THIẾT KẾ TỔNG THỂ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ

ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

LỜI NÓI ĐẦU:
Đất nước ta trong quá trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên thì yêu cầu đòi hỏi phải
phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học vì GTVT là nền tảng để phát triển
các ngành khác. Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này thì 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 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 bảo dạy dỗ 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 :
+/ Giáo viên đọc duyệt

- Th.s Nguyễn Đức Thị Thu Định.

: - GS.TS Nguyễn Viết Trung.
- Th.s Vũ Quang Trung.

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực
tế còn có hạn 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 đồ án tốt nghiệp và
vững vàng về trình độ chuyên môn khi công tác thực tế.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, tháng 05 năm 2008.
Sinh viên :
ĐỖ NGỌC QUỲNH
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

6

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………….
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………...
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

7

Công trình GTTP A-

ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………
…………………………………………………………………………………………………
……………………………

Phần I:

THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ
NÚT GIAO ĐỒNG VĂN

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

8

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN
I. ĐẶC ĐIỂM NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN
Nút giao Đồng Văn là nút giao giữa QL38 với QL1A và đường sắt Bắc Nam (nút giao
thông Đồng Văn). Đây là một nút giao thông trọng điểm, thường xuyên xảy ra tình trạng ách
tắc, mất an toàn giao thông trên QL1A đoạn từ Đồng Văn đến Phủ Lý.Hiện trạng nút giao là
ngã 3 thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên (Hà Nam), đoạn giao giữa QL1A và QL38.
Nguyên nhân thường dẫn đến ách tắc tại nút giao là do số lượng xe ôtô các tỉnh về Hà Nội
nhiều mà khả năng lưu thông tại nút giao cùng mức này là rất kém . Hơn nữa, do ngã 3 Đồng
Văn đường hẹp nên chỉ cần vài chiếc xe tải hạng nặng rẽ ngang trong vài phút sẽ gây ùn tắc
cho các phương tiện cả một chặng đường dài.Đây là nút giao ngã ba cùng mức nên thường
xảy ra xung đột giao cắt giữa các dòng xe chạy thẳng theo quốc lộ 1A với dòng xe muốn rẽ
trái từ quốc lộ 38 đi về Phủ Lý( Hà Nam). Nguy hiểm hơn là tại đây vẫn thường xảy ra những
vụ tai nạn thương tâm do tàu đâm vào do còn tồn tại giao cắt trực tiếp giữa đường sắt BắcNam chạy dọc quốc lộ 1A với giao thông đường bộ,nên hiện tượng ùn tắc vào những thời
điểm có tàu chạy qua là rất thường xuyên. Khi xảy ra tai nạn, mất an toàn giao thông do
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

9

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

đường tại khu vực này không có giải phân cách cứng ,bề rộng đường hẹp nên hiện tượng ùn
tắc diễn ra nhiều giờ đồng hồ mặc dù vẫn có lực lượng cảnh sát giao thông tham gia điều
khiển tại nút giao.
Quốc lộ 1A (QL1A) là tuyến đường xuyên suốt Việt Nam. Quốc lộ bắt đầu (km0 ) tại
cửa khẩu Hữu Nghị Quan trên biên giới giữa Việt Nam và Trung Quốc. Nó kết thúc tại điểm
cuối ( Km 2301 +340 ) tại xã Năm Căn huyện Ngọc Hiến tỉnh Cà Mau. Quốc lộ 1A trong suốt
lịch sử của nó đã thúc đẩy sự phát triển của các địa phương mà nó đi qua nhưng bản thân nó
lại không được phát triển. Vì vậy QL1A đã không đáp ứng được nhu cầu lưu thông của thời
hiện tại. Nay QL1A đang được làm mới theo hướng nâng cấp các đoạn xa đô thị. Do đó mà
đoạn qua ngã ba Đồng Văn giao với quốc lộ 38 thường sảy ra ùn tắc do quá tải về lưu lượng
trên QL1A,nên đường chính tại nút giao thông là tuyến QL1A được ưu tiên khi lưu thông qua
nút,còn tuyến phụ là tuyến QL38 thì các phương tiện lưu thông có trách nhiệm chờ đợi khi
qua nút.
Nhánh tuyến QL 38 dài 85km điểm đầu từ thị xã Bắc Ninh,điểm cuối tại thị trấn Đồng Văn –
Hà Nam.
Một vài hình ảnh ùn tắc thường xảy ra trên QL1A :

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

10

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG
ĐỒNG VĂN
II.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC
Để quyết định các giải pháp tổ chức giao thông và lựa chọn loại hình của nút giao
thông ta có thể căn cứ vào các thông số như: lưu lượng xe chạy trên các đường chính và
đường phụ, số vụ tai nạn giao thông trong năm,độ phức tạp của nút hiện tại…
Quốc lộ 38, nối Hà Nam với Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh. Cầu Yên Lệnh nối
liền hai huyết mạch giao thông lớn là QL1A và QL5, thuận lợi cho các phương tiện giao
thông từ các tỉnh phía Nam ra các tỉnh vùng Đông Bắc. Sau khi QL38 được đầu tư khôi phục
sẽ là tuyến giao thông trung tâm của ĐBSH. Trục giao thông này nằm trong vành đai 5 của
Thủ đô Hà Nội, kết nối các thành phố, thị xã vệ tinh của các tỉnh vùng như Hà Nam, Hưng
Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Sơn Tây, Hòa Lạc với Hà Nội. Đồng thời là tuyến đường giao
thông phân luồng cho xe quá cảnh vào Thủ đô Hà Nội từ QL1A đi Hải Phòng cũng như một
số tỉnh Đông Bắc và ngược lại. Các phương tiện giao thông từ phía Nam ra các tỉnh vùng
Đông Bắc không phải qua Hà Nội nữa, giao thông ở Thủ đô nhờ thế sẽ giảm được áp lực và
tắc nghẽn. Cây cầu càng có ý nghĩa hơn khi mà hiện nay cầu Chương Dương đang xuống cấp,
xe trọng tải lớn không qua được. Cầu phao Khuyến Lương hiện đã tạm ngưng hoạt động vì
vào mùa lũ. Sự xuất hiện cầu Yên Lệnh là cực kỳ cần thiết, đúng lúc. Đối với nhân dân hai
tỉnh Hưng Yên và Hà Nam, cây cầu sẽ tạo cơ hội thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội, đặc
biệt là khi hai tỉnh đang chú trọng phát triển các khu công nghiệp, mong muốn xây dựng và

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh

K44

11

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

thu hút ngày càng nhiều hơn các doanh nghiệp, các nhà đầu tư vào sản xuất, kinh doanh tại
địa phương mình.
Quốc lộ 38 sẽ được cải tạo,nâng cấp đạt tiêu chuẩn đường cấp III. Đoạn từ thị trấn
Đồng Văn tới Cầu Nhật Tựu làm mới tuyến tránh thị trấn Đồng Văn,nên cần phải xây dựng
nút giao khác mức với QL 1A và đường sắt, nắn cải cục bộ một số đoạn tuyến tránh các khu
dân cư trên tuyến là điều cần thiết để đảm bảo khả năng thông hành cho các tuyến,vì trường
hợp giao nhau giữa hai đường quốc lộ ( QL1A với vận tốc thiết kế là 80Km/h và QL 38 khi
nâng cấp thành đường vành đai 5 liên kết các thị xã,thành phố vói Hà Nội) tổ chức nút giao
thông khác mức là bắt buộc.
Mặt khác Theo số liệu nghiên cứu trong báo cáo khả thi dự án QL38 đoạn nối cầu Yên
Lệnh với QL1A thì đến năm 2024 lưu lượng xe qua cầu Yên Lệnh là 8.776 xe quy đổi. ứng
với lưu lượng này thì cấp đường thiết kế là đường cấp III đồng bằng. Với lưu lượng của
đường phụ tại nút giao trong năm tương lai nhủ vậy khi tham khảo theo đồ thị lựa chọn loại
hình nút giao thông trên đường ô tô của E.M.Lôbanôv ( LB Nga) thấy nút giao thông Đồng
Văn cần thiết phải tổ chức giao thông khác mức.
Trong giai đoạn hiện nay tiến tới 2010 thì cục Đường sắt có kế hoạch nâng cao tốc độ
vận hành trên tuyến đường sắt B-N cũng như hoàn thiện khổ đường sắt, tăng số lượt vận
doanh thì phải tổ chức giao nhau khác mức giữa đường bộ với đường sắt để giao thông đường
bộ không bị gián đoạn khi có đường sắt đi qua.

Hiệu quả của việc xây dựng các công trình ở nút giao thông khác mức biểu thị ở
những mặt sau :
- Đảm bảo an toàn cho xe chạy trong nút do đã triệt tiêu hoàn toàn các xung đột nguy
hiểm ( giao cắt) của các luồng xe ra vào nút.
- Tăng khả năng thông xe của nút giao thông do không có giao cắt của các luồng xe.
- Do không xảy ra ùn tắc giao thông nên cải thiện đáng kể môi trường đô thị, và sức
khỏe con người cũng như tiết kiệm chi phí vận doanh.
II.2.QUY MÔ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN VÀ TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

12

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Dự án nút giao thông Đồng Văn chủ yếu nằm trong địa bàn thị trấn Đồng Văn. Trục
chính của thị trấn Đồng Văn là dọc theo QL1A và đường sắt Thống Nhất. Trục chính này đã
chia thị trấn Đồng Văn ra làm 2 khu vực rõ ràng là bên phải và bên trái tuyến đường sắt
Thống Nhất. Khu vực bên phải tuyến đường sắt Thống Nhất dân cư sống tập trung sát dọc
QL1A và đã định cư tương đối lâu. Theo hướng về phía cầu Nhật Tựu, sau khi vượt qua lớp
nhà đầu tiên của QL1A là khu vực ao thoát nước và khu vực dân cư thưa thớt hơn. Theo
hướng QL38 về phía cầu Yên Lệnh dân cư cũng sống tập trung sát mặt đường, tuy nhiên chỉ
chủ yếu bắt đầu sau khi QL38 nâng cấp. Tóm lại dọc theo trục QL1A phía phải tuyến và dọc
theo trục QL38 có đặc điểm địa hình, địa vật như đường đô thị.

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 Đồng Văn 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 mà đặc biệt ở đây lại có sự giao cắt giữa
đường ôtô và đường sắt.
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.
Tuy nhiên với nút giao Đồng Văn, khi mà các đường giao là QL1A, đường sắt quốc gia và
tuyến đường QL38 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 không 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. Do nút Đồng
Văn là giao của tuyến QL1A đặc biệt quan trọng với đường QL38 ( đường vành đai liên kết
giữa các thị xã, thành phố xung quanh HN) nên quy mô của nút là nút giao liên thông.
II.2.1.Quy mô xây dựng:
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

13

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Tuyến đường trên quốc lộ 1A (Hà Nội – Phủ lý) trong phạm vi nút giao có quy mô mặt
cắt ngang:
6 × 3,75 = 22.5 m

• 6 làn xe cơ giới

2 ×3 = 6 m

• 2 làn xe hỗn hợp

2 × 2.5 = 5 m

• 2 làn xe thô sơ
• Giải phân cách

2.5 m
2 × 0.75 = 1.5 m

• Lề đất
• Tổng cộng

37.5 m

Quy mô mặt cắt ngang đường QL-1A
Tuyến đường quốc lộ 38 kéo dài (Từ Yên Lệnh đi Nhật Tựu) trong phạm vi nút giao
có quy mô mặt cắt ngang là:
4 × 3,5 = 14 m

• 4 làn xe cơ giới
• 2 làn xe thô sơ

2 × 2.5 = 5 m

• Giải phân cách giữa

2.5 m

• Lề đất
• Tổng cộng

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

2 × 0.5 = 1 m
22.5 m

14

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Mặt cắt ngang đường quốc lộ 38
II.2.2. 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
• 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.
Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu:
• Tốc độ thiết kế trong nút

V = 40 km/h

• Tốc độ thiết kế ngoài nút

V = 80 km/h

• Bán kính cong nằm nhỏ nhất trong nút

Rmin = 60 m

• Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ngoài nút

Rmin = 250 m

• Đường cong đứng lồi tối thiểu:

Rmin = 700 (Vtk=40 km/h)
Rmin = 4000 m (Vtk=80 km/h)
• Đường cong đứng lõm tối thiểu:
Rmin = 450 m (Vtk=40 km/h)
Rmin = 2000m (Vtk=80 km/h)
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

15

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

• Độ dốc dọc tối đa: imax =4%
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 = 4,7m
• Tĩnh không thiết kế cho đường sắt: Htt = 6m
II.3. ĐẶC ĐIỂM TỔ CHỨC GT VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NÚT
II.3.1.Phương án 1: Nút giao dạng bán hoa thị kết hợp cầu vượt quay đầu
Để giải quyết triệt để xung đột giữa các hướng thiết kế cầu vượt qua đường sắt và QL1A
với tĩnh không qua đường sắt là H=6.0m và tĩnh không qua QL1A là H=4.75m.
Tổ chức giao thông:
Các hướng đi thẳng trên QL1A được thông qua bằng các làn xe dưới cầu vượt. Riêng phần
xe thô sơ theo hướng từ Phủ Lý về Hà Nội được bố trí kẹp sát giữa mép đường hiện tại và các

nhánh cầu dẫn.
Các phương tiện theo hướng Phủ Lý đi Yên Lệnh qua nhánh cầu rẽ phải.
Các phương tiện từ Yên Lệnh đi Phủ Lý qua cầu vượt QL1A rồi theo nhánh rẽ hoa thị gián
tiếp bán kính R=45m.
Xe từ Yên Lệnh đi Hà Nội qua nhánh cầu rẽ phải.
Xe từ Hà Nội đi Yên Lệnh qua nhánh rẽ gián tiếp lên cầu vượt qua QL1A.
Các hướng rẽ phải từ Hà Nội đi Tế Tiêu và từ Tế Tiêu đi Phủ Lý qua các đường nhánh rẽ
phải với bán kính R=60m.
Hướng đi từ Phủ Lý đi Tế Tiêu thì thông qua cầu nhánh đi lên cầu chính về phía Yên
Lệnh rối rẽ phải lên cầu vượt vòng quay đầu lại đi ngược lên cầu chính thẳng về phía Tế
Tiêu.
Hướng từ Tế Tiêu rẽ trái đi Hà Nội thì từ Tế Tiêu đi thẳng lên cầu chính rồi rẽ phải lên
cầu vượt phía Yên Lệnh quay đầu lại lên cầu chính rồi rẽ phải xuống cầu nhánh đi về Hà Nội.
Trên tất cả các nhánh nối tổ chức giao thông theo một chiều.
Ưu điểm:
Giải quyết triệt để giao cắt giữa các luồng phương tiện giao thông.
Tổ chức giao thông tại nút mạch lạc và rõ ràng.
Ưu tiên được các hướng chính.
Nhược điểm:
Phương án này sẽ khiến cho quãng đường rẽ trái lớn nên tôn kém trong chi phí vận doanh
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

16

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Diện tích chiếm đất lớn
Tổ chức giao thông PA1:

II.3.2 .Phưong án 2: Thiết kế đảo xuyến ở trên cao.
Thiết kế đảo tròn trên cao kết hợp với các cầu nhánh giải quyết liên hệ giao thông cho các
hướng: Tế Tiêu đi Yên Lênh-Phủ Lý-Hà Nội và Yên Lệnh đi Tế Tiêu-Phủ Lý-Hà Nội.
Tổ chức giao thông:
Nút giao thông hình xuyến là một nút giao thông có 1 đảo lớn ở trung tâm, để có thể cùng
vuợt được tĩnh không đường bộ ( H = 4.75m) và tĩnh không đường sắt ( H = 6m; khổ đường
săt B – N là khổ 1000mm thì H tk = 5.1m nhưng để dự trù cho truờng hợp trong năm tương
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

17

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

lai sẽ thay khổ 1435mm nên lấy H = 6m). Trong nút thì các hướng xe chạy đều bám theo quỹ
đạo quanh đảo có chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Các xe từ Hà Nội đi Phủ Lý và ngược lại vẫn ưu tiên đi thẳng theo QL 1A dưới vòng
xuyến đảm bảo tốc độ thiết kế 80 km/h.
Còn các dòng lưu thông còn lại đều đi lên đảo xuyến theo các nhánh cầu lên đảo tròn trên cao
thực hiện trộn dòng rồi tách ra các hướng mong muốn.

Ưu điểm:
- Tốn ít diện tích và ưu tiên được cho hướng chính Hà Nội-Phủ Lý.
- Tổ chức giao thông đơn giản loại bỏ hết các xung đột nguy hiểm là giao cắt đảm bảo
cho xe chạy thuận tiện và an toàn
- Công trình giao thông có kiến trúc mỹ quan đẹp, là điểm nhấn của đô thị hiện đại
Nhược điểm:
- Tồn tại nhiều xung đột nhập dòng và tách dòng trên đảo tròn trên cao.
II.4.KIẾN NGHỊ
Căn cứ vào đặc điểm giao thông nút giao cũng như đặc điểm địa hình dân cư tại khu vực nút
kiến nghị thiết kế tổ chức giao thông nút Đồng Văn theo phương án 2. Phương án này giải
quyết tương đối triệt để giao cắt giữa các luồng phương tiện giao thông đặc biệt là các giao
cắt với đường sắt, đồng thời tổ chức giao thông tại nút mạch lạc và rõ ràng. Ưu tiên được các
hướng chính

Tổ chức giao thông phương án đảo tròn trên cao tại nút Đồng Văn

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

18

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

CHƯƠNG III:
THIẾT KẾ HÌNH HỌC NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN

III.1. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO
III.1.1. Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến:
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

19

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

+ Tốc độ tính toán trong vòng xuyến: vd = 40km/h = 11.11m/s.
+ Góc giao của 2 đường ôtô: α = 86.610 .
+ Độ dốc dọc trên vòng xuyến: id = 0 %.
+ Độ nghiêng siêu cao trên vòng xuyến: isc = in=2%.
+ Hệ số lực ngang lựa chọn: µ = 0.17 .
III.1.2. Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh:
+ Tốc độ tính toán trong cầu nhánh: vd = 40km/h = 11.11m/s.
+ Độ dốc dọc lớn nhất trên các cầu nhánh: id = 4.5%.
+ Độ nghiêng siêu cao lớn nhất trên các cầu nhánh: isc = 4%.
+ Hệ số lực ngang lựa chọn: µ = 0.17
III.2. LỰA CHỌN TỐC ĐỘ TÍNH TOÁN TRÊN CÁC CẦU NHÀNH VÀ
VÒNG XUYẾN
Vì nút giao khác mức thường chiếm dụng mặt bằng 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
cầu nhánh cần được luận chứng kỹ lưỡng. Không thể chọn tốc độ thiết kế của cầu 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 cầu 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 cầu nhánh quá cao do thông thường
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 môn khuyên
nên dùng tiêu chuẩn ứng với điều kiện tối thiểu, nghĩa là tốc độ tính toán của các 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 của nước ta:
Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế mang ký hiệu 104 – 2007 với vận tốc trên đường chính
60km/h ,vận tốc thiết kế trên cầu nhánh đều được chọn là 40km/h.

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

20

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Tại vòng xuyến các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến nên các phương tiện không
thể đi với tốc độ cao được, vì vậy tốc độ thiết kế cho vòng xuyến được chọn là 30km/h
III.3.XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN CẦU NHÁNH CÓ MỘT LÀN XE TRONG PHẠM
VI NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC.

III.3.1Tính toán tầm nhìn trên bình đồ.
Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các cầu 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).

S

l0
l2

l1

Sơ đồ tính toán tầm nhình cho đường nhánh có một làn xe
Và được tính theo công thức:
S = l1+l2+l0
Trong 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 ÷ 1.2 s . Chọn tf = 1,0s
l 2 - chiều dài hãm xe.
l 2 = t.v +

K .v 2
2 g (ϕ + f ± i )

Trong đó:
t- thời gian lái xe tác dụng và tăng lực hãm lên các bánh xe. Chọn loại phanh là
phanh thuỷ lực nên chọn t = 0.2s
K - hệ số sử dụng phanh, trị số K thay đổi từ 1,1 đến 2,0 (để đảm bảo cho xe chạy

trên cầu nhánh an toàn thường chọn K = 2,0)
ϕ - hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường, lấy ϕ = 0,5

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

21

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

f - hệ số sức cản lăn (f=0,02-0,03), lấy f = 0,02
i - độ dốc dọc đường nhánh, lấy trường hợp bất lợi nhất là xe xuống dốc, i= 0,08
l 0 - cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật. Thường chọn l 0 = 5m
Từ đây, công thức được viết lại:
S = v(t f + t ) +

K .v 2
+ l0
2 g (ϕ + f ± i )

= 11.11(1,0 + 0,2) +

2.11.112
+5
2.9,81(0,5 + 0,02 − 0,08)

= 47( m)
Vậy S = 47)m)
III.3.2 Xác định tầm nhìn trên trắc dọc.
Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn i d = 0 %

K .v 2
S = v(t f + t ) +
+ l0
2 g (ϕ + f )
= 11,11(1,0 + 0,2) +

2.11,112
+5
2.9,82(0,5 + 0,02)

= 43(m)
Vậy S = 43(m)
III.3.3. 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
Rloi =

S2
2.h

Trong đó:
S - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh.
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

22

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

h = 1,2 m chiều cao mắt người lái xe.
Vậy bán kính đường cong đứng lồi là:

Rloi

43 2
=
= 770m
2.1,2

Theo TCXDVN 104 : 2007 với tốc độ tính toán là 40km/h thì bán kính đường cong đứng
tối thiểu mong muốn là 700m (bảng 29). Đồng thời chiều dài tối thiểu tiêu chuẩn của đường
cong đứng là 35m.
Khi mong muốn thiết kế đường cong đứng thỏa mãn tiêu chuẩn và tiếp tuyến với đường đổ
dốc 4.5% trên trắc dọc thì sơ đồ tính toán bán kính đường cong đứng như sau:

a
a

Trong đó: tgα = id = 0.045 ⇒ α = 2.5760 = 2034'35"
Tính cho trường hợp chiều dài đường cong đứng tối thiểu: l = 35m.

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

π × α × R 3.14 × 2.576 × R
=
= 35 m
180
180

⇒ R = 778m

Kiến nghị chọn bán kính đường cong đứng lồi là: R = 800 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
Rlom =

S2
2(h f + S . sin

α
)
2

Trong đó:
S - khoảng cách tầm nhìn trên trắc dọc
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

23

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

h f - chiều cao của đèn pha so với mặt đường. Chiều cao này phụ thuộc vào cấu tạo
từng loại ô tô sẽ có giá trị khác nhau. Khi tính toán láy h f = 0,7m

α = 4-60 góc chiếu của pha ô tô, chọn α = 50
Vậy bán kính đường cong đứng lõm là:
Rlom =

43 2
50
2(0,7 + 40. sin )
2

= 378(m)

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007, với tốc độ thiết kế là 40km/h thì bán kính
đường cong đứng lõm tối thiểu mong muốn là 700m (bảng 29),

Vậy chọn Rlom = 800(m)

III.4. THIẾT KẾ MẶT BẰNG NÚT GIAO
III.4.1. 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…

III.4.2. Giải pháp thiết kế.
a. Phương pháp kết hợp vòng xuyến với các đường nhánh rẽ phải.

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

24

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

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

A

H1

d
c

H3

H2

Sau khi xem xét và phân tích 3 phương pháp kết hợp trên và dựa vào hiện trạng của nút kiến
nghị lựa chọn phương pháp đường nhánh rẽ phải nhập vào vòng xuyến một đoạn chung cd
( hình 3) – đoạn trộn dòng này tạo điều kiện thuận lợi cho các dòng xe rẽ trái, vì trên đường đi
của mình chúng không gặp phải giao cắt cùng mức.
b. Tính toán và lựa chọn bán kính của vòng xuyến và cầu nhánh.
* Xác định bán kính vòng xuyến theo công thức:
v2
R=
g ( µ + i sc )
Hệ số µ = 0,17
Độ dốc siêu cao isc= 2%.

Vận tốc vd = 11.11m/s.
11.112
= 66m .
R=
9,81(0,17 + 0.02)
Kiến nghị chọn bán kính vòng xuyến là: R = 70m.
* Xác định bán kính cầu nhánh theo công thức:
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

25

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

v2
R=
g ( µ + i sc )
Hệ số µ = 0,17
Độ dốc siêu cao isc= 4%.
Vận tốc vd = 11.11m/s.
R=

11.112
= 59.8m .
9,81(0,17 + 0.04)

Kiến nghị chọn bán kính vòng nhánh là: R = 60m.
Các nhánh rẽ phải được thiết kế với bán kính cong nằm R=60 m không có đường cong
chuyển tiếp (Theo điều 10.5.1- Tiêu chuẩn thiết kế đường đô thị 104-2007 thì V > 60km/h
mới cần thiết bố trí đường cong chuyển tiếp).
III.5. PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN MẶT BẰNG ĐƯỢC ĐƯA RA NHƯ SAU

Cầu trong nút giao được phân chia và gọi tên như sau:
(Thứ tự trụ trên vòng xuyến được đánh số từ 1 đến 16 theo ngược chiều kim đồng hồ)
Bảng 2: Tên cầu và vị trí
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

26

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

TT

Tên cầu

Mô tả vị trí

1

Vòng xuyến chính

Từ trụ TX1 đến trụ TX16

2

Cầu nhánh 1

Từ mố M1-A đến T4 - A

3

Cầu nhánh 2

Từ trụ T5- A đến M2-AD

4

Cầu nhánh 3

Từ mố M1-BC đến T4 - B

5

Cầu nhánh 4

Từ mố T5-B đến M1-B

6

Cầu nhánh 5

Từ mố M1-C đến T4-C

7

Cầu nhánh 6

Từ trụ T5-C đến M1-BC

8

Cầu nhánh 7

Từ trụM2-AD đến T5-D

9

Cầu nhánh 8

Từ trụ T6-D đến M1-D

Bảng 3: Các thông số trên mặt bằng
TT

Tên cầu

Bán kính đường cong nằm (m)

1

Vòng xuyến chính

70

2

Cầu nhánh 1

60

3

Cầu nhánh 2

60

4

Cầu nhánh 3

60

5

Cầu nhánh 4

60

6

Cầu nhánh 5

60

7

Cầu nhánh 6

60

8

Cầu nhánh 7

60

9

Cầu nhánh 8

60

III.6.THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN
III.6.1. Nguyên tắc thiết kế trắc dọc:
- Trắc dọc thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế.

Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

27

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

- 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.
III.6.2 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 QL1A được khống chế bởi cao độ đường hiện tại,
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 vòng xuyến
và tĩnh không đường sắt.

III.6.3. 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 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 năng
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) đối với vận
tốc thiết kế 40km/h là 7%.
Độ dốc siêu cao mặt đường trên cầu nhánh để xe chạy với vận tốc V=40 km/h trên đường
cong nằm bán R = 60m

V

2

40 2
isc =
−µ =
− 0.17 = 0.04
127 R
127 × 60
Như vậy kiến nghị chọn độ dốc dọc của các cầu nhánh trong nút là 4%.
Kết quả thiết kế trắc dọc:
Trắc dọc thiết kế đảm bảo tĩnh không đường sắt H = 6m tính từ đỉnh ray hiện tại tới dáy dầm
và tĩnh không đường bộ H = 4.75m.

Bảng 4: Trắc dọc cầu
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

28

Công trình GTTP A-

ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Bán

STT

Tên cầu

Độ dốc dọc(%)

1

Vòng xuyến chính

0

2

Cầu nhánh 1

4.5

800

3

Cầu nhánh 2

4.5

800

4

Cầu nhánh 3

4.5

800

5

Cầu nhánh 4

4.5

800

6

Cầu nhánh 5

4.5

800

7

Cầu nhánh 6

4.5

800

8

Cầu nhánh 7

4.5

800

9

Cầu nhánh 8

4.5

800

kính

đường

cong

đứng(m)

III.7.THIẾT KẾ TRẮC NGANG:
III.7.1. 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 quy định
của quy trình.
- Mặt cắt ngang cần thoả mãn quy mô và yêu cầu kỹ thuật đối với cấp đường thiết kế.
Các yếu tố trên mặt cắt ngang được bố trí hài hoà, đảm bảo phù hợp với các công 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 mức thấp
nhất giá thành xây dựng.
III.7.2. Xác định độ dốc ngang và siêu cao:
Tại nút giao thông có sự gặp gỡ và tiếp xúc của nhiều tuyến, nhiều đường cong theo chiều
khác nhau, cấu tạo siêu cao sẽ tạo nên gờ lồi ở giữa phần xe chạy, xe chuyển làn sẽ không
êm thuận nhất là các xe có chiều dài lớn như xe buýt.
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

29

Công trình GTTP A-


ĐẠI HỌC GTVT - HN

THIẾT KẾ TỔNG THỂ NỦT GT LẬP THỂ

Vì vậy tại vòng xuyến nơi có nhiều dòng xe nhập dòng và tách dòng kiến nghị không bố trí
siêu cao.
Trên các đường giao thông thông thường, có quy định siêu cao theo trị số bán kính đường
cong nằm nhưng trong nút giao thông, tốc độ xe phân tán, hệ số lực ngang biến 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 siêu cao trong các
cầu nhánh là isc = 4%.
Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 độ dốc ngang phần xe chạy cho mặt đường bê
tông nhựa là 15-25%o (bảng 12), mà trên vòng xuyến không bố trí siêu cao đồng thời các
dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến và tách dòng ra khỏi vòng xuyến từ nhiều hướng khác
nhau nên trên vòng xuyến kiến nghị bố trí dốc ngang hai mái với độ dốc ngang là 2%o.
III.7.3. Xác định chiều dài yêu cầu của đoạn trộn dòng của nút giao
vòng xuyến khác mức
An toàn xe chạy và khả năng thông hành của các đoạn trộn dòng phụ thuộc vào chiều
dài của chúng.

r

b

o1

t

η1

δ1

o2

n

δ

m

r

ϕ
1

h

r
k

ε

d

ϕ
η

a

o

Đoạn trộn dòng NH phải thỏa mãn điều kiện NH > ltrộn dòng . Chiều dài đoạn trộn dòng
được tra theo bảng , phụ thuộc vào tốc độ tính toán và thời gian t=3s-4s .
Sv Đỗ Ngọc Quỳnh
K44

30

Công trình GTTP A-