Luận văn thiết kế sơ bộ nút giao thông lập thể

THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CH ƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 19 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 1.Tính Toán Các Yếu Tố Nút Giao Dạng kèn Trumpet: 1.1 Tính toán tầm nhìn trên bình đồ. Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các cầu nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn phía trước). l2 l1 l0 S Sơ đồ tính toán tầm nhìn cho đường nhánh Và được tính theo công thức: S = l 1 +l 2 +l 0 Trong đó: l 1 - chiều dài đoạn đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe l 1 = v.t f v - tốc độ chạy xe trên cầu nhánh (m/s) t f - thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, t f = s2.14.0 ÷ . Chọn t f = 0,8s l 2 - chiều dài hãm xe. )(2 . . 2 2 ifg vK vtl ±+ += ϕ Trong đó: SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 20 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ t- thời gian lái xe tác dụng và tăng lực hãm lên các bánh xe. Chọn loại phanh là phanh thuỷ lực nên chọn t = 0.2s K - hệ số sử dụng phanh, trị số K thay đổi từ 1,1 đến 2,0 (để đảm bảo cho xe chạy trên cầu nhánh an toàn thường chọn K = 2,0) - hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường, lấy  ϕ = 0,5 f- hệ số sức cản lăn (f=0,02-0,03), lấy f = 0,03 i- độ dốc dọc đường nhánh, lấy trường hợp bất lợi nhất là xe xuống dốc, i= 0,08 0 l - cự ly an toàn dừng xe trước chường ngại vật. Thường chọn 0 l = 5m Từ đây, công thức được viết lại: 0 2 )(2 . )( l ifg vK ttvS f + ±+ ++= ϕ 2 2.11.11 11.11(0,8 0,2) 5 2.9,81(0,5 0,03 0,08) 39.856( )m = + + + + − = Vậy ch ọn : S =40 m . 1.2 Xác định tầm nhìn trên trắc dọc. Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn 0 = d i % SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 21 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 2 0 2 . ( ) 2 ( ) 2.8,33 8,33(1,0 0,2) 5 2.9,81(0,6 0,02) 26,40 f K v S v t t l g f m ϕ = + + + + = + + + + = Vậy S = 30 m Tính bán kính đường cong lồi theo công thức: 2 2 ô ' 26,40 290.4 2 2.1,2 l i S R m h = = = h=1,2m – chiều cao mắt người lái xe. Tính bán kính đường cong đứng lõm theo công thức: 2 2 õm 0 26,40 167,40 6 2.( .sin ) 2.(0,7 26,40.sin ) 2 2 l f S R m h S α = = = + + 1.3.Tính toán và lựa chọn bán kính của nhánh. Các số liêu tính toán : - Góc nối đường phụ vào đường chính α = 64 0 . - Bề rộng phần xe chạy 4 làn B = 15 (m), độ dốc ngang i n = 2% . - Độ dốc siêu cao i sc = 3% , độ dốc dọc nâng siêu cao i nsc =0.8 % . - Độ dốc dọc lớn nhất trên các đương nhánh rẽ i =4 % . - Tốc độ tính toán của đường nhánh nối từ đường phụ vào đường chính V 0 = 60 km/h (v 0 = 16.6 m/s); V r =40 km/h ( v r = 11.11 m/s); - Gia tốc ly tâm a =0,8 m/s 2 . - Tốc độ tính toán của đường nhánh nối từ đường chính vào đường phụ V d = 60 km/h ( v d = 16.6 m/s ). SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 22 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ - Độ tăng của gia tốc ly tâm I = 0,34m/s 3 - Bề rộng mặt đường b 1 = 7,5 (m). - Hệ số bám của bánh xe với mặt đường φ = 0,5. Nội dung tính toán : Theo trình tự sau : 1.3.1.Tính toán cho các yếu tố của đường nhánh rẽ trái gián tiếp ( từ Cát Lái đi TP HCM ). - Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính theo công thức : 2 2 0 2 r v v L a - = ´ = 2 2 16.6 11.11 2 0,43 - ´ = 95(m). Ta chon L = 95 (m). - Chiều dài đoạn nối siêu cao được tính theo công thức : 1 sc n 1 nsc (i -i ) i b l ´ = = 5,5 (0,03 - 0,02) 0,008 ´ = 9.375 (m). Trong đó ta chọn siêu cao trên đường nhánh này là 3%. SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 23 α α/2 90-α/2 90- α/2 TPHCM DONG NAI THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ - Chiều dài đoạn nối trực tiếp từ đường nhánh vào đường thẳng được xác định theo công thức : 3 0 1 3 ( ) a r r k l v v v y= ´ ´ - ´ = 3 3 8.33 (16.6 11.11) 5.5 0,43 ´ ´ - ´ = 47.502 (m). - Đối chiếu điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp tính được L phải đủ để bảo đảm nối vào đường thẳng và cấu tạo đoạn nối siêu cao : L = 95 m > l+l 1 = 56.877 (m) . thỏa mãn . Chiều dài nhánh rẽ trên trắc dọc L’ V ' 2 2 1 2 max 1 max 2 max max max ( ) ( ) 2 2 v R R H L i i i i i i i = + + + + ' 2 2 1300 500 6.5 (0 0.04) (0 0.04) 2 0.04 2 0.04 0,04 v L = × + + × + + × × L’ v = 283.4 m Chiều dài trắc dọc khi không có đoạn chêm d ' 1 1 max 1 2 max 2 ( ) ( ) v L R i i R i i= + + + ' 1 1300(0.04 0) 500 (0.04 0) v L = + + × + L’ v1 = 72 m Chiều dài đoạn chêm d d= L’ v – L’ V1 d= 283.4 – 72 d = 211.4 m - Tính góc ngoặt của đường cong chuyển tiếp theo công thức : 2 3 3 5 0 r 0 0 0 5 57,3 (v -v ) v 3 ( ) r a a L L v v v b é ù ´ ê ú = ´ ´ + ´ ê ú ´ ´ - ´ ë û SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 24 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 2 3 3 5 0,43 5 0,43 57,3 80 80 (16,6 - 11.11) 13.89 3 (16.6 11.11) 13.89 é ù ´ ê ú = ´ ´ + ´ ê ú ´ ´ - ´ ë û = 24.003 0 - Tính tọa độ cuối của đường cong chuyển tiếp theo các công thức : 2 5 2 6 0 r 0 10 (v -v ) v k a x L L= - ´ ´ ´ = 2 5 2 6 0,43 80 80 10 (16.6 - 11.11) 13.89 - ´ ´ ´ = 94.22(m) . 3 3 0 r 0 3 (v -v ) v k a Y L= ´ ´ ´ = 3 3 0,43 80 3 (16.6 - 11.11) 13.89 ´ ´ ´ = 9.09 (m). Xác địnhtoạ độ một số điểm để cắm đường cong chuyển tiếp như sau: Điểm a vo vr L Li=iL/20 xk Yk 1 0.43 16.6 11.111 80.000 4.000000 4.00000 0.00123 2 0.43 16.6 11.111 80.000 8.000000 7.99999 0.00986 3 0.43 16.6 11.111 80.000 12.000000 11.99992 0.03328 4 0.43 16.6 11.111 80.000 16.000000 15.99965 0.07889 5 0.43 16.6 11.111 80.000 20.000000 19.99893 0.15408 6 0.43 16.6 11.111 80.000 24.000000 23.99734 0.26624 7 0.43 16.6 11.111 80.000 28.000000 27.99425 0.42279 8 0.43 16.6 11.111 80.000 32.000000 31.98880 0.63110 9 0.43 16.6 11.111 80.000 36.000000 35.97981 0.89858 10 0.43 16.6 11.111 80.000 40.000000 39.96581 1.23261 11 0.43 16.6 11.111 80.000 44.000000 43.94494 1.64061 12 0.43 16.6 11.111 80.000 48.000000 47.91494 2.12996 13 0.43 16.6 11.111 80.000 52.000000 51.87307 2.70805 14 0.43 16.6 11.111 80.000 56.000000 55.81614 3.38229 15 0.43 16.6 11.111 80.000 60.000000 59.74041 4.16007 16 0.43 16.6 11.111 80.000 64.000000 63.64154 5.04879 17 0.43 16.6 11.111 80.000 68.000000 67.51462 6.05583 18 0.43 16.6 11.111 80.000 72.000000 71.35405 7.18861 SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 25 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 19 0.43 16.6 11.111 80.000 76.000000 75.15354 8.45450 20 0.43 16.6 11.111 80.000 80.000000 78.90608 9.86091 - Tính góc ở tâm đường tròn : φ = 180 0 + α – 2xβ = 180 0 + 90 0 – 2x27 0 29’= 195,99 0 - Xác định bán kính đường cong tròn trên hình đó theo công thức : 2 sc ( i ) v R g m = ´ + = 2 11.11 9,81 (0,15 0,03)´ + = 69.78 (m). Ta chọn R = 70 (m). - Tính chiều dài đường cung tròn : 0 180 R K p j ´ = ´ = 0 45 215 2' 180 p´ ´ = 239.45(m) - Xác định góc : 0 90 2 a h b= + - = 0 0 64 90 24.003 2 + - = 82 0 Kiểm tra điều kiện : ĐẠT 1.3.2.Tính toán cho các yếu tố của đường nhánh rẽ trái gián tiếp ( từ Đồng Nai đi Cát Lái) Góc nối đường phụ vào đường chính α = 45 0 . - Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính theo công thức : 2 2 0 2 r v v L a - = ´ = 57.46 (m). Ta chon L =60 (m). - Chiều dài đoạn nối siêu cao được tính theo công thức : SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 26 α α/2 90-α/2 TPHCM DONG NAI THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 1 sc n 1 nsc (i -i ) i b l ´ = = 7,5 (0,025 - 0,02) 0,008 ´ = 4.7 (m). Trong đó ta chọn siêu cao trên đường nhánh này là 3%. - Chiều dài đoạn nối trực tiếp từ đường nhánh vào đường thẳng được xác định theo công thức : 3 0 1 3 ( ) a r r k l v v v y= ´ ´ - ´ = 3 3 8.33 (16.6 11.11) 5.5 0,43 ´ ´ - ´ = 45.75 (m). - Đối chiếu điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp tính được L phải đủ để bảo đảm nối vào đường thẳng và cấu tạo đoạn nối siêu cao : L = 60 (m) > l+l 1 = 50.45 (m) . thỏa mãn . Chiều dài nhánh rẽ trên trắc dọc L’ V ' 2 2 1 2 max 1 max 2 max max max ( ) ( ) 2 2 v R R H L i i i i i i i = + + + + ' 2 2 1300 500 6.5 (0 0.04) (0 0.04) 2 0.04 2 0.04 0,04 v L = × + + × + + × × L’ v = 283.4 m Chiều dài trắc dọc khi không có đoạn chêm d ' 1 1 max 1 2 max 2 ( ) ( ) v L R i i R i i= + + + ' 1 1300(0.04 0) 500 (0.04 0) v L = + + × + L’ v1 = 72 m Chiều dài đoạn chêm d d= L’ v – L’ V1 d= 283.4 – 72 d = 211.4 m - Tính góc ngoặt của đường cong chuyển tiếp theo công thức : SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 27 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 2 3 3 5 0 r 0 0 0 5 57,3 (v -v ) v 3 ( ) r a a L L v v v b é ù ´ ê ú = ´ ´ + ´ ê ú ´ ´ - ´ ë û 2 3 3 5 0,43 5 0,43 57,3 80 80 (16.6 - 11.11) 13.89 3 (16.6 11.11) 13.89 é ù ´ ê ú = ´ ´ + ´ ê ú ´ ´ - ´ ë û = 27.48624 0 = 24.56 0 - Tính tọa độ cuối của đường cong chuyển tiếp theo các công thức : 2 5 2 6 0 r 0 10 (v -v ) v k a x L L= - ´ ´ ´ = 2 5 2 6 0,43 80 80 10 (16.6 - 11.11) 13.89 - ´ ´ ´ = 58.9 (m) . 3 3 0 r 0 3 (v -v ) v k a Y L= ´ ´ ´ = 3 3 0,43 80 3 (16.6 - 11.11) 13.89 ´ ´ ´ = 8.46(m). Xác định toạ độ một số điểm để cắm đường cong chuyển tiếp như sau: Điểm a vo vr L Li=iL/20 xk Yk 1 0.43 16.6 11.111 80.000 4.000000 4.00000 0.00123 2 0.43 16.6 11.111 80.000 8.000000 7.99999 0.00986 3 0.43 16.6 11.111 80.000 12.000000 11.99992 0.03328 4 0.43 16.6 11.111 80.000 16.000000 15.99965 0.07889 5 0.43 16.6 11.111 80.000 20.000000 19.99893 0.15408 6 0.43 16.6 11.111 80.000 24.000000 23.99734 0.26624 7 0.43 16.6 11.111 80.000 28.000000 27.99425 0.42279 8 0.43 16.6 11.111 80.000 32.000000 31.98880 0.63110 9 0.43 16.6 11.111 80.000 36.000000 35.97981 0.89858 10 0.43 16.6 11.111 80.000 40.000000 39.96581 1.23261 11 0.43 16.6 11.111 80.000 44.000000 43.94494 1.64061 12 0.43 16.6 11.111 80.000 48.000000 47.91494 2.12996 13 0.43 16.6 11.111 80.000 52.000000 51.87307 2.70805 14 0.43 16.6 11.111 80.000 56.000000 55.81614 3.38229 15 0.43 16.6 11.111 80.000 60.000000 59.74041 4.16007 SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 28 . THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CH ƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 19 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ. SVTH: Trần Việt Hà LỚP: CTGTTP K46 35 THIẾT KẾ NÚT GIAO LẬP THỂ CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Bản mặt cầu Mặt cầu là bộ phận chịu ảnh hưởng trực tiếp của