THUYẾT-MINH-NHÓM1_BÀI-TẬP-THIẾT-KẾ-ĐƯỜNG-MIỀN-NÚI

BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐƯỜNG MIỀN NÚI NHÓM: DANH SÁCH NHĨM Họ tên Nguyễn Cơng Bảy Cao Danh Huyền Đức Trịnh Minh Long Trần Huỳnh Anh MSSV 16127030 16127043 16127047 16127028 Đánh giá Hoàn thành tốt tập lớn Hồn thành cơng việc chưa tốt Hồn thành công việc chưa tốt Xếp loại A A BB- Chương 1: Tính tốn thơng số kĩ thuật: 1.1 Qui mô đầu tư cấp hạng đường 1.1.1 Cấp hạng kỹ thuật Lưu lượng xe năm Hệ số phát triể n xe Xe loại 31 Thành phần dòng xe tại(%) Xe buýt Xe tải loại loại Loại Loại Nhẹ(2 Vừa(2 Nặng(2 nhỏ lớn trục) trục) trục) 10 19 20 10 822 Nxeconquyđổi = 822*(0.31+0.2*2.5+0.1*3+0.19*2.5+0.2*2.5+0.1*2.5+0.08*3.5= 1746.75 Nặng(3 trục) N15= 1746.75*(1+0.07)14 = 4504.05 >3000  Đường cấp Bình đồ địa hình miền núi cho khu vực thiết kế 1.1.2 Tốc độ thiết kế Chọn v = 60 km/H Dốc dọc Điều kiện sức kéo lớn tổng sức cản Pk>Pc: 1.1.3 Loại Xe Xe (Volga) Xe buýt nhỏ Xe buýt lớn (FA3-51) Tải nhẹ (Gaz 53) Tải Tải nặng trung trục (Zil 150) (Maz 500A) Tải nặng trục (MAZ504) V(km/h ) F D 60 60 60 60 60 60 60 0,022 0,111 0.022 0.0438 0.022 0.0305 0,022 0,042 0,022 0,036 0,022 0.0452 0.022 0,03538 =D–f 0,089 0.022 0.011 0,020 0,016 0.0232 0,013 1.1.3 Điều kiện sức kéo nhỏ sức bám PkR/3 Hay Ta có bảng 129 14.33 • 150 16.67 200 22.22 Chiều dài đường cong chuyển tiếp tính tốn nhỏ lựa chọn thiết kế là: 129 103.1 2.10 150 200 250 300 350 400 450 500 800 86.52 55.76 40.86 33.33 38.89 44.44 50 55.56 88.89 Xác định số xe Chọn BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TỐN STT CHỈ TIÊU KĨ THUẬT - Vận tốc thiết kế - Độ dóc dọc lớn ĐƠN VỊ THEO TÍNH TỐN THEO TCVN km/h % 60 0.4 60 CHỌN ĐỂ THIẾT KẾ 60 4 - Bán kính đường cong nằm tối thiểu Không siêu cao co sieu cao : + siêu cao 6% + siêu cao 4% + siêu cao 2% - Đảm bảo tầm nhìn ban đêm - Tầm nhìn + Thấy chứng ngại vật cố định + Thấy xe nược chiều + Vượt xe - Bán kính tối thiểu đường cong lồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn - Bán kính tối thiểu đường cong lồi theo điều kiện: - Khơng gãy nhíp xe 10 + Đảm bảo tầm nhìn ban đêm Số xe Bề rộng xe Bề rộng mặt đường Bề rộng đường 472 1500 1500 129 257 472 860 150-175 200-250 300-1500 150 200 300 60 110 690 75 150 350 75 150 690 m 1800 4000 4000 m 554 1500 1500 695 2.975 5.95 1500 1500 m m m m m TÍNH TỐN VẬN TỐC Vì tuyến có nhiều đường cong đứng làm tăng giảm tốc khó khăn Mặc khác, bình đồ đánh giá tuyến chon tuyến 1nên ta tính tốn cho tuyến TUYẾN 1: BẢNG TRA VẬN TỐC LƯỢT ĐI TUYẾN Lý Trình L(m) i i(% ) km0+00 - km0+200 200 0.003 0.3 km0+200 - km0+400 200 -0.0206 2.06 Km0+400 - km1+200 800 0.0063 0.63 Km1+200 - km2+100 900 -0.0024 0.24 km2+100 - km2+300 200 0.0252 2.52 km2+300 - km2+700 400 -0.017 -1.7 km2+700 - Km3+200 500 0.0062 0.62 km3+200 - km 3+400 200 -0.0204 2.04 km3+400 - km3+851 451 0.0214 2.14 km3+851 - km5+100 249 -0.0038 0.38 km5+100 - km5+600 500 0.0426 4.26 km5+600 KM6+300 700 -0.0341 3.41 f 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 D Vcb Xe tai 0.025 76.7 0.0014 89 0.0283 72.37 0.0196 81.14 0.0472 58.58 0.005 90 0.0282 72.25 0.0016 88 0.0434 59.14 0.0182 82 0.0646 46.79 0.0121 90 CHIỀU DÀI ĐOẠN TĂNG GIẢM TỐC TUYẾN ĐI Lý trình V D f i St,g 76.7 km0+00 - km0+200 76.7 0.025 0.022 0.003 76.7 0.025 km0+200 - km0+400 77.15 0.0014 0.022 -0.0206 23.09905912 77.15 0.0014 Km0+400 - km1+200 72.37 0.0283 0.022 0.0063 209.2045781 72.37 0.0283 Km1+200 - km2+100 75.6 0.0196 0.022 -0.0024 432.5668386 75.6 0.0196 km2+100 - km2+300 58.58 0.0472 0.022 0.0252 651.5301837 58.58 0.0472 km2+300 - km2+700 77.15 0.005 0.022 -0.017 470.2963205 77.15 0.005 km2+700 - Km3+200 72.25 0.0282 0.022 0.0062 248.4591366 75.25 0.0282 km3+200 - km 3+400 69.47 0.0016 0.022 -0.0204 247.6116275 69.47 0.0016 km3+400 - km3+851 59.14 0.0434 0.022 0.0214 250.2620842 59.14 0.0434 km3+851 - km5+100 82 0.0182 0.022 -0.0038 1008.142857 82 0.0182 km5+100 - km5+600 46.79 0.0646 0.022 0.0426 769.5316149 46.79 0.0646 km5+600 - KM6+300 69.5 -0.0121 0.022 -0.0341 271.1192908 CHIỀU DÀI ĐOẠN TĂNG GIẢM TỐC TUYẾN VỀ Lý trình V D f i St,g 54.62 0.0561 km5+600 - KM6+300 54.62 0.0561 0.022 0.0341 #DIV/0! 54.62 0.0561 km5+100 - km5+600 69.5 -0.0206 0.022 -0.0426 189.6031784 69.5 -0.0206 km3+851 - km5+100 75.59 0.0258 0.022 0.0038 -149.945374 75.59 0.0258 km3+400 - km3+851 69.5 0.0006 0.022 -0.0214 -276.089895 69.5 0.0006 km3+200 - km 3+400 60 0.0424 0.022 0.0204 231.7465999 60 0.0424 km2+700 - Km3+200 84.35 0.0158 0.022 -0.0062 1040.471997 84.35 0.0158 km2+300 - km2+700 51.4 0.039 0.022 0.017 1518.111085 51.4 0.039 km2+100 - km2+300 77.15 -0.0032 0.022 -0.0252 617.636769 77.15 -0.0032 Km1+200 - km2+100 76.03 0.0244 0.022 0.0024 48.94488189 76.03 0.0244 Km0+400 - km1+200 77.15 0.0157 0.022 -0.0063 155.2734184 77.15 0.0157 km0+200 - km0+400 59.9 0.0426 0.022 0.0206 692.0096303 59.9 0.0426 km0+00 - km0+200 77.15 0.019 0.022 -0.003 788.7736888 TÍNH TỐN THUỶ LỰC VÀ THUỶ VĂN CẦU VÀ CỐNG TRÊN ĐƯỜNG ƠTƠ Tính tốn thủy lực thủy văn cho phương án 1: 1.1 Tính tốn thuỷ lực cọc C9 (KM1+944,93): a) Xác định lưu lượng : 5888 Diện tích lưu vực : F = 9,34 (Km2 ) 5889 Đường thiết kế cấp III vùng núi( Đắk tơ,gia lai Kon Tum), diện tích lưu vực tính tốn.F=7,94(Km2).Tần suất lũ xảy sông ( suối) lũ thuộc huyện 5890 Theo phụ lục I(22TCN220-95)với tần suất lũ P =4% ta có lượng mưa ngày lớn Hp%= H4%=153 (mm) 23 Hệ số triết giảm dòng chảy : ĩ1=1 24 25 Hệ số dòng chảy lũ : Giả sử loại đất cát (cát chiếm 31-62%) thuộc cấp III 26 Diện tích lưu vực (đo bình đồ ) F = 7,94 (Km2) Với p=1% ,ứng với H1% =170(mm) =>Từ số liệu trên,tra bảng 2.1TC 22TCN 220-95ta có hệ số dịng chảy lũ:ϕ =0.68 27 b) Mơđun đỉnh lũ tương đối Ap% : 5888 Vùng mưa XVI tra từ bảng đồ vùng mưa rào Việt Nam Chiều dài lòng chủ : L = 5,8 (Km) - Tổng chiều dài lòng nhánh : ∑l = 2, 656km 5889 - Giả sử lưu vực có sườn,chiều rộng bình quân B lưu vực : B= - Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực bs : 23 Hệ số dòng chảy lũ : 24 Với p=1% ,ứng với H1% =170(mm) =>Từ số liệu trên,tra bảng2.1TC22TCN 220-95 ta có hệ số dịng chảy lũ:ϕ =0.68 c) Mơđun đỉnh lũ tương đối Ap% : 5888 Vùng mưa XVI tra từ bảng đồ vùng mưa rào Việt Nam 5889 Chiều dài lòng chủ : L = 0,44(Km) 5890 Tổng chiều dài lòng nhánh : ∑l = 0km 5891 Giả sử lưu vực có sườn,chiều rộng bình qn B lưu vực : F 0, 55 B= = = 0, 63( km) d) Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực bs : 1000 F bs = 1000.0, 55 1, 8.( L ∑l) + = 1,8.(0, 44 + 0) = 694, 44( m) 23 Độ dốc bình quân sườn dốc J s để an toàn ta xét sườn dốc cao :(lấy điểm đường đồng mức, vị trí sườn dốc gần dịng chính) ∑Ji i= ⇒Js = = 22, /00 23 Thơng số tập trung dịng chảy sườn dốc : - Với : = 17,02(m) : Cao độ tuyệt đối đy sơng tự nhin K T H - Xc định chiều di cầu thi cơng : 5888 ≥ Lc + 2.m.H caumin = 12, + 2.1, 5.4, = 25,1( m) 4.1.2 Tính tốn thuỷ lực cọc C29 (KM6+111,02) Phương n 1: a) Xc định lưu lượng : 25 Diện tích lưu vực : F = 0,55 (Km2 ) b) Hệ số dịng chảy lũ : 26 Với p=1% ,ứng với H1% =170(mm) =>Từ số liệu tra bảng2.1TC22TCN 220-95 ta cĩ hệ số dịng chảy lũ:ϕ =0.68 c) Mơđun đỉnh lũ tương đối Ap% : 5892 Vng mưa XVI tra từ bảng đồ vng mưa ro Việt Nam 5893 Chiều di lịng chủ : L = 0,44(Km) 5894 Tổng chiều di cc lịng nhnh : ∑l = 0km 5895 Giả sử lưu vực cĩ sườn,chiều rộng bình qun B lưu vực : d) Chiều di bình qun sườn dốc lưu vực bs : 24 Độ dốc bình qun sườn dốc J s để an tồn ta xt sườn dốc cao :(lấy điểm trn đường đồng mức, vị trí sườn dốc gần dịng chính) 24 Thơng số tập trung dịng chảy trn sườn dốc : - Từ bảng 2.2 TC 22TCN 220-95( bảng thời gian nước chảy sườn dốcơ s tra theo hệ số địa mạo thuỷ văn sườn dốc vùng mưa XVI); => Ta : s = 123,8 (phút) e) Đặc trưng địa mạo thủy văn lịng lịng sơng : 5888 mls : thông số tập trung nước,tra bảng 2.6 22TCN 220-95,.ta mls =7 ứng với sông vùng núi (theo bình đồ ) - Jls : độ dốc trung bình dịng sơng (theo bình đồ ) : 23 Do hệ số địa mạo Thuỷ văn lịng sơng : 5888 Tra bảng 2.3 tiêu chuẩn 22TCN220-95 ứng với Ư ls vàơ s ta : 5888 Ap = 0,081 f) Vậy lưu lượng đỉnh lũ thiết kế : 23 24 p = Ap ϕ H p F = 0,081.0,68.153.0,55.1 = 4,5(m / s) Ta thấy lưu lượng : Qp = 4,5 (m3/s ) < 16 (m3/s)=> Tính tính tốn bố trí cống 25 Chọn cống trịn có d =1,5(m),có chiều sâu mực nước dâng Hd=1,69(m) vận tốc dòng chảy v=3,22 (m/s), miệng cống loại thường (loại 1) 26 Cao độ khống chế cống thoát nước ngang đường xác định theo công thức sau : = + 0,1.ư + 0, + ∑had + in ( B2md + Blg c ) 5888 tk 5889 1, + 0,1.1, + 0, + 0, 58 + 0, 02.( 62 + 1, 5) = 2, 82( m) Trong : 23 : Đường kính cống (m) 23 h = 0,58(m) : Tổng bề dày kết cấu áo đườngad Blgc = 1,5(m): Bề rộng phần lề gia cố Bmđ =6(m) : Bề rộng phần xe chạy in = 2% : Độ dốc ngang mặtt đường lề gia cố THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Xác định cấp mặt đường chọn loại kết cấu áo đường : Tuyến đường cấp III có vận tốc thiết kế Vtk = 60 (km/h), vào bảng 2-1 TCTKAĐM 211-06 cấp áo đường cấp cao A1 có : Modul đàn hồi yêu cầu : Eyc = 140 Mpa ( Bảng 3-5TCVN211-06) Xác định lưu lượng xe chạy tính tốn Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường dựa theo độ dốc ngang phổ biến địa hình lưu lượng xe quy đổi năm cuối thời kỳ tính tốn Địa hình vùng núi Lưu lượng xe quy đổi cuối thời kỳ tính tốn : Ntbnđ = N0xcqđ/ng.đ (1+p)t-1 Trong : lượng tăng xe năm = 7% : thời gian khai thác sử dụng đường t =15 (năm) Tổng số xe quy đổi : Nxcqđ/nđ = 4505 (xcqđ/ngđ) Ta chọn tuyến đường cấp III vùng núi ứng với vận tốc tốc thiết kế 60 Km/h ( Theo bảng TCVN 4054-05 ) Đổi số trục khai thác trục xe tính tốn tiêu chuẩn loại 100 (KN) Ta có bảng thành phần giao thông năm cuối sau đưa đường vào khai thác sử dụng: Số bánh xe cụm bánh xe trục sau Trục trước Trục sau Số trục sau Xe buýt loại lớn 56 26.4 Xe buýt loại nhỏ 26.4 45.2 Loại xe Khoản g cách giũa trục sau < 3.0m < 3.0m Lưu lượng( %) Lưu lượng năm tương lai 246.6 636 41.1 106 Xe Xe tải loại nặng 48.2 100 Xe tải loại nặng trục 45.5 94.2 Xe tải loại nhẹ 18 56 Xe tải loại vừa 25.8 69.6 < 3.0m < 3.0m < 3.0m < 3.0m 230.16 593 205.5 530 390.45 1007 411 1060 3932 Với : C1 =1+1,2(m-1) = với m số truïc sau C2 =6,4cho trục trước trục sau loại cụm bánh có bánh C =1 cho trục sau loại cụm bánh có hai bánh.(theo điều3.2.3TCTKAĐM211-06) Việc tính tốn thực bảng : Bảng tính số trục xe quy đổi trục tiêu chuẩn 100 KN Loại xe Xe buýt loại lớn Xe buýt loại nhỏ Xe tải loại nặng Xe tải loại nặng trục Xe tải loại nhẹ Xe tải loại vừa Trục xe Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Pi Ptt m(trục) nb (bánh xe) 56 100 95.8 100 26.4 Ltr C1 C2 ni Ni 1 6.4 636 317.44 1 6.4 636 3370.12 100 1 6.4 106 1.93 45.2 100 1 106 3.22 48.2 100 1 6.4 593 152.98 100 100 2.2 593 1304.6 45.2 100 1 6.4 530 103.05 94.2 100 1 530 407.47 18 100 1 6.4 1007 * 56 100 1 1007 78.53 25.8 100 1 6.4 1060 17.48 69.6 100 1 1060 215.17 < 3m 5971.59 * Vì tải trọng trục 25Kn nên không xet đến quy đổi - Đường cấp III có xe khơng có dải phân cách nên theo (3.3.2 TCTKAĐM 211-06 ) ta có : fl = 0,55 + Vậy ta có : Ntt = 5971.99 0,55 = 3284.59 (trục/làn.ngđ) * Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ thời hạn thiết kế : - Với p = 0,07 lượng xe tăng trưởng trung bình năm , t =15 năm = 11,68 Xác định Modul đàn hồi yêu cầu : Vì số trục xe tính tốn ngày đêm ( trục/làn.ngđ) nên tra bảng 3-4 TCVN211-06 Nội suy Ntt = 100 Ntt = 200 ta co : 207 = a + b.log2000 224 = a + b.log 5000 Giải hệ phương trình ta : a = 65,98 ; b = 42,72 - Vậy ta có modul đàn hồi u cầu tính tốn: Eyctt = a+b.log(Ntt) = 65,98 + 42,72 log(3284,59) = 216,2 (Mpa) Tuyến đường cấp III , miền núi ,có vận tốc thiết kế Vtk = 60 (km/h), vào bảng 2-1 (TCTKAĐM 211-06) cấp áo đường cấp cao A1 có : Modul đàn hồi yêu cầu : Eycmin = 140 (Mpa) Vậy : Eyc = max (Eyctt , Eycmin ) = 216,2 (Mpa) - Chọn modul đàn hồi yêu cầu mặt đường xe chạy 216,2 (Mpa) Tính toán kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Chọn đất bazan Tây Ngun độ ẩm tương đối : a=0,6 có E = 44 (Mpa), c = 0,031, ϕ = 12 (độ) (Bảng B-3 TCTKAĐM 211-06) Chọn kết cấu áo đường : Ta có : Ne = 11,7 106 > 106 nên tổng bề dày tối thiểu tầng mặt cấp cao A1 20 (cm) (Theo bảng 2-2 TCTKAĐM 211-06) - Đường cấp III , xe khơng có dải phân cách nên theo bảng 3-3 ( TCTKAĐM 211-06) ta chọn độ tin cậy thiết kế 0,9 theo bảng 3-2 ta xác định Kcddv = 1,1 ⇒ Ech ≥ Kcddv Eyc = 1,1 216,2 = 237.8 (Mpa) - Chọn Ech lớp : Ech = 237.8 (Mpa) Chọn kết cấu: STT - Đặc trưng vật liệu Bề dày cm 25 20 25 30 Vật Liệu BTN chặt C20 BTN chặt C15 CP đá dăm loại CP đá dăm loại NỀN ĐẤT BAZAN Modun đàn hồi E (daN/ cm2) Vật liệu Ru φ C (daN/cm2 (độ) (daN/cm2) 12 0.031 Võng Trượt Kéo uốn 300C 600C 150C BTN chặt C15 420 300 1800 2.8 BTN chặt C20 420 250 1600 2.0 CP đá dăm loại 300 300 300 CP đá dăm loại 250 250 250 NỀN ĐẤT BAZAN 44 44 44 6.5 Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi : - Việc đổi tầng hệ lớp thực theo bảng sau với biểu thức : Với k= , t= - Kết tính bảng sau: BTN chặt C20 htb Evi k cm Mpa 10 20 420 BTN chặt C15 22 ST T Vật Liệu hi cm 80 420 t 0.25 0.3793 Etbi Mpa 329.88 1.3567 1.5363 309.57 CP đá dăm loại CP đá dăm loại NỀN ĐẤT BAZAN 28 30 58 30 300 250 44 0.9333 1.2 273.38 - Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp với lớp dày H = 100 (cm) có modul đàn hồi : E = 329.885 (Mpa) - Tra bảng 3.1 TCVN4054-05 ta : D = 33 (cm) - Ta có Eđc = 329.885 419.784 (Mpa) - Với : Eđc = 419.784 (Mpa) ; E0 = 44 (Mpa) ; H = 100 (cm) ; D = 33 (cm) ta có: ⇒ Ech = - Ta có : Ech = 242.918 (Mpa) > Kcddv Eyc = 237.8 (Mpa) Vậy kết cấu chọn đảm bảo độ võng đàn hồi Kiểm tra cường độ kết cấu theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất - Kiểm tốn theo điều kiện tính tốn cường độ tiêu chuẩn cắt trượt đất theo biểu thức 3-7 (22TCN211-06) ta có : - Tính E ’ lớp kết cấu : - Theo đđiều 3.1.5 (22TCN211-06)lớp nhựa nằm lấy 600C, lớp khác lấy 300C