Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trí công trình thoát nước bao gồm cầu, cống v,v…
Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ phải được chọn theo tính toán thuỷ văn.
Đối với cầu cũng được chọn theo tính toán thuỷ văn và từ đó dựa vào lượng nước tính toán mà chọn ra khẩu độ cầu định hình.
4.2.1. Cống
4.2.1.1. Xác định vị trí cống
Đối với cống tính toán: Căn cứ vào bình đồ và tuyến đường, trắc dọc tự nhiên đặt tại các vị trí tập trung nước (tụ thủy).
Đối với cống cấu tạo: đặt tại các vị trí lưu vực không đáng kể hay chiều dài thoát nước của rãnh dọc quá lớn.
Bảng 4.1: Vị trí đặt cống trên tuyến STT Lý trình Loại cống 1 Km 0 + 210,11 Cống tính toán 2 Km 0 + 882,79 Cống tính toán 3 Km 1 + 389,91 Cống tính toán 4 Km 1 + 873,96 Cống tính toán 4.2.1.2. Xác định lưu vực cống:
Lưu vực cống được xác định như sau: Trên bình đồ khoanh lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy rồi tính diện tích của lưu vực.
Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ và tuyến đường.
Bảng 4.2: Diện tích của lưu vực cống
STT Lý trình Diện tích (km2)
1 Km 0 + 210,11 0,2764
2 Km 0 + 882,79 2,092
3 Km 1 + 389,91 0,25
4 Km 1 + 873,96 0,512
4.2.1.3. Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình
Lưu lượng nước Qmax chảy về công trình được xác định theo công thức: Qp = Ap . . Hp . . F ( m3/s)
Trong đó:
F – Diện tích của lưu vực (Km2)
Hp – Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế p = 4%
– Hệ số dòng chảy lũ, tùy thuộc loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp%) và diện tích lưu vực (F) (Theo Bảng A,1 – Phụ lục A tiêu chuẩn TCVN 9845:2013)
Ap – Môđun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tầng suất thiết kế trong điều kiện =1(Theo Bảng A,3 – Phụ lục A thuộc tiêu chuẩn TCVN 9845:2013) – Hệ số chiếc giảm lưu lượng do đầm, ao hồ; =1
P% : Tần số lũ tính toán, được quy định tùy thuộc vào cấp thiết kế của đường theo bảng 30, tài liệu [1] đường cấp III; p = 4%
Ta có trình tự tính toán lưu lượng nước qua cống như sau:
a) Xác định lưu lượng mưa ngày và cấp đất
Dựa vào tiêu chuẩn TCVN 9845:2013 xác định vùng thiết kế và lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế: xã An Dân và thị trấn Chí Thạnh thuộc vùng mưa XIII(Theo BảngA,4 – Phụ lục A), Với đường cấp III ta lấy p = 4%, trạm đo mưa Tuy Hòa ( thuộc thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên).
Ta có: Hp = 390mm. Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III.
b) Tính chiều dài sườn dốc lưu vực
bsd = Trong đó :
∑l: Tổng chiều dài các suối nhánh (km)
L: Chiều dài suối chính (km). Xác định dựa vào bình đồ
c) Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực
Trong đó:
Isd – Độ dốc của sườn dốc lưu vực (0/00) được xác định trên bình đồ, msd – Hệ số nhám sườn dốc xác định theo Bảng 4 – Tiêu chuẩn TCVN
9845:2013 ứng với điều kiện đất ở khu vực tuyến qua là đất được thu dọn sạch, không có gốc cây, không cày xới, vùng dân cư nhà cửa nhỏ hơn 20%, mặt đá xếp nên msd = 0,25
– Hệ số dòng chảy lủ phụ thuộc loại đất, diện tích lưu vực, chiều dày lượng mưa
d) Xác định thời gian tập trung nước sd
Xác đinh thời gian tập trung nước sd theo phụ lục Bảng A,2 phụ lục A – Tiêu chuẩn TCVN 9845:2013 dựa vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc(Фsd) và vùng mưa.
e) Xác định hệ số nhám lòng suối mLS
Theo tiêu chuẩn TCVN 9845:2013, đối với sông đồng bằng ổn định lòng sông khá sạch, suối không có nước thường xuyên, chảy trong điều kiện tương đối thuận lợi lấy mls =11.
f) Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối
Trong đó:
L – Chiều dài của dòng suối chính (Km)
Ils – Độ dốc dòng suối chính tính theo 0/00 và được xác định dựa vào bình đồ, mls = 11 – Hệ số nhám của lòng suối xác định theo Bảng 5 - Tiêu chuẩn TCVN 9845:2013
g) Xác định Ap theo ls và sd, vùng mưa theo tiêu chuẩn TCVN 9845:2013 h) Xác định trị số Qmax sau khi thay các trị số trên vào công thức tính Q
Kết quả tính toán:
Bảng 4.3: Tính toán lưu lượng nước chảy qua công trình
STT Lý trình (m)bsd Isd α H4% Фsd sd Ils o/oo (mm) (phút) o/oo 1 Km 0 + 210,11 100 42,28 0,88 390 2,00 15 35,31 2 Km 0 + 882,79 489 43,02 0,77 390 5,43 47 38,84 3 Km 1 + 389,91 144 37,5 0,88 390 2,57 20 55,24 4 Km 1 + 873,96 206 38,88 0,88 390 3,16 27 56,35 ST T Lý trình Фls Ap δ Qmax (m3/s) 1 Km 0 +210,11 13,54 0,0963 0,75 6,85 2 Km 0 +882,79 12,74 0,0773 0,50 24,28 3 Km 1 +389,91 7,55 0,121 0,75 7,79 4 Km 1 +873,96 6,39 0,13 0,50 11,42 i) Chọn loại cống, khẩu độ cống Về vật liệu: Cống BTCT.
Về phương pháp thi công: Bán lắp ghép đối với cống tròn và cống hộp. Về kết cấu: Cống tròn, cống vuông.
Về chế độ nước chảy trong cống: Không áp.
Từ giá trị Qmax ta tra bảng khả năng thoát nước của cống tròn và cống vuông (Tiêu chuẩn TCVN 9845:2013) để chọn khẩu độ cống cho phù hợp.
Một số quan điểm chọn cống :
+ Đối với các vị trí có thể bố trí cống tròn thì ta ưu tiên bố trí cống tròn vì giá thành rẻ, thi công đơn giản, thoát nước tốt, Cống tròn được chọn là cống tròn loại 1, chế độ chảy không áp.
+ Còn tại những vị trí mà lưu lượng nước lớn cống tròn không đảm bảo khả năng thoát nước thì ta bố trí cống vuông, Cống vuông được chọn cũng là cống loại 1.
+ Lựa chọn cống sao cho khẩu độ cống là ít nhất nhằm tạo thuận lợi cho quá trình thi công.
+ Với cùng lưu lượng thiết kế nên chọn cống khẩu độ lớn để giảm số cửa và đốt cống ,thuận lợi cho thi công.
Dựa vào khả năng thoát nước, ta đưa ra phương án chọn cống như Mục 4.2.3. Kết quả lựa chọn khẩu độ cống và loại cống:
Bảng 4.4: Khẩu độ và mực nước dâng trong cống phương án I
Cống Lưu lượng nước qua cống Khẩu độ D Hw
1 3,425 2D175 1,75 1,4
2 24,3/2x2,5 2H250 2,5 2,025
3 7,8/2 2D175 1,75 1,44
4 11,12 H250 2,5 2,05
Bảng 4.5: Khẩu độ và mực nước dâng trong cống phương án II
Cống Lưu lượng nước qua cống Khẩu độ D Hw
1 3,425 2D175 1,75 1,4 2 24,3/2x2,5 2H250 2,5 2,025 3 7,8/2 2D175 1,75 1,44 4 11,12 H250 2,5 2,05 4.2.2. Cầu Thiết kế ở phần II.
5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN 5.1. Nguyên tắc thiết kế
Một số nguyên tắc cần tuân thủ:
+ Tránh sử dụng các CTKT giới hạn + Thoả mãn cao độ khống chế trên tuyến + Đáp ứng được cao độ mong muốn
+ Chiết giảm độ dốc trong đường cong bán kính nhỏ + Xem xét bố trí làn phụ leo dốc
+ Đảm bảo thoát nước cho tốt: tại các vị trí nền đường đào, đắp thấp, cần thiết kế độ dốc dọc 0,5% trở lên; không bố trí đường cong lõm trong nền đường đào, đắp thấp
+ Thiết kế bám sát các cao độ mong muốn: Đảm bảo ổn định nền đường và khối lượng thi công: nền đường tại các vị trí có sườn dốc i<20%=> thiên về đắp; 30-:-50% thiên về đào, nửa đắp; >50% nền đào chữ L; đi qua điểm yên ngựa nên đào nhẹ
+ Đảm bảo thuận lợi cho thi công: đoạn đổi dốc phải đảm bảo lớn hơn Lmin