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 địa hình,cọc khống chế.Từ đó
nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ sao cho phù hợp với các yêu cầu:
+ Khi địa hình cho phép nên dùng các chỉ tiêu 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
+ Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống.
+ Ðể đảm bảo thoát nước mặt tốt không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nửa đào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 50/00 (cá biệt 30/00). Nếu thiết kế
thì chiều dài của đoạn không được quá 50m.
+ Khi địa hình thật khó khăn mới sử dụng tới tiêu chuẩn giới hạn.
+ Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật ban đầu (chương 2), độ dốc, Rlồimin, Rlõmmin
+ Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc:ω = |𝑖1 - i2| > 2%
+ Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế.
+ Khi vạch đường đỏ bám sát cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu
5.2 Xác định cao độ các điểm khống chế.
5.2.1 Cao độ khống chế đường đỏ phải đi qua
Xác định cao độ những điểm khống chế buộc đường đỏ phải đi qua hoặc đường đỏ phải cao hơn cao độ tối thiểu quy định như cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến.
Cao độ giao nhau với các đường ôtô khác cấp, cao độ mặt cầu, cao độ đất đắp tối thiểu trên cống.
- Phương án 2:
+ Cao độ điểm đầu tuyến (A): 991.80m + Cao độ điểm cuối tuyến (B): 1001.50m + Cao độ đất đắp trên cống tối thiểu là 0.5m - Phương án 3:
+ Cao độ điểm đầu tuyến (A): 991.80m + Cao độ điểm cuối tuyến (B): 1001.50 m + Cao độ đất đắp trên cống tối thiểu là 0.5m
5.2.2 Cao độ tối thiểu
Cao độ đường đỏ đi qua những điểm này phải cao hơn cao độ tối thiểu quy định.
a) Tại các vị trí đặt cống Đối với cống tròn: Hkc= hđc + Ф + δ + hdđ + hađ
Trong đó:
+ hđc : chiều cao đặt cống + Ф : đường kính cống tròn + δ : chiều dày cống
+ hdđ : chiều cao đất đắp ≥ 50cm + hađ : chiều dày lớp kết cấu áo đường (giả định là 70cm) b) Bề dày thành cống
Chiều dày ống cống có thể xác định sơ bộ theo công thức sau
δ = Ф 12,5 trong đó:
+ Ф : đường kính cống tròn + Đối với cống Φ200:
δ = Φcống ÷ 12,5 = 200 ÷ 12,5 = 16(cm) = 0,16(m).
+ Đối với cống Φ100:
δ = Φcống ÷ 12,5 = 100 ÷ 12,5 = 8(cm) = 0,08(m) + Đối với cống Φ75:
δ = Φcống ÷ 12,5 = 75 ÷ 12,5 = 6(cm) = 0,06(m) + Đối với cống vuông ta chọn bề dày thành cống là 0,2m.
5.3 Xác định cao độ các điểm mong muốn.
Cao độ mong muốn là những điểm làm cho Fđào = Fđắp nên cần phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn núi tự nhiên và địa chất khu
vực. Nhưng thiết kế đường đỏ còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như : Bình đồ, cảnh quan xung quanh, cao độ các điểm khống chế, độ dốc dọc tối thiểu, độ dốc dọc tối đa...
đó là các yếu tố chính để tuyến đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, nên ở đây ta không xác định cụ thể điểm mong muốn mà tuỳ theo thực tế trắc dọc ta vạch đường đỏ cố gắng làm
sao cho Fđào Fđắp trong điều kiện có thể được.
5.4 Quan điểm thiết kế.
Bám sát các điểm khống chế, 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 tối thiểu 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 2 phương án.
5.5.1 Thiết kế đường đỏ
Bám sát các điểm khống chế, các điểm mong muốn, để thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến, độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, phối hợp giữa đỉnh đường cong đứng và đường cong nằm, đảm bảo sự đều đặn của tuyến.
Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định
vị trí các điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này.
Đường đỏ là đường dốc thẳng thì tính điểm xuyên theo công thức sau:
( )m h h l h x
2 1
1 1
1 .
= +
1 Đường đen 2 Đường đỏ
Hình 5.5. Sơ đồ xác định điểm xuyên từ nền đào ra nền đắp
Sau khi vạch đường đỏ ta tiến hành bố trí đường cong đứng như sau:
- Chiều dài đường tang của đường cong đứng:
T = 𝐾
2 = R.(𝑖1- i2)
2 - Chiều dài đường cong đứng tạo bởi hai góc dốc i1 và i2:
K = R(i1 – i2) - Phân cự đường cong đứng:
P = 𝑇2 2R = 𝐾2
8R i1, i2 là độ dốc của hai đoạn dốc nối nhau bằng đường cong đứng, dấu của i1 và dấu của i2: i1 lên dốc mang dấu (+);xuống dốc mang dấu (-).
Hình 5.2. Các yếu tố đừng cong đứng
Bảng 5.1: Các yếu tố cơ bản của đường cong đứng phương án
Phương án
ST
T Lý trình Độ dốc
dọc(%)
Các yếu tố cơ bản của đường cong
đứng
2
it ip R(m) T(m) K(m) P(m)
1 Km0+169.99 m 2.7 0.7 5000 99.97 99.95 0.02 2 Km0+700 m 0.9 0.1 12000 96.51 96.51 0.01 3 Km1+061.24 m 0.1 1 8000 87.65 87.65 0.01
4 Km1+300 m 1 0.5 5000 75 75 0.02
5 Km1+882 m 0.5 1.8 8000 103.99 103.98 0.01 6 Km2+034.93 m 1.8 1.31 3000 93.29 93.29 0.03
3
1 Km0+159.76 m 2.9 0.6 3000 104.98 104.97 0.04 2 Km0+310.46 m 0.6 1.8 3500 83.99 83.99 0.02 3 Km0+472.61 m 1.8 0.6 3500 83.99 83.99 0.02 4 Km0+1743.67 m 1.4 0.7 5000 100 99.99 0.02 5 Km0+955 m 0.7 1.3 15000 104.99 104.98 0.1
6 Km1+155 m 0.6 1.6 5000 100 99.99 0.02
7 Km1+542.41 m 1.6 0.3 6000 131.99 131.99 0.02 8 Km1+798.83m 1.6 0.3 8000 103.99 103.98 0.01 9 Km2+0.24.01 m 0.3 0.55 10000 85 85 0.01