Thiết kế Nút giao thông Đồng Văn thuộc thị trấn Đồng Văn huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam nằm trên quốc lộ 1A,đường sắt Bắc-Nam với QL 38

Thiết kế Nút giao thông, thuộc thị trấn Đồng Văn ,huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam ,nằm trên quốc lộ 1A,đường sắt Bắc,Nam với QL 38

PHẦN 1

THIẾT KẾ

SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG

ĐỒNG VĂN

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG

ĐỒNG VĂN

I Vị trí địa lý.

- Nút giao thông Đồng Văn thuộc thị trấn Đồng Văn huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam nằm trên quốc lộ 1A,đường sắt Bắc-Nam với QL 38 Nơi đây là cửa ngõ cửa thủ đô Hà Nội,cách thành phố Phủ Lý 10km về phía nam Nút giao thông Đồng Văn là nút ngã tư có tuyến đường chính là QL1A,hướng bắc là đi Hà Nội,hướng nam là đi Phủ Lý Tuyến đường phụ là tuyến Tế Tiêu-Hưng Yên,phía tây đi Tế Tiêu(Hà Tây cũ),phía đông đi Yên Lệnh(Hưng Yên) Song song bên cạnh QL1A là tuyến đường sắt Bắc-Nam

II Điều kiện địa hình,dân cư khu vực nút.

- Khu vực bên phải tuyến đường sắt Bắc Nam dân cư sống tập trung sát dọc QL1A và đã định cư tương đối lâu Theo hướng về Phủ Lý, ở phía sau là khu vực ao thoát nước,đồng ruộng và khu vực dân cư thưa thớt hơn Theo hướng QL38 về phía Hưng Yên dân cư cũng sống tập trung sát mặt đường, tuy nhiên chỉ chủ yếu bắt đầu sau khi QL38 nâng cấp Tóm lại

- Ở hướng nhánh rẽ Phủ Lý – Hưng Yên là tuyến đường sắt BN và nhà ga đèn tín hiệu , ao nước , dân cư sống tập trung dọc theo QL 38.

- Ở hướng rẽ Hưng Yên – Hà Nội thì chỉ là đồng ruộng bằng phẳng, không có dân cư sinh sống

- Ở hướng rẽ Hà Nội – Tế Tiêu địa hình bằng phẳng nhưng dân cư sống tập trung dọc theo

QL 1

- Ở hướng rẽ Tế Tiêu – Phủ Lý địa hình bằng phẳng dân cư sống thưa thớt

- Dọc QL1 theo hướng Hà Nội - Phủ Lý dân cư sống tập trung ven QL

- Căn cứ tình hình thực tế của nút Đồng Văn (bao gồm vị trí địa lý, địa hình, địa vật, lưu lượng, thành phần phương tiện tham gia giao thông….) có thể đánh giá hiện trạng của nút giao thông Đồng Văn như sau:

 Hướng Phủ Lý – Hưng Yên, Hưng Yên – Hà Nội có tuyến đường sắt và nhà ga, đèn tín hiệu đường sắt → khó khăn trong việc giải phóng mặt bằng

 Hướng Tế Tiêu – Hà Nội, Tế Tiêu – Phủ Lý địa hình bằng phẳng, gồm nhà cửa và cây cối → có thể giải phóng mặt bằng

III Điều kiện khí hậu,địa chất khu vực nút.

-Hai mùa chính trong năm (mùa hạ, mùa đông) với các hướng gió thịnh hành: về mùa

hạ gió nam, tây nam và đông nam; mùa đông gió bắc, đông và đông bắc

-Lượng mưa trung bình khoảng 1900mm, năm có lượng mưa cao nhất tới 3176mm (năm 1994), năm có lượng mưa thấp nhất cũng là 1265,3mm (năm 1998)

-Độ ẩm trung bình hàng năm là 85%, không có tháng nào có độ ẩm trung -bình dưới 77% Tháng có độ ẩm trung bình cao nhất trong năm là tháng 3 (95,5%), tháng có độ

-Khí hậu có sự phân hóa theo chế độ nhiệt với hai mùa tương phản nhau là mùa hạ và mùa đông cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp tương đối là mùa xuân và mùa thu Mùa hạ thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, mùa đông thường kéo dài từ giữa tháng 11 đến giữa tháng 3; mùa xuân thường kéo dài từ giữa tháng 3 đến hết tháng 4 và mùa thu thường kéo dài từ tháng 10 đến giữa tháng 11.

- Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp này như sau:

IV Hiện trạng nút giao thông Đồng Văn.

- Dựa vào bình đồ ta thấy hiện trạng nút đã xây dựng cầu vượt cho hướng lưu thông từ Tế Tiêu đi Hưng Yên,cầu này vượt qua tuyến QL1A và tuyến đường sắt,bố trí 2 nhánh rẽ

+ Rẽ phải cho hướng đi từ Hà Nội-Tế Tiêu.

+ Rẽ phải cho hướng đi từ Tế Tiêu-Phủ Lý

+ Rẽ trái gián tiếp cho hướng đi từ Hưng Yên-Phủ Lý

+ Rẽ trái gián tiếp cho hướng đi từ Hà Nội-Hưng Yên

đã phần nào giải quyết giao thông tại nút Tuy nhiên việc đường sắt Bắc Nam chạy song song với QL1A đã gây ra khó khăn trong việc tổ chức giao thông cho việc rẽ trái(hướng đi

từ Hà Nội) và rẽ phải(hướng đi từ Phủ Lý)

Vì vậy vấn đề đặt ra là cần tổ chức giao thông khác mức,bố trí và tổ chức giao thông hợp lý,mở rộng các tuyến đường để đáp ứng lượng phương tiện đang ngày càng tăng và giải quyết vấn đề giao thông tại nút giao thông Đồng Văn

Hiện trạng nút giao thông Đồng Văn

Sự cần thiết phải xây dựng nút giao thông Đồng Văn.

Lưu lượng xe dự báo.

- Theo số liệu nghiên cứu trong báo cáo khả thi dự án QL38 đoạn nối cầu Yên Lệnh

với QL1A thì đến năm 2030 lưu lượng xe qua cầu Yên Lệnh là 8.776 xe quy đổi

Tương ứng với lưu lượng này thì cấp đường thiết kế là đường cấp III đồng bằng

- Lưu lượng xe QL38 và QL1 Tính đến năm 2030 như bảng dưới đây.

tk

N : Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai

i

N ( xc/ngđ) : Lưu lượng của loại xe i năm đầu tiên

%N i : Thành phần phần trăm theo lưu lượng của loại xe i

i

a: hệ số qui đổi của xe thứ i về xe con

Q = 0.06 hệ số tăng trưởng xe hàng năm

n= 15 : năm tăng trưởng thứ 15

QL38 TẢI TRỌNG XE TÍNH TOÁN (%) Ntk

(xe/ngày đêm)Loại xe 2 trục nhẹ 2 trục nặng 3 trục nặng Xe con

QL1 TẢI TRỌNG XE TÍNH TOÁN (%) Ntk

(xe/ngày đêm)Loại xe 2 trục nhẹ 2 trục nặng 3 trục nặng Xe con

Đường chính : QL1 hướng Hà Nội – Phủ Lý

Đường phụ : QL38 đường đồng bằng cấp 3 hướng Tế Tiêu – Yên Lệnh.

Kết Luận : Với lưu lượng của đường phụ tại nút giao trong năm tương lai là 8776 (xe/ ngày đêm) như vậy khi tham khảo theo đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thơng trên đường ơ tơ

của E.M.Lơbanơv LB Nga (trang 10 – Tính tốn và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao

thơng khác mức của GS Nguyễn Xuân Vinh và TS Nguyễn Văn Hùng) thấy nút giao thơng Đồng Văn cần thiết phải xây dựng nút giao thơng khác mức.

V Xác định cấp hạng kỹ thuật cho tuyến đường giao nhau trong nút:

Căn cứ vào TCVN 4054 -2005 bảng 4 ta chọn cấp hạng kỹ thuật cho đường trong nút giao như sau:

- Tuyến đường Phủ Lý-Hà Nội(QL1A) là đường cấp III- đồng bằng Chọn vận tốc thiết kế là 80 km/h

- Tuyến đường Tế Tiêu-Hưng Yên(QL38)là đường cấp IV-đổng bằng vận tốc thiết

kế là 60km/h

- Các tuyến đường nhánh trong nút chọn vận tốc thiết kế v=40-50km/h

VI Xác định bề rộng đường trong nút giao:

1 Số làn xe: số làn xe thiết kế được tính theo công thức:

tt

yc lx

P Z

N n

.

 (theo điều 8.2.2 TCXD 104-2007)

Trong đó:

nlx: là số làn xe yêu cầu

Nyc: là lưu lượng xe thiết kế theo giờ

Z : là hệ số sử dụng khả năng thông hành, tra bảng7-TCXD 104-2007 đối với đường phố chính đô thị vận tốc V=80km/h là Z=0,8

Ptt=(0,7-0,9) Pln: là khả năng thông hành tính toán cho một làn xe, tra bảng TCXD104-2007 đối với đường nhiều làn có dải phân cách ta được Pln= 1800,

3-Ptt=0,9 x 1800= 1620 Thay vào ta được: yc yc

lx tt

n Z.P 0,8 1620

yc lx tt

lx tt

Z.P 0.8 1620

  Chọn n = 2 làn+ Hưng Yên – Tế Tiêu: 2300 xecon/giờ

yc lx tt

yc(max) lx

+ Đối với cầu vượt thì bố trí thêm lan can với bề rộng 0.5m

VII Phân tích tình hình giao thông tại vị trí nút giao Đồng Văn.

Tại nút giao thông này, xe cộ nhiều, thành phần xe phức tạp, khách qua đường đông Trong các xe, có xe chạy thẳng, xe rẽ phải, xe rẽ trái chuyển động khác làm cản trở lẩn nhau tạo nên các điểm xung đột nên thường xảy ra ách tắc giao thông và tai nạn giao thông.Ta

dòng Trong các xung đột, nguy hiểm nhất là điểm cắt mà đặc biệt ở đây lại có sự giao cắt giữa đường ôtô với nhau và đường ôtô với đường sắt.

Việc bố trí điểm quay đầu xe gây ra tình trạng xung đột hoặc giảm khả năng thông hành

Như vậy một biện pháp đặt ra tích cực 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.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN

I PHƯƠNG ÁN A:Thiết kế nút giao hoa thị bán hoàn chỉnh kết hợp với rẽ phải trực tiếp

 Giảm triệt để giao cắt đồng mức với đường ô tô và tuyến đường sắt Bắc Nam,

và giữa các tuyến đường ô tô với nhau → tạo cảm giác an toàn cho người tham gia giao thông, hành khách của nhà ga, và người dân trong khu vực

2 Nhược điểm:

 Các dòng xe muốn nhập vào dòng xe cơ bản trên đường chính không rẽ phải

mà buột phải đi sang bên trái → đây là nhược điểm cơ bản của loại hình nút giao thông này

 Giải quyết chưa triệt để hướng tuyến Tế Tiêu – Hà Nội, Phủ Lý – Tế Tiêu làm cho tuyến này phải đi với hành trình dài gây lãng phí trong quá trình khai thác

 Hai nhánh rẽ phải trực tiếp Phủ Lý – Hưng Yên , Hưng Yên – Hà Nội chiều dài cầu lớn do phải đảm bảo khổ thông xe cho đường sắt và độ dốc dọc thiết kế

3 Tổ chức giao thông trong nút:

 Từ hướng TẾ TIÊU:

 Đi HƯNG YÊN chạy thẳng lên cầu vượt

 Đi HÀ NỘI chạy thẳng qua cầu vượt chính quay đầu xe theo hướng HƯNG YÊN - TẾ TIÊU sau đó lên cầu vượt rẽ phải A và nhập vào dòng PHỦ LÝ-HÀ NỘI

 Đi PHỦ LÝ rẽ phải trực tiếp vào đường nhánh D sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HÀ NỘI – PHỦ LÝ

 Từ hướng HÀ NỘI:

 Đi PHỦ LÝ chạy thẳng, chui dưới cầu vượt chính của hướng tuyến HƯNG YÊN – TẾ TIÊU

 Đi HƯNG YÊN chạy thẳng, rẽ phải, lên cánh hoa thị của đường nhánh

C sau đó lên cầu vượt chính nhập dòng vào hướng tuyến TẾ TIÊU –HƯNG YÊN

 Đi TẾ TIÊU rẽ phải trực tiếp vào đường nhánh A sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HƯNG YÊN– TẾ TIÊU

 Từ hướng HƯNG YÊN:

 Đi HÀ NỘI rẽ phải trực tiếp vào nhánh cầu vượt A sau đó nhập vào dòng PHỦ LÝ – HÀ NỘI

 Đi TẾ TIÊU chạy thẳng lên cầu vượt chính

 Đi PHỦ LÝ chạy thẳng lên cầu vượt, rẽ phải, lên cánh hoa thị của đường nhánh B sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HÀ NỘI – PHỦLÝ

 Đi HƯNG YÊN rẽ phải trực tiếp vào nhánh cầu vượt B sau đó nhập vào dòng hướng HƯNG YÊN – TẾ TIÊU

Tổ chức giao thông phương án A

3 Tổ chức giao thông trong nút:

 Từ hướng TẾ TIÊU:

 Đi HƯNG YÊN chạy thẳng lên cầu vượt

 Đi HÀ NỘI vào rẽ trái gián tiếp sau đó nhập vào dòng PHỦ LÝ-HÀ NỘI

 Đi PHỦ LÝ rẽ phải trực tiếp sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HÀ NỘI – PHỦ LÝ

 Từ hướng HÀ NỘI:

 Đi PHỦ LÝ chạy thẳng, chui dưới cầu vượt

 Đi HƯNG YÊN rẽ trái gián tiếp,sau đó lên cầu vượt nhập dòng vào hướng tuyến TẾ TIÊU – HƯNG YÊN

 Đi TẾ TIÊU rẽ phải trực tiếp sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HƯNG YÊN– TẾ TIÊU

 Từ hướng HƯNG YÊN:

 Đi HÀ NỘI chạy thẳng qua cầu vượt rẽ phải trực tiếp sau nhập vào dòng PHỦ LÝ – HÀ NỘI

 Đi TẾ TIÊU chạy thẳng lên cầu vượt

 Đi PHỦ LÝ chạy thẳng lên cầu vượt, rẽ trái gián tiếp,sau đó nhập dòng vào hướng tuyến HÀ NỘI – PHỦ LÝ

 Từ hướng PHỦ LÝ:

 Đi HÀ NỘI chạy thẳng, chui dưới cầu vượt

 Đi TẾ TIÊU rẽ trái tại vị trí đèn tín hiệu sau đó nhập vào dòng HƯNG YÊN - TẾ TIÊU

 Đi HƯNG YÊN rẽ trái tại vị trí đèn tín hiệu sau đó lên cầu vượt và nhập vào dòng HƯNG YÊN – TẾ TIÊU

Tổ chức giao thông phương án B

III SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN:

Tổ chức giao thông

Giải quyết triệt để các điểm giao cắt, nhưng hành trình rẽ trái bịkéo dài và phải bố trí cho xe quay đầu ở phía Yên Lệnh

Các hướng Tế Tiêu – Hà Nội ; Phủ Lý – Tế Tiêu hành trình còn dài không hiệu quả về mặt vận tải

Giải quyết triệt để giao cắt giữa đường sắt và đường bộ

Vận tốc lưu thông trong nút >

PA 2

Vẫn tồn tại một số điểm giao cắt và điểm xung đột

Hành trình di chuyển trong nút còn dài,khó nhận biết hướng đi

Giải quyết triệt để giao cắt giữa đường sắt và đường bộ Vận tốc lưu thông trong nút

Ít chiếm dụng mặt bằng,công tác giải phóng mặt bằng chủ yếu phục vụ cho việc nâng cấp, mở rộng

Xây dựng ( dự kiến

khối lượng)

Xây dựng 1050m cầu/ bề rộng mặt cầu 7m

Xây dựng 23 trụ cầu, 5 mố cầu,

210 cọc khoan nhồi

Vẫn có thể lưu thông qua nút khi tiến hành xây dựng nút

Xây dựng 430 m cầu / bề rộng mặt cầu 7m

Xây dựng 8 trụ cầu,2 mố cầu, 68 cọc khoan nhồi

Không thể tổ chức giao thông khi xây dựng nút

Tính mỹ quan

Thể hiện sự hài hòa với cảnh quan xung quanh, tạo cảm giác thoáng khi lưu thông vào nút

Tạo cảm giác thông thoáng trong nút giao, bố trí nút giao tương đối đơn giản

Mức độ êm thuận , và đơn giản khi chạy xe trong nút.

Mức độ an toàn khi chuyển tiếp từ các làn xe vào các nhánh rẽ khác nhau

Công tác đảm bảo giao thông tại vị trí giao cắt

Tính tối ưu trong

thiết kế và công

nghệ thi công.

Đặc thù của công trình nút giao thông là thời gian thi công rút ngắn được càng nhiều càng tốt, việc thi công ảnh hưởng tới giao thông qua nút càng ít càng tốt

Đặc thù của công trình nút giao thông là thời gian thi công rút ngắn được càng nhiều càng tốt, việc thi công ảnh hưởng tới giao thông qua nút càng ít càng tốt

Kiến nghị : Dựa vào những so sánh trên, và dựa vào tiêu chí chính lựa chọn phương

án là giá thành và giải quyết được giao cắt với đường sắt mà không giải phóng mặt bằng

của nhà ga.Kiến nghị lựa chọn phương án 1 là phương án thiết kế.

CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ HÌNH HỌC NÚT GIAO THÔNG

ĐỒNG VĂN

I LỰA CHỌN TỐC ĐỘ TÍNH TOÁN TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG.

 Nút giao: Trong phạm vi nút giao các nhánh được thiết kế theo cấp tốc độ Vtk=40 Km/h

 Đường đường quốc lộ 1A được thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị, đường phố

cấp II, Vtk= 80km/h

 Đường quốc lộ 38 kéo dài thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị, đuờng đồng

bằng cấp III, Vtk =60 Km/h

II XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN VÀ LỰA CHỌN BÁN KÍNH TRÊN ĐƯỜNG

NHÁNH.(trang 57 giáo trình tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông

khác mức của GS-TS Nguyễn Xuân Vinh.)

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)

l2

l1

l0 S

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

Khoảng cách tầm nhìn tính toán trên bình đồ của các đường nhánh có một làn xe

trong phạm vi nút giao thông được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng

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

xe, l1= v.tfv: tốc độ xe chạy trên đường nhánh

tf: thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf= 0,8s

l0: cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật, l0= 5m

Từ đây công thức được viết lại:

Bán kính đường cong lõm được xác định theo điều kiện tầm nhìn vào ban đêm vì ban đêm pha đèn ô tô chiếu sang trên đường cong lõm với chiều dài nhỏ nên xe chạy nguy hiểm hơn so với đi trên đường thẳng

Tính bán kính đường cong đứng lõm theo công thức:

 Đối với đường nhánh rẽ phải được chọn là id= 3%.

IV LỰA CHỌN MẶT CẮT NGANG VÀ BỀ RỘNG CỦA ĐƯỜNG CHÍNH, ĐƯỜNG PHỤ.

Tuyến đường trên quốc lộ 1A (Hà Nội – Phủ lý) trong phạm vi nút giao có quy mô mặt cắt ngang: Theo bảng 10 TCXDVN 104-2007 qui định số làn xe và bề rộng 1 làn xe

So sánh kết quả tính toán với qui trình ta chọn số làn xe của tuyến QL1A (ứng với vận tốc thiết kế là 80 Km/h.)

Tuyến đường quốc lộ 38 kéo dài (Từ Hưng Yên đi Tế Tiêu) trong phạm vi nút giao

có quy mô mặt cắt ngang (ứng với vận tốc thiết kế là 60 Km/h)

V TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC NÚT GIAO ĐỒNG VĂN.

 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ.

- Tiêu chuẩn thiết kế đường đô thị TCXDVN 104:2007

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 4054 – 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, TS Nguyễn Văn Hùng.[1]

- Nút Giao Thông - GS.TS Nguyễn Xuân Vinh [2]

Bài giảng Kết cấu cầu vượt trong nút giao thông đô thị - GS.TS Nguyễn Viết Trung [3]

Chiều rộng tối thiểu 1 làn xe Bảng 10/20 m 3,5

Độ dốc siêu cao tối đa Bảng 22/36 % 6Chiều dài tối thiểu đoạn nối siêu cao Bảng 22/36 m 35

 NỘI DUNG TÍNH TOÁN.

(Theogiáo trình tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác mức của

GS-TS Nguyễn Xuân Vinh.)

1 Thiết lập và tính toán cho đường nhánh rẽ trái gián tiếp HƯNG YÊN-PHỦ LÝ (tại góc α = 80 0 )

Số liệu thiết kế.

 Góc giao nhau của hai đường tại ngã tư là : 800

 Tốc độ thiết kế:

 Nhánh rẽ trái:

 Tốc độ xe chạy ở đầu đường rẽ: Vo= 50km/h v o= 13.9 m/s

 Tốc độ xe chạy ở đường cong :VR= 40km/h v R= 11.1 m/s

 Độ dốc dọc của các đường trong phạm vi thiết kế của nút i1= i2= 1%

 Mặt đường bê tông nhựa có:

 Độ nghiêng siêu cao isc= 4%

 Độ nâng siêu cao insc= 0.5%

 Hệ số lực ngang lựa chọn µ=0.17 ứng với tốc độ thiết kế 40km/h ở đường cong tròn

 Gia tốc xe chạy trên đường cong chuyển tiếp a = 0.43 m/s2

 Khoảng cách yk1= 3.6 m

- Đường nhánh rẽ trái gián tiếp được thiết kế bao gồm đường đường cong hãm cho phép thay đổi tốc độ kết hợp với đường cong tròn chêm ở giữa

Chiều dài đường cong hãm L tính theo công thức:

sc n nsc

1

230.006

sc n nsc

Điều kiện được thỏa mãn vì L = 80 m = = 57+ 23 = 80 m

Tính góc ngoặt φ theo công thức:

Bán kính đường cong tròn R trên bình đồ đường nhánh rẽ trái được tính theo công thức:

Để thiết kế trắc dọc, trước tiên xác định bán kính đường cong lồi R1và đường cong lõm R2theo các điều kiện về tầm nhìn một chiều về ban đêm (đối với đường cong đứng lồi), và tầm nhìn về ban đêm (đối với đường cong đứng lõm)

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)

l2

l1

l0 S

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

Khoảng cách tầm nhìn tính toán trên bình đồ của các đường nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng

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

xe, l1= v.tf

v: tốc độ xe chạy trên đường nhánh, v = 13,9 m/s

tf: thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf= 0,8s

l0: cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật, l0= 5m

Từ đây công thức được viết lại:

2 1

i  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

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

1 1

Bán kính đường cong lõm được xác định theo điều kiện tầm nhìn vào ban đêm vì ban đêm pha đèn ô tô chiếu sang trên đường cong lõm với chiều dài nhỏ nên xe chạy nguy hiểm hơn so với đi trên đường thẳng

Tính bán kính đường cong đứng lõm theo công thức:

ΔL = 279.9 – 218.75 = 61.15 m

Cho nên, mặc dầu thỏa mãn điều kiện L'h  L'v ta vẫn có khả năng tăng chiều dài

nhánh rẽ trái trên trắc dọc bằng cách tăng bán kính các đường cong đứng lồi R1và lõm R2

và giảm độ dốc dọc lớn nhất imaxđể kéo dài thêm trắc dọc của đường nhánh

Và chênh lệch giữa 2 chiều dài là không lớn ΔL = 279.9 – 272 = 7.9 m

Kiểm tra bán kính đường cong lồi và đường lõm:

- Độ dốc ngang trên các đoạn thẳng in= 2%

- Độ nghiêng siêu cao isc= 4%

- Độ nâng siêu cao ibnsc= 0.5%

- Độ tăng gia tốc ly tâm I = 0.35m/s3Trước hết, xác định chiều dài đường cong rẽ phải bao gồm đường cong tròn cơ bản chêm giữa hai đường cong chuyển tiếp theo các bước sau:

+ Trước hết xác định chiều dài AE từ hình vẽ ta có:

AE = AO + R + KE

80 sin( ) sin( )

m

Lựa chọn các kích thước nền đắp của hai đường nhánh theo hình:

(Bảng 3.1/89 giáo trình Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông)

Ta thiết lập đường cong rẽ phải bao gồm đường cong nối hai đầu bởi hai đường cong chuyển tiếp Clothoid cho phép xe chạy với tốc độ không đổi V = 60km/h = 16.67 m/s (tốc độ thiết kế được chọn theo cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô)

Vận tốc xe vào nhánh rẽ phải v0 = 16.67 m/s

Độ dốc dọc khi vào đường cong i1 = 4%

Độ dốc dọc khi ra khỏi đường cong i2 = 3%

Bề rộng phần xe chạy của nhánh rẽ phải b = 7 m

Bề rộng làn xe chạy ngoài cùng của nhánh rẽ phải b1 = 3.5 m

Hệ số lực ngang lựa chọn µ=0,15 ứng với vận tốc 60km/h

Khoảng cách từ trục làn xe ngoài cùng của làn chính đến đầu đường cong chuyển tiếp hay tới điểm cuối của đoạn cong nối vào nhánh rẽ

yk1= 3.6 m Xác định bán kính R theo công thức:

149.1

o sc

Chọn L = 90 m Góc tiếp tuyến β được xác định theo công thức:

Điều kiện trên không thỏa mãn vì: L = 90m  l + l1 = 66.31 + 28 = 94.31 m

Để thỏa mãn điều kiện, ta có thể tăng chiều dài hãm (bằng cách giảm gia tốc a) hoặc giảm chiều dài đoạn nâng siêu cao l1(bằng cách tăng độ nâng siêu cao insc) Ở đây chọn giải pháp tăng độ nâng siêu cao lên insc= 0.6%

1

23.330.006

sc n nsc

Điều kiện được thỏa mãn vì L = 90 m  = 66.31+ 23.33 = 89.64 m

Xác định tọa độ điểm cuối của đường cong chuyển tiếp Clothoid xk1và yk1theo công thức:

+ Để xác định chiều dài đường tang THta tính:

- Đường tang của đường tròn cơ bản:

0

AE = AO + R + KE = 95.5 + 150 + 13= 258.5m

0

258.5 216.980

EM = EN – TH+ 2L + K0

= 216.9 – 114.78 + 290 + 40.9 = 323.02 mNếu đường nhánh rẽ phải được thiết kế đối xứng (đầu vào cũng giống đầu ra) thì chiều dài đoạn cong đường nhánh rẽ phải trên bình đồ bằng:

 Tốc độ xe chạy ở đầu đường rẽ: Vo= 50km/h v o= 13.9 m/s

 Tốc độ xe chạy ở đường cong :VR= 40km/h v R= 11.1 m/s

 Độ dốc dọc của các đường trong phạm vi thiết kế của nút i1= i2= 1%

 Mặt đường bê tông nhựa có:

 Độ nghiêng siêu cao isc= 4%

 Độ nâng siêu cao insc= 0.5%

 Hệ số lực ngang lựa chọn µ=0.17 ứng với tốc độ 40km/h

 Gia tốc xe chạy trên đường cong chuyển tiếp a = 0.43 m/s2

 Khoảng cách yk1= 3.6 m

Đường nhánh rẽ trái tại góc giao α’ này cũng được thiết kế tương tự như nhánh rẽ trái tại góc giao α bao gồm đường cong hãm cho phép thay đổi tốc độ kết hợp với đường cong tròn chêm ở giữa

230.006

sc n nsc

Điều kiện được thỏa mãn vì L = 80 m = = 57+ 23 = 80 m

Tính góc ngoặt φ theo công thức:

Và chiều dài tối thiểu của đường nhánh rẽ trái trên bình đồ được tính theo công thức:

Để thiết kế trắc dọc, trước tiên xác định bán kính đường cong lồi R1và đường cong lõm R2theo các điều kiện về tầm nhìn một chiều về ban đêm (đối với đường cong đứng lồi), và tầm nhìn về ban đêm (đối với đường cong đứng lõm)

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)

l2

l1

l0 S

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

Khoảng cách tầm nhìn tính toán trên bình đồ của các đường nhánh có một làn xetrong phạm vi nút giao thông được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn một chiều) Và được tính theo công thức:

S1= 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 xe chạy trên đường nhánh, v = 13,9 m/s

tf: thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf= 0,8s

l0: cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật, l0= 5m

Từ đây công thức được viết lại:

2 1

i  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

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

1 1

Tính bán kính đường cong đứng lõm theo công thức:

Cho nên, mặc dầu thỏa mãn điều kiện L'h  L'v ta vẫn có khả năng tăng chiều dài

nhánh rẽ trái trên trắc dọc bằng cách tăng bán kính các đường cong đứng lồi R1và lõm R2

và giảm độ dốc dọc lớn nhất imaxđể kéo dài thêm trắc dọc của đường nhánh

Từ nhận xét trên sẽ chọn lại các trị số R1, R2, imaxtheo phương án sau:

Và chênh lệch giữa 2 chiều dài là không lớn ΔL = 301.9– 301.33 = 0.6 m

Kiểm tra bán kính đường cong lồi và đường lõm:

- Độ dốc ngang trên các đoạn thẳng in= 2%

- Độ nghiêng siêu cao isc= 4%

- Độ nâng siêu cao ibnsc= 0.5%

- Độ tăng gia tốc ly tâm I = 0.35m/s3Trước hết, xác định chiều dài đường cong rẽ phải bao gồm đường cong tròn cơ bản chêm giữa hai đường cong chuyển tiếp theo các bước sau:

+ Trước hết xác định chiều dài AE từ hình vẽ ta có:

m

Lựa chọn các kích thước nền đắp của hai đường nhánh theo hình:

(Bảng 3.1/89 giáo trình Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông)