đồ ám đường ô tô ( gôm fie thuyêt minh và bản vẻ)

4.2 Hệ thống các công trình thoát nước: 4.2.1Rãnh đỉnh: Phải bố trí rảnh đỉnh để nước chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát nước, về sông suối hay chổ trũng cạnh đường, khôn

CHƯƠNG I: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰCI.Những vấn đề chung:

Giao thông là một ngành giữ vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vì đó là

“mạch máu” của đất nước Với vai trò quan trọng như vậy nhưng mang lưới giao thông ở nước ta hiện nay nhìn cung còn hạn chế

Phần lớn chúng ta đang xử dụng lại những tuyến đường cũ, mà những tuyến đườngn ày không thể đáp ứng được như cầu đi lại và vận chuyển hang hóa lớn như hiện nay Vì vậy trong thời gian vừa qua cũng như trong tương lai, ngành giao thông vận tải luôn được quan tâm từ Đảng và Nhà nước để phát triển mạng lưới giao thông rộng khắp, nhằm phục vụ chung cho sự nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, cũng như việc phát triển vùng kinh tế mơi phục vụ nhu cầu đi lại của nhân dân.Trong những năm gần đây với chính sách mở cửa, tạo điều kiện cho sự giao lưu kinh tế giữa nước ta mới các nước trên thế giới đã làm cho mạng lưới giao thông của nước ta lâm vào tình trạng quá tải, không đáp ứng được kịp nhu cầu lưu thông ngày càng cao của xã hội nên việc cải tạo, nângcấp, mở rộng các tuyến đường sẵn có và xây dựng mới các tuyến đường là điều cấp thiết Đó là tìnhhình giao thông ở các đô thị lớn, thành phố, còn khu vực nông thôn và các vùng kinh tế mới, mạng lưới giao thông còn mỏng, chưa phát triển đều khắp, chính điều này đã làm cho sự phát triển kinh tếvăn hóa giữa các vùng là khác nhau rõ rệt

Hiện nay khi đất nước đã trở thành thành viên của tổ chức thương mại thế giới thì việc thu hút các nhà đầu tư nước ngoài ngày càng nhiều Chính điều này đã làm cho tình hình giao thông vốn ách tắc ngày vàng trở nên nghiêm trọng hơn

Dự án thiết kế mới tuyến đường A-C, đây là tuyến đường có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung, dự án nhằm khai thác triệt để tiềm năng phát triển của khu vực và vùng lân cận Tuyến đường được xây dựng trên cơ sở đòi hỏi và yêu cầu của sự phát triển kinh tế xạ hội và giao lưu kinh tế văn hóa giữa các vùng dân cư mà tuyến đi qua Sau khi tuyến được xây dựng sẽ thúc đẩy nền kinh tế quốc dân, củng cố và đảm bảo an ninh quốc phòng Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu phục vụ đi lại của người dân và vận chuyển hàng hóa dễ dàng mà còn nâng cao tình hình dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến

sự phối hợp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình đầu tư xây dựng tuyến đường.Tóm lại, cơ sở hạ tầng của nước ta chưa thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Do vậy ngay bây giờ việc phát triển mang lưới giao thông vận tải trong cả nước là điều hết sức quan trọng

và cấp bách

Tình hình chung của tuyến đường:

Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư:

- Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giai đoạn từ năm 2017 đến năm 2032

- Kết quả về mật độ xe cho tuyến A – C năm hiện tại (2032) đạt :

Nt = 1005 xe/ngày đêm.

- Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường

- Căn cứ vào các quy trình, Quy phạm thiết kế giao thông hiện hành

- Căn cứ vào các yêu cầu do Giáo viên hướng dẫn giao cho

II.Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện:

a Quá trình nghiên cứu

Khảo sát Thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : Bình đồ tuyến đi qua đã được cho và Lưu lượng xe thiết kế cho trước

b Tổ chức thực hiện

Thực hiện theo sự hướng dẫn của Giáo viên và trình tự lập dự án đã qui định

III.Vật liệu xây dựng:

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẵn có như : cát, đá, cấp phối cuội sỏi.Để xây dựng nền ]đường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyếnsau khi tiến hành dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm lán trại như tre, nứa, gỗ, lá lợp nhà vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng

CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH

TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG

2.1 Các tiêu chuẩn dung trong tính toán:

Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06

2.2.Cấp hạng kỹ thuật và quản lý của đường:

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu ban đầu gồm :

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000

Cao độ điểm A =37.78 m

Cao độ điểm B = 53.43 m

Độ chênh cao h = 15.65m

Lưu lượng thiết kế Nt = 1005 xe/nđ

Hệ số gia tăng trưởng xe: P=7%

Thành phần xe chạy:

Xe tải 2 : 37%

Xe buýt nhỏ :35%

Xe tải 3 trục : 16%

Lưu lượng xe thiết kế: lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với cấp I,II; năm 15 đối với các cấp III, IV; năm thứ 10 đối với các cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo

Hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con lấy theo bảng 2 TCVN 4054-05:

BẢNG QUY ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON:

Quy đổi từ xe các loại sang xe con địa hình đồng bằng và đồi

STT

LOẠI XE

THÀNHPHẦN(%) SỐ XE

HỆ SỐ QUYĐỔI

XE CON QUYĐỔI

- Lưu lượng xe con quy đổi: Nxcqd =1970 (xcqd/ng.đem)

- Địa hình khu vực tuyến đường đi qua

- Ý nghĩa của con đường về kinh tế, chính trị, văn hóa

- Khả năng kiến thiết trong những điều kiện nhất định

- Địa hình vùng đồng bằng và đồi

- Tuyến đường này nhằm phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua.

Ta có: Dự báo số lượng xe trong một ngày đêm ở năm thứ 15 ( năm 2034):

1970 <3000 (xcqđ/ng.đ)

• Cấp thiết kế của đường:

Căn cứ vào chức năng của con đường trong mạng lưới giao thông, yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế đã được tính toán ở trên, căn cứ vào địa hình của tuyến đường đi qua Theo bảng 3 TCVN 4054 – 2005

về phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường và lưu lượng thiết kế

Ta chọn cấp thiết kế của đường là cấp IV

• Vận tốc thiết kế của đường:

Căn cứ vào cấp hạng đường được lựa chọn ở trên và địa hình được giao là vùng đồng bằng và đồi.Tốc độ thiết kế được định nghĩa là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đường trong trường hợp khó khăn Tức là trong các trường hợp khác, người kỹ sư phải luôn có ý thức đảm bảo tốc độ cao, thuận lợi cho xe chạy

Theo kinh nghiệm tốc độ xe chạy thực tế bằng 1,0-1,6 tốc độ thiết kế

Tốc độ thiết kế này không mâu thuẫn gì với tốc độ lưu hành vì tốc độ lưu hành là tốc độ cho phép xe chạy của cơ quan quản lý đường, căn cứ vào tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông,…) Tốc độ cho phép lưu hành chỉ có tồn tại theo thời gian ( một vài giờ, một số buổi, thậm chí một số năm) nên có tính tạm thời

Theo bảng 4 TCVN 4054 – 2005 về tốc độ thiết kế của các cấp đường, ta có:

Suy ra: imax =2.065 %

2.3.XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT ĐƯỜNG;

+ Độ dốc ngang lớn nhất i nmax≤i s cmax đối với từng cấp hạng đường minh chọn

Vậy căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang in = 2%.

Tính trên đoạn đường có độ dốc i = 5 %

S1=

V3.6 +

2 d

2.3.7.Tầm nhìn vượt xe:

Tầm nhìn vượt xe là đoạn thẳng có chiều dài đủ để người lái xe vượt qua xe đi cùng chiều phía trước bằng cách đi qua làn xe chạy ngược chiều và quay trở lại làn xe của mình một cách an toàn trong điều kiện có xe chạy ngược chiều trên làn vượt xe

Trong đó: a – khoảng cách giữa 2 tim của 2 làn xe

r – bán kính tối thiểu xe có thể rẽ lái mà không cần giảm tốc độ

l0 – khoảng cách an toàn (5 m)

Giả xử: Xe tải chạy với vận tốc V2=40 km/h

Xe ô tô chạy với vận tốc V1=60 km/h

R = = 138.28 m

Theo TCVN 4054 - 98: Đối với cấp đường IV và Vtk = 60 km/h thì Rmin =125m (bảng 11)Vậy ta chọn Rmin =138.28 m làm bán kính thiết kế

2.3.9 c).Xác định bán kính đường cong nằm không cần siêu cao:

Đối với mặt đường bê tông nhựa, in = 2%

Khi đạt đường cong nằm không gây ra chi phí lớn ta có μ=0.08

R

min

0sc = =188.98m

Theo TCVN 4054 -05: R =1500 m Vậy ta chọn: R = 1500 m.

2.3.11.Xác định khả năng thông hành và kích thước mặt cắt ngang của đường:

a).Khả năng thông hành xe:

Khả năng thông hành xe tức là số xe tối đa trên một mặt cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian, thường được biểu thị bằng xe/h

Khả năng thông hành phụ thuộc vào khả năng thông xe tính trên 1 làn xe và số làn xe

Xác định khả năng thông xe của một làn khi không xét đến khoảng cách hãm xe trước:

2 0

V: 60km/h vận tốc xe chạy

lx= 6m chiều dài tiêu chuẩn thiết kế cho xe con quy định bảng 1 TCVN4054-05

lo= 5 m khoảng cách an toàn giữa 2 xe

i= 5% trường hợp xe lên dốc bất lợi nhất

ϕ= 0.2 hệ số bám phụ thuộc vào mặt đường, xét trong điều kiện khó khăn

ts=1 s thời gian phản ứng tâm lý

g=9.8 m/s2 gia tốc trọng trường

2 0

N

z N× = (bảng 6)

Trong đó:Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

• Ncđg = (0,12-0,14)×Nt = 0,14 × 1005= 140.7 xcqđ/ngđ

• z = 0.55: Hệ số năng lực thông hành với Vtt = 60 km/h

• Nlth = 1000 xcqđ/h : Không có phân cách xe chạy trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ

Số làn xe yêu cầu là 2

A Bề rộng của làn xe chạy

Chiều rộng của làn xe phụ thuộc vào các yếu tố sau :

Chiều rộng của thùng xe : b (m)

Khoảng cách giữa 2 bánh xe : c (m)

Khoảng cách từ mép thùng xe đến mép làn bên cạnh : x (m)

Khoảng cách an toàn từ giữa vệt bánh xe đến mép đường : y (m)

Ta có sơ đồ tính toán như sau:

Bề rộng làn xe của đường có 2 làn xe được tính theo công thức :

Theo kinh nghiệm thì trị số x , y được đề nghị dùng như sau : y = 0.5 + 0.005.V (m)

x = 0.5 + 0.005.V (m) : khi làn xe cạnh ngược chiều

Ở đây ta xét trường hợp bất lợi nhất là lúc 2 xe chạy ngược chiều nhau nên :

y = x = 0.5 + 0.005 ×60 = 0.8 (m)

Tính cho xe phổ biến là xe bus , theo quy trình 4054 - 05 bảng 1 ta có :

b= 2.5 m Chiều rộng của 1 làn xe:

Với phương án này thì xe chạy ngược chiều nhau không đạt được tốc độ tối đa 60km/h vì bề rộng đường không đủ an toàn để khắc phục nhược điểm trên ta tận dụng phần lề gia cố để làm chỗ tránh

xe khi 2 xe tải chạy ngược chiều nhau để tăng tính an toàn trong lưu thông

B.Độ dốc ngang mặt đường và lề đường

Độ dốc ngang mặt đường phụ thuộc vào loại kết cấu mặt đường

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế tuyến chọn lớp mặt là lớp bê tông nhựa nên theo quytrình 4054-2005 (Bảng 9/tr16 ) ta chọn :

im =2 %igc = 2 %

2.3.12 Độ mở rộng đường cong nằm lớn nhất:.

Ta có:

2 A

Ta có: Emin =1.1 ( Bản 12, TCVN 4054-2005, ứng với xe tải )

Suy ra: E < Emin nên ta cần bố trí độ mở rộng mặt đường

127

sc

V i

µ : Hệ số lực đẩy ngang, lấy µ = 0.135

Từ công thức trên ta thấy độ dốc siêu cao phụ thuộc bán kính R

Tính với R= Rminsc= 138.28 (m)

Suy ra:

2 ax

127

scm

V i

i

=

sc

Trong đó:

B= 9 m: Bảng 6-TCVN 4054-2005, ứng với đường cấp IV, V tk = 60 ( km/h )

E =1.1 m:Độ mở rộng mặt đường cho 2 làn xe trong đường cong.

Isc =7 %:độ dốc siêu cao

Ip = 0.5 % ( Theo tiêu chuẩn 22TCN_273_01, ứng với Vtk ≥60km/h)

Suy ra:

Theo bảng 14-TCVN, với Vtk =60 ( km/h ), Rmin=125( m ), isc=7% nên Ltmin = 70

Ta có: [ ]

3 1

0

VL

TĐ1=TC2R2

O 2

O 1

R1

TC1

Vậy chọn Lmin =140 (m) để thiết kế

D.Đoạn nối tiếp các đường cong : 2.3.15.Hai đường cong cùng chiều :

Hai đường cong cùng chiều có bán kính lớn không phải bố trí siêu cao hoặc có cùng độ dốc siêu caothì có thể nối trực tiếp với nhau tạo thành đường cong ghép TC1=TĐ2

Hai đường cong cùng chiều khi bố trí còn một đoạn chêm m ở giữa thì chiều dài đoạn chêm này phải thỏa mãn đủ để bố trí 2 nữa chiều dài đường cong chuyển tiếp hoặc 2 nửa chiều dài đoạn nối siêu cao của hai đường cong liền kề

Hai đường cong nối với nhau có đoạn thẳng chêm

2.3.16.Hai đường cong ngược chiều :

Hai đường cong ngược chiều không có siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau để tạo thành đường cong ghép

Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì chiều dài đoạn chêm m ở giữa thì m cũng phải thỏa mãn điều kiện nêu trên

TÐ1

TÐ2 Ð1

R1

TC2

Ð2

R2 TÐ1

Hai đường cong nối trực tiếp với nhau

m

TÐ1

TC1

TÐ2Ð1

R1

TC2

Ð2R2

Hai đường cong nối với nhau có đoạn thẳng chêm

2.3.7.Đảm bảo tầm nhìn trong đương cong nằm, xác định phạm vi phá bỏ

A.chướng ngại vật:

Với giả thiết tầm mắt người lái xe là 1.2 m

Khoảng cách từ mắt đến mép đường là : 1.5 m

Gọi Z0 : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến giới hạn cần phá bỏ chướng ngại vật

Nếu Z < Zo : tầm nhìn được đảm bảo

Z > Zo : tầm nhìn không được đảm bảo đòi hỏi phải dọn bỏ chướng ngại vật

Muốn đảm bảo tầm nhìn trên đường cong cần phải xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật cản trởtầm nhìn

d = 1 (m): độ cao mắt người lái xe so với mặt đường.

Suy ra: Rloimin = Chọn: loi

d1 = 1(m): độ cao mắt người lái xe so với mặt đường

Suy ra: loi 12 2 ( )

Bán kính đường cong đứng lõm được xác định theo 2 điều kiện sau:

Đảm bảo không bi gãy nhíp xe do lực li tâm :

b = 0.5( m/s2 ): gia tốc ly tâm cho phép

Suy ra: Rlommin = m

2 h S tgα

=

Trong đó :

hd = 0.5(m): độ cao đèn xe so với mặt đường

S1 = 75 (m): chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định

α= 20 : góc chiếu sáng của đèn ôtô theo phương đứng

toán

quyphạm

kiếnnghị

32 chiều dài dường

cong chuyển tiếp

3.2 PHƯƠNG ÁN 1:

3.2.1 Bán kính đường cong nằm:

Tuyến đường M – N thiết kế thuộc loại đường đồi núi cho phép độ dốc dọc tối đa

là 7%, độ dốc trên đường cong (độ dốc siêu cao) là 7%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 130 m

Trên mặt bằng tuyến ta bố trí các đường cong tròn có bán kính như sau:

Ứng với mỗi bán kính đường cong nằm, ta có độ dốc siêu cao tương ứng

2

127

sc

V i

Xác định độ mở rộng lòng đường trong đường cong (∆):

Ứng với từng bán kính đường cong nằm, độ mở rộng được xác định theo công thức sau:

2 0,05 2

i

iB

Bảng tổng hợp các thông số thiết kế:

ĐC1 ĐC2 ĐC3R(m) 200 250 200

3.3.3.2Xác định độ dốc siêu cao thiết kế:

Ứng với mỗi bán kính đường cong nằm, ta có độ dốc siêu cao tương ứng

2

127

sc

V i

3.3.3.3Xác định độ mở rộng lòng đường trong đường cong (∆):

Ứng với từng bán kính đường cong nằm, độ mở rộng được xác định theo công thức sau:

2 2

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng sau:

Thứ tự R(m) LA(m) Vtk(km/h) E(m) chuẩnTiêu rộng (m)Độ mở

i

iB

L = +∆ ×

Thứ tự B(m) (m)E isc(%) ip

Lnsc

Tiêuchuẩn(m)

3.4.4 XÁC ĐỊNH ĐỘ MỞ RỘNG TẦM NHÌN TRONG ĐƯỜNG CONG:

×π

×

=α

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

4.1.1 Nhu cầu thoát nước của tuyến M- N:

Tuyến M- N được thiết kế mới Dọc tuyến có cắt ngang qua nhiều khe tụ thủy vàsuối Tại những vị trí này ta bố trí các cống( cống địa hình) nhằm đảm bảo thoát nước từ lưu vực đổ về Ngoài ra tuyến còn cắt ngang qua sông, tại vị trí này dự định bố trí cầu bê tông cốt thép Để thoát nước mặt đường và lưu vực lân cận( từ taluy đổ xuống) ta làm cácrãnh dọc và cống cấu tạo( tối đa 500m đặt 1 cống)

4.2 Hệ thống các công trình thoát nước:

4.2.1Rãnh đỉnh:

Phải bố trí rảnh đỉnh để nước chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát nước, về sông suối hay chổ trũng cạnh đường, không cho phép nước đổ trực tiếp xuống rãnh biên.Rãnh đỉnh thiết kế với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 0,5m; bờ rảnh cótaluy 1:1,5; chiều sâu rãnh xác định theo tính toán thủy lực và đảm bảo mực nước tính toán trong rãnh cách mép rãnh ít nhất 20cm nhưng không nên sâu quá 1,5m

Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ chảy không gây xói lòng rãnh

Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở thì có thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh

4.2.2 Rãnh biên:

Rãnh biên được xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền đường đào

và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m

Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo địa hình

mà không yêu cầu tính toán thủy lực

Tiết diện của rãnh có thể là hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật, nửa hình tròn Phổ biến dùng rãnh tiết diện hình thang có chiều rộng đáy rãnh 0,4m, chiều sâu tính từ mặt đất

tự nhiên tối thiểu là 0,3m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy đường đào theo

1

α

cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:(1,5-3) Có thể dùng rãnh tam giác có chiều sâu 0,3m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1,5 đối với nền đường đắp và 1:m theo mái dốc m của nền đường đào, ở những nơi địa chất là đá có thể dùng tiết diện hình chữ nhật hay tam giác.

Để tránh lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không được nhỏ hơn 0,5% Trong trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 0,3%

4.2.3 Cầu:

Cầu thường dùng khi lưu lượng lớn hơn 25-30m3/s Nói chung thiết kế phải so sánh cụ thể

về mặt kinh tế về kĩ thuật mới có thể quyết định một cách hợp lý phương án làm cầu hay cống Khi so sánh giữa phương án cầu và cống phải ưu tiên phương án cống vì khi thi công cống đơn giản hơn, có thể công xưởng hóa và cơ giới hóa toàn bộ, chịu được tải trọng rất lớn, ít phụ thuộc vào sự thay đổi của tải trọng tính toán chạy trên đường, v.v… Tuy nhiên cống cản trở giao thông đường thủy và không sử dụng ở những sông có nhiều gỗ cây và vật trôi Thường sử dụng nhiều nhất là cầu bê tông cốt thép ngoài ra còn có thể dùng cầu thép, cầu vòm đá và cầu gỗ

4.2.4 Cống:

Cống tròn, cống vuông, cống vòm Cống có khẩu độ từ 0,5m - 6m tuỳ theo địa hình và lưu lượng

Cống được đặt ở đường tụ thuỷ được gọi là cống địa hình

Khẩu độ tối thiểu quy định là 0,75m với chiều dài không quá 15m Để thuận tiện cho việc duy tu sữa chửa nên dùng cống khẩu độ 1m với chiều dài cống dưới 30m Cống có khẩu độ 1,25m và 1,5m thì chiều dài cống cho phép phải trên 30m Cao độ mặt đường chỗ có cống tròn phải cao hơn đỉnh cống tròn ít nhất là 0,5m Khi chiều dày áo đường dày hơn 0,5m, độ chênh cao này phải đủ để thi công được chiều dày áo đường

Nói chung khẩu độ cống được chọn theo chế độ không áp Chế độ có áp và bán áp chỉ dùng

ở những đoạn đường đắp cao, và đất đắp nền đường là loại khó thấm nước từ thượng lưu cống vào nền đường Dốc dọc của cống không lớn hơn độ dốc dòng chảy ở hạ lưu cống Nên lấy dốc cống từ 2% đến 3% để tránh lắng đọng bùn đất trong lòng cống

Dựa theo vật liệu làm cống có thể chia cống thành các loại sau :

-Cống gạch : chủ yếu là cống vòm gạch, cũng có trường hợp xây cuốn các cống tròn bằng gạch

-Cống đá : có thể làm thành cống bản hoặc cống vòm đá Cống đá thường rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp, tiết kiệm được xi măng, cốt thép… nên dùng ở những vùng sẵn đá

-Cống bê tông : thường là cống tròn 4 khớp, cống vòm Ưu điểm là tiết kiệm cốt thép, dễ đúc Nhược điểm là dễ bị hư hỏng nếu thi công không tốt, khó sửa chữa

-Cống bê tông cốt thép : thường là cống tròn, cống bản, cống hình hộp hoặc cống vòm Ưu điểm là bền chắc, dễ vận chuyển và lắp ghép Nhược điểm là tốn cốt thép Cống hộp thườngđắt, thi công khó nên ít dùng.

-Cống làm bằng các vật liệu khác, ví dụ cống gỗ (loại tạm thời) cống sành, cống gang, cống tôn lượn sóng…

Dựa theo tình hình đắp đất trên cống chia thành :

Cống nổi : đỉnh cống không đắp đất, thích hợp với những chổ nền đường đắp thấp, các mương rãnh nông

Cống chìm : chiều cao đắp đất trên cống lớn hơn 50 cm thích hợp với nền đường đắp cao, những chổ suối sâu

Dựa theo tính chất thủy lực chia thành :

-Cống chảy không áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào nhỏ hơn chiều cao miệng cống, mực nước trên toàn chiều dài cống thường không tiếp xúc với đỉnh cống

-Cống chảy bán áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào tuy lớn hơn chiều cao cửa cống nhưng nước chỉ ngập miệng mà không chảy trên toàn chiều cao của cống

-Cống chảy có áp : chiều cao mực nước ở cửa vào lớn hơn chiều cao cửa cống, dòng chảy trong phạm vi toàn chiều dài cống đều chảy nay, không có mặt tự do Thường sử dụng ở vị trí có suối sâu, nền đường đắp cao, và không gây ngập lụt cho ruộng đồng

-Cống xi–phông : thường dùng khi nền đường đắp thấp, mực nước hai bên đường đều cao hơn mực nước cửa cống, và nhất là khi tuyến đường cắt qua các mương tưới thủy lợi Cửa vào cửa cống xi phông phải bố trí theo kiểu giếng thẳng đứng bao gồm cả bộ phận chống lắng đọng Cống xi phông cần phải bảo đảm không bị thẩm lậu nước ra ngoài

-Theo qui định thì với đường vùng núi cách 1 Km cần đặt từ 2-3 cống, ở đây không tính toán thuỷ lực cống cấu tạo mà cứ 300 - 500 m để đảm bảo cho việc thoát nước cho rãnh biên, cống cấu tạo được đặt sau khi thiết kế đường đỏ

4.3 TÍNH THỦY VĂN CHO CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN:

4.3.2 Tính toán thủy lực

4.3.3 Diện tích lưu vực F:

Dựa vào hình dạng của đường đồng mức trên bản đồ, ta tìm đường phân thuỷ giới hạn của lưu vực nước chảy vào công trình Chia lưu vực thành những hình đơn giản để tính được diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (được Fbđ) Từ đó ta tìm được diện tích lưu vực thực

tế theo công thức sau:

2 10

2

Km

M F

bd

=Trong đó:

+ Fbđ : Diện tích của lưu vực trên bản đồ địa hình (cm2)

+ Mbđ = 10000 : Hệ số tỷ lệ bản đồ

+ 1010 : Hệ số đổi từ cm2 ra km2

4.3.4 Chiều dài lòng sông chính L:

Chiều dài lòng sông chính được xác định như sau:

L = Lbđ.10-5.M (Km)Trong đó:

+ Lbđ : Chiều dài của lòng sông chính trên bình đồ (cm)

+ M =10000 : Hệ số tỷ lệ bản đồ

+ 10-5 : Hệ số đổi từ cm ra km

4.3.5 Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs:

Được tính theo công thức:

)()(

8.1

.1000

m l L

+ L : Chiều dài lòng sông chính (Km)

+ Σl : Tổng chiều dài của các lòng sông nhánh (Km) ; (chỉ tính những lòng sông nhánh có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực)

B được tính như sau:

• Đối với lưu vực có 2 sườn

) (

Với lưu vực 1 sườn ở công thức tính bs ta thay hệ số 1.8 bằng 0.9

4.3.6 Độ dốc trung bình của dòng sông chính J 1 : (%o)

Độ dốc trung bình của dòng sông chính được tính như sau

2

1 2

2 1 1 1 1

) (

) (

L

l h h l

h h l h

Trong đó :

+ h1, h2, …,hn:Độ cao của các điể

m gãy trên trắc dọc so với giao điểm của tuyến đường và dòng chảy

+ ll, l2, …, ln : Cự ly giữa các điểm gãy

4.3.7 Độ dốc trung bình của sườn dốc J s : (%)

Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 4-6 điểm xác định theo hướng dốc lớn nhất

4.3.8 Xác định lưu lượng tính toán:

Theo qui trình tính toán dòng chảy lũ (22 TCN 220-95), đối với lưu vực nhỏ có diện tích < 100Km2 Thì lưu lượng tính toán được xác định như sau:

Qp = Ap.α.Hp.δ.F (m3/s)Trong đó :

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng tần suất thiết kế

p = 4% đối với cống

p = 1% đối với cầu lớn, cầu trung

+ α : Hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng (2.1) tùy thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực có lượng mưa ngày thiết kế ( Hp ) và diện tích lưu vực (F)

+ Ap: Mođun đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế chọn phụ thuộc vào địa mạo thủy văn Φ1, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs, vùng mưa (tra bảng 2.3)

+ δ: Hệ số xét đến làm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực theo bảng (2.7)Giả sử diện tích ao hồ ở thượng lưu chiếm 6% => δ1 = 1

4.3.9 Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc τ s :

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc τs được xác định theo phụ lục 14, phụ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn τs và vùng mưa

* Vùng mưa XVII (Trạm đo: Hàm Tân Thuận Hải, Bình Thuận)

* Hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc τs được xác định như sau:

1%

1000( )

sd sd

+ bsd : Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực

+ msd : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc, phụ thuộc vào tình hình bề mặt của sườn dốc lưu vực (lấy theo bảng 2.5)

Mặt đất không được thu dọn; đất có diện tích nhà ở >20%, lớp thực vật phủ lưu vực ở mức trung bình => msd = 0.15

+ : Hệ số dòng chảy lũ (lấy theo bảng 9.7), phụ thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế Hp và diện tích lưu vực F giả thiết

Vùng tuyến ta thiết kế có đất cấp III

Hp:Lượng mưa ngày thiết kế (với cầu nhỏ p=4% và cống lấy p = 1%)

Vùng tuyến của ta thiết kế thuộc tỉnh Bình Thuận

Hp% = H1% = 262 (mm)

Hp% = H4% = 205 (mm)

4.3.10 Xác định hệ số địa mạo thuỷ văn của lòng sông:

Hệ số địa mạo thuỷ văn Φls được xác định như sau:

1%

1000 .( )

+ mlS : Hệ số nhám của lòng suối (lấy theo bảng 9-3)

Xem sông ở vùng núi, lòng sông có nhiều đá, quanh co, mặt nước không bằng phẳng

Hệ số chiết giảm dòng chảy do ao hồ, đầm lầy tra bảng 9-5 (trang 175-TKDOTOIII)

4.3.12 Bảng tính xác định khẩu độ cống và các yếu tố thuỷ lực:

Phương án chung là đưa ra các phương án chọn khẩu độ cống theo chế độ chảy từ đó xác định chiều sâu nước dâng H (m), vận tốc nước chảy V (m/s), hình thức gia cố … so sánh các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật để quyết định chọn phương án tối ưu nhất

Xác định khẩu độ cống từ Qp và cấu tạo cống tra bảng tính được d (m), H(m), V (m/s)

Xác định chiều cao đắp nền đường tối thiểu Hmin theo các điều kiện bên dưới

Bảng xác định các đặc trưng địa hình, thủy văn.

Phương

án Lý trình-Loại hình F(km 2 ) L(km)

Σl(km ) L sd (km) I LS (

0 / 00 ) I sd ( 0 / 00 )

1

Km0+867.47 0.253 0.752 0 0.187 109.070 701.870

Km 1+1180.3 0.582 0.917 0 0.353 118.680 760.950Km1+788.13 1.745 1.772 0 0.547 33.610 210.430

Km 3 + 283.84 2.237 2.069 0 0.601 27.810 230.430

Km 4 + 503.96 0.783 0.376 0 1.158 37.800 247.240

2 Km0+361.53 11.120 4.461 2.3 0.914 31.770 264.170

Km 1 + 669.22 0.921 1.090 0 0.469 19.660 144.280

án Lý trình-Loại hình F(km 2 ) L(km)

Σl(km ) L sd (km) I LS (

Bảng tính toán Φ lS Trị số đặc trưng địa mạo.

Phươn

g án Lý trình

F (km 2 )

L (km)

Hp (mm) m lS I LS δ Φ LS

1

Km0+867.47 0.253 0.752 205 11 109.070 0.850 5.555

Km 1+1180.3 0.582 0.917 205 11 118.680 0.821 5.390Km1+788.13 1.745 1.772 205 11 33.610 0.779 12.218

Bảng tính toán Qp lưu lượng cực đại ứng với tầng suất:

Phương

(mm)

F(km2) δ

Cống là công trình thoát nước chính trên đường

Cống có thể là cống cấu tạo hoặc là cống địa hình Cống cấu tạo dùng để thoát nước qua đường, tránh ứ đọng nước làm phá hoại nền đường Theo qui định trong " tiêu chuẩn đường " đối với vùng đồi núi thì cứ 1 km cần đặt 2 đến 3 cống Ơ đây không tính toán thủy lực cống cấu tạo mà cứ 300 m đến 500m thì bố trí 1 cống có khẩu độ ∅ = 1m

Cống địa hình là cống bố trí tại các vị trí có suối Cống địa hình là cống bắt buộc phải đặt tạinhững vị trí thường xuyên có nước chảy cắt ngang qua đường mà lưu lượng thường nhỏ

+ hcv : Chiều cao cống ở cửa vào

1.1.3 Tính khẩu độ cống:

Khẩu độ cống được xác định theo chế độ không áp Trường hợp cá biệt trên đường ôtô và đôi khi trên đường thành phố cho phép thiết kế theo chế độ bán áp và có áp nhưng phải có biện pháp về cấu tạo đảm bảo sự ổn định của cống và nước không thấm qua nền đường Để những vật trôi có thể chảy qua cống không áp, mực nước chảy trong cống ở cửa vào phải cómột khoảng trống bằng d/4 nhưng phải lớn hơn 0,25m

Khả năng thoát nước của cống Qc tùy thuộc vào chế độ làm việc của cống, nhưng ở đây ta chọn

và bố trí cống trên đường là cống làm việc ở chế độ không áp, do đó tính toán theo chế độ không áp :

).(

2

+ ωc : Tiết diện nước chảy tại chỗ bị thu hẹp trong cống

+ hc : Chiều sâu nước ở mặt cắt thu hẹp ở cửa vào của cống , hc = 0.9hk

+ g : Gia tốc trọng trường, lấy bằng 9.81 (m/s2 )

g

v h H

ψ+

1.1.4 Các trường hợp tính toán khẩu độ cống:

Tùy theo điều kiện cụ thể tính toán cống có thể phân ra hai trường hợp :

- Biết mực nước dâng cho phép (cao độ nền đường cho phép), tốc độ nước chảy cho phép (biết được loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống) cần xác định khả năng thoát nước củacống (xác định khẩu độ cống).

- Biết được lưu lượng nước chảy mà cống cần phải thoát, xác định một số phương án khẩu độ cống và các yếu tố thủy lực H và v Dựa vào H và v định cao độ nền đường tối thiểu, biện pháp gia cố thượng lưu, hạ lưu cống và tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để quyết định phương án có lợi nhất

Từ Qp và chọn cấu tạo cống trịn lm việc theo chế độ không áp, miệng cống loại thường (loại I) tra bảng ta xác định được d(m), H(m), V(m/s)

Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống được chọn từ giá trị lớn trong hai giá trị tính theo hai điều kiện sau:

Điều kiện 1 :

min 1

H : mực nước dâng trước công trình ( kể cả chiều cao nước dềnh và sóng vỗ vào mặt mái

dốc của nền đường) ứng với tầng suất lũ Hp%

Điều kiện 2 :

Cao độ đường đỏ tại vị trí công trình phải đảm bảo điều kiện xe vận chuyển vật liệu và thiết bị thi công đi trên cống không làm vỡ cống, muốn vậy phải đảm bảo 0,5m đất đắp trên đỉnh cống (tức là khoảng cách từ đỉnh cống đến đáy kết cấu áo đường ≥ 0,5m Trong trường hợp điều kiện này không thỏa mãn thì phải giảm khẩu độ cống (đường kính trong của cống) và tăng số cửa cống, nếu biện pháp này cũng không thỏa mãn thì phải dùng cống bản (loại cống cho phép xây dựng mặt đường xe chạy ngay trên cống mà không cần có lớp đất trên đỉnh cống)

Do sử dụng phương pháp thi công mặt theo phương pháp đào lòng đường hoàn toàn nên kiến nghị sử dụng công thức sau:

min tk2

H = φ + δ +max(∑ hađ;0.5)

Φ : đường kính trong của cống (m)

δ : chiều dày thành cống (m) (0.1D)

Σhađ : tổng chiều dày kết cấu áo đường (m)

Chiều dài của cống phụ thuộc chiều rộng nền đường, chiều cao đất đắp, độ dốc mái taluy tại vị trí đặt cống Chiều dài cống được xác định bằng công thức:

Lc = Bn+ 2m(Hnđ - φ - 2δ)

Trong đó: Bn : bề rộng nền đường, Bn = 6(m)

m : hệ số mái taluy m = 1.5

Hnđ : chiều cao đắp nền đường (m).

Φ : đường kính trong của cống

δ : chiều dày thành cống

đường đen

đường đỏ

B

C

1.1.5 Bảng tính tốn cơng trình cống thốt nước:

Dựa vào lưu lượng Qp ở 2 phương án trên và tra bảng phụ lục 17 (TKĐ tập 3), ta chọn như sau:

Số lượng

& Khẩu

độ (cm)

Q(m3/s)

TổngQ(m3/s)

Hdâng

(m)

Vậntốc(m/s)

Ghichú(km2)

Đạt

Km

1+1180.3 0.582 14.796 Cống 3 ∅200 6.7 20.10 1.65

9

2.853

ĐạtKm1+788.1

2[]250x25

2.533

3.835

Đạt

3.597

Đạt

Km 4 +

503.96 0.783 15.420 Cống 4 ∅175 5 20 1.55

4

2.977

Đạt

2 Km0+361.5

3

11.120

202.67

-Km 1 + 0.921 16.666 Cống 3 ∅200 6.7 20.1 1.77 2.97 Đạ

669.22 8 t

Km 2 + 857.67 0.908 19.547 Cống 3 ∅200 6.7 20.1 1.96

2

3.212

Đạt

Km 3+600 0.267 8.962 Cống 2 ∅175 5 10 1.78

1

3.336

Đại

Km 4 + 120.93 0.630 14.251 Cống 3 ∅200 6.7 20.1 1.63

1

2.828

Đạt

Thiết kế rãnh:

1.1.1 Rãnh đỉnh:

Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn, rãnh dọc không thoát hết thì phải bố trí rãnh đỉnh để đón nước từ sườn lưu vực chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát nước, về suối hay chổ trũng cạnh đường

Cần phải có khi nền đào sâu ≥ 6m

Khi lưu vực của sườn dốc lớn, cần phải có rãnh đỉnh để tập chung nước và dẫn nước đến công trình cầu hoặc cống gần nhất

1.1.2 Xác đinh lưu lượng nước mưa đổ về rãnh đỉnh:

Diện tích lưu vực được xác định từ vị trí của tuyến đường, vị trí đường tụ thủy, vị trí đường phân thủy.Lưu lượng tính toán của rãnh đỉnh được xác định theo quy trình tính toán dòng chảy lũ của nước mưa rào Tần suất tính lưu lượng của rãnh đỉnh là 4%

1.1.3 Cấu tạo rãnh đỉnh:

Chiều rộng đáy rãnh ≥ 0,5m Độ dốc mái rãnh 1:1,5 ; chiều sâu rãnh H ≤ 1,5m; độ dốc dọc của rãnh i ≥ 0.5%

Lòng rãnh đỉnh và mái dốc phía đường phải xây để chống nước thấm vào mái đường

Đất đào từ rãnh đỉnh phải đắp thành con đê hoàn chỉnh ở mái dốc phía thấp (còn gọi là đê con trạch)

1.1.5 Cấu tạo rãnh biên:

Hình dạng của rãnh biên tùy thuộc vào điều kiện thi công bằng máy hay bằng thủ công và tùy thuộc vào chiều cao nền đắp mà có hình dạng hình thang hay hình tam giác

Thiết kế rãnh hình thang :

b = 0,4m; irãnh ≥ 0.5% ; hmin = 0,2-0,25 m ở đầu rãnh, hmax = 0.8m

Mái dốc của rãnh hai bên lề đường 1:1.

1.1.6 Xác định kích thước rãnh biên:

Ta chọn kích thước của rãnh là b = 0.4m và h = 0.6m để thiết kế

Tính toán khẩu độ cầu nhỏ:

4.3.13 Tính Toán khẩu độ cầu tại lý trình Km0+228.45 trên phương án tuyến 1

4.3.13.1.1 Xác định vận tốc dòng chảy với chiều sâu nước chảy trong

sông suối lúc tự nhiên:

Do lưu lượng chảy qua vị trí công trình Qtk = 202.673 m3/s >25 m3/s nên ta bố trícầu nhỏ tại đây

Giả thiết mặt cắt ngang sông có dạng hình thang với các kích thước như sau:

Bề rộng lòng sông B = 6 m

hδ là mực nước tự nhiên trong suối, là đại lượng cần tính toán

m1, m2 là các hệ số mái dốc bờ trái và bờ phải của sông.Chọn m1= 1.5, m2= 1.5

Giả thiết chiều sâu mực nước tự nhiên dưới cầu là h = 1.45 (m)Diện tích ướt:

2 δ

ω 11.85375R= = =1.055727 m

Vậy ta có lưu lượng của dòng sông được tính như sau:

Q

95

tk tk

Q Q

(thỏa)Vậy chiều sâu giả định là chấp nhận được và ta có hδ = 1.45 (m)

4.3.13.1.2 Gia cố lòng suối dưới cầu:

Lòng suối dưới cầu dự kiến gia cố lát đá trên lớp đá dăm hay lớp sỏi (lớp đá dămkhông bé hơn 10 cm) có tốc độ xói cho phép là Vcp=3.5 m/s Dùng loại mố cầu với loại

736.9 3.5 4.34

tk k

k

Q V

Với α = 1÷1.1 : tỉ số điều chỉnh động năng, lấy α = 1

Vk: vận tốc cho phép, tra bảng bảng phục lục 6 Lấy Vk =3.5 (m/s)

( )

1 0.9

7 3

3

.

tk k