phần iii chuyên đề thiết kế nút giao thông nút giao giữa quốc lộ 18 và đường vào cảng cái lân (KM123+693)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.07 MB, 34 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Đồ án tốt nghiệp
Phần3: chuyên đề nút giao thông
PHẦN III: CHUYÊN ĐỀ
THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG
NÚT GIAO GIỮA QUỐC LỘ 18 VÀ ĐƯỜNG
VÀO CẢNG CÁI LÂN
(KM 123+693)
1
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
1APTER :
1.1.
GIỚI THIỆU CHUNG
GIỚI THIỆU DỰ ÁN:
Gúi thầu số 9 - Đường vào cảng Cỏi Lõn và ga Cỏi Lõn nằm trong tiều dự
ỏn Hạ Long - Cảng Cỏi Lõn và cầu vượt Bàn Cờ thuộc Dự án xây dựng tuyến
đường sắt Yên Viên - Phả Lại - Hạ Long - Cái Lân. Đú là dự án thành phần của
“Hành lang giao thông Đông - Tây” trong Chương trỡnh Hợp tỏc Tiểu vựng lưu
vực sông Mê Kông mở rộng cũng như “Một vành đai, hai hành lang kinh tế”
trong chương trỡnh hợp tỏc của Việt Nam với Trung Quốc.
Mặt khác đây sẽ là tuyến đường sắt hiện đại nhất ở thời điểm hiện nay của
nước ta có tốc độ lớn, ứng dụng nhiều công nghệ kỹ thuật hiện đại. Dự án được
đầu tư bằng nguồn vốn trái phiếu Chính phủ và sẽ hoàn thành vào cuối năm
2010. Chủ đầu tư là Cục Đường sắt Việt Nam.
Dự án xây dựng tuyến đường sắt Yên Viên - Phả Lại - Hạ Long - Cái Lân
đó được Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư từ năm 2004. Toàn bộ tuyến
đường sắt trên có tổng chiều dài 128,2 Km, trong đó có 15 ga, 34 cầu và chạy
qua địa phận 4 tỉnh, thành phố là Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương và Quảng Ninh.
1.2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu thông vận chuyển hàng hoá.
Xác định quy mô công trình, phạm vi xây dựng.
Làm cơ sở pháp lý quản lý sử dụng quỹ đất tại các vị trí giao cắt với Quốc
Lộ 18 trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.
Phục vụ cho việc quy hoạch phát triển Kinh tế – Xã hội của tỉnh và các
vùng phụ cận.
Khai thác lợi thế tuyến đường và quỹ đất hai bên đường một cách hiệu quả
và hợp lý.
Phạm vi nghiên cứu của dự án bao gồm nút giao Quốc lộ 18 với đường vào
cảng Cái Lân và ga Cái Lân.
1.3.
CÁC CĂN CỨ PHÁP LÝ:
Văn bản số 75/CP - CN ngày 09/01/2004 của chính phủ cho phép đầu tư
xây dựng dự án đường sắt Yờn Viờn - Phả Lại - Hạ Long - Cỏi Lõn.
Tài liệu quy hoạch các khu công nghiệp (khu công nghiệp Cái Lân, Xí
nghiệp Hạ Long, khu vực dân cư lân cận), hệ thống giao thông của tỉnh Quảng
Ninh, Bắc Ninh, Hải Dương và Hà Nội.
2
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Phần3: chuyên đề nút giao thông
Văn bản số: 996/CV - CT ngày 11 tháng 8 năm 2004 của Thủ tướng chính
phủ về việc giao nhiệm vụ làm đại diện chủ đầu tư cho Cục đường sắt Việt Nam
Hợp đồng kinh tế số ....................... ngày ..... tháng ..... năm 2004 giữa Cục
đường sắt Việt Nam và Tổng Công ty TVTK GTVT về việc lập Quy hoạch nút giao
giữa Quốc lộ 18 mới với đường ra cảng Cái Lân.
1.4. HỆ THỐNG CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG:
1.4.1. Khảo sát
Quy phạm đo vẽ bản đồ 96 TCN 43 - 90 của Cục đo đạc bản đồ Nhà nước;
Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263-2000;
Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 259-2000;
Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN 262 – 2000;
Quy trình đánh giá tác động môi trường khi lập dự án khả thi và thiết kế
các công trình giao thông 22TCN 242-98;
1.4.2. Thiết kế.
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc TCVN 5729 - 97;
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 05;
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 98 (tham khảo);
Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN 262 – 2000;
Quy phạm thiết kế đường phố, đường quảng trường, đô thị 20TCN 104-83;
Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 - 06;
Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272 – 01;
Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN 237 - 01 của Bộ giao thông vận tải;
3
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
2APTER :
LÝ THUYẾT VỀ NÚT GIAO THÔNG
2.1. KHÁI NIỆM NÚT GIAO THÔNG VÀ CÁC XUNG ĐỘT
2.1.1. Khái niệm
Nút giao thông là nơi giao nhau giữa nhiều đường ôtô hoặc đường ôtô với
đường sắt, tại đó xe có thể chuyển hướng để đi theo các hành trình mong muốn.
Vì vậy nút giao thông là điểm tập trung, tại đó trong một không gian thường là
chật hẹp, trong một thời gian không nhiều, người lái xe đồng thời phải thực hiện
nhiều thao tác: quan sát nút để hiểu cách tổ chức trong nút, quan sát các xe đang
hoạt động trong nút, sau đó phải gia tốc, giảm tốc, chuyển luồng, cắt luồng…
cũng do vậy mà nút giao thông là nơi giảm năng lực thông hành của tuyến, là nơi
tập trung nhiều tai nạn giao thông và ách tắc xe cộ.
2.1.2. Các xung đột trong nút
Các dòng xe chạy trong nút có thể tách, nhập, và cắt dòng. ở các nút giao
thông hình xuýến còn có đoạn hỗn hợp.
4
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
Nừu gọi nc, nn, nt là số điểm tách, nhập, cắt của một nút giao thông. Lấy
điểm tách làm chuẩn, có hệ số bằng 1, điểm nhập có hệ ssố 3 điểm cắt có hệ số
5 thì để đánh giá mức độ phức tạp và nguy hiểm của môtj nút giao thông người
ta sủ dụng cong thức sau:
M=5nc+3nn+nt
M<10
M=10-25
M=25-55
M>55
nút rất đơn giản
nút đơn giản
nút phức tạp vừa phải
nút rất phức tạp
Tại ngã tư:
Số điểm nhập: 8 điểm
Số điểm tách: 8 điểm
Số điểm cắt: 16 điểm
Tại ngã ba:
Số điểm nhập: 3 điểm
Số điểm tách: 3 điểm
Số điểm cắt: 3 điểm
M=5x16+3x8+1x8=112
M=5x3+3x3+1x3=27
2.2. PHÂN LOẠI NÚT GIAO THÔNG
2.2.1. Nút giao cùng mức
Nút giao cùng mức là nút giao thông mà các đường được nối với nhau trên
cùng một cao độ, mọi hoạt động giao thông được diễn ra trên cùng một mặt
bằng. đây là loại nút giao chiếm chủ yếu trên mạng lưới đường. Với loại nút cùng
mức theo cấu tạo có thể chia theo loại:
5
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Đồ án tốt nghiệp
Phần3: chuyên đề nút giao thông
-
Nút giản đơn: các xung đột còn có thể chấp nhận được (khi lưu lượng xe
rẽ dưới 25km/h).
- Nút có dẫn hướng bằng tạo làn cho xe rẽ phải, trái hoặc đảo dẫn hướng
khi một số luồng rẽ có yêu cầu (về lưu lượng rẽ và tốc độ rẽ), các làn xe
rẽ đó được tách riêng, có bảo hộ (có đảo hoặc các vạch kẻ).
- Nút giao hình xuyến: loại nút này chuyển các xung đột nguy hiểm kiểu
giao cắt thành các xung đột trộn dòng.
Theo hình thức điều khiển được chia thành:
- nút không đèn tín hiệu
- nút có đèn tín hiệu
2.2.2. Nút giao khác mức
Nút giao thông khác mức là các nút giao mà các đường vắt nhau không ở
cùng một cao độ, triệt tiêu được các giao cắt và được chia thành hai loại:
- nút giao không liên thông: hai đường chỉ căt qua nhau, các xe không lên
xuống với nhau được
- Nút giao liên thông: xe từ đường này có thể chuyển sang đường khác
Nút giao liên thông hoàn chỉnh: là loại nút giao thông loại bỏ được hoàn tàon
sự giao cắt của các dòng xe nhờ các công trình cầu vượt hoặc hầm chui kết hợp
với các nhánh nối
Nút giao liên thông không honà chỉnh là loại nút giao thông mà sự giao cắt
của các dòng xe chỉ loại bỏ được trên đường chính. Tức là vẫn còn có giao cắt
giữa các dòng giao thông trên đường phụ
6
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Đồ án tốt nghiệp
Phần3: chuyên đề nút giao thông
7
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Đồ án tốt nghiệp
Phần3: chuyên đề nút giao thông
2.3. LỰA CHỌN LOẠI HÌNH NÚT GIAO THÔNG
2.3.1. Các yếu tố cần pải xem xét khi lựa chon loại hình nút giao thông
2.3.1.1. Yếu tố về giao thông
- chức năng của đường
- lưu lượng xe: qua nút, xe các luồng rẽ, hiện tại (nút đang sử dụgn), dự báo
(20 năm cho xây dựng cơ bản, 5 năm cho tổ chức giao thông ngắn hạn); lưu
lượng xe trung bình ngày đêm; lưu lượng xe giờ cao điểm;
- thành phần dòng xe, đặc tính các xe đặc bịêt
- lưu lượng bộ hành
- các bến đỗ xe trong pham vi của nút gioa thông (nều có)
2.3.1.2. các yếu tố về vật lý
- Địa hình vùng đặt nút giao thông và điều kiện tự nhiên
- các quy hoạch trong vùng, điều kiện thoát nước
- góc giao các tuýên và khả năng cải thiện
- các yêu cầu về môi trường và mỹ quan
2.3.1.3. các yếu tố về kinh tế
- các chi phí xây dựng và bảo dưỡng
- chi phí đền bù và giải phóng mặt bằng
- các chỉ tiêu phân tích kinh tế kỹ thuật
2.3.1.4. các yếu tố về cảnh quan
2.3.1.5. các yếu tố về con người
- thói quen, ý thức kỷ luật, kỹ năng của đội ngũ lái xe
- ý thức kỷ luật, trình độ xã hội của người sử dụng đường và của cư dân ven
đường.
2.3.2. Các hình thức lựa chọn.
Lựa chọn loại hình nút giao thông căn cứ vào lưu lượng giao thông, điều
kiện kinh tế, địa hình và vào sự sáng tạo của người kỹ sư. Đối với nút giao thông
cùng mức trong quy phạm TCVN 4054-05 đưa ra bảng lựa chọn loại nút sau đây:
Lu lượng xe
trên đường
chính
Lưu lượng xe trên đường phụ xcqđ/nđ
Nút giản đơn
Các loại
Nút kênh hoá
hình
Có đảo trên Có đảo, làn chờ
8
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
xcqđ/nđ
≤1000
≤2000
≤3000
≤4000
≤5000
>5000
≤500
≤500
≤450
≤250
-
đờng phụ
500-1000
500-2000
450-1000
≤250
-
và làn cho rẽ trái
1000-1700
250-1200
≤700
≤700
khác
≥700
>1200
>700
>400
Ngoài ra người ta còn lựa chọn loại hình nút gioa thông theo đồ thị tương
quan về lưu lượng xe chạy trên đường chính và đường phụ.
Theo giáo sư E.M. Lôbanôv (Nga). Đồ thị được xây dựng dựa tren lưu
lượng xe chạy trên đường chính và trên đường phụ (N xe/ngày đêm). Đồ thị chia
làm 4 vùng. Vùng (1) ứng với các nút gioa thông đơn giản,vùng (2) xây dựng các
nút giao thông có đảo dẫn hướng trên đường phụ, vùng (3) xây dựng đảo dẫn
hướng trên cả đường chính và đường phụ, vùng (4) giao khác mức.
Theo giáo sư A.A.Rưzkôv (Nga). Với các nút giao thông nằm trong thành
phố, cần lựa chọn loại hình nút giao thông dựa vào các biện pháp tổ chức giao
thông,Ông đưa ra đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông dựa vào lưu lượng xe
giờ cao điểm theo các hướng ưu tiên và không ưu tiên.
Dựa vào tổng lưu lượng xe theo các đường , sử dụng đồ thị để tìm vùng từ
(1) đến (4), nhằm xác định biện pháp tổ chức giao thông (loại không điều khiển,
loại tự điều khiển, loại có điều khiển cưỡng bức bằng đèn, loại giao nhau khác
mức…). Từ đó quyết định loại hình nút giao thông (giao bằng hay giao khác mức,
loại vòng xuyến hay ngã tư tự điều khiển…).
9
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Phần3: chuyên đề nút giao thông
(1)
(2)
(3)
(4)
Giao nhau không điều chỉnh
Giao nhau tự điều chỉnh
Giao nhau có điều khiển
Giao nhau khác mức
∑ Nut , ∑ Nkut : Lưu lượng xe (xe/h) trên các hướng ưu tiên và không ưu tiên
2.4. TẦM NHÌN TRONG NÚT GIAO THÔNG
2.4.1. Trong nút giao cùng mức
Phải đảm bảo một trường nhìn trong nút (hình vẽ bên dưới) giới hạn đối với:
- xe không đượic ưu tiên phải cách điểm xung đột một tầm nhìn hãm xe
bằng
( V + 20) 2
S1A = A
100
,m
- xe không ưu tiên quan sát thấy được xe ưu tiên (bên tay phải) khi xe ưu
tiên cách điểm xung đột một khoảng cách bằng
S1A .
VB
VA
Trong đó:
VA là tốc độ thiết kế của xe không ưu tiên, tính bằng km/h;
VB là tốc độ thiết kế của xe ưu tiên, tính bằng km/h;
10
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
2.4.2. Trong nút giao khác mức
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 ngại vật (tầm nhìn một chiều) như được trình bầy trên hình vẽ
sau:
s
l0
l2
l1
Và tính theo công thức:
S= l1+l2+l0
11
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
Trong đó:
l1: là 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, m/s
tf thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe, t f=0,4 – 0,12s. khi tính toán có
thể chọn tf = 0,8 – 1,0s
l2 chiều dài hãm xe:
l 2 = t.v +
K.v 2
2g(ϕ + f ± i)
Trong đó:
T :thời gian lái xe tác dụng và tăng lực hãm lên các bánh xe, thời gian
này bằng 0,2s đối với loại phanh thuỷ lực và bằng 0,6s đối với phanh hơi;
K: hệ số sử dụng phanh, trị số K thay đổi từ 1,1 đến 2,0 (để đảm bảo
an toàn cho xe chạy trên đường nhánh thường chọn trị số K = 2,0)
ử : hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường;
f : hệ số lực cản lăn (f = 0,02 – 0,03);
i : độ dốc dọc của đường nhánh (dấu (+) lên dốc, dấu (-) xuống dốc);
l0: cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật. Thường chọn l 0 = 5m.
Từ đây, công thức trên được viết lại:
l2 = v.(t f + t) +
K.v 2
+ l0
2g(ϕ + f ± i)
Sử dụng công thức trên sẽ vẽ được đường bao tầm nhìn ở phía bên trong của
đường nhánh. Trên hình vẽ sau trình bày cách vẽ để xác định đường bao tầm
nhìn ở bên trong của một đường nhánh hoa thị. Cách thực hiện tương tự như vẽ
đường bao tầm nhìn cho đường cong nằm trên đường ôtô.
s
16
19
18
17
0
1
15
14
2
c
3
13
sight boundary inside road
5
b
11
12
4
a
12
6
10
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
9
8
7
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
3APTER :
3.1.
QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
HIỆN TRẠNG.
3.1.1. Quốc lộ 18:
Tại vị trí nút địa hình không bằng phẳng, một bên là sườn núi có dân cư sinh
sống, một bên là ao hồ đang san lấp.
Quốc lộ 18: Mặt đường 2 làn xe, mặt cắt ngang 7m, kết cấu mặt đường bê
tông nhựa, tại đây đã có quyết định phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng đường ra
cảng Cái Lân và ga Cái Lân.
3.1.2. Đường ra cảng Cái Lân:
Tại vị trí nút địa hình không bằng phẳng, có dân cư sinh sống ở bên đường.
13
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
Đường ra cảng Cái Lân: Mặt đường 2 làn xe, mặt cắt ngang 7m, kết cấu
mặt đường láng nhựa.
Từ hiện trạng ta thấy tại ngã ba giao cắt rất hẹp chỗ giao cắt có bán kính rất
nhỏ. Do đó trong thiết kế cần phải lựa chọn phương án sao cho khắc phục được
nhược điểm này.
B
B
B
B
3.1.3. Lưu
lượng xe các hướng tại nút:
Đây là
thông quan trọng 150 82
hóa lưu thông
rất lớn. Qua kết
khảo sát, có sơ
các hướng tại
qua sơ đồ như
một đầu mối giao
lên lượng hàng
Diagram of traffic
volume. Unit: PCU/d qua đây cũng là
quả của điều tra
đồ lưu lượng xe đi
nút được thể hiện
105
sau:
92
14
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
148 88
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Phần3: chuyên đề nút giao thông
3.1.4. Các yếu tố kỹ thuật chính:
* Quốc lộ 18:
Cấp hạng đường: 2 làn, đường đô thị tương đương đường cấp II, cấp
kỹ thuật 60 với các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu:
- Vận tốc thiết kế: 60km/h.
- Chiều rộng nền đường: B+2x2 m= 7m+4m= 11m.
- Số làn xe: 2 làn.
- Mặt đường BTN.
- Độ dốc ngang mặt đường In= 2%.
- Độ dốc ngang hè đường Ih= -2%.
* Đường ra cảng Cái Lân:
- Đường cấp IV đồng bằng, tốc độ thiết kế 40Km/h.
- Mặt đường xe chạy: 7 m.
- Số làn xe: 2 làn
- Mặt đường BTN
- Độ dốc ngang mặt đường in=2%
15
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
3.2.
Phần3: chuyên đề nút giao thông
CƠ SỞ VÀ YÊU CẦU CHUNG THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG.
3.2.1. Cơ sở thiết kế :
Cơ sở thiết kế đầu riên và quan trọng nhất là lưu lượng xe chạy theo từng
luồng giao thông tới nút hiện tại và tương lai.
Lưu lượng xe chạy là lượng xe quan sát được qua một mặt cắt ngang
đường trong một thời gian xác định tại một mặt cắt xác định.
Lưu lượng xe là cơ sở quan trọng để thiết kế đường. Chiều rộng phần xe
chạy phải đảm bảo tương ứng với lưu lượng xe để đảm bảo xe chạy an toàn và
nhanh chóng. Nếu chiều rộng phần xe chạy quá hẹp sẽ dễ dẫn đến ùn tắc, tai
nạn, nếu chiều rộng phần xe chạy quá rộng sẽ dẫn đến lãng phí.
Lưu lượng xe chạy thường xuyên thay theo thời gian vì vậy người ta
thường lấy cường độ xe giơ cao điểm để xác định số làn xe và chiều rộng phần
xe chạy cần thiết.
Cường độ dòng xe chạy: là số xe chạy qua một mặt cắt hay một quãng
đường trong một đơn vị thời gian.
3.2.2. Yều cầu chung khi thiết kế nút giao thông.
Nút giao thông là một phần quan trọng trong hệ thống mạng lưới đường.
Thiết kế nút giao thông phải thoả mãn các yêu cầu sau đấy:
An toàn giao thông: đó là chỉ tiêu đầu tiên phải được xét đến. Có nhiều chỉ
tiêu để đánh giá chỉ tiêu về an toàn giao thông . Để đạt được yêu cầu về độ an
toàn cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc thiết kế.
Bảo đảm độ thông suốt : là điều kiên nút phải đảm bảo thông xe lưu lượng
tính toán. Để đảm bảo yêu cầu này người ta thường dung chỉ tiêu khả năng
thông hành của nút.
Phải phù hợp với yếu tố địa hình, điều kiện xây dựng và môi trường.
Phải phù hợp với quy hoạch tổng thể và đảm bảo mỹ quan: khi thiết kế quy
hoạch nút cần phảI xét đến tổng thể quy hoạch cua khu vực xung quanh. Sự hoà
hợp cảu nút với các công trình giao thông và các công trình nhân tạo khác và yếu
tố thiên nhiên vừa đảm bảo tính mỹ quan và không làm ảnh hưởng xấu đến quần
thể kiểu kiến trúc và các công trình nhân tạo khác.
Hiệu quả kinh tế-kỹ thuật: có thể được xác định qua các nhom chỉ tiêu để
đánh gia về hiệu quả vốn đầu tư và luận chứng kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương
án nút.
16
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
3.3.
CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT.
3.3.1. Lựa chọn loại hình nút
Việc lựa chọn loại hình nút phụ thuộc nhiều yếu tố: yếu tố về giao thông
(chức năng của đường, an toàn giao thông, lưu lượng xe…), yếu tố về địa hình,
cảnh quan, yếu tố kinh tế…
Theo giáo sư người Nga E.M. Lôbanôv: việc lựa chọn nút giao là cùng mức
hay khác mức phụ thuộc vào lưu lượng xe trên đường chính và đường phụ.
Theo Lôbanôv khi lưu lượng xe rơi vào vùng (4) thì nên phải làm nút khác
mức.
Ta dựa vào đồ thị của Lôbanôv để lựa chọn loại hình nút:
Lưu lượng xe trên đường chính:
Nut = (150 + 82 + 148 + 88) * 24 = 11232 , PCU/d
Lưu lượng xe trên đường phụ:
Nkut = (105 + 92) * 24 = 4728 , PCU/d
Lưu lượng xe trên đường chính năm tương lai (tính là năm thứ 15 của thời
kỳ khai thác):
t
N(ut15 ) = Nut (1 + q) = 11232 (1 + 0.04)15 = 20228 , PCU/d
Trong đó:
t : thời gian tính toán
q : hệ số tăng trưởng xe hàng năm, lấy q=0.04
Lưu lượng xe trên đường phụ năm tương lai (tính là năm thứ 15 của thời kỳ
khai thác):
17
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
t
15 )
N(kut
= Nkut (1 + q) = 4728(1 + 0.04)15 = 8515 , PCU/d
Vậy căn cứ vào đồ thị chọn loại nút giao là ngã ba khác mức. Kiến nghị
chọn phương án là loại ngã ba kiểu kèn trompet.
3.3.2. Số làn xe yêu cầu trên các nhánh rẽ:
n lx =
N cdgio
Z.N nlth
Trong đó:
N cdgio
: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm do không có nghiên cứu đặc
biệt nên ta lấy:
N cdgio = 0.1N tbnam
(xcqđ/h)
N nlth : Năng lực thông hành tối đa:do trong các nhánh rẽ không thiết kế
cho xe thô sơ và chỉ có một chiều xe chạy nên lấy N nlth =1800xcqđ/h;
Z: hệ số sử dụng khả năng thông hành:
+V=60km/h ,Z=0.55;
+V=40km/h,Z=0,77;
3.3.3. Bán kính cong nằm trong các nhánh rẽ:
Do khi thiết kế nhánh nối có thể chấp nhận điều kiện hạn chế hơn so
với thiết kế đường bên ngoài và không thiết kế phương tiện giao thông thô sơ
nên có thể lấy =0.17 và i s c =0.06 để tính toán:
R min =
Vtk2
402
=
= 55m
127(µ + i s c ) 127(0.17 + 0.06)
;
3.3.4. Cấu tạo hai đầu mút:
Nhánh rẽ gồm có đoạn vuốt nối hình nêm,đoạn chuyển tốc, đoạn
đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn cơ bản còn lại;
- Chiều dài đoạn giảm tốc min từ đường cao tốc vào nhánh nối:
S=
VA2 − VB2 60 2 − 402
=
= 30m
26a
26.2,5
- Chiều dài đoạn tăng tốc từ nhánh nối vào đường cao tốc(V=40km/h):
VA2 − VB2 60 2 − 402
S=
=
= 77m
26a
26.1
18
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
3.3.5. Bề rộng mặt đường trong các nhánh rẽ:
Tuỳ vào lưu lượng xe trong từng hướng mà bố trí bề rộng mặt đường
sao cho hợp lý.
3.3.6. Siêu cao và chuyển tiếp trong các nhánh rẽ một chiều:
- Chiều dài đoạn nối siêu cao:
L ns c =
(B + ∆)i s c
ip
3.3.7. Khắc phục cao độ.
Dự kiến dốc dọc khắc phục cao độ cầu vượt lên dốc là 4%và xuống
dốc thì lấy lớn hơn là 6%;
Khoảng cách tối thiểu để khắc phục cao độ khi lên dốc:
D min =
i(R loi min + R lom min ) H 0.04(700 + 450)
7
+ =
+
= 198m
2
i
2
0.04
;
H_chiều cao tĩnh không và chiều dày kết cấu nhịp:
H = H tk + hnh = 5 + 2 = 7.0m ;
Khoảng cách tối thiểu để khắc phục cao độ khi xuống dốc:
D min =
i(R loi min + R lom min ) H 0.06(700 + 450)
7
+ =
+
= 152m
2
i
2
0.06
19
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
4APTER :
4.1.
Đồ án tốt nghiệp
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT
KẾ NÚT
TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN NÚT
GIAO:
Quốc lộ 18 hiện giao với đường ra cảng Cái Lân dạng ngã ba cùng
mức. Theo quy hoachj thiết kế tổng thể đã được phê duyệt, nút được thiết kế
dạng ngã ba khác mức kiểu kèn trompet, vị trí nút được dịch về phía cảng Cái
Lân để đảm bảo các yếu tố hình học của nút và đảm bảo xe chạy an toàn thuận
tiện khi vào nút.
4.1.1. Các phương án nút giao:
-
*Phương án I:
Thiết kế 1 nút giao kiểu kèn trompet gồm:
Giữ nguyên hướng cũ đường chính QL18 (có tuyến đường sắt Yên Viên –
Phả Lại- Hạ Long – Cái Lân).
Dịch điểm giao cắt về phía cảng Cái Lân. các nhánh nối bao gồm:
Nhánh nối rẽ trái gián tiếp. Nhánh này nối từ đường ra cảng Cái Lân đi
vượt qua QL18 bằng cầu vượt rồi nối tiếp theo đường cong tròn và đương cong
chuyển tiếp vào QL18 thông qua dải chuyển tốc.
Nhánh nối rẽ trái bán trực tiếp. Nhánh này nối từ QL18 đi lên cầu vượt
bằng đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đi xuống đường ra cảng
Cái Lân.
Nhánh rẽ phải trực tiếp từ QL18. nhánh này bao gồm đoạn chuyển làn
và các đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đến đoạn nhập dòng.
Nhánh rẽ phải trục tiếp từ đường ra cảng Cái Lân. nhánh này bao gồm
đoạn chuyển làn và các đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đến
đoạn nhập dòng.
Các số liệu tính toán
- góc nối đờng phụ vào đờng chính a =
90
- bề rộng phần xe chạy B =
7
m
- độ dốc ngang in=
2
%
- độ dốc dọc của đờng chính trong phạm vi nút id =
1
%
- độ dốc siêu cao isc= 5
%
- độ dốc dọc nâng siêu cao insc=
1
%
- độ dốc dọc lớn nhất của các đờng nhánh rẽ i =
4
%
- tốc độ tính toán của đờng nhánh nối từ đờng phụ vào đờng chính.
V0=
Vr= 30km/h
Gia tốc ly tâm a = 0.46
m/s
20
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 20
40 km/h
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
Đồ án tốt nghiệp
Phần3: chuyên đề nút giao thông
- tốc độ tính toán của đờng nhánh nối từ đờng chính vào đờng phụ.
Bề rộng mặt đờng :
b 1=
4 m
độ tăng của gia tốc ly tâm
I = 0.34
m/s3
- các thông số khác: chênh lệch cao độ tại vị trí giao nhau khác mức
hệ số bám của bánh xe với mặt đờng j=
0.6
V d=
H=
40 km/h
5m
*Phương án II:
- Chỉnh hướng đường cũ QL18 để tạo điều kiện thuận lợi khi thiết kế các
đoạn nhánh nối rẽ trái, tránh đi đâm vào núi.
- Dịch điểm giao cắt về phía cảng Cái Lân. các nhánh nối bao gồm:
+)Nhánh nối rẽ trái gián tiếp. Nhánh này nối từ đường ra cảng Cái Lân
đi vượt qua QL18 bằng cầu vượt rồi nối tiếp theo đường cong tròn và đương
cong chuyển tiếp vào QL18 thông qua dải chuyển tốc.
+)Nhánh nối rẽ trái bán trực tiếp. Nhánh này nối từ QL18 đi lên cầu
vượt bằng đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đi xuống đường ra
cảng Cái Lân.
+)Nhánh rẽ phải trực tiếp từ QL18. nhánh này bao gồm đoạn chuyển
làn và các đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đến đoạn nhập dòng.
+)Nhánh rẽ phải trục tiếp từ đường ra cảng Cái Lân. nhánh này bao
gồm đoạn chuyển làn và các đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn rồi đến
đoạn nhập dòng.
Các số liệu tính toán
- góc nối đờng phụ vào đờng chính a =
90
- bề rộng phần xe chạy B =
7
m
- độ dốc ngang in=
2
%
- độ dốc dọc của đờng chính trong phạm vi nút id =
1
%
- độ dốc siêu cao isc= 5
%
- độ dốc dọc nâng siêu cao insc=
1
%
- độ dốc dọc lớn nhất của các đờng nhánh rẽ i =
4
%
- tốc độ tính toán của đờng nhánh nối từ đờng phụ vào đờng chính.
V0=
Vr= 30km/h
Gia tốc ly tâm a = 0.46
m/s
- tốc độ tính toán của đờng nhánh nối từ đờng chính vào đờng phụ.
V d=
Bề rộng mặt đờng :
b 1=
4 m
độ tăng của gia tốc ly tâm
I = 0.34
m/s3
- các thông số khác: chênh lệch cao độ tại vị trí giao nhau khác mức
H=
hệ số bám của bánh xe với mặt đờng j=
0.6
21
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 21
40 km/h
40 km/h
5m
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
4.1.2. Tính toán các yếu tố chung cho cả 2 PA
4.1.2.1. Tính toán đoạn nhập, tách dòng
Làn chuyển tốc có chiều rộng là 3,5m. Chiều dài đoạn hình nêm tối thiểu dài
35m (mở rộng 1m trên chiều dài 10m).
Khi lưu lượng xe chuyển làn không lớn thì không cần làm làn chuyển tốc.
Khi lưu lượng xe ra hoặc vào đường cấp I trên 25 xe/nđ, đường cấp II trên 50
xe/nđ, và từ đường cấp III trở lên trên 100 xe/nđ thì cần làm làn chuyển tốc.
Chiều dài cơ bản của đoạn tăng và giảm tốc được tính:
V12 − V22
L ct =
26.a
Trong đó:
V1, V2 là tốc độ xe chậy ở đầu và cuối đoạn chuyển tốc km/h
A là gia tốc, khi hãm xe có thể lấy 1,75 tới 2,5 m/s 2 và khi tăng tốc lấy
0,8 đến 1,2 m/s2.
Khi dốc dọc >0.02 thì phải xét tới dốc dọc.
Trong trường hợp của ta đường chính có độ dốc dọc <0.02 nên dùng luôn
công thức trên để tính.
Chiều dài đoạn tăng tốc là:
V12 − V22 60 2 − 402
L tt =
=
= 77
26.a
26.1
,m
Theo TCVN 4054-05 chiều dài đoạn tăng tốc không được nhỏ hơn 120m
nên kiến nghị chọn theo quy định, Ltt =120m
branch road
Section of speed increase
7
3.5
section of enter lane
35
120
Design enter lane on main road
Chiều dài đoạn giảm tốc là:
22
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 22
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
V12 − V22 60 2 − 402
=
= 38.5
26.a
26.2
,m
Theo TCVN 4054-05 chiều dài đoạn giảm tốc không được nhỏ hơn 30m nên
kiến nghị chọn theo tính toán và làm tròn, Ltt =40m
L gt =
branch road
7
3.5
Section of speed discrease
section of segregate lane
4.1.2.2.
40
35
Design segregate lane on main road
Lựa
chọn
các thông số của cầu
-
a) Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật:
Cầu vĩnh cửu bằng BTCT và BTCTƯST .
Tải trọng thiết kế: HL93, người 300Kg/m2.
Cầu bố trí trên đường thẳng, tốc độ tính toán Vtt=40Km/h.
Chiều cao tĩnh không dưới cầu h=5.0m.
Chiều cao kiến trúc của cầu là 2m.
Bề rộng mặt cầu: B= 7+2x2 =11m.
Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272 – 01.
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 05.
b) Phương án kết cấu:
Sơ đồ cầu: khẩu độ L= 24,0 m chia làm 7 nhịp dầm I giản đơn bằng
BTCTƯST.
Kết cấu nhịp: Dùng dầm định hình BTCTƯST chữ I đổ tại chỗ, chiều cao dầm
1,6m, lớp phủ mặt cầu bằng BT nhựa dày 7cm, lớp phòng nước dày 4cm.
Mố bằng BTCT móng trên cọc khoan nhồi D=120cm.
Trụ đặc bằng BTCT móng trên cọc khoan nhồi D=150cm.
Chọn mặt cắt ngang cầu có 5 dầm I được bố trí như hình vẽ.
23
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 23
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
2%
2%
Mặt cắt ngang 1 dầm như sau:
4.1.3. Tính toán các yếu tố khác của PA1
4.1.3.1. Tính toán các yếu tố của nhánh rẽ trái gián tiếp
Chiều dài đờng cong chuyển tiếp đợc tính từ công thức (3.6)
L=
V 2 0 − V 2r
=
2a
24
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 24
Đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Phần3: chuyên đề nút giao thông
KHOA CÔNG TRÌNH
58.71
m
chọn L =
70
Chiều dài đoạn nối siêu cao đợc tính theo công thức (3.20)
l1 =
B(iÝc − in )
=
2 * iÝnc
10.5
m
Chiều dài đoạn nối trực tiếp từ đờng chính vào đờng thẳng đợc xác định theo công
thức (3.19) hoặc tra bảng (3.1) đợc
l=
40
Đối chiếu điều kiện chiều dài đờng cong chuyển tiếp tính đợc L phải đủ để đảm bảo
nối vào đờng thẳng và cấu tạo đoạn nối siêu cao:
L=
70
> l+l1=
50.5 Điều kiện này thoả mãn.
Tính góc ngoặt của đờng cong chuyển tiếp theo công thức (3.15):
a
5 * a2
3
β = 57,3
*
S
+
*
S
=
3
5
3 * ( V0 − VR ) * V0
( V0 − VR ) * V0
0,4 7
5 * 0,4 72
3
= 5 7,3
*
7
0
+
*
7
0
3
3 * (1 6,7 − 1 3,9) * 1 6,75
(1 6,7 − 1 3,9) * 1 6,7
=
48.62948
4
Tính toạ độ cuối của đờng cong chuyển tiếp từ các công thức(3.17) và (3.18)
a2
xk = S −
* S2 =
2
2
10 * ( V0 − VR ) * V0
69.89116
yk =
a
* S3 =
3 * ( V0 − VR ) * V03
13.80259
ϕ = 180 0 + α − 2β = Góc ở
tâm đờng tròn:
Xác định bán kính đờng
R=
tròn trên hình
172.741
đó theo công thức:
37.29562
Chọn R =
V 2r
=
g(µ + iÝc )
60
25
SV: Đào Hữu Hiệu-Cầu đường Anh B K44
Trang 25
