ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

PHẦN 1 LẬP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI

(45%) Chương 1:

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Vị TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG-MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT Kế CỦA TUYẾN ĐƯỜNG:

1.1.Vị trí tuyến đường :

Tuyến đường Cam Lộ-Hướng Hóa cần thiết kế nối liền hai trung tâm kinh tế, chínhtrị, văn hoá chính của hai huyện Cam Lộ và Hướng Hóa nằm ở khu vực trung du miềnnúi thuộc địa phận tỉnh Quảng Trị

1.2.Mục đích, ý nghĩa của tuyến :

Quảng Trị là một trong những tỉnh còn nghèo của miền Trung thường xuyên chịuảnh hưởng của thiên tai nên mạng lưới giao thông vốn dĩ chưa phát triển đã và đangngày càng xuống cấp Hai huyện Cam Lộ và Hướng Hóa cũng không nằm ngoài hiệntrạng chung ấy Đây là tuyến đường nằm trên trục giao thông tỉnh nối liền thị xã Đông

Hà với các huyện khác trong vùng Hai huyện Cam Lộ và Hướng Hóa có tiềm năng vềnông lâm nghiệp khá mạnh nhưng chưa được đầu tư phát triển đúng mức Tuyếnđường trước đây chỉ là đường nội bộ; việc vận chuyển đi lại khó khăn nhất là trongmùa mưa bão Việc xây dựng tuyến đường này sẽ góp phần cải tạo đáng kể cơ sở hạtầng; phát huy hết thế mạnh của cả hai huyện; tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuấtlưu thông hàng hoá; giảm mật độ xe qua lại trên Quốc lộ 1A, hạn chế tai nạn giaothông; giảm dần khoảng cách giữa miền núi và đồng bằng; hỗ trợ một phần cho cáchoạt động giao lưu văn hóa đặc biệt là công tác an ninh quốc phòng

1.3 Nhiệm vụ thiết kế.

Nhiệm vụ thiết kế gồm 3 phần :

-Lập dự án khả thi (45%)

-Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến (20%)

-Thiết kế tổ chức thi công 1 km nền đường và công trình(35%)

Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau:

- Bình đồ (khu vực tỉnh Quảng Trị ) tỉ lệ : 1/20000

- Đường đồng mức cách nhau 10 m

Lưu lượng xe chạy ở năm thứ 15 :

rõ ràng

2.2 Địa mạo

Tuyến đi qua vùng rừng thưa loại 1 tương đối khô ráo, cây cối mọc rãi rác, nhiều loạilớn nhỏ khác nhau nhưng chủ yếu là cây bụi, ít có cây lớn do đã được khai thác lấy gỗ.Đất trồng trọt tập trung ven hai bờ con sông màu mỡ do được phù sa sông bồi đắphàng năm

2.3 Địa chất

Qua công tác thăm dò địa chất cho thấy địa chất nơi tuyến đi qua khá ổn định,không có hiện tượng sụt lở, caxtơ Mặt cắt địa chất bao gồm nhiều lớp, cả tuyến hầunhư là đất đồi tự nhiên màu đỏ lẫn cuội sỏi, ít lẫn chất hoà tan Qua thí nghiệm các chỉtiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây có thể tận dụng đắp nền đường

Nhìn chung mặt cắt địa chất qua các lỗ khoan cơ bản gồm các lớp có độ dày tại các vịtrí khác nhau như sau :

- Lớp 1 : Lớp đất đồi tự nhiên màu đỏ lẫn cuội sỏi dày từ 3 - 5 m

- Lớp 2 : Lớp á sét lẫn sỏi sạn dày từ 2 - 4 m

- Lớp 3 : Lớp đá phong hoá dày Đây là lớp cuối cùng tại độ sâu khảo sát

2.4 Địa chất thuỷ văn

Mực nước ngầm nằm ở sâu tuy có đôi chỗ tương đối cao nhưng ta thi công vàomùa khô nên các công trình trên tuyến cũng như việc thi công và khai thác sử dụng saunày ít bị ảnh hưởng Mực nước ngầm rất ít có biến động so với khảo sát, dòng chảycủa các sông lớn không có sự thay đổi đặc biệt nào Nguồn nước xung quanh khu vựccũng như ở các sông suối nơi đây sạch, hàm lượng các muối hoà tan ít, các hoá chất và

khoáng chất trong nước cũng rất ít phục vụ tốt cho sinh hoạt công nhân và thi công.Khi có mưa lớn về mùa lũ thì hàm lượng rác bẩn và phù sa không ảnh hưởng đáng kể Mạng lưới sông suối tương đối gần đường nên khi thi công ta có thể thoát nướcmặt về sông suối.

2.5 Khí hậu

Khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt : mùa khô và mùa mưa

- Mùa khô thường có nắng to kết hợp gió Tây Nam khô hanh, bụi nhiều,

thỉnh thoảng có mưa rào nhưng ngắn nên cần chú ý đến việc phân bố lán trại hạn chếảnh hưởng đến sức khoẻ cán bộ và công nhân khi thi công

- Mùa mưa thường cuối tháng 8 đến tháng 1 năm sau, nhiệt độ trung bình ban

hợp gió Đông Bắc và do điều kiện địa hình nên thường có bão kèm lũ lớn, thường xảy

ra vào các tháng 10,11,12 Mùa này trời rất nhanh tối nên cần điều chỉnh thời gian hợp

lý khi thi công

Theo hồ sơ của các trạm đo mưa trong khu vực thì lượng mưa ngày lớn nhấtứng với tần suất thiết kế p = 4 % là 580 mm/ngày Lượng mưa lớn nhưng lại phân bốtheo mùa tập trung từ tháng 8 đến tháng 1 năm sau, thời gian từ tháng 2 đến tháng 7hầu như không mưa

+ Lượng mưa trung bình năm : 2181mm

+ Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%

+ Lượng bốc hơi trung bình là 8,37mm, vào những tháng ít mưa lượng bốc hơilớn gấp 4 đến 7 lần

3 CÁC ĐIỀU KIỆN - XÃ HỘI.

3.1 Dân cư và sự phân bố dân cư :

Dân cư sống rải rác theo tuyến, chủ yếu tập trung ở dưới các chân núi và gầnsông, sống chủ yếu bằng nghề khai thác gỗ, làm nông nghiệp Số lượng lao động dưthừa khá lớn, có thể huy động trong công tác xây dựng đường

Dân cư chủ yếu là đồng bào người kinh phân bố tập trung ở 2 trung tâm huyện

lị, mỗi huyện có một thị trấn là trung tâm chính trị văn hoá của huyện, dọc tuyến dân

Người dân có trình độ văn hoá tương đối cao, không có tình trạng mù chữ Đờisống người dân đồng đều ở mức trung bình, số hộ nghèo ít, hộ đói gần như không có.

Do nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng tuyến nên nhân dân trong vùngrất đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này Họ rất có ý thức bảo vệ

an ninh trật tự và hợp tác.Theo dự kiến việc đền bù,giải toả sẽ được thực hiện nhanhchóng tạo điều kiện cho công tác khởi công và thi công đúng kế hoạch

3.2.Tình hình văn hoá - kinh tế - xã hội trong khu vực:

Kinh tế chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và khai thác gỗ xuất khẩu trong đó việckhai thác trái phép vẫn tồn tại Việc buôn bán, giao lưu qua biên giới tương đối mạnhđặc biệt tại cửa khẩu Lao Bảo Dịch vụ thương mại phát triển chậm, tiểu thủ côngnghiệp tỷ trọng còn thấp

Sự giao lưu văn hoá giữa các vùng trong khu vực còn khó khăn do mạng lướigiao thông còn hạn chế cộng với các cơ sở hạ tầng chưa được đầu tư nâng cấp đúngmức làm cho mức sống của người dân trong huyện vẫn chênh lệch nhiều so với thị xã.Tuy mấy năm gần đây đời sống có cải thiện đôi chút nhưng không đáng kể

Tình hình an ninh trong khu vực rất đảm bảo; người dân địa phương mếnkhách; không có các tệ nạn như mại dâm, ma tuý; tuy hiếm nhưng thỉnh thoảng có xảy

ra trộm cắp vặt Đề nghị các đơn vị thi công sau này có các biện pháp bảo vệ nguyênvật liệu

3.3.Các định hướng phát triển trong tương lai:

Trong tương lai 2 huyện Cam Lộ và Hướng Hóa sẽ tiếp tục phát huy các thế mạnh

đã có, khai thác các tiềm năng khác nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế so vớicác vùng khác trong tỉnh nói riêng và cả nước nói chung Thế mạnh lâm nghiệp sẽđược đầu tư hơn nữa, chấm dứt tình trạng khai thác trái phép, kiểm soát cửa khẩu chặtchẽ tránh hàng hoá nhập lậu Đặc biệt nâng cao trình độ dân trí hơn nữa, nâng cấp cơ

sở hạ tầng, xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng trong tỉnh và vớicác tỉnh khác trong cả nước, thu hút đầu tư nước ngoài Rất mong lãnh đạo các cấp,các ngành có liên quan tạo mọi điều kiện thuận lợi để công trình sớm được triển khaithi công và đưa vào khai thác, sử dụng

4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC.

4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:

- Đất : Có thể tận dụng đất đào ra để đắp những chỗ cần đắp, những nơi thiếuđất đắp thì có thể lấy đất ở mỏ đất hay thùng đấu để đắp Các mỏ đất tương đối gầndọc tuyến, đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn, cự ly vận chuyển trung bình từ 1- 2 km

- Đá : Lấy từ mỏ đá cách địa điểm thi công khoảng 4 km hoặc lấy ở dọc sông Đánơi đây có đủ cường độ theo yêu cầu của thiết kế.

- Cát,sạn : Lượng cát, sạn sử dụng không nhiều, có thể khai thác ở bãi sông Cát ởđây rất sạch

- Nhựa : Lượng nhựa đường, bê tông nhựa lấy từ trạm trộn của công ty hoặc ởkho dự trữ cách địa điểm thi công khoảng 15 km

- Ximăng,sắt thép: lấy tại các đại lý vật tư khu vực dọc tuyến, cự ly vận chuyểntrung bình 30km

4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển.

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn như các loại ống cống, dầm cầu định hìnhđược sản xuất tại xí nghiệp phục vụ đóng tại thị xã Đông Hà cách chân công trình30km Xưởng có thể đáp ứng đủ chất lượng và số lượng yêu cầu Đường vận chuyểntương đối thuận lợi, có thể tận dung các tuyến đường xây dựng trước và vận chuyểnbằng ôtô

4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:

Tuyến đường nối liền hai trung tâm kính tế của huyện, tại hai trung tâm dân cư tậptrung đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi choviệc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình,hoàn thành công trình đúng tiến độ vừa giải quyết được một phần lớn công ăn việc làmcho ngưòi dân

Đội thi công đã từng thi công ở nhiều công trình tương tự đạt chất lượng cao.Đội ngũ cán bộ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, có trình độ, khả năng quản lý tốt, có những

kỹ sư đầy nhiệt huyết

4.4 Khả năng cung cấp các thiết bị phục vụ thi công:

Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy ủi,san, máy xúc chuyển, máy rải nhựa,các loại lu ….đáp ứng đủ yêu cầu và nhanh chóng Thiết bị , phụ tùng thay thếluôn sẵn có nếu gặp sự cố Các xe máy luôn được bão dưỡng sẵn sàng phục vụ thicông

4.5 Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công.

Ngoài một kho xăng đã có sẵn ở huyện, một số nguồn cung cấp lân cận cũng cókhả năng cung cấp đủ số lượng và đạt yêu cầu về chất lượng; đảm bảo máy móc hoạtđộng liên tục, kịp thời

Hệ thống điện nối với đường dây điện sinh hoạt của nhân dân sẽ được hoànthành trước khi thi công cùng với mạng lưới điện quốc gia sẵn có sẽ phục vụ tốt cho

thi công và sinh hoạt Đường dây điện có thể kéo vào tận công trường Đơn vị còn cómáy bơm nước thoả mãn được nhu cầu về nước.

4 6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt :

Tuyến nối liền hai trung tâm của hai huyện nên việc cung cấp các loại nhu yếu phẩmphục vụ sinh hoạt tương đối thuận lợi từ các chợ huyện

4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc, y tế :

Tuy điều kiện thông tin liên lạc và y tế chưa cao nhưng cũng đủ đáp ứng nhữngyêu cầu tối thiểu Ở gần địa điểm thi công có bưu điện xã có thể cung cấp những thôngtin nhanh nhất đồng thời có một trung tâm y tế của xã khá khang trang có thể chẩnđoán và chữa những bệnh thông thường và đưa lên tuyến trên khi cần thiết

5 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG :

Việc đầu tư xây dựng tuyến đường qua trung tâm hai huyện Cam Lộ và Hướng Hóa làrất cần thiết vì:

Tuyến đường được xây dựng sẽ cải thiện đáng kể mạng lưới giao thông, giảiquyết việc đi lại khó khăn trước mắt của người dân hai huyện, giảm mật độ xe trênQuốc lộ 1A

Công trình được đầu tư xây dựng sẽ tạo ra một vùng dân cư sầm uất dọc theo haibên đường; khai thác triệt để tài nguyên sẵn có; giảm khoảng cách giữa miền núi vàđồng bằng; nâng cao trình độ văn hóa dân trí của đồng bào vùng sâu, vùng xa; thu hútvốn đầu tư, viện trợ từ nhiều ngành khác nhau để mở mang các ngành nghề, giải quyếtviệc làm cho người lao động, nâng cao năng lực phục vụ phát triển kinh tế xã hội củahai huyện Cam Lộ và Hướng Hóa

- Là tiền đề phát triển giao thông nông thôn, đáp ứng nhu cầu thiết yếu về y tế,giáo dục, từng bước cải thiện đời sống đồng bào trong khu vực

- Để thực hiện mục tiêu kinh tế đặt ra thì việc trao đổi hàng hóa,vật tư thiếtbị giữa hai huyện và với các tỉnh bạn là hết sức cần thiết và cấp bách nhưng hiệnnay đường giao thông chưa thể đáp ứng được

- Phù hợp với nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng công nghiệp hóa,hiện đại hóa đã được xác định trong kế hoạch đầu tư xây dựng cơ bản và chiến lượcphát triển giao thông vận tải của tỉnh nhà

Chương 2:

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

2.1 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG ĐƯỜNG :

Trên cơ sở các số liệu thiết kế đã cho là lưu lượng xe chạy cùng với việc phân tích địahình, địa mạo và ý nghĩa phục vụ của tuyến Từ đó dựa trên tiêu chuẩn thiết kế TCVN4054-2005 để chọn ra cấp hạng của tuyến, như vậy việc chọn cấp hạng của tuyến dựa trên

3 yếu tố sau:

2.1.1 Các căn cứ:

- Căn cứ vào mục đích, ý nghĩa và chức năng phục vụ của tuyến: là đường nối hai trungtâm kinh tế, chính trị, văn hóa của hai huyện thuộc tỉnh Quảng Trị, khi tuyến đường đượchình thành sẽ góp phần phát triển kinh tế trong vùng, giao lưu văn hoá, nâng cao đời sống củanhân dân khu vực

- Điều kiện địa hình mà khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng đồi với Is<30%.

-Dựa vào định hướng quy hoạch mạng lưới giao thông của tỉnh giai đoạn 2007-2022

- Căn cứ lưu lượng xe quy đổi ở năm thứ 15 là ; N=1747 (xcq đ /ng.đêm)

-Căn cứ vào ý nghĩa phục vụ của tuyến đường , đây là đường nối giữa hai trung tâm kinh

tế ,chính trị văn hoá của hai địa phương với nhau và với trục đường ôtô khác nhau nên tachọn cấp thiết kế cho tuyến là cấp IV

Cơ sở chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax căn cứ vào hai diều kiện:

+ Điều kiện cơ học: là độ dốc sao cho các loại xe chạy trên đường được an toàn, khắcphục được các điều kiện sau:

Biểu đồ nhân tố độ ng lự c của xe ZIN-150

V II

I

D

0.30

V(Km/h) IV

Biểu đồ nhân tố độ ng lự c của xe MAZ-500

V(Km/h)

0.16

0 0.08

0.24 0.32 D

III

30 20

IV II

I

60

- Điều kiện về sức kĩo: Sức kĩo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

- Điều kiện về sức bâm: Sức kĩo phải nhỏ hơn sức bâm giữa lốp xe vă mặt đường

2.2.2.1 Phương trình cđn bằng sức kĩo:

IVBiểu đồ nhân tố động lực của xe MOTSCOVIT Biểu đồ nhân tố động lực của xe RAZ - 51

V(Km/h)

0.10

00.05

0.150.20D

III

3020

IVII

I0.250.30

60

Raz-51 (Xe tải nhẹ) 23 40 0,075 0, 02 5,5

Từ điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax = 4 % ,ứng với loại xe Zin 150 là xechiếm đa số trong thành phần dòng xe (40%).Với độ dốc này thì tất cả các loại xe đều đạt vậntốc V = 40 km/h

Vậy, ta chọn Idmax= 4(%) (a)

2.2.2.2 Phương trình cân bằng sức bám:

G

P G

 1

Trong đó:

+ D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô

+ 1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái của mặt đường,khi tính toán lấy 1 trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ẩm ướt, 1= 0,25

+ Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kg)

Kết quả tính toán các giá trị của các công thức 2.3, 2.4, 2.5 được ghi ở bảng 2.3:

Bảng 2.3:Xác định độ dốc lớn nhất theo điều kiện sức bám

Từ điều kiện này ta chọn idmax = 14,2 %

2.2.2.3 Điều kiện về kinh tế :

Hình 1.2.1 Biểu đồ quan hệ giữa chi phí và độ dốc dọc

Chướng ngại vật trong sơ đồ này

là một vật cố định nằm trên làn xe

chạy: đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây

đổ, hàng hoá của xe trước rơi Xe

đang chạy với tốc độ V có thể dừng

lại an toàn trước chướng ngại vật

với chiều dài tầm nhìn SI bao gồm

một đoạn

phản ứng tâm lý lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l0 Vì vậy, tầm nhìn này

có tên gọi là tầm nhìn một chiều

o h pu

406,33600

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0

+ 1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường khôsạch 1 = 0,5

Thay các giá trị vào công thức 2.7 ta có:

0,5 0 17,64( )

254

404,

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=8 m

Suy ra: Stải = 11,11 + 17,64 +8 = 36,75(m)

Theo 4054:2005 với V= 40 km/h thì SI = 40 m

Vậy ta chọn SI = 40 m SItính toán =36,75 m để đảm bảo an toàn xe chạy

2.2.3.2 Tầm nhìn trước xe ngược chiều:

Có hai xe hạy ngược

chiều trên cùng một làn

lpư

Shl

pư

11

SIHình 1.2.2: Sơ đồ tầm nhìn một chiều

Sh

lo

Sh

lpư

lpư

xe, chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếptheo là hai đoạn hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe Như vậy, chiều dài tầm nhìn hai chiềubằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là:

0 2 2 1 1 2)(

1278,

KV V

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i= 0

Thay các giá trị vào công thức 2.8 ta có:

50 , 65 8 ) 0 5 , 0 ( 127

5 , 0 40 4 , 1 8 , 1

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:

- Giai đọan I : Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2

- Giai đoạn II : Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3 trên làn tráichiều chạy tới

Thời gian vượt xe được tính:

2 1

2 2

1

2 1 2 1

V V

l V

V

S S t t

2 1 2

1

1

V V g

V V

SIV= lpư + tvx +(V1 - V2) + lo (2.10)

Ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe trái chiều(xe 3) cũng chạy cùng vận tốc với xevượt

0 2 1

2 3 1

2 1 1

)(

1276,32546,

V V

kV V

Vn : vận tốc của người đi bộ, giả thiết Vn = 5; km/h

Khi xe chạy trong đường cong, xe chịu tác dụng của lực li tâm C và trọng lượng bản thân

xe G khi dốc ngang mặt đường hướng ra phía ngoài đường cong (cấu tạo bình thường) thànhphần trọng lượng này cùng chiều với lự li tâm Khi dốc ngang



được làm thành dốc hướng tâm (cấu tạo này được gọi là siêu cao) thì thành phần trọng lực sẽlàm giảm tác dụng xấu của lực li tâm.

Trong đó:

Y - Lực ngang

C - Lực li tâm

G - Trọng lực

a - Góc mặt đường hợp với đường nằm ngang

Thực chất của việc định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị số lực ngang 

và độ dốc ngang một mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận khivào đường cong nằm có bán kính nhỏ

 max

2 min

+ : Hệ số lực ngang khi có làm siêu cao, =0,15

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 6%

Thay các giá trị vào công thức 2.13 ta có:

Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 40km/h

+ : Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, =0,08

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in= 2% (theo bảng 4 của [2]

Thay vào công thức 2.14 ta có:

2.2.4.3 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường không bảo đảm

an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế Theođiều kiện này:

1

4030

Theo 4054-2005 quy định độ dốc siêu cao tối đa là 6%, độ dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo

độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

  

R g

2

(2.15) Thay các giá trị vào 2.15 ta tính được isc ở bảng 2.4 :

Bảng 1.2.4

Iscqp % 6 3 2 Không lăm s.c

2.2.6 Vuốt nối siíu cao:

Khi xe chạy từ đường thẳng văo đường cong, phải chịu câc sự thay đổi:

- Bân kính từ + chuyển bằng bân kính R

- Gia tốc li tđm từ chỗ bằng không đạt tới giâ trị

gR

Gv2

Những biến đổi đột ngột đó gđy cảm giâc khó chịu cho lâi xe vă hănh khâch Vì vậy, đểđảm bảo sự chuyển biến điều hoă về lực li tđm vă cảm giâc của hănh khâch, cần lăm một đoạnvuốt nối siíu cao

Đoạn vuốt nối siíu cao lă đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mâi sang dốcmột mâi vă nđng lín bằng độ dốc siíu cao qui định hoặc ngược lại

Chiều dăi đoạn nối siíu cao được xâc định:

+ B: Bề rộng phần xe chạy(m), theo 4054-2005: B = 5.5 (m)

+ isc: Độ dốc siíu cao (%)

+ ip:Độ dốc dọc phụ thím khi nđng siíu cao (%) với đường có Vk=40km/hthì ip=1%

Câc giâ trị của công thức 2.16 được ghi ở bảng 2.5:

Đoạn nối siêu cao

g c on

g troìn

ip

i=i n

Hình 1.2.5 Sơ đồ cấu tạo siêu cao

Bảng 1.2.5

2.2.7 Độ mở rộng trong đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợp vớitrục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng

Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:

R

V R

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp:

Theo 4054-2005 với đường cấp IV, Vtt= 40 km/h thì không cần bố trí đường cong chuyểntiếp

2.2.9 Bán kính đường cong đứng R lồi min , R lõm min :

Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc , tại đó có hiệu đại sốgiữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 2% đối với đường cấp IV trở xuống

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

 ≥ i1-i2 

Với đường cấp IV,  ≥ 20‰ phải bố trí đường cong đứng.

2.2.9.1 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Trị số tối thiểu của đường cong đứng lồi xác định theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn xechạy trên mặt đường SI:

67,6662,12

40

2

2 1

2 min

80

8

2 1

2 min

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m

Theo 4054-2005 với Vtt = 40 km/h thì (tối thiểu thông thường) Rlồimin = 1000 m Chọn

Rlồimin = 1000 m 666,67m để đảm bảo tầm nhìn xe chạy

2.2.9.2 Bán kính đường cong đứng lõm R lõm min :

Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tương ứngvới trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn (0,5 - 0,7) m/s2 Trong thực tế thường lấy giá trị a =0,5 m/s2

Công thức tính toán :

2 min V

+ V: Là tốc độ tính toán V=40km/h

Vậy

5,6

R

2



I d

I

S h S

Theo 4054-2005 với Vtt = 40 km/h, thì (tối thiểu thông thườn) Rlõmmin = 700 (m)

Vậy chọn Rlommin= 700 m để đảm bảo tầm nhìn khi xe chạy vào đường cong

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m).

x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép

Khi hai xe chạy ngược chiều thì:

x = 0,5 + 0,005V (xét cho trường hợp làn xe cạnh chạy ngược chiều)

2 

+ 0,55 + 0,7 = 3,5m

Theo 4054-2005 với đường thiết kế V= 40km/h thì B = 2.75m

Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thời xét theomục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theo qui phạm B =2.75m

* Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức :

lth

cdgio lx

N

N n

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt=40km/h thì Z=0,85

+Ncdgio:Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Ncdgio = 0,1.Nqđ15= 0,11747 = 175 (xcqđ/h)

Thay các giá trị vào 2.21 ta có:

175

0, 210,85 1000

+ Bn : là chiều rộng toàn bộ nền đường (m)

+ Blề : là chiều rộng của lề đường.Theo 4054-2005 thì chiều rộng tối thiểu;

- Áp lực tính toán lên mặt đường : 0,6(Mpa)

- Đường kính vệt bánh xe tương đương : 33 (cm)

2.2.12.2 Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường:

Từ mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến kết hợp với lưu lượng xe chạy năm tương lai, tachọn loại mặt đường cấp cao thứ yếu A2 tương ứng với trị số môduyn đàn hồi tối thiểu : E y/

cmin = 100(Mpa) và mặt đường cấp quá độ B1 để đầu tư phân kỳ lên mặt đường A2, trong 5năm đầu với trị số môduyn đàn hồi tối thiểu : E y/cmin = 75(Mpa)

2.2.13 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến :

8 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi

không làm siêu cao R oscmin

9 Bán kính đường cong nằm tổi thiểu khi

làm siêu cao R scmin

Chương 3:

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

3.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:

- Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu của đường cong nằm, chiều dàiđường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc max của đường khi triển tuyến, v v không vi phạmnhững qui định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

- Đảm bảo tuyến đường ôm theo hình dạng địa hình để khối lượng đào, đắp nhỏ nhất, bảo

vệ được cảnh quan thiên nhiên

- Đảm bảo sự hài hòa, phối hợp giữa đường và cảnh quan

- Xét yếu tố tâm lý người lái xe và hành khách đi trên đường, không nên thiết kế đường cónhững đoạn đường thẳng quá dài (lớn hơn 3km) gây tâm lý mất cảnh giác và gây buồn ngủđối với lái xe, ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xe đi ngược chiều

- Cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học như bán kính đường cong nằm, chiều dài đườngcong chuyển tiếp trong điều kiện địa hình cho phép

- Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh tuyếnkhông bị bóp méo hay gẫy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tố tuyến trênbình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hình xung quanh

- Tránh các vùng đất yếu, đất sạc lở; đối với đường cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dâncư

- Phải phối hợp tốt giữa các yếu tố tuyến và phối hợp tốt tuyến đường với cảnh quan vùng

3.2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ:

Trên bình đồ dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình, cảnh quan thiên nhiên, xácđịnh các điểm khống chế mà tại đó tuyến phải đi qua:

- Điểm đầu, điểm cuối tuyến

- Điểm vượt đèo (điểm yên ngựa)

- Vị trí vượt sông thuận lợi

- Cao độ khu dân cư, thị trấn, thị xã, thành phố, nơi giao nhau với các đường giao thôngkhác

- Đánh dấu những khu vực bất lợi về địa chất, địa chất thủy văn mà tuyến nên tránh và cácđiểm tựa mà tuyến nên chạy qua

Cụ thể , với các điều kiện địa hình và địa chất của khu vực tuyến thiết kế, tuyến phải đi quacác điểm khống chế sau :

- Điểm đầu, điểm cuối tuyến

- Điểm vượt đèo (điểm yên ngựa)

3.3 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ VÀ XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA:

3.3.1 Quan điểm thiết kế:

Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:

- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảm bảođặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe dọa xói lở của

bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo sựđều đặn của tuyến

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiệnthoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm

và địa chất ổn định

- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co,địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốcchủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép

Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ dùng bước compa cố định

có chiều dài:

M i

h l

+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/00)

Có thể lấy id = idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài màtăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

Id = 0,04 x 0,95 = 0,038+

M

1: Tỷ lệ bản đồ,

20000

11

3.4 LẬP CÁC ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG TUYẾN:

Đường dẫn hướng tuyến là đường nối các đoạn thẳng tạo thành một đường sườn do ngườithiết kế vạch ra theo một quan điểm thiết kế kỹ thuật nào đó

Để vạch các đường dẫn hướng tuyến một cách dễ dàng, phù hợp với thực tế cần phải xemxét kỹ các yếu tố của địa hình, vì vậy đối với từng loại địa hình cần phải bám theo nhữngnguyên tắc sau:

- Đối với địa hình đồng bằng, thung lũng, lòng chảo, cao nguyên bằng phẳng và vùng đồithoải đường dẫn hướng tuyến được vạch theo “ lối đi tuyến tự do”, đường dẫn hướng tuyếnthường là đường chim bay giữa các điểm khống chế hoặc cố gắng bám sát đường chim bay đểgiảm chiều dài tuyến Song phải chú ý nơi có đào sâu, đắp cao ở những đoạn cần triển tuyếnthì cố gắng bám theo một độ dốc nào đó, tránh sử dụng những tiêu chuẩn tới hạn, mà nên tậndụng những đoạn thẳng cho phép chiều dài lớn nhất nhỏ hơn 4-6 km, được nối với nhau bằngnhững đường cong nằm có bán kính lớn và có thể sử dụng với bán kính nhỏ

- Đối với địa hình đồi núi, khó khăn và phức tạp về địa hình, bình đồ và trắc dọc tuyếnphải uốn lượn quanh co, bám theo địa hình, phải khắc phục chênh lệch cao độ lớn thì nêndùng đường dẫn hướng tuyến theo “lối đi gò bó” nhưng:

+ Tránh tuyến gãy khúc, cua đột ngột

+ Cho phép sử dụng độ dốc dọc max và các bán kính đường cong nằm tối thiểu nhưngphải đảm bảo tầm nhìn đối với địa hình

+ Cho phép sử dụng đường cong chữ chi (con rắn) khi địa hình núi cao đặc biệt khókhăn theo những chỉ tiêu trong bảng 20 của TCVN 4054-2005.

+ Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về trắc dọc thì được vạch theođường triển tuyến có độ dốc đều với độ dốc giới hạn (dùng bước compa) + Ởcác đoạn cần triển tuyến cố gắng bám theo một độ dốc dọc nào đó Trong trường hợp khókhăn về bình đồ thì cố gắng bám theo đường đồng mức và có lên xuống chút ít để đảm bảoyêu cầu thoát nước

Trên các cơ sở đã nêu ở trên, ta đề xuất phương án 1, phươn án 3, phương án 4 đường dẫnhướng tuyến đi men sườn núi, phương án 2 bám theo đường chim bay

3.5 CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN:

Dùng cách đi bước compa đã xác định, vạch các đường tuyến thỏa mãn các chỉ tiêu kỹthuật trên bình đồ:

- Phương án I: Phương án này có 5 đường cong, bán kính lớn nhất là 800m, bán kính nhỏ

nhất là 300m Tuyến có điểm vượt sông, chiều dài tuyến là 5170,33 km

- Phương án III: Tuyến đi từ điểm A có cao độ 80m chạy về hướng điểm B khoảng 41m,cắt đường đồng mức có cao độ 80m sau đó bám theo đườn đồng mức có cao độ 80m, rồi cắtdườn đồng mức 70m Đi khoảng 332,7m đi qua suôí sau đó tuyến tuyến bám theo đường đồngmức có cao độ 70 di chuyển lên dốc dần cắt đương đồng mức 80m rồi bám theo đường đồngmức 80 xuống dốc dần và bám theo đường đồng mức 80 sau đó cắt đường đồng mức 70 đi vềđiểm B đi khoảng 117,9m tuyến vượt sông có cao độ 61m sau đó về điểm B có cao độ74,95m.Tuyến có 5 đường cong nằm, có điểm vượt sông Chiều dài toàn tuyến là L=5282,15m

-Phương án IV: Tuyến đi từ A có cao độ 80m chạy về hướng điểm B khoảng 1,7km, cắtđường đồng mức có cao độ 70m, đi thêm 100 tuyến vươt sông có cao độ 61m lên cao dầnbám theo đườn đồng mức có cao độ 70m, rồi cắt dườn đồng mức 80m; sau đó men theođường đồng mức 80 về điểm B cao độ 74,95m Tuyến có 6 đường cong nằm, có điểm vượtsông Chiều dài toàn tuyến là: L= 4910,52m

-Phương án II: Tuyến đi tương tự phương án IV Tuyến có 5 đường cong nằm, bán kínhlớn nhất là 1500m, bán kính nhỏ nhất là 300m Chiều dài tuyến là L= 4723,05m

3.6 SO SÁNH SƠ BỘ CHỌN 2 PHƯƠNG ÁN TUYẾN:

Sau khi so sánh tất cả các chỉ tiêu về:

- Chiều dài tuyến (m)

- Hệ số triển tuyến

- Độ dốc dọc lớn nhất

- Số lượng cầu lớn, cầu trung, cầu nhỏ, số cống thoát nước.

- Các công trình đặt biệt

- Tình hình địa chất

- Điều kiện thi công

Từ các điều kiện đó ta lập được các bảng so sánh các phương án tuyến như sau:

Ta có bảng so sánh các phương án tuyến như bảng 3.1:

7 Địa chất khu vực tuyến đi qua Ổn định Ổn định Ổn định Ổn định

3.7.TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG CHO 2 PHƯƠNG ÁN TUYẾN CHỌN:

Sau khi đã so sánh các phương án tuyến ta chọn được hai phương án tối ưu nhất, qua cácđường dẫn hướng tuyến, tiến hành chọn các bán kính đường cong sao cho thích hợp với địahình, với các yếu tố đường ở đoạn lân cận với độ dốc cho phép của cấp đường, đảm bảo đoạnthẳng chêm tối thiểu giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao:

- Xác định điểm đầu, điểm cuối của đường cong tròn

- Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của các đường tang là đỉnhcủa đường cong

- Đo góc chuyển hướng của tuyến, ký hiệu tên đỉnh các đường cong, ghi trị số bán kính lênbình đồ

- Sơ bộ phân tích hướng tuyến và trắc dọc của tuyến, nếu thấy cần thiết sẽ thay đổi vị tríđỉnh của đường cong nằm hoặc chọn lại trị số bán kính R

- Sau khi sửa chữa vị trí tuyến lần cuối cùng tiến hành tính toán các yếu tố cơ bản củađường cong nằm và xác định lý trình các điểm đó

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

R

Trong đó:

+ R(m): Bán kính của đường cong

+ (độ): Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán cắm cong phương án I được ghi ở bảng 3.2

Bảng 1.3.2

Stt Lý trình đỉnh Góc chuyến hướng  R

(m)

T(m)

P(m)

K(m)Trái Phải

P(m)

K(m)

Chương 4:

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Một trong những vấn đề để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ của công trình là cải thiệnchế độ thuỷ nhiệt của đường Các nguồn nước: Nước mặt, nước ngầm, nước ngập đây lànhững yếu tố trực tiếp gây ra những tác động xấu cho công trình đường, chúng có thể gây sạc

lỡ mái taluy nền đường làm cho cường độ nền đường giảm xuống hoặc trực tiếp ngấm quamặt đường làm hư hỏng kết cấu áo đường và nền đường

Chính vì vậy, khi xây dựng và thiết kế đường cần đặc biệt chú ý đến việc thiết kế các

hệ thống thoát nước trên tuyến một cách hợp lý để đảm bảo tuổi thọ cho công trình và tiếtkiệm chi phí đầu tư xây dựng

Hệ thống thoát nước trên tuyến bao gồm:

-Hệ thống rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước, rãnh tập trung nước nhằm mục đíchthoát nước mặt trên mặt đường và thoát nước trong khu vực

-Hệ thống các công trình vượt dòng nước như cầu nhỏ, cống

Những điều cần chú ý khi quy hoạch thoát nước:

+Tần suất thiết kế của công trình thoát nước ứng với cấp kỹ thuật của tuyến đường.Với đường cấp IV chọn tần suất thiết kế cho cầu cống là: 4%

+Ưu tiên chọn kết cấu lắp ghép, cống ở chế độ chảy không áp để thoát nước tốt

Tiết diện và độ dốc của rãnh được xác định phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hìnhkhu vực tuyến qua: hình thang, hình tam giác hay hình máng tròn.

Với điều kiện của tuyến rãnh dọc thoát nước được chọn có tiết diện hình thang, chiềurộng đáy rãnh là 0,4m và độ dốc mái 1:1 Chiều sâu rãnh đảm bảo mức nước thấp hơn méprãnh 20cm và không sâu quá 50cm (Theo tài liệu [4])

Độ dốc dọc của rãnh thường được qui định theo điều kiện đảm bảo không lắng đọngphù sa ở đáy rãnh, thường lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ, nhưng tối thiểu phải lớn hơnhoặc bằng 50/00, cá biệt mới lấy 30/00 Nơi có độ dốc dọc rãnh lớn thì cần có biện pháp gia cốcho phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình nơi đó

Đối với rãnh có tiết diện hình thang đã chọn, cứ 500m chiều dài rãnh nên bố trí mộtcống cấu tạo ngang đường để thoát nước từ rãnh dọc chảy sang phía bên kia của nền đường.Những chổ ngoặt hay có hiện tượng ứ đọng bùn cát, do đó khi chuyển hướng ta thiết kếsao cho rãnh chuyển hướng từ từ với góc ngoặt không nên lớn hơn 450 và bán kính đườngcong không được nhỏ hơn 2 lần chiều rộng mặt trên của rãnh

Hình I.4.1 Cấu tạo rãnh biên

Độ dốc của rãnh đỉnh xác định giống như rãnh dọc

Ở những nơi địa hình sườn dốc hai bên lớn và có địa chất không tốt, có hiện tượngtrượt, sụt lở phải thiết kế hai hay nhiều rãnh đỉnh Ngược lại nếu sườn dốc thoải, diện tíchsườn núi không lớn thì có thể không cần làm rãnh đỉnh nhưng phải xem xét tăng tiết diện rãnhdọc

4.2 CÔNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC.

Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trí côngtrình cống thoát nước Tùy theo lưu lượng chảy về công trình mà ta chọn khẩu độ cho thíchhợp Cống đặt ở nơi đảm bảo thoát nước nhanh, tức là những nơi hình thành dòng chảy rõràng, các suối nhỏ, các đưòng tụ thủy.

Đối với những lưu vực có lưu lượng dòng chảy lớn trên 20m3/s thì có thể xem xét làmcầu nhỏ để đảm bảo khả năng thoát nước, nhưng cũng cần có so sánh cụ thể về mặt kinh tế kỹthuật để quyết định

Lưu vực cống được xác định như sau: Trên bản đồ địa hình khoanh lưu vực nước chảy

về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy sau đó tính diện tích của lưu vực Diệntích lưu vực được xác định ở bảng I.4.2; I.4.3

Bảng xác định diện tích lưu vực phương án I Bảng 1.4.2

4.2.1.3 Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình:

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax 22TCN

220-95 của bộ giao thông vận tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối không bị ảnh

hưởng của thủy triều

Công thức tính có dạng:

Qp = Ap  Hp  F (m3/s) (I.4.1).Trong đó:

+ F: Diện tích của lưu vực (Km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế p% theo phụ lục II tàiliệu [2].

+  : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 14 tài liệu [2] tùy thuộc loại đất cấutạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp%) và diện tích lưu vực (F)

+ Cấp đất xác định theo bảng 13 tài liệu [2] ta có đất cấp IV+ Ap: Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện 

=1 theo phụ lục II tài liệu [2]

+ : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, ao hồ theo bảng 17 tài liệu [2] 

Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp IV

3.2.Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức:

  lL

F

b sd

8,1

.1000

(m) (I.4.2).

Trong đó:

+ l: Tổng chiều dài các suối nhánh (km)

+ L: Chiều dài suối chính (km)

Đối với lưu vực có 2 mái dốc : B = F/2L ; Đối với lưu vực có 1 mái dốc : B = F/L

Và bsd tính theo (I.4.2) nhưng thay hệ số 1.8 bằng 0.9

3.3.Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:

sd =

 0 , 4 3

, 0

6 , 0

p sd sd

sd

H I m

b

 (I.4.3) Trong đó:

+ Isd: Độ dốc của sườn dốc lưu vực (0/00) Xác định thực tế trên địa hình.+ msd: Hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 15 của tài liệu [1].Trongtrường hợp cỏ thưa, mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không cày xới : msd= 0.25

Đối với lưu vực nhỏ, khi dòng chảy lũ không rõ ràng môduyn dòng chảy đỉnh lũ lấytheo phục lục II của tài liệu [2] ứng với  = 0.ls

3.4.Xác định thời gian tập trung nước :

Xác định thời gian tập trung nước theo phụ lục II của tài liệu [2] ứng với vùng mưathiết kế và  sd

3.5.Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối:

LS =

 1 / 4 4

/ 1 3 /

1

1000

H F

I m

L

LS

Trong đó:

+ L: Chiều dài dòng suối chính (Km)

+ Ils: Độ dốc dòng suối chính tính theo000 xác định thực tế trên địa hình

+ mls: Hệ số nhám của lòng suối xác định theo bảng 16 của tài liệu [2] Giả thiết vớisông miền núi, lòng sông nhiều đá, mặt nước không phẳng suối chảy không thường xuyên,quanh co lòng suối tắc nghẽn lấy mls = 7

3.6.Xác định A p theo  và ls  , vùng mưa theo phụ lục II của tài liệu [2].sd

Từ lưu lượng Qmax ta tra bảng 9-1a, bảng 9 - 1b của [6], ta được , H, V ứng với loại cốngtròn loại I, chảy không áp:

Khẩu độ cống của phương án I và II được xác định ở bảng 4.6:

V(m/s)

Cầu được bố trí ở những nơi tuyến đường vượt qua các con sông suối có lưa lượng nướcchảy ính toán Qp lớn.

Trong khu vực tuyến đi qua có bố trí công trình cầu nhỏ như sau:

-Phương án I : 01 cầu

-Phương án II : 01cầu

Chương 5:

THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN

5.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ :

Sau khi chọn được hai phương án tuyến trên bản đồ đường đồng mức ta tiến hành lên trắc dọc các phương án đó tại các cọc 100m (cọc H), cọc địa hình (cọc nơi địa hình thay đổi), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối, nơi giao nhau, cầu, cống ) Sau đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật theo các nguyên tắc cơ bản sau :

- Đối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều với độ dốc hợp lý + Khi địa hình cho phép nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhằm phát huy hết tốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế nhằm nâng cao chất lượng khai thác và dễ dàng nâng cấp sau này.

+ Các tiêu chuẩn giới hạn cho phép như độ dốc dọc i max , bán kính đường cong nằm tối thiểu chỉ dùng ở những nơi khó khăn về địa hình

+ Việc chọn tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường cho từng đoạn phải trên cơ

sở phân tích so sánh các phương án về kinh tế kỹ thuật

- Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống.

- Ở những đoạn đường từ cấp III trở xuống khi có nhiều xe đạp, xe thô sơ thì độ dốc dọc không lớn hơn 4%, nếu có nhiều xe rơ-moóc thì phải căn cứ vào trị số tính toán để xác định độ dốc dọc lớn nhất cho phép.

- Để đảm bảo thoát nước mặt tốt không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nửađào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 50/00 (cá biệt 30/00 với chiều dài khôngquá 50m)

- Thiết kế độ dốc dọc sao cho đáy rãnh thoát nước song song với nền đường

- Khi thiết kế trắc dọc cần chú ý đến điều kiện thi công (thủ công hay cơ giới).

- Ở những đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dốc dọc lớn hơn 600/00 thì yêu cầu cứ2000m phải bố trí một đoạn nghỉ có độ dốc thoải không vượt quá 250/00 và chiều dài đoạnnghỉ không quá 50m Đoạn nghỉ nên bố trí ở những đoạn địa hình thuận lợi gần nguồnnước nhất, đối với đường có một làn xe thì nên bố trí kết hợp với đoạn tránh xe (làn phụ)

- Không nên thiết kế những đoạn có độ dốc dọc lớn trùng với đường cong nằm có bánkính nhỏ, nếu có thì phải triết giảm so với độ dốc dọc lớn nhất qui định trong quy phạmxem bảng 19 tài liệu [3]

- Đường cong đứng phải được bố trí ở những chổ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại sốgiữa hai độ dốc :   |i1 i2| 20

- Đường cong đứng thiết kế dạng đường cong tròn hay dạng parabol bậc hai

- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

- Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêucầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công Độ cao của những điểm mong muốn đượcxác định trên cơ sở vẽ các biểu đồ H = f (giá thành, F) Định ra các chiều cao kinh tế chotừng cọc hay cho từng đoạn tuyến có địa hình giống nhau về độ dốc ngang sườn, về địachất

- Đối với địa hình vùng đồi núi nên dùng phương pháp đường cắt để cân bằng khốilượng đào đắp, đối với địa hình đồng bằng nên dùng đường bao

- Cố gắng bố trí đỉnh của đường cong đứng trùng với đỉnh của đường cong nằm.Trongtrường hợp không thể bố trí trùng nhau thì độ lệch không quá 1/4 độ dài đường congngắn

- Đối với địa hình vùng đồi núi để tăng cường sự ổn định của trắc ngang đường và tiệnlợi cho thi công nên dùng trắc ngang chữ L

5.2 XÁC ĐỊNH CÁC CAO ĐỘ KHỐNG CHẾ:

Việc đầu tiên trong thiết kế trắc dọc là xác định các điểm khống chế Cao độ điểmkhống chế là cao độ mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua như cao độ điểm đầu, điểmcuối của tuyến, nơi giao nhau với các đường giao thông ôtô khác cấp hoặc với đường sắt,cao độ mặt cầu cao độ tối thiểu đắp trên cống, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên,cao độ nền đường ở những nơi có mức nước ngầm cao

Trong hai phương án đã chọn các điểm khống chế cao độ tối thiểu như sau:

- Điểm đầu tuyến A:80m

+ C1: KM0 + 900: 81,66 (m)+ C2: KM2 + 200: 63,52 (m)

+ C3: KM2 + 900: 69,74 (m)

+ C4: KM4 + 00: 72,87 (m)

- Cao độ tối thiểu cống tính toán của phương án II :

+ C1: KM0 + 900: 71,09 (m)+ C2: KM2 + 400: 75,04 (m)

+ C3: KM3 + 500: 62,70 (m)

5.3 XÁC ĐỊNH CÁC CAO ĐỘ MONG MUỐN :

Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn núi tự nhiên

và địa chất khu vực Nên phân thành từng đoạn có độ dốc sau để xác định cao độ củanhững điểm mong muốn (cao độ chỉ đạo) is < 20% dùng dạng nền đắp và nửa đào - nửađắp, is= 20 - 30% dạng nửa đào - nửa đắp, is > 30% dạng trắc ngang chữ L hoặc thiên vềđào nhiều hơn

Để xác định cao độ mong muốn cho từng đoạn trắc dọc Ta tiến hành lập đồ thị tươngquan giữa diện tích đào và diện tích đắp Tại những nơi có Fđào = Fđắp ta xác định được trắcngang kinh tế hình I.5.1

5.4 QUAN ĐIỂM THIẾ KẾ:

Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồi nên trắc dọc cao độ tự nhiên thay đổi liên tục nên ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp

đường cắt Khi thiết kế cần cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc hoặc vận chuyển ngang từ phần nền đào sang phần nền đắp.

Bám sát các điểm khống chế và các điểm mong muốn, làm thỏa mãn tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến, độ dốc dọc nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tốithiểu ở nền đào, bán kính đường cong đứng, phối hợp giữa đường cong đứng và đường cong nằm nhằm đảm bảo sự đều đặn của tuyến

5.5 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ - LẬP BẢNG CẮM CỌC HAI PHƯƠNG ÁN:

Sau khi đã xác định các điểm khống chế và các điểm mong muốn đưa các điểm

đó lên trắc dọc đã vẽ đường “đen” (đường địa hình tự nhiên)

Sơ bộ vạch vị trí đường đỏ thoả mãn các yêu cầu sau:

- Bám sát các điểm khống chế và các điểm mong muốn

- Thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật

- Độ dốc dọc chẵn phần ngàn

- Độ dốc dọc phải nhỏ hơn idmax và lớn hơn 5 0/00 đối với các đoạn nền đào và nữađào nữa đắp

- Phối hợp bình đồ với trắc ngang

- Trong thực tế khó mà đảm bảo thoả mãn đồng thời tất cả các yêu cầu đặt ra, do

đó phải tuỳ tình hình cụ thể cho từng đoạn tuyến để chọn giải pháp thiết kế hợp lý nhất

Phân trắc dọc thành từng đoạn đặc trưng về độ dốc dọc của đường đỏ, xác định điểm đầu của đoạn dốc tính toán, định trị số dốc dọc cho đoạn đó một cách chính xác (độ dốc dọc phải chẳn phần nghìn)

Xác định cao độ và chiều cao đào đắp đất ở các cọc

Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này Trong thiết

kế thường gặp hai trường hợp:

- Đường đỏ là đường thẳng thì tính điểm xuyên như sau hình I.5.2a:

2 1

1 1 1

h h

h l x



Trong đó:

+ x1: Là khoảng cách tính từ cọc có chiều cao đào hay đắp là h1

+ l1: Là khoảng cách giữa hai cọc (chọn hai cọc gần điểm xuyên)

+ h1, h2: Là chiều cao đào đắp tại hai cọc gần điểm xuyên

- Đường đỏ là đường cong đứng hình I.5.2b

.2 J R2 J2 R l J h R

+ R: bán kính đường cong đứng.

+ J: độ dốc tự nhiên mặt đất

+ x2: Khoảng cách từ điểm xuyên đến điểm O có độ dốc i= 0 trên đường

cong đứng

+ l2: khoảng cách giữa điểm O với một cọc chi tiết gần nhất

Từ các điều kiện nêu trên ta lập được bảng cắm cọc của hai phương án

i i R T

i i R K

B A

B A

.2

2

B

dK

Hình I.5.3 : Sơ đồ xác định các cong đứng

iA - iB

(0/00)

T (m )

d (m)