Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýTừ công thức trên cho thấy isc phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệsố lực đẩy ngang ϕ2, thường lấy từ ϕ2 = 0.08 ÷ 0.1; tối đa là 0.15 lấy ϕ2 = 0.1Tuy nhiên trò số isc thông thường không tính toán cụ thể mà kiến nghò dùngtheo các giá trò trong bảng 11 điều 5.6.1 TCVN 4054 - 05. Theo quy đònh này thìvới vận tốc Vtt = 80km/h, bán kính đường cong R = 700m thì phải bố trí siêu cao,với độ dốc siêu cao tương ứng là 2%. Theo quy đònh ta chọn chiều dài đườngcong chuyển tiếp Lct = 100m.đb. Xác đònh chiều dài đoạn nối siêu cao, LnscChiều dài đoạn nối siêu cao được xác đònh theo công thức: L nsc =Trong đó: B∆iscip[ B + ∆] × iscip- Chiều rộng phần xe chạy, B = 7.0m.- Độ mở rộng của phần xe chạy. ∆ = 0.4 m- Độ dốc siêu cao, isc = 2%- Độ dốc nâng siêu cao, tính bằng phần trăm [%] với V tt =80km/h thì ip = 0.5%Thay số vào công thức trên, ta được: Lnsc =[7.0 + 0.4] × 2%= 44.91m0.5%Ta thấy Lnsc = 44.91m < Lct = 100m nên ta chọn Lnsc = 100m- Để bố trí siêu cao trong trường hợp này ta tiến hành thực hiện các bước sau:♦Bước 1:Trên đoạn dài bằng 10m trước khi vào đường cong chuyển tiếp [hoặc đoạn nốisiêu cao], chuyển dần độ dốc ngang lề đường cho bằng độ dốc ngang mặt đường.ho = [ilề - ing] : chiều cao cần nâng.a : bề rộng lề không gia cố 0,5m,ilề = 0.06 ; ing = 0.02;ho = 0.5[0.06 – 0.02] = 0.02 m.♦ Bước 2:Tổng độ nâng mép ngoài : h = [B+b]isc = 0.24mĐộ nâng siêu cao phụ : ip = h:Lnsc = 0.24:100 = 0.24%Lấy tim đường làm tâm quay mép ngoài lưng đường cong có độ dốc ngang-2% thành mặt đường có độ dốc ngang bằng 0Độ nâng mép ngoài h1 = [B + b] × in.Với B là chiều rộng 1/2 mặt đường, B = 3.5m.b: Chiều rộng phần lề gia cố và không gia cố b = 2.5mh1 = [3.5+2.5] × 0.02 = 0.12 mChiều dài đoạn nâng:SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 86 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýL1 = h1 : ip = 0.12 : 0.0024 = 50m♦Bước 3:Lấy tim đường làm tâm quay mép ngoài lưng đường cong có độ dốc ngang 0%thành mặt đường có độ dốc siêu cao 2%Độ nâng mép ngoài h2 = [B + b] ×2% = 0.12 mChiều dài đoạn nâng:L2 = h2 : ip = 0.12 : 0.0024 = 50m4. Xác đònh các yếu tố của đường cong tổng hợpTa sử dụng trường hợp bố trí đường cong chuyển tiếp theo phương pháp dòch tâmvào trong và bán kính không thay đổi. Khi đó các yếu tố của đường cong tổng hợpđược xác đònh như sau:Theo số liệu thiết kế của đường cong này thì ta có:- Góc chuyển hướng của đường cong :θ = 29o4’37”- Bán kính đường cong:R = 700m- Chiều dài đường cong chuyển tiếp :L = 100mTừ số liệu thiết kế ta xác đònh được:O’pgqOβNCRTCRPNĐTĐ’NtyoTĐtoxoTC’θPMĐTHình 2.2 - Đường cong tổng hợp tâm cố đònh, bán kính thay đổiSVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 87 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýL100== 0.0714 [radian] ≈ 4o5’27”2 R 2 × 700L3100 3xo = L −= 100 −= 99.95m40.R 240 × 700 2L2100 2yo === 2.38m6.R 6 × 700p = y o − R.[1 − cos β ] = 2.38 − 700.[1 − cos[0.0714]] = 0.60mβ=t = xo − R. sin β = 99.95 − 700. sin[0.0714] = 50.01mθ29 o 4'37"= 50.01 + 0.6 × tg= 50.17 m22p0.6q=== 0.62mθ29 o 4'37"coscos22Ta tính được các yếu tố chủ yếu của đường cong tổng hợp như sau:θ29 o 4'37"T = R.tg + t o = 700 × tg+ 50.17 = 231.68m2211P=[ R + p] − R =× [700 + 0.6] − 700 = 23.77mθ29 o 4'37"coscos22π3,14Ko =R [θ − 2β ] =× 700 × [29 o 4'37"−2 * 4 o 5'27" ] = 255.24moo180180K = K o + 2 L = 255.24 + 2 × 100 = 455.24mt o = t + p.tgD = 2T - K = 2 × 231.68 – 455.24 = 8.16m Tóm lại:Bảng 2.1 - BẢNG TỔNG HP CÁC YẾU TỐ CỦA ĐƯỜNG CONGθ29o4’37”R[m]700T[m]231.70P[m]23.20KKo[m][m]455.24 255.24isc[%]2.0Lct[m]100E[m]0.406. Bố trí các điểm chủ yếu và chi tiết trên đường cong tổng hợpViệc bố trí các điểm cọc 100m [cũng như các điểm chi tiết] trên đường congtổng hợp được tính cho hai phần riêng biệt là đường cong tròn và đường congchuyển tiếp. Ở đây ta tính và bố trí các điểm theo phương pháp toạ độ vuông góc:- Gốc tọa độ là điểm NĐ [hoặc NC].- Trục x là tiếp tuyến tại NĐ [hoặc NC] hướng về đỉnh.- Trục y vuông góc với trục x tại NĐ [hoặc NC] và hướng vào tâm.- Lúc này tọa độ các điểm trên đường cong chuyển tiếp được tính theo côngthức:Xi = Ki −K i5K3; Yi = i6 RL40 R 2 L2SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 88 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýYβϕkRYkikYiNĐTĐ’XTXiXkĐHình 2.3 - Bố trí điểm chi tiết trên đường cong tổng hợp, trường hợp tâm thaytđổi bán kính cố đònh theo phương pháp tọa độ vuông góc.- Tọa độ các điểm chi tiết trên phần đường cong tròn được tính theo công thức:X k = R. sin ϕ k + tYk = R[1 − cos ϕ k ] + p180 0 .K kvới ϕ k =+ β ; t=50.01m ; p = 0.6 mπ.RTọa độ các điểm ở phần đường cong chuyển tiếp phía NĐSTTTÊNCỌCK.CÁCH[m]TỌA ĐỘ [m]XY123456789101112ND3C8C9C10C11C12C13H2C14C15C16TD3010203040506061.4870809010009.9919.9929.9939.9949.9959.9961.4769.9979.9889.9799.9500.0020.020.060.150.290.510.550.811.221.742.38SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 89 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýTọa độ các điểm ở phần đường cong tròn từ TĐ ÷ PSTT121314151617181920212223242526TÊNCỌCTD3C17C18C19C20C21C22H3C23C24C25C26C27C28P7TỌA ĐỘ [m]XY99.952.38109.923.17119.874.10129.825.16139.746.38149.657.73159.549.22161.009.46169.4010.86179.2412.63189.0614.55198.8516.61208.6018.80218.3221.14225.7123.01K.CÁCH[m]010203040506061.48708090100110120127.627. Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm, xác đònh phạm vi xóa bỏchướng ngại vậtĐể đảm bảo tầm nhìn trong đường cong tròn ta tiến hành phá bỏ toàn bộ chướngngại vật ở trong đường cong tròn. Việc xác đònh phạm vi phá bỏ này có thể tiếnhành theo một trong hai phương pháp đồ giải hoặc giải tích. Ở đây, ta xác đònhphạm vi xóa bỏ chướng ngại vật theo phương pháp giải tích.KαSZβ/2 βαROHình 2.4 - Xác đònh vùng dỡ bỏ khi S ≤ KSVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 90 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýThay số vào công thức trên, ta được:S × 180 0 200 × 180 oβ==≈ 16 o 22'12"π ×R3,14 × 700β16 o 22'12" ≈ 7.13mZ = R[1 − cos ] = 700 × 1 − cos22SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 91 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýChương III: THIẾT KẾ TRẮC DỌCoOo* Các yêu cầu về chỉ tiêu kỹ thuật:•Độ dốc dọc lớn nhất không quá 5%.•Độ dốc dọc nhỏ nhất không nhỏ hơn 0.5% [và 0.3% trường hợp đặcbiệt] đối với các đoạn đường đào hoàn toàn và các đoạn đắp thấp hơn 0.5m•Khoảng cách tối thiểu giữa hai đỉnh trắc dọc là 200m.•Bán kính đường cong lồi tối thiểu 4000m.•Bán kính đường cong lõm tối thiểu là 2000m.* Các yêu cầu về cao độ khống chế:Khi tuyến đường cao độ nền đường mà cụ thể là thiết kế đường đỏ phải đảmcác yêu cầu sau :• Cao độ đường đỏ phải đảm bảo đi qua các cao độ khống chế trên trắc dọcnhư : cao độ tại các điểm giao với đường sắt , đường bộ cấo cao hơn , điểmdầu tuyến , cuối tuyến …•Đối với cầu: Hnền ≥ H1 + Z + H.Với : H1 : chiều cao mực nước tính toán.Z : tónh không thông thuyền.H : chiều cao kiến trúc của công trình.•Đối với cống:Hnền ≥ Hdân + 0,62 m[HKC] : Cống có áp.Hnền ≥ Hmiệng cống + 0,62m[HKC] : cống không có áp.Chiều cao nước dâng hoặc chiều cao miệng cống được tính từ cao độ đặt cống.• Cao độ của mép nền đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán , mựcnước đọng thường xuyên để đảm bảo chế độ thuỷ nhiệt của nền đường .• Cao độ nền đường đắp qua bãi sông phải tính toán cho phép nền đường caohơn mực nước tính toán , có xét tới mực nước dềnh và chiều cao sóng vỗ lênmái ta luy ít nhất là 0.5m .• Cao độ mép nền đường ở các đoạn đường dẫn vào cầu vá cống phải caohơn cao độ mực nước tính toán có xét đến nước dềnh ít nhất lá 0.5m .• Thiết kế trắc dọc phải đảm bảo thoát nước tốt : thoát nước mặt và thoátnước ngầm .• Thiết kế trắc dọc phải chú ý đến điều kiện thi công .• Phải chú ý kết hợp hài hoà giữa bình đồ , trắc dọc , trắc ngang và khônggian .SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 92 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân Lý* Phương pháp kẻ đường đỏ• Phương pháp bao là đường đỏ di song song với mặt đất tự nhiên . Theo kiểunày thì ít khối lượng , công trình ổn đònh . Phương pháp này thường dùng ởvùng đồng bằng, ít thay đổi cảnh quan , không phá vỡ cân bằng tự nhiên .• Phương pháp cắt là đường đỏ đi cắt đòa hình thành những chỗ đào đắp xenkẽ nhau . Phương pháp này áp dụng cho đòa hình đồi núi . Tuy nhiên trong thiết kế đường đỏ cần phối hợp hai phương pháp kết hợpvới điều kiện tự nhiên , điều kiện kinh tế xã hội để có tuyến đường hợp lýnhất.*.Một số yêu cầu khi thiết kế đường đỏ:- Khi thiết kế đường đỏ phải chú ý sao cho khối lượng đào đắp ít nhất, đảm bảo sựổn đònh của nền đường, phải tránh xây dựng các công trình phức tạp và tốn kém nhưkè chắn, tường chắn...- Đường đỏ phải có độ dốc dọc không vượt quá quy đònh của quy trình trên đườngthẳng và trên đường cong.- Khi kẻ đường đỏ cần chú ý đến điều kiện bố trí rãnh dọc thoát nước. Để đảm bảothoát nước mặt tốt và không làm rãnh dọc quá sâu, ở những đoạn đường đào nên thiếtkế độ dốc dọc tối thiểu là 0.5%. Độ dốc dọc nhỏ nhất của rãnh là 0.5%, trường hợp cábiệt có thể cho phép 0.3%.- Phải thiết kế đường cong nối dốc đứng ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đạisố của độ dốc dọc nơi đổi dốc lớn hơn 1% [với đường có V tt = 80 km/h]. Về vò trí,đường cong đứng nên trùng với đường cong nằm. Hai đường cong không chênh lệchqúa ¼ chiều dài đường cong ngắn hơn.- Đường đỏ đi qua vò trí cầu, cống phải chú ý đến cao độ của nền đường sao chođảm bảo đủ chiều cao.ZcMNCNCao độ thiết kế đường ở chỗ có cầu được xác đònh như sau:H = MNCN + Z + C.Trong đó:Z: khoảng cách cần thiết từ MNCN đến đáy dầm.C: chiều cao cấu tạo của cầu.SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 93 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân Lý- Đối với cống không áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn đỉnh cống0.5m.- Đối với cống có áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn mực nước dângtrước cống 0.5m.- Ở những nơi đòa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốc lớn hơntrong qui phạm nhưng không quá 1%. Chiều dài lớn nhất của đoạn dốc phải tuân theochỉ dẫn trong qui phạm tương ứng với từng độ dốc, chiều dài tối thiểu của các đoạndốc phải tuân theo qui phạm ứng với từng cấp kỹ thuật.SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 94 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýChương IV: THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNGoOoI.THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG.Nền đường là nền tảng cơ bản của một con đường được cấu tạo bởi vật liệukhông tiêu chuẩn hóa, nền đường thay đổi theo điạ chất, điều kiện khí hậu thuỷvăn của khu vực tuyến.Là công trình nằm ngoài trời nên chòu tác dụng trực tiếp của thiên nhiên,tải trọng xe chạy.Do vậy, việc thiết kế nền đường phải đảm bảo các yêu cầu về cường độ,độ ổn đònh, đảm bảo đúng quy đònh về mặt hình học:•Không được biến dạng quá lớn dưới tác dụng của tải trọng làm thay đổihình dạng.•Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng, nền phải đảm bảo không bò lún,cắt vượt quá giá trò cho phép.•Có đủ khả năng chống lại thay đổi chung của mọi điều kiện và không cóhiện tượng lún, sụt.•Yêu cầu cơ bản của nền đường là đảm bảo đủ cường độ và độ ổn đònhmà cường độ của đất nền đường lại phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, nhất là chếđộ thủy nhiệt.Do đó khi thiết kế nền đường cần chú ý đến điều kiện tác động thủy nhiệt củakhu vực đó để đưa ra kết cấu áo đường hợp lý nhất.•Nước là nhân tố ảnh hưởng lớn đến cường độ và độ ổn đònh của nềnđường, các nguồn nước đó là: nước mưa, nước mao dẫn do ngưng tụ hơi nướctrong nền đường. Sự tác động của nước làm giảm cường độ của đất nền đường vàlàm cho nền đường kém ổn đònh.•Trong thiết kế nền đường người ta dùng chỉ tiêu muyn đàn hồi E o, đểcó Eo bất lợi nhất người ta thí nghiệm trực tiếp vào mùa bất lợi nhất.Do đó vấn đề quan trọng khi thiết kế nền đường là phải đảm bảo thoát nướctốt.Đối với nền đắp, nếu đắp nhiều loại đất khác nhau thì nên đắp như sau:1. lớp đất thoát nước khó.2. lớp đất dễ thoát nước.Đảm bảo cho nền đường luôn được khô ráo, độ ẩm trong khu vực hoạt động ít,điều đó quyết đònh bởi cao độ của đường.Đòa chất lớp trên cùng là đất đỏ Bazan tương đối dày dưới là đá gốc do đó tôithiết kế ta ly nền đào 1:1 và nền đắp là 1:1.5 để đảm bảo nền đường không bò biếndạng.SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 95 Thuyết minh đồ án tốt nghiệpGVHD: Th.s Võ Xuân LýĐối với sườn dốc < 20% thì sau khi dãy bỏ lớp đất hữu cơ có thể đắp trực tiếp,còn nếu sườn dốc >20% thì phải tiến hành đánh cấp chiều cao 0.5 ÷ 0.7m và tuỳ theođiều kiện thi công mà quyết đònh bề rộng mỗi cấp.Một số dạng mặt cắt ngang của nền đường như hình vẽ dưới:1 . Đất thoát nước khó2 . Đất dễ thoát nướcùII.TÍNH TOÁN KHỐI LƯNG ĐÀO ĐẮP .Dựa vào cao độ tại các cọc đã được xác đònh ta tính được khối lượng đào đắpcủa tuyến theo công thức:F1 + F2× L [m3]V=2Trong đó:F1, F2 :Diện tích đào, đắp tại hai mặt cắt 1và2.L: khoảng cách giữa hai mặt cắt.Kết quả tính toán ghi trong bảng sau:SVTH : Dương Trọng ThểLớp CĐII-K44Trang 96