du an xay dung thong phan i

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

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

PHẦN I: 7

THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ 7

TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU CONG TRONG CÁC NÚT GIAO LẬP THỂ 8

CẤU TẠO NÚT GIAO KHÁC MỨC TRÊN CÁC ĐÔ THỊ VÀ TUYẾN GIAO THÔNG.8 Nút giao ba nhánh ( ngã ba ) 8

Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ) 12

Nút giao nhiều nhánh: 14

YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KẾT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ 15

CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ 15

Công nghệ thi công cầu cong 16

Mặt cắt kết cấu dầm bản 16

Dầm bản đặc 16

Dầm bản rỗng 17

Chiều cao dầm bản 19

GIỚI THIỆU CHUNG NÚT GIAO VĨNH TUY 21

HỆ THỐNG QUY PHẠM ÁP DỤNG 21

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG VĨNH TUY 21

Đặc điểm nút giao Vĩnh Tuy 21

Hiện trạng giao thông tại vị trí xây dựng nút 21

THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO VĨNH TUY 23

QUY MÔ VÀ TỐC ĐỘ THIẾT KẾ 23

TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.( TRÍCH TỪ TCXDVN 104-2007) 23

NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 23

CÁC PHƯƠNG ÁN NÚT GIAO 24

Phương án 1: Dạng nút hoa thị chưa hoàn chỉnh 24

Phương án 2: Nút giao vòng xuyến khác mức 25

Đánh giá phương án 26

Kiến nghị : 27

THIẾT KẾ NÚT GIAO VÒNG XUYẾN 28

LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO 28

LỰA CHỌN TỐC ĐỘ TÍNH TOÁN TRÊN CÁC CẦU NHÁNH VÀ VÒNG XUYẾN 28

XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN CẦU NHÁNH CÓ MỘT LÀN XE TRONG PHẠM VI NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC 29

Tính toán tầm nhìn trên bình đồ 29

I.1.2 - Xác định tầm nhìn trên trắc dọc 31

I.1.3 - Xác định bán kính đường cong đứng của các cầu nhánh 31

Thiết kế mặt bằng nút giao 33

PHẦN II: 48

THIẾT KẾ CẦU DẦM BẢN CONG 48

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 49

I.2 - CẤU TẠO KẾT CẤU 49

I.2.1 - Mặt cắt ngang 49

I.2.2 - Bố trí cốt thép thường 51

I.2.3 - Bố trí cốt thép cường độ cao 53

I.2.4 - Phân đoạn đổ bê tông 55

I.3 - TÍNH TOÁN NỘI LỰC 55

I.3.1 - Mô hình tính toán kết cấu 55

I.3.2 - Tải trọng tác dụng 58

I.4 - KIÓM TO¸N MÆT C¾T 65

I.4.1 - Các chỉ tiêu vật liệu 65

I.4.2 - Tính nội lực và ứng suất 66

I.4.3 - Tính khả năng chịu lực cực hạn của kết cấu 67

CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN NỘI LỰC 72

II.1 - GIỚI THIỆU CHUNG 72

II.2 - S« LIÖU VΜ KÕT QU¶ TÝNH TO¸N 75

II.2.1 - Vật liệu 75

II.2.2 - Tải trọng 76

II.2.3 - Kết quả tính toán 78

CHƯƠNG III:KIỂM TOÁN DẦM 99

III.1 - NHỊP BIÊN 99

III.1.1 - Số liệu 99

III.1.2 - Nội lực kiểm tra 100

III.1.3 - Kiểm toán 105

III.2 - NHỊP TRONG 119

III.2.1 - Nội lực kiểm tra 119

III.2.2 - Kiểm toán 124

III.3 - TÍNH TOÁN CÁNH HẪNG 139

III.3.1 - Xác định chiều rộng dải bản tương đương 139

III.3.2 - Tính toán nội lực cánh hẫng của dầm bản 140

KÕT LUËN 173

Khả năng ứng dụng và hiệu quả 173

Các thông số kết cấu cơ bản 173

Phương pháp tính toán 173

Công nghệ xây dựng 174

TΜI LIÖU THAM KH¶O 175

LỜI NÓI ĐẦU

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

Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -TrườngĐHGTVT, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của cácthầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nóiriêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sưtương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểukiến thức tại trường , đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gianqua 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 trựctiếp của :

+ Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Trần Thu Hằng.

+ Giáo viên đọc duyệt : - Th.s Nguyễn Đức Vương.

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 côtrong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và vững vàng vềtrình độ chuyên môn khi công tác thực tế

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 05 năm 2008.

Sinh viên

Ngô Chung Thông

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

PHẦN I:

THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ

TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU CONG

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

Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính vàđường phụ Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụkhi lưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ

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

Nút giao ba nhánh ( ngã ba ).

Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm:

• 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 tưnhưng chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba

Hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp

Hình I.2 biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y

• Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên

đường cao tố khi lưu lượng xe > 1500 xe/h Hình dáng nút giao có dạngkèn trompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải phápthông dụng nên dùng, nút giao trompete thẻ hiện trên hình hình I.3

Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete)

• Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình I.4 thể hiện nút giao rẽ trái và

rẽ phải hình quả lê Loại này các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặtbằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp

Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê

• 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 nàydùng thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao Nút giao này đẹpnhưng chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt

Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác.

Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ).

• Nút giao hình hoa thị:

Hình I.6 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản, có các chỉ tiêukinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc Nút giao hình hoa thị thườngđược thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h Dạng nút giao này được biến tấuthành niều dạng nút giao có các nhánh rẽ khác nhau như: Như nhánh rẽ hình nơ tròn,hình nơ vuốt dài, hình nơ bóp bẹp, nhánh rẽ trực tiếp vuông góc , nhánh rẽ vận dụng

Hình I.6: Nút giao hình hoa thị

• Nút giao nhánh rẽ trực tiếp:

Trên hình I.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trựctiếp, không xung đột Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường caotốc nhiều là xe

Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp

• Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ

dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế Nhưng nútgiao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô thị

Hình I.8: Nút giao hình cối xay gió

• 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 lưuthông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao và bán kính nhỏ

Hình I.9: Nút giao hình thoi

Nút giao nhiều nhánh:

Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điểmgiao là hội tụ nhiêù tuyến Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưutiên vượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác Cácnhánh phụ sẽ phân, nhập luồng ở độ cao khác tuyến chính Cầu vượt có thể là cầuchính vượt qua các nhánh và đảo tròn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạnghình xuyến đi trên cao để các làn xe giao lưu với nhau Cầu cong chỉ thiết kế khi cáctuyến phụ đi bên trên thể hiện trong hình 1.9a

Hình 1.9a: Nút giao nhiều nhánh

Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giaonhiều tầng Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường congchuyển tiếp

YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KẾT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ.

Nút giao lập thể thông thường được xây dựng trong các khu đô thị và vượt quacác đường lớn như xa lộ, đường cao tốc hoặc đường cấp quốc gia, công trình sẽ nằmtrong quần thể kiến trúc nổi bật Ngoài yêu cầu về giao thông, quy hoạch đòi hỏi côngtrình có tính thẩm mỹ cao Cấu trúc công trình phải hài hoà với kiến trúc tổng thể vàcảnh quan xung quanh

Do yêu cầu về kiến trúc cũng như hạn chế chiều cao xây dựng dầm cầu nênchọn với tỷ lệ chiều cao và chiều dài nhịp nhỏ, phát huy tối đa khả năng của vật liệu

để đưa vào công trình cầu có chiều dài nhịp lớn Các đường biên kết cấu cần nối vớinhau êm thuận, tốt nhất vẫn là nối tiếp tuyến Kích thước cần thanh mảnh tỷ lệ kiếntrúc hợp lý

Kết cấu mố trụ cầu có thể là cột hình tròn, hình ôvan hoặc hình vuông có xà mũthẳng hoặc cánh hẫng, kết cấu cần thanh mảnh tạo dáng kiến trúc đẹp, nếu có thể nênthiết kế lẩn xà mũ trong kết cấu nhịp

Trong phạm vi nút giao cần phải thiết kế cây xanh, vườn hoa và các trang trícây cảnh để tạo ra quang cảnh đẹp, hài hoà

CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ.

Trong nút giao khi các tuyến vượt là đường cong thì cầu cũng được thiết kếcong, các yếu tố đường cong trên cầu sẽ được cân nhắc và theo yếu tố đường congcủa đường

Câu vượt được thiết kế thẳng góc hoặc chéo phụ thuộc vào hướng tuyến đi bêndưới Góc chéo nên hạn chế < 45o

Công nghệ thi công cầu cong

Cầu cong bằng nhiều nhịp dầm thẳng nối tiếp được thi công bằng phương pháplao kéo dọc, hoặc bằng cẩu như các dầm giản đơn thông thường, bản mặt cầu được đổ

bê tông tại chỗ Đôi khi các dầm cũng được đổ tại chỗ trên đà giáo

Cầu dầm bản cong ƯST nhiều nhịp liên tục thường được thi công đổ tại chỗtrên đà giáo cố định hoặc di động Công nghệ thi công loại dầm này được trình bàychi tiết hơn trong phần công nghệ thi công dầm bản cong

Dầm bản đặc

Khi xây dựng công trình nhỏ hoặc hạn chế chiều cao xây dựng dầm được thiết

kế bằng tiết diện đặc Tiết diện hình chữ nhật như hình 1I.10a Mặt cắt dạng nàythường thiết kế cho các loại dầm giản đơn bê tông cốt thép thường hay bê tông thépứng suất trước căng trước và rất thông dụng cho các cầu có nhịp ngắn Tiết diện cóhai đáy không bằng nhau như hình I.10b, I.10c thường được thiết kế cho các cầu nhịpliên tục bê tông dự ứng lực có nhịp lớn hơn 25m

Nhược điểm của dầm bản đặc là chưa sử dụng tối đa khả năng của vật liệu vàtĩnh tải của dầm lớn.

Dầm bản rỗng

Khi thiết kế các nịp lớn để giảm trọng lượng tĩnh tải cũng như tiết kiệm vật liệudầm được thiết kế bằng tiết diện rỗng như hình I.11a, I 11b, I 11c

Nhược điểm của dầm bản rỗng là khó bố trí cốt thép dự ứng lực tại các mặt cắtkết cấu có nhánh cong giao vào nhau.

Chiều cao dầm bản

Trong các nút giao khác mức, chiều cao dầm thường được dùng với trị số nhỏnhất để làm giảm chiều cao xây dựng đồng thời giảm chiều dài cầu và dốc củađường lên cầu

Một số thông số giữa chiều cao và chiều dài nhịp như sau:

TT Chiều dài nhịp (m) cao bản Chiều

4 15 65 1/23 BTCT/BTƯST Đường L-HL, ĐườngHCM, QL1,QL18

5 18 75 1/24 BTƯST Đường Láng-Hoà lạc,Đường HCM, QL18H

B

7 22 100 1/22 BTƯST QL18, QL6, ĐườngHCM

8 24 100 1/24 Bản rỗng BTƯST- Liên tục Nút Ngã tư Mai Dịch

9 30 120 1/25 Bản rỗng BTƯST- Liên tục Nút Ngã tư Vọng

10 35 145 1/24 Bản rỗng BTƯST- Liên tục Nút Cái lân, Nút Vọng

GIỚI THIỆU CHUNG NÚT GIAO VĨNH TUY

HỆ THỐNG QUY PHẠM ÁP DỤNG.

- Tiêu chuẩn đường Đô thị TCXDVN 104-2007

- Tiêu chuẩn cầu đường bộ 22TCN 272-05

- Tài liệu tham khảo:

• Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác mức

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG VĨNH TUY.

Dự án cầu Vĩnh Tuy thuộc tuyến đường vành đai hai, có điểm đầu cách ngã 3Minh Khai 275m, vượt qua đê Hữu Hồng đi vào địa phận cảng Hà Nội, vượt quadòng chủ sông Hồng, đi qua bãi sông tại địa bàn phường Long Biên, vượt qua đê TảHồng đi vào địa phận Thạch Bàn, vượt qua Quốc Lộ 5 và kết thúc gần khu đô thị mớiSài Đồng

Đây là một dự án giao thông trọng điểm để nối liền các khu vực hai bên sôngHồng, phục vụ các yêu cầu phát triển không gian thành phố Hà Nội về phía bắc Saukhi hoàn thành, dự án sẽ góp phần phục vụ giao thông nội đô cũng như giao thônggiữa hai bên sông Hồng, giúp giảm bớt lưu lượng giao thông qua cầu Chương Dương

và cầu Long Biên, đồng thời thúc đẩy tiến trình phát triển đô thị của quận Long Biên

Đặc điểm nút giao Vĩnh Tuy.

Nút giao giữa đường dẫn cầu Vĩnh Tuy với QL5 thuộc địa bàn quận LongBiên

QL5 hiện tại là trục đường quan trọng nối liền Hà Nội với Hải Phòng Theo quyhoạch tại vị trí nút giao trục đường này có tổng bề rộng B=50m với quy mô 8 làn xe.Đây là vị trí nút giao phức tạp, mặt bằng bị hạn chế, bên phải QL5 là tuyến đường sắtquốc gia, bên trái QL5 là khu dân cư rất đông đúc, đặc biệt có thêm khu tái định cưQL5 và khu đô thị mới Sài Đồng

Hiện trạng giao thông tại vị trí xây dựng nút.

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

và trộn dòng Tương quan vị thế các xe trong các chuyển động tạo thành các xungđột.

Các xung đột trong nút Vĩnh Tuy 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 điểmtách

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

Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thểchấp nhận được Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sống chung với các xungđột 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 đểphân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao có lợi Tức là phải cóbiện pháp phân định không gian

Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thờigian thành các pha Mỗi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phépthông qua Như vậy số xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhậnđược

Tuy nhiên với nút giao Vĩnh Tuy, khi mà các đường giao là QL5, đường sắtquốc gia và tuyến đường quan trọng vành đai 2 của thành phố Hà Nội thì sự giao cắt

và thời gian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh tế xã hội của dự án đạtđược là không cao

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

THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO VĨNH TUY

QUY MÔ VÀ TỐC ĐỘ THIẾT KẾ.

Tuyến chính được thiết kế theo cấp đường trong thành phố là đường cấp I, tốc

độ thiết kế tuyến chính là 60km/h

Khi đó tốc độ xe chạy trên đường nhánh được lựa chọn ở mức trung bình là40km/h( Tham khảo bảng 2.1 sách tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giaothông khác mức.)

TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.( TRÍCH TỪ TCXDVN 104-2007)

Bảng 1: Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nút giao

• Phù hợp với quy trình, quy phạm hiện hành; dảm bảo xe chạy an toàn

• Phương án thiết kế phải đáp ứng tốt yêu cầu kinh tế - kỹ thuật

• Hạn chế chiệm dụng mặt bằng; phù hợp với quy hoạch

• Tổ chức giao thông rõ ràng, đảm bảo cho lái xe dễ nhận biết hướng đi đúngtheo nhu cầu của mình

• Công trình có kiến trúc đẹp, phù hợp với cảnh quan, phối hợp tốt với cáccông trình xung quanh, có khả năng phân kỳ xây dựng.

• Các kết cấu phải thanh mảnh, đẹp và dễ thi công trong điều kiện đô thị đểđảm bảo giao thông thuận lợi và an toàn

• Giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh cả trong giai đoạn thicông và giai đoạn khai thác

CÁC PHƯƠNG ÁN NÚT GIAO.

Phương án 1: Dạng nút hoa thị chưa hoàn chỉnh.

Nút giao gồm có các thành phần sau :

• Cầu vượt quốc lộ 5

• Các đường nhánh trong nút : 2A; 2B; 2C; 2D; 2E; 2F

Tổ chức giao thông trong nút :

• Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui

- Cầu Chui đi Hải Phòng: đi trên QL5

- Cầu Chui đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh rẽ phải 2B về Vĩnh Tuy

• Tổ chức giao thông tại phía Hải Phòng

- Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5

2F

§S hµ néi

- h¶i phßng

- Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải 2E vềkhu đô thị Sài Đồng

- Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh 2D lên cầu vượt vềVĩnh Tuy

• Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy

- Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi thẳng cầu vượt về khu đô thịSài Đồng

- Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2A về HảiPhòng

- Vĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2C về cầu Chui

• Tổ chức giao thông tại phía khu đô thị Sài Đồng :

- khu đô thị Sài Đồng đi Vĩnh Tuy : đi theo cầu vượt quốc lộ 5 vềVĩnh Tuy

- khu đô thị Sài Đồng đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2F vềcầu Chui

Phương án 2: Nút giao vòng xuyến khác mức.

Biện pháp tổ chức giao thông tại nút

• Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui

- Cầu Chui đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh rẽ phải về Vĩnh Tuy

- Cầu Chui đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn

về khu đô thị Sài Đồng

• Tổ chức giao thông tại phía Hải Phòng

- Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5

- Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải vềkhu đô thị Sài Đồng

- Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về VĩnhTuy

• Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy

- Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn

về khu đô thị Sài Đồng

- Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải về Hải Phòng

- Vĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về cầu Chui

• Tổ chức giao thông tại phía khu đô thị Sài Đồng

- khu đô thị Sài Đồng đi Vĩnh Tuy : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn

- Giao thông được tổ chức tương đối mạch lạc, dễ nhận biết hướng

đi, hành trình các tuyến thuận lợi, không bị kéo dài

- Phương án giải quyết được triệt để các giao cắt trên mặt bằng,không có giao cắt giữa các dòng xe, các phương tiện đều đi trêncác tuyến riêng biệt

• Nhược điểm :

- Mặt bằng nút rộng, chiếm nhiều diện tích

- Hướng đi từ cầu Chui về Sài Đông, từ Vĩnh Tuy về cầu Chui vẫnchưa giải quyết được (phương tiện phải quay đầu xe )

Qua việc nhận xét ưu nhược điểm của các phương án nút giao đã nêu ở trên, ta

có thể thấy phương án 2 đưa ra là khả thi hơn cả Do đã giải quyết tôt đươc tât cả cácgiao cắt trên mặt băng và tổ trức tốt các luồng giao thông lưu hành trên nút Vậy kiếnnghị chọn phương án 2 thi công

THIẾT KẾ NÚT GIAO VÒNG XUYẾN

LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO.

Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến

• Tốc độ tính toán trong vòng xuyến: vd = 40km/h = 11.11m/s

• Góc giao của 2 đường ôtô: α =780.

• Độ dốc dọc trên vòng xuyến: id = 0 %

• Độ nghiêng siêu cao trên vòng xuyến: isc = 0%

• Hệ số lực ngang lựa chọn: µ =0.17.

Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh.

• Tốc độ tính toán trong cầu nhánh: vd = 40km/h = 11.11m/s

• Thứ nhất là tốc độ xe rẽ lớn thì đòi hỏi phải thiết kế cầu rẽ có chiềudài 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 cầu nhánh quá cao do thôngthường cầu nhánh rẽ chỉ có một làn xe dành cho đi chung cả xe con và

xe bus 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 mônkhuyên nên dung tiêu chuẩn ứng với điều kiện tối thiểu, nghĩa là tốc độ tính toán củacác cầu nhánh trong các nút giao khác mức ở thành phố chỉ nên chọn V=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 củanước ta: Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế mang ký hiệu 104 – 2007 với vận tốc trênđường chính 60km/h ,vận tốc thiết kế trên cầu nhánh đều được chọn là 40km/h

Tại vòng xuyến các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến nên các phương tiệnkhông thể đi với tốc độ cao được, vì vậy tốc độ thiết kế cho vòng xuyến được chọn là30km/h

XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN CẦU NHÁNH CÓ MỘT LÀN XE TRONG PHẠM

VI NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC.

Tính toán tầm nhìn trên bình đồ.

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

l2

l1

l0 S

Sơ đồ tính toán tầm nhình cho đường nhánh có một làn xe

Được tính theo công thức:

S = l1+l2+l0

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 = 1,0s

2

l - Chiều dài hãm xe

)(

2

2 2

i f g

v K v

t l

±++

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

Từ đây, công thức được viết lại:

2

)(

2

.)

i f g

v K t

t v

±++

5)08,002,05,0(81,9.2

11.11.2)

2,00,1(11.11

+

=

Vậy S =47 m( )

11,11.2)

2,00,1(11,11

)(2

.)

(

2 0 2

m

l f g

v K t

t v

=

++

++

=

+++

+

=

ϕ

Vậy S =43 m( )

I.1.3 - Xác định bán kính đường cong đứng của các cầu nhánh.

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

2

=

Trong đó:

S - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh

h= 1,2 m chiều cao mắt người lái xe

Vậy bán kính đường cong đứng lồi là:

Rloi 770 m

2 , 1 2

Khi mong muốn thiết kế đường cong đứng thỏa mãn tiêu chuẩn và tiếp tuyếnvới đường đổ dốc 4% trên trắc dọc thì sơ đồ tính toán bán kính đường cong đứng nhưsau:

a a

Trong đó: tgα =i d =0.04⇒α =2.290 =2017'26"

Tính cho trường hợp chiều dài đường cong đứng tối thiểu: l = 35m

Công thức tính chiều dài đường cong chắn góc α là:

180

29.214.3

Kiến nghị chọn bán kính đường cong đứng lồi là: R = 1000 m

Đối với đường cong đứng lõm thì bán kính đường cong được tính với hai điềukiện:

- 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:

378( )

)2

5sin.407,0(2

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 vàtiếng ồn…

I.1.3.2 -

Giải pháp thiết kế

1 Phương pháp kết hợp vòng xuyến với các đường nhánh rẽ phải.

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

c

d A

Sau khi xem xét và phân tích 3 phương pháp kết hợp trên và dựa vào hiệntrạng của nút kiến nghị lựa chọn phương pháp đường nhánh rẽ phải nhập vào vòngxuyến một đoạn chung cd ( hình 3)

2 Tính toán và lựa chọn bán kính của vòng xuyến và cầu nhánh.

• Xác định bán kính vòng xuyến theo công thức:

R =

)(

2

sc

i g

v

+µ

2

sc

i g

v

+µ

11

11 2

=

Kiến nghị chọn bán kính vòng xuyến là: R = 60m

- Trắc dọc thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế.

- Cao độ thiết kế phù hợp với các cao độ khống chế

- Đảm bảo tĩnh không yêu cầu khi giao cắt với các tuyến giao thông khác

2 Xác định các cao độ khống chế trên trắc dọc.

Cao độ khống chế trắc dọc của nút được xác định như sau:

- Vòng xuyến vượt đường sắt và QL5 được khống chế bởi cao độ đường hiệntại, cao độ đường sắt,tĩnh không đường sắt và tĩnh không dưới cầu.

- Các cầu nhánh trong nút khống chế bởi cao độ đường hiện tại,cao độ vòngxuyến và tĩnh không đường sắt

3 Xác định độ dốc dọc

Độ dốc dọc trên cầu nhánh của nút giao 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 cầngiảm tốc độ Nhưng với các loại xe khác như xe buýt thì độ dốc dọc lớn xe càng phảigiảm 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 khảnăng chạy xe của các loại phương tiện có trong thành phần dòng xe

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 qui định độ dốc dọc tối đa (bảng 24) đốivới vận tốc thiết kế 40km/h là 7%

Như vậy kiến nghị chọn độ dốc dọc của các cầu nhánh trong nút là 4%

Bảng 4: Trắc dọc cầu

I.1.3.5 -

Thiết kế trắc ngang.

1 Nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang.

Bề rộng mặt cắt ngang đảm bảo bố trí đủ số làn xe theo yêu cầu theo đúng quyđịnh của quy trình

Mặt cắt ngang cần thoả mãn quy mô và yêu cầu kỹ thuật đối với cấp đườngthiết kế

Các yếu tố trên mặt cắt ngang được bố trí hài hoà, đảm bảo phù hợp với cáccông trình hai bên tuyến, thuận tiện cho việc bố trí các công trình phục vụ trên tuyến

và các khu đô thị

Mặt cắt ngang vừa đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật đồng thời cũng hạn chế tới mứcthấp nhất giá thành xây dựng

2 Xác định độ dốc ngang và siêu cao.

Tại nút giao thông có sự gặp gỡ và tiếp xúc của nhiều tuyến, nhiều đường congtheo chiều khác nhau, cấu tạo siêu cao sẽ tạo nên gờ lồi ở giữa phần xe chạy, xechuyển làn sẽ không êm thuận nhất là các xe có chiều dài lớn như xe buýt

Vì vậy tại vòng xuyến nơi có nhiều dòng xe nhập dòng và tách dòng kiến nghịkhông bố trí siêu cao

Trên các đường giao thông thông thường, có quy định siêu cao theo trị số bánkính đường cong nằm nhưng trong nút giao thông, tốc độ xe phân tán, hệ số lực ngangbiến đổi rất nhiều nên quy định này thường không chặt chẽ

Việc phối hợp các siêu cao, các mặt cắt ngang phải đảm bảo hai nguyên tắc:

• Đảm bảo êm thuận cho luồng xe chính

• Hạn chế các chỗ có độ dốc nhỏ hơn 0.5% để đảm bảo thoát nước tốt

Căn cứ theo tốc độ thiết kế và TCXDVN 104-2007, kiến nghị chọn độ dốc siêucao trong các cầu nhánh là isc = 3%

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 độ dốc ngang phần xe chạy cho mặtđường bê tông nhựa là 15-25%o (bảng 12), mà trên vòng xuyến không bố trí siêu caođồng thời các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến và tách dòng ra khỏi vòng xuyến từnhiều hướng khác nhau nên trên vòng xuyến kiến nghị bố trí dốc ngang hai mái với

r

r η

η o

1

a

b t

n m

h k

d

1

Đoạn trộn dòng NH phải thỏa mãn điều kiện NH > ltrộn dòng Chiều dài đoạntrộn dòng được tra theo bảng , phụ thuộc vào tốc độ tính toán và thời gian t=3s-4s Tính đoạn trộn dòng NH :

Xác định góc ở tâm của đường nhánh theo công thức:

+

=

→++

+

=

r HK R

r r

HK R

r Cosδ η δ arccos η

+

=

→++

+

=

r MN R

r r

MN R

η và η1là khoảng cách giữa các trục đường chính và trục của đường nhánh

605.380

' 0 0

×

Kiểm tra chiều dài MH đủ để trộn dòng theo điều kiện : MH ≥l tr

Ta có vận tốc trong các nhánh rẽ V=40 km\h=11.111m\s nhưng trong đoạn trôndòng ta chỉ tính với 70% vận tốc thiết kế trong nhánh (AASHTO)vậy trong đoạn trộndòng V=30km\h=8.333m\s

Ta có : ltr=(3 ÷ 4)V = (3 ÷ 4)8.333

ltr=25÷33 m