Thiết kế đường qu hai điểm A-B

PHAÀN II THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT ÑOAÏN TÖØ KM 3+000 à KM 4+000 CHÖÔNG I TÌNH HÌNH CHUNG Döïa vaøo hoà sô thieát keá sô boä ( döï aùn khaû thi ) ñaõ ñöôïc duyeät, tieán haønh laäp hoà sô thieát keá kyõ thuaät cho phöông aùn tuyeán . Ñaây laø phöông aùn ñöôïc choïn vì coù nhieàu öu ñieåm thoâng qua luaän chöùng kinh teá kyõ thuaät. Nhieäm vuï ñöôïc giao trong thieát keá kyõ thuaät laø thieát keá ñoaïn tuyeán töø Km3+000 – Km4+000 cuûa phöông aùn I. 1-Tình Hình Chung Ñoaïn Tuyeán Töø Km3+000 Ñeán Km4+000: Ñaây laø ñoaïn tuyeán coù ñoä doác vöøa phaûi, ñoaïn tuyeán naøy caét qua moät vaøi vuøng truõng nöôùc chaûy nhieàu vaøo muøa möa neân caàn ñaët coáng ñòa hình, song khoâng coù caàu nhoû. Noùi chung ñòa hình ,ñòa chaát ,thuûy vaên thuaän lôïi cho vieäc xaây döïng tuyeán . + Caùc cheá ñoä thuûy vaên nhö cheá ñoä nhieät ñoä, möa gioù, löôïng boác hôi, ñoä aåm trung bình cuûa thaùng trong naêm khoâng coù gì ñaëc bieät so vôùi phaàn thieát keá sô boä. + Tình hình kinh teá chính trò, vaên hoùa ôû ñòa phöông phaùt trieån bình thöôøng. + Toùm laïi khu vöïc tuyeán ñi qua xaây döïng tuyeán ñöôøng laø hôïp lí vaø thuaän lôïi. 2 - Nhöõng Yeâu Caàu Trong Vieäc Thieát Keá Kyõ Thuaät : + Thieát keá phaûi hoaøn thieän vaø phaûi coù nhöõng taøi lieäu cuï theå chính xaùc. + Taát caû caùc coâng trình phaûi ñöôïc thieát keá moät caùch hôïp lí töông öùng vôùi yeâu caàu cuûa giao thoâng vaø ñieàu kieän töï nhieân cuûa khu vöïc. + Toaøn boä vaø töøng phaàn thieát keá phaûi coù luaän chöùng kinh teá kó thuaät phuø hôïp vôùi thieát keá sô boä ñaõ ñöôïc duyeät . Neân duøng keát caáu ñònh hình vaø caùc ñoà aùn thieát keá cuûa coâng trình töông töï nhaèm ruùt ngaén thôøi gian thieát keá. + Caùc taøi lieäu phaûi ñaày ñuû roõ raøng theo ñuùng caùc qui trình hieän haønh. CHÖÔNG II THIEÁT KEÁ BÌNH ÑOÀ I - NGUYEÂN TAÉC VAÏCH TUYEÁN : Veà nguyeân taéc vaïch tuyeán ñaõ ñöôïc trình baøy trong phaàn baùo caùo nghieân cöùu khaû thi. ÔÛ ñaây caàn nhaán maïnh 1 soá ñieåm sau : - ÔÛ vuøng nuùi thöôøng ñaët tuyeán ñi theo söôøn doác coù theå keát hôïp vieäc ñi tuyeán ôû caùc thung luõng vaø söôøn doác. Khi tuyeán phaûi vöôït qua daõy nuùi thì cho tuyeán ñi qua choã yeân ngöïa, men theo söôøn doác ñeå leân xuoáng sao cho ñaûm baûo ñoä doác. - Neáu caùc ñieåm khoáng cheá coù ñoä cheânh nhau khoâng lôùn laém thì coá gaéng cho tuyeán baùm theo caùc ñöôøng ñoàng möùc ñeå giaûm ñoä doác doïc nhöng cuõng phaûi khoáng cheá soá ñöôøng cong, traùnh nhoû vaø vuïn vaët ñaûm baûo toát chaát löôïng khai thaùc cuûa ñöôøng. - Töø Km3+000 – Km4+000 ñòa hình töông ñoái thoaûi. Tuyeán ñi töø cao ñoä 40.40 ñeán cao ñoä 24.81 chaïy men theo caùc ñöôøng ñoàng möùc, ñòa chaát oån ñònh. Ñeå cho vieäc ñi tuyeán ñaûm baûo ñoä doác, duøng compa ñi ñoä doác ñieàu sau ñoù baùm saùt ñöôøng naøy ñeå keû tuyeán. - Caên cöù vaøo nhöõng ñieåm treân ta tieán haønh ñi tuyeán töø Km3+000 – Km4+000. Ñoaïn tuyeán coù 1 ñöôøng cong, coù baùn kính 550m . Treân ñoaïn tuyeán coù 1 coáng caáu taïo (Þ 0.8 m) ,vaø 1 coáng ñòa hình (Þ 1.75 m), coáng coù mieäng laøm theo daïng bình thöôøng, khoâng coù caàu. Caû ñoaïn tuyeán khoâng coù ñoaïn naøo coù khoái löôïng taäp trung. II - THIEÁT KEÁ CAÙC YEÁU TOÁ ÑÖÔØNG CONG : Sau khi vaïch tuyeán, caên cöù vaøo caáp haïng kyõ thuaät vaø quy phaïm thieát keá ñöôøng oâtoâ tieán haønh caém cong vaø xaùc ñònh caùc yeáu toá hình hoïc cuûa ñöôøng cong theo caùc coâng thöùc sau : + Ñoä daøi tieáp tuyeán : (m) + Ñoä daøi ñöôøng cong : (m) + Ñoä daøi ñöôøng phaân giaùc : (m) a  - Goùc chuyeån höôùng. R - Baùn kính ñöôøng cong. T - Chieàu daøi tieáp tuyeán. K - Ñoä daøi cung troøn. P - Ñoä daøi ñöôøng phaân giôùi. Baûng toång hôïp caùc yeáu toá ñöôøng cong : Ñænh a R (m) T(m) P (m) K (m) 1 33’27.29 550 190.368 25.504 371.176 III- Tính Toaùn Ñoä Môû Roäng Treân Ñöôøng Cong : Theo ñieàu 5.5.1 cuûa TCVN-4054-2005 ñoái vôùi caùc ñöôøng cong treân bình ñoà coù R>250 m thì khoâng caàn môû roäng treân ñöôøng cong . Trong tuyeán thieát keá cuûa ta, baùn kính R=550m .Do ñoù khoâng caàn phaûi môû roäng trong ñöôøng cong . IV- Tính Ñöôøng Cong Chuyeån Tieáp Vaø Sieâu Cao : Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp vaø chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao :Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp coù daïng ñöôøng cong Cloâtoâit. Chieàu daøi naøy phaûi ñaûm baûo cho löïc ly taâm taêng leân töø töø, khoâng gaây caûm giaùc khoù chòu cho haønh khaùch khi chaïy vaøo ñöôøng cong. Ta coù Ñöôøng cong vôi( :a = 330 27’29’’ ;R= 550m. + Ñoä môû roäng trong ñöôøng cong :E = 0 (m) + Ñoä doác sieâu cao : theo ñieàu 5.5.1 cuûa TCVN-4054-2005 thì vôùi baùn kínhø R=550 ta caàn phaûi boá trí sieâu cao : isc=2%. Vaäy chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao laø : B : Chieàu roäng phaàn xe chaïy ip : Ñoä doác phuï ip = 0,5% isc : Ñoä doác sieâu cao isc = 2% Lnsc = + Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp : V=60 km/h :vaän toác xe chaïy trong ñöôøng cong R=300m :baùn kính ñöôøng cong . Þ Baûng tính toaùn chieàu daøi ñoaïn chuyeån tieáp Ñænh R (m) Lcht (m) Tính toaùn Qui phaïm Kieán nghò 1 550 16.71 50 50 V-Trình töï tính toaùn vaø caém ñöôøng cong chuyeån tieáp : 1- Xaùc ñònh caùc yeáu toá cuûa ñöôøng cong cô baûn T,P,K döïa vaøo a vaø R. 2- Xaùc dònh ñoä daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp. 3- Tính goùc keïp giöõa ñöôøng thaúng vaø tieáp tuyeán roàiø kieåm tra khaû naêng boá trí ñöôøng cong chuyeån tieáp : Neáu ñieàu kieän khoâng thoûa maõn thì taêng baùn kính R hoaëc giaûm chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp . Ñænh R (m) 1 550 50 2043’ 16.50 Thoûa ñieàu kieän cho pheùp. 4- Xaùc ñònh caùc toïa ñoä ñieåm cuoái ñöôøng cong chuyeån tieáp Xo ,Yo . T0 . A>R/3. Vôùi: A:laø thoâng soá cuûa ñöôøng cong, thoâng soá naøy ñöôïc choïn vaø phaûi lôùn hôn. R = 550 m vaø Lct = 50m => (m) R/3 = 550/3 = 183.33 m => ta choïn A=183.33m Þ= 2042’ Vôùi : C = A2 = 33609.89 S = Lcht = 50 m Tính T0 : = 251.65 m 5- Xaùc ñònh caùc chuyeån dòch p vaø t : R = 550 m p = Yo - R*(1-cosjo)=0.62 -550(1-cos2.42)=9.43-3m. t = Xo - R*sinjo =49.990 –550*sin2.42=24.08 m. Neáu p > R /100 thì phaûi caáu taïo laïi . Vaäy R/100=550/100=5.5 =>thoaû ñieàu kieän. . 6-Döïa theo baûng 3. 6 trong saùch thieát keá ñöông oâ toâ phaàn 1, ta xaùc ñònh ñöôïc toïa ñoä caùc ñieåm trung gian cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp caùch nhau 5 hay 10 m. Trong ñöôøng cong cô baûn ta raûi caùc coïc chi tieát caùch nhau 20m neáu R>500m, 10m neáu R<500 m . Toïa ñoä caùc coïc chi tieát treân ñöôøng cong cô baûn tính theo coâng thöùc sau : X = (R-p)*sin j + t Y = R-(R-p)*cos j 7 - Toïa ñoä caùc ñieåm trung gian trong ñöôøng cong chuyeån tieáp : Xaùc ñònh caùc ñieåm trung gian theo coâng thöùc. c = R x S R : baùn kính ñöôøng cong chính. Baûng caém coïc trong ñöôøng cong chuyeån tieáp. STT Coïc K-caùch S R C X Y 1 NÑ 0 0 550 0.000 0.000 0.000 2 C18 10 10 550 5500.000 10.000 0.030 3 C19 10 20 550 11000.000 19.999 0.121 4 C20 10 30 550 16500.000 29.998 0.273 5 C21 10 40 550 22000.000 39.995 0.485 6 TD 10 50 550 27500.000 49.990 0.757 8- Toïa ñoä caùc ñieåm chi tieát trong ñöôøng cong cô baûn : + Neáu R>500 m thì caùc ñieåm laáy caùch nhau 20 m. + Neáu R<500 m thì caùc ñieåm laáy caùch nhau 10 m . R =550 (m) p = 9.43-3 (m) t = 24.08 (m) ; jo = 2.43o + Caém caùc coïc chi tieát trong ñöôøng cong troøn (phaàn naèm giöõa hai ñoaïn ñöôøng cong chuyeån tieáp ). Caém caùc coïc caùch nhau 20m vaø caém cho nöûa ñöôøng cong troøn. Duøng phöông phaùp toaï ñoä vuoâng goùc, söû duïng caùc coâng thöùc sau : X = R*sinb Y = R*(1 - cosb) Ko :chieàu daøi ñöôøng cong troøn cô baûn vôùi goùc (a -2*jo) Ñöôøng cong thöù nhaát : Baûng toaï ñoä ñeå caém caùc ñieåm chi tieát trong ñöôøng cong troøn STT Coïc K-caùch S R X Y 2 TD 0 0.000 550 0 0.000 0.000 3 H4 0.74 0.740 550 0.077 0.740 0.001 4 C22 19.26 20.000 550 2.085 20.010 0.364 5 C23 20 40.000 550 4.169 39.980 1.455 6 C24 20 60.000 550 6.254 59.914 3.273 7 C25 20 80.000 550 8.338 79.756 5.814 8 C26 20 100.000 550 10.423 99.568 9.076 9 H5 0.74 100.740 550 10.500 100.229 9.210 10 C27 19.26 120.000 550 12.507 119.107 13.052 11 P 15.55 135.550 550 14.128 134.248 16.636 12 C28 4.45 140.000 550 14.592 138.563 17.741 13 C29 20 160.000 550 16.676 157.827 23.131 14 C30 20 180.000 550 18.761 176.891 29.222 15 C31 20 200.000 550 20.845 195.713 35.999 16 H6 0.74 200.740 550 20.923 196.412 36.266 17 C32 19.26 220.000 550 22.930 214.283 43.460 18 C33 20 240.000 550 25.014 232.562 51.588 19 34 15.41 255.410 550 26.621 246.448 58.305 20 TC 15.77 271.180 550 28.264 260.444 65.574 VI - Tính Toaùn Vaø Boá Trí Sieâu Cao : Theo TCVN-4054-2005 neáu tröôøng hôïp ñöôøng cong coù boá trí sieâu cao,ñöôøng cong chuyeån tieáp , ñoaïn môû roäng trong ñöôøng cong thì ta phaûi duøng trò soá lôùn nhaát trong ba trò soá treân . Cuõng theo TCVN-4054-2005 ta chæ caàn boá trí sieâu cao cho ñöôøng cong coù baùn kính R<1500 m. Vaäy ta boá trí sieâu cao cho ñöôøng cong coù R = 550 m. + Ñoä doác sieâu cao : isc= 2% + Chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao : Lnsc = 24 (m) (ñaõ tính ôû treân ) . + Chieàu daøi ñoaïn môû roäng trong ñöôøng cong : Lc = 0 (do khoâng coù môû roäng ) + Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp : Lct = 50 (m) . Do ñoù ta choïn chieàu daøi ñöôøng cong chung ñeå boá trí laø : L =50 m Töø L = 24m ta tính laïi ñoä doác naâng sieâu cao : Lnsc = B*isc /ip => ip =B*isc / Lct =6*2 / 50= 0.24 %. * Boá trí sieâu cao ñöôïc thöïc hieän theo caùc böôùc sau : Quay daàn maët ñöôøng quanh tim ñöôøng khi ñoù ñoä doác ngang ôû laøn trong khoâng thay ñoåi, cho ñeán khi ñoä doác laøn ngoaøi baèng ñoä doác laøn trong cuõng chính laø ñoä doác sieâu cao. Ñoä naâng meùp ngoaøi laø : h = 2 x b x in = 2 x 3,0 x 0,02 = 0,12 m Trong ñoù : b : Chieàu roäng moät laøn xe in : Ñoä doác ngang cuûa maët ñöôøng Chieàu daøi ñoaïn naâng VII - Kieåm Toaùn Taàm Nhìn Treân Ñöôøng Cong Baèng : Khi xe chaïy trong ñöôøng cong taàm nhìn bò haïn cheá vaø baát lôïi nhaát laø nhöõng xe chaïy phía buïng ñöôøng cong, ôû vò trí thay ñoåi ñoä doác quaù ñoät ngoät hoaëc nhöõng choã coù nhaø cöûa ôû gaàn ñöôøng. Vôùi giaû thieát taàm maét ngöôøi laùi xe laø 1.2 m. Khoaûng caùch töø maét ñeán meùp ñöôøng laø : 1.5 m. Goïi Z0 : Khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi xe ñeán chöôùng ngaïi vaät. Z :khoaûng caùch töø maét ngöôøi laùi xe ñeán giôùi haïn caàn phaù boû chöôùng ngaïi vaät. Neáu Z £ Zo : taàm nhìn ñöôïc ñaûm baûo, khoâng caàn phaûi doïn chöôùng ngaïi vaät. Z > Zo : taàm nhìn khoâng ñöôïc ñaûm baûo ñoøi hoûi phaûi doïn boû chöôùng ngaïi vaät. Muoán ñaûm baûo taàm nhìn treân ñöôøng cong caàn phaûi xaùc ñònh phaïm vi phaù boû chöôùng ngaïi vaät caûn trôû taàm nhìn. Ta coù theå tính trò soá Z theo coâng thöùc gaàn ñuùng sau. Trong ñoù Vôùi: R : Baùn kính ñöôøng cong S : Chieàu daøi taàm nhìn Ta coù sô ñoà : Vôùi baùn kính ñænh coù R =550 m vaø S = 150 m phaïm vi phaûi giaûi toûa laø : CHÖÔNG III THIEÁT KEÁ TRAÉC DOÏC I - THIEÁT KEÁ ÑÖÔØNG ÑOÛ : Caùc nguyeân taéc yeâu caàu vaø phöông phaùp thieát keá ñaõ ñöôïc neâu trong phaàn baùo caùo nghieân cöùu khaû thi. Treân ñoaïn tuyeán naøy khi thieát keá ñöôøng ñoû caàn chuù yù moät soá ñieåm sau : a - Yeâu caàu veà chæ tieâu kyõ thuaät : - Ñoä doác lôùn nhaát khoâng quaù 7% - Ñoä doác ôû nhöõng ñoaïn ñöôøng ñaøo hoaøn toaøn khoâng ñöôïc < 0,5% ( vaø 0.3% trong tröôøng hôïp caù bieät nhöng khoâng ñöôïc daøi quaù 50 m-ñieàu 5.8.2 cuûa TCVN-4054-2005. - Khoaûng caùch toái thieåu giöõa hai ñænh traéc doïc laø : 150 m - Baùn kính toái thieåu ñöôøng cong ñöùng loài laø 2500 m - Baùn kính toái thieåu ñöôøng cong ñöùng loõm laø 1000 m b - Yeâu caàu veà cao ñoä khoáng cheá : Khi ñi qua caùc coâng trình thoaùt nöôùc phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà cao ñoä nhö sau : + Ñoái vôùi caàu : Khi soâng khoâng coù thoâng thuyeàn thì chieàu cao toái thieåu cuûa maët caàu Hc = MNTK + K0 + hct Trong ñoù : MNTK : Cao ñoä möïc nöôùc thieát keá K0 : Chieàu cao tænh khoâng döôùi gaàm caàu thöôøng laáy baèng 0,5m neáu loøng soâng khoâng coù caây troâi vaät laên. Neáu loøng soâng coù caây troâi vaät laên laáy baèng 2m hct : Chieàu cao caáu taïo cuûa caàu + Ñoái vôùi coáng : + Khoâng aùp : H ³ Hmieäng coáng + 0,5m + Coù aùp : H ³ Hdaâng + 0,5m Chieàu cao nöôùc daâng hoaëc chieàu cao mieäng coáng ñöôïc tính töø cao ñoä ñaët coáng. Vieäc ñaët coáng coù theå tieán haønh theo hai giaûi phaùp sau : - Ñaët coáng tröïc tieáp leân neàn thieân nhieân khoâng caàn ñaøo saâu loøng suoái - Ñaët coáng coù ñaøo saâu loøng suoái Vieäc ñaët coáng treân neàn thieân nhieân coù öu ñieåm laø laøm cho cheá ñoä chaûy cuûa nöôùc trong loøng suoái khoâng bò thay ñoåi nhieàu do ñoù ít gaây xoùi lôû coâng trình tuy nhieân noù coù nhöôïc ñieåm laø laøm taêng khoái löôïng ñaøo ñaép coâng trình, ñeå ñaûm baûo chieàu cao toái thieåu cuûa neàn ñöôøng vaø khoâng aùp duïng ñöôïc khi ñoä doác loøng suoái quaù lôùn. Vieäc ñaët coáng theo phöông phaùp thöù hai thì ngöôïc laïi so vôùi phöông phaùp thöù nhaát do ñoù tuyø töøng tröôøng hôïp cuï theå ta coù phöông phaùp ñaët coáng thích hôïp. CHÖÔNG IV THIEÁT KEÁ NEÀN ÑÖÔØNG Neàn ñöôøng laø boä phaän chuû yeáu cuûa coâng trình ñöôøng, nhieäm vuï cuûa noù laø ñaûm baûo oån ñònh vaø cöôøng ñoä cuûa aùo ñöôøng. Neàn ñöôøng laø neàn taûng cuûa aùo ñöôøng. Cöôøng ñoä tuoåi thoï vaø chaát löôïng söû duïng cuûa aùo ñöôøng phuï thuoäc raát lôùn vaøo cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa neàn ñöôøng. Neàn ñöôøng yeáu, aùo ñöôøng seõ bieán daïng, raïn nöùt vaø hö hoûng mau cho neân trong baát kyø tình huoáng naøo neàn ñöôøng cuõng phaûi coù ñuû cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh, ñuû khaû naêng choáng ñöôïc taùc duïng phaù hoaïi cuûa caùc nhaân toá beân ngoaøi. Vì vaäy khi thieát keá neàn ñöôøng phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà cöôøng ñoä, ñaûm baûo ñuùng quy ñònh veà hình hoïc. Neàn ñöôøng Phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau : - Khoâng ñöôïc bieán daïng quaù lôùn döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng laøm thay ñoåi hình daïng, khaû naêng chòu löïc cuûa aùo ñöôøng. - Döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng thaúng ñöùng neàn ñöôøng phaûi ñaûm baûo khoâng bò luùn, caét vöôït quaù bieán daïng cho pheùp. - Cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa ñaát neàn phuï thuoäc raát lôùn vaøo ñieàu kieän khí haäu vaø cheá ñoä thuyû nhieät do ñoù khi thieát keá neàn ñöôøng caàn chuù yù ñeán ñieàu kieän taùc ñoäng cuûa thieân nhieân ñeå thieát keá neàøn ñöôøng hôïp lyù. Nöôùc laø nhaân toá aûnh höôûng lôùn ñeán ñeán cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa neàn ñöôøng. Söï taùc ñoäng cuûa nöôùc laøm giaûm cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn vaø laøm cho ñaát neàn ñöôøng keùm oån ñònh, chính vì vaäy phaûi ñaûm baûo thoaùt nöôùc toát cho ñöôøng. Trong thieát keá duøng E0 cuûa ñaát neàn ôû trong tröôøng hôïp baát lôïi nhaát. Trò soá E0 naøy phaûi ñöôïc thí nghieäm tröïc tieáp trong muøa baát lôïi - Khi thieát keá neàn ñöôùng ñaøo laáy ñoä doác maùi taluy laø 1 : 1 - Khi thieát keá neàn ñöôøng ñaép laáy ñoä doác maùi taluy laø 1 : 1,5 - Ñoái vôùi söôøi doác coù ñoä doác < 20% ta tieán haønh ñaøo lôùp ñaát höõu cô ñi roài môùi tieán haønh ñaép neàn ñöôøng. - Ñoái vôùi söôøn doác coù ñoä doác > 20% ta tieán haønh ñaùnh caáp roài môùi ñaép neàn ñöôøng. Sau khi coù traéc ngang töøng coïc tieán haønh tính toaùn khoái löôïng ñaøo ñaép cho töøng ñoaïn tuyeán töø Km:3à Km:4. Khoái löôïng ñaøo ñaép ñöôïc tính theo coâng thöùc sau. V = (m3) Trong ñoù : F1 , F2 : Dieän tích ñaát ñaøo hoaëc ñaép taïi moãi traéc ngang L : Khoaûng caùch giöõa hai traéc ngang lieàn nhau Baûng khoái löôïng ñaøo ñaép TEÂN COÏC K/C DIEÄN TÍCH DT TRUNG BÌNH KHOÁI LÖÔÏNG Ñaép neàn Ñaøo neàn Ñaép neàn Ñaøo neàn Ñaép neàn Ñaøo neàn KM3 20.75 0 20.67 20.56 0 424.98 0 C1 20.37 0 20.6 19.58 0 403.35 0 C2 18.79 0 20.43 16.65 0 340.16 0 C3 14.51 0 14.17 12 0.1 170.04 1.42 C4 9.5 0.2 12.55 7.3 0.64 91.62 8.03 C5 5.11 1.08 11.6 3.5 1.81 40.6 21 H1 1.88 2.55 12.99 0.96 4.25 12.47 55.21 C6 0.05 5.95 18.68 0.03 8.47 0.56 158.22 C7 0 11 18.6 0 11.98 0 222.83 C8 0 12.96 16.53 0 12.92 0 213.57 C9 0 12.88 17.68 0 12.52 0 221.35 C10 0 12.16 15.53 0 11.49 0 178.44 H2 0 10.82 18.46 0 10.15 0 187.37 C11 0 9.47 16.91 0 9.03 0 152.7 C12 0 8.59 15.64 0 8.34 0 130.44 C13 0 8.08 16.91 0 8.02 0 135.62 C14 0 7.95 15.8 0 8.2 0 129.56 C15 0 8.45 16.27 0 9.05 0 147.24 H3 0 9.65 15.44 0 10.44 0 161.19 C16 0 11.22 15.82 0 11.87 0 187.78 C17 0 12.51 18 0 12.84 0 231.12 ND 0 13.18 10 0 13.09 0 130.9 C18 0 12.99 10 0 12.97 0 129.7 C19 0 12.94 10 0 12.95 0 129.5 C20 0 12.95 10 0 13.09 0 130.9 C21 0 13.23 10 0 13.73 0 137.3 TD 0 14.22 0.74 0 14.25 0 10.55 H4 0 14.29 19.26 0 13.82 0 266.17 C22 0 13.35 20 0 10.95 0 219 C23 0 8.55 20 0 6.82 0 136.4 C24 0 5.08 20 0 5.17 0 103.4 C25 0 5.25 20 0 6.12 0 122.4 C26 0 6.99 0.74 0 7.08 0 5.24 H5 0 7.16 19.26 0 9 0 173.34 C27 0 10.85 15.55 0 9.32 0 144.93 P 0 7.79 4.45 0 7.42 0 33.02 C28 0 7.05 20 0 6.82 0 136.4 C29 0 6.59 20 0 7.24 0 144.8 C30 0 7.89 20 0 9.58 0 191.6 C31 0 11.27 0.74 0 11.31 0 8.37 H6 0 11.35 19.26 0 11.6 0 223.42 C32 0 11.85 20 0 9.54 0 190.8 C33 0 7.23 15.41 0 6.29 0 96.93 C34 0 5.36 15.77 0.04 3.65 0.63 57.56 TC 0.07 1.94 10 0.87 1.53 8.7 15.3 C35 1.67 1.13 10 1.97 0.98 19.7 9.8 C36 2.27 0.83 9.56 2.7 0.67 25.81 6.41 H7 3.12 0.5 0.44 3.15 0.5 1.39 0.22 C38 3.17 0.49 10 4.17 0.3 41.7 3 C39 5.17 0.11 10 6.46 0.06 64.6 0.6 NC 7.74 0 2.73 8.18 0 22.33 0 C40 8.61 0 18.47 13.31 0 245.84 0 C41 18 0 26.63 24.86 0 662.02 0 C42 31.72 0 31.74 25.52 0 810 0 H8 19.33 0 5.37 18.4 0 98.81 0 C43 17.47 0 21.47 14.29 0 306.81 0 C44 11.1 0 27.44 8.23 0.07 225.83 1.92 C45 5.37 0.13 22.63 3.09 0.86 69.93 19.46 C46 0.81 1.6 23.09 0.41 2.93 9.47 67.65 H9 0 4.27 23.32 0 4.79 0 111.7 C47 0 5.3 21.52 0 5 0 107.6 C48 0 4.7 20.17 0 4.46 0 89.96 C49 0 4.21 18 0 3.82 0 68.76 C50 0 3.43 17 0.01 2.96 0.17 50.32 KM4 0.01 2.49 toång 4097.52 6018.42  CHÖÔNG V TÍNH TOAÙN VAØ KIEÅM TRA CAÙC COÂNG TRÌNH THOAÙT NÖÔÙC Coâng trình thoaùt nöôùc ñoùng moät vai troø raát quan troïng, coâng trình naøy chòu taùc duïng cuûa caùc nguoàn nöôùc nhö : nöôùc möa, nöôùc ngaàm vaø nöôùc töø nôi khaùc ñoå veà … caùc coâng trình thoaùt nöôùc naøy ngaên chaën hoaëc ñieàu chænh caùc nguoàn nöôùc ñeå ñaûm baûo cöôøng ñoä cho maët ñöôøng vaø neàn ñöôøng, traùnh gaây suït lôû soùi moøn do nöôùc gaây ra. Coáng laø keû thuø soá 1 cuûa neàn ñöôøng do ñoù ta coù nhieàu loaïi coáng ñeå phuïc cho coâng trình thoaùt nöôùc ñöôïc toát hôn. Coáng laø nhöõng daïng coâng trình thoaùt nöôùc treân ñöôøng. Coáng coù nhieàu loaïi nhö : coáng troøn, coáng voøm, coáng hoäp, coáng baûn . . . Khaåu ñoä coù theå töø 0,5- 6m tuøy theo ñòa hình vaø löu löôïng. Theo kinh nghieäm neáu Khi löu löôïng nöôùc Q £ 13 m3/s thì neân boá trí coáng troøn, khi Q = 13 -25 m3/s thì neân boá trí coáng baûn vaø neáu löu löôïng Q > 25 m3/s thì laøm caàu nhoû coù lôïi hôn laøm coáng. Ngoaøi nhöõng coâng trình nhö caàu coáng ñòa hình ta caàn ñaët theâm caùc coáng caáu taïo ñeå ñaûm baûo thoaùt nöôùc toát cho ñöôøng. Treân ñöôøng ñaøo hoaëc ñaép thaáp thì cöù 300-500 m ta boá trí moät coáng caáu taïo qua ñöôøng. Khi thieát keá caùc coâng trình thoaùt nöôùc caàn phaûi tuaân thuû caùc qui trình cuûa Boä Giao Thoâng Vaän Taûi ,trong ñoù : Beà daøy lôùp ñaát ñaép treân coáng khoâng aùp khoâng ñöôïc beù hôn 0,5m so vôùi ñænh coáng ( hoaëc chieàu cao möïc nöôùc daâng tröôùc coáng) Neân ñaët coáng vuoâng goùc vôùi tim tuyeán ñeå ñaûm baûo kinh teá kó thuaät vaø neân söû duïng caùc caáu kieän beâ toâng ñuùc saün ñeå thuaän lôïi cho thi coâng, neáu ñòa hình phöùc taïp coù theå ñaët xieân (vôùi ñoä xieân cho pheùp). Khaåu ñoä coáng khoâng neân nhoû hôn 0,75m ñeå thuaän lôïi cho coâng taùc duy tu baûo döôõng sau naøy. Thieát keá sao cho ñôn giaûn deã thi coâng vaø coá gaéng aùp duïng caùc phöông phaùp thi coâng tieân tieán. I - NOÄI DUNG TÍNH TOAÙN Coáng laø coâng trình thoaùt nöôùc chính treân ñöôøng. Vì khi nöôùc möa ,luõ ... töø caùc löu vöïc chaûy veà maø khoâng coù heä thoáng thoaùt nöôùc an toaøn thì neàn ñöôøng seõ aûnh höôûng raát lôùn, thaäm chí coù theå daãn ñeán xaïc lôû neàn ñöôøng hoaëc taïo ra nhöõng oå gaø treân maët ñöôøng laøm aûnh höôûng ñeán ñieàu kieän ñi laïi gaây taéc ngheõn giao thoâng... Ñeå tính toaùn khaåu ñoä coáng ñòa hình ta caàn tính toaùn löu löôïng roài tra baûng xaùc ñònh khaåu ñoä. (ñaõ tính toaùn ôû phaàn thieát keá sô boä). II- KIEÅM TRA KHAÛ NAÊNG THOAÙT NÖÔÙC CUÛA COÁNG Kieåm tra khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng ñòa hình taïi lyù trình Km3+768.26 cuûa phaàn thieát keá kó thuaät. Ta coù: F= 1.79Km2 , Q= 8.95 (m3/s) Ñeå thoaùt nöôùc heát caàn ñaët moät coáng khoâng aùp F 175 cm Ñieàu kieän ñaûm baûo coáng chaûy khoâng aùp laø H £ 1,2 . hcv ñoái vôùi coáng loaïi I (mieäng coáng laøm daïng thöôøng). Vôùi H : Chieàu cao nöôùc daâng tröôùc coáng hcv : Chieàu cao cöûa vaøo cuûa coáng. Chieàu cao nöôùc daâng ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : H = H0 – H0 = he + :toång coät nöôùc tröôùc coáng. Trong ñoù : V0 : löu toác ôû tröôùc cöûa coáng (m/s). Vc : löu toác töông öùng ôû choã co thaét cuûa coáng. hc : Chieàu saâu nöôùc chaûy trong coáng taïi choå thu heïp thöôøng laáy hc = 0,9 hk hk : chieàu saâu phaân giôùi . yc : Heä soá vaän toác laøm vieäc khi coáng laøm vieäc khoâng aùp thöôøng laáy yc = 0,85 ; Vì hc = 0,9 hk = 0,73 V2c /g Neân khi boû qua Vo2/2g thì H = Ho = 1,43 V2c /g » 2 . hc X Bn X hd hcv H hc hk 1:1.5 Hn Chieàu saâu phaân giôùi hk ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : Tính tyû soá : ® Tra baûng 7 - 20 Trang 250 soå tay thieát keá ñöôøng oâtoâ ta ñöôïc : hk /d = 0,642 ® hk = 0,642 x d = 0,642 x 1,0 = 0,642 m hc = 0,9 x hk = 0,9 x 0,642 = 0,577 m H = 2 x hc = 2 x 0,577 = 1,155 m Vaäy H = 1,155 m < 1,2.hcv =1,2*1,0 = 1,2 m Þ Vaäy coáng thoaû maõn ñieàu kieän laøm vieäc khoâng aùp . - Vaän toác nöôùc chaûy trong coáng : Vc = Q / Wc Vôùi Wc: tieát dieän nöôùc chaûy taïi choå thu heïp trong coáng. Coù theå xaùc ñònh baèng caùch tra ñoà thò 7-4 trong soå tay thieát keá ñöôøng oâ toâ. - Töø tyû soá : hc / d = 0,577 / 1,0 = 0,577 Tra ñoà trò 7 – 4 soå tay thieát keá ta ñöôïc : Wc / d2 = 0,47 ® Wc = 0,47 x 1,02 = 0,47 m2. - Vaän toác nöôùc chaûy : Vc = m/s - Kieåm tra khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng, choïn ñoä doác coáng ic = 1% caàn so saùnh ic vôùi ik Ñoä doác phaân giôùi ik xaùc ñònh theo coâng thöùc : Kk : Ñaëc tröng löu löôïng, tra baûng 7-20 Tr250 trong soå tay thieát keá 0,159 c Maø : Kd = 24 x d 8/3 = 24 x 1,0 8/3 = 24 Kk = 1,0 x Kd = 1,0 x 24 = 24 % < ic=1% ik = 0,0027 % < ic = 1% nhö vaäy coáng laøm vieäc nhö doác nöôùc, khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : Ñoái vôùi coáng khoâng aùp : Q = . jc . Trong ñoù : jc : Heä soá vaän toác khi coáng laøm vieäc khoâng aùp jc = 0,85 : dieän tích doøng chaûy ôû maët caét thu heïp H = 1,155 m Chieàu saâu phaân giôùi hk xaùc ñònh theo coâng thöùc : => a = heä soá coriolis ; laáy a = 1 - Dieän tích öùng vôùi chieàu saâu phaân giôùi hk xaùc ñònh theo coâng thöùc : Vaäy khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng laø: Ta coù: Qthoaùt = 1,348 m3/s > Qtk = 1,25 m3/s Keát luaän : vôùi coáng F 1 m ñaõ thieát keá ôû treân hoaøn toaøn ñuû ñeå thoaùt nöôùc. III- Tính Toaùn Gia Coá Coáng : Do doøng nöôùc khi ra khoûi coáng coù vaän toác cao vaø vaän toác ñoù coøn taêng leân khoaûng 1,5 laàn ôû vuøng sau coâng trình. Vì vaäy caàn phaûi thieát keá haï löu coâng trình theo toác ñoä nöôùc chaûy V=1,5Vra vaø cuoái phaàn gia coá phaûi coù töôøng nghieâng choáng xoùi. Ta coù D = 1,0 m Lgc = 3D = 3*1,0 = 3,0 m Chieàu saâu chaân töôøng choáng xoùi choïn theo : Ht > hx +0. 5m Trong ñoù : hx :chieàu sau xoùi lôû tính toaùn, xaùc ñònh theo baûng hay coâng thöùc. hx = 2H * H :chieàu saâu nöôùc daâng tröôùc coâng trình. D: khaåu ñoä coáng hx: coù theå tra baûng döïa vaøo quan heä Lgc/D vaø hx/H Giaû söû : Lgc /D =3 tra baûng ta ñöôïc : hx/H = 0.65 hx=0.65 H = 0.65*0.891 =0.58 (m) Ht >hx + 0.5 =0.58+0.5= 1.08 (m). Xaùc ñònh chieàu daøy gia coá : - Xaùc ñònh h1 : sau khi choïn hình thöùc gia coá theo löu toác, ta quyeát ñònh chieàu daøy gia coá h1 theo baûng löu toác cho pheùp ( baûng 4.26 trang 123 saùch Thieát Keá Coáng Vaø Caàu Nhoû Treân Ñöôøng OÂ Toâ ) h2 h1 Lgc 0.5m Ht hx Tính toaùn chieàu daøi coáng : Chieàu daøi coáng phuï thuoäc vaøo chieàu roäng neàn ñöôøng ,chieàu cao ñaát ñaép ,ñoä doác maùi ta luy taïi vò trí ñaët coáng . Chieàu daøi coáng ñöôïc tính theo coâng thöùc sau : Lc = Bn + 2a . Trong ñoù : Bn : Chieàu roäng neàn ñöôøng , Bn = 9,0 m . a = Hñaép * 1.5 Lc = 9+2*(0,73*1,75) = 11.55m Vaäy chieàu daøi cuûa coáng laø Lc = 12 m IV- TÍNH TOAÙN RAÕNH : Raõnh thieát keá phaûi coù tieát dieän vaø ñoä doác ñaûm baûo thoaùt heát löu löôïng tính toaùn vôùi kích thöôùc hôïp lí. ÔÛ nhöõng nôi ñoä doác cuûa raõnh ñaõ bò khoáng cheá do ñieàu kieän ñòa hình thì tieát dieän raõnh phaûi ñaûm baûo thoùat nöôùc heát vaø loøng raõnh khoâng caàn phaûi gia coá baèng vaät lieäu ñaét tieàn maø coù theå taän duïng vaät lieäu ñòa phöông taïi choã. Thoâng thöôøng ñoä doác raõnh laáy baèng ñoä doác ñöôøng ñoû, trong tröôøng hôïp daëc bieät coù theå laøm khaùc. Ñoä doác toái thieåu cuûa raõnh laø 0.5% trong tröôøng hôïp caù bieät coù theå laøm ñoä doác raõnh 0.3%. meùp ñænh cuûa raõnh phaûi cao hôn 0.2m so vôùi möïc nöôùc chaûy trong raõnh. 1 - Caùc coâng thöùc söû duïng : Trong coâng thöùc naøy coi nhö nöôùc chaûy trong raõnh laø ñeàu. Vaän toác nöôùc chaûy trong raõnh: Löu löôïng thoaùt nöôùc cuûa raõnh: Q = w . V Trong ñoù : n : Heä soá nhaùm, tra baûng 6.4 R : Baùn kính thuûy löïc Trong ñoù : w : Tieát dieän nöôùc chaûy cuûa raõnh c : Chu vi öôùt y : Heä soá trong coâng thöùc Seâzy (tra baûng 12-4 trang 132 Thieát Keá Ñöôøng ) io : Ñoä doác doïc cuûa raõnh Ñoái vôùi raõnh hình thang : w = (b + mho) ho c = b + m’ho = Trong ñoù : ho : Chieàu saâu nöôùc chaûy trong raõnh b : Chieàu roäng ñaùy raõnh m : Heä soá maùi doác trung bình m’ =+ . 2/ - Thuyeát minh tính toaùn : Raõnh doïc duøng ñeå thoaùt nöôùc möa töø maët ñöôøng vaø dieän tích löu vöïc nöôùc ñoå veà raõnh. - Ñeã tính toaùn raõnh , choïn kích thöôùc sau ñoù kieãm tra thoaùt nöôùc cuûa raõnh . Choïn kích thöôùc maët caét raõnh nhö sau : h0=0,5m b=0,4m 1:1 b = 0,4m m =1m ho = 0,5m. B = 0,4+2*1*0,5=1,4m (B ñaùy lôùn hình thang ). Kieåm tra khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh, nöôùc maët taäp trung veà raõnh treân suoát chieàu daøi raõnh , döïa vaøo bình ñoà vaø traéc doïc xaùc ñinh ñöôïc dieän tích khu vöïc tuï nöôùc baèng caùch khoanh ñöôøng phaân thuûy vôùi ñoaïn daøi nhaát Xaùc ñònh löu löôïng thöïc teá nöôùc chaûy qua maët caét ngang cuûa raõnh : Q=Q1+Q2 Trong ñoù : Q1: phaàn löu löôïng nöôùc ñeán raõnh töø ½ maët ñöôøng Q2: phaàn löu löôïng nöôùc ñeán raõnh töø taluy neàn ñaøo . Aùp duïng coâng thöùc gaàn ñuùng ñeå xaùc ñònh Q . Q=0,56(h-z)F. Trong ñoù : h : chieàu daøi doøng chaûy do möa trong thôøi gian 30 phuùt nhaän ñöôïc h = 20mm Z : Ñaëc tröng cho khaû naêng quîeân nöôùc beà maët , z = 5 F : Dieän tích beà maët doàn nöôùc tôùi raõnh doïc . Theo thieát keá doïc tuyeán taïi caùc ñoaïn neàn ñaøo cöù 300 - 500m ta ñaët moät coáng thoaùt nöôùc ngang ñöôøng (coáng caáu taïo) Ta coù : F = F1 + F2 . Trong ñoù : F1 : Dieän tích phaàn maët ñöôøng tích nöôùc . F2 : Dieän tích phaàn maët taluy neàn ñaøo . Xeùt tröôøng hôïp baát lôò nhaát vôùi chieàu daøi ñoaïn raõnh ñaàu tieân 140m ta ñaët moät coáng thoaùt nöôùc ngang ñöôøng . Ta coù : F1 =L*Bn/2 = 140*9/2 = 630m2 . F2 = L*h = 140*4 = 560m2 . ( Choïn chieàu cao taluy neàn ñaøo h=4m). Vaäy löu löôïng thöïc teá laø :  Q1 = 0,56*(20-5)*630*10-6 = 0,0053 ( m3/s) Q2 = 0,56*(20-5)*560*10-6 = 0,0047 ( m3/s). Qtt = Q1 + Q2 = 0,01 + 0,007 = 0,010( m3/s). Xaùc ñònh khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh : Qtk = w*V. Trong ñoù : w : dieän tích raõnh ; w=(b + m*h0) h0 = (0,4 + 1* 0,5) *0,5= 0,45 m2 V : Vaän toác nöôùc trong raõnh : . Trong ñoù : y : heä soá trong coâng thöùc Seâry . y = 1/6 . R : Baùn kính thuûy löïc . vôùi c = b + m’ho = 0.4 +2*0.5 =1,81 m . Vaäy khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh : Qtk = V*w =1,395*0,45=0,62 m3/s . Ta thaáy Qtk =0,62m/s > Qtt =0,010m/s . Vaäy ñoái vôùi ñoä doác raõnh laø 5% vaø kích thöôùc raõnh nhö treân thì ñaûm baûo thoaùt nöôùc heát .Kích thöôùc ñaõ choïn laø hôïp lyù CHÖÔNG V THIEÁT KEÁ MAËT ÑÖÔØNG Maët ñöôøng laø boä phaän chòu löïc tröïc tieáp vaø chuû yeáu cuûa ñöôøng. Maët ñöôøng aûnh höôûng nhieàu ñeán toác ñoä xe chaïy, an toaøn vaø giaù thaønh vaän taûi, tieâu hao nhieân lieäu .Vì vaäy vieäc choïn loaïi keát caáu maët ñöôøng phuø hôïp vôùi yeâu caàu vaø ñieàu kieän thöïc teá cuûa tuyeán ñöôøng laø moät vaán ñeà heát söùc quan troïng. vieäc choïn keát caáu maët ñöôøng phuï thuoäc vaøo caùc nhaân toá sau : - YÙ nghóa vaø caáp haïng kyõ thuaät cuûa ñöôøng - Maät ñoä vaø thaønh phaàn xe chaïy - Vaän toác xe chaïy - Söï toàn taïi cuûa caùc loaïi vaät lieäu ñòa phöông treân toaøn tuyeán - Caùc ñieàu kieän ñaát ñai vaø thuyû vaên cuûa ñöôøng - Cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa keát caáu aùo ñöôøng - Ñieàu kieän thi coâng - Ñieàu kieän duy tu baûo döôõng haøng naêm - Giaù thaønh Do vaäy nguyeân taéc chung ñeå thieát keá maët ñöôøng nhö sau : 1/ - Caáu taïo caùc phöông aùn maët ñöôøng theo caáp ñöôøng, theo thaønh phaàn vaø soá löôïng xe chaïy, söï toàn taïi cuûa caùc vaät lieäu ñòa phöông, cheá ñoä thuyû nhieät . . . 2/ - Ñaùnh giaù caùc phöông aùn döïa vaøo vieäc so saùnh caùc chæ tieâu kinh teá vaø kyõ thuaät 3/ - Kieåm tra : Khi tính toaùn kieåm tra ñoái vôùi ._.