Chương 4: Bố trí đoạn mở rộng trong đường cong nằm Theo TCXD 104 - 2007 điều 10.4.2 thì quy định phần mở rộng trong đường cong nằm bố trí ở phía bụng đường cong, trong trường hợp cần thi
Trang 1Chương 4: Bố trí đoạn mở rộng trong
đường cong nằm
Theo TCXD 104 - 2007 điều 10.4.2 thì quy định phần mở rộng trong đường cong nằm bố trí ở phía bụng đường cong, trong trường hợp cần thiết cho phép bố trí về phía lưng hoặc cả hai phía lưng và phía bụng đường cong
Trên mặt cắt ngang ta chọn mở rộng về cả hai phía lưng và phía bụng đường cong, do mặt cắt ngang phải bố trí siêu cao nên nếu chúng ta chỉ bố trí về phía bụng đường cong đòi hỏi khoảng dự trữ giữa khổ giới hạn và đáy kêt cấu nhịp lớn dẫn đến chiều dài cầu lớn
Về nguyên tắc trên bình đồ đoạn mở rộng trong đường cong nằm phải bố trí trùng với chiều dài nối siêu cao và chiều dài đường cong chuyển tiếp Trong trường hợp không bố trí đường cong
chuyển tiếp thì bố trí trên một nửa phần đường thẳng và một nửa phần đường cong Trong trường hợp là đường nhánh thì đoạn vuôt nối mở rộng có thể thi công tương đối đơn giản
Trong phương án đã chọn vtk = 40 km/h < 60 km/h nên chúng ta không cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp Mặt khác toàn bộ đường nhánh của phương án là cầu cong nên kiến nghị bố trí mở rộng trong đường cong nằm bố trí trên toàn bộ chiều dài cầu
để đơn giản cho cấu tạo ván khuôn thi công và tăng an toàn
Trang 2II.3.7 Siêu cao
Siêu cao là cấu tạo mặt cắt ngang một mái có độ dốc
nghiêng về phía bụng đường cong , cấu tạo trắc ngang một mái hướng tâm
Trong nút giao thông khác mức không nên chọn siêu cao lớn vì các lý do sau: Trên cầu nhánh ngoài các xe con chạy với tốc
độ cao bằng tốc độ thiết kế còn các loại xe chạy với tốc độ nhỏ hơn như xe tải, xe buýt…Do đó nếu chọn siêu cao lớn thì các xe chạy với vận tốc thấp nhỏ hơn tốc độ thiết kế dễ xảy ra hiện tượng mất
ổn định Các xe dễ mất ổn định đặc biệt xe tải nặng có trọng tâm tương đối cao Thông thường chọn isc = 2 – 6 %
sc
i
- V: Vận tốc thiết kế = 40 km/h
- R: Bán kính đường cong nằm
- : Hệ số lực ngang lấy theo điều kiện chống lật và chống trượt
- 2 = 0.17 : Hệ số bám ngang lấy theo điều kiện chống trượt
* Với đường nhánh Vtk = 40 km/h và R = 60 m ta có :
2
40
0.17 0.04
sc
i
Tra tiêu chuẩn TCXD 104 -2007 điều 10.5.6 Với vận tốc Vtk = 40 km/h và R = 60m thì isc = 4% và chiều dài đoạn nối siêu cao L = 30m Chọn isc = 4%
Trang 3* Với vòng xuyến Vtk = 40 km/h và R = 80 m ta có :
2
40
0.17 0.012
sc
i
Dấu trừ chứng tỏ phải bố trí siêu cao ngược, để đơn giản cấu tạo nối tiếp giữa hai đường cong trái chiều vòng xuyến và cầu nhánh nên ta chọn isc vòng xuyến = 0% Vòng xuyến bố trí trắc ngang hai mái
và in = 2%
II.3.8 Cấu tạo đoạn nối siêu cao.
Thông thường đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với vị trí chiều dài đường cong chuyển tiếp và chiều dài đoạn mở rộng trong đường cong nằm Trong trường hợp không bố trí đường cong
chuyển tiếp thì chiều dài nối siêu cao được bố trí trên một nửa
phần đường thẳng và một nửa phần đường cong tròn
Để cấu tạo đoạn nối siêu cao có rất nhiều phương pháp vuốt nối siêu cao như: Phương pháp quay quanh tim, phương pháp quay quanh mép, phương pháp quay quanh trục ảo…Ở đây trên phần cầu nhánh ta chọn phương pháp quay quanh tim Chiều dài tối thiểu đoạn nối siêu cao được tính theo công thức
*( )
sc
nsc
p
L
i
Trong đó: Lnsc = Chiều dài đoạn nâng siêu cao m
B = 7m : Bề rộng phần xe chạy
isc = 4%: Siêu cao phần cầu nhánh
Trang 4 = 1m : Độ mở rộng trong đường cong nằm.
ip = 1% Độ dốc nâng siêu cao ( ip = 1% với đường Vtk
= 20 – 40 km/h)
Thay số: *( ) 4*(7 1) 32
1
sc nsc
p
i
Tra điều 10.5.6 TCXD 104 – 2007 thì Lnsc = 30 m, nên ta chọn
Lnsc = 32m
Chiều dài đoạn nối siêu cao bao gồm hai đoạn: Chiều dài đoạn chuyển trắc ngang 2 mái thành trắc ngang 1 mái (L1) và đoạn chuyển trắc ngang 1 mái in = 2% thành trắc ngang isc = 4% ( L2)
II.3.9 Giải pháp thiết kế trên mặt bằng.
Có 3 phương pháp kết hợp nhánh rẽ phải với vòng xuyến như sau:
- Đường nhánh rẽ phải tiếp tuyến với vòng xuyến
- Trục của đường nhánh rẽ phải tiếp tuyến với trục của vòng xuyến (hai trục này tiếp xúc với nhau tại một điểm)
- Đường nhánh rẽ phải nhập vào vòng xuyến một đoạn chung cd
Trang 5d A
Hình II.4 Các giải pháp thiết kế đường nhánh và xuyến Phương pháp 1: Tại 4 vị trí đường nhánh rẽ phải tiếp tuyến với vòng xuyến sẽ có 4 điểm giao cắt cùng mức của các dòng xe từ trái sang phải và từ phải sang trái để đi vào và đi ra khỏi vòng xuyến Đây chính là điểm pha trộn của hai dòng xe cần chuyển làn để nhằm mục đích tách ra khỏi vòng xuyến hoặc nhập vào vòng xuyến chuẩn bị đi ra đường khác Đồng thời khi đi trên một nửa vòng xuyến mỗi một dòng xe rẽ trái sẽ gặp trên đường của mình hai điểm giao cắt cùng mức Vì vậy, bốn điểm tiếp tuyến này tạo nên 4 điểm xung đột với góc giao 90 rất nguy hiểm cho chạy
xe an toàn, nhất là đối với dòng xe rẽ trái
Phương pháp 2: Do hai trục của vòng xuyến và trục của đường nhánh tiếp xúc với nhau cũng tại 1 điểm (điểm A) nên trên cả vòng xuyến sẽ có 4 điểm giao cắt cùng mức Các vị trí này cũng tạo ra xung đột nguy hiểm như trường hợp 1
Trang 6Phương pháp 3: Trong trường hợp này đường nhánh rẽ phải được nhập vào vòng xuyến và có 1 đoạn chung với vòng xuyến (đoạn cd) Khác với hai trường hợp trên trường hợp này sẽ không
có đường giao cắt nhưng sẽ có pha trộn không chỉ giữa các dòng
xe rẽ trái với nhau mà còn giữa các dòng xe rẽ trái và rẽ phải Mặc dầu vậy, phương pháp này tạo thuận lợi cho dòng xe rẽ trái, vì trên đường đi của chúng không gặp các điểm giao khác mức Tuy nhiên, so với hai phương pháp trên thì điều kiện chạy xe của các dòng xe rẽ phải ít thuận lợi hơn là vì do dòng xe rẽ phải buộc phải pha trộn vào dòng xe rẽ trái và trên đường đi vào vòng xuyến chúng phải thực hiện không chỉ ngoặt về bên phải mà còn ngoặt về bên trái
Xuất phát từ các phân tích trên ta chọn phương án 3 để thiết
kế vòng xuyến
Trang 7II.3.10 Phương án mặt bằng đưa ra như hình vẽ.
Hình II.5 Mặt bằng phương án chọn Cầu trong nút giao được phân chia và gọi tên như sau:
Trang 8(Thứ tự trụ trên vòng xuyến được đánh số từ 1 đến 16 theo ngược chiều kim đồng hồ
