Đường cấp 4 miền núi 60 km/h, lưu lượng 630 xe/ngày đêm tương lai

PHAÀN II THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT (Ñoaïn töø Km 4+600 ñeán Km 6+100) CHÖÔNG I THIEÁT KEÁ BÌNH ÑOÀ ÑOAÏN TUYEÁN (Töø Km 4+600 ñeán Km 6+100) I. Thieát keá bình ñoà tuyeán: Sau khi choïn phöông aùn tuyeán I vaø tieán haønh khaûo saùt chi tieát taïi thuoäc ñòa ta laäp vaø veõ ñöôïc baûn ñoà ñòa hình tæ leä 1/1000 vaø döïa vaøo baûn ñoà naøy ñeå thieát keá bình ñoà tuyeán ñöôøng. Trong phaàn thieát keá cô sôû ta ñaõ coù caùc coïc Km, H, C, ND, TD, P, TC, NC vaø baây giôø ta caàn phaûi theâm caùc coïc C laø caùc coïc raûi ñeàu coù khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 20m. Trong phaïm vi ñoà aùn ta chæ thieát keá bình ñoà tuyeán töø Km 4+600 ñeán Km 6+100 cuûa phöông aùn tuyeán ñaõ choïn (phöông aùn I). II. Thieát keá ñöôøng cong naèm: 1.Muïc ñích vaø noäi dung tính toaùn: a.Muïc ñích: Khi xe chaïy treân ñöôøng cong naèm thì xe phaûi chòu nhieàu ñieàu kieän baát lôïi so vôùi khi xe chaïy treân ñöôøng thaúng, nhöõng ñieàu kieän baát lôïi ñoù laø: Khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong baùn kính nhoû thì yeâu caàu beà roäng cuûa ñöôøng phaûi lôùn hôn so vôùi ñöôøng thaúng thì xe môùi chaïy ñöôïc bình thöôøng. Khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong thì taàm nhìn bò caûn trôû. Khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong phaûi chòu theâm löïc ly taâm gaây ra hieän töôïng xe bò tröôït ngang hoaëc bò laät ngang . Töø nhöõng ñieàu kieän baát lôïi treân ta tính toaùn vaø thieát keá ñöôøng cong naèm. b.Noäi dung tính toaùn: - Caùc yeáu toá ñöôøng cong thieát keá. - Tính toaùn sieâu cao. - Tính toaùn phaàn môû roäng ñöôøng cuûa xe chaïy khi vaøo ñöôøng cong. - Tính toaùn ñöôøng cong chuyeån tieáp. - Tính toaùn baûo ñaûm taàm nhìn. 2.Tính toaùn thieát keá ñöôøng cong naèm: 2.1. Tính toaùn thieát keá ñöôøng cong naèm R=300m Caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong thieát keá: - Goùc chuyeån höôùng: a - Baùn kính ñöôøng cong: R = 300 m - Chieàu daøi tieáp tuyeán: T = 208.84 m - Phaân cöï: P =52.15 m - Chieàu daøi ñöôøng cong: K = 379.56m a. Tính toaùn sieâu cao: Ñoä doác sieâu cao: Theo TCVN 4054-2005 vôùi baùn kính ñöôøng cong naèm 300m vaø toác ñoä thieát keá V = 60 Km/h thì ñoä doác sieâu cao thieát keá laø 2%. Tính toaùn chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao: B = 8m : Beà roäng phaàn xe chaïy, coù tính leà gia coá isc= 2 % : Ñoä doác sieâu cao. : ñoä môû roäng maët ñöôøng trong ñöôøng cong; = 0 m ip= 0.5 % : Ñoä doác phuï theâm ñeå naâng sieâu cao öùng vôùi vaän toác 60 Km/h. Theo TCVN 4054-2005, ñoaïn noái sieâu cao ñöôïc boá trí truøng vôùi ñöôøng cong chuyeån tieáp. Theo TCVN 4054-05 (Baûng 14), ñoái vôùi ñöôøng caáp III ñòa hình vuøng nuùi, Vtk= 60 Km/h, R= 300m, isc = 2%, ñöôøng 2 laøn xe thì Lnsc = 50m => Choïn Lnsc = 50 m (1). Boá trí sieâu cao: Trong ñoaïn cong thieát keá ñoaïn noái sieâu cao, ta thöïc hieän chuyeån töø traéc ngang hai maùi sang traéc ngang moät maùi (isc). Trình töï thöïc hieän chung: Naâng daàn ñoä doác ngang leà gia coá leân baèng ñoä doác ngang maët ñöôøng. Tuy nhieân tuyeán ñöôøng thieát keá coù ileà = in neân khoâng thöïc hieän böôùc naøy. Laáy tim phaàn xe chaïy laøm taâm, quay nöûa phaàn maët ñöôøng phía ngoaøi cho ñeán khi ñaït ñöôïc maët caét ngang moät maùi baèng ñoä doác ngang maët ñöôøng. Laáy meùp phaàn xe chaïy phía trong (khi chöa môû roäng) laøm taâm quay cho tôùi khi maët caét ngang ñöôøng coù ñoä nghieâng baèng ñoä doác sieâu cao thieát keá. Xaùc ñònh khoaûng caùch giöõa caùc maët caét ngang ñaëc tröng: Khoaûng caùch töø MCN ñaàu tieân ñeán MCN coù ñoä doác ngang nöûa phaàn xe chaïy baèng khoâng (quay quanh maët ñöôøng 1 goùc 2%): Khoaûng caùch töø MCN i=0% MCN 1 maùi i = 2% (quay 1 goùc 2%) Cao ñoä thieát keá cuûa caùc maët caét ngang ñaëc tröng: Caùc cao ñoä thieát keá cuûa 2 meùp leà ñöôøng, 2 meùp phaàn xe chaïy vaø cuûa tim ñöôøng ôû caùc maët caét ngang ñaëc tröng ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo maët caét doïc thieát keá vaø ñoä doác ngang cuûa töøng boä phaän cuûa maët caét ngang ñaëc tröng. Ñoái vôùi caùc maët caét trung gian (thöôøng ñöôïc raûi ñeàu vôùi cöï ly 10m), caùc cao ñoä ñeàu ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch noäi suy. b. Tính toaùn phaàn môû roäng khi xe chaïy treân ñöôøng cong: Tính toaùn vôùi xe taûi: Ñoä môû roäng maët ñöôøng cho 1 laøn xe: Trong ñoù : l = 8 m: Khoaûng caùch töø truïc sau cuûa xe tôùi ñaàu muõi xe (baûng 1 TCVN4054-2005) Baùn kính ñöôøng cong naèm R = 300m. ew = m Ñoä môû roäng cuûa maët ñöôøng 2 laøn xe: = 2 ´ ew = 2 ´ 0.28 = 0.56 m Vaäy choïn = 0.56 m laøm giaù trò thieát keá vaø ñoaïn môû roäng ñöôïc boá trí 1 nöûa veà phía buïng vaø 1 nöûa veà phía löng cuûa ñöôøng cong. Theo TCVN 4054-2005 baûng 12: Vôùi R = 300m khoâng caàn môû roäng buïng trong ñöôøng cong. c. Tính toaùn ñöôøng cong chuyeån tieáp: Caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong troøn: - Goùc chuyeån höôùng: a . - Baùn kính ñöôøng cong: R = 300 m. Xaùc ñònh chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp: Choïn ñöôøng cong chuyeån tieáp coù daïng ñöôøng cong Clotoit. Lct = (1) Vôùi : A : thoâng soá clotoit . R : baùn kính ñöôøng cong . Ñieàu kieän veà taêng cöôøng ñoä gia toác li taâm moät caùch töø töø: Lct==(2) Trong ñoù: V = Vtk = 60 km/h. R = 300m. : ñoä taêng gia toác ly taâm = 0.5m/s3. Vaø ñieàu kieän ñaûm baûo boá trí ñöôïc Ln,sc : Lct Ln,sc = 50 m (TCVN 4054-2005)(3) Keát luaän: Lct = max[(1),(2),(3)] = 50 m. Choïn chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp: L = 50 m. Kieåm tra ñieàu kieän caáu taïo ñöôøng cong chuyeån tieáp daïng clothoide: Trong ñoù: j0 = = (rad) a (goùc chuyeån höôùng) Ta coù: < vaäy ñieàu kieän caáu taïo thoûa maõn. Ñoä daøi ñöôøng cong cô baûn sau khi ñaõ dòch chuyeån : Xaùc ñònh thoâng soá Clothoide: Xaùc ñònh thoâng soá ñoä dòch chuyeån p vaø t: p = Y0 - R (l - Cosj0) = 1.388 - 300(1-cos()) = 0.347m t = X0 - Rsin= 49.965 - 300sin() = 24.994 m Vì: p = 0.347 < neân ñöôøng cong chuyeån tieáp khoâng caàn phaûi löïa choïn laïi. Tính laïi baùn kính ñöôøng cong R1 vaø tính chính xaùc caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong troøn theo R1: R1 = R+p = 300 + 0.347= 300.347 m T = m m Xaùc ñònh ñieåm baét ñaàu vaø ñieåm keát thuùc cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp 1: Phaàn coøn laïi cuûa ñöôøng cong troøn cô baûn: K0 = R( – 2)=300( –2) = 279.56 m Chieàu daøi ñöôøng cong: K = K0 + 2Lct = 279.56 + 250 =379.56 m. Xaùc ñònh toïa ñoä caùc ñieåm trung gian: Toïa ñoä caùc ñieåm trung gian coù chieàu daûi Si cuõng ñöôïc xaùc ñònh töông töï nhö xaùc ñònh toïa ñoä ñieåm cuoái cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp. Khoaûng caùch caùc ñieåm trung gian 10m. C = RLct Baûng caém toïa ñoä ñöôøng cong chuyeån tieáp STT S R Lct C x y ND 0 300 50 15000 0.000 0.000 1 10 300 50 15000 10.000 0.011 2 20 300 50 15000 20.000 0.089 3 30 300 50 15000 29.997 0.300 4 40 300 50 15000 39.989 0.711 TD 50 300 50 15000 49.965 1.388 Xaùc ñònh caùc ñieåm trung gian cuûa ñöôøng troøn Ko: Ñeå chi tieát, treân ñöôøng cong troøn , cöù 10 m ta caém 1 coïc raûi ñeàu töø 2 phía Tñ vaø Tc cho ñeán ñieåm giöõa cuûa ñöôøng cong (do tính ñoái xöùng cuûa ñöôøng cong). Toïa ñoä caùc coïc ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Xaùc ñònh caùc goùc chaén cung: a’i = ia’ Toïa ñoä cuûa ñieåm thöù i theo heä truïc toïa ñoä X ND Y laø : xi = Rsin + t yi = R1 – Rcos Vôùi , t = 24.994 m, p = 0.347 m Baûng caém toïa ñoä ñöôøng cong troøn STT Teân coïc Baùn kính Khoaûng caùch coïc Toïa ñoä R(m) R1(m) S(m) x(m) y(m) 0 TD 300 300.347 0 0 4.775 49.965 1.388 1 I5 300 300.347 10 1.910 6.685 59.915 2.386 2 I6 300 300.347 20 3.820 8.594 69.825 3.716 3 I7 300 300.347 30 5.730 10.504 79.686 5.375 4 I8 300 300.347 40 7.639 12.414 89.487 7.361 5 I9 300 300.347 50 9.549 14.324 99.215 9.673 6 I10 300 300.347 60 11.459 16.234 108.861 12.308 7 I11 300 300.347 70 13.369 18.144 118.414 15.263 8 I12 300 300.347 80 15.279 20.054 127.863 18.535 9 I13 300 300.347 90 17.189 21.963 137.198 22.120 10 I14 300 300.347 100 19.099 23.873 146.408 26.014 11 I15 300 300.347 110 21.008 25.783 155.484 30.213 12 I16 300 300.347 120 22.918 27.693 164.414 34.712 13 I17 300 300.347 130 24.828 29.603 173.189 39.506 14 300 300.347 139.78 26.696 31.471 181.613 44.475 d. Baûo ñaûm taàm nhìn treân ñöôøng cong naèm: Khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong, taàm nhìn cuûa ngöôøi laùi xe bò haïn cheá do vaät caûn ôû gaàn ñöôøng cong nhö: maùi ta luy ñöôøng ñaøo, caây coái xung quanh… Khi vaøo ñöôøng cong taøi xeá thöôøng coù xu höôùng cho xe chaïy vaøo giöõa maët ñöôøng taïo caûm giaùc an toaøn nhaèm khoâng bò tröôït ra ngoaøi ñöôøng cong, do vaäy khi tính toaùn taàm nhìn khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong phaûi tính cho tröôøng hôïp nhìn thaáy xe chaïy ngöôïc chieàu vaø ñöôøng coù daûi phaân caùch giöõa neân khoâng coù xe chaïy ngöôïc chieàu. Trong phaàn tính toaùn caùc chæ tieâu kyõ thuaät chuû yeáu cuûa tuyeán ñöôøng, ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc taàm nhìn xe chaïy: S = S2 =150m. Xaùc ñònh baùn kính quó ñaïo cuûa maét ngöôøi laùi xe döïa theo qui ñònh tính töø maét ngöôøi laùi xe coù vò trí caùch meùp phaàn xe chaïy beân tay phaûi laø 1.5m, khoâng môû roäng maët ñöôøng: m Vì K0 = 279. 56 m > S = 150 m neân phaïm vi taàm nhìn tính töø maét ngöôøi laùi xe ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: a laø goùc ôû taâm chaén cung S: m Zo : Khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi ñeán chöôùng ngaïi vaät. Z : Khoaûng caùch caàn phaù boû chöôùng ngaïi vaät. Z < Zo: Taàm nhìn ñöôïc ñaûm baûo Z > Zo: Taàm nhìn khoâng ñaûm baûo phaûi phaù boû chöôùng ngaïi vaät. Nhaän xeùt: Ta nhaän thaáy khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi ñeán meùp ngoaøi leà gia coá ít nhaát laø: Z0min= 1.5+Bleàgiaco =1.5+1= 2.5 (m) < Z =9.37m Vaäy taàm nhìn khoâng ñöôïc baûo ñaûm, caàn boá trí ñoä môû roäng. 2.2. Tính toaùn thieát keá ñöôøng cong naèm R=400 Caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong thieát keá: - Goùc chuyeån höôùng: a - Baùn kính ñöôøng cong: R = 400 m - Chieàu daøi tieáp tuyeán: T = 123.67 m - Phaân cöï: P =12.24 m - Chieàu daøi ñöôøng cong: K = 243.36m II.2.2.1. Tính toaùn sieâu cao: Ñoä doác sieâu cao: Theo TCVN 4054-2005 vôùi baùn kính ñöôøng cong naèm 400m vaø toác ñoä thieát keá V = 60 Km/h thì ñoä doác sieâu cao thieát keá laø 2%. Tính toaùn chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao: B = 8m : Beà roäng phaàn xe chaïy, coù tính leà gia coá isc= 2 % : Ñoä doác sieâu cao. : ñoä môû roäng maët ñöôøng trong ñöôøng cong; = 0 m ip= 0.5 % : Ñoä doác phuï theâm ñeå naâng sieâu cao öùng vôùi vaän toác 60 Km/h. Theo TCVN 4054-2005, ñoaïn noái sieâu cao ñöôïc boá trí truøng vôùi ñöôøng cong chuyeån tieáp. Theo TCVN 4054-05 (Baûng 14), ñoái vôùi ñöôøng caáp III ñòa hình vuøng nuùi, Vtk= 60 Km/h, R= 400m, isc = 2%, ñöôøng 2 laøn xe thì Lnsc = 50m => Choïn Lnsc = 50 m (1) Boá trí sieâu cao: Trong ñoaïn cong thieát keá ñoaïn noái sieâu cao, ta thöïc hieän chuyeån töø traéc ngang hai maùi sang traéc ngang moät maùi (isc). Trình töï thöïc hieän chung: Naâng daàn ñoä doác ngang leà gia coá leân baèng ñoä doác ngang maët ñöôøng. Tuy nhieân tuyeán ñöôøng thieát keá coù ileà = in neân khoâng thöïc hieän böôùc naøy. Laáy tim phaàn xe chaïy laøm taâm, quay nöûa phaàn maët ñöôøng phía ngoaøi cho ñeán khi ñaït ñöôïc maët caét ngang moät maùi baèng ñoä doác ngang maët ñöôøng. Laáy meùp phaàn xe chaïy phía trong (khi chöa môû roäng) laøm taâm quay cho tôùi khi maët caét ngang ñöôøng coù ñoä nghieâng baèng ñoä doác sieâu cao thieát keá. Xaùc ñònh khoaûng caùch giöõa caùc maët caét ngang ñaëc tröng: Khoaûng caùch töø MCN ñaàu tieân ñeán MCN coù ñoä doác ngang nöûa phaàn xe chaïy baèng khoâng (quay quanh maët ñöôøng 1 goùc 2%): Khoaûng caùch töø MCN i=0% MCN 1 maùi i = 2% (quay 1 goùc 2%) Cao ñoä thieát keá cuûa caùc maët caét ngang ñaëc tröng: Caùc cao ñoä thieát keá cuûa 2 meùp leà ñöôøng, 2 meùp phaàn xe chaïy vaø cuûa tim ñöôøng ôû caùc maët caét ngang ñaëc tröng ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo maët caét doïc thieát keá vaø ñoä doác ngang cuûa töøng boä phaän cuûa maët caét ngang ñaëc tröng. Ñoái vôùi caùc maët caét trung gian (thöôøng ñöôïc raûi ñeàu vôùi cöï ly 10m), caùc cao ñoä ñeàu ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch noäi suy. Tính toaùn phaàn môû roäng khi xe chaïy treân ñöôøng cong: Tính toaùn vôùi xe taûi: Ñoä môû roäng maët ñöôøng cho 1 laøn xe: Trong ñoù : l = 8 m: Khoaûng caùch töø truïc sau cuûa xe tôùi ñaàu muõi xe (baûng 1 TCVN4054-2005) Baùn kính ñöôøng cong naèm R = 400m. ew = m Ñoä môû roäng cuûa maët ñöôøng 2 laøn xe: = 2 ´ ew = 2 ´ 0.23 = 0.46 m Vaäy choïn = 0.46 m laøm giaù trò thieát keá vaø ñoaïn môû roäng ñöôïc boá trí 1 nöûa veà phía buïng vaø 1 nöûa veà phía löng cuûa ñöôøng cong. Theo TCVN 4054-2005 baûng 12: Vôùi R = 400m khoâng caàn môû roäng buïng trong ñöôøng cong. Tính toaùn ñöôøng cong chuyeån tieáp: Caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong troøn: - Goùc chuyeån höôùng: a - Baùn kính ñöôøng cong: R = 400 m Xaùc ñònh chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp: Choïn ñöôøng cong chuyeån tieáp coù daïng ñöôøng cong Clotoit. Lct = (1) Vôùi : A : thoâng soá clotoit R : baùn kính ñöôøng cong Ñieàu kieän veà taêng cöôøng ñoä gia toác li taâm moät caùch töø töø: Lct==(2) Trong ñoù: V = Vtk = 60 km/h R = 400m : ñoä taêng gia toác ly taâm = 0.5m/s3 Vaø ñieàu kieän ñaûm baûo boá trí ñöôïc Ln,sc : Lct = Ln,sc = 50 m (3) Keát luaän: Lct = max[(1),(2),(3)] = 50 m Choïn chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp: L = 50 m. Kieåm tra ñieàu kieän caáu taïo ñöôøng cong chuyeån tieáp daïng clothoide: Trong ñoù: j0 = = (rad) a (goùc chuyeån höôùng) Ta coù: < vaäy ñieàu kieän caáu taïo thoûa maõn. Ñoä daøi ñöôøng cong cô baûn sau khi ñaõ dòch chuyeån : Xaùc ñònh thoâng soá Clothoide: Xaùc ñònh thoâng soá ñoä dòch chuyeån p vaø t: p = Y0 - R (l - Cosj0) = 1.0414 - 400(1-cos()) = 0.26m t = X0 - Rsin= 49.98 - 400sin() = 24.996 m Vì: p = 0.26 < neân ñöôøng cong chuyeån tieáp khoâng caàn phaûi löïa choïn laïi. Tính laïi baùn kính ñöôøng cong R1 vaø tính chính xaùc caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong troøn theo R1: R1 = R+P = 400 + 0.26= 400.26 m T = m m Xaùc ñònh ñieåm baét ñaàu vaø ñieåm keát thuùc cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp 1: Phaàn coøn laïi cuûa ñöôøng cong troøn cô baûn: K0 = R( – 2)=400( –2) = 143.36m Chieàu daøi ñöôøng cong: K = K0 + 2Lct = 143.36 + 250 =243.36 m. Xaùc ñònh toïa ñoä caùc ñieåm trung gian: Toïa ñoä caùc ñieåm trung gian coù chieàu daûi Si cuõng ñöôïc xaùc ñònh töông töï nhö xaùc ñònh toïa ñoä ñieåm cuoái cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp. Khoaûng caùch caùc ñieåm trung gian 10m. C = RLct Baûng caém toïa ñoä ñöôøng cong chuyeån tieáp STT S R Lct C x y ND 0 400 50 20000 0.000 0.000 1 10 400 50 20000 10.000 0.008 2 20 400 50 20000 20.000 0.067 3 30 400 50 20000 29.998 0.225 4 40 400 50 20000 39.994 0.533 TD 50 400 50 20000 49.980 1.0414 Xaùc ñònh caùc ñieåm trung gian cuûa ñöôøng troøn Ko: Ñeå chi tieát, treân ñöôøng cong troøn , cöù 10 m ta caém 1 coïc raûi ñeàu töø 2 phía Tñ vaø Tc cho ñeán ñieåm giöõa cuûa ñöôøng cong (do tính ñoái xöùng cuûa ñöôøng cong). Toïa ñoä caùc coïc ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Xaùc ñònh caùc goùc chaén cung: a’i = ia’ Toïa ñoä cuûa ñieåm thöù i theo heä truïc toïa ñoä X ND Y laø: xi = Rsin + t yi = R1 – Rcos Vôùi , t = 24.5 m, p = 0.22 m Baûng caém toïa ñoä ñöôøng cong troøn STT Teân coïc Baùn kính Khoaûng caùch coïc Toïa ñoä R(m) R1(m) S(m) x(m) y(m) 0 TD 400 400.26 0 0 3.581 49.978 1.041 1 I5 400 400.26 10 1.432 5.013 59.949 1.790 2 I6 400 400.26 20 2.865 6.446 69.899 2.789 3 I7 400 400.26 30 4.297 7.878 79.821 4.035 4 I8 400 400.26 40 5.730 9.311 89.708 5.530 5 I9 400 400.26 50 7.162 10.743 99.555 7.271 6 I10 400 400.26 60 8.594 12.175 109.356 9.257 P P 400 400.26 71.68 10.267 13.848 120.735 11.887 Baûo ñaûm taàm nhìn treân ñöôøng cong naèm: Khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong, taàm nhìn cuûa ngöôøi laùi xe bò haïn cheá do vaät caûn ôû gaàn ñöôøng cong nhö: maùi ta luy ñöôøng ñaøo, caây coái xung quanh… Khi vaøo ñöôøng cong taøi xeá thöôøng coù xu höôùng cho xe chaïy vaøo giöõa maët ñöôøng taïo caûm giaùc an toaøn nhaèm khoâng bò tröôït ra ngoaøi ñöôøng cong, do vaäy khi tính toaùn taàm nhìn khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong phaûi tính cho tröôøng hôïp nhìn thaáy xe chaïy ngöôïc chieàu vaø ñöôøng coù daûi phaân caùch giöõa neân khoâng coù xe chaïy ngöôïc chieàu. Trong phaàn tính toaùn caùc chæ tieâu kyõ thuaät chuû yeáu cuûa tuyeán ñöôøng, ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc taàm nhìn xe chaïy: S = S2 =150m. Xaùc ñònh baùn kính quó ñaïo cuûa maét ngöôøi laùi xe döïa theo qui ñònh tính töø maét ngöôøi laùi xe coù vò trí caùch meùp phaàn xe chaïy beân tay phaûi laø 1.5m, khoâng môû roäng maët ñöôøng: m Vì K0 = 143.36 m < S = 150 m <K=243.36m neân phaïm vi taàm nhìn tính töø maét ngöôøi laùi xe ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: m Zo : Khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi ñeán chöôùng ngaïi vaät. Z : Khoaûng caùch caàn phaù boû chöôùng ngaïi vaät. Z < Zo: Taàm nhìn ñöôïc ñaûm baûo Z > Zo: Taàm nhìn khoâng ñaûm baûo phaûi phaù boû chöôùng ngaïi vaät. Nhaän xeùt: Ta nhaän thaáy khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi ñeán meùp ngoaøi leà gia coá ít nhaát laø: Z0min= 1.5+Bleàgiaco =1.5+1 = 2.5 (m) < Z =12.375m Vaäy taàm nhìn ñöôïc baûo ñaûm, khoâng caàn boá trí ñoä môû roäng. Chöông II THIEÁT KEÁ TRAÉC DOÏC I. Thieát keá ñöôøng ñoû: Traéc doïc bieåu thò ñoä doác doïc cuûa ñöôøng vaø vò trí töông ñoái cuûa phaàn xe chaïy vaø maët ñaát. Vieäc vaïch ñöôøng ñoû caàn phoái hôïp chaët cheõ vôùi thieát keá bình ñoà, thieát keá maët caét ngang ñeå ñaûm baûo khoái löôïng ñaøo ñaép nhoû nhaát, ñöôøng khoâng bò gaõy khuùc, roõ raøng vaø haøi hoøa veà maët thò giaùc, chaát löôïng khai thaùc cuûa ñöôøng nhö toác ñoä xe chaïy, naêng löïc thoâng xe, an toaøn xe chaïy cao, chi phí nhieân lieäu giaûm, thoaùt nöôùc toát. Ñöôøng ñoû ñöôïc thieát keá vôùi tæ leä X: 1/1000, Y:1/100. Trong ñoaïn thieát keá kyû thuaät ñöôïc choïn ñoä doác thay ñoåi cuûa 2 ñoaïn doác thay ñoåi >1% neân phaûi boá trí ñöôøng cong ñöùng. Ñoä doác caùc ñöôøng cong ñöùng töông öùng: Stt R i1(%) i2(%) 1 6000 -0.52 0.68 2 4000 0.68 -1.96 3 4000 -1.96 0.0 4 4000 0.0 3.68 5 4000 3.68 -0.97 Tính toaùn caùc yeáu toá ñöôøng cong ñöùng: Ñeå lieân keát caùc doác doïc treân maët caét doïc ngöôøi ta phaûi duøng caùc ñöôøng cong ñöùng ñeå xe chaïy ñieàu hoøa, thuaän lôïi, baûo ñaûm taàm nhìn ban ngaøy vaø ban ñeâm, ñaûm baûo haïn cheá löïc xung kích, löïc li taâm theo chieàu ñöùng. Taùc duïng cuûa ñöôøng cong ñöùng laø chuyeån tieáp ñoä doác doïc töø ñeán Yeâu caàu giaù trò baùn kính ñöôøng cong ñöùng : Hôïp vôùi ñòa hình, thuaän lôïi cho xe chaïy vaø myõ quan cho ñöôøng. Ñaûm baûo taàm nhìn ôû ñöôøng cong ñöùng loài. Ñaûm baûo khoâng gaõy nhíp xe ôû ñöôøng cong ñöùng loõm. Ñaûm baûo taàm nhìn ban ñeâm ôû ñöôøng cong ñöùng loõm. Caùc choå ñoåi doác treân maët caét doïc (lôùn hôn 1% khi toác ñoä thieát keá 60 Km/h) phaûi noái tieáp baèng caùc ñöôøng cong ñöùng loài hay loõm. Caùc ñöôøng cong naøy coù theå laø ñöôøng cong troøn hoaëc parabol baäc hai. Ñeå ñôn giaûn ngöôøi ta thöôøng tính theo parabol baäc hai. R: Baùn kính taïi ñieåm goác toïa ñoä ôû ñoù ñoä doác cuûa maët caét doïc baèng 0 x, y: hoaønh ñoä vaø tung ñoä cuûa ñieåm ñang xeùt. Daáu “+” töông öùng vôùi ñöôøng cong loài. Daáu “-“ töông öùng vôùi ñöôøng cong loõm. Xeùt moät ñieåm A baát kyø treân ñöôøng cong coù ñoä doác iA, ta coù: Ñoä doác cuûa ñieåm A ñöôïc laáy nhö sau: Leân doác mang daáu ( + ) Xuoáng doác mang daáu ( - ) Töø ñoù ta xaùc ñònh ñöôïc chieàu daøi ñöôøng cong ñöùng taïo bôûi 2 doác i1 vaø i2: K = R Hay: Tieáp tuyeán ñöôøng cong: T = 0.5R Hay: Töø cao ñoä, lyù trình cuûa ñieåm Ñ, xaùc ñònh cao ñoä vaø lyù trình caùc ñieåm trung gian. Cöï ly caùc ñieåm trung gian neân choïn theo Di. + Di = 1‰ vôùi Vtk = 80 Km/h. + Di = 2‰ vôùi Vtk = 60 Km/h. + Di = 4‰ vôùi Vtk < 60 Km/h Ñöôøng cong : R =6000, i1 =-0.52%, i2 = 0.68% Cao ñoä vaø lyù trình ñænh P (vò trí ñoåi doác): hP = 45.648; Km 4+980.6 Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñieåm P: Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñieåm P: Cao ñoä ñieåm tieáp ñaàu cuûa ñöôøng cong: 45.648+ 0.1872 = 45.835 m Cao ñoä ñieåm tieáp cuoái cuûa ñöôøng cong: 45.648 +0.2448 = 45.893 m Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñænh ñöôøng cong: Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñænh ñöôøng cong: Cao ñoä ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: 45.835-0.0811= 45.754 m hay45.893 -0.139 =45.754 m Lyù trình tieáp ñaàu, tieáp cuoái, ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: TD = P – T =4980.6 – 36 = 4944.6 m TC = P + T = 4980.6+ 36= 5016.6m Ñ = TD + xTD = 4944.6 + 31.2 = 4975.8 m Kieåm tra laïi : Ñ = TC – xTc = 5016.6 – 40.8 =4975.8 m Vôùi : R P Ñænh Ñ Cao ñoä Lyù trình Cao ñoä Lyù trình 4000 45.648 4980.6 45.754 4975.8 Baûng xaùc ñònh cao ñoä, lyù trình caùc ñieåm trung gian Teân coïc i(0/00) x (m) y (m) Lyù trình Cao ñoä (m) TD -5.2 -31.2 0.081 4944.6 45.835 1 -4 -24 0.048 4951.8 45.802 2 -2 -12 0.012 4963.8 45.766 Ñ 0 0 0.000 4975.8 45.754 4 2 12 0.012 4987.8 45.766 5 4 24 0.048 4999.8 45.802 6 6 36 0.108 5011.8 45.862 TC 6.8 40.8 0.139 5016.6 45.893 Ñöôøng cong : R =4000, i1 = 0.68%, i2 = -1.96% Cao ñoä vaø lyù trình ñænh P (vò trí ñoåi doác): hP = 46.792m; Km 5+149.84 Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñieåm P: Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñieåm P: Cao ñoä ñieåm tieáp ñaàu cuûa ñöôøng cong: 46.792- 0.359 = 46.433 m Cao ñoä ñieåm tieáp cuoái cuûa ñöôøng cong: 46.792 – 1.035= 45.757 m Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñænh ñöôøng cong: Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñænh ñöôøng cong: Cao ñoä ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: 46.433+ 0.092 = 46.525 m hay45.757+0.768 =46.525 m Lyù trình tieáp ñaàu, tieáp cuoái, ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: LTTD = P – T =5149.84 – 52.8 = 5097.04 m LTTC = P + T = 5149.84+ 52.8= 5202.64 m Ñ = TD + xTD = 5097.04 + 27.2 = 5124.24 Kieåm tra laïi : Ñ = TC – xTc = 5202.64 – 78.4 = 5124.24m Vôùi : R P Ñænh Ñ Cao ñoä Lyù trình Cao ñoä Lyù trình 4000 46.792 5+149.84 46.525 5+124.24 Baûng xaùc ñònh cao ñoä, lyù trình caùc ñieåm trung gian Teân coïc i(0/00) x (m) y (m) Lyù trình Cao ñoä (m) TD 6.8 27.2 0.092 5097.04 46.433 1 6 24 0.072 5100.24 46.453 2 4 16 0.032 5108.24 46.493 3 2 8 0.008 5116.24 46.517 Ñ 0 0 0.000 5124.24 46.525 4 -2 -8 0.008 5132.24 46.517 5 -4 -16 0.032 5140.24 46.493 6 -6 -24 0.072 5148.24 46.453 7 -8 -32 0.128 5156.24 46.397 8 -10 -40 0.200 5164.24 46.325 9 -12 -48 0.288 5172.24 46.237 10 -14 -56 0.392 5180.24 46.133 11 -16 -64 0.512 5188.24 46.013 12 -18 -72 0.648 5196.24 45.877 TC -19.6 -78.4 0.768 5202.64 45.757 Ñöôøng cong : R =4000, i1 = -1.96%, i2 = 0% Cao ñoä vaø lyù trình ñænh P (vò trí ñoåi doác): hP = 43.27m; Km 5+329.62 Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñieåm P: Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñieåm P: Cao ñoä ñieåm tieáp ñaàu cuûa ñöôøng cong: 43.27-0.768 = 43.038 m Cao ñoä ñieåm tieáp cuoái cuûa ñöôøng cong: 43.27 +0= 43.27 m Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñænh ñöôøng cong: Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñænh ñöôøng cong: Cao ñoä ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: 43.038-0.768 = 43.27 m hay43.27-0 =43.27 m Lyù trình tieáp ñaàu, tieáp cuoái, ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: LTTD = P – T =5329.62 – 39.2 = 5290.42 m LTTC = P + T = 5329.62+ 39.2= 5368.82 m Ñ = TD + xTD = 5290.42 + 78.4 = 5368.82 Kieåm tra laïi : Ñ = TC – xTc = 5368.82– 0 = 5368.82m Vôùi : R P Ñænh Ñ Cao ñoä Lyù trình Cao ñoä Lyù trình 4000 43.27 5+329.62 43.27 5+368.82 Baûng xaùc ñònh cao ñoä, lyù trình caùc ñieåm trung gian Teân coïc i(0/00) x (m) y (m) Lyù trình Cao ñoä (m) TD -19.6 -78.4 0.768 5290.42 44.038 1 -18 -72 0.648 5296.82 43.918 2 -16 -64 0.512 5304.82 43.782 3 -14 -56 0.392 5312.82 43.662 4 -12 -48 0.288 5320.82 43.558 5 -10 -40 0.200 5328.82 43.470 6 -8 -32 0.128 5336.82 43.398 7 -6 -24 0.072 5344.82 43.342 8 -4 -16 0.032 5352.82 43.302 9 -2 -8 0.008 5360.82 43.278 Ñ=TC 0 0 0.000 5368.82 43.270 Ñöôøng cong : R =4000, i1 = 0%, i2 = 3.68% Cao ñoä vaø lyù trình ñænh P (vò trí ñoåi doác): hP = 43.27m; Km 5+619.62 Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñieåm P: Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñieåm P: Cao ñoä ñieåm tieáp ñaàu cuûa ñöôøng cong: 43.27+0 = 43.27 m Cao ñoä ñieåm tieáp cuoái cuûa ñöôøng cong: 43.27 +2.708= 45.978 m Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñænh ñöôøng cong: Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñænh ñöôøng cong: Cao ñoä ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: 43.27-0 = 43.27 m hay45.978-2.708 =43.27 m Lyù trình tieáp ñaàu, tieáp cuoái, ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: LTTD = P – T =5619.62 – 73.6 = 5546.02 m LTTC = P + T = 5619.62+ 73.6= 5693.22 m Ñ = TD + xTD = 5546.02 + 0 = 5546.02 Kieåm tra laïi : Ñ = TC – xTc = 5693.22– 147.2 = 5546.02m Vôùi : R P Ñænh Ñ Cao ñoä Lyù trình Cao ñoä Lyù trình 4000 43.27 5619.62 43.27 5+546.02 Baûng xaùc ñònh cao ñoä, lyù trình caùc ñieåm trung gian Teân coïc i(0/00) x (m) y (m) Lyù trình Cao ñoä (m) TD=Ñ 0 0 0.000 5546.02 43.270 1 2 8 0.008 5554.02 43.278 2 4 16 0.032 5562.02 43.302 3 6 24 0.072 5570.02 43.342 4 8 32 0.128 5578.02 43.398 5 10 40 0.200 5586.02 43.470 6 12 48 0.288 5594.02 43.558 7 14 56 0.392 5602.02 43.662 8 16 64 0.512 5610.02 43.782 9 18 72 0.648 5618.02 43.918 10 20 80 0.800 5626.02 44.070 11 22 88 0.968 5634.02 44.238 12 24 96 1.152 5642.02 44.422 13 26 104 1.352 5650.02 44.622 14 28 112 1.568 5658.02 44.838 15 30 120 1.800 5666.02 45.070 16 32 128 2.048 5674.02 45.318 17 34 136 2.312 5682.02 45.582 18 36 144 2.592 5690.02 45.862 TC 36.8 147.2 2.708 5693.22 45.978 Ñöôøng cong : R =4000, i1 = 3.68%, i2 = -0.97% Cao ñoä vaø lyù trình ñænh P (vò trí ñoåi doác): hP = 50.705m; Km 5+821.87 Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñieåm P: Cheânh cao cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñieåm P: Cao ñoä ñieåm tieáp ñaàu cuûa ñöôøng cong: 50.705- 3.422 = 47.283 m Cao ñoä ñieåm tieáp cuoái cuûa ñöôøng cong: 50.705 – 0.902= 49.803 m Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp ñaàu so vôùi ñænh ñöôøng cong: Toïa ñoä cuûa ñieåm tieáp cuoái so vôùi ñænh ñöôøng cong: Cao ñoä ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: 47.283+2.708 =49.991 m hay49.803+0.188 =49.991 m Lyù trình tieáp ñaàu, tieáp cuoái, ñænh Ñ cuûa ñöôøng cong: LTTD = P – T =5821.87 – 93 = 5728.87 m LTTC = P + T = 5821.87+ 93= 5914.87 m Ñ = TD + xTD = 5728.87 +147.2 = 5876.07 Kieåm tra laïi : Ñ = TC – xTc = 5914.87 – 38.8 = 5876.07m Vôùi : R P Ñænh Ñ Cao ñoä Lyù trình Cao ñoä Lyù trình 4000 50.705 5+821.87 49.991 5+876.07 Baûng xaùc ñònh cao ñoä, lyù trình caùc ñieåm trung gian Teân coïc i(0/00) x (m) y (m) Lyù trình Cao ñoä (m) TD 36.8 147.2 2.708 5728.87 47.283 1 36 144 2.592 5732.07 47.399 2 34 136 2.312 5740.07 47.679 3 32 128 2.048 5748.07 47.943 4 30 120 1.800 5756.07 48.191 5 28 112 1.568 5764.07 48.423 6 26 104 1.352 5772.07 48.639 7 24 96 1.152 5780.07 48.839 8 22 88 0.968 5788.07 49.023 9 20 80 0.800 5796.07 49.191 10 18 72 0.648 5804.07 49.343 11 16 64 0.512 5812.07 49.479 12 14 56 0.392 5820.07 49.599 13 12 48 0.288 5828.07 49.703 14 10 40 0.200 5836.07 49.791 15 8 32 0.128 5844.07 49.863 16 6 24 0.072 5852.07 49.919 17 4 16 0.032 5860.07 49.959 18 2 8 0.008 5868.07 49.983 Ñ 0 0 0.000 5876.07 49.991 19 -2 -8 0.008 5884.07 49.983 20 -4 -16 0.032 5892.07 49.959 21 -6 -24 0.072 5900.07 49.919 22 -8 -32 0.128 5908.07 49.863 TC -9.7 -38.8 0.188 5914.87 49.803 cHÖÔNG III THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG I. Keát caáu aùo ñöôøng cho phaàn xe chaïy: Trong thieát keá sô boä ta ñaõ kieåm tra vaø so saùnh hai phöông aùn keát caáu aùo ñöôøng vaø choïn ñöôïc phöông aùn II. Keát caáu naøy ñaõ ñaït yeâu caàu veà cöôøng ñoä theo tieâu chuaån ñoä voõng ñaøn hoài, caét tröôït trong neàn ñaát, chòu keùo uoán trong caùc lôùp beâ toâng nhöïa. Caáu taïo caùc lôùp maët ñöôøng töø treân xuoáng nhö sau: - Beâ toâng nhöïa chaët loaïi I (ñaù daêm 50% C=10) daøy 5 cm - Beâ toâng nhöïa chaët loaïi I (ñaù daêm 35% C=20) daøy 7 cm - Caáp phoái ñaù daêm loaïi I daøy 28 cm - Caáp phoái ñaù daêm loaïi II daøy 34 cm Caùc ñaëc tröng tính toaùn cuûa moãi lôùp keát caáu: + Neàn ñöôøng Ñaát ñaép neàn ñöôøng :AÙ seùt laãn soûi saïn Ñoä aåm töông ñoái a: 0.62 Module ñaøn hoài E (Mpa): 41.2 Löïc dính C (Mpa): 0.0304 Goùc ma saùt j (ñoä): 22.8 Lôùp vaät lieäu H (cm) Ev (Mpa) Eku (Mpa) Etr (Mpa) Ru (Mpa) C (Mpa) j (ñoä) Beâ toâng nhöïa chaët loaïi I Haït mòn 5 420 1800 300 2.8 0 0 Beâ toâng nhöïa chaët loaïi I Haït trung 7 350 1600 250 2 0 0 Caáp phoái ñaù daêm loaïi I 28 300 300 300 0 0 0 Caáp phoái ñaù daêm loaïi II 34 250 250 250 0 0 0 II. Keát caáu aùo ñöôøng cho phaàn leà gia coá: Thoâng thöôøng leà ñöôøng coù 2 chöùc naêng chuû yeáu laø: ñeå xe coä döøng ñoã laïi vì lyù do ñoät xuaát vaø ñeå taïo ra “hieäu öùng thaønh beân” ñeå baûo veä caïnh meùp cuûa caùc lôùp keát caáu maët ñöôøng phaàn xe chaïy chính. Ngoaøi ra, coøn ñöôïc xem laø choã traùnh xe ñaûm baûo giao thoâng khi tieán haønh söûa chöõa maët ñöôøng phaàn xe chaïy chính vaø rieâng ôû nöôùc ta leà ñöôøng coøn duøng cho caùc xe 2 baùnh vaø xe thoâ sô ñi laïi. Treân thöïc teá ôû nöôùc ta vaø nhieàu nöôùc khaùc, vieäc baùnh xe taûi thöôøng xuyeân xaâm phaïm leà ñöôøng laø moät trong caùc nguyeân nhaân chuû yeáu laøm hö hoûng maët leà ñöôøng. Do ñoù neân choïn keát caáu leà gia coá nhö keát caáu phaàn xe chaïy chính. Ñaõ kieåm tra chi tieát trong phaàn thieát keá sô boä. CHÖÔNg IV THIEÁT KEÁ Coâng trình thoaùt nöôùc Ñeå baûo veä neàn ñöôøng khoâng bò ngaäp nöôùc vaø thoaùt nöôùc treân maët ñöôøng, ta phaûi laøm heä thoáng thoaùt nöôùc baèng caùch laøm raõnh doïc treân nhöõng ñoaïn ñöôøng ñaøo, ñaép thaáp ( < 0.6m ). Raõnh doïc khoâng chæ thoaùt nöôùc möa treân ñöôøng maø coøn phaûi thoaùt moät löôïng nöôùc möa trong khu vöïc do ñòa hình coù ñoä doác ngang .Do ñoù ta phaûi tính toaùn löu löôïng vaø thieát keá cho phuø hôïp. Treân ñoaïn tuyeán kyõ thuaät thieát keá coù moät coáng ñoâi. Do ñoù trong phaàn thieát keá kyõ thuaät ta chæ tính toaùn coâng trình thoaùt nöôùc maët. Cuï theå laø tính toaùn thuûy löïc raõnh vaø coáng ñòa hình. I. Thieát keá raõnh: 1. Yeâu caàu khi thieát keá raõnh : Tieát dieän vaø ñoä doác raõnh phaûi ñaûm baûo thoaùt nöôùc ñöôïc vôùi löu löôïng tính toaùn vaø kích thöôùc hôïp lyù, loøng raõnh khoâng phaûi gia coá baèng nhöõng vaät lieäu ñaét tieàn maø coù theå söû duïng ñöôïc nhöõng vaät lieäu taïi choå. - Ñoä doác cuûa raõnh trong moïi tröôøng hôïp phaûi choïn ñeå toác ñoä nöôùc chaûy trong raõnh khoâng nhoû hôn toác ñoä ban ñaàu laøm caùc haït phuø sa laéng ñoïng. - Ñoä doác loøng raõnh khoâng ñöôïc thieát keá < 0.5% trong tröôøng hôïp ñaëc bieät coù theå 0.3% nhöng chieàu daøi raõnh khoâng ñöôïc quaù 50 m. - Meùp ñænh cuûa raõnh daãn nöôùc phaûi cao hôn möïc nöôùc chaûy trong raõnh laø 0.25m. - Kích thöôùc ngang cuûa raõnh bieân ñöôïc choïn theo caáu taïo, nhö vaäy vieäc tính toaùn thoaùt nöôùc raõnh chuû yeáu laø tính chieàu daøi raõnh ñeå ñaûm baûo thoaùt nöôùc, raõnh bieân ñöôïc boá trí doïc theo ñöôøng vaø thöôøng baèng ñoä doác cuûa ñöôøng, do ñoù trong thöïc teá laø döïa vaøo löu löôïng thieát keá vaø ñoä doác cuûa raõnh ñeå choïn kích thöôùc chieàu roäng vaø chieàu saâu cuûa raõnh. 2. Löu löôïng nuôùc chaûy qua raõnh: QP = 16.67apF, m3/s Trong ñoù F : dieän tích löu vöïc baèng Km2, (dieän tích beà maët doàn nöôùc tôùi raõnh ): F = F1 + F2 F1 : dieän tích phaàn maët ñöôøng tích nöôùc F2 : dieän tích phaàn maët taluy neàn ñaøo 2.1 Löu löôïng nöôùc chaûy qua raõnh do phaàn maët ñöôøng tích nöôùc: Xeùt tröôøng hôïp baát lôïi nhaát vôùi chieàu daøi raõnh laø 235.38 m. F1 = L =235.38 9/2 = 1059.21 m2 =0.97: heä soá doøng chaûy tra baûng 9-7 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 =1: heä soá trieát giaûm do bôø ao, ñaàm laày baûng 9-5 saùch TKÑ oâtoâ taäp 3 = 0.91: heä soá xaùc ñònh theobaûng 9-11 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 : chieàu daøi trung bình söôøn doác löu vöïc = = 0.5 heä soá nhaùm cuûa söôøn doác, söôøn doác baèng phaúng (beâ toâng nhöïa ñöôøng) =2% = 15.4 tra baûng trang 181 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 phuùt : Toïa ñoä ñöôøng cong möa, phuï luïc 12b saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 0.23 Hp =122(mm): löôïng möa lôùn nhaát coù taàn suaát P%=4%, phuï luïc 15 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 (mm/phuùt) Qp1= 16.674.580.0010592110.910.97=0.0714m3/s (1) Löu löôïng nöôùc chaûy qua raõnh do phaàn taluy neàn ñaøo: Xeùt tröôøng hôïp baát lôïi nhaát vôùi chieàu daøi raõnh laø 235.38 m. F2 = Lh = 235.38 3= 706.14 m2 (choïn chieàu cao ta luy neàn ñaøo laø 3 m) =0.97: heä soá doøng chaûy tra baûng 9-7 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 =1: heä soá trieát giaûm do bôø ao, ñaàm laày baûng 9-5 saùch TKÑ oâtoâ taäp 3 = 0.91: heä soá xaùc ñònh theobaûng 9-11 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 : chieàu daøi trung bình söôøn doác löu vöïc = = 0.2 heä soá nhaùm cuûa söôøn doác, thoâng soá taäp trung doøng treân söôøn doác vôùi maët ñaát thu doïn saïch, khoâng coù goác caây ,khoâng bò caøy xôùi ,vuøng daân cö nhaø cöûa khoâng quaù 20% maët ñaù xeáp . =59.75% = 12.01083 tra baûng trang 181 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 phuùt : Toïa ñoä ñöôøng cong möa, phuï luïc 12b saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 0.23 Hp =122(mm): löôïng möa lôùn nhaát coù taàn suaát P%=4%, phuï luïc 15 saùch thieát keá ñöôøng oâtoâ taäp 3 (mm/phuùt) Qp2= 16.676.3060.0007061410.910.97=0.0655 m3/s (2) Töø (1) vaø (2) suy ra löu löôïng nöôùc chaûy qua raõnh laø: Qp = Qp1 + Qp2 = 0.0714+0.0655= 0.137 m3/s 3. Xaùc ñònh caùc daëc tröng thuûy löïc cuûa raõnh: Choïn raõnh hình thang coù: + Maùi doác 2 beân raõnh: m1 = m2 = 1.0 + Beà roäng raõnh: b = 0.4 m + Chieàu cao raõnh: h = 0.5 m Khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh: Qr = w. Vr (m3/s) Toác ñoä nöôùc chaûy trong raõnh: Vr (m/s) Ñoä doác cuûa raõnh: ir = id = 1.96% = 0.0196 Baùn kính thuûy löïc raõnh: (m). Ta coù: m = = = 1 Chieàu saâu nöôùc chaûy trong raõnh: Heä soá nhaùm: n = 0.02: heä soá nhaùm ñoái vôùi loøng raõnh laùt ñaù hoäc. Tieát dieän nöôùc chaûy cuûa raõnh: w = (b+mho)h0 = (0.4 + 1 0.25) 0.25 = 0.1625m2 Chu vi öôùt cuûa raõnh: m Baùn kính thuûy löïc raõnh: m Heä soá trong coâng thöùc seezi: Vaän toác nöôùc chaûy trong raõnh: Vr (m/s) Khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh: Qr = w. Vr = 0.1625x1.786 =0.29 (m3/s) => Qr > Qp = 0.137 (m3/s) . Vaäy raõnh ñaûm baûo khaû naêng thoaùt nöôùc. II. Thieát keá coáng 1. Coáng ñôn ñöôøng kính d = 1.75m, taïi lyù trình Km 5+541.87, Q = 4.82 m3/s Xaùc ñònh chieàu saâu phaân giôùi hk: Chieàu saâu phaân giôùi hk phuï thuoäc vaøo löu löôïng thieát keá Qtk. Tính tyû soá: Tra baûng 10-3 trang 209 “Thieát keá ñöôøng oâ toâ taäp III” ta ñöôïc hk/d = 0.5898. Vaäy chieàu saâu phaân giôùi hk: hk = 0.5898´ 1.75 = 1.032 m. Chieàu saâu möïc nöôùc chaûy trong coáng taïi choã thaét heïp doøng chaûy: hc = 0.9´ hk = 0.9 ´ 1.032 = 0.9288m Chieàu saâu nöôùc daâng tröôùc coáng: H » 2hc = 2 ´ 0.9288 = 1.86m Kieåm tra ñieàu kieän coáng chaûy khoâng aùp: Nhö kieán nghò thieát keá ban ñaàu thì hcv = d = 1.75 m. Mieäng coáng loaïi thöôøng neân thay vaøo ñieàu kieän chaûy khoâng aùp: H = 1.86 m 1.2 hcv = 1.2 ´ 1.75 = 2.1 m. Vaäy coáng thoûa maõn ñieàu kieän chaûy khoâng aùp. Tính khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng: Trong ñoù: yc: Heä soá vaän toác khi coáng chaûy khoâng aùp. Vôùi coáng troøn laáy baèng 0.85 Vôùi tyû soá: tra ñoà thò hình 10-2 trang 203 “Thieát keá ñöôøng oâ toâ taäp 3” ta ñöôïc wc/d2 = 0.51hay wc = 0.51 ´1.752 = 1.562 m2. Thay caùc giaù trò vaøo coâng thöùc treân ta ñöôïc m3/s Ta nhaän thaáy : Qc = 5.675 m3/s > Qtk = 4.82 m3/s, vaäy coáng ñaûm baûo thoaùt nöôùc toát. * Xaùc ñònh ñoä doác phaân giôùi ik Ta coù (rad) Chu vi öôùt taïi maët caét phaân giôùi : m Dieän tích öôùt taïi maët caét phaân giôùi : Baùn kính thuûy löïc Rk: Heä soá cezy : n: heä soá nhaùm loøng coáng laáy n = 0.015. y : soá muõ thuûy löïc phuï thuoäc vaøo n vaø R laáy : Ñaët : Heä soá ñaëc tröng löu löôïng Vì ñoä doác cuûa coáng lôùn hôn ñoä doác phaân giôùi neân chieàu saâu nöôùc chaûy trong coáng taïi gaàn cöûa ra ho < hk vaø vaän toác V0 seõ taêng. Söû duïng caùc baûng tra thuûy löïc ñöôïc laäp saün ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc vaän toác V0 döïa vaøo caùc ñaïi löôïng tính toaùn sau: (tra baûng 10.3 trang 209 saùch TKÑ oâ toâ T3). - Vaän toác doøng chaûy trong coáng: Vaän toác tính xoùi cho coáng laø vaän toác ôû haï löu coáng, vaän toác naøy thöôøng raát lôùn so vôùi vaän toác doøng chaûy trong coáng vaø ñöôïc tính baèng 1.5 V0. Löu toác laø lôùn do ñoù phaûi gia coá choáng xoùi. 2. Tính toaùn xoùi vaø gia coá sau coáng: - Trong tröôøng hôïp chaûy töï do, doøng nöôùc ra khoûi coáng chaûy vôùi vaän toác cao ôû sau coâng trình. Do ñoù phaûi thieát keá haï löu coâng trình theo toác ñoä nöôùc chaûy V = 1.5Vo = 1.55.5 = 8.25m/s - Chieàu daøi gia coá Lgc sau coáng neân laáy baèng 3 laàn khaåu ñoä coáng. Vôùi caàu nhoû thì chieàu daøi aáy tính töø meùp haï löu keát caáu nhòp. Lgc = 3 h =3 1.75 = 5.25m - Chieàu saâu töôøng choáng xoùi xaùc ñònh theo coâng thöùc. ht hxoùi + 0.5 hxoùi : Chieàu saâu xoùi tính toaùn tính theo coâng thöùc = chieàu saâu töôøng choáng xoùi: ht hx + 0.5 = 1.276 + 0.5 = 1.8m. Trong ñoù : b = 1.75 m : Khaåu ñoä coâng trình H = 1.86 m : Chieàu cao möïc nöôùc daâng 3..Xaùc ñònh cao ñoä neàn maët ñöôøng treân ñænh coáng Chieàu cao ñaát ñaép neàn ñöôøng toái thieåu taïi traéc ngang coáng ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän ñaûm baûo nöôùc deành khoâng traøn qua neàn ñöôøng. Hn = H + 0.5 = 1.86 + 0.5 = 2.36 m Cao ñoä maët ñöôøng treân ñænh coáng ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän chòu löïc cuûa coáng vaø boá trí keát caáu aùo ñöôøng, ñoàng thôøi ñaûm baûo chieàu cao neàn ñaép nhö treân: Hm = maxí d + d + 0.5 ; d + d + Had ý (m). Trong ñoù: d = 1.75 m: Ñöôøng kính coáng. d = 0.175 m: Chieàu daøy coáng. Had = 0.74 m: Chieàu daøy keát caáu aùo ñöôøng. Hm = maxí 1.75 + 0.175+ 0.5=2.425 ; 1.75 + 0.175 + 0.74 = 2.665 ý=2.665 (m). 4..Tính chieàu daøi coáng vaø toång hôïp coáng Chieàu daøi coáng phuï thuoäc vaøo chieàu cao ñaát ñaép treân ñænh coáng. Vôùi maùi ta luy ñaép laø 1: m = 1: 1.5 ta tính ñöôïc chieàu daøi coáng theo coâng thöùc: Lc = Bn + 2m(Hnñ – d - 2d) Trong ñoù: Bn = 9 m (chieàu roäng neàn ñöôøng). Hnñ = 2.7 : chieàu cao ñaép neàn ñöôøng taïi vò trí ñaët coáng. d = 1.75 m (ñöôøng kính coáng). d = 0.175 m (chieàu daøy coáng). m = 1.5 (ñoä doác maùi taluy). Lc = 9 + 2x1.5x(2.7 – 1.75 – 2x0.175) = 10.8 m Ñeå tieän cho thi coâng, ta laáy chieàu daøi coáng L = 12m. CHÖÔNG V KHOÁI LÖÔÏNG ÑAØO ÑAÉP TKKT Baûng khoái löôïng ñaøo ñaép phaàn TKKT Teân coïc KC leû Dieän tích Dieän tích trung binh Khoái löôïng Ñaép Ñaøo Ñaép Ñaøo Ñaép Ñaøo neàn neàn neàn neàn neàn neàn C1 9.48 0 20 10.21 0 204.2 0 C2 10.93 0 20 12.46 0 249.2 0 C3 13.99 0 20 15.82 0 316.4 0 C4 17.66 0 20 19.11 0 382.2 0 C5 20.56 0 20 20.39 0 407.8 0 C6 20.22 0 20 18.65 0 373 0 C7 17.07 0 20 15.3 0 306 0 C8 13.53 0 20 12.35 0 247 0 C9 11.17 0 20 10.6 0 212 0 C10 10.03 0 20 10.05 0 201 0 C11 10.06 0 20 9.57 0 191.4 0 C12 9.07 0 20 9.36 0 187.2 0 C13 9.65 0 20 10.5 0 210 0 C14 11.34 0 20 12.32 0 246.4 0 C15 13.29 0 20 14.27 0 285.4 0 C16 15.24 0 20 15.98 0 319.6 0 C17 16.73 0 20 17.2 0 344 0 C18 17.68 0 0.06 17.68 0 1.06 0 ND6 17.68 0 10.54 17.99 0 189.61 0 I1 18.3 0 10 18.48 0 184.8 0 I2 18.66 0 10 18.69 0 186.9 0 I3 18.71 0 10 18.99 0 189.9 0 I4 19.27 0 9.46 19.4 0 183.52 0 TD6 19.53 0 10 19.07 0 190.7 0 I5 18.6 0 10 18.06 0 180.6 0 I6 17.51 0 10 16.55 0 165.5 0 I7 15.58 0 10 14.18 0 141.8 0 I8 12.79 0 10 11.3 0 113 0 I9 9.81 0 10 8.19 0.04 81.9 0.4 I10 6.56 0.08 10 5.48 0.33 54.8 3.3 I11 4.4 0.58 10 3.69 0.93 36.9 9.3 I12 2.97 1.27 10 2.48 1.67 24.8 16.7 I13 1.99 2.06 10 1.64 2.37 16.4 23.7 I14 1.28 2.67 10 1.08 2.96 10.8 29.6 I15 0.88 3.25 10 0.65 3.81 6.5 38.1 I16 0.42 4.37 10 0.33 4.64 3.3 46.4 I17 0.23 4.91 9.78 0.15 5.41 1.47 52.91 P6 0.07 5.9 9.78 0.04 6.26 0.39 61.22 I18 0.01 6.62 10 0.01 6.84 0.1 68.4 I19 0 7.05 10 0 7.26 0 72.6 I20 0 7.47 10 0 7.76 0 77.6 I21 0 8.05 10 0 8.26 0 82.6 I22 0 8.47 10 0 8.66 0 86.6 I23 0 8.85 10 0 8.82 0 88.2 I24 0 8.8 10 0 8.75 0 87.5 I25 0 8.69 10 0 8.41 0 84.1 I26 0 8.13 10 0 7.46 0 74.6 I27 0 6.79 10 0.06 5.92 0.6 59.2 I28 0.11 5.05 10 0.29 4.15 2.9 41.5 I29 0.48 3.26 10 0.88 2.58 8.8 25.8 I30 1.27 1.9 10 1.9 1.4 19 14 TC6 2.53 0.9 10 3.21 0.6 32.1 6 I31 3.9 0.3 10 4.53 0.17 45.3 1.7 I32 5.15 0.05 10 5.71 0.03 57.1 0.3 I33 6.26 0 10 6.54 0 65.4 0 I34 6.82 0 10 6.62 0 66.2 0 NC6 6.41 0 20 6.86 0 137.2 0 C19 7.31 0 20 7.82 0 156.4 0 C20 8.34 0 20 7.88 0 157.6 0 C21 7.42 0 20 7.85 0 157 0 C22 8.28 0 20 9.94 0 198.8 0 C23 11.6 0 20 14.32 0 286.4 0 C24 17.05 0 20 20.04 0 400.8 0 C25 23.02 0 20 25.79 0 515.8 0 C26 28.56 0 20 30.52 0 610.4 0 C27 32.48 0 20 33.37 0 667.4 0 C28 34.26 0 2.25 34.25 0 77.06 0 S39 34.24 0 17.75 33.7 0 598.18 0 C29 33.16 0 20 31 0 620 0 C30 28.85 0 20 25.5 0 510 0 C31 22.14 0 20 19.09 0 381.8 0 C32 16.04 0 20 13.5 0 270 0 C33 10.96 0 20 9.09 0 181.8 0 C34 7.21 0 20 5.97 0 119.4 0 C35 4.73 0 20 2.55 1.02 51 20.4 C36 0.36 2.04 20 0.18 5.55 3.6 111 C37 0 9.07 20 0 12.22 0 244.4 C38 0 15.37 20 0 15.68 0 313.6 C39 0 16 20 0.17 9.88 3.4 197.6 C40 0.34 3.76 20 5.55 1.88 111 37.6 C41 10.77 0 2.25 11.46 0 25.79 0 ND7 12.14 0 10 14.26 0 142.6 0 I1 16.38 0 10 17.57 0 175.7 0 I2 18.77 0 10 18.65 0 186.5 0 I3 18.53 0 10 17.37 0 173.7 0 I4 16.21 0 10 14.61 0 146.1 0 TD7 13.01 0 10 11.22 0 112.2 0 I5 9.42 0 10 7.83 0.02 78.3 0.2 I6 6.24 0.04 10 5.06 0.29 50.6 2.9 I7 3.88 0.54 10 3.19 0.85 31.9 8.5 I8 2.51 1.17 10 2.25 1.4 22.5 14 I9 2 1.63 10 1.73 1.8 17.3 18 I10 1.47 1.97 11.68 1.29 2.22 15.07 25.93 P7 1.12 2.47 11.68 0.96 2.75 11.21 32.12 I11 0.79 3.04 10 0.58 3.52 5.8 35.2 I12 0.38 4 10 0.23 4.77 2.3 47.7 I13 0.07 5.54 10 0.04 6.52 0.4 65.2 I14 0 7.5 10 0 8.45 0 84.5 I15 0 9.4 10 0 10.09 0 100.9 I16 0 10.79 10 0 11.32 0 113.2 TC7 0 11.86 10 0 11.88 0 118.8 I17 0 11.89 10 0 11.85 0 118.5 I18 0 11.81 10 0 11.36 0 113.6 I19 0 10.91 10 0 10.38 0 103.8 I20 0 9.84 10 0 9.09 0 90.9 NC7 0 8.35 10 0 7.34 0 73.4 I21 0 6.34 10 0 5.05 0 50.5 I22 0 3.76 10 0.03 2.76 0.3 27.6 I23 0.05 1.77 10 0.91 0.98 9.1 9.8 I24 1.76 0.19 10 2.81 0.1 28.1 1 I25 3.87 0 4.77 4.5 0 21.46 0 Km6+100 5.12 0 TOÅNG 14606 3333.2