LỜI NÓI ĐẦU Trên giới tất nước có cơng nghiệp kinh tế phát triển giao thơng đường đóng vai trị chiến lược, huyết mạch đất nước Đối với nước ta, nước có kinh tế giai đoạn phát triển - cần phải có sở hạ tầng tốt - giao thông đường ngày có ý nghĩa quan trọng Theo chủ trương sách Đảng Chính phủ, việc nâng cấp, cải tạo, làm toàn tuyến đường mạng lưới giao thơng tồn quốc vấn đề cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu giao thông ngày tăng Do việc tiến hành nghiên cứu lập dự án đầu tư xây dựng tuyến A-B có ý nghĩa quan trọng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương, nâng cao trình độ dân trí, góp phần quan trọng vào nghiệp Cơng nghiệp hố- Hiện đại hố đất nước Vì lần đầu tham gia cơng tác thiết kế, kinh nghiệm hạn chế nên chắn đồ án em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để đồ án em hồn chỉnh Giới thiệu vị trí tuyến: Tuyến đường nối điểm A-B, khu vực tuyến qua chủ yếu đồi núi, có sơng hồ suối nhỏ Địa hình đồi núi Căn thiết kế: Bình đồ tuyến tỷ lệ 1/10000 , TCVN 4054-2005 , 22TCN 211-06 , 22 TCN 220 – 1995 PHẦN : XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG I- Xác định cấp hạng đường - Việc xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường vấn đề quan trọng cấp hạng kỹ thuật tuyến đường định hầu hết tiêu kỹ thuật khác, mức độ phục vụ tuyến đường - Cấp hạng kỹ thuật tuyến đường xác định vào chức tuyến đường, vào lưu lượng xe thiết kế, vào vận tốc thiết kế vào điều kiện địa hình vùng đặt tuyến + Lưu lượng xe thiết kế số xe quy đổi từ loại xe khác, thông qua mặt cắt ngang đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai + Theo số liệu khảo sát đoạn đường thiết kế qua sử lý số liệu phương pháp thống kê có lưu lượng thành phần xe tham gia giao thông tuyến sau: Số lượng xe tính tốn năm là: N = 390 (xe/ng.đêm) Loại xe Tỷ lệ % Xe tải Xe tải Xe tải Xe tải trung Xe tải nhẹ Xe bus Xe Lưu lượng Ni 5 21 23 23 18 19,5 19,5 19,5 81,9 89,7 89,7 70,2 Hệ số quy đổi 2,5 2,5 2 2,5 + Lưu lượng xe thiết kế quy đổi xe : N 0tbnd  N i a i = 19,5.2,5 +19,5.2,5 + 19,5.2 + 81,9.2 + 89,7.2 + 89,7.2,5 + 70,2.1 = 774,15 ( xcqđ/ng.đêm ) + Lưu lượng xe trung bình ngày đêm năm tương lai là: N ttbnd N 0tbnd (1 q)t  Trong đó: q = 7% : Hệ số tăng trưởng xe hàng năm t = 10 năm : Thời gian khai thác N ttbnd N 0tbnd (1 q)t  = 774,15 (1+0.07)10-1 = 1424 ( xcqđ/ng.đêm ) - Căn vào lưu lượng tính tốn, ý nghĩa phục vụ tuyến tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05 để xác định cấp hạng đường: Tuyến đường A-B có lưu lượng xe tính tốn Ntt = 1424 (xcqđ/ng.đêm ) Đường trục nối trung tâm địa phương, điểm lập hàng, khu dân cư Đường nối vào đường cấp I, cấp II cấp III Quốc lộ, đường tỉnh hay đường tỉnh Do vào tiêu chuẩn thiết kế đường 4054-05 vào địa hình khu vực tuyến Vậy xác định tuyến A-B đường cấp IV, địa hình miền núi II- Xác định Vận tốc thiết kế Ở ta xác định tuyến A-B đường cấp IV, địa hình miền núi Vậy vận tốc thiết kế Vtk = 40 (km/h) III- Xác định độ dốc dọc tối đa đường ( imax ) Để xe chuyển động xe mặt đường phải có lực bám nghĩa sức kéo có ích động phải nhỏ lực bám Lực bám phụ thuộc vào áp lực bánh xe lên đường xe lên dốc, áp lực bánh xe lên đường giảm Do độ dốc lớn phải nhỏ độ dóc tính tốn theo imax Trong đó: D : Nhân tố động lực xe f : Hệ số cản lăn xe chạy, f= 0,02 G k   Pw G Ta có : imax = Db - f Db = Trong đó: Gk: Trọng lượng xe phân bố trục chủ động G0 : Trọng lượng toàn xe  : Hệ số bám dọc điều kiện thường,  = 0,5 k.v F Pw: Lực cản gió, Pw = 13 Với: V: Vận tốc tương đối gió xe xét trường hợp khơng có gió F : diện tích chắn gió xe F = 0,75.B.H k : Hệ số phụ thuộc vào loại xe Tính với xe quy đổi: k = 0,03; G=3600Kg ; Gk=1800Kg; B =1,8m;H = 2m 0, 03.60.60.0,75.1,8.2 13 imax   0, 02  0, 22 3600 Vậy: => imax = 22% Theo TCVN 4054 - 05, với Đường cấp IV-Miền núi ( tốc độ tính tốn V= 40 Km/h ) độ dốc dọc lớn imax= % Vậy kiến nghị chọn imax= % 1800.0,5  - IV- Xác định tầm nhìn xe chạy 4.1- Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định S1 Sơ đồ tính tốn 1: Tính chiều dài tầm nhìn tính theo sơ đồ : S1 = V kV + + L0 3,6 254(  i max) Trong : Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư = V (m) 3,6 Sh : Chiều dài hãm xe, Sh = kV (m) 254(  i max) L0 : Cự ly an toàn , L0 = 10 m , lấy L0 = 10 m V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 40 km/h k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 xe  : Hệ số bám dọc đường  = 0,5 Độ dốc dọc lớn nhất: imax = % Thay số vào ta có S1  40 1, 2.402   10  39,1m 3, 254  0,5  0, 08  Theo TCVN 4054:2005, tầm nhìn tối thiểu trước chướng ngại vật cố định đường cấp IV- Miền núi có tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h S1 = 40 m  Chọn tầm nhìn hãm xe S1 = 40 m 4.2- Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều S2 Sơ đồ tính tốn 2: Chiều dài tầm nhìn trường hợp : V k V  40 1, 2.40 2.0,5 S2    Lo    10  54.3m 1,8 127.(  imax ) 1,8 127.(0,52  0, 082 ) Theo TCVN 4054:2005, chiều dài tầm nhìn thấy xe chạy ngược chiều tối thiểu với đường cấp IV- Miền núi có tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h S2 = 80 m  Chọn tầm nhìn trước xe ngược chiều S2 = 80 m 4.3- Chiều dài tầm nhìn vượt xe S4 Sơ đồ tính tốn 3: Từ hình vẽ ta có: S4=l1 +l2 +l’2 +l3 Xét theo sơ đồ trên, xe chạy nhanh bám theo xe chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1 - Sh2 Khi quan sát thấy xe trái chiều khơng có xe, xe lợi dụng trái để vượt xe Ta xét trường hợp nguy hiểm xe chạy với vận tốc nhanh xe Chiều dài tầm nhìn vượt xe có trường hợp: - Bình thường : S4 = 6.V = 6.40 = 240 m - Cưỡng : S4 = 4.V = 4.40 = 160 m - Theo TCVN 4054- 2005, chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu với đường cấp IV- Miền núi có tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h S4 = 200 m  Chọn tầm nhìn vượt xe S4 = 200 m V- Xác định khả thông xe hệ số xe Khả thông xe đường số phương tiện giao thơng chạy qua mặt cắt đơn vị thời gian Khả thông xe đường phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chiều rộng xe, thành phần xe lưu thông, vận tốc loại xe, khả thông xe số 5.1- Khả thông xe lý thuyết Sơ đồ tính tốn d 1000 V d Năng lực thông xe lý thuyết : N  Với: V : Vận tốc thiết kế V = 40 km/h d : Khoảng cách hai xe liên tiếp d = Lpư + Sh + Lo + Lx Trong đó: Lo : Khoảng cách an tồn hai xe: l3=10m Lx : Chiều dài xe, lấy theo quy trình với xe con: lx = m Sh : Chiều dài đoạn hãm xe Lpư : chiều dài xe chạy ứng với thời gian phản ứng tâm lý lái xe Ta có: Lpư = V 40   11,11 (m) 3, 3, k.V 1, 2.402  18m = Sh  254.( i) 254.(0,5  0.08) k : Hệ số sử dụng phanh (k =1,2) i : Độ dốc dọc đường, xét cho trường hợp bất lợi idmax= 8% xe xuống dốc  : Hệ số bám dọc ( =0,5) Vậy khả thơng xe lí thuyết : N lth  1000.40  887 (xecon/ng.đêm) (11,11  18  10  6) 5.2- Khả thông xe thực tế xe số xe Số xe mặt cắt ngang xác định theo công thức: nLX = N cdgio Z.N lth Trong đó: Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế cao điểm Ncdgiờ= (0,10,12).Ntbnăm (xcqđ/h) Ở chọn Ncdgiờ =0,12 Ntbnăm  Ncdgiờ = 1424 0,12 = 171 (xcqđ/h) Nlth : Năng lực thơng hành tối đa Khi khơng có phân cách phần xe chạy trái chiều ôtô chạy chung với xe thơ sơ N lth = 1000 (xcqđ/h) Z : Hệ số sử dụng lực thông hành, với Vtt = 40 km/h (Tra TCVN 4054-2005) => Z = 0,85 Do : nLX = 171 0,85.1000 0,201 - Theo TCVN 4054-05, số xe tối thiểu dành cho xe giới, đường cấp IV-Miền núi Vậy kiến nghị chọn nLX = a VI- Bề rộng phần đường xe chạy Sơ đồ tính tốn x B1 x B2 c y Trong đó: a: Chiều rộng thùng xe x: 1/2 khoảng cách xe chạy ngược chiều c: Khoảng cách bánh xe y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép xe B: Chiều rộng xe Bề rộng phần xe chạy cùng: B2 = a c +x+y Với: x = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m y = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m Tính cho xe có kích thước lớn phổ biến dịng xe tương lai Tính cho xe tải có a = 2,65 m , c = 1,8 m => B2 = 2,65 1,8 + 0,7.2 = 3,625 (m) Bề rộng phần đường xe chạy B = 2.B2 = 3,625 = 7,25 m VII- Trắc ngang đường  Bề rộng phần đường xe chạy B = 7,25 m  Chiều rộng dải phân cách: Do có xe nên khơng cần làm giải phân cách, không cần vạch sơn  Chiều rộng lề (m) chiều rộng lề gia cố 0,5 (m) => Chiều rộng đường : 7,25 m + 2.1 = 9,25 m  Theo TCVN 4054 - 05, đường cấp IV- Miền núi Ta có: - Chiều rộng xe : 2,75 m Chiều rộng mặt đường : 5,5 m Chiều rộng đường : 7,5 m Dựa vào tính tốn quy trình thiết kế ta chọn sau: Các yếu tố Kích thước (m) Phần xe chạy x 2,75 Phần lề đường 2x1 Phần gia cố x 0,5 Bề rộng đường 7,5 Độ dốc ngang mặt đường, lề đường - Độ dốc ngang mặt đường in = 2,0 % ( Betong nhựa) - Độ dốc ngang lề đường il = 3,0 % ( Lát đá phẳng) VIII- Xác định bán kính đường cong tối thiểu 8.1- Bán kính đường cong tối thiểu giới hạn Rmin Rmin = Trong đó: V2 127.(  i sc max) V: Vận tốc xe chạy (km/h)  : Hệ số lực đẩy ngang,  = 0,15 iscmax : Độ dốc siêu cao lớn nhất, i scmax = % => 40 Rmin = = 59,9 m 127.(0,15  0, 06) - Theo TCVN 4054 - 05, bán kính đường cong nằm tối thiểu ứng với siêu cao % vận tốc 40km/h 60 m Vậy kiến nghị chọn Rmin = 70 m 8.2- Bán kính đường cong tối thiểu thơng thường V2 Rttmin = 127.(  i sctt ) Trong đó: V: Vận tốc xe chạy (km/h)  : Hệ số lực đẩy ngang với = 0,060,08 Chọn  = 0,08 isctt : Độ dốc siêu cao thông thường, i sctt = i scmax – % = % Vậy, Rmin = 402 = 104,9 m 127.(0, 08  0, 04) - Theo TCVN 4054 - 2005, bán kính đường cong e1 nằm tối thiểu ứng với siêu cao 4% vận tốc 40 km/h 75 m Vậy kiến nghị chọn Rttmin = 110 m L khơng cần bố trí siêu cao 8.3- Bán kính đường cong tối thiểu e2 V2 L R kscmin =K1 127.(  i n ) Trong đó: Vậy: - V: Vận tốc xe chạy (km/h) K2  : Hệ số lực đẩy ngang với R = 0,040,05 Chọn  = 0,04 in : Độ dốc ngang B mặt đường, in = 2% 402  629,9m Rksc = 127.(0, 04  0, 02) Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 60 km/h không cần làm siêu cao bán kính đường cong nằm Rksc �600m Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 630 m IX- Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng, siêu cao 9.1- Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng Sơ đồ tính tốn Khi xe chạy đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm, bánh trước hợp với trục xe góc nên xe yêu cầu chiều rộng lớn đường thẳng Độ mở rộng xe : e1 = L2 0,05V  R 2R Vậy độ mở rộng phần xe chạy có xe gồm có e1 e2 E = e1 + e2 = L2 0,1V  R R Trong đó: L : Chiều dài từ đầu xe đến trục sau V: Vận tốc tính tốn xe chạy R: Bán kính tính cho trường hợp bất lợi Rmin = 70 (m) Tính cho trường hợp xe tải L = 7,3 m E L2 0,1.V 7,32 0,1.40    �1, 24( m) R 70 R 70 Theo TCVN 4054:2005, bán kính đường cong R > 250 m khơng cần làm mở rộng Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao đường cong chuyển tiếp Khi khơng có yếu tố đoạn nối mở rộng cấu tạo: - Có đủ chiều dài để mở rộng 1m chiều dài 10m - Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng thực theo luật bậc - Đoạn nối mở rộng có phần nửa nằm đường cong phần nằm đường thẳng 9.2- Xác định siêu cao đoạn nối siêu cao V2 - Siêu cao : i sc = n.g.R Độ dốc siêu cao lớn 6% nhỏ tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đường không < 2% - Đoạn nối siêu cao: Đoạn nối siêu cao thực với mục đích chuyển hố cách hài hồ từ trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để nước sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá sẽ tạo độ dốc dọc phụ ip Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4054-05, chiều dài đoạn nối siêu cao tính theo công thức (phương pháp quay quanh tim): Lsc = Trong đó: => Lsc = B.(i sc  i n ) 2i p B : Bề rộng phần xe chạy B = 5,5 m isc: Độ dốc siêu cao (iscmax = %) i n : Độ dốc ngang mặt đường, in = 2% ip : Độ dốc dọc phụ thêm, ip = 0,5 % 5,5.(0, 06  0, 02) = 44 m 2.0, 005 - Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 40km/h, bán kính đường cong nằm R = 65÷75m, i sc = 6% chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc = 35 m Vậy chon LSC = 35 m X- Đường cong đứng - đảm bảo trắc dọc Theo TCVN 4054 - 05, để đảm bảo xe chạy êm thuận vào chỗ đổi dốc phải bố trí đường cong đứng hiệu hai độ dốc:  i >= 1% Vtk 60km/h ;  i >= 2% Vtk 40km/h 10.1- Tính tốn bán kính đường cong lồi tối thiểu Trị số tối thiểu bán kính đường cong đứng lồi xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy mặt đường S1 Rmin = 2.( d  d )2 Trong đó: d1: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến mặt đường, d1=1,2m d2 : Chiều cao chướng ngại vật Với d2 = Rmin = S12 402   667 m 2d 2.1, - Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 40 km/h bán kính thối thiểu thơng thường đường cong lồi 1000m Vậy kiến nghị chọn: Rmin = 1000m 10.2- Tính tốn bán kính đường cong lõm tối thiểu 10.2.1 Theo điều kiện đảm bảo tính êm thuận Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm,người lái xe thường có xu hướng tăng tốc xe để lên dốc, thường phát sinh vấn đề vượt tải, đơng thời gây khó chịu cho hành khách Vì phải thiết kế đường cong đứng lõm có bán kính hợp lí nhằm bảo đảm yêu cầu trên, theo TCVN ta phải hạn chế gia tốc li tâm b không vượt từ 0,50,7 m/s2 Chọn b = 0,5 m/s2 402 Công thức xác định: RMin = V = = 246 m 13.b 6,5 10.2.2 Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm Trong đó: RMin  S12  h  S1.sin   h : Chiều cao đèn pha lấy h =0,75 m  : Góc mở đèn pha xe, thơng thường lấy 1o S1 : Chiều dài tầm nhìn chiều, S1 = 40 m  RMin  402 = 552,5 m 2.(0, 75  40.Sin1o) - Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 80 km/h, bán kính thối thiểu thơng thường đường cong lõm 700m Vậy kiến nghị chọn Rmin = 700m S0 XI- Bảo đảm tầm nhìn bình đồ Sơ đồ tính tốn Z0 Z Để đảm bảo cho người lái xe chạy với tốc độ thiết kế  phải tính tốn để đảm bảo tầm nhìn với giả thiết tầm nhìn người lái xe cao 1,2m so với mặt đường Gọi Z khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chướng ngại vật Z khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến giới hạn tầm nhìn Ta có: Z = Trong đó: S20 8R S0 : Cự ly tầm nhìn S0 = S1 = 40 m R : Bán kính đường cong tính cho trường hợp R = 70m Z= 702 = 15,3 (m) 8.40 Vậy để đảm bảo tầm nhìn người lái xe vào đường cong : Z = 15,3 (m) PHẦN : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM Việc lựa chọn kết cấu áo đường dựa yếu tố sau: +) Đối với mặt đường - Ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật đường - Lưu lượng xe chạy thiết kế - Tốc độ xe chạy tính tốn Khả cung cấp vật liệu, phương tiện thi công, điều kiện khí hậu điều kiện để tu bão dưỡng +) Đối với móng đường - Điều kiện địa chất thuỷ văn, thổ nhưỡng - Tình hình nguyên vật liệu có sẵn I- Thơng số tính tốn 1- Tính tốn thơng số tải trọng giao thơng Tải trọng trục xe tính tốn tiêu chuẩn hố sau: + Tải trọng trục 10 T + áp lực tính tốn lên mặt đường 6.0 daN/ cm2 + Đường kính vệt bánh xe: D= 33 cm Lưu lượng xe tính tốn năm là: N = 390 (xe/ng.đêm) Trọng lượng trục Pi (kN) Loại xe Trục trước Trục sau Xe Xe buýt - Loại nhỏ 26.4 - Loại nặng 56.0 Xe tải trung 25.8 Xe tải nhẹ 18.0 Xe tải nặng 48.2 Xe tải nặng 45.2 Xe tải nặng 23.1 - Hệ số tăng trưởng : q = % Số trục sau Số bánh xe cụm trục sau Khoảng cách trục sau (m) Lượng xe chiều ni (xe/ngày đêm) 70 45.2 95.8 69.6 56.0 100.0 94.2 73.2 1 1 2 Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi 90 82 90 20 20 20 3,0 - Thời kỳ thiết kế(năm tính tốn) : t = 10 (năm) Tính số trục xe qui đổi trục xe tiêu chuẩn: Pi (kN) C1 C2 ni Ni = C1.C2.Ni (Pi/100)4.4 26.4 45.2 56.0 95.8 25.8 69.6 18.0 1 1 1 6.4 6.4 6.4 6.4 90 90 0 82 82 90 0 17 Loại xe Xe buýt nhỏ Xe buýt nặng Xe tải trung Xe tải nhẹ Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Xe tải nặng Xe tải nặng Xe tải nặng 56.0 48.2 100.0 45.2 94.2 23.1 73.2 1 1 2.2 6.4 6.4 6.4 90 20 20 20 20 20 20 20 34 10 103 Tổng số trục xe Trong : C1 = 1+ 1,2.(m-1) với m số trục/cụm trục C2 = 6,4 cho bánh đơn C2 = 1,0 cho bánh kép Ta có ∑ Ni = 103 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm) Thiết kế đường có xe => f = 0,55  N1 = f ∑ Ni = 0,55 103 = 56,7 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn)  Nt = (1  q )t 1.N1 = (1+0,07)10- 56,7= 104 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn) t 10 �   q   1� � �.365.N = (1  0,07)  365.56,7 = 0,29.106 (trục Tích lũy tải trọng trục: Ne = 0,07 q TC /làn) 2- Thông số Vật liệu làm mặt đường, đường Sơ chọn kết cấu Áo đường: Lớp kết cấu Chiều dày lớp (cm) E (Mpa) Tính độ Tính Tính võng trượt kéo uốn 45 45 … Rku C Φ (Mpa) (Mpa) (độ) Đất Á cát, độ ẩm tương đối a = 60% … 0,018 28 CP Sỏi đồi Đá dăm nước Láng nhựa lớp 40 25 175 275 175 275 … … … … … … … … II- Kiểm toán 1- Kiểm toán TTGH độ võng đàn hồi Cơng thức kiểm tốn: Ech ≥ Kcddv.Eyc Vị trí kiểm tốn tâm vịng trịn gia tải mặt lớp Đá dăm tiêu chuẩn Lớp láng nhựa dày 3(cm) khơng đưa vào kiểm tốn - Đổi lớp : �  k t1/3 � - Ta có Cơng thức : Etb  E1 � � �1  k � Với : k = h2 / h1 = 25/ 40 = 0,625 t = E2 / E1 = 275/ 175 = 1,57 �  0, 625.1, 571/3 � => Etb = 175 � �= 209,8 (Mpa) �  0, 625 � - Hệ số điều chỉnh: β= 1,114 (H/D)0,12 = 1,114 (65/ 33)0,12 = 1,208 => Etđ = Edctb = β.Etb = 1,208 209,8 = 254 (Mpa) - Tính Ech kết cấu: �H 65   1,97 � �D 33 Ta có: � �E0  45  0,177 � �E1 254 => Tra tốn đồ được: Ta có : Nt = 154 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn) Ech = 0,63 E1 => Ech = 160 (Mpa) 0,035 … … 40 … … => Tra được: Eyc = 129 (Mpa) Xét độ tin cậy R= 90 % => Kcddv = 1,1  Kcddv.Eyc = 142 (Mpa) Vậy : Ech = 160 (Mpa) > 142 (Mpa) = Kcddv.Eyc => ĐẠT 2- Kiểm toán TTGH ứng suất cắt trượt Vị trí kiểm tốn tâm vòng tròn gia tải Nền đất lớp CP sỏi đồi Cơng thức kiểm tốn : T = Tax + Tav < Ctt K tr cd a) Trong đất  T = Tax + Tav - Tính Etđ lớp CP sỏi đồi Đá dăm tiêu chuẩn: Ta có: Etđ = 254 (Mpa) ( tính ) �h 65 �D  33  1, 97 � 254 �E  5, 64 - Ta có: �  E 45 �0 �   280 � � => Tra toán đồ được: Tax/ p = 0,013 => Tax = 0,0078 (Mpa) �H  65cm - Ta có: �   280 � =>  => Tav = - 0,0022 (Mpa) T = Tax + Tav = 0,0078 - 0,0022 = 0,0056 (Mpa) Ctt = C k1 k2 k3 Ta có: C = 0,018 Mpa k1 = 0,6 k2 = 0,8 k3=1,5 (vì Nt = 154 Trục/ngđêm/làn < 1000) (vì đất đất dính cát) Vậy Ctt = 0,018 0,6 0,8 1,5 = 0,013 (Mpa) ( với p = 0,6 Mpa ) Xét độ tin cậy R = 90% nên có Ktrcd = 0,94 => Ctt = 0,0138 (Mpa) K tr cd Vậy: T = Tax + Tax = 0,0056 (Mpa) < 0,0138 (Mpa) = Ctt K tr cd => ĐẠT a) Trong lớp CP sỏi đồi  T = Tax + Tav - Tính Ech mặt lớp CP sỏi đồi: �H 40   1, 21 � �D 33 Ta có: � �E0  45  0, 257 � �E1 175 �h 25 �D  33  0, 76 � 27 �E  2, 62 - Ta có: �  E 105 � �   400 � � => Tra toán đồ được: �H  25cm   400 � =>  => => Ech = 105 (Mpa) => Tra toán đồ được: Tax/ p = 0,045 => Tax = 0,027 (Mpa) - Ta có: � Ech = 0,6 E1 Tav = - 0,002 (Mpa) T = Tax + Tav = 0,027 - 0,002 = 0,025 (Mpa) Ctt = C k1 k2 k3 Ta có: C = 0,035 Mpa k1 = 0,6 k2 = 0,8 (vì Nt = 154 < 1000) ( với p = 0,6 Mpa ) k3=1,5 (vì đất đất dính cát) Vậy Ctt = 0,035 0,6 0,8 1,5 = 0,0252 (Mpa) Ctt = 0,0268 (Mpa) K tr cd Ctt Vậy : T = Tax + Tax = 0,025 (Mpa) < 0,0268 (Mpa) = => ĐẠT K tr cd Xét độ tin cậy R = 90% nên có Ktrcd = 0,94 => Khơng phải kiểm tốn TTGH ứng suất kéo uốn (Vì Kết cấu khơng có lớp vật liệu liền khối) KẾT LUẬN: Các kết kiểm tốn theo trình tự tính tốn cho thấy kết cấu dự kiến đảm bảo tất điều kiện cường độ, chấp nhận làm kết cấu thiết kế PHẦN : TÍNH TỐN KHẨU ĐỘ CỐNG, CẦU NHỎ I- THƠNG SỐ VÀ TRÌNH TỰ TÍNH TỐN Thơng số thủy văn chung: Địa điểm cơng trình: LÂM ĐỒNG (Xác định Trên bình đồ_Nậm Bản, Lâm Hà, Lâm Đồng) Thuộc vùng mưa: XVI (Phụ lục 12a _ Thiết Kế Đường F3: Cơng trình vượt sơng) Tần suất tính tốn P% : (%) (Bảng 30 _ TCVN 4054 - 2005) Trạm đo mưa: Lâm Hà (Trên bình đồ giao) Lượng mưa ngày Hp (mm): 128 (mm) (Phụ lục 15 _ Thiết Kế Đường F3: Cơng trình vượt sơng) Thơng số địa hình: - Tra hệ số dòng chảy α ứng với cấp đất: Loại đất: Đất đen, đất xám, đất đỏ bazan Cấp đất: III (Bảng 2.1B trang 824 _ 22 TCN 220 - 1995) - Hệ số nhám sườn dốc msd:  Đặc trưng bề mặt sườn dốc:Mặt đất thu dọn sạch, khơng có gốc cây, khơng bị cày xới, vùng dân cư nhà không 20% mặt đá xếp  Lớp phủ thực vật: Trung bình Tra ra: msd = 0.25 (Bảng 2.5 trang 831 _ 22 TCN 220 – 1995, bảng 2-6 sổ tay thủy văn) - Hệ số nhám lịng sơng mls:  Đặc trưng bề mặt lịng sơng: Sơng vùng núi, lịng sơng nhiều đá, mặt nước không phẳng, suối chảy không thường xuyên, quanh co, lòng suối tắc nghẽn  Tra mls = (Bảng 2.6 trang 831 _ 22 TCN 220 – 1995, Bảng 2-7 sổ tay thủy văn) Quy trình tính tốn: Áp dụng cho diện tích lưu vực có F < 100 Km2 Lưu lượng tính theo cơng thức cường độ giới hạn ( 22 TCN 220 - 95 Bộ GTVT ) QP  AP  H P F  (m3/s) Trong đó: - AP mơ đun dịng chảy đỉnh lũ ứng với tầng suất thiết kế, phụ thuộc vào trị số: +) Фls trị số đặc trưng địa mạo dịng sơng ( suối ) ls  mls J 1/ ls 1000L F / ( H P )1 / L chiều dài sông ( suối ) (Km) Jls độ dốc sơng suối tính theo phần nghìn +) τsd thời gian tập trung nước sườn dốc phụ thuộc vào: Hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc Фsd Hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc : sd  (1000 Lsd ) 0,6 msd J sd0,3 ( H P ) 0, J sd : độ dốc sườn dốc tính theo phần nghìn Lsd :chiều dài bình qn sườn dốc lưu vực (Km) Đối với lưu vực có sườn dốc: F Lsd  1,8( L   l ) Đối với lưu vực có sườn dốc: L sd  F 0,9( L   l ) - Σl Tổng chiều dài sông suối nhánh lưu vực (km) - F diện tích lưu vực (km2) ; δ hệ số chiết giảm lưu lượng xét đến ảnh hưởng ao hồ II- TÍNH TỐN CHI TIẾT LƯU LƯỢNG NƯỚC ĐỔ VỀ CƠNG TRÌNH ( QP ) 1- Tính thủy văn CỐNG a) Đặc trưng lưu vực - Diện tích lưu vực: F = 0,074 (km2) - Chiều dài suối chính: L = 0,262 (km) - Tổng chiều dài dòng nhánh: Σl = (km) - Độ dốc suối chính: ils = 110 ‰ - Độ dốc sườn lưu vực: isd = 115 ‰ - Cấp đất: III - Vùng mưa: XVI - Tần suất thiết kế p(%) : (%) b) Tính đặc trưng dòng chảy lũ - Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% : HP = 128 mm - Hệ số dòng chảy lũ:  Địa chất lưu vực: Đất cấp III Lượng mưa ngày thiết kế : Hp% = 128 (mm) → Tra được:  = 0,852 Diện tích lưu vực: F = 0,074 (km ) c) Mơ đuyn dịng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế ( Ap%) Ap% : Phụ thuộc vào thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc τsd đặc trưng địa mạo lòng suối Φls - Thời gian tập trung nước sườn dốc ( τsd ) : phụ thuộc vào Hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc (Фsd) : (1000 Lsd ) 0, sd  msd J sd0,3 ( H P ) 0, Lsd : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (Km) Lưu vực Cống lưu vực sườn dốc nên ta áp dụng công thức sau: F 0, 074 Lsd    0,16 Km 1,8( L  �l ) 1,8(0, 262  0) Vậy : Lsd = 0,16 (Km) msd : Hệ số nhám sườn dốc, msd = 0.25 Vậy : Φsd = (Đã tra trên) (1000 Lsd ) 0,6 (1000.0,16)0,6   3,1 msd J sd0,3 ( H P )0,4 0, 25.1150,3 (0,852.128)0,4 → τsd = 12,51 (phút) ( Tra phụ lục 2-8 sổ tay thủy văn) - Đặc trưng địa mạo lòng suối: ls  mls J 1/ ls 1000L F / ( H P )1 / mls : Hệ số nhám lòng suối (mls = 7) Vậy : Φls = 1000 L 1000.0, 262   4,63 mls J ls1/3 F 1/4 ( H P )1/4 7.1101/3.0, 0741/4 (0,852.128)1/4 Từ τsd Φls ta tra được: Ap% = 0,301 (Tra phụ lục 2-4 sổ tay thủy văn) - Hệ số triết giảm lưu lượng ao hồ đầm lầy: δ = (vì khơng cchiuj ảnh hưởng ao hồ, đầm lầy lưu vực) Vậy Lưu lượng thiết kế : QP = Qtk = 2,427 (m3/s) 2- Tính thủy văn CỐNG a) Đặc trưng lưu vực - Diện tích lưu vực: F = 2,8 (km2) - Chiều dài suối chính: L = 1,725 (km) - Tổng chiều dài dòng nhánh: Σ l = 3,801 (km) - Độ dốc suối ils = 20‰ - Độ dốc sườn lưu vực isd = 61 ‰ - Cấp đất III - Vùng mưa XVI - Tần suất thiết kế p(%): (%) b) Tính đặc trưng dòng chảy lũ - Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% : Hp = 128 mm - Hệ số dòng chảy lũ:  Địa chất lưu vực: Đất cấp III Lượng mưa ngày thiết kế : Hp% = 128 (mm) → Tra  = 0,626 Diện tích lưu vực: F = 2,8 (km ) c) Mơ đuyn dịng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế ( Ap%) Ap% : Phụ thuộc vào thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc τsd đặc trưng địa mạo lòng suối Φls - Thời gian tập trung nước sườn dốc ( τsd ) : phụ thuộc vào Hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc Фsd (1000 Lsd ) 0, sd  msd J sd0,3 ( H P ) 0, Lsd : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (Km) Lưu vực Cống lưu vực sườn dốc nên ta áp dụng công thức sau: Lsd  F 2,8   0, 28Km 1,8( L  �l ) 1,8(1, 725 3, 801) Vậy : Lsd = 0,28 (Km) msd : Hệ số nhám sườn dốc ( msd = 0.25) (1000 Lsd ) 0,6 (1000.0, 28)0,6   5, 93 Vậy : Φsd = msd J sd0,3 ( H P )0,4 0, 25.610,3 (0, 626.128)0,4 → τsd = 36,67 (phút) (phụ lục 2-8 sổ tay thủy văn) Đặc trưng địa mạo lòng suối: ls  1000L mls J ls1 / F / ( H P )1 / mls = : Hệ số nhám lòng suối Vậy : Φls = 23,46 Từ τsd Φls ta tra được: AP% = 0,149 (tra phụ lục 2-4 sổ tay thủy văn) - Hệ số triết giảm lưu lượng ao hồ đầm lầy: δ = (vì khơng cchiuj ảnh hưởng ao hồ, đầm lầy lưu vực) Vậy Lưu lượng thiết kế : QP = Qtk = 33,38 (m3/s) Tính tương tự cho cống cịn lại STT Lý trình Cống Tên Km + 169.85 C1 Km Km Km Km Km Km Km 0 2 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 464.8 700 800 700 300 738.19 716.85 L l jl js (km) (km) (%o) (%o) 0.074 0.262 0.047 0.09 1.147 0.57 2.800 1.73 0.899 0.95 0.118 0.15 1.007 1.25 0.363 0.07 0.00 110 0.00 0.90 3.80 0.00 0.00 0.00 0.00 150 35 20 25 115 30 125 F cống (km2) + + + + + + + ta có BẢNG TÍNH QP :  s Ts 115 0.852 3.06 12.51 80 120 61 100 35 150 30 0.904 4.96 29.57 1.51 0.630 6.28 40.64 8.03 0.626 5.95 36.67 23.46 0.726 7.04 50.55 15.35 0.769 8.43 70.61 2.39 0.630 5.99 36.90 19.14 0.755 26.67 245.04 0.87 III- TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KHẨU ĐỘ CỐNG ( CẦU ) 1- CỐNG : Ta tính QP = Qtk = 2.427 (m3/s) => Thiết kế Cống tròn : đường kính d = (m) có [QP] = 6,7 (m3/s) - Mực nước dâng trước cống: H = 1,12 m - Vận tốc dòng chảy: V = 2,25 m/s - Chế độ chảy: Chảy khơng áp Vì địa hình miền núi nên thiết kế để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống 2- CỐNG : QP = Qtk = 1.312 (m3/s) => Thiết kế Cống trịn : đường kính d = 1,5 (m) có [QP] = 3,3 (m3/s) Mực nước dâng trước cống: H= 0,88 m Vận tốc dòng chảy: V = 2,02 m/s Chế độ chảy: Chảy khơng áp Vì địa hình miền núi nên thiết kế để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống 3- CỐNG : QP = Qtk = 17.598 (m3/s) l 4.63 => Thiết kế Cống hộp : cống có BxH = 4x4 (m) Mực nước dâng trước cống: H= 3,38 m Vận tốc dòng chảy: V= 4,39 m/s Chế độ chảy: Chảy không áp 4- CỐNG : QP = Qtk = 33.383 (m3/s) => Thiết kế Cầu nhỏ dùng Cống hộp: cống có BxH = 4x4 (m) Mực nước dâng trước cống: H= 5,4 m Vận tốc dòng chảy: V= 6,3 m/s Chế độ chảy: Chảy bán áp 5- CỐNG : QP = Qtk = 12.88 (m3/s) => Thiết kế Cống hộp : cống có BxH = 3,5x3,5 (m) Mực nước dâng trước cống: H= 2,72 m Vận tốc dòng chảy: V= 3,8 m/s Chế độ chảy: Chảy không áp 6- CỐNG 6: QP = Qtk = 1.946 (m3/s) => Thiết kế Cống trịn : có đường kính d = 1,5 m Mực nước dâng trước cống: H= 1,1 m Vận tốc dòng chảy: V= 2,31 m/s Chế độ chảy: Chảy không áp 7- CỐNG : QP = Qtk = 13.029 (m3/s) => Thiết kế Cống hộp : cống có BxH = 3,5x3,5 (m) Mực nước dâng trước cống: H= 2,76 m Vận tốc dòng chảy: V= 3,99 m/s Chế độ chảy: Chảy không áp 8- CỐNG : QP = Qtk = 3.238 (m3/s) => Thiết kế Cống trịn : đường kính d = (m) có [QP] = 6,7 (m3/s) - Mực nước dâng trước cống: H = 1,31 m - Vận tốc dòng chảy: V = 2,47 m/s - Chế độ chảy: Chảy khơng áp Vì địa hình miền núi nên thiết kế để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống PHẦN : THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ, TRẮC DỌC, TRẮC NGANG ... cư Đường nối vào đường cấp I, cấp II cấp III Quốc lộ, đường tỉnh hay đường tỉnh Do vào tiêu chuẩn thiết kế đường 4054-05 vào địa hình khu vực tuyến Vậy xác định tuyến A-B đường cấp IV, địa hình. .. IV, địa hình miền núi II- Xác định Vận tốc thiết kế Ở ta xác định tuyến A-B đường cấp IV, địa hình miền núi Vậy vận tốc thiết kế Vtk = 40 (km/h) III- Xác định độ dốc dọc tối đa đường ( imax )... phục vụ tuyến tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05 để xác định cấp hạng đường: Tuyến đường A-B có lưu lượng xe tính tốn Ntt = 1424 (xcqđ/ng.đêm ) Đường trục nối trung tâm địa phương, điểm lập hàng,