ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐƯỜNG CẤP 3 ĐỒNG BẰNG, VTK=80KMH

Đường cấp 3 đồng bằng đồi 80 kmh , lưu lượng 510 xengđ hiện tại Thành phần xe : con : 2 trục : 3 trục : buýt = 10 : 40 : 23 : 27 Mặt cắt ngang phần xe chạy 7m; Lề gia cố 2m; Lề không gia cố 0.5m Kết cấu áo đường 2 pa : betong nhựa, betong xi măng M350 Cống điển hình : Cống đơn 2 m

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT (Đoạn từ Km 5+600 đến Km 6+705.91) CHƯƠNG I THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐOẠN TUYẾN (Từ Km 5+600 đến Km 6+705.91) I Thiết kế bình đồ tuyến: - Sau chọn phương án tuyến II 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, S, ND, TD, P, TC, NC ta cần phải thêm cọc C I cọc rải có khoảng cách cọc 20m - Trong phạm vi đồ án ta thiết kế bình đồ tuyến từ Km 5+600 đến Km 6+705.91 phương án tuyến chọn (phương án II) II Thiết kế đường cong nằm: 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 Tính toán thiết kế đường cong nằm: Các yếu tố đường cong thiết kế: - Góc chuyển hướng:   8o16'9''  8.27 - Bán kính đường cong: R = 1500 m o a Tính toán siêu cao:  Độ dốc siêu cao: Theo TCVN 4054-2005 với bán kính đường cong nằm 1500m tốc độ thiết kế V = 80 Km/h độ dốc siêu cao thiết kế 2%  Tính toán chiều dài đoạn nối siêu cao: L nsc  (Bmd  Blg c ) �isc  Blg c �i n ip B = 11m : Bề rộng phần xe chạy, có tính lề gia cố 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 80 Km/h (7 +4) �0.02  4�0.02 =28 m (1) 0.005 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, Vtk= 80 Km/h, R= 1500m, isc = 2%, Lnsc = 70m => Choïn Lnsc = 70 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 i lề = in nên không thực bước  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: H in h1 h2 isc in Ls c b L1 x in L2 ip in H isc in in b Theo hình tính chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc chiều dài đoạn đặc trưng sau: Do đường cong có bán kính 1500 nên isc= 2% in L sc  H maø H  b.i n  b.isc ; ip Tính độ dốc dọc phụ thêm : ip  b. isc  i n  2L sc  11(2  2)  0.13% 2�170 Khoảng cách từ MCN đến MCN có độ dốc ngang nửa phần xe chạy không (quay quanh mặt đường goùc 2%): L1  h1 b�i n 11�2    84.6 m ip 2i p 2�0.13 Khoảng cách từ MCN i=0% MCN mái i = 2% (quay goùc 2%) L  L sc  L  170  84.6  85.4m 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 buýt: 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 TCVN4054-2005) Bán kính đường cong naèm R = 1500m 82 0.05�80   0.125 m ew = 2�1500 1500 Vậy chọn  = 0.125 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 = 1500m không cần mở rộng bụng đường cong c Tính toán đường cong chuyển tiếp:  Các yếu tố đường cong tròn: - Góc chuyển hướng:   8o16'9''  8.27 o - Bán kính đường cong: R = 1500 m  Xác đònh chiều dài đường cong chuyển tiếp: Chọn đường cong chuyển tiếp có dạng đường cong Clotoit Lct = A R 1500    166.67 m (2) R 9 Với : A : thông số clotoit R : bán kính đường cong Và điều kiện tăng cường độ gia tốc li tâm cách từ từ: V3 V3 803 Lct= =   14.52m(3) 47�[I ]�R 23.5�R 23.5�1500 Trong đó: V = Vtk = 80 km/h R = 1500m � I0 � I0 � � �: độ tăng gia tốc ly tâm � � �= 0.5m/s Kết luận: Lct = max[(1),(2),(3)] = 166.67 m Chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp: L = 170 m  Kiểm tra điều kiện cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide: 20 � Trong đó: 0 = 170 L = = 0.057 Rad = 3.2660 2R 2�1500  = 8.270 (góc chuyển hướng) Ta có: 20  6.532 <  điều kiện cấu tạo thỏa mãn Độ dài đường cong sau dòch chuyển :   K  R � �(  2�0 )  1500� �(8.27 2�3.266)  46.49m 180 180  Xác đònh thông số Clothoide: Xác đònh tọa độ x0, y0 điểm TĐ C = R �Lct = 1500 �170 = 255000 L5 L9 1705 1709 X0 = L  +  170    169.95 40× C2 3456× C4 40 �2550002 3456 �2550004 Y0 = L3 L7 L11 1703 1707 17011  +     3.21 6×C 336× C3 42240× C5 �255000 336 �2550003 42240 �2550005 Xác đònh thông số độ dòch chuyển p t: P = Y0 - R (l - Cos0) = 3.21 - 1500 �(1-cos(3.266)) = 0.774m t = X0 - Rsin 0 = 169.95 - 1500 �sin(3.266) = 84.493 m R 1500   15 neân đường cong chuyển 100 100 tiếp không cần phải lựa chọn lại Vì: P = 0.774 <  Xác đònh điểm bắt đầu điểm kết thúc đường cong chuyển tiếp 1: Chiều dài đường cong: K = K + �Lct = 46.49 + �170 =386.49 m Kiểm tra lại lý trình điểm: ND =5649.85 m TD = ND + 170 = 5819.85 m P = 5649.85 + 170 + 46.49/2 = 5843.095m TC = 5649.85 + 170+ 46.49 = 5866.34 m NC = 5649.85 + 170+ 46.49 + 170 = 6036.34 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 ñieåm trung gian 20m C = R �Lct x =S  y= S5 S9 + 40× C2 3456× C S3 S7 S11  + 6× C 336× C3 42240× C5 Bảng cắm tọa độ phía trái đường cong chuyển tieáp STT S R Lct C x y ND 1500 170 255000 0.00 0.00 20.0 C1 20 1500 170 255000 0.005 40.0 C2 40 1500 170 255000 0.042 60.0 C3 60 1500 170 255000 0.141 C4 80 1500 170 255000 79.99 0.335 C5 100 1500 170 255000 99.99 0.654 119.9 C6 120 1500 170 255000 1.129 139 C7 140 1500 170 255000 1.793 98 159.9 C8 160 1500 170 255000 2.677 169 TD 170 1500 170 255000 3.21 95 Bảng cắm tọa độ phía phải đường cong chuyển tiếp STT S R Lct C x y NC 1500 170 255000 0.00 0.00 C19 6.49 1500 170 255000 6.49 0.00 26.4 26.4 C18 1500 170 255000 0.012 9 46.4 46.4 C17 1500 170 255000 0.066 9 66.4 66.4 C16 1500 170 255000 0.192 9 86.4 86.4 C15 1500 170 255000 0.423 9 106 106 C14 1500 170 255000 0.789 49 49 126 126 C13 1500 170 255000 1.323 49 48 146 146 C12 1500 170 255000 2.054 49 45 C11 166 1500 170 255000 166 3.016 STT S 49 R Lct C TC 170 1500 170 255000 x 44 169 95 y 3.21  Xác đònh điểm trung gian đường tròn Ko: Trong đường cong ta có cọc chi tiết Xác đònh góc chắn cung: ,  180�S  �R Tọa độ điểm thứ i: xi = Rsin i + t yi = P + R(1-cos i ) Với i  0  i � ' 0  3.2660 , t = 84.493 m, p = 0.774 m STT TD C9 P C10 TC Baûng cắm tọa độ đường cong tròn Tọa độ Bán Khoảng i i xNDy kính cách cọc R(m) L(m) x(m) y(m) 1500 170 3.266 169.95 3.21 1500 180 0.382 3.648 179.93 3.813 1500 193.25 0.888 4.154 193.15 4.715 1500 200 1.146 4.412 199.88 5.219 1500 216.49 1.776 5.042 216.32 6.578 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 Trong phần tính toán tiêu kỹ thuật chủ yếu tuyến đường, ta xác đònh tầm nhìn xe chạy: S = S2 = 200m 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 � � � 12 R1  R  �  1.5� 1500  �  1.5� 1495.5 m �2 � �2 � Vì K0 = 46.49 m < S = 200 m nên phạm vi tầm nhìn tính từ mắt người lái xe xác đònh theo công thức sau:  S K  � Z  R1 �(1 cos )  sin 2 � 8.27 � 200  46.49 8.27  1495.5�� 1 cos sin  9.43m � � 2 �   8.270 (góc chuyển hướng) Như để đảm bảo khoảng cách tính từ vò trí mắt người lái xe (cách mép mặt đường 1.5m cao so với mặt đường 1.0m) đến điểm tương ứng theo phương ngang mái taluy Z, cần bạt mái taluy đoạn đường đào phát quang cối, toàn vật cản đoạn đường đắp phạm vi Z CHƯƠNG II THIẾT KẾ TRẮC DỌC I Thiết kế đường đỏ: Trắc dọc biểu thò độ dốc dọc đường vò trí tương đối phần xe chạy mặt đất Việc vạch đường đỏ cần phối hợp chặt chẽ với thiết kế bình đồ, thiết kế mặt cắt ngang để đảm bảo khối lượng đào đắp nhỏ nhất, đường không bò gãy khúc, rõ ràng hài hòa mặt thò giác, chất lượng khai thác đường tốc độ xe chạy, lực thông xe, an toàn xe chạy cao, chi phí nhiên liệu giảm, thoát nước tốt �h1 =  0.152 � �D 33 Với �E => Ứng suất kéo uốn đơn vò � = 1800 = 7.95 � �E chm 226.41  ku  2.05 kb: Hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính toán bánh đơn hay bánh đôi Khi kiểm tra với cụm bánh đôi trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn kb=0.85 mòn: Ứùng suất kéo uốn lớn đáy lớp BTN hạt  ku   ku �p�kb =2.05 �0.6 �0.85=1.0455 (Mpa) b Kiểm tra theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa: Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế xe: Ne= 1479845( trục/ng đêm) Cường độ chòu kéo uốn tính toán vật liệu liền khối: R ku k �R ku tt = k1 � k1 : Hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bò mỏi tác dụng tải trọng trùng phục Đối với vật liệu bê tông nhựa: k1 = 11.11 11.11 = =0.488 0.22 Ne 14798450.22 k2:Hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết Đối với mặt đường bê tông nhựa chặt loại I: k2=1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp dưới: �� R ku tt = k1 k R ku =0.488 2=0.976 (Mpa) Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp trên: R ku k �R ku =0.488 �1 �2.8 =1.3664 (Mpa) tt = k1 � Kieåm tra lớp bê tông nhựa lớp dưới: R ku 0.976  ku  0.8925 � ttku   1.038: Thỏa mãn 0.94 K cd Kiểm tra lớp bê tông nhựa lớp trên: R ku 1.038  ku  1.0455 � ttku   1.104 Thỏa mãn K cd 0.94 =>Kết cấu chọn đảm bảo tiêu chuẩn chòu kéo uốn II Kết cấu áo đường cho phần lề gia cố: Thông thường lề đường có chức chủ yếu là: để xe cộ dừng đỗ lại lý đột xuất để tạo “hiệu ứng thành bên” để bảo vệ cạnh mép lớp kết cấu mặt đường phần xe chạy Ngoài ra, xem chỗ tránh xe đảm bảo giao thông tiến hành sửa chữa mặt đường phần xe chạy riêng nước ta lề đường dùng cho xe bánh xe thô sơ lại Trên thực tế nước ta nhiều nước khác, việc bánh xe tải thường xuyên xâm phạm lề đường nguyên nhân chủ yếu làm hư hỏng mặt lề đường Do nên chọn kết cấu lề gia cố kết cấu phần xe chạy bố trí bề dày lớp móng giảm Khi chọn kết cấu lề nên chọn kết cấu lớp mặt lề phần xe chạy liên tục để chúng không tồn khe tiếp xúc (chống nước xâm nhập hạn chế tượng cóc gặm) Cấu tạo lớp lề gia cố từ xuống sau: - Bê tông nhựa chặt loại I hạt mòn dày cm - Bê tông nhựa chặt loại I hạt vừa dày cm - Cấp phối đá dăm loại I dày 17 cm - Cấp phối đá dăm loại II dày 36 cm Các đặc trưng tính toán lớp kết cấu: Lớp vật liệu Bê tông nhựa chặt loại I hạt mòn Bê tông nhựa chặt loại I hạt trung H (c m) Ev (Mp a) Eku (Mp a) Etr (Mp a) Ru (Mp a) C (Mp a)  (ñ oä ) 420 1800 300 2.8 0 350 1600 250 0 Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II 17 300 300 300 0 36 250 250 250 0 Đã kiểm tra chi tiết phần thiết kế sơ CHƯƠNG IV THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC Để bảo vệ đường không bò ngập nước thoát nước mặt đường, ta phải làm hệ thống thoát nước cách làm rãnh dọc đoạn đường đào, đắp thấp ( < 0.6m ) Rãnh dọc không thoát nước mưa đường mà phải thoát lượng nước mưa khu vực đòa hình có độ dốc ngang Do ta phải tính toán lưu lượng thiết kế cho phù hợp Trên đoạn tuyến kỹ thuật thiết kế có cống Do phần thiết kế kỹ thuật ta tính toán công trình thoát nước mặt Cụ thể tính toán thủy lực rãnh cống đòa hình I Thiết kế rãnh biên: Yêu cầu thiết kế rãnh : Tiết diện độ dốc rãnh phải đảm bảo thoát nước với lưu lượng tính toán kích thước hợp lý, lòng rãnh gia cố vật liệu đắt tiền mà sử dụng vật liệu chổ - Độ dốc rãnh trường hợp phải chọn để tốc độ nước chảy rãnh không nhỏ tốc độ ban đầu làm hạt phù sa lắng đọng - Độ dốc lòng rãnh không thiết kế < 0.5% trường hợp đặc biệt 0.3% chiều dài rãnh không 50 m - Mép đỉnh rãnh dẫn nước phải cao mực nước chảy rãnh 0.25m - Kích thước ngang rãnh biên chọn theo cấu tạo, việc tính toán thoát nước rãnh chủ yếu tính chiều dài rãnh để đảm bảo thoát nước, rãnh biên bố trí dọc theo đường thường độ dốc đường, thực tế dựa vào lưu lượng thiết kế độ dốc rãnh để chọn kích thước chiều rộng chiều sâu rãnh Lưu lượng nùc chảy qua rãnh: QP = 16.67 �ap �F � � � , m3/s Trong F : diện tích lưu vực Km2, (diện tích bề mặt dồn nước tới rãnh ): F = F1 + F2 F1 : diện tích phần mặt đường tích nước F2 : diện tích phần mặt taluy đào Xét trường hợp bất lợi với chiều dài đoạn rãnh dài đoạn ( dài 407.46 m ) F1 = L �h = 407.46 �1.07 = 435.9 m2 ( choïn chiều cao ta luy đào 1.07 m) B F2 = L � N = 407.46 �12/2 = 2444.8 m2 +) Tính toán Q1 Q1  16.67a1F1(m3 / s) Trong : F – diện tích lưu vực vò trí F = 0.0004 km2, chiều dài lòng L = 0,001 km α – hệ số dòng chảy tra bảng 9.6 – Nguyễn Xuân Trục – Thiết kế đường ô tô tập α = 0.9  - hệ số chiết giảm bờ ao, đầm lầy lấy  - hệ số xác đònh theo bảng 9.11 - Nguyễn Xuân Trục – Thiết kế đường ô tô tập  = 0.9 ap - cường độ mưa tính toán tính mm/phút, xác đònh ứng với thời gian tập trung nước từ lưu vực rãnh tc xác đònh sau : 18.6bsd 0.4 tc  (công thức 9-23) f (lsd 0.4 )(100m sd )0.4 Trong : bsd – chiều dài sườn dốc xác đònh sau : F 0,0004 bsd    0, 222km  222m 1.8  �l  L  1,8(0  0,001) isd – độ dốc sườn dốc isd = 0.045 tra bảng ta có : 18.6  15, 22 0.4  f (isd ) msd – hệ số nhám sườn dốc lấy msd = 0.25 0,4 18.6bsd 0.4 � 222 � Vaäy ta coù : t c   15, 22 �  36, 46 phuùt 0.4 0.4 f (lsd )(100m sd ) 100 �0, 25 � � � H p 0, 469.145   1,865 Khi : a p  tc 36, 46 Vậy giá trò lưu lượng tính toán có : Q1  16.67a1F1  16,67 �1,865 �0,0004 �� 0,9 �0,9  0,01m / s +) Tính toán Q2 Q  16.67a 2F2(m3 / s) Trong : F – diện tích lưu vực vò trí F = 0.0024 km2, chiều dài lòng L = 0,006 km α – hệ số dòng chảy tra bảng 9.6 – Nguyễn Xuân Trục – Thiết kế đường ô tô tập α =  - hệ số chiết giảm bờ ao, đầm lầy lấy  - hệ số xác đònh theo bảng 9.11 - Nguyễn Xuân Trục – Thiết kế đường oâ toâ taäp vaäy  = 0.89 ap - cường độ mưa tính toán tính mm/phút, xác đònh ứng với thời gian tập trung nước từ lưu vực rãnh tc xác đònh sau : 18.6bsd 0.4 tc  (công thức 9-23) f (lsd 0.4 )(100m sd )0.4 Trong : bsd – chiều dài sườn dốc xác đònh sau : F 0,0024 bsd    0, 222km  222m 1.8  �l  L  1,8(0  0,006) isd – độ dốc sườn dốc isd = 0.02 tra bảng ta có : 18.6  15, 0.4  f (isd ) msd – hệ số nhám sườn dốc lấy msd = 0.5 0,4 18.6bsd 0.4 � 222 � Vậy ta có : t c   15, � �  27,96 phuùt f (lsd 0.4 )(100msd ) 0.4 100 � 0,5 � � H p 0, 409.145   2,121 Khi : a p  tc 27,96 Vậy giá trò lưu lượng tính toán có : Q  16.67a F2  16,67 �2,121 �0, 0024 �� 0,89 �1  0,075m / s Vaäy: Q p  Q1  Q2  0.01  0.075  0.085m3 / s 1: hr 1: 0,2 Xác đinh tiết diện rãnh đặc trưng thủy lực : b Ta chọn H = 0,6m, chiều sâu nước chảy rãnh h0 =0.35m Chiều rộng đáy rãnh b = 0.4m Hệ số mái dốc rãnh m = 1.5m Trong đoạn độ dốc dọc đường 1.85% ta bố trí độ dốc rãnh với độ dốc đường i r = 18.50/00 Chọn biện pháp gia cố lòng rãnh lát đá nên n = 0.02, hệ số Sêzi y=0.167 Tiết diện dòng chảy xác đònh sau :   (b  mh o )h o  (0.4  1,5 �0.35).0,35  0.324m Chu vi ướt rãnh:   b  m 'h o Trong : m '   m12   m 2   1,52  3.61   b  m 'h o  0,  3,61 �0,35  1.66m Từ ta có bán kính thủy lực :  0,324 R   0.195m  1,66 Vận tốc dòng chảy rãnh xác đònh sau : y R R.i r  0,1950,167 0,195.0.01  1,68m / s n 0.02 Khả thoát nước rãnh : Q  V  0,324.1,68  0,544m3 / s So sánh giá trò lưu lượng tính toán Qp khả thoát nước rãnh Q ta thấy Q > Qp Vậy rãnh thiết kế đủ khả thoát nước V II Thiết kế cống a Cống đường kính d = 2m, lý trình Km + 338.9, Q = 4.801 m3/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 4.8012 = = 0.073 g.d 9.81× 25 Tra bảng 10-3 trang 209 “Thiết kế đường ô tô tập ba” ta hk/d = 0.523 Vậy chiều sâu phân giới h k: hk = 0.523  = 1.046 m  Chiều sâu mực nước chảy cống chỗ thắt hẹp dòng chảy: hc = 0.9 hk = 0.9  1.046 = 0.94 m  Chiều sâu nước dâng trước cống: H  2hc =  0.94 = 1.88 m  Kiểm tra điều kiện cống chảy không áp: Như kiến nghò thiết kế ban đầu h cv = d = m Miệng cống loại thường nên thay vào điều kiện chảy không áp: H = 1.88 m � 1.2 hcv = 1.2  = 2.4 m Vậy cống thỏa mãn điều kiện chảy không áp  Tính khả thoát nước cống: Qc = ψc �ωc � 2g �(H - h c ) Trong đó: c: Hệ số vận tốc cống chảy không áp Với cống tròn lấy 0.85 h c 0.94   0.47 tra đồ thò hình 10-2 trang 203 d “Thiết kế đường ô tô tập 3” ta c/d2 = 0.385 hay c = 0.385  22 = 1.54 m2 Với tỷ số: Thay giá trò vào công thức ta Qc  0.85 �1.54 � �9.81�(1.88  0.94)  5.62 m3/s Ta nhận thấy : Qc = 5.62 m3/s > Qtk = 4.801 m3/s, cống đảm bảo thoát nước tốt * Xác đònh độ dốc phân giới ik B  2 o k R hk=1.3 hk -R A  hk  R 1.046     0.046 R �   87.360  1.52 (rad) Chu vi ướt mặt cắt phân giới  k : χ k = 2 R  α �R = 6.28 �1  1.52 �1 = 4.76 m Diện tích ướt mặt cắt phân giới k :  �R R �sin  k  S  S �AOB  S AOB   R   2 2 1.52 �1 �sin87.36 k  3.14 �12    1.88 m 2 Baùn kính thủy lực Rk: ω 1.88 Rk = k   0.395 χ k 4.76 Hệ số cezy Ck : 1 C k  �R 0.16  �0.3950.16  57.46 k n 0.015 Ta có cos n: hệ số nhám lòng cống lấy n = 0.015 y : số mũ thủy lực phụ thuộc vào n R lấy : � 0.1 �R �1 � y  1.5 � n � � �R �3 � y  1.3 � n � � y  1.3 � 0.015  0.16 � ik = Q2 2 ω×C ×R k k × R Đặt K k = ω×C k k k : Hệ số đặc trưng lưu k lượng K k = ω×C × R k k k 1.88 � 57.46 �0.395 67.89 �Q � �4.801 � � i k = � � � � 0.005 �K k � �67.89 � Vì độ dốc cống lớn độ dốc phân giới nên chiều sâu nước chảy cống gần cửa h o < 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  4.801 0.02  33.948 ;K d  24�d  152.39 wd  30.5�d3  30.5�23  48.42 K0 w = 0.223 � =0.786 � w = 0.786×48.42 = 38.06 Kd wd V0 =w0� i - Vận tốc dòng chảy cống: V0 = w � ic = 38.06× 0.02=5.382 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 =1.5×5.382 = 8.073 m/s Dùng phương pháp lát đá để gia cố  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 × 5.382 = 8.073 m/s - 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 �2 = m - Chiều sâu tường chống xói xác đònh theo công thức bt = hxói + 0.5 hxói : Chiều sâu xói tính toán tính theo công thức h xoi = × H × b = �1.88 �  1.29 m b + 2.5 �Lgc  2.5 �6 � chiều sâu tường chống xói: ht �hx + 0.5 = 1.29 + 0.5 = 1.79 m Trong : b = 2.0 m : Khẩu độ công trình H = 1.88 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 = 1.88 + 0.5 = 2.38 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 + 2 + 0.5 ; d + 2 + Had  (m) Trong ñoù: d = m:  = 0.1 m: Had = 0.65 m: Đường kính cống Chiều dày cống Chiều dày kết cấu áo đường Hm = max + 0.2 + 0.5=2.7 ; + 0.2 + 0.65 = 2.85 =2.85 (m)  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: L = Bn + m �Hd = 12 + 1.5 �3.68 =17.52 m Để tiện cho thi công, ta lấy chiều dài cống L = 18 m CHƯƠNG V KHỐI LƯNG ĐÀO ĐẮP TKKT Bảng khối lượng đào đắp phần TKKT Diện tích Tên cọc KC lẻ H56 20 I1 20 I2 9,85 ND8 20 C1 20 C2 20 C3 20 C4 20 C5 20 C6 20 C7 20 C8 10 TD8 DT trung bình Khối lượng Đà Đào Đắ Đà Đào Đắp Đào o Đắp Đào rãn p o rãn nền rã neàn neàn h neàn neàn h nh 48,68 1,2 50,56 1,2 1011,2 24 52,43 1,2 54,02 1,2 1080,4 24 55,62 1,2 55,24 1,2 544,11 11,82 54,86 1,2 53,18 1,2 1063,6 24 51,5 1,2 48,67 1,2 973,4 24 45,85 1,2 43,48 1,2 869,6 24 41,12 1,2 38,19 1,2 763,8 24 35,26 1,2 32,98 1,2 659,6 24 30,69 1,2 28,95 1,2 579 24 27,2 1,2 25,98 1,2 519,6 24 24,76 1,2 23,34 1,2 466,8 24 21,91 1,2 21,49 1,2 214,9 12 21,08 1,2 Diện tích Tên cọc C9 P8 C10 TC8 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 NC1 I3 I4 DT trung bình Khối lượng Đà Đào Đắ Đà Đào o Đắp Đào KC Đắp Đào rãn p o rãn lẻ nền h nền rã h nh 10 20,29 1,2 202,9 12 19,5 1,2 13,2 18,63 1,2 246,85 15,9 17,75 1,2 6,75 17,18 1,2 115,97 8,1 16,6 1,2 16,4 15,71 1,2 259,06 19,79 14,81 1,2 3,51 14,62 1,2 51,32 4,21 14,43 1,2 20 13,48 1,2 269,6 24 12,54 1,2 20 11,86 1,2 237,2 24 11,17 1,2 20 11,02 1,2 220,4 24 10,87 1,2 20 11,08 1,2 221,6 24 11,29 1,2 20 11,77 1,2 235,4 24 12,25 1,2 20 13 1,2 260 24 13,75 1,2 20 14,34 1,2 286,8 24 14,93 1,2 20 15,65 1,2 313 24 16,36 1,2 6,49 16,58 1,2 107,6 7,79 16,8 1,2 3,66 16,83 1,2 61,6 4,39 16,85 1,2 20 17,5 1,2 350 24 18,15 1,2 Diện tích Tên cọc I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15 I16 I17 S9 I18 I19 I20 DT trung bình Đà Đào Đắ Đà o KC Đắp Đào rãn p o nền rã lẻ h neàn neàn nh 20 18,73 1,2 19,31 1,2 20 19,45 1,2 19,59 1,2 20 19,08 1,2 18,57 1,2 20 17,34 1,2 16,11 1,2 20 14,35 1,2 12,59 1,2 20 10,45 1,2 8,3 1,2 20 5,65 1,2 1,2 20 1,46 1,5 0,97 2,92 0,74 20 6,29 0,39 9,67 0,03 20 14,82 0,01 19,96 0 20 27,38 0 34,8 0 20 41,61 0 48,42 0 20 51,39 0 54,35 0 18,9 58,36 0 62,37 0 1,1 62,13 0 61,9 0 20 59,84 0 57,78 0 20 56,05 0 54,31 0 Khối lượng Đắp Đào Đào raõn h 374,6 24 389 24 381,6 24 346,8 24 287 24 209 24 113 24 29,2 30 19,4 125,8 7,8 296,4 0,2 547,6 0 832,2 0 1027,8 0 1103 0 68,34 0 1196,8 0 1121 0 Diện tích Tên cọc KC lẻ 20 I21 20 I22 20 I23 20 I24 20 I25 20 I26 20 I27 20 I28 20 I29 20 I30 20 I31 20 I32 20 I33 20 I34 20 I35 20 I36 5,7 N DT trung bình Đà Đào Đắ Đà Đắp Đào o rãn p o nền rã h neàn neàn nh 54,38 0 54,45 0 50,91 0 47,36 0 43,58 0 39,8 0 37,28 0 34,77 0 32,77 0 30,76 0 29,41 0 28,05 0 27,38 0 26,71 0 25,65 0 24,58 0 22,99 0 21,4 0 18,76 0,01 16,12 0,02 13,53 0,19 10,94 0,35 8,82 0,14 0,47 6,7 0,29 0,6 5,38 0,77 0,6 4,05 1,25 0,6 3,36 1,76 0,6 2,67 2,27 0,6 2,38 2,6 0,6 2,1 2,93 0,6 1,98 3,29 0,6 1,85 3,66 0,6 1,75 3,8 0,6 1,65 3,94 0,61 Khối lượng Đắp Đào Đào rãn h 1087,6 0 1018,2 0 871,6 0 745,6 0 655,4 0 588,2 0 547,6 0 513 0 459,8 0 375,2 0,2 270,6 3,8 176,4 2,8 9,4 107,6 15,4 12 67,2 35,2 12 47,6 52 12 39,6 65,8 12 9,97 21,66 3,42 Diện tích DT trung bình Khối lượng Đà Đào Đắ Đà Đào o Đắp Đào Tên KC Đắp Đào rãn p o rãn cọc lẻ nền h nền rã h nh 13929, 14509, 812,2 Tổng khối lượng đào đắp 31 17 ... 29 -1 4 C 13 14.9 30 -1 5 31 -1 6 32 -1 7 33 -1 8 C14 18.2 34 -1 9 35 -2 0 36 -2 1 C15 -2 1.6 x (m) -4 2 -4 6 -4 8 -4 9.6 -5 4 -6 0 -6 6 -6 9.6 -7 2 -7 8 -8 4 -8 9.6 -9 0 -9 6 -1 02 -1 08 109.6 -1 14 -1 20 -1 26 - y (m) 0,14... 13 14 15 I16 16 17 18 19 I17 20 21 22 Đ i(0/00 ) x (m) -1 9 -1 8 -9 5 -9 0 -1 7 -1 6 15.5 -8 5 -8 0 -7 7.7 -1 5 -1 4 -7 5 -7 0 -1 3 -1 2 11.5 -6 5 -6 0 -5 7.7 -1 1 -1 0 -5 5 -5 0 -9 -8 -4 5 -4 0 -7 .54 -3 7.7 -7 -6 -3 5... 48 42 10 36 C7 5.08 30 .5 11 30 12 24 13 18 14 12 C8 1.75 10.5 15 TD8 Ñ 0.08 0.5 0.00 16 -1 -6 C9 -1 .6 -9 .6 17 -2 -1 2 18 -3 P8 -3 .8 19 -4 C10 -4 . 93 20 -5 21 -6 -1 8 -2 2.8 -2 4 -2 9.6 -3 0 -3 6 y (m)