Thiết kế đường qua hai điểm L-M

PHAÀN II: THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT CHÖÔNG 1: THIEÁT KEÁ BÌNH ÑOÀ KYÕ THUAÄT TUYEÁN ÑÖÔØNG I.1. THOÁNG KEÂ CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA TÖØNG ÑÖÔØNG CONG: Goùc ngoaët a. Baùn kính R. Ñöôøng tang T. Ñoä doác sieâu cao isc. Ñoä môû roäng moät laøn xe D. Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp LCT. Keát quaû tính toaùn ñöôïc ghi vaøo caùc baûng döôùi ñaây: Baûng thoâng soá cuûa ñöôøng cong: STT Thoâng soá ñöôøng cong R (m) (ñoä) T(m) K(m) 1 600 57040’22’’ 365.53 673.95 2 600 40040’30’’ 257.57 496.04 I.2. THIEÁT KEÁ TÍNH TOAÙN CHIEÀU DAØI ÑÖÔØNG CONG CHUYEÅN TIEÁP: I.2.1. Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp nhoû nhaát: Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp nhoû nhaát ñöôïc xaùc ñònh theo 3 ñieàu kieän sau: a. Ñieàu kieän 1: Ñoä taêng gia toác ly taâm I khoâng ñöôïc vöôït quaù ñoä taêng gia toác ly taâm cho pheùp [IO] nhaèm muïc ñích laøm cho haønh khaùch khoâng caûm thaáy ñoät ngoät khi xe chaïy vaøo ñöôøng cong. Trong ñoù: V : laø vaän toác xe chaïy ; km/h R : laø baùn kính cuûa ñöôøng cong troøn [Io] = 0,5 (m2/s) : laø gia toác ly taâm cho pheùp öùng vôùi V = 60km/h. Baûng tính toaùn LCT öùng vôùi baùn kính R V (km/h) [Io] (m2/s) R (m) LCT (m) 60 0,5 600 15.32 60 0,5 600 15.32 b. Ñieàu kieän 2: Ñuû ñeå boá trí ñoaïn noái sieâu cao ôû ñöôøng cong coù baùn kính caàn coù sieâu cao theo quy ñònh cuûa tieâu chuaån. Ñoaïn noái sieâu cao laø ñoaïn ñöôøng chuyeån tieáp töø ñoä doác ngang maët ñöôøng 2 maùi nghieâng sang ñoä doác coù sieâu cao (nghieâng 1 maùi), ñoaïn noái sieâu cao coù taùc duïng ñuû ñeå boá trí sieâu cao: ; m Trong ñoù: Bmñ = 3x2 = 6 m : chieàu roäng phaàn xe chaïy. in = 2% : ñoä doác ngang maët ñöôøng. isc : ñoä doác sieâu cao [ip] = 5‰ : ñoä doác doïc phuï; laáy theo 22TCN – 273 - 01 Baûng tính toaùn Lnscmin öùng vôùi ñoä doác sieâu cao isc R (m) Bmñ (m) in (%) isc (%) ip (%) Lttnscmin (m) Ltcnscmin (m) 600 6 2 2 0,5 24 50 600 6 2 2 0,5 24 50 c. Ñieàu kieän 3: Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp nhoû nhaát ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän khaéc phuïc aûo giaùc veà söï chuyeån höôùng ñoät ngoät cuûa höôùng tuyeán, vaø taïo caùi nhìn thaåm myõ cho ngöôøi laùi xe, thì goùc hôïp giöõa tieáp tuyeán ôû cuoái ñöôøng cong chuyeån tieáp vaø truïc hoaønh (j0) thoûa maõn ñieàu kieän: Tính toaùn LCTmin öùng vôùi baùn kính R: R = 600 ; m LCTmin = 66.67; m R = 600 ; m LCTmin = 66.67 ; m Choïn chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp nhoû nhaát ñöôïc choïn baèng giaù trò lôùn nhaát trong ba ñieàu kieän treân: Baûng choïn chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp nhoû nhaát LCTmin R (m) Lnscmin (m) LCT (m) R/9 (m) LCTmin (m) 600 24 15.32 66.67 66.67 600 24 15.32 66.67 66.67 I.2.2. Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp lôùn nhaát: Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp lôùn nhaát khi boá trí ñoái xöùng ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän ñöôøng cong troøn thu veà coøn moät ñieåm neân ta coù: LCTmax = a.R ; m Trong ñoù: a : goùc ngoaët cuûa ñöôøng chuyeån höôùng ; radian Baûng tính toaùn LCTmax a (radian) R (m) LCTmax (m) a =57.67*3,14/1800 = 1.01 600 603.92 a =40.68*3,14/1800= 0.71 600 426.00 Keát luaän: Baûng toång hôïp keát quaû tính toaùn R (m) K (m) LCTmin (m) LCTmax (m) LCTmintc (m) LCTCHOÏN (m) ÑK1 ÑK2 ÑK3 ÑK1 ÑK2 600 674 15.32 24 66.67 600 603.92 50 70 600 506 15.32 24 66.67 600 426.00 50 70 Theo ñieàu kieän thaåm myõ thì goùc hôïp bôõi giöõa tieáp tuyeán ôû cuoái ñöôøng cong chuyeån tieáp vaø truïc hoaønh (j0) thoûa maõn ñieàu kieän: Vaäy vôùi baûng toång hôïp keát quaû tính toaùn treân ta thaáy Lct < thoûa maõn ñieàu kieän treânI.2.3. Phöông phaùp caém ñöôøng cong chuyeån tieáp vaø ñöôøng cong troøn: I.2.3.1. Ñöôøng cong thöù nhaát coù baùn kính R = 600m: I.2.3.1.1. Soá lieäu thieát keá: Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp choïn ñeå thieát keá: Lct = 70 ; m Baùn kính ñöôøng cong chuyeån tieáp: R = 600 ; m Goùc chuyeån höôùng: a = 40.680 = 0,71 radian I.2.3.1.2. Tính toaùn caùc thoâng soá ñeå caém ñöôøng cong chuyeån tieáp: Tính goùc hôïp giöõa tieáp tuyeán ôû cuoái ñöôøng cong chuyeån tieáp vaø truïc hoaønh (j0): j0 = LCT/2R = 0,0583 radian Chieàu daøi cuûa ñöôøng cong troøn cô baûn: K0 = R(a-2j0) = 356.04 ; m I.2.3.1.3. Caùc böôùc caém ñöôøng cong chuyeån tieáp: 1. Kieåm Tra Ñieàu Kieän: : ñöôïc thoaû maõn 2. Tính Caùc Giaù Trò To, xo, yo : Trò soá To ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: To = (R.cosj0 + y0).tga/2 + x0 - Rsinj0) = 257.57 ; m Tính toïa ñoä caùc ñieåm treân ñöôøng cong chuyeån tieáp theo phöông trình :1.1&1.2 Trong ño haèng soá C ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: C = A2max ( 204,94 ; 200) = 204.94 => C = 204,942 =42000 Taïi ñieåm cuoái ñöôøng cong chuyeån tieáp: S = LCT = 70 ; m 3. Xaùc ñònh ñieåm ñaàu vaø cuoái cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp: Töø ñænh ñöôøng cong (Ñ2) ño theo höôùng tuyeán moät ñoaïn T0 = 257.57; m ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm O (NÑ2). Töø ñieåm O ñi theo höôùng tuyeán moät ñoaïn x0 = 69.98, ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm A Taïi A ño vuoâng goùc vôùi OÑ2 moät ñoaïn y0 = 1.36, ta coù O' (TÑ2) 4. Xaùc Ñònh Caùc Ñieåm Trung Gian Cuûa Ñöôøng Cong Chuyeån Tieáp: Xaùc ñònh toïa ñoä (xn, yn) cuûa caùc coïc chi tieát ñöôïc ñoùng trong giai ñoaïn khaûo saùt chi tieát cuûa ñöôøng cong chuyeån tieáp, theo coâng thöùc (1.1) vaø (1.2) thay S = Sn = S1 + (n-1)DS ta xaùc ñònh ñöôïc tung ñoä vaø hoaønh ñoä cuûa ñieåm thöù n caàn caém trong ñöôøng cong. Xaùc ñònh soá ñieåm trong ñöôøng cong chuyeån tieáp n = lct/DS =14(Ñieåm) Vôùi : lct = 70(m) Khi : lct> 100 m THÌ DS = 10m lct<100 m THÌ DS = 5 m DS = 5(m) b) Baûng toaï ñoä caùc ñieåm trong ñöôøng cong chuyeån tieáp nhaùnh thöù nhaát Teân coïc S x y ND2 0 0.00 0 1 5 5.00 0 2 10 10.00 0.004 3 15 15.00 0.013 C51 20 20.00 0.032 4 25 25.00 0.062 5 30 30.00 0.107 6 35 35.00 0.17 C53 40 40.00 0.254 7 45 45.00 0.362 8 50 50.00 0.496 9 55 54.99 0.66 C54 60 59.99 0.857 10 65 64.98 1.09 TD2 70 69.98 1.361 I.2.3.1.4. Caùc böôùc caém ñöôøng cong troøn: Xaùc ñònh heä truïc toïa doä (x'O'y') Ño töø A theo höôùng tuyeán tôùi O moät ñoaïn : tAB = y0.cotgj0 = 26.62 ; m Noái B vôùi O' vaø keùo daøi ta ñöôïc truïc o'x', töø ñoù xaùc ñònh o'y' . Böôùc 1 Tính chieàu daøi ñöôøng cong troøn chính Ta coù k0 = (a -2*j0)*R = 356.04 (m) Vôùi a = 0.71 radian j0 = 0.0583 radian R = 600 m Böôùc 2 Xaùc ñònh cöï li caùc ñieåm trung gian trong ñöôøng cong troøn chính caùch moät khoaûng l khi : R> 500 m thì l = 20m R= 100 - 500 m thì l = 10 m R < 100 m thì l = 5 m ù vaäy döïa vaøo baùn kính R =600 m ta choïn l l = 10 (m) Böôùc 3 Xaùc ñònh goùc chaén cung b b = l/R = 0.0167 rad Böôùc 4 Xaùc ñònh toaï ñoä caùc ñieåm trung gian ôû trong ñöôøng cong troøn chính Ta coù : x'n = R*SIN(n*b) y'n = R*[1 - COS(n*b)] Soá löôïng caùc ñieåm phuï thuoäc vaøo n Vôùi Soá löôïng caùc ñieåm = n : 0 -> n TA COÙ : n = k0/(2*l) = 18 Baûng toaï ñoä caùc ñieåm trong ñöôøng cong troøn chính Teân coïc li x'n y'n TD2 0 0 0 C55 10.19 10.02 0.08 1' 20 20.04 0.33 H3 30 30.05 0.75 2' 40 40.05 1.34 C56 50 50.04 2.09 3' 60 60.02 3.01 C57 70 69.98 4.1 4' 80 79.92 5.35 C58 90 89.84 6.76 5' 100 99.73 8.35 C60 110 109.6 10.1 6' 120 119.44 12.01 H4 130 129.24 14.08 7' 140 139.01 16.32 C61 150 148.73 18.73 8' 160 158.42 21.29 C62 170 168.06 24.02 P2 178.02 175.74 26.31 I.3. TÍNH TOAÙN BOÁ TRÍ SIEÂU CAO: 1.3.1. Caùc thoâng soá cuûa ñoaïn noái sieâu cao: STT R (m) Lnsc (m) isc (%) Phöông phaùp quay 1 600 70 2 Quay quanh tim ñöôøng 1.3.2. Trình töï thöïc hieän: Caùc yeâu caàu trong ñoaïn noái sieâu cao: Phaàn leà ñaát roäng 0,5m, ñöôïc giöõ nguyeân höôùng doác nhö ôû ñoaïn thaúng ñeå giöõ cho phaàn maët ñöôøng saïch seõ. Ñoä doác ngang moãi beân cuûa phaàn leà gia coá baèng ñoä doác ngang hoaëc ñoä doác sieâu cao cuûa phaàn maët ñöôøng töông öùng ôû moãi beân phaàn xe chaïy. Ñoä doác doïc phuï theâm cuûa meùp maët ñöôøng phía löng ñöôøng cong phaûi thoûa maõn ñieàu kieän : ip [ip] = 0,005. 1.3.2.1. Tính toaùn boá trí sieâu cao ñoái vôùi ñöôøng cong thöù hai: Ñoä doác doïc phuï ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: =0.0017 < [ip] = 0.005 Trình töï thöïc hieän: Böôùc 1: Quay phaàn xe chaïy vaø leà gia coá ôû phía löng ñöôøng cong quanh tim ñöôøng ñaït ñoä doác ngang (in) =0. ; 35; m Böôùc 2: Quay toaøn boä phaàn xe chaïy vaø leà gia coá ôû hai beân quanh tim ñöôøng tôùi luùc ñaït ñoä doác sieâu cao (isc).2% 1.4. MÔÛ ROÄNG MAËT ÑÖÔØNG TREÂN ÑÖÔØNG CONG: 1.4.1. Ñoä môû roäng maët ñöôøng cho moät laøn xe: Ñoä môû roäng cuûa maët ñöôøng (ew)ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: ; m Trong ñoù: l : laø khoaûng caùch töø ñaàu xe ñeán truïc sau cuûa xe; ñoái vôùi xe taûi tra baûng 1 Ñieàu 3.2.1 22TCN 4054 – 05 ta coù L = 6,5 + 1,5 = 8 ; m V : laø vaän toác thieát keá; V = 60 Km/h Baûng keát quaû tính toaùn: STT R (m) l (m) V (Km/h) Ñoä môû roäng ew (m) 1 600 8 60 0,026 Tra baûng 12 tieâu chuaån TCVN 4054-05 öùng vôùi R= 600m khoâng caàn boá trí ñoä môû roäng trong ñöôøng cong naèm. 1.5. THIEÁT KEÁ BAÛO ÑAÛM TAÀM NHÌN TREÂN ÑÖÔØNG CONG: Taàm nhìn ñöôïc tính toaùn vôùi ñieàu kieän bình thöôøng: Ñoä doác doïc id = 0% Heä soá baùm jd = 0,5 (ñieàu kieän bình thöôøng) Heä soá phanh k = 1,2 (tuøy theo loaïi xe tính toaùn) lat = 5m : Khoaûng caùch an toaøn f = 0.02 Trò soá tính toaùn ñöôïc quy troøn theo boäi soá cuûa 5. Tröôøng hôïp coù boá trí ñöôøng cong chuyeån tieáp . Ta thaáy S < Ko = 356.04 Vôùi S = S2 ñoái vôùi ñöôøng khoâng coù daûi phaân caùch Theo qui trình 4054_05 yeâu caàu taàm nhìn tröôùc xe chaïy ngöôïc chieàu :S2=150m. Coâng thöùc tính khoaûng caùch theo phöông ngang töø quyõ ñaïo maét ngöôøi laùi xe (giaû thuyeát maét ngöôøi laùi ñaët caùch meùp trong phaàn xe chaïy 1.5m vaø treân 1 ñoä cao laø 1.2m) ñeán meùp maùi doác ñöôøng ñaøo Z (m); Tröôøng hôïp (Ko>S). Z =Rs(1-cosg/2 ) Vôùi g laø goùc ôû taâm chaén cung coù chieàu daøi baèng taàm nhìn yeâu caàu S: Baûng keát quaû tính toaùn Zmax STT R (m) Ko (m) S2 (m) g Z (m) 1 600 356.04 150 14.33 4.7 Keát luaän: Tuyeán ñöôøng ñi qua ñoaïn ñöôøng cong baùn kính R=600m ñuû ñaûm baûo taàm nhìn, vôùi Z = 4.7m Baûng cao ñoä vaø lyù trình cuûa caùc coïc treân tuyeán: Teân coïc K/caùch leû Lyù Trình Cao ñoä H8 Km0 + 800 24.79 20 C33 Km0 + 820 24.57 20 C34 Km0 + 840 24.35 20 C35 Km0 + 860 24.13 20 C36 Km0 + 880 23.91 20 H9 Km0 + 900 23.69 20 C37 Km0 + 920 23.47 1.56 C38 Km0 + 921.6 23.45 12.95 TC1 Km0 + 934.5 23.31 5.49 C39 Km0 + 940 23.25 20 C40 Km0 + 960 23.03 20 C41 Km0 + 980 22.81 20 KM1 Km1 + 0 22.59 4.51 NC1 Km1 + 4.51 22.54 15.49 C42 Km1 + 20 22.37 20 C43 Km1 + 40 22.15 20 C44 Km1 + 60 21.93 20 C45 Km1 + 80 21.71 8.72 C46 Km1 + 88.72 21.61 11.28 H1 Km1 + 100 21.49 20 C47 Km1 + 120 21.27 20 C48 Km1 + 140 21.15 20 C49 Km1 + 160 21.04 20 C50 Km1 + 180 20.93 19.81 ND2 Km1 + 199.8 20.91 0.19 H2 Km1 + 200 20.91 20 C51 Km1 + 220 20.96 15.32 C52 Km1 + 235.3 21.06 4.68 C53 Km1 + 240 21.1 20 C54 Km1 + 260 21.31 9.81 TD2 Km1 + 269.8 21.45 10.19 C55 Km1 + 280 21.61 20 H3 Km1 + 300 21.98 20 C56 Km1 + 320 22.44 20 C57 Km1 + 340 22.92 20 C58 Km1 + 360 23.48 10.71 C59 Km1 + 370.7 23.79 9.29 C60 Km1 + 380 24.05 20 H4 Km1 + 400 24.62 20 C61 Km1 + 420 25.19 20 C62 Km1 + 440 25.77 7.78 P2 Km1 + 447.8 25.96 12.22 C63 Km1 + 460 26.23 20 C64 Km1 + 480 26.62 20 H5 Km1 + 500 26.93 20 C65 Km1 + 520 27.15 20 C66 Km1 + 540 27.3 20 C67 Km1 + 560 27.37 20 C68 Km1 + 580 27.35 20 H6 Km1 + 600 27.26 20 C69 Km1 + 620 27.09 5.75 TC2 Km1 + 625.8 27.02 14.25 C70 Km1 + 640 26.83 20 C71 Km1 + 660 26.5 20 C72 Km1 + 680 26.16 15.75 NC2 Km1 + 695.8 25.88 4.25 H7 Km1 + 700 25.81 20 C73 Km1 + 720 25.46 20 C74 Km1 + 740 25.11 16.39 C75 Km1 + 756.4 24.82 3.61 C76 Km1 + 760 24.76 20 C77 Km1 + 780 24.41 20 H8 Km1 + 800 24.06 CHÖÔNG 2: TÍNH TOAÙN CHI TIEÁT THUÛY VAÊN, THUÛY LÖÏC CUÛA COÁNG VAØ THOAÙT NÖÔÙC RAÕNH BIEÂN II. THIEÁT KEÁ COÁNG VAØ RAÕNH BIEÂN: II.1 YÙ nghóa Xaây döïng cuûa vieäc boá trí heä thoáng thoaùt nhaèm ñeå ñaûm baûo neàn khoâng bò aåm öôùt, khaû naêng vaän doanh cao, taêng tuoåi thoï coâng trình khi ñem vaøo söû duïng. Caùc coâng trình naøy coù taùc duïng taäp trung thoaùt nöôùc neàn. Heä thoáng thoaùt nöôùc ñöôøng oâtoâ bao goàm haøng loaït caùo coâng trình vaø caùc bieän phaùp kyõ thuaät ngaên chaën nöôùc ngaám vaøo neàn vaø maët ñöôøng laøm cho cöôøng ñoä chòu löïc cuûa neàn ñaát vaø vaät lieäu laøm maët ñöôøng bò giaûm ñaùng keå vaø do ñoù keát caáu maët ñöôøng chaéc chaén seõ bò phaù hoaïi. Vì vaäy vieäc thieát keá heä thoáng thoaùt nöôùc treân ñöôøng moät caùch hôïp lyù seõ coù yù nghóa raát lôùn veà maët kinh teá vaø naâng cao chaát löôïng khai thaùc ñöôøng oâtoâ. II.2 Quy moâ Tuyeán thieát keá theo phaàn thieát keá sô boä tuyeán daøi 9289.57m ñi qua tænh ÑaécLaéc coù ñòa hình haàu nhö laø ñoái nuùi, caùc vò trí thoaùt nöôùc haàu nhö laø taïi caùc vò trí tuï thuûy ñaõ hình thaønh. Theo phöông aùn ñaõ choïn, ñeå ñaûm baûo thoaùt nöôùc toát cho ñöôøng caàn phaûi thieát keá heä thoáng coáng vaø raûnh thoaùt nöôùc goàm: 12 coáng (8 coáng ñòa hình vaø 4 coáng caáu taïo D=0.75m) soá lieäu theo phaàn thieát keá sô boä, trong ñoaïn thieát keá kyõ thuaät 1 Km töø Km0+800-Km1+800 goàm 1 coáng ñòa hình Baûng 3.1 Toång hôïp caùc vò trí coáng Stt Coïc Lyù trình Qttoaùn Qtkeá D(m) Hd(m) L(m) Hmin Htkeá 1 C49 Km1+160 13.43 14.35 2& 2.00 2.00 11.60 2.82 2.84 Theo phaàn thieát keá kyõ thuaät tính toaùn kieåm tra laïi khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa caùc coáng ñòa hình ñaõ choïn. Nhaèm traùnh hieän töôïng khoâng ñaûm baûo khaû naêng thoaùt nöôùc khi ñem vaøo söû duïng, aûnh höôûng ñeán chaát löôïng khi khai thaùc Heä thoáng raõnh ñöôïc boá trí taïi caùc neàn ñaøo, nöûa ñaøo nöûa ñaáp hay ñaép thaáp döôùi 0.6m Caùc vò trí coù boá trí raõnh trong ñoaïn tuyeán kyõ thuaät: Ñoaïn töø Km0+800 ñeán Km1+ 40 Ñoaïn töø Km1+260 ñeán Km1+ 800 II.3 Khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng vaø Raõnh II.3.1 Quy ñònh chung Ñoái vôùi coáng Theo qui trình thì chieàu neàn ñöôøng ñaøo toái ña 500m phaûi ñaët 1 coáng caáu taïo ñeå thoaùt nöôùc qua ñöôøng, coáng caáu taïo khoâng caàn tính toaùn, khaåu ñoä khoâng nhoû hôn 0,75m. Khi thieát keá coáng thoaùt nöôùc caàn tuaân thuû caùc qui ñònh nhö sau: Beà daøy lôùp ñaát ñaép treân coáng khoâng nhoû hôn 0,5m so vôùi möïc nöôùc daâng tröôùc coâng trình. Neân ñaët coáng vuoâng goùc vôùi tim tuyeán ñöôøng ñeå ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät vaø kinh teá Coáng thieát keá vôùi cheá ñoä thoaùt nöôùc laø loaïi coáng chaûy khoâng aùp Cao ñoä maët ñöôøng taïi choå coù coáng troøn phaûi cao hôn cao ñoä ñænh coáng ít nhaát laø 0,5m neáu beà daøy aùo ñöôøng 0.5m Coáng phaûi coù ñaày ñuû caùc coâng trình thöôïng löu, haï löu, khoâng cho nöôùc xoùi vaøo thaân neàn ñöôøng. Thieát keá coáng sao cho thaät ñôn giaûn, deã thi coâng ñeå ñaåy nhanh tieán ñoä thi coâng coâng trình. Thöïc hieän gia coá tröôùc vaø sau coáng ñeå traùnh hieän töôïng xoùi lôõ, hình thaønh nhöõng vuøng truõng laøm ñoïng khoâng thoaùt nöôùc. Xaùc ñònh cao ñoä khoáng cheá cuûa ñænh coáng Ñoái vôùi caùc vò trí coáng tính toaùn Hmin=Hcoáng+H1+Max(50,Haùo ñöôøng) Trong ñoù Hcoáng=D+dcoáng: Ñöôøng kính coáng coäng hai laàn beà daøy coáng H1:khoaûn dòch chuyeån cao ñoä meùp leà ñaát veà tim ñöôøng H1=DHleà ñaát+DHleà gia coá+maët ñöôøng =0.5*0.06+(1+3)*0.02=0.11m Ñoái vôùi coáng caáu taïo D=0.75m Hmin=0.75+0.075+0.11+0.51=1.45 m Ñoái vôùi coáng ñòa hình D=2.00m Hmin=2.00+0.20+0.11+0.51=2.82 m Ñoái vôùi heä thoáng raõnh: Ñoaïn ñöôøng thieát keá kyõ thuaät töø Km:0+800 ñeán Km:1+800 coù dieän tích löu vöïc söôøn ñoài ñoå veà phía ñöôøng khoâng lôùn. Do ñoù ta khoâng neân thieát keá raõnh ñænh maø chæ neân tính toaùn vaø boá trí heä thoáng raõnh bieân ñeå thoaùt nöôùc. Raõnh doïc ñöôïc boá trí doïc theo neàn ñaøo, nöõa ñaøo nöõa ñaép, doïc theo neàn ñaép thaáp < 0,6m, ngoaøi ra coøn ñöôïc boá trí trong phaïm vi daõi phaân caùch giöõa khi laøm sieâu cao cho moãi phaàn xe chaïy. Tieát dieän cuûa raõnh phaûi ñaûm baûo khoâng bò laéng ñoïng phuø sa ôû ñaùy raõnh, töùc laø ñoä doác toái thieåu khoâng ñöôïc nhoû hôn 0,5%. Nöôùc trong raõnh phaûi ñöôïc thoaùt veà soâng suoái hay choå truõng caùch xa neàn ñöôøng. Trong neàn ñaøo baét buoäc phaûi coù raõnh bieân ñeå ñaûm baûo thoaùt nöôùc toát II.3.2 Tính löu löôïng nöôùc taïi vò trí coáng: (Xaùc ñònh löu löôïng thieát keá theo "Quy trình tính toaùn caùc ñaëc tröng doøng chaûy luõ 22TCVN 220-95" cuûa Boä Giao Thoâng Vaän Taûi cho caùc löu vöïc coù dieän tích <= 100km2) ; m3/s Trong ñoù: Qp% : löu löôïng ñænh luõ öùng vôùi taàn suaát thieát keá p%, m3/s; p =4% : taàn suaát luõ tính toaùn; j =0.64 : heä soá doøng chaûy luõ phụ thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế H4% và diện tích lưu vực F (tra bảng 2.1) H4%=385 mm : löôïng möa ngaøy thieát keá ứng với tần suất thiết kế p=4% ( phụ lục 1) F = 5.45 km2 : dieän tích löu vöïc; d =1 : heä soá aûnh höôûng cuûa ao hoà vaø ñaàm laày (tra bảng 2.7) L = 2.68km :chiều dài dòng chính Σl = 1.65 km : tổng chiều dài dòng nhánh có chiều dài lớn hơn bằng 0.75B=1.14 km (B là chiều dài bình quân lưu vực B=F/n*L) A4% =0.02 : moâ ñun ñaøn hoài doøng chaûy luõ öùng vôùi taàn suaát luõ thieát keá d=1%, phụ thuộc vào địa mạo lòng suối Φls và thời gian tập trung nước trên sườn dốc ts (tra bảng 2.3) + Địa mạo lòng suối Φls mLs =9 :thông số tập trung nước trong suối, phụ thuộc vào sông suối của lưu vực (tra bảng 2.6) - Độ dốc lòng suối chính Vò trí tính toaùn Ch. daøi li (m) DH (m) Jli (‰) C5 1258.7 2 1.59 915.22 2 2.19 507.32 1 1.97 => JLs = 1.92(‰) . => Thôøi gian taäp trung nöôùc treân söôøn doác ts, xaùc ñònh theo baûng 2.2 thuoäc vaøo heä soá ñòa maïo thuûy vaên cuûa söôøn doác (Fs) vaø vuøng möa  Trong ñoù: - Độ dốc sườn dốc: Vò trí tính toaùn Ch. daøi li (m) DH (m) Jsi (‰) C5 262.91 25 95.09 243.3 25 102.75 797.41 29.85 37.43 Jsitb(‰) 78.43 jsd = 78.43(‰) : - Thông số tập trung nước trên sườn dốc, phụ thuộc vào bề mặt sườn khu vực (tra bảng 2.5), msd =0.25 : bs : chieàu daøi bình quaân söôøn doác löu vöïc ; m => m ( Chæ tính cho nhöõng doøng nhaùnh coù ñoä daøi lôùn hôn 0,75 chieàu roäng bình quaân B cuûa löu vöïc, B xaùc ñònh theo coâng thöùc) Ñoái vôùi löu vöïc 2 söôøn: B = F/2L ; m Ñoái vôùi löu vöïc 1 söôøn: B = F/2 ; m => Tra bảng 2.2 ta xác định được ts = 36.20 phút Vaäy löu löôïng tính toaùn qua maët caét ngang doøng suoái chính laø : Q4% = 0.01 x 0.64 x 85 x 5.45 x 1 = 13.43 m3/s II.3.2.1 Ñoái vôùi coáng D=2.00m, taïi Km1+160. a) Kieåm tra khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng Löu löôïng tính toaùn taïi vò trí coáng Qttoaùn=13.43m3/s Coáng thieát keá laøm vieäc trong cheá ñoä chaûy khoâng aùp, neân khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa coáng ñöïôc xaùc ñònh theo QC= YC.wC. Trong ñoù: YC : Heä soá vaän toác YC = 0.85 wC : Tieát dieän nöôùc chaûy taïi choã thu heïp trong coáng hC : Chieàu saâu nöôùc chaûy trong coáng taïi choã thu heïp g : Gia toác troïng tröôøng g = 9,81 m/s2 H : Chieàu cao nöôùc daâng tröôùc coáng H = 2.00 (m) VC : Vaän toác nöôùc chaûy trong coáng VC = 3.27 (m/s) Theo phöông trình Beùcnuli : H = hC + Þ hC = H - = 2.00 - 1.25 (m) Döïa vaøo Tra toaùn ñoà Þ Dieän tích nöôùc chaûy taïi vò trí thu heïp Khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa 1 coáng D=2m. QCoáng= YC.wC.=0.85x2.2=7.17 m3/s Nhö vaäy khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa 2 coáng D=2m : QCoáng=2*7.17=14.35 m3/s Kieåm tra khaû naêg thoaùt nöôùc cuûa coáng : QCoáng =14.35 m3/s > Qttoaùn=13.43m3/s Neân coáng ñaõ choïn ñaõm baûo khaû naêng thoaùt nöôùc Chieàu daøi cuûa coáng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Lc=B+2.x=B+2.(Htk-Hc).m=9+2x(2.84-2)x1.5=11.52=12m Trong ñoù Htk: Chieàu cao ñaát ñaép thieát keá Hc: Chieàu cao cuûa coáng m: Heä soá maùi doác m=1.5 b) Gia coá tröôùc vaø sau coáng Doøng nöôùc khi ra khoûi coáng chaûy vôùi vaän toác cao, toác ñoä taêng daàn veà vuøng sau coâng trình. Do ñoù phaûi thieát keá gia coá haï löu coâng trình theo toác ñoä nöôùc chaûy V >Vra vaø cuoái phaàn gia coá phaûi coù ñöôøng nghieâng choáng xoùi saâu. Thöïc hieän gia coá phaàn haï löu coáng laøm hai lôùp lôùp treân xaây ñaù doäc vöõa M100 daøy 30.0cm. lôùp döôùi laøm ñaù daêm ñaàm chaët daøy 10cm. phaàn gia coá keùo daøi khoaûng 2.5fC=2.5x2=5.00m II.3.3 Khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh bieân. Tính toaùn vaø kieåm tra khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh cuûa tuyeán ñoái vôùi phaân ñoaïn raõnh coù chieàu daøi lôùn nhaát Ñoaïn töø Km0+800 ñeán Km1+40 vôùi i =1.07 %( cuøng ñoä doác vôùi ñöôøng) Xem nhö löôïng nöôùc chaûy trong raõnh laø chaûy ñeàu Do raõnh laøm ôû nôi coù ñoä doác khaù lôùn (1.07%) neân caàn gia coá loøng raõnh baèng ñaù khan coù cöôøng ñoä >300Kg/cm2 coù vaän toác khoâng xoùi laø 6.5m/s öùng vôùi chieàu cao doøng nöôùc laø 0.4m 1.3.3.1 Tính toaùn löu löôïng raõnh Phaïm vi löu löôïng raõnh ñöôïc xaùc ñònh Giôùi haïn treân : laø caùc ñöôøng phaân thuûy khi khoâng coù raõnh ñænh , vaø laø meùp cuûa raõnh ñænh neáu ñoaïn tuyeán coù boá trí raûnh ñænh Giôùi haïn döôùi : Laø tim ñöôøng neáu ñöôøng laø traéc ngang hai maùi, vaø laø leà neâùu laø traéc ngang moät maùi Dieän tích raõnh: F=Blv.Lraõnh=0.009174km2 (xaùc ñònh treân bình ñoà) Trong ñoù Blv :Beà roäng trung bình cuûa löu vöïc (naèm trong khoaûng töø giôùi haïn treân vaø giôùi haïn döôùi cuûa löu vöïc) . Lraõnh : Chieàu daøi tính toaùn cuûa ñoaïn raõnh, laø khoaûng caùch töø ñænh cuûa ñoaïn raõnh ñeán maët caét tính toaùn. Tính löu löôïng raõnh theo E.V Boânñacop khi F<0,3 Km2 Trong ñoù : h (mm) :chieàu daøy doøng chaûy h=60mm vuøng BMT(TCVN 4088-85) z (mm) :khaû naêng caûn nöôùc vaø thaám tuøy thuoäc vaøo beà maët phuû cuûa löu vöïc(z =5 tôùi 40 mm). khu vöïc thieát keá ñi qua vuøng ñoài nuùi nhieàu caây neân giaû thieát z=30mm 1.3.3.1 Choïn sô boä kích thöôùc raõnh : Choïn chieàu roäng ñaùy raõnh: b = 0,4m Choïn chieàu cao raõnh: H = 0,5m Ñoä doác raõnh thieát keá ir=1.07% Heä soá maùi doác raõnh : Ñoái vôùi neàn ñaøo: Ñoái vôùi neàn ñaép: Chieàu saâu nöôùc chaûy trong raõnh: 1.3.3.2 Tính toaùn khaû naêng thoaùt nöôùc cuûa raõnh öùng vôùi kích thöôùc sô boä ñaõ choïn: Dieän tích maët caét öôùt: Chu vi öôùt: Vôùi m: laø heä soá maùi doác trung bình Chu vi maët caét öôùt (m) Baùn kính thuûy löïc R (m) Xaùc ñònh heä soá nhaùm loøng raõnh n=0.017, y=1/6 (ñoái vôùi gia coá laø ñaù khan) Vaän toác nuôùc chaûy trong raõnh (m3/s) (m3/s) Vôùi ñoä doác raõnh Vaän toác doøng chaûy trong raõnh tính toaùn =2.58m/s Löu löôïng thoaùt cuûa raõnh doïc : (m3/s) =2.58x0.255=0.66(m3/s) Vaäy öùng vôùi kích thöôùc raõnh ñaõ choïn coù Qr > Qtt neân heä thoáng raõnh baûo ñaõm thoaùt nöôùc CHÖÔNG 3: THIEÁT KEÁ TRAÉC DOÏC TUYEÁN III.1. THIEÁT KEÁ ÑÖÔØNG CONG ÑÖÙNG: III.1.1. Yeâu caàu khi thieát keá ñöôøng cong ñöùng: Caùc choã ñoåi doác treân maët caét doïc (lôùn hôn 1% khi toác ñoä thieát keá 60 km/h, lôùn hôn 2% khi toác ñoä thieát keá < 60 km/h) phaûi noái tieáp baèng caùc ñöôøng cong ñöùng (loài vaø loõm). Baùn kính ñöôøng cong ñöùng phaûi choïn cho phuø hôïp vôùi ñòa hình, taïo thuaän lôïi cho xe chaïy vaø myõ quan cho ñöôøng nhöng khoâng ñöôïc choïn nhoû hôn caùc giaù trò trong baûng 19 cuûa 22 TVN 4054 - 05. III.1.2. Trình töï caém ñöôøng cong ñöùng theo Antoânoâp: III.1.2.1. Ñöôøng cong ñöùng loõm soá 1: R(m) i1 (%) i2(%) 5000 1.07 2.81 Chieàu daøi ñoaïn T: T= 97 m , Vì haøm nghòch bieán neân : ( i1 + i2) XTÑ1= 53.5 m, XTC1= 140.5 m => D1 = i1 x T = 0.0107 x 97 = 1.04 m YTÑ1 = 0.29 m, YTC1 = 1.98 m => D'1 = i2 x T = 0.0281 x 97 = 2.73 m Vò trí ñænh ñöôøng cong ñöùng ñöôïc xaùc ñònh: Caùch tieáp ñaàu 1 ñoaïn : X1 = 53.5 m Cheânh cao so vôùi tieùp ñaàu 1 ñoaïn Y 1 = 0.29 m Xaùc ñònh caùc ñieåm trung gian: theo Điểm Cao độ (m) Lý trình Đ1 20.86 Km1+196.46 TĐ1 21.15 Km1+142.96 C1 21.10 Km1+240.00 TC1 22.89 Km1+337.01 BẢNG TOÏA ÑOÄ ÑÖÔØNG CONG ANTOÂNOÂV LOÕM R = 5000 m Teân Coïc K/C Leû i%0 Xi (m) Yi (m) Lyù Trình Cao Ñộ TK (m) TD1 0 -10.70 53.50 -0.29 Km1 + 142.96 21.15 C49 17.04 -6.46 36.46 -0.13 Km1 + 160.00 21.04 C50 20 -5.50 16.46 -0.03 Km1 + 180.00 20.93 D1 16.46 -4.25 0.00 0.00 Km1 + 196.46 20.86 H2 3.54 14.12 -3.54 0.00 Km1 + 200.00 20.91 C51 20 2.50 -23.54 -0.06 Km1 + 220.00 20.96 C52 15.32 6.53 -38.86 -0.15 Km1 + 235.32 21.06 C1=C53 4.68 8.55 -43.54 -0.19 Km1 + 240.00 21.10 C54 20 10.50 -63.54 -0.40 Km1 + 260.00 21.31 TD2 9.81 14.27 -73.35 -0.54 Km1 + 269.81 21.45 C55 10.19 15.70 -83.54 -0.70 Km1 + 280.00 21.61 H3 20 18.50 -103.54 -1.07 Km1 + 300.00 21.98 C56 20 23.00 -123.54 -1.53 Km1 + 320.00 22.44 TC1 17.01 26.46 -140.55 -1.98 Km1 + 337.01 22.89 III.1.2.2. Ñöôøng cong ñöùng loài soá 2: R(m) i1 (%) i2(%) 5000 2.81 1.75 Chieàu daøi ñoaïn T: T= 114 m , Vì haøm nghòch bieán neân : ( i1 + i2) XTÑ1= 140.5 m => D2 = i1 x T = 0.0281 x 140.5 = 3.2 m YTÑ1 = 1.97 m => D’2 = i2 x T = 0.0175 x 140.5 = 2 m Vò trí ñænh ñöôøng cong ñöùng ñöôïc xaùc ñònh: Caùch tieáp ñaàu 1 ñoaïn : X1 = 140.5 m Cheânh cao so vôùi tieùp ñaàu 1 ñoaïn Y 1 = 1.97m Xaùc ñònh caùc ñieåm trung gian: theo Điểm Cao độ (m) Lý trình Đ2 27.37 Km1+566.52 TĐ2 25.36 Km1+426.02 C2 27.30 Km1+540.00 TC2 26.60 Km1+654.01 BẢNG TOÏA ÑOÄ ÑÖÔØNG CONG ANTOÂNOÂV LOÀI R = 5000 m Teân Coïc K/c leû i%0 Xi (m) Yi (m) Lyù trình Cao ñoä tk (m) TD2 0 28.10 140.50 1.97 Km1 + 426.02 25.36 C62 13.98 29.28 126.52 1.60 Km1 + 440.00 25.77 P2 7.78 24.53 118.74 1.41 Km1 + 447.78 25.96 C63 12.22 22.53 106.52 1.13 Km1 + 460.00 26.24 C64 20.00 19.30 86.52 0.75 Km1 + 480.00 26.62 H5 20.00 15.30 66.52 0.44 Km1 + 500.00 26.93 C65 20.00 11.30 46.52 0.22 Km1 + 520.00 27.15 C2= C66 20.00 7.30 26.52 0.07 Km1 + 540.00 27.30 C67 20.00 3.30 6.52 0.00 Km1 + 560.00 27.37 D2 6.52 0.65 0.00 0.00 Km1 + 566.52 27.37 C68 13.48 -1.35 -13.48 0.02 Km1 + 580.00 27.35 H6 20.00 -4.70 -33.48 0.11 Km1 + 600.00 27.26 C69 20.00 -8.70 -53.48 0.29 Km1 + 620.00 27.08 TC2 5.75 -11.27 -59.23 0.35 Km1 + 625.75 27.02 C70 14.25 -13.27 -73.48 0.54 Km1 + 640.00 26.83 TC2 14.01 -16.10 -87.49 0.77 Km1 + 654.01 26.60 CHÖÔNG 4: THIEÁT KEÁ TRAÉC NGANG Theå hieän baûn veõ traéc ngang goàm 2 loaïi: Traéc ngang maãu ( coøn goïi laø traéc ngang ñieån hình): theå hieän maët caét neàn maët ñöôøng khi ñöa vaøo söû duïng. Traéc ngang maãu ñöôïc veõ vôùi tyû leä 1:100 hoaëc 1:50 vaø veõ taïi caùc vò trí tuyeán ñöôøng thay ñoåi qui moâ vaø thay ñoåi ñòa hình ñieån hình. Treân maët caét ngang maãu theå hieän caùc ñaëc tính kyõ thuaät cuûa töøng ñoaïn tuyeán hoaëc toaøn tuyeán goàm: Beà roäng neàn, maët ñöôøng. Maùi taluy ñaøo, ñaép. Kích thöôùc möông, raõnh thoaùt nöôùc. Caùc lôùp keát caáu aùo ñöôøng (loaïi vaät lieäu, beà daøy töøng lôùp) Traéc ngang chi tieát: Ñöôïc veõ vôùi tyû leä 1:125 cho töøng coïc lyù trình, coïc ñòa hình doïc tuyeán. Maët caét ngang naøy duøng ñeå tính khoái löôïng ñaøo ñaép vaø thi coâng ngoaøi thöïc ñòa. THEÅ HIEÄN TRAÉC NGANG CHI TIEÁC CHÖÔNG 5: THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG V.1. Tính soá löôïng xe naêm cuoái khai thaùc : Ñieàu kieän ñeå choïn keát caáu aùo ñöôøng: Choïn taàng maët laø maët ñöôøng caáp cao A1 do ñaây laø ñöôøng caáp III, mieàn nuùi, löu löôïng xe lôùn. Soá lieäu thieát keá: Löu löôïng xe chaïy ôû naêm ñaàu: No = 1050 ; xe/ng.ñ Möùc taêng xe haøng naêm: q = 5% Thôøi gian khai thaùc thieát keá: t = 15 ; naêm Soá laøn xe thieát keá n = 2 ; laøn Aùp löïc tính toaùn tieâu chuaån p = 0.6 ; Mpa Daûi phaân caùch giöõa khoâng Daûi phaân caùch beân khoâng Taûi troïng truïc tieâu chuaån P = 100 ;KN Ñöôøng kính taám eùp D = 33 ; cm Baûng thaønh phaàn xe naêm ñaàu khai thaùc : No Xe con M21 Taûi nheï Taûi vöøa Taûi naëng 1 1050.00 20% 35% 40% 5% xe/ngaøyñeâm 210. 367.50 420.00 52.50 Baûng 1: Döï baùo thaønh phaàn xe ôû naêm cuoái thôøi haïn thieát keá Loaïi xe Troïng löôïng truïc Pi (kN) Soá truïc sau Soá baùnh xe cuûa moãi cuïm baùnh ôû truïc sau K/c giöõa caùc truïc sau (m) LL xe 2 chieàu ni (xe/n.ñeâm) Truïc tröôùc Truïc sau (truïc) Xe con M21 9.00 9.40 1 1 0 415.79 Taûi nheï 18.00 56.00 1 2 0 727.62 Taûi vöøa 25.80 69.60 1 2 0 831.57 Taûi naëng 1 48.20 100.00 1 2 0 103.95 Quy luaät taêng xe haøng naêm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Nt = No.(1+p)t-1 Trong ñoù : Nt : laø löu löôïng xe chaïy bình quaân cuûa naêm khai thaùc thöù t ; No: laø löu löôïng xe chaïy bình quaân cuûa naêm ñaàu khai thaùc ñöôøng oâtoâ (xeqñ/nñ) ; q : laø möùc taêng xe haøng naêm ; V.2. Soá truïc xe tính toaùn/laøn xe sau khi qui ñoåi veà truïc tieâu chuaån : Coâng thöùc quy ñoåi truïc xe: Trong ñoù: C1 : heä soá soá truïc xe C1 =1+1,2*(m-1) vôùi m: soá truïc xe cuûa moät cuïm truïc. Baûng 2 :Baûng tính soá truïc xe quy ñoåi veà soá truïc tieâu chuaån 100kN Loaïi xe Pi (kN) Soá baùnh xe moãi cuïm baùnh xe Soá truïc (truïc) K/caùch giöõa caùc truïc C1 C2 ni C1C2ni(Pi/100)4.4 Xe con M-21 Truïc tröôùc 9.00 1 1 0 1 6.40 415.79 0 Truïc sau 9.40 1 1 0 1 6.40 415.79 0 Xe taûi nheï Truïc tröôùc 18.00 1 1 0 1 6.40 727.62 0 Truïc sau 56.00 2 1 0 1 1.00 727.62 57 Xe taûi vöøa Truïc tröôùc 25.80 1 1 0 1 6.40 831.57 14 Truïc sau 69.60 2 1 0 1 1.00 831.57 169 Xe taûi naëng 1 Truïc tröôùc 48.20 1 1 0 1 6.40 103.95 27 Truïc sau 100.00 2 1 0 1 1.00 103.95 104 Ntk 370.03 V.3. Soá truïc xe tính toaùn tieâu chuaån treân 1 laøn xe Nt Coâng thöùc tính toaùn soá truïc xe tính toaùn tieâu chuaån (TTTC): (truïc/laøn.ngaøy ñeâm) fL =0,55: ñöôøng 2 laøn xe khoâng coù daûi phaân caùch; V.4. Soá truïc xe tieâu chuaån tích luõy trong thôøi haïn thieát keá Soá truïc xe tieâu chuaån tích luõy trong thôøi haïn thieát keá Ne ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: (truïc) V.5. Choïn sô boä._.