ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ VÀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG

Ở Thành phố Hồ Chí Minh riêng và nước ta nói riêng,vấn đề qui hoạch giao thông vẫn còn chưa được tốt .Việc xây dựng các cây cầu vượt trong thành phố vẫn còn hạn chế với số lượng nhỏ.Giao

PHẦN I: THIẾT KẾ TỔNG THỂ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1

I.1 - MỞ ĐẦU 1

I.1.1 - Nhu cầu xây dựng nút giao khác mức 1

I.1.2 - Cấu tạo nút giao khác mức trên các đô thị và tuyến giao thông 2

I.1.3 - Các nút giao khác mức tại Việt Nam 7

I.2 - ĐẶC ĐIỂM NÚT GIAO THỦ ĐỨC 8

I.3- SỰ CẦN THIẾT PHẢI LÀM NÚT GIAO KHÁC MỨC TẠI THỦ ĐỨC 6

I.4 - HỆ THỐNG QUY PHẠM ÁP DỤNG 10

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THỦ ĐỨC 13

II.1 - QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT 13

II.1.1 - Quy mô xây dựng 13

II.1.2 - Tiêu chuẩn kỹ thuật 13

II.2 - NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 14

II.3 - GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 15

II.3.1 - Phương án nút giao thông dạng Hình chiec la cầu vượt chính và 2 nhánh cầu cong 15

II.3.3 - Đánh giá về phương án nút giao và kiến nghị chọn phương án cho nút giao Thủ Đức

II.4 - TỔ CHỨC GIAO THÔNG CỦA NÚT 17

II.5 - TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO 17

II.5.1 - Lựa chọn tốc độ tính toán trên các đường nhánh 17

II.5.2 - Xác định tầm nhìn trên đường nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức 18

II.5.3 - Tính toán và lựa chọn bán kính của đường nhánh 20

II.5.4 - Xác định độ dốc ngang và độ dốc dọc lớn nhất trên đường nhánh 22

II.6 - TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA ĐƯỜNG NHÁNH 23

II.6.1 - Bình đồ đường nhánh rẽ phải trực tiếp 23

II.6.2 - Bình đồ đường nhánh rẽ trái(rẽ trái gián tiếp và rẽ trái bán trực tiếp) 27

II.6.3 - Trắc dọc tuyến Error! Bookmark not defined II.7 - GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU

II.7.1 - Cầu vượt chính

CHƯƠNG III : ĐÁNH GIÁ SƠ Bộ TÁC ĐộNG MÔI TRƯờNG 13

Trong quá trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên của đất nước ta thì yêu cầu đòi hỏi về phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học là một yêu cầu bức thiết vì GTVT là nền tảng để phát triển các ngành khác Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này chúng ta cần phải đẩy mạnh xây dựng các đường ôtô cao tốc, nâng cấp hàng loạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây dựng những cây cầu có quy mô lớn và có vẻ đẹp kiến trúc hiện đại…Thực tế hiện này là rất cần có những kỹ sư có trình độ chuyên môn tốt, vững vàng để có thể nhanh chóng nắm bắt được các công nghệ xây dựng Cầu - Đường tiên tiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các công trình có chất lượng và có tính nghệ thuật cao

Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -Trường ĐHGTVT, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ dạy tận tình của các thầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em

đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường , đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp

đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của :

+ Giáo viên hướng dẫn : - GS.TS Nguyễn Viết Trung

- THS.Trần Anh Đạt

+ Giáo viên đọc duyệt :

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ còn có hạn chế nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp!

Em xin chân thành cảm ơn ! Tp HCM, tháng 05 năm 2009

Sinh viên

HÁCH CÔNG BẮC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I.1 - MỞ ĐẦU

I.1.1 - Nhu cầu xây dựng nút giao khác mức

Nước ta là một nước đang phát triển nên nhu cầu cho xây dựng cơ bản đang rất cần thiết.Mà quan trọng hơn là việc xây dựng cầu đường,cầu đường mà phát triển sẽ kéo theo nhiều ngành khác.Tiêu biểu như việc xây dựng các khu công nghiệp các khu

kỹ thuật công nghệ cao,khu đô thị mới……đòi hỏi việc phải phát triển đường xá để dẫn tới các khu đó.Bên cạnh đó việc giao thông phát triển sẽ nối liền các vùng miền được thuận lợi

Ở Thành phố Hồ Chí Minh riêng và nước ta nói riêng,vấn đề qui hoạch giao thông vẫn còn chưa được tốt Việc xây dựng các cây cầu vượt trong thành phố vẫn còn hạn chế với số lượng nhỏ.Giao thông ngày càng nhiều đối với các thành phố các Nút giao thông ngày càng xảy ra sự xung đột, giao cắt nếu không thiết kế lại các phương án

cũ đã được thực hiện thì việc ùn tắc giao thông ngày càng nghiêm trọng.Quan trọng hơn là ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế và kéo theo nhiều hệ lỵ khác nữa.Giao thông tại các điểm giao nhau của các tuyến đường, đặc biệt là các khu đô thị đã trở nên quá tải, khi lưu lượng xe thông qua lớn hơn 400 xe/ngày đêm đòi hỏi phải bố trí các nút giao khác mức

Hiệu quả việc xây dựng Nút giao thông khác mức có các mặt sau:

Ø Đảm bảo an toàn cho xe chạy trong Nút bởi đã triệt tiêu hoàn toàn các xung đột nguy hiểm của các luồng xe ra vào nút

Ø Do không có giao cắt nên các luồng xe ra vào Nút được thực hiện bằng cách tách,nhập dòng sẽ rút ngắn thời gian qua nút.→Tăng khả năng thông hành Nút giao thông

Ø Các dòng xe qua lại không bị ùn tắc đối với các Nút giao khác mức nên bảo vệ cũng như môi trường được cải thiện,giảm tiếng ồn,khí thải…

Có nhiều dạng nút giao khác mức: Liên thông hoàn chỉnh, liên thông không hoàn chỉnh ,nút giao ngã ba,ngả tư nối các trục giao thông Các nhánh rẽ trong nút giao liên thông hoàn chỉnh thường nằm trên đường cong để nối tiếp tuyến vào cầu và phù hợp với địa hình

I.1.2 - Cấu tạo nút giao khác mức trên các đô thị và tuyến giao thông

Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thết kế các luồng xe mà người ta chọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao đồng mức

Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xe chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các luồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau Các nút giao khác mức thường được xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hay đường quốc gia để đảm bảo giữa các nhánh là liên thông giảm thiểu xung đột

Nút giao khác mức hoàn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có vai trò bình đẳng trong lưu thông

Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và đường phụ Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụ khi lưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ.Nếu bố trí cầu vượt luôn thì việc xung đột đó sẽ được triệt tiêu hẳn

Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và yêu cầu giao thông, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đây trình bày một số dạng nút giao có bố trí cầu cong

I.1.2.1 - Nút giao ba nhánh ( ngã ba )

Loại nút giao nhánh rẽ:

Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ rẽ từ tuyến đường này sang tuyến đường khác Các nhánh rẽ có thể là nhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp

Trên hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp Đây là một ngã tư nhưng chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba

Hình I.1: Nhánh rẽ trái bán trực tiếp

Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ trái nửa

trực tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng Loại nút giao này dùng thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao Nút giao này đẹp nhưng chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt

Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác

Nút giao ngã ba kèn trumpete:

Nút giao này bố trí cho ngã ba trên đường cao tốc khi lưu lượng xe > 1500 xe/h Hình dáng nút giao có dạng kèn trumpete quay trái hoặc quay phải

Hình I.2: Ngã ba dạng trumpete

Nút giao ngã ba hình quả lê:

Trên hình I.3 thể hiện nút giao rẽ trái và rẽ phải hình quả lê Loại này các nhánh

rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt bằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp

Hình I.3: Ngã ba dạng quả lê I.1.2.2 - Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ):

Hình I.4 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản, có các chỉ tiêu kinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc Nút giao hình hoa thị

thường được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h

Hình I.4: Nút giao hoa thị hoàn chỉnh

Nút giao nhánh rẽ trực tiếp:

Trên hình I.5 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trực tiếp, không xung đột Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường cao tốc nhiều là xe

Hình I.5: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp

Nút giao hình thoi:

Hình I.6: Nút giao hình thoi

Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta xây dựng nút giao có dạng hình thoi vì mục tiêu kinh tế Tuy nhiên việc lưu thông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao và bán kính nhỏ

I.1.3 - Các nút giao khác mức tại Việt Nam

Trên thế giới với trình độ công nghệ hiện nay đã có nhiều cầu cong nhiêù tầng đặt trên tuyến và các nút giao khác mức

Ở Việt Nam nút khác mức đã được thiết kế và xây dựng ở các thành phố lớn như

Hà Nội, thành phố Hồ chí Minh và các tuyến quốc lộ lớn như QL1, QL5, QL18 vv Các nút giao khác mức tại Việt nam được thiết kế chủ yếu bằng dầm thẳng bản mặt cầu cong Dầm cầu có thể là dầm lắp ghép giản đơn mặt cắt chữ “T”, chữ “I”, chữ Nhật hoặc Dầm Bản Bản mặt cầu được đổ tại chỗ có mặt bằng cong theo yêu cầu của

tuyến đường Các cầu thiết kế như vậy giải quyết được vấn đề kết cấu nhưng nhịp nhỏ nhiều trụ, không thông thoáng phía dưới nên kiến trúc không đẹp và không vượt được nhịp lớn và khó áp dụng cho các cầu vượt qua các mặt cắt ngang đường có chiều rộng lớn

Các công trình có cầu vượt dầm cong chưa nhiều do công nghệ thi công chưa thuần thục cũng như thiết kế ứng dụng cầu dầm cong chưa được rộng rãi

I.2 - ĐẶC ĐIỂM NÚT GIAO THỦ ĐỨC

Hiện trạng Nút Thủ Đức:

Nút Thủ Đức khi chưa hoàn thiện

Nút Trạm hai Thủ Đức là Nút giao Ngã ba( Hiện tại còn tương lai là ngã tư)giữa

Xa Lộ Hà Nội(Quốc Lộ 52) –Đường xuyên Á và đường vào khu công nghệ cao Tp HCM(Đang khởi công).Tuyến chịu sự giao cắt giữa hướng từ Hà Nội đi xuống các tỉnh Miền Tây phải rẽ phải,hướng từ Tp đi thẳng về Đồng Nai chịu sự giao cắt giữa hướng ngược lại về Hà Nội(Vào thời điểm này Khu Công Nghệ Cao (SHTP) chưa hoàn

Nút Thủ Đức là nút giao với hai đường cấp cao:

• Đường quốc lộ 52 kéo dài đoạn đi qua nút giao có quy mô mặt cắt ngang B=32m

• Đường Xuyên Á có quy mô mặt cắt ngang B=18m

Địa hình khu vực Nút giao bằng phẳng, mặt bằng thông thoáng thuận tiện cho việc bố trí nút giao

I.3 - SỰ CẦN THIẾT PHẢI LÀM NÚT GIAO KHÁC MỨC TẠI THỦ ĐỨC

Trong nút giao thông này, xe có nhiều chuyển động khác với trên đường thường

Ta thấy giữa các làn xe có bốn chuyển động: nhập dòng, tách dòng, cắt dòng và trộn dòng Tương quan vị thế các xe trong các chuyển động tạo thành các xung đột

Các xung đột trong nút Thủ Đức có ba loại: điểm nhập, điểm tách và điểm cắt Chuyển động trộn dòng là tổng hợp của hai xung đột: một điểm nhập và một điểm tách

Trong các xung đột, nguy hiểm nhất là điểm cắt Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên

ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thể chấp nhận được Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sống chung với các xung đột Điều này sẽ gây lãng phí thời gian tiền bạc và ô nhiễm môi trường

Khi đã chấp nhận các xung đột, muốn giảm độ nguy hiểm ta phải định vị nó để phân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao có lợi Tức là phải có biện pháp phân định không gian

Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thời gian thành các pha Mỗi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phép thông qua Như vậy số xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhận được Với nút giao Thủ Đức, khi mà các đường giao là QL52 và tuyến đường quan trọng QL1 A thì sự giao cắt và thời gian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh

tế xã hội của dự án đạt được là rất cao

Như vậy một biện pháp đặt ra tích cực hơn là thiết kế nút giao khác mức để phân tách các luồng xe nhằm đảm bảo an toàn xe chạy và giảm thời gian thông qua của nút

I.4 - HỆ THỐNG QUY PHẠM ÁP DỤNG

- Tiêu chuẩn đường Đô thị TCXDVN 104-2007

- Tiêu chuẩn cầu đường bộ 22TCN 272-05

- Các tài liệu tham khảo:

+Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác mức -GS.TS Nguyễn

Xuân Vinh- Nhà xuất bản Xây Dựng

+ kết cấu cầu vượt trong Nút giao thông đô thị ,cầu bê tông cốt thép

( GS.TS NGUỄN VIẾT TRUNG )

I.5 –ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1 Điều kiện địa hình:

- Khu vực thực hiện dự án thuộc quận Thủ Đức giáp với Bình Dương.Địa hình tương đối thoáng.Mặt bằng tương đối bằng phẳng dễ thi công

- Nhà Cữa hai bên đường phía hướng Suối tiên tương đối nhiều hơn phía

khu công nghệ cao

- Phía Bắc giáp Đồng Nai,Phía Tây giáp Bình Dương,Phía Đông giáp khu

công nghệ cao Tp(Thuộc Q9) và Nam là Thủ Đức

- Các công trình khác như là Đường dây điện ,hệ thống nước, không ảnh

hưởng tới mặt bằng nút

- Cao độ lấy theo Cao độ Quốc gia (Hòn Dấu)

- Khu vực này có tuyến Quốc Lộ 1 A đi qua theo hướng rẽ phải

2 Điều kiện khí tượng:

a) Mưa :

- Khu vực này nằm trong vùng có khí hậu hai mùa rõ rệt (Nắng và Mưa)

§ Mùa mưa :từ đầu tháng 5 tới hết tháng 10

§ Mùa khô : từ tháng 11 tới nửa cuối tháng 4 -Số ngày trung bình mưa trung bình là 154 ngày /năm

-Mùa mưa ở đây trải qua những cơn mưa nhanh không kéo dài ít ảnh

hưởng tới các công trình chuẩn bị thi công

b) Nhiệt độ:

+Trung bình giao động từ 25 tới 28 độ

+Nhiệt độ cao nhất có thể tới 33 độ Tùy theo từng năm

- Độ ẩm tương đối trung bình vào mùa khô thường khoảng 70-78%

- Độ ẩm cao thường đạt khoảng từ 90-96% vào mùa mưa và vào mùa khô khoảng từ 43-64%

d)Gió

- Nút giao được nằm thuộc vùng ít chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió bão

Ø Gió Tây Nam thổi trong mùa mưa trung bình 3.6m/s

Ø Gió Đông Bắc trung bình từ 2.4m/s vào tháng 11 tới tháng 2

Ø Gió Đông Nam trung bình như trên nhưng từ tháng 3 đến tháng 5

Ø Lượng gió không lớn,bên cạnh được bao quanh bởi các khu dân cư nên cũng ít ảnh hưởng

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THỦ ĐỨC

II.1 - QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT

II.1.1 - Quy mô xây dựng

Ø Tuyến đường dẫn phía Bình Phước trong phạm vi nút giao có quy mô mặt

II.1.2 - Tiêu chuẩn kỹ thuật

Tiêu chuẩn thiết kế tuyến:

• Nút giao: Trong phạm vi nút giao các nhánh được thiết kế theo cấp tốc độ Vtk=40 Km/h (áp dụng cho các nhánh rẽ trái) và theo cấp tốc độ Vtk=50 km/h

(áp dụng cho các nhánh rẽ phải)

• Đường dẫn vào cầu CV3,CV4 và đường quốc lộ 52 kéo dài được thiết kế

theo tiêu chuẩn đường đô thị, đường phố cấp III, Vtk= 50km/h

Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu:

• Tốc độ thiết kế trong nút V = 50 km/h

• Tốc độ thiết kế ngoài nút V = 70 km/h

• Bán kính cong nằm nhỏ nhất trong nút Rmin = 65 m

•

• Đường cong đứng lồi tối thiểu:

• Độ dốc dọc tối đa: imax =5%

Tiêu chuẩn thiết kế cầu:

• Tải trọng: Hoạt tải thiết kế HL93 (22 TCN 272-05)

• Lực động đất: cấp 7

• Tĩnh không thiết kế cho đường bộ: Htt = 5, B= 14m

II.2 - NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ

• Các yếu tố tuyến trên mặt bằng phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật tương ứng với vận tốc thiết kế

• Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đường và các dự án khác có liên quan

• Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khối lượng xây dựng và giải phóng mặt bằng, tuy nhiên cũng phải đảm bảo an toàn và

êm thuận tới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông trong nút

• Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ - trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan

• Kết cấu cầu phù hợp với trình độ và năng lực thi công của nhà thầu trong nước

• Hạn chế chiều cao kiến trúc

• Đảm bảo tính thông thoáng và thẩm mỹ cao

• Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình thi công như độ rung và tiếng ồn…

II.3 - GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Với đặc điểm là vị trí giao nhau giữa hai đường , đồng thời mặt bằng tại vị trí nút thông thoáng, do vậy nút Thủ Đức được xác định giao cắt khác mức liên thông với hướng tuyến đường dẫn phía hướng Bình Phước đi Đồng Nai-Hướng Tp HCM đi ĐN

đi dưới

Nút giao Thủ Đức được tổ chức giao khác mức kiểu Dạng chiếc lá có cầu vượt theo hướng quốc lộ 1A, xây dựng các nhánh liên thông giữa hai hướng chính

v Ưu điểm của loại hình này là

+ xoá bỏ đuợc hết giao cắt

+ các đường nhánh rẽ phải có khả năng thiết kế với bán kính lớn khi độ dốc dọc không lớn vì thế cho phép xe chạy trên các nhánh này với tốc độ cao

+ có dạng chiếc lá đối xứng nên tạo được mỹ quan cho nút

v Nhược điểm của nút giao Dạng chiếc lá là:

+chiếm diện tích mặt bằng do 2 nhánh rẽ trái gián tiếp , các làn xe rẽ trái phải thực hiện hành trình dài( do phải rẽ trái gián tiếp)

+ do khoảng cách nhập dòng và tách dòng là gần nhau nên ở đây ta đã khắc phục bằng cách làm một làn chuyển tốc

+Trong phạm vi các nhánh rẽ trái gián tiếp ta phải giải phóng mặt bằng toàn bộ khu phía khu công nghệ cao và khu suối tiên để tạo cảnh quan đẹp cho đô thị

Phương án nút Dạng chiếc lá như sau :

Hình II.1: Mặt bằng nút giao dạng chiếc lá

• Các nhánh rẽ không bị hạn chế, có thể thiết kế với bán kính lớn đảm bảo cho xe chạy êm thuận

Nhược điểm:

• Mặt bằng nút rộng, diện tích chiếm dụng tương đối lớn

• Việc bố trí 3 CV đòi hỏi kinh phí hơi cao

• Các đường nhánh rẽ đều có cầu vượt phải bố trí mố

• khoảng cách giữa nhập và tách dòng ngắn nên có phần tạo khó khăn cho tài

xế điều khiển xe khi đi vào và ra khỏi nút

II.4 - TỔ CHỨC GIAO THÔNG CỦA NÚT

Nút giao Dạng chiếc lá xóa bỏ hoàn toàn các điểm xung đột.Chỉ có điểm tách và nhập vào đường chính

Ø Từ hướng Tp HCM đi ĐN: Đi thẳng theo Hướng về Hà Nội

Ø Từ hướng Bình Phước đi ĐN: Rẽ trái gián tiếp qua CV2

Ø Từ hướng Đồng Nai đi Bình Phước: Rẽ phải trực tiếp

Ø Từ hướng Tp HCM đi Bình Phước: Rẽ trái gián tiếp qua CV3

Ø Từ hướng Bình Phước đi Tp HCM: Rẽ phải trực tiếp

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO II.4.1 - Lựa chọn tốc độ tính toán trên các đường nhánh

Nút giao khác mức dạng chiếc lá chiếm dụng phần mặt bằng hai phía hướng rẽ trái gián tiếp chiếm dụng mặt bẳng lớn, do đó để giảm kích thước của nút người ta thường giảm tốc độ ở các cầu nhánh Vì vậy lựa chọn tốc độ tính toán của các đường nhánh cần được luận chứng kỹ lưỡng Không thể chọn tốc độ thiết kế của đường nhánh bằng tốc độ xe chạy trên đường chính vào nút vì hai lý do sau:

• Thứ nhất là tốc độ xe rẽ lớn thì đòi hỏi phải thiết kế đường rẽ có chiều dài lớn Điều này dẫn đến khối lượng và gía thành xây dựng tăng lên, đồng thời tăng diện tích chiếm dụng mặt bằng

• Thứ hai là không thể lựa chọn tốc độ trên đường nhánh quá cao do thông thường đường rẽ chỉ có một làn xe dành cho đi chung cả xe con và xe bus có tốc độ hạn chế lẫn nhau nên có tốc độ thiết kế thấp sẽ không đạt được tốc độ thiết kế cao

• Trong thành phố, do điều kiện hạn hẹp về mặt bằng nên các nhà chuyên môn khuyên nên dùng tiêu chuẩn ứng với điều kiện tối thiểu, nghĩa là tốc độ tính toán của các đường nhánh trong các nút giao khác mức ở thành phố chỉ nên chọn 25 -40 km/h, chỉ đối với đường cao tốc thành phố mới chọn V=50km/h

Từ tất cả các điều trên và theo quy trình thiết kế đường đô thị mới nhất của nước ta: Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế mang ký hiệu 104 – 2007-Điều 12.8.3 quy định:

với vận tốc trên đường chính là 80km/h (do tại đây lưu lượng giao thông cao và là đường trong thành phố) nên vận tốc thiết kế với nhánh rẽ phải là 50 km/h (áp dụng ở mức cao), trên đường nhánh rẽ trái gián tiếp là 40 km/h (áp dụng ở mức thấp)

II.4.2 - Xác định tầm nhìn trên đường nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức

II.4.2.1 - Tính toán tầm nhìn trên bình đồ

Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các đường nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn phía trước)

l 2

l1

l0 S

Hình II.3: Sơ đồ tính toán tầm nhìn cho đường nhánh có một làn xe

Và được tính theo công thức:

S = l1+l2+l0Trong đó:

l1- chiều dài đoạn đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe

l1= v.tf

v - tốc độ chạy xe trên cầu nhánh (m/s)

tf - thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf = 0.4÷1.2s Chọn tf = 0,8s

l2- chiều dài hãm xe

l - cự ly an toàn dừng xe trước chường ngại vật Thường chọn l0= 5m

Từ đây, công thức được viết lại:

0 2

)(

2

.)

i f g

v K t

t v

±++

=Vậy ch ọn : S =40 m

II.4.2.2 - Xác định tầm nhìn trên trắc dọc

Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn id = 0%

Hình II.4: Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên trắc dọc

2 0 2

II.4.3 - Tính toán và lựa chọn bán kính của đường nhánh

II.4.3.1 - Xác định bán kính đường cong nằm của các nhánh

Tại các nhánh rẽ của nút giao thông khác mức, bán kính đường cong nằm trên bình đồ được xác định từ vận tốc thiết kế như sau:

• Xác định bán kính tối thiểu giới hạn: là bán kính nhỏ nhất cho phép đối với cấp đường thiết kế:

Rmin =

)(

2

sc i g

Vậy kiến nghị chọn R= 65 m

II.4.3.2 - Xác định bán kính đường cong đứng của các đường nhánh

Đối với các đường cong đứng lồi thì bán kính được xác định theo công thức

h

S

R loi

.2

2

=Trong đó:

S - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh

Vậy bán kính đường cong đứng lồi là:

2

406672.1, 2

loi

Theo TCXDVN 104 : 2007 với tốc độ tính toán là 40km/h thì bán kính đường cong đứng tối thiểu là 700m (bảng 29), do đó chọn Rminl = 1300 m Đối với đường cong đứng lõm thì bán kính đường cong được tính với hai điều kiện:

• Bảo đảm tầm nhìn ban đêm

• Bảo đảm an toàn cho xe chạy khi đi vào đường cong lõm

Bán kính đường cong lõm được xác định theo công thức

)2sin.(

2

2

α S h

S R

α = 4-60 góc chiếu của pha ô tô, chọn α = 50

Vậy bán kính đường cong đứng lõm là:

2 0

40

327, 3468( )5

II.4.4 - Xác định độ dốc ngang và độ dốc dọc lớn nhất trên đường nhánh

II.4.4.1 - Xác định độ dốc ngang

Đối với các đường nhánh có dạng cong dù có một làn thì tại các đoạn này phải bố trí trắc ngang một mái với siêu cao được chọn isc = 4÷6% Không nên chọn độ nghiêng siêu cao có trị số lớn hơn vì các lý do sau:

• Trên các đường nhánh ngoài các xe con chạy với tốc độ cao còn có các loại

xe chạy với tốc độ thấp như xe buyt nếu đi trên đường cong có độ dốc siêu cao lớn sẽ

dễ xảy ra hiện tượng mất ổn định, ô tô có xu hướng trượt theo chiều ngang xuống phía dưới, đặc biệt với các loại xe nặng có trọng tâm đặt ở vị trí tương đối cao

• Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 độ dốc ngang phần xe chạy cho mặt đường bê tông nhựa là 15-25%0 (bảng 12)

• Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 qui định độ dốc siêu cao cho đường cong (bảng 22)

• Với vận tốc thiết kế là 40km/h và bán kính R=60-80m là 5%-6% nên chọn

độ dốc siêu cao cho hai nhánh cầu cong rẽ trái gián tiếp và bán trực tiếp là 3%

• Với vận tốc thiết kế cho đường nhánh rẽ phải là 50 km/h và bán kính R=150m nên chọn độ dốc siêu cao là 3%

II.4.4.2 - Xác định độ dốc dọc lớn nhất trên đường cong nhánh

Độ dốc dọc lớn nhất trên đường cong nhánh của nút giao thông khác mức được lựa chọn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện địa hình, tốc độ tính toán, thành phần xe chạy trong nút…

Do chức năng sử dụng nên cấu tạo các loại xe khác nhau Với các loại xe như xe con, xe du lịch thì có thể khắc phục được độ dốc dọc lớn (tới 10%) mà không cần giảm tốc độ Nhưng với các loại xe khác như xe buýt thì độ dốc dọc lớn xe càng phải giảm tốc độ để tăng sức kéo khi leo dốc

Vì vậy, độ dốc dọc lớn nhất được lựa chọn trên đường nhánh phải đảm bảo khả

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 qui định độ dốc dọc tối đa (bảng 24)

• Đối với vận tốc thiết kế 40km/h thì id=7% Do đó từ các điều trên và theo tiêu chuẩn thì độ dốc dọc lớn của các đường nhánh rẽ trái được chọn là id = 4%

• Đối với nhánh rẽ phải ta cũng chọn id = 2%

II.5 - TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA ĐƯỜNG NHÁNH

II.5.1 - Bình đồ đường nhánh rẽ phải

II.1.1.Tính toán và thiết kế đường nhánh rẽ phải từ đường phụ nối vào đường chính ( nhánh rẽ phải trực tiếp với α = 90 о )

- Đây là nhánh rẽ từ hướng Bình Phước đi TP HCM, được thiết kế với 2 làn xe , sẽ là

đoạn đường có tuyến cong trên mặt bằng , có độ dốc dọc là 0% , tốc độ thiết kế là 60 km/h (16.67 m/s)

M1O2

- Xác định bán kính R1 theo công thức sau , với hệ số lực ngang μ = 0,17 và isc = 3%

- Từ đó tính thông số của đường cong Clothoid C=R1xL = 150 x 90 = 13500 (m2)

- Chiều dài đoạn nối vào đường chính của nhánh rẽ phải được tính theo công thức

Trong đó in là độ dốc ngang đường chính in = 2%

- Tổng chiều dài bao gồm đoạn nối và đoạn nâng siêu cao của đường nhánh rẽ phải bằng l+l1 = 66 + 12.5 = 78.5 (m)

Kiểm tra điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố trí đoạn nối và đoạn nâng siêu cao Điều kiện này thỏa mãn : L = 90 > (l+l1) = 78.5

- Xác định góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp theo công thức :

5 2

9090

R

L = p´ ´ g= 150 0

235 37 '180

là A2M = A2M1 = 194.7612 (m)

II.5.2 - Bình đồ đường nhánh rẽ phải

- Tương tự như nhánh rẽ phải A , với nhánh rẽ phải B thì các thông số gồm : chiều dài đường cong chuyển tiếp L , chiều dài đoạn nối l , chiều dài đoạn nâng siêu cao l1 , góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp cùng các tọa độ xk , yk và đương tang phụ t đều lấy tương ứng của đường nhánh rẽ phải 1

II.5.3 - Bình đồ đường nhánh rẽ trái gián tiếp :

Các nhánh rẽ trái được thiết kế với bán kính cong nằm R= 65 m cĩ đường cong chuyển tiếp (Theo điều 10.5.1- Tiêu chuẩn thiết kế đường đơ thị 104-2007 thì V > 60km/h mới cần thiết bố trí đường cong chuyển tiếp).Tuy nhiên việc cĩ bố trí đường cong chuyển tiếp nhằm cho việc xe đi cĩ cảm giác êm thuận vẫn được

1: Tính tốn cho các yếu tố của đường nhánh rẽ trái gián tiếp ( Từ TPHCM đi bình phước )

- Bề rộng mặt đường b1 = 7,5 (m)

- Hệ số bám của bánh xe với mặt đường φ = 0,5

- Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính theo công thức :

2 2 0

Trong đó ta chọn siêu cao trên đường nhánh này là 3%

- Chiều dài đoạn nối trực tiếp từ đường nhánh vào đường thẳng được xác định theo công thức :

90-α/2 90- α/2

TPHCM

DONG NAI

- Đối chiếu điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp tính được L phải đủ để bảo đảm nối vào đường thẳng và cấu tạo đoạn nối siêu cao :

2.Tính tốn cho các yếu tố của đường nhánh rẽ trái gián tiếp ( từ Bình phước đi Đồng Nai )

- Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính theo công thức :

2 2 0

Trong đó ta chọn siêu cao trên đường nhánh này là 3%

- Chiều dài đoạn nối trực tiếp từ đường nhánh vào đường thẳng được xác định theo công thức :

90-α/2 90- α/2

TPHCM

DONG NAI

3 Làn chuyển tốc hãm phanh

Khi tính toán làn chuyển tốc đối với cả dòng xe thì các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết của nhiều tác giả nước ngoài cho thấy, chiều dài làn chuyển tốc phụ thuộc nhiều vào tổ hợp của lưu lượng xe chạy trên các đường nhánh rẽ kề bên và trên làn xe chính Khi lưu lượng dòng xe này càng tăngthì các làn chuyển tốc làm việc như các làn dự trữ

Từ sơ đồ tính toán cho thấy, xác suất xuất hiện tại chổ rẽ của ô tô trên làn chuyển tốc ở vị trí đầu tiên của nó phụ thuộc vào tổ hợp lưu lượng dòng xe n và Nc

• Chiều dài làn chuyển tốc hảm phanh

])1(ln[

1000

n

P N P N

n

V

T C

N h

−+

×+

VN – tốc độ trung bình của dòng xe trên làn chuyển tốc, km/h, được xác định theo công thức

VN = Vhh(1-q/qùn tắc)

Trong đó:

Vhh – tốc độ trung bình tự do, km/h

q – mật độ trung bình của dòng xe, ôtô/km

qùn tắc – mật độ khi ùn tắc giao thông, ôtô/km

n – lưu lượng dòng xe từ làn chuyển tốc của đường chính vào nhánh rẽ

PT – xác suất xuất hiện các ô tô đi vào điểm bắt đầu của làn chuyển tốc

NC – lưu lượng dòng xe của nhánh rẽ từ đường phụ nhập vào làn chuyển tốc cần tính toán, ôtô/h

Ta thiết kế với các số liệu tính toán cho năm tương lai như sau:

VN = 52.4 km/h Tra toán đồ trên hình 2.10

n

V

T C

N h

−+

×+

)144.0(20044.0ln[

200500

4.521000

=

−+

×+