180 200 Km0+20 Km0+110 Km0+200 57 257 180 437 Km0+257 Km0+347 Km0+437 54 491 3.3.2 Dựa vào bảng lý trình vị trí TĐ, TC , theo tỉ lệ đồ ta xác định vị trí cọc Km bình đồ tuyến : 3.3.3 Xác định cọc thay đổi địa hình Cn : Dựa vào vị trí tuyến đường đường đồng mức xác định vị trí` cọc Cn 3.3.4 Xác định cự ly cọc : Sau có vị trí cọc Km , TĐ , TC cọc Cn Chúng ta dùng thước để đo cự ly cọc đồ nhân với M (hệ số tỉ lệ đồ ) để có cự ly thực tế tính (m) Li = Trong : libđ : cự ly cọc đồ (mm) 1000 : hệ số đổi đơn vị (mm) => (m) Kết thể dạng bảng sau : SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Tên cọc A= km0 TĐ1 C1 C2 TG1 C3 C4 TC1 C5 TĐ2 C6 C7 TG2 C8 C9 TC2 C10 C11= B Cự ly cọc (m) 20 30 30 30 31 31 28 22 35 37 30 23 40 28 22 30 24 Khoảng cách cộng dồn(m) 20 50 80 110 141 172 200 222 257 294 324 347 387 415 437 467 491 Lý trình cọc Km0+0 Km0+20 Km0+50 Km0+80 Km0+110 Km0+141 Km0+172 Km0+200 Km0+222 Km0+257 Km0+394 Km0+324 Km0+347 Km0+387 Km0+415 Km0+437 Km0+467 Km0+491 Cao độ Độ dốc 72.85 72.86 73.00 72.91 72.77 72.18 71.78 71.18 70.75 69.43 68.00 67.33 66.9 66.6 66.00 65.47 65.00 65.00 0.0005 0.0048 -0.003 -0.0047 -0.0189 -0.013 -0.0215 -0.0194 -0.0378 -0.0386 -0.0222 -0.0188 -0.0075 -0.0214 -0.0239 -0.0158 CCDDEER4T54CEDERRRRYUUUWQCCQQQEEETRTYYLIPOPEERT ERERWRQW  Cao độ tính cách nội suy đường đồng mức khoảng cách đường đồng mức  Độ dốc tính cách lấy cao độ sau trừ cao độ trước chia khỏang cọc Điểm Đồng mức Đồng mức A 74 72 TĐ1 74 C1 KC CAO TRÌNH(m) KC(m) 13 5.5 72.85 0 72 14 72.86 20 0.000 74 72 14 73.00 30 0.004 C2 74 72 11 72.91 30 -0.00 TG1 74 72 13 72.77 30 -0.00 C3 74 72 11 72.18 31 -0.01 C4 72 70 71.78 31 -0.01 TC1 72 70 8.5 71.18 28 -0.02 C5 72 70 70.75 22 -0.01 TĐ2 70 68 69.43 35 -0.03 C6 68 0 68.00 37 -0.03 C7 68 66 67.33 30 -0.02 TG2 68 66 10 4.5 66.90 23 -0.01 C8 68 66 10 66.60 40 -0.00 C9 66 0 66.00 28 -0.02 TC2 66 64 9.5 65.47 22 -0.02 SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KC 2Đ KTCT04+1 - - 10 Độ d BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU C10 66 64 65.00 30 -0.01 C11 66 64 65.00 24 0.000 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC 4.1 Xác định cao độ mặt đất tim đường (đường đen) :  Dựa vào vị trí cọc (Km , TĐ , TC, G, C n ) đường đồng mức gần vị trí cọc để xác định cao độ cọc (lấy tròn đến m)  Có trường hợp sau : Cao độ điểm B (thuộc tuyến đường ) xác định theo tỉ lệ đoạn AB AC Kết thành lập bảng STT Tên cọc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A TĐ1 C1 C2 TG1 C3 C4 TC1 C5 TĐ2 C6 C7 TG2 C8 C9 TC2 C10 B Lý trình cọc (m) Km0+0 Km0+20 Km0+50 Km0+80 Km0+110 Km0+141 Km0+172 Km0+200 Km0+222 Km0+257 Km0+294 Km0+324 Km0+347 Km0+387 Km0+415 Km0+437 Km0+467 Km0+491 Cao độ mặt đất cọc 76.7 72.67 77.16 77.66 77.5 77.46 77.31 77 76 75 73.4 72 71.27 70.55 70 69.78 69.56 69.41 Ghi 5.2 Xác định cao độ đường thiết kế (đướng đỏ ) :  Vẽ đường đỏ công việc nhằm mục đích thể yêu cầu điều kiện vận chuyển biết , cách đào cao đắp thấp để giảm độ dốc mặt đất thấp độ dốc giới hạn , đồng thời đảm bảo tính êm thuận cho xe chạy , tính lâu bền công trình đường ,mặy đường điều kiện thủy văn , địa chất biết đồng thời đảm bảo phí tổn kinh tế tốn  Đường đỏ tập hợp tất điểm thiết kế , trắc ngang cao độ mép đường phía bụng đường cong Yêu cầu kỹ thuật vạch đường đỏ : _ Không vượt độ dốc dọc tối đa theo cấp hạng đường _Trong đường vòng phải giảm đô dốc dọc tối đa _Giữa hai đỉnh dốc phải đảm bảo bố trí hai đư6ờng cong đứng _Chiều dài đọan dốc không vượt chiều dài tối đa độ dốc _O73 chổ có cầu cống phải đảm bảo : • Đối với cống : + Cao độ thiết kế phại cao mức dâng nước công trình 0.5 m (đối với cống có áp bán áp ) + Cao độ thiết kế phải bảo đảm đủy 0.5m đất đỉnh cống (đối với cống không áp) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 11 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU CHƯƠNG TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG  Trên tuyến đường ,công trình thoát nước đóng vai trò quang trọng Công trình thoát nước tốt cường độ đường mặt đường đảm bảo tốt ; tránh tượng sụt lở , hư đường tạo chổ trũng ứ động nước , lụt lội lượng mưa nhiều thủy triều lên v.v  Vị trí công trình thoát nước chổ tuyến đường cắt qua đường tụ thủy Tất chổ lõm đường đen cần phải đặt công trình thoát nước : cầu cống , rãnh tháo Cống đặt đường tụ thủy gọi cống địa hình Trên đường có lọai cống khác đặt thiết kế đường đỏ với mục đích để thoát nước rãnh biên Cống gọi cống cấu tạo độ cống 5.1 Xác định đặc trưng thủy văn : 5.1.1 Diện tích lưu vực F :(Km2)  Dựa vào hình dạng đường đồng mức ta tìm đường phân thủy giới hạn lưu vực nước chảy vào công trình Chia lưu vực thành hình thang , hình tam giác để tính diện tích lưu vực đồ địa hình(được Fbđ), từ ta tìm diện tích lưu vực thực tế theo công thức sau : F = Fbđ Trong : • + Fbđ : diện tích lưu vực đồ (cm2) + Mbđ : hệ số tỉ lệ đồ (T.L 1/M ); M = 2000 +1010 : hệ số đổi từ cm2 Km2 Diện tích lưu vực đồ : + Diện tích tam giác : F∆ = Trong : a _ cạnh đáy tam giác(cm) h_chiều cao (cm) + Diện tích hình thang : F = STT Trong : a_đáy lớn (cm) b_đáy bé (cm) h_chiều cao (cm) Hình học a(cm) b(cm) Tam giác Hình 4.7 thang Hình 4.7 thang Hình 10.5 thang Hình 14.2 10.5 thang SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG h(cm) 1.4 Fbđ(cm2) 5.39 11.7 2.3 20.125 2.1 25.935 KTCT04+1 F(Km2) 0.086 - - 12 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU 10 11 12 13 14 Hình thang Hình thang Tam giác Tam giác Tam giác Tam giác Tam giác Tam giác 18 14.2 32.2 24.8 18 1.5 32.1 3.9 1.3 4.5 6.3 44 106 29.835 4.16 12.15 11.025 24.2 3.18 15.3 6.4 5.4 3.5 11 ∑ Fbđ = 215(cm2) 5.1.2 Chiều dài lòng L:(Km)  Chiều dài lòng đo từ chổ bắt đầu hình thành lòng chủ đến vị trí công trình Chiều = 17.5 10-5 dài lòng sông xác định sau : L = Lbđ 2000 = 0.35(Km) Trong : + Lbđ : chiều dài lòng sông (cm) + Mbđ : hệ số tỉ lệ đồ (T.L 1/M ); M = 2000 + 10-5 : hệ số đổi từ cm Km 5.1.3 Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực bs (m) :  Được tính theo công thức sau : bs = + F : Diện tích lưu vực (Km 2) + L : Chiều dài lòng sông (Km) + ∑l : Tổng chiều dài lòng sông nhánh (Km) Trong số , tính lòng sông nhánh có chiều dài lớn 0.75 chiều rộng bình quân B lưu vực B tính theo công thức sau :  Đối với lưu vực có sườn : Trong : (km) B=  Đối với lưu vực có sườn : B= (km) Với lưu vực sườn , lúc dùng công thức tính bs hệ số 1.8 phải thay 0.9 Ở dây ta thiết kế tuyến đường dòng sông nhánh nên ta có ∑l =0  bs = = 136.51 (m) 5.1.4 Độ dốc trung bình lòng Jl : ( )  Tính theo đường thẳng kẻ dọc sông cho phần diện tích thừa thiếu khống chế đường thẳng đường đáy sông thể qua công thức sau : Jl = SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 13 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Trong : đường + h1 , h2 …hn : Độ cao điểm gãy trắc dọc so với giao điểm + l1 , l2 …ln : Cự ly điểm gãy 5.1.5 Độ dốc trung bình sườn dốc Js (  : Độ dốc trung bình sườn dốc tính theo trị số trung bình điểm xác định độ dốc , theo hướng dốc lớn 5.2 Xác định lưu lượng tính toán Qp (m3/s) : 5.2.1 Công thức tính lưu lượng :  Xác định lưu lượng thiết kế theo “ Quy trình tính toán đặc trưng dòng chảy lũ 22TCN 220-95 ” Bộ Giao Thông Vận Tải QP% = AP% HP% (m3/s) Trong : + HP : Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế P = 4% cống ứng với vận tốc thiết kế 60(Km/h) => Vùng tuyến đường ta thiết kế thuộc Hàm Tân H4% = 205(mm) + : Hệ số dòng chảy lũ lấy bảng 2.1 phụ thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực có lượng mưa ngày thiết kế (HP) diện tích lưu vực (F) Đất cấp II ,diện tích lưu vực F = 0.086(Km2) < 0.1 (Km2) , lượng mưa ngày thiết kế HP = 205(mm) => = 0.97 + AP : - Modul đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P = 4% điều kiện Trị số AP biểu thị tỉ số so với =1 HP AP = - AP lấy bảng 2.3 tùy thuộc đặc trưng địa mạo thủy văn lòng sông , thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc s l (tra bảng 2.2) vùng mưa (ở thuộc vùng mưa XVII) + l : Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ ao hồ , rừng lưu vực , xác định theo bảng 2.7 Vì diện tích ao hồ ,đầm lầy không đáng kể nên ta lấy % diện tích 2% ;vị trí ao hồ thượng lưu => 5.2.2 l = 0.95 Trình tự xác định QP theo công thức sau ; a) Xác định thời gian tập trung sườn dốc s : Thời gian tập trung nước sườn dốc , xác định theo bảng 2.2tùy thuộc vào địa mạo thủy văn sườn dốc ( s ) vùng mưa (vùng XVII) Hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc s s xác định sau : = Trong : + bs = 136.51(m) : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 14 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU + ms : Thông số tập trung dòng chảy sườn dốc , phụ thuộc vào tình hình bề mặt sườn lưu vực , lấy theo bảng 2.5 Tình hình sườn dốc lưu vực : mặt đất thu dọn , gốc , không bị cày xới , vùng dân cư nhà cửa không 20% mặt đá xếp ; cỏ thưa => ms = 0.3 + Js : Độ dốc sườn dốc tính theo( Js = Đường đồng mức có cao độ 88 ; dòng sông có cao độ 56 => độ chênh cao 88 – 56 = 32(m) Khoảng cách từ đường đồng mức cao đến dòng sông 234mm =468(m) + :  Js =  2m s = 68.376( ) = = 2.158  Xác định thời gian tập trung nước sườn dốc vùng mưa XVII tra bảng 2.2 ; b) Tính hệ số địa mạo thủy văn lòng sông l l s s cách nội suy dựa theo s = 9.795 phút theo công thức : = Trong : + ml : Thông số tập trung nước sông , phụ thuộc vào tình hình sông suối lưu vực , lấy theo bảng 2.6 Xem sông vùng núi, lòng sông nhiều đá , mặt nước không phẳng , suối chảy không thường xuyên , quanh co , lòng suối tắc nghẽn => ml = + Jl : Độ dốc lòng sông theo ( ) Do tuyến đường thiết kế không qua dòng sông nên độ dốc dòng sông độ dốc theo sườn dốc Jl = Js= 68.376 ( ) + L = 0.35(Km) : Chiều dài lòng sông  l = = 6.0128 c) Xác định trị số AP% : AP% xác định cách tra bảng 2.3 tùy thuộc vào vùng mưa XVII , thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc s = 9.795và hệ số địa mạo thủy l = 6.0128 cách ngoại suy ; ta AP% =0.174 SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 15 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU  Lưu lượng thiết kế QP = 0.174 0.97 205 0.95 0.086 = 2.827(m3/s)  Dựa vào lưu lượng thiết kế QP = 2.3 (m3/s) ta dùng cống tròn BTCT với độ cống = 1m ; cống loại II có áp ổn định với chiều sâu mực nước dâng H = 1.58m vận tốc dòng nước v = 3.19 (m/s) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 16 [...]... , lấy theo bảng 2.6 Xem sông ở vùng núi, lòng sông nhiều đá , mặt nước không phẳng , suối chảy không thường xuyên , quanh co , lòng suối tắc nghẽn => ml = 7 + Jl : Độ dốc lòng sông chính theo ( ) Do tuyến đường thiết kế không đi qua dòng sông chính nên độ dốc dòng sông chính bằng độ dốc theo sườn dốc Jl = Js= 68.376 ( ) + L = 0.35(Km) : Chiều dài lòng sông chính  l = = 6.0128 c) Xác định trị số AP%... dòng sông là 234mm =468(m) + : như trên  Js =  2m s = 68.376( ) = = 2.158  Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc và vùng mưa XVII tra bảng 2.2 ; vậy b) Tính hệ số địa mạo thủy văn của lòng sông l l s s bằng cách nội suy dựa theo s = 9.795 phút theo công thức : = Trong đó : + ml : Thông số tập trung nước trong sông , phụ thuộc vào tình hình sông suối của lưu vực , lấy theo bảng 2.6 Xem sông... dài của các lòng sông nhánh (Km) Trong số này , chỉ tính những lòng sông nhánh có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực B được tính theo công thức sau :  Đối với lưu vực có 2 sườn : Trong đó : (km) B=  Đối với lưu vực có 1 sườn : B= (km) Với lưu vực 1 sườn , lúc dùng công thức tính bs hệ số 1.8 phải thay bằng 0.9 Ở dây ta thiết kế tuyến đường không có dòng sông nhánh nên ta... đến vị trí công trình Chiều = 17.5 10-5 dài lòng sông chính được xác định như sau : L = Lbđ 2000 = 0.35(Km) Trong đó : + Lbđ : chiều dài lòng sông chính (cm) + Mbđ : hệ số tỉ lệ bản đồ (T.L 1/M ); M = 2000 + 10-5 : hệ số đổi từ cm ra Km 5.1.3 Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs (m) :  Được tính theo công thức sau đây : bs = + F : Diện tích lưu vực (Km 2) + L : Chiều dài lòng sông chính... GVHD: CHÂU MINH HIẾU + ms : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc , phụ thuộc vào tình hình bề mặt của sườn lưu vực , lấy theo bảng 2.5 Tình hình sườn dốc lưu vực : mặt đất thu dọn sạch , không có gốc cây , không bị cày xới , vùng dân cư nhà cửa không quá 20% mặt đá xếp ; cỏ thưa => ms = 0.3 + Js : Độ dốc sườn dốc tính theo( Js = Đường đồng mức có cao độ 88 ; dòng sông có cao độ là 56 => độ chênh... thuật khi vạch đường đỏ là : _ Không vượt quá độ dốc dọc tối đa theo cấp hạng đường _Trong đường vòng phải giảm ô dốc dọc tối đa _Giữa hai đỉnh dốc phải đảm bảo bố trí được hai đư6ờng cong đứng _Chiều dài các đọan dốc không vượt quá chiều dài tối đa của các độ dốc _O73 tại chổ có cầu cống phải đảm bảo : • Đối với cống : + Cao độ thiết kế phại cao hơn mức dâng nước công trình là 0.5 m (đối với cống... cống có áp và bán áp ) + Cao độ thiết kế phải bảo đảm đủy 0.5m đất trên đỉnh cống (đối với cống không áp) SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 11 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG  Trên một tuyến đường ,công trình thoát nước đóng vai trò hết sức quang trọng Công trình thoát nước tốt thì cường độ của nền đường cũng như mặt đường được đảm bảo được tốt ; tránh... đường không có dòng sông nhánh nên ta có ∑l =0  bs = = 136.51 (m) 5.1.4 Độ dốc trung bình của lòng chính Jl : ( )  Tính theo đường thẳng kẻ dọc sông sao cho các phần diện tích thừa thiếu khống chế bởi đường thẳng và đường đáy sông bằng nhau thể hiện qua công thức sau : Jl = SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG KTCT04+1 - - 13 BTL : CTDD GVHD: CHÂU MINH HIẾU Trong đó : của 2 đường + h1 , h2 …hn : Độ cao của các... mạo thủy văn lòng sông , thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc s l của (tra bảng 2.2) và vùng mưa (ở đây thuộc vùng mưa XVII) + l : Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ , rừng cây trong lưu vực , xác định theo bảng 2.7 Vì diện tích ao hồ ,đầm lầy không đáng kể nên ta lấy % diện tích là 2% ;vị trí ao hồ ở thượng lưu => 5.2.2 l = 0.95 Trình tự xác định QP theo công thức như sau... 69.41 Ghi chú 5.2 Xác định cao độ đường thiết kế (đướng đỏ ) :  Vẽ đường đỏ là một công việc nhằm mục đích thể hiện những yêu cầu về điều kiện vận chuyển đã biết , bằng cách đào ở trên cao và đắp ở dưới thấp để giảm độ dốc mặt đất thấp hơn độ dốc giới hạn , đồng thời đảm bảo tính êm thuận cho xe chạy , tính lâu bền của công trình như nền đường ,mặy đường trong điều kiện thủy văn , địa chất đã biết đồng