CHơNG 3. THIếT Kế BìNH đ TUYếN Å
3.3. Giải pháp thiết kế tuyến trên bình đồ
a. Bình đồ tuyến đờng
Bình đồ tuyến đờng là hình chiếu của đờng lên mặt phẳng nằm ngang. Gồm 3 yếu tố chính của tuyến trên bình đồ là đoạn thẳng, đoạn đờng cong tròn, và đoạn cong chuyển tiếp nối đoạn thẳng với đoạn đờng cong tròn.
b. Nguyên tắc thiết kế
Đảm bảo các yếu tố của tuyến nh bán kính, chiều dài đờng cong chuyển tiếp, độ dốc dọc max của đờng khi triển tuyến… không vi phạm những quy định về trị số giới hạn, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi điều kiện địa hình cho phép.
Vị trí tuyến
Bám sát các điểm khống chế yêu cầu. Đảm bảo tuyến ôm theo hình dạng địa hình để hệ số triển tuyến bé, khối lợng đào đắp nhỏ, bảo vệ, hài hoà với cảnh quan môi trờng, ổn định lâu dài.
Tránh các vùng đất yếu, sụt trợt, ngập nớc, đối với đờng cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân c.
Giảm thiểu chi phí đền bù giải toả. Cố gắng để tuyến giao thẳng góc với dòng chảy, chọn khúc sông ổn định, tránh tuyệt đối những khúc sông cong. Không nên đi sát sông suối.
Đoạn thẳng (chiều dài L, hớng α)
Xét tới yếu tố tâm lý ngời lái xe và hành khách đi trên đờng: không nên thiết kế những đoạn thẳng quá dài (> 3km) gây tâm lý mất cảnh giác, buồn ngủ, ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xe
đi ngợc chiều. Đoạn chêm giữa 2 đờng cong bằng phải đủ độ lớn để bố trí đờng cong chuyển tiếp.
Đoạn cong tròn (bán kính R, góc chuyển hớng α)
Khi góc chuyển hớng nhỏ phải làm bán kính cong lớn để chiều dài đờng cong không quá
ngắn, trờng hợp góc chuyển hớng nhỏ hơn 005’ không yêu cầu làm đờng cong nằm.
Đoạn cong chuyển tiếp (chiều dài Lct)
Với vận tốc thiết kế 60km/h buộc phải bố trí đờng cong chuyển tiếp giữa đoạn thẳng và
đoạn cong. Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế cơ sở không cần phải bố trí đờng cong chuyển tiếp.
Phối hợp các yếu tố tuyến
Cố gắng tránh thay đổi một cách đột ngột các yếu tố tuyến liên tiếp. Nên duy trì tỉ lệ 1:1,4 về bán kính cảu các đờng vòng liên tiếp hoặc chiều dài của các đoạn thẳng, cong liên tiếp. Sau một đoạn thẳng dài không bố trí bán kính nhỏ mà trớc đó nên có một bán kính lớn hơn bao ngoài cả 2 phía. Tránh bố trí đoạn chêm ngắn giữa 2 đờng cong cùng chiều hoặc ngợc chiều vì tạo cảm giác gãy khúc. Nếu gặp thì nên dùng đờng cong bán kính lớn, dùng tổ hợp nhiều đờng cong bán kính khác nhau nối liền nhau, hoặc dùng đờng cong chuyển tiếp.
c. Cơ sở đi tuyến theo đờng tang.
Xác định tuyến lý thuyết:
Là tuyến có độ dốc dọc không đổi thờng lấy nhỏ hơn độ dốc giới hạn khoảng 5ữ15%.
Định các đỉnh chuyển hớng, nối các đỉnh bằng các đờng thẳng sau đó nối các đờng thẳng (đờng tang) bằng các cung tròn. Khi vạch tuyến trên bình đồ phải đảm bảo độ dốc cho phép, khi tuyến cắt qua các đờng đồng mức thì cố gắng đảm bảo đủ bớc compa đợc tính theo công thức:
Công thức:
M i
H
d
. 1
= ∆
λ (cm)
∆H là bớc đờng đồng mức, ∆H = 5m.
M: tỉ lệ bản đồ, M = 10.000.
id: độ dốc đều: id = imax-i'
imax = 0,07
i': độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế i' ≈ 0,02 Thay sè:
10000 . 1 0,02) (0,07
5
= −
λ = 0,01m = 2cm (trên bản đồ)
Vạch tuyến thực tế
Dựa vào tuyến lý thuyết vạch một tuyến bám sát nhng tăng chiều dài giữa các đỉnh chuyển hớng, giảm số lợng đờng cong. Độ dốc dọc của tuyến này lớn hơn độ dốc dùng để vẽ tuyến lý thuyết một ít vì đã thay các đoạn gẫy khúc bằng các đoạn thẳng dài.
3.3.2. Nguyên tắc thiết kế bình diện tuyến
Dự án xây dựng là tuyến mới hoàn toàn, qua vùng địa hình đồi núi, địa chất vùng thung lũng mà tuyến đi qua hầu hết là nền đất tốt phân bố trên diện rộng. Việc thiết kế bình đồ tuyến đợc thực hiện dựa trên các nguyên tắc sau:
Phù hợp với hớng tuyến đã chọn;
Nâng cao các tiêu chuẩn kỹ thuật (bán kính đờng cong, tầm nhìn, …). Đảm bảo tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật của đờng cấp IV vùng đồi;
Phối hợp tốt giữa các yếu tố hình học của tuyến đờng (bình đồ, trắc dọc, trắc ngang), giữa tuyến đờng với các công trình khác và cảnh quan thiên nhiên;
Toàn bộ các đờng cong trên tuyến đều đợc thiết kế đờng cong chuyển tiếp clotoid (tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế cơ sở không cần phải thiết kế đờng cong chuyển tiếp).
3.3.3. Thiết kế đờng cong nằm
Sau khi vạch tuyến xong thì ta bố trí các đờng cong nằm trên tuyến.
Đo góc ngoặt cánh tuyến α trên bình đồ. Những yếu tố đờng cong xác định theo các công thức:
Tiếp tuyến:
.tgα2 R
T = ;
Ph©n cù: 1)
(sec 2 −
=R α
p ;
Chiều dài đờng cong:
180 . . α πR
K = ;
Đoạn đo trọn: D = 2T-K.
Bảng các yếu tố đờng cong của 2 phơng án (xem phự lôc 1.2.2).
3.3.4. Rải các cọc chi tiết trên tuyến.
Cọc chi tiết phản ánh sự thay đổi địa hình, các cọc chi tiết đợc đánh số từ 1 đến hết.
Cọc tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, đỉnh P của đờng cong nằm.
Cọc lý trình:
Cọc lý trình 100m là các cọc cách nhau 100m từ đợc đánh số từ H1ữH9 trong 1 km;
Cọc lý trình 1000m (km) là các cọc cách nhau 1000 m đánh số từ km0 đến hết tuyến.
Bảng cắm cọc chi tiết 2 phơng án (xem phụ lục 1.2.3).
3.3.5. Dựng trắc dọc mặt đất tự nhiên
Trắc dọc mặt đất tự nhiên đợc dựng với tỉ lệ đứng 1:500, tỉ lệ ngang 1:5000.