Đề tài Thiết kế tuyến nối hai điểm A và B, huyện Mai Châu tỉnh Hoà Bình

®å ¸n thiÕt kÕ m«n häc thiÕt kÕ ®­êng PhÇn I: yªu cÇu thiÕt kÕ NhiÖm vô thiÕt kÕ: ThiÕt kÕ tuyÕn nèi hai ®iÓm A vµ B, uyÖn Mai Ch©u tØnh Hoµ B×nh Sè liÖu thiÕt kÕ : B×nh ®å khu vùc tû lÖ 1:10000. L­u l­îng xe N =750 xe/ n® . Trong ®ã : Xe trôc 6(T) chiÕm 30 % Xe trôc 8(T) chiÕm 20 % Xe trôc 10(T) chiÕm 30 % Xe con chiÕm 15% HÖ sè t¨ng xe chiÕm 5%. Néi dung thiÕt kÕ : Ch­¬ng I :X¸c ®Þnh c¸c yÕu tè kü thuËt cña ®­êng theo qui tr×nh. Ch­¬ng II: ThiÕt kÕ b×nh ®å. Ch­¬ng III: ThiÕt kÕ tr¾c däc. Ch­¬ng IV: ThiÕt kÕ tr¾c ngang, tÝnh khèi l­îng ®µo, ®¾p. Ch­¬ng V: ThiÕt mÆt ®­êng. Ch­¬ng VI: ThiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh tho¸t n­íc, cÇu, cèng. Ch­¬ng IX: KÕt luËn – KiÕn nghÞ. phÇn 2 – néi dung thiÕt kÕ ch­¬ng 1 :X¸c ®Þnh c¸c yÕu tè cña tuyÕn X¸c ®Þnh l­îng xe con quy ®æi / ngµy ®ªm Xe 6T : N6T = 0.35*750 = 263 (xe/ng®) Xe 8T : N8T = 0.20*750 = 150 (xe/ng®) Xe 10 T : N10T = 0.30*750 = 225 (xe/ng®) Xe con: Nxecon= 0.10*750 = 75 (xe/ng®) T¨ng xe : Nt¨ng xe= 0.05*750 = 37 (xe/ng®) L­u l­îng xe thiÕt kÕ: Lµ sè xe con ®­îc qui ®æi tõ c¸c lo¹i xe kh¸c th«ng qua mét mÆt c¾t ngang trong mét ®¬n vÞ thêi gian. C«ng thøc: Ntk = S ai.Ni (xe/ng.®). Trong ®ã: Ni lµ l­u l­îng lo¹i xe i trong n¨m t­¬ng lai (xe/ng.®). ai lµ hÖ sè qui ®æi tõ c¸c lo¹i xe ra xe con. Theo QT 4054- 98 ta cã: Lo¹i xe 6T 8T 10T xebuýt xecon ai 2 2 2.5 2.5 1 Qui ®æi ra xe con : NTK = (N6T + N8T)*2 + N10T*2.5 + Nxebuýt *2.5 + Nxecon *1 =(263+150)*2 +225*2.5 +75*2.5 +37 =1613 (xcq®/ng®) Theo QTVN t­¬ng øng NTK = 1613 sÏ cã VTT =60 km/h 1 . §é dèc däc §é dèc däc ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn x©y dùng tuyÕn , khi ®é dèc däc lín ®èi víi ®­êng miÒn nói,nã lµm gi¶m khèi l­îng ®µo ®¾p do ®ã gi¸ thanh x©y dùng ®­îc h¹ thÊp nh­ng nã l¹i tiªu hao nhiªn liÖu ,hao mßn x¨m lèp §iÒu kiÖn vÒ ®­êng ®Ó xe chuyÓn ®éng ®­îc trªn ®­êng ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lùc kÐo,lùc b¸m - Lùc kÐo : D = f+i Þ i = D - f - Lùc b¸m : - lùc c¶n kh«ng khÝ: Pw = k*V2*F /13 ( [V] = km/h) k – hÖ sè c¶n kh«ng khÝ phô thuéc lo¹i xe , h×nh d¹ng xe k = 0.06 ¸0.07 - xe t¶i k = 0.04 ¸ 0.06 - xe buýt k = 0.025 ¸ 0.035 - xe con F – diÖn tÝch c¶n trë ( m2 ) F = 0.8* B*H B,H – chiÒu réng vµ chiÒu cao lín nhÊt cña xe ( m ) Víi tèc ®é tÝnh to¸n VTT = 60 km/h .Dïng biÓu ®å nh©n tè ®éng lùc thay vµo c«ng thøc tÝnh imax, ta lËp ®­îc b¶ng sau: (f = 0.02) Lo¹i xe Xe t­¬ng øng Dmax imax =Dmax-0,02 Xe con Vonga 0.11 0.09 Xe 6T Gaz 51 0.04 0.02 Xe 8T Zin 130 0.04 0,02 Xe 10T Maz200 0,035 0,015 Xe buýt Maz500 0.055 0.035 Chän ®iÒu kiÖn xe ch¹y b×nh th­êng, mÆt ®­êng kh« s¹ch Lo¹i xe K F(m2) Pw G(Kg) Gk(Kg) Db ib Vonga 0,03 2.333 19.382 1805 910 0.24 0.22 Gaz 51 0.05 3.885 53.794 5360 3750 0.34 0.32 Zin130 0.06 4.308 71.574 8125 6015 0.361 0.341 Maz200 0,07 5.152 99.862 13625 10000 0.36 0.34 Maz500 0.06 §é dèc däc chän theo ®iªï kiÖn lùc kÐo, ë ®©y imax =3.5%. Qui tr×nh qui ®Þnh imax=7%. Lùa chän imax = 7% .Víi c¸c xe t¶i khi chuyÓn ®éng víi ®é dèc lín h¬n ®é dèc theo lùc kÐo cña nã th× ®i víi vËn tèc nhá h¬n vËn tèc thiÕt kÕ 2 . Cù Ly H·m Xe k – hÖ sè h·m phanh k = 1.2 ¸ 1.4 V – vËn tèc tÝnh to¸n (km / h) LÊy k = 1.4 ,i = 2% .Khi xe xuèng dèc: Chän ®iÒu kiÖn xe ch¹y b×nh th­êng j = 0.5 3 . TÇm Nh×n Xe Ch¹y Theo C¸c S¬ §å a . TÇm nh×n theo s¬ ®å 1 ( tÇm nh×n 1 chiÒu) - T×nh huèng : Xe ®ang ch¹y gÆp ch­íng ng¹i vËt ë trªn cïng lµn xe . - §iÒu kiÖn bè trÝ tÇm nh×n : L¸i xe ph¶i nh×n thÊy ch­íng ng¹i vËt hoÆc biÓn b¸o hiÖu dõng mét kho¶ng c¸ch ®ñ lín ®Ó kÞp dõng xe an toµn tr­íc ch­íng ng¹i vËt - TÇm nh×n theo s¬ ®å nµy lµ tÇm nh×n mét chiÒu . - Ký hiÖu tÇm nh×n mét chiÒu : S1 - Ch­íng ng¹i vËt trong s¬ ®å nµy lµ mét vËt cè ®Þnh n»m trªn lµn xe ®ang ch¹y nh­ : ®¸ ®æ, hè sôt,... Xe ®ang ch¹y víi vËn tèc V (Km/h), cã thÓ dõng l¹i an toµn tr­íc ch­íng ng¹i vËt víi chiÒu dµi tÇm nh×n s1 bao gåm mét ®o¹n ph¶n øng t©m lý l1, mét ®o¹n h·m xe Sh vµ mét ®o¹n dù tr÷ l0 . C«ng thøc: S1 = l1 + Sh + l0 (m) S1 Sh l1 l0 1 1 S¬ ®å 1 l1 – qu·ng ®­êng xe ch¹y trong thêi gian ph¶n øng t©m lý l1 = v*t ( t= 1(s)) Sh – qu·ng ®­êng h·m xe. l0 – cù ly an toµn l0 = 5¸ 10 (m ) Tr­êng hîp bÊt lîi khi xuèng dèc : k = 1.4 , l0 = 10 m , V=60 km/h Thay sè ta cã S1=68 (m) b . TÇm nh×n theo s¬ ®å 2 ( tÇm nh×n 2 chiÒu) S2 Sh1 l2 l0 1 1 S¬ ®å 2 l1 Sh2 2 2 - T×nh huèng: Hai xe ch¹y ng­îc chiÒu trªn cïng 1 lµn cÇn h·m ®Ó kÞp dõng xe ®Ó kh«ng ®©m vµo nhau. §iÒu nµy rÊt khã cã thÓ x¶y ra nh­ng còng cã tr­êng hîp l¸i xe v« kØ luËt, say r­îu... tuy rÊt h·n h÷u nh­ng vÉn ph¶i xem xÐt. S2 = l1 + l2 + Sh1 +Sh2 + l0 (m) Tr­êng hîp bÊt lîi 1 xe lªn dèc , 1 xe xuèng dèc NÕu V1 = V2 = V= 60 km/h Thay sè ta cã S2 = 202 (m) c. TÇm nh×n theo s¬ ®å 4 ( tÇm nh×n v­ît xe ) (v1 > v2) - T×nh huèng : Xe 1 ch¹y nhanh b¸m theo xe 2 ch¹y chËm trªn cïng mét lµn, xe 1 muèn v­ît xe 2 ph¶i ®i sang lµn bªn c¹nh (®­êng hai l¸n xe, kh«ng cã gi¶i ph©n c¸ch) mµ trªn lµn ®ã cã xe 3 ®ang ch¹y ng­îc chiÒu . Ta cÇn x¸c ®Þnh chiÒu dµi tÇm nh×n S4 sao cho xe 1 cã thÓ v­ît qua xe 2 mµ vÉn ®¶m b¶o an toµn, kh«ng va ch¹m víi xe 3. 3 3 1 2 2 2 1 1 l1 l2 l’2 l3 S4 S4 = l1+l2+l2’+l3 (m) 4 . §é dèc siªu cao i max §Ó ®¶m b¶o an toµn vµ tiÖn lîi cho viÖc ®iÒu khiÓn xe ë c¸c ®­êng cong cã b¸n nhá ta ph¶i lµm siªu cao tøc lµ lµm cho mÆt ®­êng cã ®é dèc ngang nghiªng vÒ phÝa bông ®­êng cong. Siªu cao lµ cÊu t¹o mÆt c¾t ngang ®Æc biÖt ë trong c¸c ®­êng cong cã R nhá cã ®é dèc ngang mét m¸i nghiªng vÒ bông ®­êng cong , ®é dèc ngang ®ã gäi lµ ®é dèc siªu cao (isc ) T¸c Dông : - Siªu cao cã t¸c dông t©m lÝ cã lîi cho ng­êi l¸I lµm cho ng­êi l¸i tù tin cho xe ch¹y víi vËn tèc nh­ khi ®i ë ®­êng th¼ng - Gi¶m lùc ngang , h¹n chÕ t¸c h¹i cña lùc li t©m -Lµm cho mÆt ®­êng hµI hoµ kh«ng bÞ thu hÑp khi vµo ®­êng cong Tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®­êng «t« ViÖt Nam qui ®Þnh isc phô thuéc vËn tèc thiÕt kÕ, R . TCVN 4054 : 1998 còng qui ®Þnh ®é dèc tèi ®a cña siªu cao lµ 6% isc,max = 6% ; isc,min = 2% ( ®Ó ®¶m b¶o tho¸t n­íc ) 5 . ChiÒu dµi ®o¹n nèi siªu cao §o¹n nèi siªu cao ®­îc thùc hiÖn víi môc ®Ých chuyÓn ho¸ mét c¸ch ®iÒu hoµ tõ mÆt c¾t ngang th«ng th­êng ( hai m¸i, víi ®é dèc tèi thiÓu tho¸t n­íc ) sang mÆt c¾t ngang ®Æc biÖt. Sù chuyÓn ho¸ sÏ t¹o ra mét dèc däc phô ip .Tiªu chuÈn n­íc ta qui ®Þnh ip = 1% ®èi cÊp 20 vµ cÊp 40 ,víi c¸c cÊp ®­êng cßn l¹I lµ 0.5% a . ph­¬ng ph¸p quay quanh mÐp -Quay m¸i mÆt ®­êng bªn l­¬ng ®­êng cong quanh tim ®­êng cho ®¹t ®Õn ®é dèc isc (thµnh ®­êng mét m¸i ). isc in in in L3 L2 L1 Lsc B ip -TiÕp tôc quay quamh mÐp trong cña mÆt ®­êng ( Khi ch­a më réng cho ®¹t ®Õn ®é dèc Isc) in ChiÒu dµi ®o¹n nèi siªu cao : L1 = B . in /2ip =L2 L3 = Lsc – 2.L1 -¦u ®iÓm: chiÒu dµi ®o¹n nèi siªu cao lín lªn viÖc n©ng ªm thuËn h¬n. -Nh­îc ®iÓm: Ph­¬ng ph¸p nµy tim ®­êng trong ®­êng cong bÞ n©ng cao, mÐp ®­êng kh«ng thay ®æi v× vËy nã khã thÓ hiÖn tr¾c ngang nªn ph­¬ng ph¸p nµy Ýt dïng b. Ph­¬ng ph¸p quay quanh tim -Quay m¸i mÆt ®­êng bªn l­ng ®­êng cong quanh tim ®­êng cho ®¹t ®Õn ®é dèc in. -TiÕp tôc quay quanh tim cho ®¹t ®Õn ®é dèc Isc. - ¦u ®iÓm ph­¬ng ph¸p nay tim ®­êng kh«ng thay ®æi nªn ng­êi ta hay dïng ph­¬ng ph¸p nµy Chó ý mÐp ®­êng bÞ h¹ thÊp khi thiÕt kÕ tr¸nh ngËp côc bé cho mÐp ®­êng §é dµi siªu cao : B Lsc in in L1 in L2 isc L3 ip Lsc = b*.(isc + in)/2ip L1 = L2 = b*in/2ip L3 = Lsc – 2.L1 . 6.X¸c ®Þnh b¸n kÝnh tèi thiÓu cña ®­êng cong b»ng : a. Tr­êng hîp ®­êng cong kh«ng bè trÝ siªu cao : B¸n kÝnh ®­êng cong ®­îc x¸c ®Þnh trong tr­êng hîp bÊt lîi nhÊt lµ xe ch¹y ë phÇn l­ng ®­êng cong : Rksc = = = 472.4 m Trong ®ã : : HÖ sè lùc ®Èy ngang, lÊy = 0.08 (®Ó c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn xe ch¹y) in : §é dèc ngang mÆt ®­êng , in = 0.02 MÆt kh¸c , theo ®iÒu 5.1TCVN 4054 – 98 quy ®Þnh ®èi víi ®­êng cÊp 60 th× b¸n kÝnh ®­êng cong nhá nhÊt khi kh«ng bè trÝ siªu cao lµ Rmin= 500 m KiÕn nghÞ lÊy Rmin,ksc = 500 m theo quy tr×nh. b. Tr­êng hîp ®õêng cong bè trÝ siªu cao : Tr­êng hîp 1: B¸n kÝnh tèi thiÓu Rmin , hÖ sè lùc ngang lín nhÊt (0,15) vµ siªu cao tèi ®a (0,06). C«ng thøc x¸c ®Þnh b¸n kÝnh ®­êng cong n»m : Rmin = = = 135 m Theo quy tr×nh th× b¸n kÝnh ®­êng cong n»m nhá nhÊt øng víi siªu cao lín nhÊt (6%) ®èi víi ®­êng cÊp 60 lµ Rmin = 125 m . KiÕn nghÞ lÊy Rmin = 135 m ( theo tÝnh to¸n ) Tr­êng hîp 2 : B¸n kÝnh ®­êng cong th«ng th­êng (øng víi siªu cao th«ng th­êng isctt = 4% , xÐt trong ®iÒu kiÖn khã kh¨n , lÊy m = 0.15). B¸n kÝnh ®­êng cong b»ng trong tr­¬ng hîp nµy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Rtt = = = 265 m Theo quy tr×nh th× b¸n kÝnh ®­êng cong n»m nhá nhÊt th«ng th­êng (øng víi siªu cao 4%) lµ 250m KiÕn nghÞ lÊy 250m Tr­êng hîp 3. B¸n kÝnh ®­êng cong n»m kh«ng cÇn bè trÝ siªu cao. TÝnh cho xe bÊt lîi phÝa l­ng ®­êng cong ( m = 0,08 , in = 0.02). C«ng thøc : R ksc = = 472 m KÕt qu¶ tÝnh to¸n nh­ sau: Tr­êng hîp V (km/h) m isc (%) R (m) R(QT) 1 60 0.15 6 135 125 2 60 0.08 4 265 250 3 60 0.08 2 472 500 KiÕn nghÞ chän c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n theo QT. 7. Më réng phÇn xe ch¹y trong ®­êng cong. Khi xe ch¹y trªn ®­êng cong mçi b¸nh xe xh¹y trªn mét quü ®¹o riªng, chiÒu réng r¶I ®­êng mµ xe chiÕm lín h¬n khi xe ch¹y trªn ®­êng th¼ng. §Ó ®¶m b¶o ®iÌu kiÖn xe ch¹y trªn ®­êng cong t­¬ng ®­¬ng nh­ trªn ®­êng th¼ng ë nh­ìng ®­êng cong cã R nhá cÇn ph¶i më réng phÇn xe ch¹y. Theo qui tr×nh nÕu b¸n kÝnh ®­êng cong trªn b×nh ®å >250m víi cÊp ®­êng 60 th× kh«ng cÇn bè trÝ ®é më réng ®­êng cong. §©y chän tÊt c¶ c¸c ®­êng cong cã b¸n kÝnh >250m Þ Kh«ng cÇn më réng ®­êng cong . S0 Z Z0 8. B¶o ®¶m tÇm nh×n trªn b×nh ®å S¬ ®å tÝnh to¸n tÝnh to¸n ®Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n víi gi¶ thiÕt tÇm nh×n cña ng­êi l¸i xe cao .TuyÕn ®­êng kh«ng ph¶i lµ mét ®­êng th¼ng liªn tôc mµ gåm nh÷ng ®o¹n th¼ng vµ c¸c ®o¹n cong xen kÏ do ®ã trªn tuyÕn cã c¸c ch­íng ng¹i vËt nh­: ®åi, nói, nhµ cöa, biÓn qu¶ng c¸o... ChÝnh t¹i vÞ trÝ nµy tÇm nh×n cña ng­êi l¸i xe bÞ h¹n chÕ,®Æc biÖt khi vµo ®­êng cong cã b¸n kÝnh nhá. Do ®ã, ®Ó ®¶m b¶o cho ng­êi l¸i xe ch¹y víi tèc ®é thiÕt kÕ Þ ph¶i 1,2m so víi mÆt ®­êng. Gäi Z 0 lµ kho¶ng c¸ch tõ quü ®¹o «t« ®Õn ch­íng ng¹i vËt Z lµ kho¶ng c¸ch tõ quü ®¹o «t« ®Õn giíi h¹n tÇm nh×n NÕu Z ³ Z0 th× tÇm nh×n ®­îc ®¶m b¶o. Z < Z0 th× tÇm nh×n bÞ che khuÊt. C«ng thøc: Z = Trong ®ã : S0 : Cù ly tÇn nh×n S0 = 80 m. R : B¸n kÝnh ®­êng cong tÝnh cho tr­êng hîp R min= 60m . Þ Z = = 13.33 (m) VËy ®Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n cña ng­êi l¸i xe khi vµo ®­êng cong lµ: Z = 13.33m . 9. Lùa chän b¸n kÝnh ®­êng cong ®øng. §Ó liªn kÕt c¸c dèc däc trªn tr¾c däc, ng­êi ta ph¶i dïng c¸c ®­êng cong ®øng ®Ó xe ch¹y ®iÒu hoµ, thuËn lîi, b¶o ®¶m tÇm nh×n ban ngµy vµ ban ®ªm, ®¶m b¶o h¹n chÕ lùc xung kÝch, lùc ly t©m theo chiÒu ®øng. Theo TCVN 4054-98 víi ®­êng cÊp 60 khi hiÖu ®¹i sè cña ®é dèc däc n¬i ®æi dèc >1% ph¶i thiÕt kÕ ®­êng cong ®øng. a.B¸n kÝnh ®­êng cong ®øng låi nhá nhÊt. §Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n ban ngµy trªn ®­êng cong ®øng låi ta cã s¬ ®å tÝnh: S¬ ®å tÝnh to¸n d1 w d2 r j i1 i2 Theo hÖ thøc l­îng vßng trßn ta cã: L1= (m). L2= (m). Þ L = L1 + L2 = .(+ ) Þ R = (m). Trong ®ã: L : ChiÒu dµi ph¶i nh×n thÊy. d1: ChiÒu cao m¾t ng­êi l¸i xe trªn mÆt ®­êng. d2: ChiÒu cao ch­íng ng¹i vËt trªn ®­êng. §Ó nh×n thÊy ch­íng ng¹i vËt cè ®Þnh th× L = S1= 38.69 m. Theo TCVN lÊy d1=1,2m ; d2= 0. Thay vµo ta cã: R= 624 m. T­¬ng tù ®Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n hai chiÒu : L = S2=67.38m ; d1= d2 = 1,2m Þ R= 518 m. Theo TCVN 4054-98 qui ®Þnh b¸n kÝnh tèi thiÓu trªn ®­êng cong ®øng låi víi cÊp ®­êng 60 lµ R= 2500m. KiÕn nghÞ chän b¸n kÝnh theo QT. Tuy nhiªn, b¸n kÝnh ®­îc lùa chän cµng lín cµng tèt chän theo ®Þa h×nh , t¹o ®iÒu kiÖn htuËn lîi cho xe ch¹y . b.B¸n kÝnh ®­êng cong ®øng lâm nhá nhÊt. TÝnh theo ®iÒu kiÖn h¹n chÕ lùc li t©m. Trong ®­êng cong ®øng lâm, lùc li t©m gia thªm vµo t¶i träng, g©y khã chÞu cho hµnh kh¸ch vµ g©y siªu t¶i cho lß xo cña xe. Do ®ã ph¶i h¹n chÕ gia tèc li t©m . Gäi b lµ gia tèc li t©m: b = £ (0,5 ¸ 0,7) m/s2 Þ R= . LÊy b =0,5m/s2; tÝnh V theo km/h ta cã: R= 602/13*0.5 =553 (m). Nh­ vËy ta tÝnh ®­îc Rmin= 1000 m. Theo TCVN 4054-98 , víi cÊp ®­êng 60 b¸n kÝnh ®­êng cong lâm nhá nhÊt lµ 1000m. VËy ®Ò nghÞ chän theo qui tr×nh . §Ó gi¶m khèi l­îng ®¾p ta nªn chän trÞ sè b¸n kÝnh ®øng lâm theo QT. Tuy nhiªn, ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ ph­¬ng diÖn ®éng lùc còng nh­ vÒ ph­¬ng diÖn quang häc, c¬ häc, ®ång thêi ®Ó b¸m s¸t ®Þa h×nh ®¶m b¶o cho c¸c c«ng tr×nh æn ®Þnh l©u dµi ta nªn chän c¸c b¸n kÝnh theo QT. 10.X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng th«ng xe cña ®­êng a.Kh¶ n¨ng th«ng xe lý thuyÕt: Lµ kh¶ n¨ng th«ng qua trong ®iÒu kiÖn lý t­ëng vÒ dßng xe (dßng xe thuÇn nhÊt, toµn xe con), trong ®iÒu kiÖn lý t­ëng vÒ ®­êng (lµn xe ®ñ réng, mÆt ®­êng rÊt tèt, kh«ng chÞu ¶nh h­ëng cña khu d©n c­, cña ng· t­, dèc däc…). C«ng thøc: (xe/h). Trong ®ã: V : Tèc ®é xe ch¹y (km/h). d : Khæ ®éng häc cña xe (m). d = lf + Sh + lx + lo (m). d S¬ ®å tÝnh to¸n Víi: lf : lµ chiÒu dµi xe ch¹y trong lóc kÞp ph¶n øng t©m lý (th­êng lÊy1(s) ) Þ lf =V/3,6 (m) lx : ChiÒu dµi xe. lo : ChiÒu dµi ®o¹n dù tr÷; lo=10m. Sh= S2 - S1. §Ó an toµn ta xÐt S1 = 0 nªn: Sh = k = 1,2 lµ hÖ sè sö dông phanh cña xe con. V = 60km/h. i = 0 lµ ®é dèc trong ®iÒu kiÖn lý t­ëng vÒ ®­êng. j: HÖ sè b¸m gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®­êng trong ®iÒu kiÖn lý t­ëng vÒ ®­êng lÊy j= 0,7 VËy ta cã : Nlt= 1032 (xe/h). b.Kh¶ n¨ng th«ng xe thùc tÕ. Lµ sè xe cã thÓ ch¹y qua mÆt c¾t ngang ®­êng trong mét ®¬n vÞ thêi gian víi nh÷ng ®iÒu kiÖn thùc tÕ trªn ®­êng, th­êng lÊy Ntt= (0,3 ¸ 0,5).Nlt. LÊy Ntt= 0,4. Nlt ta ®­îc : Ntt= 0,4*1032 = 412.8 (xe/h) 11. X¸c ®Þnh ®Æc tr­ng h×nh häc trªn mÆt c¾t ngang a. Yªu cÇu - BÒ mÆt nÒn ®­êng gåm cã phÇn xe ch¹y vµ lÒ ®­êng, khi cÇn thiÕt ph¶i cã d¶i ph©n c¸ch. - LÒ ®­êng khi Vtt ³ 60 ( Km/h) cã mét phÇn gia cè. PhÇn lÒ gia cè cÊu t¹o ®¬n gi¶n h¬n so víi mÆt ®­êng ( bít líp, bít chiÒu dÇy, dïng vËt liÖu kÐm h¬n) nh­ng líp mÆt cña nã ph¶i lµm cïng vËt liÖu víi mÆt phÇn xe ch¹y. Khi phÇn xe ch¹y cã tõ 4 lµn xe trë lªn, ë gi÷a nªn bè trÝ r¶i ph©n c¸ch. BÒ réng r¶i ph©n c¸ch ®­îc lÊy theo quy tr×nh. - Khi Vtt = 60 Km/h, phÇn gia cè ®­îc lµm b»ng vËt liÖu kh¸c víi líp mÆt phÇn xe ch¹y. MÆt c¾t ngang nÒn ®­êng BÒ mÆt nÒn ®­êng LÒ ®­êng PhÇn xe ch¹y PhÇn gia cè LÒ ®­êng b. Sè lµn xe Sè lµn xe trªn mÆt c¾t ngang ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: nLX = Trong ®ã: nLX: Sè lµn xe yªu cÇu. Nc®giê: L­u l­îng xe thiÕt kÕ giê cao ®iÓm. Ncdgiê = (0,1¸0,12)Ntbn¨m (xe/h) víi Ntbn¨m = 1613 (xe/h) Þ Ncdgiê = 0,12´1613 = 194(xe/h) Nlth: N¨ng lùc th«ng hµnh tèi ®a . Do thiÕt kÕ kh«ng cã ph©n c¸ch tr¸i chiÒu, « t« ch¹y chung víi xe th« s¬ nªn Nlth = 1000 (xe/h) Z : HÖ sè sö dông n¨ng lùc th«ng hµnh. §­êng cÊp 60 lÊy Z = 0,55. VËy ta cã : nLX = Do sè lµn xe ®­îc lÊy trßn vµ nªn lµ sè ch½n theo ®iÒu 4.2.1. MÆt kh¸c, theo quy ph¹m thiÕt kÕ ®­êng ®èi víi ®­êng cÊp 60 ph¶i bè trÝ tõ 2 lµn xe trë lªn. Do ®ã ta thiÕt kÕ ®­êng víi 2 lµn xe. c. ChiÒu réng 1 lµn xe, mÆt ®­êng, nÒn ®­êng S¬ ®å tÝnh to¸n ChiÒu réng cña 1 lµn xe phô thuéc vµo chiÒu réng cña thïng xe vµ vËn tèc xe ch¹y. ChiÒu réng mÆt ®­êng phô thuéc vµo sè lµn xe, chiÒu réng cña mét lµn xe, kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe ch¹y ng­îc chiÒu. C«ng thøc x¸c ®Þnh: B1= (b+c)/2 + x + y. Trong ®ã: b: ChiÒu réng thïng xe; b = 2,5m. x: Kho¶ng c¸ch tõ mÐp thïng xe tíi d¶i ph©n c¸ch gi÷a. c: Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe; c = 1,92m. y: Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn mÐp phÇn xe ch¹y. Qua thùc nghiÖm cã: x = y = 0,5 + 0,005V = 0,8 (m) víi V= 60 km/h. Nh­ vËy : B1= (2,5 + 1,92)/2 + 0,8 + 0,8 = 3,81m. BÒ réng 2 lµn xe ch¹y: B = 2.B1 = 7,62m. Theo QT 4054-98 víi cÊp 60 ta cã c¸c tiªu chuÈn mÆt c¾t ngang nh­ sau: C¸c yÕu tè KÝch th­íc (m) ChiÒu réng 1 lµn xe 3,5 ChiÒu réng phÇn xe ch¹y 2 x 3,5 PhÇn lÒ ®­êng 2 x 2.5 PhÇn lÒ gia cè 2 x 2.0 BÒ réng nÒn ®­êng 12,0 KiÕn nghÞ chän c¸c chØ tiªu theo QT. d. LÒ ®­êng LÒ ®­êng lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®­îc víi bÊt k× tuyÕn ®­êng nµo - Theo quy tr×nh ta chän bÒ réng lÒ mçi bªn lµ 2,5 m, trong ®ã phÇn gia cè lµ 2.0m Víi V ³ 60 Km/h lÒ ®­êng cã mét phÇn ®­îc gia cè theo quy tr×nh. T¹i c¸c vÞ trÝ cã c¸c lµn xe phô nh­ lµn phô leo dèc, lµn chuyÓn tèc... , c¸c lµn xe phô sÏ thÕ chç phÇn lÒ gia cè. ChiÒu réng phÇn lÒ ®Êt cßn l¹i nÕu kh«ng ®ñ, cÇn ph¶i më réng nÒn ®­êng ®Ó ®¶m b¶o phÇn lÒ ®­êng cßn l¹i t«Ý thiÓu lµ 0,5m. e. §é dèc ngang mÆt ®­êng, lÒ ®­êng MÆt ®­êng ®­îc bè trÝ ®é dèc ngang ®Ó ®¶m b¶o tho¸t n­íc. Tuy nhiªn, ®é dèc ngang ph¶i nhá ®Ó ®¶m b¶o xe ch¹y ®­îc ªm thuËn. §é dèc ngang mÆt ®­êng vµ lÒ ®­êng lÊy theo tiªu chuÈn ViÖt nam 4054-98 : - §é dèc ngang mÆt ®­êng : 2,0 % - §é dèc ngang lÒ gia cè : 2,0 % - §é dèc ngang lÒ ®Êt : 6,0 % 12. KÕt luËn tæng hîp c¸c chØ tiªuB¶ng tæng hîp c¸c chØ tiªu kü thuËt STT C¸c chØ tiªu §¬n vÞ TrÞ sè KiÕn nghÞ TÝnh to¸n Quy ph¹m 1 CÊp qu¶n lý VI VI VI 2 VËn tèc thiÕt kÕ . Km/h 60 60 60 3 §é dèc däc lín nhÊt. % 8 8 8 4 Sè lµn xe. lµn 0.196 2 2 5 ChiÒu réng phÇn xe ch¹y. M 2x3.81 2x3,5 2x3,5 6 ChiÒu réng phÇn lÒ gia cè M 2x2.0 2x2.0 7 ChiÒu réng phÇn lÒ ®Êt. M 2x0.5 2x0.5 8 ChiÒu réng chung nÒn ®­êng M 12 12 9 §é dèc ngang phÇn xe ch¹y. % 2 2 10 §é dèc ngang phÇn lÒ gia cè % 2 2 11 §é dèc ngang phÇn lÒ ®Êt. % 6 6 12 B¸n kÝnh ®­êng cong Rmin. (øng víi siªu cao isc= 6%) M 135 135 135 13 B¸n kÝnh ®­êng cong Rtt. (øng víi siªu cao isc= 4%) M 265 265 265 14 B¸n kÝnh ®­êng cong Rksc. M 472 500 500 15 B¸n kÝnh ®­êng cong låi min. M 518 2500 2500 16 B¸n kÝnh ®­êng cong lâm min M 553 1000 1000 17 ChiÒu dµi tÇm nh×n mét chiÒu M 75 75 75 18 ChiÒu dµi tÇm nh×n hai chiÒu. m 150 80 80  Ch­¬ng II: ThiÕt kÕ tuyÕn trªn b×nh ®å 1. C¸c nguyªn t¾c x¸c ®Þnh h­íng tuyÕn C¨n cø vµo b×nh ®å tû lÖ 1/25000 voi kho¶ng cao ®Òu gi÷a c¸c ®­êng ®ång møc lµ 10m, c¨n cø vµo hai ®iÓm khèng chÕ A-B ta tiÕn hµnh v¹ch tuyÕn theo c¸c nguyªn t¾c sau: - C¨n cø vµo c¸c yÕu tè kü thuËt ®· khèng chÕ tr­íc nh­: ®é dèc däc lín nhÊt, b¸n kÝnh ®­êng cong tèi thiÓu, chiÒu réng mÆt ®­êng ®Ó v¹ch h­íng tuyÕn. - T¹i c¸c vÞ trÝ ®æi h­íng tuyÕn ta cÇn bè trÝ nh÷ng ®­êng cong n»m cã b¸n kÝnh phï hîp víi ®Þa h×nh, tr¸nh viÖc ®µo- ®¾p lín. - T¹i nh÷ng n¬i tuyÕn c¾t qua dßng ch¶y,®Ó t¹o thuËn lîi cho viÖc tho¸t n­íc ë c¸c c«ng tr×nh nªn bè trÝ tuyÕn ®­êng vu«ng gãc víi dßng ch¶y. Trong mét sè tr­êng hîp khã kh¨n ta míi chÊp nhËn ®i xiªn gãc víi dßng ch¶y. - Gi÷a c¸c ®­êng cong cïng chiÒu kh«ng bè trÝ c¸c ®o¹n chªm ng¾n. Khi cã thÓ nèi trùc tiÕp b»ng mét ®­êng cong cã b¸n kÝnh lín. - Gi÷a c¸c ®­êng cong trßn ph¶i cã ®o¹n chªm ®ñ dµi ®Ó bè trÝ ®­êng cong chuyÓn tiÕp, ®o¹n nèi siªu cao, më réng ®­êng cong (nÕu cã). Chóng kh«ng nhá h¬n 2V (m) gi÷a hai ®­êng cong ng­îc chiÒu. - ChiÒu dµi c¸c ®o¹n ®­êng th¼ng kh«ng dµi qu¸ 3 Km tr¸nh t×nh tr¹ng l¸i xe chñ quan, kÐm ph¶n x¹. 2. V¹ch ph­¬ng ¸n tuyÕn. Do chªnh cao gi÷a hai ®iÓm A&B lµ t­¬ng ®èi lín vµ ®Þa h×nh kh«ng tho¶i nªn ph­¬ng ¸n tuyÕn ®­îc v¹ch b¸m theo ®Þa h×nh, ®i theo c¸c ®­êng ®ång møc TuyÕn ®­îc thiÕt kÕ gåm c¸c ®o¹n ®µo ®¾p xen kÏ . Do tuyÕn kh«ng c¾t qua vÞ trÝ s«ng suèi cã l­u l­îng lín nµo nªn kh«ng bè trÝ cÇu nµo trªn suèt chiÒu dµI ®o¹n tuyÕn. T¹i c¸c vÞ trÝ tuyÕn c¾t qua c¸c khu tô thuû ta cÇn bè trÝ c¸c cèng ®Þa h×nh . TuyÕn nèi liÒn c¸c khu d©n c­, nèi víi m¹ng l­íi ®­êng Quèc gia t¹o ®iÒu kiÖn cho viÖc ph¸t triÓn kinh tÕ- x· héi. §ång thêi nã cßn gãp phÇn ®¶m b¶o an ninh, quèc phßng, n©ng cao ®êi sèng v¨n ho¸, tinh thÇn cho nh©n d©n. 3.ThiÕt kÕ ®­êng cong trßn trªn b×nh ®å tuyÕn Khi thiÕt kÕ ®­êng cong trªn b×nh ®å, ®Ó ®¶m b¶o tuyÕn hµi hoµ, tr¸nh viÖc ®µo ®¾p lín ta cÇn b¸m s¸t ®Þa h×nh (c¨n cø vµo ®é dÞch chuyÓn P hay chiÒu dµi tiÕp tuyÕn T ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu cña ®o¹n chªm). S¬ ®å ®­êng cong trßn a a R T B C«ng thøc x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè cña ®­êng cong: T = R.tg (m) ; K = (m) ; p= .R (m) ; D = 2T - K (m). Trong ®ã: R : B¸n kÝnh ®­êng cong trßn (m). T : §é dµi tiÕp tuyÕn (m). p : §é dµi ®­êng ph©n gi¸c (m). K : §é dµi ®­êng cong (m). D : §é dµi ®o¹n ®o trän (m). KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc tæng hîp trong b¶ng sau: B¶ng tæng hîp c¸c yÕu tè ®­êng cong. Gi¶i c¸c cäc H, cäc Km, cäc c«ng tr×nh cÇu cèng l¹p b¶ng ®o dµi vµ tæng hîp trong b¶ng sau: B¶ng ®o dµi Tªn Cäc KC lÎ KC céng dån Cao ®é TN Ghi chó KM0 = A 0 22.15 40 1 40 20.00 60 H1 100 22.28 100 H2 200 22.5 100 H3 300 21.2 80 2 380 20.00 20 H4 400 22.3 100 H5 500 23.2 100 H6 600 25.00 10 T§1 610 25.6 66 P1 676 27.01 24 H7 700 27.42 42 TC1 742 26.4 58 H8 800 26.8 100 H9 900 25.45 15 3 915 25.00 80 T§2 995 27.4 5 Km1 1000 28.30 54 P2 1054 31.93 46 H1 1100 34.43 13.62 TC2 1113.62 30.6 86.38 H2 1200 32.50 100 H3 1300 32,1 40 B 1340 34.6 CH¦¥NG Iii: ThiÕt KÕ tr¾c däc 1.Nguyªn t¾c thiÕt kÕ tr¾c däc: a.ThiÕt kÕ tr¾c däc: Tr¾c däc tuyÕn ®­îc thiÕt kÕ theo ph­¬ng ph¸p chñ ®¹o lµ ph­¬ng ph¸p ®­êng bao , tuy nhiªn do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh kh«ng cho phÐp nªn co mét sè chç ®­îc thiÕt kÕ theo ph­¬ng ph¸p ®­êng c¾t. §é dèc däc tèi ®a 8% , ®o¹n ®­êng ®µo ®é dèc däc tèi thiÓu >0.5% Tr¾c däc ®­îc thiÕt kÕ nh­ trong b¶n vÏ tr¾c däc Bè trÝ ®­êng cong ®øng trªn tr¾c däc. §­êng cong ®øng ®­îc bè trÝ víi ®é ®æi dèc lín h¬n 2%.( theo qui trinh) Sau khi ®· chän b¸n kÝnh ®­êng cong ®øng th× c¸c yÕu tè cßn l¹i cña ®­êng cong ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: ChiÒu dµi ®­êng cong: K = R.(i1 - i2) (m) TiÕp tuyÕn ®­êng cong: T = R.() (m) §é dµi ph©n cù: P = (m) Tung ®é c¸c ®iÓm trung gian trªn ®­êng cong cã hoµnh ®é x ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: i = ± Trong ®ã: R : B¸n kÝnh ®­êng cong t¹i ®iÓm gèc cña to¹ ®é t¹i ®Ønh ®­êng cong. dÊu (+) øng víi ®­êng cong ®øng låi. dÊu (-) øng víi ®­êng cong ®øng lâm. i1,i2 : §é dèc cña hai ®o¹n nèi nhau b»ng ®­êng cong ®øng . dÊu (+) øng víi lªn dèc. dÊu (-) øng víi xuèng dèc. Chän b¸n kÝnh ®­êng cong ®øng nh­ b¶n vÏ tr¾c däc : T¹i P1 chän R = 6500m ( lâm) T¹i P2 chän R=9500m (låi) T¹i H18 chän R=1500m( låi) T¹i 1 chän R = 1500m ( lâm) T¹i P3 chän R=5000m ( låi) T¹i H26 chän R=2000m(lâm) T¹i H35 chän R=1500m ( låi) T¹i P5 chän R= 5500m(lâm) T¹i H45 chän R=1500m ( lâm) T¹i P6 chänR=7500m ( låi) Ch­¬ng iV: thiÕt kÕ tr¾c ngang ThiÕt kÕ tr¾c ngang C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh, ®Þa m¹o, ®Þa chÊt, khÝ hËu , thuû v¨n. C¨n cø vµo quy m« cÊp h¹ng cña ®­êng, c¨n cø vµo tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®­êng « t« 4054-98, mÆt c¾t ngang ®­îc thiÕt kÕ cho toµn tuyÕn A &B nh­ sau: - §é dèc ngang mÆt ®­êng pÇn xe ch¹y vµ phÇn lÒ gia cè: i=2%. - §é dèc ngang phÇn lÒ ®Êt : i=6%. - BÒ réng phÇn xe ch¹y : 2* 3.5 = 7m. - BÒ réng phÇn lÒ gia cè: 2*2,0 =4m. - BÒ réng phÇn lÒ ®Êt : 2*0,5 = 1m . - BÒ réng chung nÒn ®­êng : B = 12m . - §é dèc m¸i taluy nÒn ®µo : 1:1,5 - ChiÒu dµy KCM phÇn xe ch¹y : 50 cm. - ChiÒu dµy phÇn lÒ gia cè : 30 cm. - §é dèc m¸i taluy nÒn ®¾p : 1:1,5 . - R·nh däc h×nh thang ®¸y nhá 0,4m, ®é dèc phÝa ngoµi 1:1,5 vµ ®é dèc phÝa trong theo ®é dèc taluy nÒn ®­êng. ( r·nh däc do phÇn mÒm tù bè trÝ theo qui tr×nh : bè tri däc nÒn ®µo vµ nÒn ®¾p thÊp d­íi 0,6m) - §é chÆt cña ®Êt nÒn K= 0,95; riªng 50 cm nÒn ®Êt phÝa trªn nÒn ®­êng (gi¸p líp KCM) ®é chÆt ®­îc sö dông lµ K= 0,98. Mét sè lo¹i nÒn ®­êng trong tr­êng hîp th«ng th­êng 1a. NÒn ®¾p VÝ dô mÆt c¾t ngang t¹i H2 b. NÒn ®µo VÝ dô mÆt c¾t ngang t¹i c. NÒn nöa ®µo, nöa ®¾p vÝ dô mÆt c¾t ngang t¹i TC5 bè trÝ ë b¶n vÏ tr¾c ngang TÝnh to¸n khèi l­îng ®µo ®¾p. Khèi l­îng ®µo ®¾p ®­îc tÝnh to¸n cho tõng mÆt c¾t ngang, sau ®ã tæng hîp trªn toµn tuyÕn. ë mçi MCN cÇn tÝnh diÖn tÝch ®µo ®Êt C3, diÖn tÝch bãc ®Êt h÷u c¬, diÖn tÝch ®¾p, diÖn tÝch ®µo r·nh, chiÒu dµi taluy ®µo, chiÒu dµi taluy ®¾p. Khèi l­îng ®µo ®¾p cña mét ®o¹n tuyÕn ®­îc tÝnh b»ng c¸ch lÊy trung b×nh gi÷a hai tr¾c ngang kÒ nhau nh©n víi kho¶ng c¸ch gi÷a chóng. C«ng thøc tÝnh: V®µo = ( F®µo1 +F®µo2 )l12 /2 V®¾p = ( F®¾p1 +F®¾p2 )l12 /2 Trong ®ã F®µo1 , F®¾p1 lµ diÖn tÝch ®µo vµ ®¾p MCN ®Çu ®äan l12 . F®µo2 , F®¾p2 lµ diÖn tÝch ®µo vµ ®¾p MCN cuèi ®o¹n l12 . LÊy tæng c¸c ®o¹n ta sÏ ®­îc khèi l­îng trªn toµn tuyÕn. Tuy nhiªn ë ®©y sö dông phÇn mÒm TKD nªn khèi l­îng ®µo ®¾p do phÇn mÒm tù tÝnh dùa vµo c¸c th«ng sè nhËp vµo ( ®­îc tæng hîp ë b¶ng sau ) Tªn cäc K/C lÎ §µo §¾p CÊp R·nh VÐt bïn §µo h÷u c¬ Líp phñ §µo ®¸ (m) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) 0 A 0 0 0 0 0 0 0 40 1 0 12.48 0 0 0 0 0 0 60 H1 0 15.5 0 0 0 0 0 0 100 H2 0 1.1 0 0 0 0 0 0 100 H3 0 25.98 0 0 0 0 0 0 80 2 0 43.37 0 0 0 0 0 0 20 H4 0 10.29 0 0 0 0 0 0 100 H5 0 6.32 0 0 0 0 0 0 100 H6 0 0 0 0 0 0 0 0 10 T§1 0.4 0 0 0.64 0 0 0 0 66 P1 3.8 0 0 0.64 0 0 0 0 24 H1 1.4 0 0 0.64 0 0 0 0 42 TC1 1.2 1.2.5 0 0.32 0 0 0 0 58 H8 0 2.45 0 0 0 0 0 0 100 H9 0 7.8 0 0 0 0 0 0 15 3 0 10.8 0 0 0 0 0 0 80 T§2 0 80 0 0 0 0 0 0 5 Km1 0 4.87 0 0 0 0 0 0 54 P2 10,5 1.78 0 0.32 0 0 0 0 46 H11 45.11 0 0 0.64 0 0 0 0 13.2 TC2 10 0 0 0.64 0 0 0 0 86.38 H12 10.57 10.87 0 0.32 0 0 0 0 100 H13 60.08 0 0 0.64 0 0 0 0 40 B 58.57 0 0 0.64 0 0 0 0 Tæng 1340 209.82 246.22 0.54 5.44 0 0 0 0 Ch­¬ng VI:ThiÕt kÕ kÕtcÊu ¸o ®­êng. ¸o ®­êng lµ bé phËn rÊt quan trÞng, nã chiÕm mét phÇn chi phÝ x©y d­ng t­¬ng ®èi cao trong gi¸ thµnh x©y dùng ®­êng . 1. C¸c yªu cÇu chung víi ¸o ®­êng ¸o ®­êng lµ c«ng tr×nh ®­îc x©y dùng trªn nÒn ®­êng b»ng nhiÒu tÇng, líp vËt liÖu cã ®é cøng vµ c­êng ®é lín h¬n so víi ®Êt nÒn ®­êng ®Ó phôc vô cho xe ch¹y, trùc tiÕp chÞu t¸c dông ph¸ ho¹i th­êng xuyªn cña t¶i träng xe vµ cña c¸c yÕu tè thiªn nhiªn. Nh­ vËy, ®Ó b¶o ®¶m xe ch¹y an toµn, ªm thuËn, kinh tÕ th× viÖc x©y dùng ¸o ®­êng cÇn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau : §¶m b¶o ®ñ c­êng ®é. §¶m b¶o ®é b»ng ph¼ng . §¶m b¶o ®ñ ®é nh¸m . ChÞu mµi mßn tèt . 2.TÝnh to¸n kÕt cÊu ¸o ®­êng( KCA§) ViÖc tÝnh to¸n KCA§ mÒm chÝnh lµ tÝnh to¸n kiÓm tra 3 tiªu chuÈn vÒ c­êng ®é d­íi ®©y: - TÝnh to¸n øng suÊt c¾t ë trong nÒn ®Êt vµ c¸c líp vËt liÖu yÕu xem nã cã v­ît qu¸ trÞ sè giíi h¹n cho phÐp kh«ng. - TÝnh to¸n øng suÊt uèn ph¸t sinh ë ®¸y c¸c líp vËt liÖu liÒn khèi nh»m khèng chÕ kh«ng cho phÐp nøt ë ®¸y c¸c líp ®ã. - TÝnh to¸n ®é lón ®µn håi th«ng qua kh¶ n¨ng chèng biÕn d¹ng(biÓu thÞ b»ng m« ®uyn ®µn håi) cña c¶ KCAD vµ khèng chÕ trÞ sè m« ®uyn ®µn håi cña c¶ kÕt cÊu ph¶i lín h¬n trÞ sè m« ®uyn ®µn håi yªu cÇu (Ech> Eyc). a/ X¸c ®Þnh l­u l­îng xe tÝnh to¸n. Theo TCVN tÊt c¶ c¸c lo¹i ¸o ®­êng mÒm khi tÝnh to¸n c­êng ®é, t¶i träng tiªu chuÈn ®­îc qui ®Þnh trôc xe « t« (trôc ®¬n) cã t¶i träng 10T. L­u l­îng xe ch¹y tÝnh to¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Ntt= g.Sai.Ni. Víi ®­êng 2 lµn xe kh«ng cã d¶i ph©n c¸ch gi÷a th× g= 0,55. Ni: L­u l­îng xe thùc tÕ ë n¨m t­¬ng lai cña lo¹i xe thø i. ai : HÖ sè qui ®æi vÒ xe tiªu chuÈn, tra b¶ng3-2 QT thiÕt kÕ ¸o ®­êng mÒm. + Víi « t« t¶i träng trôc 5T cã ai=0,1. + Víi « t« t¶i träng trôc 7T cã ai=0,36. + Víi « t« t¶i träng trôc 10T cã ai= 1,0. + Víi « t« con th× bá qua . Nh­ vËy ta cã: Ntt= 0,55.(0,1.0.3+0,2.0,36+0,1.1)900 = 100(trôcxe/ng.®ªm). b/ M« ®un ®µn håi chung yªu cÇu cña mÆt ®­êng. Víi lo¹i mÆt ®­êng ®­îc chän lµ cÊp A2, víi l­u l­îng xe ch¹y tÝnh to¸n 100 trôc xe / ngµy ®ªm tra b¶ng 3-3 QT thiÕt kÕ ¸o ®­êng mÒm ta ®­îc m« ®un ®µn håi chung yªu cÇu cña mÆt ®­êng: Eyc=1220 daN/cm2. c/ C¸c ®Æc tr­ng cña ®Êt nÒn. §Êt nÒn lµ ®Êt ¸ c¸t cã ®é Èm t­¬ng ®èi so víi giíi h¹n ch¶y cña ®Êt lµ 0,6; ®é chÆt k= 0,95. + M« ®uyn ®µn håi Eo= 400daN/cm2. + Lùc dÝnh C= 0,18 daN/cm2. +Gãc ma s¸t j= 200. d/ Chän s¬ bé KCA§. KÕt cÊu mÆt ®­êng BTN CP§D lo¹i I CP§D lo¹i II 7cm 13cm 30cm Líp 1: BTN Líp 2: CÊp phèi ®¸ d¨m lo¹i I. Líp 3: CÊp phèi ®¸ d¨m lo¹i II. Líp 4: §Êt nÒn ¸ c¸t. C¸c ®Æc tr­ng cña vËt liÖu lµm ¸o ®­êng vµ nÒn ®­êng nh­ sau: VËt liÖu E Ru daN/cm2 C daN/cm2 j (®é) daN/cm2 1. BTN 10000 14 2. CP§D lo¹i I 3000 3. CP§D lo¹i II 2500 4. §Êt nÒn ¸ c¸t 400 0,18 20 e/ KiÓm to¸n kÕt cÊu ¸o ®­êng. *KiÓm to¸n kÕt cÊu ¸o ®­êng theo ®é vâng ®µn håi TÝnh to¸n qui ®æi líp t­¬ng ®­¬ng b»ng c¸ch chuyÓn hÖ nhiÒu líp vÒ hÖ hai líp b»ng c¸ch ®æi c¸c kÕt cÊu ¸o ®­êng lÇn l­ît hai líp mét tõ d­íi lªn theo c«ng thøc: h2 E2 h1 E1 Etb = E1. Trong ®ã: K = ; t = Víi h1, h2 : ChiÒu dµy líp d­íi vµ líp trªn cña ¸o ®­êng. E1, E2: M«®un ®µn håi cña vËt liÖu líp d­íi vµ líp trªn. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc nh­ sau: Tªn líp VËt liÖu Ei t hi Ki Htb Etb( daN/cm2 ) 3 BTN 10000 7 3.78 0.163 50 3315 2 CPDD Lo¹iI 3000 13 1.2 0.433 43 2645 1 CPDD Lo¹iII 2500 30 Ta cã : H/D=50/33=1.52 do ®ã tra b¶ng 3-6 ®­îc hÖ sè ®iÒu chØnh b = 1.18 Etbtt = Etb b = 3315*1.18=3912 (daN/cm2) Dïng to¸n ®å K«Gan Eo/E1=400/3912=0.102 Tra to¸n ®ß K«Gan ta ®­îc:Ech/E1=0.4 Þ Ech =0.4*3912=1565daN/cm2 Ech > Eyc nªn kÕt cÊu ®· chän ®¶m b¶o tiªu chuÈn vÒ ®é vâng ®µn håi cho phÐp. * KiÓm tra nÒn ®Êt theo tiªu chuÈn ®¶m b¶o kh«ng tr­ît: Tõ c¸c sè liÖu: = 1,52 ; ; j = 200. Tra to¸n ®å H3-7 x¸c ®Þnh ®­îc tax/p = 0,016 Þ tax=6´ 0,016= 0,096(daN/cm2). Tõ H= 45cm, tra to¸n ®å H3-9 ta x¸c ®Þnh ®­îc tav= -0,005 (daN/cm2). øng suÊt c¾t ho¹t ®éng trong ®Êt lµ: t = tax+ tav = 0.091(daN/cm2). øng suÊt c¾t cho phÐp cña nÒn ®Êt : [t] = K’.C Ta cã : [t] = K’.C K’= ´ Trong ®ã : K1 : HÖ sè xÐt ®Õn sù gi¶m kh¶ n¨ng chèng c¾t d­íi t¸c dông cña t¶i träng trïng phôc K1 = 0,6. K2 : HÖ sè an toµn xÐt ®Õn sù lµm viÖc kh«ng ®ång nhÊt cña kÕt cÊu. K2= 0,8 (v× 100 < Ntt < 1000 xe) Kt : HÖ sè v­ît t¶i do xe ch¹y; Kt=1,0 n : HÖ sè xÐt ®Õn sù qu¸ t¶i do xe ch¹y g©y ra: n = 1,15. m : HÖ sè xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn tiÕp xóc cña líp kÕt cÊu trªn thùc tÕ kh«ng ®óng nh­ gi¶ thiÕt m = 0,65 víi nÒn ®­êng ¸ c¸t. C : Lùc dÝnh cña ®Êt C = 0,18 Þ [t] = ´´0,4 = 0,257 daN/cm2 . VËy t = 0,091 nÒn ®Êt ®¶m b¶o chèng tr­ît. * KiÓm tra c¸c líp BTN theo ®iÒu kiÖn chÞu kÐo khi uèn. Ta ph¶i kiÓm tra t¹i ®¸y cña líp bªt«ng nhùa §æi hai líp cÊp phèi ®¸ d¨m vµ líp nÒn vÒ mét líp t­¬ng ®­¬ng, ph¶i tÝnh Ech cña líp t­¬ng ®­¬ng ®ã : -Qui ®æi 2 líp cÊp phèi ®¸ d¨m vÒ 1 líp : Þ (daN/cm2). -Sö dông to¸n ®å K«Gan ®Ó qui 2 líp cÊp phèi vµ líp nÒn vÒ 1 líp . Ta cã :H/D=43/33=1.3 Eo/Etb=400/2839=0.14 Tra to¸n ®å K«Gan ta ®­îc M«®un ®µn håi chung cña c¶ 3 líp d­íi cïng lµ E1’=1242(daN/cm2). Tra to¸n ®å x¸c ®Þnh øng suÊt kÐo uèn ta ®­îc: sku= 1,15. p . Þ sku =1,15´ 6 ´ 1.8= 12.4 (daN/cm2). Nh­ vËy : sku < [sku] = 14 (daN/cm2). KÕt luËn: Líp BTN ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chÞu kÐo khi uèn. Tãm l¹i, kÕt cÊu ®· chän ®¶m b¶o tÊt v¶ c¸c ®iÒu kiÖn vÒ c­êng ®é nªn chän kÕt cÊu ¸o ®­êng nh­ trªn. Ch­¬ngVI:ThiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh tho¸t n­íc. 1.Bè trÝ cèng Bè trÝ cèng ®Þa h×nh §­îc bè trÝ ®Ó ®¶m b¶o th¸ot n­íc mÆt th­êng xuyªn tõ c¸c dßng ch¶y , hoÆc ë nh÷ng vÞ trÝ ®­íng ®i qua ®Þa hïnh htÊp ( tô thñy) . Dù ®Þnh bè trÝ 3 cèng ®Þa h×nh tai c¸c mÆt c¾t ngang ®­êng 1 ; KM3 ; H44 . Bè trÝ cèng cÊu t¹o . §­îc bè trÝ ®Ó tho¸t n­íc tõ c¸c r·nh tho¸t n­íc . c- Yªu cÇu bè trÝ : - Nªn ®Æt cèng vu«ng gãc víi tim ®­êng ®Ó ®¶m b¶o kü thuËt vµ kinh tÕ. - KhÈu ®é cèng kh«ng nªn dïng lo¹i nhá h¬n F75cm ®Ó tiÖn cho viÖc thi c«ng sau nµy. - Mùc n­íc ch¶y trong cèng ph¶i c¸ch ®Ønh cèng mét ®o¹n ®Ó ®¶m b¶o nh÷ng vËt tr«i nhá cã thÓ tho¸t qua. - BÒ dÇy líp ®Êt l¾p trªn mÆt cèng kh«ng ®­îc nhá h¬n 0,5m ®èi víi cèng kh«ng ¸p vµ ph¶i lín h¬n 0,5 m so víi môc n­íc d©ng tr­íc cèng ®èi víi cèng cã ¸p. - §èi víi nÒn ®­êng ®µo th× cø 300 m nªn bè trÝ mét cèng cÊu t¹o. - Cè g¾ng sö dông kÕt cÊu ®Þnh h×nh cèng vµ ph¶i thiÕt kÕ lµm sao cho ®¬n gi¶n ®Ó khi thi c«ng ®­îc ®Ô dµng. 2. Néi dung tÝnh to¸n . a. X¸c ®Þnh l­u l­îng n­íc t¹i vÞ trÝ tuyÕn c¾t qua khe tô thñy. Do ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh c¸c cèng ®Æt t¹i vÞ trÝ c¾t qua khe tô thuû ®Òu cã chÕ ®é ch¶y kh«ng hoµn toµn, chØ khi nµo cã m­a míi h×nh thµnh dßng ch¶y.L­u l­îng dßng ch¶y phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ ®iÒu kiÖn khÝ hËu, ®Þa h×nh ®Þa m¹o, ®Þa chÊt cña ®Þa ph­¬ng vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña ViÖn nghiªn cøu §­êng bé Liªn X« (cò) c«ng thøc cña B«n®akov cã söa ®æi. C«ng thøc: Q= j.(h-z)3/2. F2/3.b.d.g (m3/s). Trong ®ã : j: HÖ sè ®Þa m¹o phô thuéc ®Þa h×nh vµ ®é dèc lßng suèi, tra b¶ng 9-15 SGK TKD FIII h: ChiÒu dµy dßng ch¶y (mm) tra phô lôc 8 SGK TKD F3 , thêi gian cung cÊp n­íc tg=30’ vµ cÊp ®Êt theo c­êng ®é thÊm 0.3 mm/phót, chu kú 25 n¨m Þ h= 23mm. Z: L­îng tæn thÊt do c©y cá (mm) tra b¶ng .Víi thêi gian tËp trung n­íc t= 30 phót, z= 15mm. b: HÖ sè triÕt gi¶m l­u l­îng do sù truyÒn ®Ønh lò, phô thuéc kho¶ng c¸ch tõ t©m khu tô n­íc tíi vÞ trÝ c«ng tr×nh , tra b¶ng . d: HÖ sè triÕt gi¶m so ¶nh h­ëng cña hå ao, d = 1. F: DiÖn tÝch l­u vùc tô n­íc (km2), x¸c ®Þnh trùc tiÕp trªn b×nh ®å . g : HÖ sè ph©n bè m­a kh«ng ®Òu trªn l­u vùc, tra b¶ng 2.5. C¸c sè liÖu trªn ®­îc tra trong cuèn “Cèng vµ cÇu nhá trªn ®­êng « t«” Nhµ xuÊt b¶n GTVT n¨m 1999. B¶ng tÝnh to¸n l­u l­îng. Lý tr×nh is (0/00) j b d g H mm Z Mm (h-z)3/2 F (km2) F2/3 Q (m3/s) Km1+935 25.5 0.37 1 1 1 23 15 22.63 0.035 0.007 0.02 b/ X¸c ®Þnh khÈu ®é vµ c¸c yÕu tè thuû lùc cöa cèng. Trong phÇn thiÕt kÕ s¬ bé nµy, qui tr×nh cho phÐp ta sö dông b¶ng tra ®Þnh h×nh cèng.Tõ l­u l­îng t¹i mçi vÞ trÝ cèng ta x¸c ®Þnh khÈu ®é cèng vµ c¸c yÕu tè thuû lùc cña cèng dùa vµo viÖc tra b¶ng 13-18a “ThiÕt kÕ ®­êng «t« tËp II- Nhµ xuÊt b¶n GTVT“. Kh¶ n¨ng tho¸t n­íc cña cèng ®­îc tÝnh cho tr­êng hîp n­íc trong cèng ch¶y theo chÕ ®é kh«ng ¸p , ta xÐt cho tr­êng hîp mùc n­íc d©ng tr­íc cèng thÊp h¬n cao ®é vai ®­êng 0,75m , tøc lµ chiÒu cao mùc n­íc d©bg tr­íc cöa cèng lµ Hd= Hv –0,75m Víi Hv lµ chiÒu cao vai ®­êng t¹i mÆt c¾t km +380 Hv=Ht –0.02*(Bm+Blgc)-0.06*Bld Bld : BÒ réng mét bªn lÒ ®­êng phÇn kh«ng cã cã gia cè ,=0.5 m Blgc : BÒ réng mét bªn lÒ ®­êng phÇn cã gia cè ,1m Bm BÒ réng mÆt ®­êng phÇn xe ch¹y = 6m Ht : ChiÒu cap ®¾p t¹i tim ®­êng theo tr¾c däc (m).(=2.8m) Þ Hd= 0.58m Kh¶ n¨ng thãat n­íc cña cèng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Qc=0,85*vc*=0.85*(d=1m lµ ®­êng kÝnh cña cèng) =1.59m3/s >0.02m3/s Þ ®ñ kh¶ n¨ng tho¸t n­íc. c/ X¸c ®Þnh chiÒu dµi cèng. Khi x¸c ®Þnh chiÒu dµi cèng cÇn tÝnh ®Õn chiÒu réng cña nÒn ®­êng, chiÒu cao nÒn ®¾p, ®é dèc m¸i taluy, ®é dèc cèng vµ kÕt cÊu cèng. Ban ®Çu chiÒu dµi cèng ®­îc x¸c ®Þnh s¬ bé theo c«ng thøc, sau ®ã ®­îc chän sao cho phï hîp víi sè l­îng ®o¹n cèng tiªu chuÈn cÇn thiÕt (chiÒu dµi cèng lµ béi sè cña 1,0m ).  S¬ ®å tÝnh to¸n Hc x B x H Trong ®ã: Hn: ChiÒu cao nÒn ®­êng. Hc: ChiÒu cao ®Ønh cèng. B : BÒ réng nÒn ®­êng. §Ó tÝnh chiÒu dµi cèng ta cÇn xÐt ®Õn ®é dèc däc cña cèng (ic), ®é dèc däc cña lÒ ®­êng. Nh­ng ë ®©y toµn bé cèng ®Òu cã ®é dèc nhá (tÝnh theo 0/00) nªn ta cã thÓ bá qua yÕu tè ®é dèc däc cña cèng. C«ng thøc: Lc=B+2[1.5 x(Ht- 0,02x(0.5* Bm + Blgc) – 0,06x Bl®- d - d )+m ] Trong ®ã : B : BÒ réng chung nÒn ®­êng , B=9m. d : §­êng kÝnh èng cèng. d : ChiÒu dµy thµnh cèng kÓ c¶ líp chèng thÊm (m). m : ChiÒu dµy hai phÇn cöa cèng, lÊy m= 0,4m . Gäi a lµ gãc gi÷a tim cèng vµ tim ®­êng th× chiÒu dµi cèng khi xÐt ®Õn gãc nghiªng cña cèng trªn mÆt b»ng lµ : Lc= L0c / sind. B¶ng tÝnh to¸n cèng L­u l­îng Q (m3/s) Lo¹i cèng §­êng kÝnh cèng (cm) Sè cèng ChÕ ®é ch¶y ChiÒu dµi cèng (m) Hd©ng Hd (m) VËn tèc V (m/s) Ht (m) Gãc ®Æt µ (®é) 0.02 Cèng trßn 100 1 Kh«ng ¸p 11 0.79 1.96 2.8 90 4- Bè trÝ r·nh däc ( r·nh biªn ) R·nh däc ®­îc lµm ë nh÷ng ®o¹n ®­êng ®µo, nöa ®µo nöa ®¾p, ®­êng kh«ng ®µo kh«ng ®¾p vµ nÒn ®­êng ®¾p thÊp h¬n 0,6 m. R·nh däc lµm ®Ó tho¸t n­íc khi m­a tõ mÆt ®­êng vµ diÖn tÝch hai bªn ®­êng. R·nh däc cã t¸c dông lµm cho nÒn ®­êng lu«n kh« r¸o do ®ã ®¶m b¶o c­êng ®é nÒn vµ mÆt ®­êng lu«n æn ®Þnh. Trong nh÷ng tr­êng hîp r·nh kh«ng chØ dïng ®Ó tho¸t n­íc ë mÆt ®­êng vµ khu vùc hai bªn ®­êng th× r·nh ph¶i ®­îc tÝnh to¸n vµ dùa vµo l­u l­îng ë ®©y phÇn mÒmTKD tù tÝnh to¸n vµ bè trÝ r·nh däc CÊu t¹o tiÕt diÖn r·nh h×nh thang d¹ng th«ng th­êng ³ 40cm 40cm ³ 20cm 5- Bè trÝ r·nh ®Ünh . C¨n cø vµo diÖn tÝch l­u vùc còng nh­ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh ta thÊy trªn toµn tuyÕn diÖn tÝch s­ên l­u vùc ®æ vÒ kh«ng lín l¾m nªn kh«ng cÇn thiÕt kÕ r·nh ®Ønh ®Ó ®ãn n­íc còng nh­ kh«ng ph¶i bè trÝ r·nh tËp trung n­íc.