1. Trang chủ
  2. » Thể loại khác

Luận văn tốt nghiệp thiết kế tuyến đường qua 2 điểm a4 b6 thuộc địa phận huyện chiêm hóa tỉnh tuyên quang

114 8 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết kế tuyến đường qua 2 điểm A4 - B6 thuộc địa phận huyện Chiêm Hóa tỉnh Tuyên Quang
Tác giả Vũ Anh Tuấn
Người hướng dẫn Ths: Nguyễn Hữu Khải, Ths: Hoàng Xuân Trung
Trường học ĐHDL Hải Phòng
Chuyên ngành Xây dựng cầu đường
Thể loại đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2014
Thành phố Tuyên Quang
Định dạng
Số trang 114
Dung lượng 1,78 MB

Cấu trúc

  • PhÇn 1: (0)
    • I. Giới thiệu (73)
    • II. Các quy phạm sử dụng (0)
    • III. Hình thức đầu t- (0)
    • IV. Đặc điểm chung của tuyến (0)
    • I. Xác định cấp hạng đ-ờng (7)
    • II. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật (8)
      • I.V ạch ph-ơng án tuyến trên bình đồ (24)
    • II. ThiÕt kÕ tuyÕn (25)
    • I. Tính toán thủy văn (27)
    • II. Lựa chọn khẩu độ cống (30)
    • I. Nguyên tắc, cơ sở và số liệu thiết kế (33)
    • II. Tr×nh tù thiÕt kÕ (33)
    • III. Thiết kế đ-ờng đỏ (33)
    • IV. Bố trí đ-ờng cong đứng (34)
    • V. Thiết kế trắc ngang & tính khối l-ợng đào đắp (34)
    • I. áo đ-ờng và các yêu cầu thiết kế (36)
    • II. Tính toán kết cấu áo đ-ờng (37)
    • I. Đánh giá các ph-ơng án về chất l-ợng sử dụng (52)
    • II. Đánh giá các ph-ơng án tuyến theo nhóm chỉ tiêu về kinh tế và xây dựng53 Phần 2: tổ chức thi công (53)
      • 1. Công tác xây dựng lán trại (67)
      • 2. Công tác làm đ-ờng tạm (67)
      • 3. Công tác khôi phục cọc, dời cọc ra khỏi Phạm vi thi công (0)
      • 4. Công tác lên khuôn đ-ờng (67)
      • 5. Công tác phát quang, chặt cây, dọn mặt bằng thi công (67)
      • 1. Trình tự thi công 1 cống (69)
      • 2. Tính toán năng suất vật chuyển lắp đặt ống cống (70)
      • 3. Tính toán khối l-ợng đào đất hố móng và số ca công tác (70)
      • 4. Công tác móng và gia cố (71)
      • 5. Xác định khối l-ợng đất đắp trên cống (71)
      • 6. Tính toán số ca máy vận chuyển vật liệu (71)
    • I. Giới thiệu chung (80)
    • II. Lập bảng điều phối đất (73)
    • III. Phân đoạn thi công nền đ-ờng (73)
    • IV. Khối l-ợng công việc thi công bằng chủ đạo (74)
    • I. t×nh h×nh chung (0)
    • II. Tiến độ thi công chung (0)
    • III. Quá trình công nghệ thi công mặt đ-ờng (0)
  • PhÇn 2: ThiÕt kÕ kü thuËt (0)
    • I. Tính toán cắm đ-ờng cong chuyển tiếp dạng Clothoide (0)
    • II. Khảo sát tình hình địa chất (0)
    • III. Bình đồ và thiết kế trắc dọc (0)
    • I. Những căn cứ thiết kế (99)
    • II. Những nguyên tắc thiết kế (0)
    • III. Bè trÝ ®-êng cong chuyÓn tiÕp (102)
    • IV. Bố trí siêu cao (103)
    • V. trình tự cắm và tính toán đ-ờng cong chuyển tiếp (0)

Nội dung

Giới thiệu

- Tuyến đ-ờng đi qua khu vực đồi núi, đất á sét, bề rộng nền đ-ờng là 9.0

Tuyến thi công với taluy đắp tỷ lệ 1:1.5 và taluy đào tỷ lệ 1:1 cho phép áp dụng công nghệ thi công cơ giới, từ đó giảm chi phí xây dựng và tăng tốc độ thi công Quá trình thi công cần được điều phối đồng bộ theo cả chiều ngang và chiều dọc để đảm bảo tính kinh tế hiệu quả.

- Dự kiến chọn máy chủ đạo thi công nền đ-ờng là :

Ô tô tự đổ và máy đào được sử dụng để đào đất, vận chuyển dọc theo đào bù đắp và chuyển đất từ mỏ vật liệu về để đắp nền, với khoảng cách vận chuyển trung bình là 1 Km.

+) Máy ủi cho các công việc nh-: Đào đất vận chuyển ngang (L < 20m), đào đất vận chuyển dọc từ nền đào bù đắp (L < 100m), san và sửa đất nền đ-ờng

+) Máy san cho các công việc: san sửa nền đ-ờng và các công việc phụ khác

II Lập bảng điều phối đất

Thi công nền đường bao gồm các công việc chính như đào, đắp đất và cải tạo địa hình tự nhiên, nhằm tạo ra hình dạng tuyến đường đúng với cao độ và bề rộng theo thiết kế.

- Việc điều phối đất ta tiến hành lập bảng tính khối l-ợng đất dọc theo tuyến theo cọc 100 m và khối l-ợng đất tích luỹ cho từng cọc

- Kết quả tính chi tiết đ-ợc thể hiện trên bản vẽ thi công nền

Bảng khối l-ợng đào đắp tích lũy : xem phụ lục

III Phân đoạn thi công nền đ-ờng

- Phân đoạn thi công nền đ-ờng dựa trên cơ sở bảo đảm cho sự điều động máy móc thi công, nhân lực đ-ợc thuận tiện

Trong quá trình thi công, cần đảm bảo các yếu tố như trắc ngang, độ dốc ngang và khối lượng công việc đồng nhất giữa các đoạn Việc phân đoạn thi công cần dựa vào việc điều phối đất nhằm tối ưu hóa kinh tế và tổ chức công việc, đồng thời phù hợp với loại máy móc chủ đạo sẽ được sử dụng cho từng đoạn.

Sinh viên Vũ Anh Tuấn, mã số 111254, đề xuất chia cự ly vận chuyển dọc trung bình và chiều cao đất đắp nền đường thành ba đoạn thi công Đoạn I có chiều dài 2000 m, bắt đầu từ Km0+00 đến Km2+00 Đoạn II dài 1600 m, từ Km2+00 đến Km3+600 Cuối cùng, Đoạn III dài 1862.29 m, trải dài từ Km4+00 đến Km5+862.29.

IV Khối l-ợng công việc thi công bằng chủ đạo

1 Thi công vận chuyển ngang đào bù đắp bằng máy ủi

Khi thi công vận chuyển ngang đào bù đắp đạt hiệu quả cao nhất so với các loại máy khác do tính cơ động của nó

Quá trình công nghệ thi công

STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc

1 Đào đất ở nền đào và vận chuyển tới vị trí đắp Máy ủi D 271

2 Rải và san đất theo chiều dầy ch-a lèn ép Máy ủi D271

3 T-ới n-ớc đạt độ ẩm tốt nhất ( nếu cần) Xe DM10

4 Lu nền đắp 6lần/điểm V=3km/h Lu DU8A

5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271

6 Đầm lèn mặt nền đ-ờng Lu DU8A

Dùng lu nặng bánh thép DU8A lu thành từng lớp có chiều dầy lèn ép h cm, sơ đồ bố trí lu xem bản vẽ chi tiết

Năng suất lu tính theo công thức:

T: Sè giê trong mét ca T = 7 (h)

K t : Hệ số sử dụng thời gian K t = 0.85

L: Chiều dài đoạn thi công: L = 20 (m)

B: Chiều rộng rải đất đ-ợc lu B = 1 (m)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 75

H: ChiÒu dÇy líp ®Çm nÐn H = 0.25 (m)

P: Chiều rộng vệt lu trùng lên nhau P = 0.1 (m) n: Số l-ợt lu qua 1 điểm n = 6

V: Tốc độ lu V= 3km/h t: Thêi gian sang sè, chuyÓn h-íng t = 5 (s)

Năng suất máy ủi vận chuyển ngang đào bù đắp:

Sơ đồ bố trí máy thi công cần tham khảo bản vẽ thi công chi tiết nền Để tính toán cự ly vận chuyển trung bình, ta lấy gần đúng cự ly trên các mặt cắt ngang là nh- nhau Cự ly vận chuyển cho một mặt cắt ngang đặc trưng được xác định bằng khoảng cách giữa hai trọng tâm của phần đất đào và phần đất đắp, coi gần đúng là hai tam giác.

Năng suất máy ủi: N = (m 3 /ca) Trong đó:

T: Thời gian làm việc 1 ca T = 7h

K t : Hệ số sử dụng thời gian K t = 0.75

K d : Hệ số ảnh h-ởng độ dốc K d =1

K r : Hệ số rời rạc của đất K r = 1.2 q: Khối l-ợng đất tr-ớc l-ỡi ủi khi xén và chuyển đất ở trạng thái chặt q = (m 3 )

K r : Hệ số rời rạc của đất K r = 1.2 r d t k t k q K T 60 tg k 2 k H L r t2

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 76

VËy: q = = 1.368 (m 3 ) t: Thời gian làm việc một chu kỳ: t Trong đó:

L = 3.03(m): Chiều dài l-ỡi ủi h = 0.1(m): Chiều sâu xén đất L x = 1.368/3.03x0.1 = 4.51(m)

V x : Tốc độ xén đất V x = 20m/ph

L c : Cự ly vận chuyển đất L c = 20(m)

V c : Tốc độ vận chuyển đất V c = 50m/ph

V l : Tốc độ lùi lại V l = 60m/ph t q : Thêi gian chuyÓn h-íng t q = 3(s) t q : Thời gian nâng hạ l-ỡi ủi t h = 1(s) t q : Thời gian đổi số t q = 2(s)

Thay vào công thức tính năng suất ở trên ta có năng suất máy ủi vận chuyển ngang đào bù đắp là:

2 Thi công vận chuyển dọc đào bù đắp bằng máy ủi D271

Khi thực hiện thi công vận chuyển dọc đào bù đắp với cự ly dưới 100m, việc sử dụng máy ủi mang lại hiệu quả cao nhất nhờ vào khả năng vận chuyển vượt trội của nó.

Có thể cự ly vận chuyển lên đến 120 (140) ta dùng ủi vận chuyển vẫn đạt hiệu quả cao

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 77

Quá trình công nghệ thi công

STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc

1 Đào đất ở nền đào và vận chuyển tới vị trí đắp Máy ủi D271

2 Rải và san đất theo chiều dầy ch-a lèn ép Máy ủi D271

3 Tới n-ớc đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10

4 Lu nền đắp 6lần/điểm V = 3km/h Lu DU8A

5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271

6 Đầm lèn mặt nền đ-ờng Lu DU8A

3 Thi công nền đ-ờng bằng máy đào + ôtô

Quá trình công nghệ thi công

STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc

1 Đào đất ở nền đào Máy đào ED-4321

2 Rải và san đất theo chiều dầy ch-a lèn ép Máy ủi D271

3 Tới n-ớc đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10

4 Lu nền đắp 6lần/điểm V=3km/h Lu DU8A

5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271

6 Đầm lèn mặt nền đ-ờng Lu DU8A

Chọn máy đào ED-4321 dung tích gầu 0.4m 3 có ns tính theo công thức sau :

Trong đó: q = 0.4 m 3 _ Dung tÝch gÇu

K c _ Hệ số chứa đầy gầu K c = 1.2

K r _ Hệ số rời rạc của đất K r = 1.15

T _ Thời gian làm việc trong một chu kỳ đào của máy (s) : T = 17 (s)

K t _ Hệ số sử dụng thời gian của máy K t =0.7

Kết quả tính đ-ợc năng suất của máy đào là : N = 494.98 (m 3 /ca)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 78

Chọn ôtô Huyndai để vận chuyển đất:

Số l-ợng xe vận chuyển cần thiết phải bảo đảm năng suất làm việc của máy đào , có thể tính theo công thức sau: x d

K d - Hệ số sử dụng thời gian của máy đào, lấy K d = 0.7

K x - Hệ số sử dụng thời gian của xe ôtô K x = 0.9 t - Thời gian của một chu kỳ đào đất t = 15 (s)

- Số gầu đổ đầy đ-ợc một thùng xe c r qK QK

K r - Hệ số rời rạc của đất : K r = 1.15

K c - Hệ số chứa đầy gầu : K c =1.2 t' - Thời gian của 1 chu kỳ vận chuyển đất của ôtô: t' = 30 phút = 1800 giây

4 Thi công vận chuyển đất từ mỏ đắp vào nền đắp bằng ô tô Maz503

Quá trình công nghệ thi công

STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc

1 VC đất từ nơi khác đến nền đắp ô tô Maz503

2 Tới n-ớc đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10

3 Hoàn thiện chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271

4 Đầm lèn mặt nền đ-ờng Lu DU8A

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 79

 Bảng tính toán khối l-ợng công tác thi công nền cho từng đoạn

Biện pháp thi công Đoạn I Đoạn II Đoạn III

Máy thi công Máy ủi Máy ủi Máy ủi

VC dọc đào bù đắp

Máy thi công Máy ủi Máy ủi Máy ủi

VC dọc đào bù đắp

Máy thi công ôtô+máy xúc ôtô+máy xúc ôtô+máy xúc

Máy thi công ôtô+máy xúc ôtô+máy xúc ôtô+máy xúc

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 80

Ch-ơng 4: Thi công chi tiết mặt đ-ờng

Mặt đường là cấu trúc bao gồm nhiều lớp vật liệu kết hợp với nền đường, tạo thành một hệ thống đáp ứng các yêu cầu về cường độ, độ bằng phẳng và độ nhám cho việc lưu thông của xe cộ.

Mặt đường là bộ phận quan trọng và tốn kém nhất của hệ thống giao thông Chất lượng mặt đường, whether tốt hay xấu, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn, sự êm thuận và hiệu quả kinh tế khi điều khiển phương tiện.

I Giới thiệu chung kết cấu đ-ợc chọn để thi công là :

CPDD loại II 30 cm có điều kiện thi công thuận lợi, với vật liệu xây dựng dễ dàng tiếp cận tại địa phương Đá dăm và đá các cỡ được khai thác từ các mỏ núi và mỏ vật liệu trong vùng, được vận chuyển tới công trình với khoảng cách chỉ 5 km.

Máy móc nhân lực đáp ứng đầy đủ các yêu cầu tốc độ thi công chung

Xây dựng mặt đường là một công đoạn quan trọng trong xây dựng đường, do giá thành lớp mặt đường rất cao Mặt đường sử dụng lượng vật liệu lớn và yêu cầu phân phối công việc đồng đều trên toàn tuyến Vì vậy, tổ chức thi công thường không thay đổi Hơn nữa, diện thi công mặt đường dài và hẹp khiến việc bố trí nhân lực không thể tập trung Để đảm bảo hoàn thành công tác thi công hiệu quả, phương pháp tổ chức thi công dây chuyền được lựa chọn.

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 81

Tính toán lựa chọn tốc độ dây chuyền : n t t T

L : Chiều dài tuyến thi công LX62.29 (m)

T : Số ngày theo lịch Chọn T= 31 ngày t 1 : Thời gian khai triển dây chuyền t 1 =1 ngày t 2 : Thời gian nghỉ do ngày lễ , chủ nhật , ngày m-a t 2 = 4 ngày n : Số ca trong một ngày n = 2

=> Tốc độ dây chuyền V min = 112.73 (m/ngày)

Ngoài ra tốc độ dây chuyền chọn còn dựa vào 4 yếu tố :

- Đúng trình tự thi công

- Đúng tiến độ thi công

- Tận dụng khả năng làm việc của máy móc

- Trong quá trình thi công máy móc không chồng chéo lên nhau

Vì vậy kiến nghị chọn tốc độ dây chuyền 150 (m/ngày )

(chú ý: Vchọn > Vmin, th-ờng 28%x1405= 393 (xe/ngày đêm) hệ số quy đổi =1

- Xe tải trục 6.5T (2Trục): 20% => 20%x1405(1 (xe/ngày đêm) hệ số quy đổi=2.5

-Xe tải trục 8.5T (2trục) : 38% => 38%x1405S4 (xe/ngày đêm) hệ số quy đổi =2.5

- Xe tải trục 10T (2Trục): 14% => 14%x 14057(xe/ngày đêm) hệ số quy đổi =3

(Hệ số quy đổi tra mục 3.3.2/ TCVN 4054-05) L-u l-ợng xe quy đổi ra xe con năm thứ 15 là:

Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05, nếu lưu lượng xe thiết kế vượt quá 3000 xe/ngày đêm, cần chọn đường cấp III Tuyến đường này có tầm quan trọng lớn, đóng vai trò chính trong việc kết nối huyện Chiêm Hóa với trung tâm kinh tế chính trị.

Tỉnh Tuyên Quang Cho nên chủ đầu t- chủ động chọn ph-ơng án xây dựng tuyến đ-ờng là cấp III

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 8

Nh- ta đã biết, cấp hạng xe phụ thuộc nhiều yếu tố nh-: chức năng đ-ờng, địa hình và l-u l-ợng thiết kế

Căn cứ vào các yếu tố trên ta sẽ chọn cấp kỹ thuật của đ-ờng là cấp III, tốc độ thiết kế 60Km/h (địa hình núi)

Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật

A Căn cứ theo cấp hạng đã xác định ta xác định đ-ợc chỉ tiêu kỹ thuật theo tiêu chuẩn hiện hành (TCVN 4050-2005) nh- sau: (Bảng 2.2.1)

Các chỉ tiêu kỹ thuật Trị số

Chiều rộng tối thiểu các bộ phận trên MCN cho địa hình vùng núi (bảng 7)

Tốc độ thiết kế (km/h) 60

Số làn xe giành cho xe cơ giới (làn) 2

Chiều rộng phần xe dành cho xe cơ giới (m) 6

Chiều rộng tối thiểu của lề đ-ờng (m) 1.5 (gia cố 1m)

Chiều rộng của nền đ-ờng (m) 9

Tầm nhìn tối thiểu khi xe chạy trên đ-ờng (Bảng 10)

Tầm nhìn tr-ớc xe ng-ợc chiều (S 2 ), m 150

Bán kính đ-ờng cong nằm tối thiểu (Bảng 11)

Bán kính đ-ờng cong nằm tối thiểu giới hạn (m) 125

Bán kính đ-ờng cong nằm tối thiểu thông th-ờng (m) 250

Bán kính đ-ờng cong nằm tối thiểu không siêu cao(m) 1500 Độ dốc siêu cao (i sc ) và chiều dài đoạn nối siêu cao (Bảng 14)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 9

300 1500 0.02 50 Độ dốc dọc lớn nhất (Bảng 15) Độ dốc dọc lớn nhất (%) 7

Chiều dài tối thiểu đổi dốc (Bảng 17)

Chiều dài tối thiểu đổi dốc (m) 150 (100)

Bán kính tối thiểu của đ-ờng cong đứng lồi và lõm (Bảng 19)

Bán kính đ-ờng cong đứng lồi (m)

Tối thiểu thông th-ờng

4000 Bán kính đ-ờng cong đứng lõm (m)

Tối thiểu thông th-ờng

Chiều dài đ-ờng cong đứng tối thiểu (m) 50

Dèc ngang lÒ ®-êng (phÇn lÒ gia cè) (%) 2

Dốc ngang lề đ-ờng (phần lề đất) (%) 6

B Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật:

1 Tính toán tầm nhìn xe chạy

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 10

Tính cho ôtô cần hãm để kịp dừng xe tr-ớc ch-ớng ngại vật

Vậy chọn S 1 = 75m để tăng mức độ an toàn

Tính cho 2 xe ng-ợc chiều trên cùng 1 làn xe

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 11

Sơ đồ tính tầm nhìn S 2

Theo TCVN 4054-05 thì chiều tầm nhìn S 2 là 150(m)

Vậy chọn tầm nhìn S 2 theo TCVN S 2 = 150(m)

Sơ đồ tính tầm nhìn v-ợt xe

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 12

Tính tầm nhìn v-ợt xe

Tầm nhìn v-ợt xe đ-ợc xác định theo công thức (sổ tay tk đ-ờng T1/168)

Theo tiêu chuẩn :V 1 > V 2 km/h (đối với đ-ờng cấp III)

Tr-ờng hợp này đ-ợc áp dụng khi tr-ờng hợp nguy hiểm nhất xảy ra V 3 = V 2

Nội dung tính toán phần này thực hiện theo y/c đồ án TN trong nhà tr-ờng

2 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép i max i max đ-ợc tính theo 2 điều kiện:

- Điều kiện đảm bảo sức kéo (sức kéo phải lớn hơn sức cản - đk cần để xe cđ):

D f + i i max = D – f D: nhân tố động lực của xe (giá trị lực kéo trên 1 đơn vị trọng l-ợng, thông số này do nhà sx cung cấp)

- Điều kiện đảm bảo sức bám (sức kéo phải nhỏ hơn sức bám, nếu không xe sẽ tr-ợt - đk đủ để xe cđ)

G k : trọng l-ợng bánh xe có trục chủ động

Giá trị tính trong đkiện bất lợi của đ-ờng (mặt đ-ờng trơn tr-ợt: = 0,2)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 13

Sau khi tính toán 2 điều kiện trên ta so sánh và lấy trị số nhỏ hơn

2.1 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức bám

Với vận tốc thiết kế 60 km/h, phần kết cấu mặt đường dự kiến sẽ được làm bằng bê tông nhựa Hệ số cản lăn (f) được tính toán cho vận tốc lớn hơn 50 km/h theo công thức f = f o [1 + 0,01 (V - 50)], trong đó f o là hệ số cản lăn khi xe chạy với tốc độ dưới 50 km/h Đối với mặt đường bê tông nhựa, bê tông xi măng và thấm nhập nhựa, hệ số cản lăn f o là 0,02, từ đó suy ra f = 0,022.

V: tốc độ tính toán km/h Kết quả tính toán đ-ợc thể hiện bảng sau:

Dựa vào biểu đồ động lực hình 3.2.13 và 3.2.14 sổ tay thiết kế đ-ờng ôtô ta tiến hành tính toán đ-ợc cho bảng

Loại xe Xe con Xe tải trục

(trang 149 sổ tay tkế đ-ờng T1)

2.2 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám

Trong tr-ờng hợp này ta tính toán cho các xe trong thành phần xe b K w max

Trong đó: P w : sức cản không khí

V: tốc độ thiết kế km/h, V = 60km/h

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 14

V g : vËn tèc giã khi thiÕt kÕ lÊy V g = 0(m/s) F: Diện tích cản gió của xe (m 2 )

K: Hệ số cản không khí;

: hệ số bám dọc lấy trong điều kiện bất lợi là mặt đ-ờng ẩm -ớt,bẩn Lấy 0,2

G K : trọng l-ợng trục chủ động (kg)

G: trọng l-ợng toàn bộ xe (kg)

Xe con Xe tải trục

Theo TCVN 4054-05, với đường III và tốc độ thiết kế 60 km/h, độ dốc tối đa i max là 0,07 Khi thiết kế, cần xem xét sự cân bằng giữa độ dốc dọc và khối lượng đào đắp để nâng cao khả năng vận hành của xe Do đó, chúng ta sử dụng độ dốc i d là 5%, với chiều dài tối thiểu của đoạn đổi dốc là 150m và tối đa là 800m theo quy định trong quy trình.

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 15

III Tính bán kính tối thiểu đ-ờng cong nằm khi có siêu cao

V: vận tốc tính toán V= 60km/h

: hệ số lực ngang = 0,15 i SC : độ dốc siêu cao max 0,07

Theo quy phạm: R SC min 125(m)

IV.Tính bán kính tối thiểu đ-ờng cong nằm khi không có siêu cao

: hệ số áp lực ngang khi không làm siêu cao lấy

= 0,08 (hành khách không có cảm giác khi đi vào đ-ờng cong) i n : độ dốc ngang mặt đ-ờng i n = 0,02

Theo qui phạm R min 0 SC 1500(m) chọn theo qui phạm

V Tính bán kính thông th-ờng

Thay đổi và i SC đồng thời sử dụng công thức

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 16

Bảng bán kính thông th-ờng. i sc %

VI Tính bán kính tối thiểu để đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Khi R < 1125(m) thì khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo cho lái xe biết

VII Chiều dài tối thiểu của đ-ờng cong chuyển tiếp & bố trí siêu cao Đ-ờng cong chuyển tiếp có tác dụng dẫn h-ớng bánh xe chạy vào đ-ờng cong và có tác dụng hạn chế sự xuất hiện đột ngột của lực ly tâm khi xe chạy vào đ-ờng cong, cải thiện điều kiện xe chạy vào đ-ờng cong a §-êng cong chuyÓn tiÕp

Xác định theo công thức: ( )

V: tốc độ xe chạy V = 60km/h

I: độ tăng gia tốc ly tâm trong đ-ờng cong chuyển tiếp, I = 0,5m/s 2

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 17

R: bán kính đ-ờng cong tròn cơ bản b Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao ph

(độ mở rộng phần xe chạy = 0)

B: là chiều rộng mặt đ-ờng B=6m i ph : độ dốc phụ thêm mép ngoài lấy i ph = 0,5% áp dụng cho đ-ờng vùng nói cã V tt 60km/h i SC : độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng 0,02-0,07

Bảng Chiều dài đ-ờng cong chuyển tiếp và đoạn vuốt nối siêu cao

Theo TCVN 4054-05, với i sc = 2% và lPm, đường cong chuyển tiếp và đoạn vuốt nối siêu cao cần được bố trí trùng nhau, do đó phải lấy giá trị lớn nhất trong hai đoạn này Đoạn thẳng chêm nằm giữa hai đoạn đường cong sẽ được thiết kế ngược chiều theo quy định của TCVN.

4054-05 phải đảm bảo đủ để bố trí các đoạn đ-ờng cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 18

Bảng tính đoạn thẳng chêm

VIII Độ mở rộng phần xe chạy trên đ-ờng cong nằm E

Khi xe chạy đ-ờng cong nằm trục bánh xe chuyển động trên quĩ đạo riêng chiếu phần đ-ờng lớn hơn do đó phải mở rộng đ-ờng cong

Ta tính cho khổ xe dài nhất trong thành phần xe, dòng xe có L xe : 7,62(m) Đ-ờng có 2 làn xe độ mở rộng E tính nh- sau:

L A : là khoảng cách từ mũi xe đến trục sau cùng của xe

R: bán kính đ-ờng cong nằm

V: là vận tốc tính toán

Theo TCVN 4054-05, khi bán kính đường cong đạt 250m, cần phải mở rộng phần xe chạy Việc mở rộng này phải tuân theo quy định trong bảng 3-8 (TKĐô tô T1-T53).

Bán kính đ-ờng cong nằm, R (m)

IX Xác định bán kính tối thiểu đ-ờng cong đứng

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 19

1 Bán kính đ-ờng cong đứng lồi tối thiểu

Bán kính tối thiểu đ-ợc tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

R S d 1 : chiều cao mắt ng-ời lái xe so với mặt đ-ờng d 1 = 1,2m; S 1 = 75m

Vậy ta chọn R min lồi 2500 ( m )

2 Bán kính đ-ờng cong đứng lõm tối thiểu Đ-ợc tính 2 điều kiện

- Theo điều kiện giá trị v-ợt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảm giác khó chịu cho hành khác

- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Trong đó: h đ : chiều cao đèn pha h đ = 0,6m

: góc chắn của đèn pha = 2 o

Vậy ta chọn R min lõm 1500(m)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 20

X.Tính bề rộng làn xe

1 Tính bề rộng phần xe chạy B l

Khi tính bề rộng phần xe chạy ta tính theo sơ đồ xếp xe nh- hình vẽ trong cả ba tr-ờng hợp theo công thức sau:

Trong đó: b: chiều rộng phủ bì (m) c: cự ly 2 bánh xe (m) x: cự ly từ s-ờn thùng xe đến làn xe bên cạnh ng-ợc chiều

X = 0,5 + 0,005V y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy y = 0,5 + 0,005V V: tốc độ xe chạy với điều kiện bình th-ờng (km/h)

Tính toán đ-ợc tiến hành theo sơ đồ xếp xe cho 2 xe tải chạy ng-ợc chiều

Xe tải có bề rộng phủ bì là 2,5m b 1 = b 2 = 2,5m c 1 = c 2 = 1,96m

Xe tải đạt tốc độ 60km/h x = 0,5 + 0,005 60 = 0,83(m) y = 0,5 + 0,005 60 = 0,83(m) Vậy trong điều kiện bình th-ờng ta có

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 21 b 1 = b 2 = 0,83 0,83 3,89m

Vậy tr-ờng hợp này bề rộng phần xe chạy là b 1 + b 2 = 3,89 x 2 = 7,78 (m) Tính toán cho tr-ờng hợp xe tải với xe con

Xe con có chiều rộng phủ bì 1,8m b 1 =1,8 m c 1 =1,3 m

Xe tải có chiều rộng phủ bì 2,5m b 2 =2,5m c 2 =1,96m

Vậy tr-ờng hợp này bề rộng phần xe chạy là:

Theo TCVN 4054-05 với đ-ờng cấp III địa hình núi, bề rộng phần xe chạy tối thiểu là 3m/1 làn

2.BÒ réng lÒ ®-êng tèi thiÓu (B lÒ )

Theo TCVN 4054-05 với đ-ờng cấp III địa hình núi bề rộng lề đ-ờng là

3 BÒ réng nÒn ®-êng tèi thiÓu (B n )

Bề rộng nền đ-ờng = bề rộng phần xe chạy + bề rộng lề đ-ờng

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 22

XI Tính số làn xe cần thiết

Số làn xe cần thiết theo TCVN 4054-05 đ-ợc tính theo công thức:

Trong đó: n lxe : là số làn xe yêu cầu, đ-ợc lấy tròn theo qui trình

N gcđ: là l-u l-ợng xe thiết kế giờ cao điểm đ-ợc tính đơn giản theo công thức sau:

Theo tính toán ở trên thì ở năm thứ 15:

N tbnđ = 3021.5 (xe con qđ/ngđ) => N gcđ 02 363 (xe qđ/ngày đêm)

Nlth:Năng lực thông hành thực tế Tr-ờng hợp không có dải phân cách và ô tô chạy chung với xe thô sơ N ith = 1000(xe qđ/h)

Z :là hệ số sử dụng năng lực thông hành đ-ợc lấy bằng 0,77 với đ-ờng cấp III

Vì tính cho 2 làn xe nên khi n = 0,47 lấy tròn lại n = 1 có nghĩa là đ-ờng có 2 làn xe ng-ợc chiều

Theo TCVN 4054-05 với đ-ờng cấp III số làn xe là 2

Ta dự định làm mặt đ-ờng BTN, theo quy trình 4054-05 ta lấy độ dốc ngang là

PhÇn lÒ ®-êng gia cè lÊy chiÒu réng 1m, dèc ngang 2%

Phần lề đất (không gia cố) lấy chiều rộng 0,5m, dốc ngang 6%

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 23

* Bảng so sánh các chỉ tiêu

Sau khi xác định các chỉ tiêu, cần lập bảng so sánh giữa chỉ tiêu tính toán, chỉ tiêu theo quy phạm và chỉ tiêu được chọn để thiết kế Chỉ tiêu được chọn là kết quả của việc so sánh giữa chỉ tiêu tính toán và quy phạm.

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật

TT Các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị

1 Cấp hạng đ-ờng III III

2 VËn tèc thiÕt KÕ km/h 60 60

7 Bán kính đ-ờng cong nằm min m 128.85 125 150

8 Bán kính không siêu cao m 473 1500 1500

12 Bán kính đ-ờng cong đứng lâm min m 874 1500 1500

13 Bán kính đ-ờng con đứng lồi min m 2344 2500 2500

14 Độ dốc dọc lớn nhất % 7 7

15 Độ dốc ngang mặt đ-ờng % 2 2

Sau khi tính toán và đánh giá ta sẽ lấy kết quả của bảng tra theo tiêu chuẩn

(TCVN4054-2005) làm cơ sở để tính toán cho những phần tiếp theo

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 24

Ch-ơng 3: Thiết kế tuyến trên bình đồ

I.Vạch ph-ơng án tuyến trên bình đồ

-Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:10000 có ΔH=5m

-Đoạn tuyến thiết kế nằm giữa 2 điểm A4 - B6 thuộc huyện Chiêm Hóa tỉnh

-Số hóa bình đồ và đ-a về tỉ lệ 1:10000 thiết kế trên Nova4.0

-Vẽ phân thủy, tụ thủy

Dựa vào địa hình tuyến A4 - B6, cần áp dụng hai kiểu định tuyến chính: kiểu gò bó và kiểu đường dẫn hướng tuyến Đối với các đoạn dốc, việc vạch tuyến sẽ được thực hiện theo bước Compa.

1 là tỉ lệ bản đồ:

10000 1 i maxtt = i max - i n©ng §-êng cÊp III:=7%-1%=6%

+ Vạch các ph-ơng án tuyến

Dựa vào phương pháp xác định tuyến nh- và các tiêu chuẩn kỹ thuật đã được tính toán, chúng ta có thể đề xuất hai phương án tuyến khác nhau.

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 25

Phương án thiết kế đường đi theo địa hình, đảm bảo cao độ mặt đường luôn cao hơn mực nước tối đa Tuyến đường sẽ có một cầu bê tông nhịp đơn giản dài 180m để vượt qua suối Cuối tuyến, đường tiếp tục men theo suối, sử dụng các đường cong với bán kính lớn và vừa phải Tổng chiều dài của tuyến đường là 5862.29m.

Phương án này tương tự như phương án I, nhưng di chuyển về phía bên phải của sườn đồi Tuyến đường sử dụng các đường cong có bán kính lớn và vừa phải, với tổng chiều dài lên tới 5925.93m.

Hai ph-ơng án này có chiều dài gần bằng nhau nh-ng ph-ơng án II có nhiều công trình thoát n-ớc hơn

So sánh sơ bộ các ph-ơng án tuyến

Bảng so sánh sơ bộ các ph-ơng án tuyến

Chỉ tiêu so sánh Ph-ơng án

Sè ®-êng cong cã R min 0 0

ThiÕt kÕ tuyÕn

- Cọc đ-ờng cong: TĐ,TC,P

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 26

2 Cắm cọc đ-ờng cong nằm

Các yếu tố của đ-ờng cong nằm:

Thiết kế các ph-ơng án tuyển chọn & cắm cọc các ph-ơng án xem ở phụ lục

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 27

Ch-ơng 4: QUY HOạCH THOáT NƯớc cho đ-ờng

Tính toán thủy văn

Thiết kế hệ thống thoát nước là rất quan trọng để ngăn chặn tình trạng nước tràn và ngập úng trên đường, giúp giảm thiểu xói mòn mặt đường Hệ thống này còn bảo vệ sự ổn định của nền đường, tránh tình trạng đường trơn ướt, từ đó đảm bảo an toàn cho phương tiện giao thông.

Khi thiết kế công trình, việc xác định vị trí và lưu lượng nước chảy qua là rất quan trọng Từ đó, chúng ta có thể chọn khẩu độ và chiều dài phù hợp Lưu lượng nước này thường phụ thuộc vào địa hình khu vực mà tuyến đi qua.

Từ điều kiên tính toán thủy văn ta xác định khẩu độ cống là một trong những điều kiện thiết kế đ-ờng đỏ

- Xác định vị trí lý trình cần làm công tác thoát n-ớc

- Vạch đ-ờng phân thuỷ và tụ thuỷ để phân chia l-u vực đổ về công trình

- Nối các đ-ờng phân thuỷ và tụ thuỷ dể phân chia l-u vực công trình

- Xác định diện tích l-u vực

- Với l-u l-ợng nhỏ thì dồn cống về bên cạnh bằng kênh thoát n-ớc hoặc dùng cống cấu tạo 0,75m

Khu vực mà tuyến đi qua Huyện Chiêm Hóa tỉnh Tuyên Quang, thuộc vùng

IV (Vùng l-u vực sông Kỳ Cùng, sông bằng Giang, th-ợng nguồn Sông Hồng–

Phụ lục 12a – TK Đ-ờng ô tô tập 3)

Dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến đường với vận tốc thiết kế V tt = 60km/h, tần suất lũ tính toán cho cầu cống được xác định là P = 2% theo TCVN 4054 - 05 Thông tin này có thể được tham khảo trong bảng phụ lục 15 của tài liệu "Thiết kế đường ô tô tập 3/248" hoặc "Sổ tay thiết kế đường ô tô T2/288".

Dựa vào bình đồ tuyến, chúng ta xác định khu vực cho từng vị trí cống và sử dụng rãnh biên để thoát nước về cống, với diện tích khu vực được thể hiện trên bình đồ Việc tính toán được thực hiện theo Tiêu chuẩn 22 TCN 220-95 Công thức tính lưu lượng thiết kế lớn nhất dựa trên tần suất xuất hiện của lũ có dạng cụ thể như sau:

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 28

Mô-đun dòng chảy đỉnh lũ được xác định theo phụ lục 3 của Sổ tay thiết kế đường ô tô T2, tương ứng với tần suất thiết kế mà chưa xét đến ảnh hưởng của ao hồ Giá trị này phụ thuộc vào lịch sử, thời tiết và vùng miền.

H P :L-u l-ợng m-a ngày ứng vói tần suất lũ thiết kế p%

Hệ số dòng chảy lũ, được xác định theo bảng 9-6 trong tài liệu thiết kế đường ô tô tập 3/175 hoặc phụ lục 6 trong Sổ tay thiết kế đường ô tô T2, chịu ảnh hưởng bởi loại đất, diện tích lưu vực và lượng mưa.

Hệ số triết giảm do hồ ao và đầm lầy được xác định theo bảng 9-5 trong sách Thiết kế đường ô tô tập 3 hoặc bảng 7.2.6 trong Sổ tay Thiết kế đường ô tô T2 Thời gian tập trung nước trên sườn dốc của lưu vực phụ thuộc vào đặc trưng địa mạo thủy văn Chiều dài trung bình sườn dốc của lưu vực được đo bằng mét, trong khi hệ số nhám lòng suối cũng được tính bằng mét Độ dốc lòng suối và các đặc trưng địa mạo của lòng suối cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hệ số này.

0 0 b sd : chiều dài trung bình của s-ờn dốc l-u vực

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 29

Trong đó: l chỉ tính các suối có chiều dài >0,75 chiều rộng trung bình của l-u vực

Với l-u vực có hai mái dốc B = F/2L

Với l-u vực có một mái dốc B = F/L

L: là tổng chiều dài suối chính (km)

(các trị số tra bảng đều lấy trong "Thiết kế đ-ờng ôtô - Công trình v-ợt sông, Tập 3- Nguyễn Xuân Trục NXB giáo dục 1998"

I sd : Độ dốc lòng suối (%) l i : Chiều dài suối nhánh

Sau khi xác định đ-ợc tất cả các hệ số trên thay vào công thức Q, xác định đ-ợc l-u l-ợng Q max

Chọn hệ số nhám m sd =0,15

Bảng tính thủy văn - l-u l-ợng các cống:

Ph-ơng án tuyến 1: sst Cèng F(km2) L(km) ils isd ls t s A p Q2%

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 30

Ph-ơng án tuyến 2: sst Cèng F(km2) L(km) ils isd ls t s A p Q2%

Lựa chọn khẩu độ cống

* Lựa chọn cống ta dựa trên các nguyên tắc sau:

- Phải dựa vào l-u l-ợng Q tt và Q khả năng thoát n-ớc của cống

- Xem xét yếu tố môi tr-ờng, đảm bảo không để xẩy ra hiện t-ợng tràn ngập phá hoại môi tr-ờng

Để đảm bảo thi công thuận lợi, cần chọn khẩu độ cống tương đối giống nhau trên một đoạn tuyến Tất cả các cống nên là cống tròn bê tông cốt thép không áp, với miệng loại thường.

- Tính toán cao độ khống chế nền đ-ờng:

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 31

H n = max - Khống chế theo điều kiện n-ớc dâng H 1

_ Khống chế theo điều kiện chịu lực H 2 _ Khống chế thiết kế theo điều kiện thi công kết cấu áo đ-ờng H 3

Sau khi thực hiện tính toán lưu lượng cho từng cống theo phụ lục 16 trong tài liệu "Thiết kế đường ôtô T3" của GSTS KH Nguyễn Xuân Trục, NXB GD 1998, chúng tôi đã tiến hành lựa chọn cống phù hợp dựa trên bảng dưới đây.

Bảng chọn khẩu độ các cống:

Stt Cống Lý Trình Loại Cống Chế Độ

1 C1 Km0+300 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.12 2.02

2 C2 Km0+800 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.71 1.06

3 C3 Km1+100.02 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.45 1.82

4 C4 Km1+400 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 0.97 1.07

5 C5 Km1+900 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.37 1.04

6 C6 Km2+333.14 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.75 1.84

7 C7 Km2+658.37 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.43 1.83

8 C8 Km4+500 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.87 1.71

9 C9 Km4+735.61 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.52 1.09

10 C10 Km4+995.17 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0 0

11 C11 Km5+200 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.68 1.32

12 C12 Km5+500 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.46 1.44

13 C13 Km5+700 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.35 1.34

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 32

Stt Cống Lý Trình Loại Cống Chế Độ

1 C1 Km0+300 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.54 1.12

2 C2 Km0+800 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.51 1.82

3 C3 Km1+100 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.25 0.62 1.05

4 C4 Km1+450.41 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.28 2.23

5 C5 Km1+700 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 0.82 1.84

6 C6 Km2+00 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.25 0.87 1.10

7 C7 Km2+200 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 1.03 1.95

8 C8 Km2+470.10 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.62 2.72

9 C9 Km2+700 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.86 1.12

10 C10 Km3+072.16 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.61 1.82

11 C11 Km4+331.50 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.25 1.05

12 C12 Km4+757.34 Tròn Loại1 Ko áp 1 0.75 0.74 2.23

13 C13 Km5+300 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.0 0.72 1.84

14 C14 Km5+600 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.5 1.40 1.10

15 C15 Km5+800 Tròn Loại1 Ko áp 1 1.25 0.74 1.95

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 33

Ch-ơng 5: Thiết kế trắc dọc & trắc ngang

Nguyên tắc, cơ sở và số liệu thiết kế

1.Nguyên tắc Đ-ờng đỏ đ-ợc thiết kế trên các nguyên tắc:

+Nâng cao điều kiện chạy xe

+Thoả mãn các điểm khống chế và nhiều điểm mong muốn, kết hợp hài hoà giữa Bình đồ-Trắc dọc-Trắc ngang

Bản đồ đ-ờng đồng mức tỉ lệ 1/10000, ΔH=5m trên đó thể hiện bình đồ tuyến

Trắc dọc đ-ờng đen và các số liệu khác

Các số liệu về địa chất thuỷ văn, địa hình

Các điểm khống chế, điểm mong muốn

Số liệu về độ dốc dọc tối thiểu và tối đa.

Tr×nh tù thiÕt kÕ

Phân trắc dọc tự nhiên giúp xác định các đặc trưng địa hình thông qua độ dốc sườn, từ đó xác định cao độ đào đắp kinh tế một cách hiệu quả.

Xác định các điểm khống chế trên trắc dọc: điểm đầu tuyến, cuối tuyến, vị trÝ cèng,

Xác định các điểm mong muốn trên trắc dọc: điểm đào đắp kinh tế, cao độ đào đắp đảm bảo điều kiện thi công cơ giới, trắc ngang chữ L,

Thiết kế đ-ờng đỏ

Sau khi xác định các điểm khống chế như cao độ của điểm đầu và cuối tuyến, cũng như các điểm khống chế qua cầu cống, cùng với điểm mong muốn trên đường cao độ tự nhiên, tiến hành thiết kế đường đỏ.

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 34

Sau khi thiết kế xong đ-ờng đỏ, tiến hành tính toán các cao độ đào đắp, cao độ thiết kế tại tất cả các cọc.

Bố trí đ-ờng cong đứng

Theo quy định, trên đường cấp III, tại các vị trí đổi dốc có hiệu đại số giữa hai độ dốc đạt 1%, cần thiết phải bố trí đường cong đứng.

Bản bố trí đ-ờng cong đứng xem thêm bản vẽ

Bán kính đ-ờng cong đứng lõm min R lom min ~ = 1500m

Bán kính đ-ờng cong đứng lồi min R lồi min = 2500 m

Các yếu tố đ-ờng cong đứng đ-ợc xác định theo các công thức sau:

Trong đó: i (%): Độ dốc dọc (lên dốc lấy dấu (+), xuống dốc lấy dấu (-)

Thiết kế trắc ngang & tính khối l-ợng đào đắp

Sau khi thiết kế mặt cắt dọc, tiến hành thiết kế mặt cắt ngang và tính toán khối l-ợng đào đắp

1 Các nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang

Trong thiết kế bình đồ và trắc dọc, cần tuân thủ các nguyên tắc thiết kế cảnh quan đường, đảm bảo sự phối hợp hài hòa giữa bình đồ, trắc dọc và trắc ngang.

Phải tính toán thiết kế cụ thể mặt cắt ngang cho từng đoạn tuyến có địa hình khác nhau

Mỗi sự thay đổi của địa hình đều yêu cầu các kích thước và cách bố trí khác nhau cho lề đường, rãnh thoát nước, cùng với các công trình phòng hộ tương ứng.

* Mặt đ-ờng bê tông áp phan có độ dốc ngang 2%, độ dốc lề đất là 6%

* Mái dốc ta luy nền đắp 1:1,5

* Mái dốc ta luy nền đào 1 : 1

* ở những đoạn có đ-ờng cong, tùy thuộc vào bán kính đ-ờng cong nằm mà có độ mở rộng khác nhau

* Rãnh biên thiết kế theo cấu tạo, sâu 0,4m, bề rộng đáy: 0,4m

* Thiết kế trắc ngang phải đảm bảo ổn định mái dốc, xác định các đoạn tuyến cần có các giải pháp đặc biệt

Trắc ngang điển hình đ-ợc thể hiện trên bản vẽ

2.Tính toán khối l-ợng đào đắp Để đơn giản mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết áp dụng ph-ơng pháp sau:

- Chia tuyến thành các đoạn nhỏ với các điểm chia là các cọc địa hình, cọc đ-ờng cong, điểm xuyên, cọc H100, Km

Trong bài viết này, giả định mặt đất là phẳng và khối lượng đào hoặc đắp có hình dạng lăng trụ Diện tích đào đắp có thể được tính toán theo công thức cụ thể.

V đắp = F đắp tb L i-i+1 (m 3 ) Tính toán chi tiết đ-ợc thể hiện trong phụ lục

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 36

CHƯƠNG 6: Thiết kế kết cấu áo đ-ờng

áo đ-ờng và các yêu cầu thiết kế

Áo đường là công trình xây dựng trên nền đường với nhiều lớp vật liệu có cường độ và độ cứng cao hơn nền đường, nhằm phục vụ cho xe chạy và chịu tác động từ xe cộ cũng như các yếu tố thiên nhiên như mưa, gió và biến đổi nhiệt độ Để đảm bảo an toàn, êm thuận và hiệu quả kinh tế cho xe chạy, việc thiết kế và xây dựng áo đường cần tuân thủ những yêu cầu cơ bản nhất.

Áo đường cần đảm bảo đủ cường độ chung để tránh biến dạng thẳng đứng, trượt, co, dãn do kéo uốn hoặc nhiệt độ trong quá trình khai thác và sử dụng Đồng thời, cường độ của áo đường phải ổn định và ít thay đổi theo thời tiết khí hậu trong suốt thời gian khai thác.

Mặt đường cần được thiết kế với độ bằng phẳng tối ưu để giảm sức cản lăn và giảm sóc khi xe di chuyển Điều này không chỉ giúp nâng cao tốc độ xe mà còn giảm tiêu hao nhiên liệu, từ đó hạ giá thành vận tải.

Bề mặt áo đường cần có độ nhám tối ưu để tăng cường hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, từ đó đảm bảo xe chạy an toàn và êm ái ở tốc độ cao Yêu cầu này chủ yếu phụ thuộc vào việc lựa chọn lớp vật liệu cho mặt cấu trúc áo đường.

Mặt đường cần có khả năng chịu bào mòn tốt và hạn chế bụi do tác động của phương tiện giao thông và khí hậu Đây là những yêu cầu cơ bản cho kết cấu áo đường Tùy thuộc vào điều kiện thực tế và mục đích sử dụng của đường, cần lựa chọn kết cấu áo đường phù hợp để đáp ứng các yêu cầu này ở mức độ khác nhau.

Các nguyên tác khi thiết kế kết cấu áo đ-ờng:

+ Đảm bảo về mặt cơ học và kinh tế

+ Đảm bảo về mặt duy tu bảo d-ỡng

+ Đảm bảo chất l-ợng xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 37

Tính toán kết cấu áo đ-ờng

1 Các thông số tính toán

1.1 Địa chất thủy văn: Đặc điểm của loại đất ở khu vực này thuộc loại đất á sét có các đặc tr-ng tính toán nh- sau: Đất nền thuộc loại 1 (luôn khô ráo) có: E 0 = 42 Mpa, C = 0.032 (Mpa), 24 0 , a w nh w =0.60 (độ ẩm t-ơng đối)

1.2 Tải trọng tính toán tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán tiêu chuẩn cho kết cấu áo đường mềm theo TCVN 4054 là 100Mpa, với áp lực 6.0 daN/cm², tác dụng trên diện tích vệt bánh xe có đường kính 33 cm.

L-u l-ợng xe tính toản trong kết cấu áo đ-ờng mềm là số ô tô đ-ợc quy đổi về loại ô tô có tải trọng tính toán tiêu chuẩn thông qua mặt cắt ngang của đ-ờng trong 1 ngày đêm ở cuối thời kỳ khai thác (ở năm t-ơng lai tính toán): 15 năm kể từ khi đ-a đ-ờng vào khai thác

Thành phần và l-u l-ợng xe:

Xe con 28 xe tải trục 6.5 T 20

Tỷ lệ tăng tr-ởng xe hàng năm : q = 6%

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 38

Quy luật tăng xe hàng năm: N t = N 0 (1+q) t

Trong đó: q: hệ số tăng tr-ởng hàng năm

N t :l-u l-ọng xe chạy năm thứ t

L-u l-ợng xe của các năm tính toán

Loại xe Xe con Tải nhẹ trục

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 39

Bảng dự báo thành phần giao thông ở năm đầu sau khi đ-a đ-ờng vào khai thác sử dụng

Trọng l-ợng trôc p i (KN) Sè trôc sau

Số bánh của mỗi cụm bánh của trục sau

Khoảng cách giữa các trôc sau

Tải nhẹ 6.5T E yc x K cđ dv, trong đó độ tin cậy thiết kế được chọn là 0.90, tương ứng với K cd dv = 1.10 theo bảng 3-3.

Bảnng: Chọn hệ số c-ờng độ về độ võng phụ thuộc độ tin cậy §é tin cËy 0,98 0,95 0,90 0,85 0,80

Trị số E ch của kết cấu được tính theo toán đồ hình 3-1 Để xác định môdun đàn hồi chung của hệ nhiều lớp, cần chuyển đổi về hệ hai lớp bằng cách thay đổi vị trí hai lớp, một lớp từ dưới lên trên theo công thức đã cho.

CP đá dăm loại II 250 30 30 250

H nên trị số E tb của kết cấu đ-ợc nhân thêm hệ số điều chỉnh = 1.1584 (tra bảng 3-6 22TCN 211-06)

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 47

42 tra toán đồ hình 3-1 ta đ-ợc: tb ch

VËy E ch = 193.6 (Mpa) > E yc x K dv cd = 174 x 1.101.4 (Mpa)

Kết luận: Kết cấu đã chọn đảm bảo điều kiện về độ võng đàn hồi

3.2.2 kiểm tra c-ờng độ kết cấu theo tiêu chuẩn chịu cắt tr-ợt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính Để đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo trong nền đất, cấu tạo kết cấu áo đ-ờng phải đảm bảo điều kiện sau: ax + av ≤ tr cd

+ ax : là ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe gây ra trong nền đất tại thời điểm đang xét (Mpa)

+ av là ứng suất cắt chủ động do trọng l-ợng bản thân kết cấu mặt đ-ờng gây ra trong nền đất (Mpa)

+C tt lực dính tính toán của đất nền hoạc vật liệu kém dính (Mpa) ở trạng thái độ ẩm , độ chặt tính toán

Hệ số cường độ chịu cắt trượt (K cd tr) được chọn dựa trên độ tin cậy của thiết kế, với giá trị K cd tr = 1 Để tính toán E tb cho cả 5 lớp kết cấu, cần áp dụng các phương pháp tính toán phù hợp.

- việc đổi tầng về hệ 2 lớp

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 48

CP đá dăm loại II 250 30 30 250

- xét tỷ số điều chỉnh β= f(H/DV/33=1.697) nên β=1.1584

Do vËy : E tb =1.1584x284.7129.8 (Mpa) b xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn gây ra trong nền đất T ax

Tra biểu đồ hình 3-3, với góc nội ma sát của đất nền φ= 24 o ta tra đ-ợc

Vì áp lực trên mặt đ-ờng của bánh xe tiêu chuẩn tính toán pmaN/cm 2 =0.6 Mpa

Thuế suất được tính toán là 0.0128 x 0.6 = 0.00768 (Mpa) Để xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất, ta có T av = 0.00088 Mpa theo đồ hình 3-4 Cuối cùng, cần xác định trị số C tt theo công thức (3-8).

C tt =C x K1 x K2x K3 C: là lực dính của nền đất á cát C = 0,032 (Mpa)

K 1 : là hệ số xét đến khả năng chống cắt tr-ợt d-ới tác dụng của tải trọng trùng phục, K1=0,6

K 2 : là hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, Với N tt

K 3 :hệ số gia tăng sức chống cắt tr-ợt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với mẫu thử K 3 =1.5

Sinhviên :Vũ Anh Tuấn_MSV: 111254 Trang: 49

C tt =0.032 x 0.6 x 0.8 x 1.5=0.023 (Mpa) Đ-ờng cấp III ,độ tin cậy=0.90 tra bảng 3-7: K cd tr 0.94 e kiểm tra điều kiện tính toán theo theo tiêu chuẩn chịu căt tr-ợt trơng nền đất:

Kết quả kiểm tra cho thấy 0.0086

Ngày đăng: 08/08/2021, 13:20

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Nguyễn Quang Chiêu, Đỗ Bá Ch-ơng, D-ơng Học Hải ,Nguyễn Xuân Trục. Giáo trình thiết kế đ-ờng ô tô . NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình thiết kế đ-ờng ô tô
Nhà XB: NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1997
2. Nguyễn Xuân Trục, D-ơng Học Hải, Nguyễn Quang Chiêu. Thiết kế đ-ờng ô tô tập hai. NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1998 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thiết kế đ-ờng "ô tô tập hai
Nhà XB: NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1998
4. D-ơng Học Hải . Công trình mặt đ-ờng ô tô . NXB Xây dựng. Hà Nội – 1996 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công trình mặt đ-ờng ô tô
Nhà XB: NXB Xây dựng. Hà Nội –1996
5. Nguyễn Quang Chiêu, Hà Huy C-ơng, D-ơng Học Hải, Nguyễn Khải. Xây dựng nền đ-ờng ô tô .NXB Giáo dục Sách, tạp chí
Tiêu đề: X©y dựng nền đ-ờng ô tô
Nhà XB: NXB Giáo dục
6. Nguyễn Xuân Trục, D-ơng Học Hải, Vũ Đình Phụng. Sổ tay thiết kế đ-ờng T1. NXB GD . 2004 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Sổ tay thiết kế đ-ờng T1
Nhà XB: NXB GD . 2004
7. Nguyễn Xuân Trục, D-ơng Học Hải, Vũ Đình Phụng. Sổ tay thiết kế đ-ờng T2. NXB XD . 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Sổ tay thiết kế đ-ờng T2
Nhà XB: NXB XD . 2003
8. Bộ GTVT. Tiêu chuẩn thiết kế Đ-ờng ô tô (TCVN &amp; 22TCN). NXB GTVT 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tiêu chuẩn thiết kế Đ-ờng ô tô (TCVN & 22TCN)
Nhà XB: NXB GTVT 2003
9. Bộ GTVT. Tiêu chuẩn thiết kế Đ-ờng ô tô (TCVN 4054-05). NXB GTVT 2006 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tiêu chuẩn thiết kế Đ-ờng ô tô (TCVN 4054-05)
Nhà XB: NXB GTVT 2006
3. Nguyễn Xuân Trục. Thiết kế đ-ờng ô tô công trình v-ợt sông tập ba Khác

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN