PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐOẠN TUYẾN (15%) CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ
2.1. Lập bảng cắm cọc chi tiết.
Nguyên tắc và phương pháp thiết kế bình đồ đã được trình bày ở phần thiết kế sơ sở. Do trong phần thiết kế kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác cao hơn và để tính toán chính
xác khối lượng. Từ bình đồ nhiệm vụ được giao ở phần thiết kế cơ sở ∆h = 2m, tỉ lệ bình đồ 1:10 000, ta vẽ các đường vuông góc với đồng mức , chia các đường đó thành 5 đoạn rồi nối các các điểm được chia đó theo ∆h = 1m, tỉ lệ 1:1000.
- Do đó ngoài các cọc KM, cọc H, cọc TD, P, D,... Ta phải cắm thêm các cọc chi tiết, và được quy định như sau:
- Trên đường thẳng khoảng cách các cọc là 20m.
- Trên đường cong tròn thì khoảng cách các cọc là:
+ k = 5,0m khi đường cong có bán kính R < 100(m).
+ k = 10,0m khi đường cong có bán kính R = 100 500(m).
+ k = 20,0m trên đường cong có bán kính R > 500m.
Trên đoạn tuyến có 1 đường cong nằm, đường cong bán kính R= 600m, ta cắm thêm các cọc cách nhau 20m và những đoạn còn lại ta cắm cọc cách nhau 20m.
Bảng cắm cọc chi tiết thể hiện ở phụ lục 2.1.1
2.2. Thiết kế chi tiết đường cong nằm.
2.2.1. Thiết kế đường cong chuyển tiếp
Căn cứ vào bình đồ tuyến ở phần lập dự án khả thi, đoạn tuyến từ Km 0+000.00 đến Km 2+000.00 có 12 đường cong nằm bán kính R= 600m, R=300,R==250,R=150,R=400,R=500, R=200 có các yếu tố sau
Bảng 2.1. Các yếu tố cơ bản của đường cong nằm thiết kế
STT Lý trình Góc chuyển hướng Các yếu tố cơ bản của đường cong
R(m) T(m) P(m) K(m) 1 Km0+169.99 m 11054’0’’ 600 87.57 3.43 174.66 2 Km0+366.97m 24045’36’’ 300 90.91 7.49 179.62 3 Km0+671.91 m 34024’36’’ 150 76.72 8.07 150.09 4 Km0+830.70 m 1604’12’’ 250 60.33 2.90 120.10 5 Km1+060.28 m 34033’0’’ 200 87.35 9.99 170.61 6 Km1+243.27 m 20055’12’’ 250 71.21 4.65 141.26 7 Km1+447.92 m 10020’24’’ 400 61.20 1.89 122.17
8 Km1+592.76 m 7054’0’’ 500 33.80 1.14 67.50 9 Km1+716.47 m 21058’12’’ 150 29.11 2.80 57.51 10 Km1+839.16 m 1103’0’’ 250 24.18 1.17 48.20 11 Km+954.88 m 1408’24’’ 200 24.80 1.53 49.35
Vì đường cong nằm có bán kính, 600 m và địa hình là vùng núi, do đó ta áp dụng phương pháp cắm cong nhiều tiếp tuyến để cắm cong (xem ở phần cắm các điểm chi tiết trên đường cong nằm). Khoảng cách giữa các cọc chi tiết là 20m.:
R= 600m: đoạn cắm cọc chi tiết là 20m, do đó:
𝛾 =20.180 600. 𝜋 = 1054′35" ⇒ 𝜑 = 18000′0"− 𝛾 = 18000′0′′− 1054′35"
= 17805′24"
L = R. 𝑡𝑎𝑛𝛾
2= 600. 𝑡𝑎𝑛 (1054′35"
2 ) = 10(𝑚) R= 600m: đoạn cắm cọc chi tiết là 20m, do đó:
0 ' " 0 ' " 0 ' '' 0 ' " 0 ' "
20.180 γ 1 5435 φ 180 0 0 γ 180 0 0 1 5435 178 5 24
600.π
= = = − = − =
0 ' "
γ 1 5435
L = R.tan 600.tan 10(m)
2 2
= =
Hình 2.1. Sơ đồ cắm cọc chi tiết trên đường cong tròn cơ bản
* Cách cắm cọc:
Từ sơ đồ và các giá trị đã tính toán ta cắm cong: Xuất phát từ điểm đầu đường cong TĐ(A1) hướng máy đo về đỉnh P1 theo tiếp tuyến bố trí một đoạn thẳng chiều dài L1 (m) ta xác định được điểm B1. Từ điểm B1 đặt máy kinh vĩ đo góc φ1 về phía đường cong, trên hướng vừa đo bố trí một đoạn thẳng có chiều dài L1 (m), ta xác định được điểm A2 là điểm tiếp xúc với đường cong, theo hướng này ta bố trí 1 đoạn có chiều dài
L2 (cách A2) ta sẽ xác định được B2. Đặt máy tại B2 đo góc φ2 theo hướng này ta bố trí 1 đoạn L2 (m) ta xác định được A3,cũng trên hướng này ta bố trí 1 đoạn L3 (m) ta xác định được B3. Tương tự, từ điểm B3 xác định được điểm A4, B4. Cứ như vậy ta sẽ bố trí được hết các điểm chi tiết trên đường cong.
Bảng cắm cọc chi tiết trong đường tròn còn lại được thể hiện phụ lục 2.1.2 và
phụ lục 2.1.3
2.2.2. Bố trí vuốt nối siêu cao, mở rộng, đường cong chuyển tiếp 2.2.2.1. Bố trí vuốt nối siêu cao, mở rộng
Lnsc tối thiểu : Đã tính toán ở phần thiết kế sơ bộ: Lnsc = 50 m. Đường cong thiết kế có bán kính, R=600 m lớn hơn 250m nên không mở rộng đường cong. Các đoạn vuốt nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng nhau.
Phương pháp nâng siêu cao: Chọn phương pháp quay quanh tim đường, đây là phương pháp thường hay sử dụng nhất
Trình tự thực hiện:
- Quay phần xe chạy ở lưng đường cong (kể cả phần lề gia cố, phần lề đất vẫn
dốc đổ ra ngoài) quanh tim đường cho cả phần xe chạy có cùng một độ dốc đổ vào bụng đường cong.
- Tiếp tục quay cả phần xe chạy (kể cả phần lề gia cố ) quanh tim đường cho tới khi đạt độ dốc siêu cao.
- Chiều dài đoạn nối siêu cao Lnsc và các chiều dài các đoạn đặc trưng :
𝐿sc= 𝐵(𝑖sc+i𝑛)
2i𝑝 , L1= L2= B.i𝑛
2i𝑝 , L3 = 𝐵(𝑖sc- i𝑛)
2i𝑝 Trong đó: + B: chiều rộng mặt đường
+ L1 : Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ -in đến 0 + L2 : Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ 0 đến in
+ L2 : Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ in đến isc
2.2.2.2. Bố trí đường cong chuyển tiếp
❖ Tác dụng của đường cong chuyển tiếp:
- Việc bố trí đường cong chuyển tiếp nhằm thay đổi một cách từ từ giá trị lực ly
tâm, làm cho tuyến đường hài hòa, tăng tầm nhìn, tăng mức độ tiện nghi cho tuyến đường, thay đổi một cách từ từ góc α hợp thành giữa trục bánh trước và trục sau.
- Dạng của đường cong chuyển tiếp: Để thực hiện mục đích thiết kế của đường
cong chuyển tiếp như đã phân tích ở trên, dạng của nó tốt nhất được thiết thiết kế theo phương trình clothoide.
Phương trình đường cong clothoide chuyển sang dạng tọa độ Đề-các là: ρ = 𝐶
𝑆
{ x = S - 𝑆5
40A4 + 𝑆9
3456A8-...
y= 𝑆3 6A2 - 𝑆7
336A6+ 𝑆11
4224A10-...
Trong đó: + C: thông số không đổi;
+ ρ: bán kính đường cong tại điểm có chiều dài đường cong S.
Bảng cắm cọc chi tiết trong đường cong chuyển tiếp được thể hiện phụ lục 2.1.4.
L1 L2
L3
LSC
H
X
in -in
in 0
in isc
b
-in
isc 0
b