Bài tập lớn thiết kế đường ô tô

BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG

BÀI TẬP LỚN

THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

GVHD : CHÂU MINH HIẾU
SVTH : TRẦN VĂN NHÂN
LỚP
: KTCT 04+1
MSSV : 80401290

THÁNG 2- 2007

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

1


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU

CHƯƠNG 1

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG VÀ
SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG

1.Vị trí


Tuyến đường thiết kế từ A
B thuộc địa phận Hàm Tân tỉnh Bình Thuận. 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. Tuyến đuờng nối cáctrung tâm kinh tế , chính trị , văn hóa của tỉnh . Tuyến đường
xây dựng ngoài phục vụ đi lại của người dân , vận chuyển hàng hóa , du lịch mà nó còn có ý
nghĩa nâng cao đời sống và trình độ dân trí của người dân

Tỉnh Bình Thuận nằm lân cận tỉnh Ninh Thuận , Phan Thiết , Đồng Nai, Bà Rịa- Vũng Tàu
nên tỉnh có tiềm năng phát triển du lịch- dịch vụ , lâm- ngư nghiệp và hóa chất . Tỉnh rất phát
triển trồng thanh long , nho , xoài và trồng các loại cây công nghiệp như điều ,tiêu . Do đó việc
xây dựng tuyến đường là rất cần thiết để hổ trợ cho công tác khai thác tài nguyên , tiềm năng
phát triển kinh tế của tỉnh.

2.Khí hậu :


Khí hậu ở đây phân biệt 2 mùa rõ rệt : mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9 , nhiệt độ trung bình
260c ; mùa nắng từ tháng 10 đến tháng 3 , nhiệt độ trung bình 29 0c . Tổng lượng mưa trung
bình cả năm là 300 mm .

3.Địa hình :


Tuyến đường xay dựng đi qua và khu vực lân cận là vùng đồi ; tuyến đường đi qua ở cao độ

tương đối cao, đi ven sườn đồi gần suối trong đó có một sối có dòng chảy tập trung tương đối
lớn, lưu vực xung quanh ít ao hồ, nên việc thiết kế các công trình thoát nước nước đều tính vào
mùa mưa

4.Địa chất :
 Địa chất tuyến đường đi qua khá tốt, có cấu tạo không phức tạp , đất đồi núi cấp II , lớp trên là
lớp á cát ,lớp dưới là lớp á sét . Do đó tuyến đường trên không cần xử lí đất nền , vật liệu tại
chổ có thể khai thác sỏi đá .

5.Ýnghĩa :
 Tuyến đường trên được xây dựng sẽ phân bố dân cư rải đều theo dọc tuyến đường , tuyến
đường A-B hoàn thành góp phần vào mạng lưới đường bộ chung của tỉnh và đồng thời nâng
cao đời sống vật chất và tinh thần dân cư khu vực lân cận tuyến đường lên từng bước góp phần
đưa điện năng vào vùng sâu để nhằm điện khí hóa nông thôn toàn tỉnh .

CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT
CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
*Số liệu thiết kế :
- Tỷ lệ bình đồ : 1\ 2000
- Độ chênh cao ∆h = 2 m
- Mức tăng xe hang năm : p= 5%
- Lưu lượng xe hiện tại N0 = 375 xe/ng.đêm
- Thành phần xe chạy :
 Xe đạp : 11%
 Xe máy : 9%
 Xe con : 8%
 T-nhẹ : 18%
 T-vừa : 12%
 T-nặng : 38%

 Moóc : 4%
2.1 Xác định cấp kỹ thuật và cấp quản lý của tuyến đường
Theo tuyến đường thiết kế được làm mới nên thời gian sử dụng tuyến đườngnày là 20 năm .

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

2


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Số xe con được quy đổi từ các loại xe khác , thông qua mặt cắt ngang của đường ô tô trong một
đơn vị thời gian , tính cho lưu lượng xe chạy ở năm thứ 20 trong tương lai .
-Lưu lượng xe chạy bình quân của năm đầu khai thác N0 = 375(xe/ng.đêm)
-Mức tăng xe hàng năm p = 5%
-Thành phần xe chạy :

Loại xe
Xe đạp
Xe máy
Xe con
T-nhẹ
T-vừa
T-nặng
Moóc

Thành phần
%

M 21
Gaz – 51A
ZiL – 130
MAZ-500

Lưu lượng
(ở năm đầu
khai thác)
41.25
33.75
30
67.5

11
9
8
18
12
38
4

45
142.5
15

Hệ số
quy đổi

Số xe con
quy đổi

0.2
0.3
1
2

8.25
10.125
30
135

2
2.5
3

90
365.25
45
∑ = 674.625

-Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm thứ 20 là : Nqđ20 = N0*(1+p)20-1

= 674.625*(1+0.05)20-1
= 1705 (xeqđ/ng.đêm)
Theo TCVN4054-98 , ứng với lưu lượng xe thiết kế là 1705(xeqđ/ng.đêm) , đường nằm trong địa
hình đồi ta chọn :
- Cấp kỹ thuật : 60

- Vận tốc thiết kế : VTK = 60(km/h)
Chức năng của tuyến đường này là nối các trung tâm kinh tế , chính trị , văn hóa lớn do đó ta
chọn cấp quản lý III và số làn xe yêu cầu : 2 làn xe không có dải phân cách
2.2. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu
2.2.1. Xác định độ dốc tối đa(imax) của tuyến đường
imax =min
_ Theo đề bài cho ta thấy lượng xe tải nặng chiếm đa số nên ta chọn dộ dốc dọc lớn nhất imax của
xe tải nặng , được xác định theo điều kiện sức kéo và sức bám của ô tô.
_ Đặc trưng của xe tải nặng MAZ –500 :
1. Có hàng trục trước Gbị động = 4225 (kg)
2. Có hàng trục sau Gchủ động = 10000(kg)
3. Trọng lượng xe có hàng Gxe = 14225(kg)
4. Chiều rộng B = 2.65(m)
5. Chều cao lớn nhất của thân xe H = 2.43(m)
 Hệ số lực cản không khí : K = 0.64÷0.74 (Ns2/m4) đối với xe tải
Chọn K = 0.7(Ns2/m4) = 0.07(kgs2/m4)
 Diện tích cản không khí : F = 0.9*B*H = 0.9*2.65*2.43

5.8(m2)

Chọn F = 6 (m2)
Vì xe chạy với vận tốc V = 60(km/h) nên f thay đổi rất ít , khi đó nó chỉ phụ thuộc vào loại mặt
đường và tình trạng mặt đường . Mặt đường bê tông nhựa ở trạng thái bình thường có hệ số lực
cản lăn f0 = 0.018÷0.022
chọn f = f0 = 0.022
 Hệ số động lực học của xe DV = 60 =0.088
i

 Vận tốc xe chạy so với môi trường không khí :
Khi xe chạy xuôi gió : V = Vxe – Vkk

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

3


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Với Vkk = 27(m/s) = 97.2(km/h) ở Hàm Tân
V= 60 – 97.2 = -37.2(km/h)
 Lực cản không khí : Pw = K*F*

0.07*6*

 Sức bám trên một đơn vị trọng lượng xe ở vận tính toán :
=

*m -

=

Với : hệ số bám dọc của lốp xe
Dbám = 0.2*

-

*

-

d

d

= 0.2

= 0.08

Vậy
=
=
2.2.2. Xác định tầm nhìn :
 Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :
_ Đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật , sau đó thực hiện hãm phanh và
dừng xe cách vạt cản 1 đoạn an toàn (lat = 5m)
St =

+

Trong đó :
K : hệ số xét đến hiệu quả của bộ hãm phanh K = 1.3÷1.4 đối với xe tải , xe buýt
chọn K = 1.4 vì xe tải có thành phần lớn
f : hệ số lực cản lăn vì độ dốc dọc i = 0 nên f = 0
Khoảng cách an toàn lat = 5 (m)
Khi tốc độ xe Vtt = 60 (km/h) , hệ số bám dọc
khô

phụ thuộc trạng thái bề mặt áo đường nhám và

= 0.7

St =

+

+ 5 = 50(m)

Theo TCVN 4054-98 ta chọn : St = 75(m)
 Tầm nhìn thấy xe ngược chiều (Sđ) :
Tầm nhìn thấy xe ngược chiều được xét cho đường 2 làn xe không đủ rộng .
Sđ =

+ lat =

+5 = 95(m)

Theo TCVN 4054-98 ta chọn : Sđ =150(m).
2.2.3. Xác định R

Rosc :

 Bán kính đường cong nằn tối thiểu khi có siêu cao :
Rmin =
Cấu tạo mặt đường nghiêng về phía tâm đường cong iscmax = 0.04 trong trường hợp có xe súc
vật kéo .
Với vận tốc xe chạy Vtk = 60(km/h)

Rmin =

149.2(m)

Chọn Rmin = 150(m)

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

4


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
TheoTCVN 4054-98 thiết kế đường ô tô ta chọn Rmin = 250 (m)
 Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất không siêu cao :
_Trong điều kiện bình thường khi đặt đường cong không siêu cao ,không gây ra chi phí lớn .
_Khi đó µ = 0.08 và in = 0.02 (theo TCVN 4054-98 , để thoát nước nhanh và làm khô mặt
đường bê tông nhựa thì in = 0.02 0.025)
Rosc =

=

218.05(m)

Chọn Rosc = 218(m)
Theo TCVN 4054-98, tiêu chuẩn đường thiết kế ô tô ta chọn Rosc = 501(m) .

2.2.4. Xác định bán đường cong đứng
 Đường cong đứng lồi :
Bán kính đường cong lồi được xác dịnh theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trên mặt cắt dọc .
Đối với loại đường không có dải phân cách giữa các làn xe thì tính toán theo tầm nhìn thấy xe
ngược chiều , ta có :

Trong đó :
hl = 1.2(m) : khoảng cách từ mặt đường dến mắt người lái
Sđ = 150(m) : tầm nhìn thấy xe ngược chiều
2343.75(m)
Chọn

2344(m)

Theo TCVN 4054-98, tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô ta chọn
 Đường cong đứng lõm :
Đường cong đứng lõm được xác định theo 2 điều kiện :
1.Bảo đảm không bị gãy nhíp xe do lực ly tâm gây ra và không gây khó khăn cho
hành khách:

Trong đó :
Vận tốc thiết kế V= 60(km/h)
a = 0.5

(m/s2) : gia tốc ly tâm cho phép , chọn[a] = 0.5(m/s2) .
553.8(m)

Chọn

=554(m)

2.Bảo đảm tầm nhìn vào ban đêm :

Trong đó :
hđ = 0.5(m) : độ cao đèn xe ô tô so với mặt đường
α : góc chiếu sang của đèn ô tô theo phương đứng thường α =
St = 75(m) : tầm nhìn trước chướng ngại vật
= 902(m)

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

5


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Vậy

= 902(m)

Bán kính đường cong đứng lõm theo TCVN 4054-98 , thiết kế đường ôtô ta chọn
=1000(m)
2.2.5 Xác định sốlàn xe ; bề rộng làn xe ; bề rộng mặt dường ; bề rộng nền đường
 Số làn xe :
Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-98 số làn xe yêu cầu cho đường ô tô là 2 ;cấp quản lý
III .
 Bề rộng làn xe ;

Thông thường chiều rộng 1 làn xe cho cấp kỹ thuật 60 (Vtt = 60km/h) thì bề rộng B1làn=3.5(m)
Chọn B1làn =3.5(m)
 Bề rộng mặt đường :
_Xác định bề rộng mặt đường phần xe chạy
Bxe =2 3.5 = 7(m)
_Xác định bề rộng lề đường
Blđ = Bgia cố + ∆ = 2+0.5 =2.5(m)
2Blđ = 2 2.5 = 5(m)
 Bề rộng nền đường :
B = Bxe + 2Blđ = 7+5 =12(m).
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98 ta chọn B=12(m)
BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
STT
Tên chỉ tiêu kỹ thuật
1
2
3

4

5
6

7
8
9
10

Đơn vị

Vận tố xe chạy thiết kế
Độ dốc dọc lớn nhất
Bán kính đường cong bằng tối thiểu
 Không có siêu cao
 Có siêu cao
Tầm nhìn
 Một chiều
 Hai chiều
Bán kính tổi thiểu của đường cong lồi theo
điều kiện đảm bảo tầm nhìn
Bán kính tổi thiểu của đường cong
lõm
theo điều kiện :
 Không gãy nhíp xe
 Đảm bảo tầm nhìn về đêm

Km/h

Số làn xe
Bề rộng của 1 làn xe
Bề rộng của mặt đường
Bề rộng của nền đường

làn
m
m
m

Theo tính
toán

60
58

Theo
TCTK
60
70

Chọn để
TK
60
58

128
150

501
250

501
250

50
95
2344

75
150
2500

75
150
2500

554
902

1000

1000

2
3.5
7
12

2
3.5
7
12

m

m

m
m

2
7

12

1Xá

CCC CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
 Tỉ lệ tuyến đường trên bình đồ : 1/5000
 Độ chênh cao giữa 2 đường đồng mức : ∆h = 2m
 Thiết kế tuyến đường đi qua 2 điểm A và B

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

6


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
 Cao độ điểm A :72.85 sua
 Cao độ điểm B :65

lai cao do A. B

3.1 . Vạch các phương án tuyến trên bản đồ địa hình :

Dựa vào các chỉ tiêu hình học của tuyến đường đuợc thiết kế và các điểm khống chế phải đi
qua hoặc tránh để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế .Để nâng cao chất

lượng khai thác của tuyến đường khi thiết kế cố gắng sử dụng các chỉ tiêu kỹ thuật thông
thường dối với đường cấp 60 vùng đồi núi và nhìn vào bản đồ , ta vạch tất cả các phuơng án
mà tuyến đường có thể đi qua . Khi thiết kế đường ôtô cần phải đảm bảo được tính hợp lý về
kinh tế kỹ thuật đối với nhiều nội dung thiết kế , trong đó có nội dung thiết kế bình đồ của
tuyến đường , nghĩa là bình đồ của tuyến đường phải đảm bảo tính kỹ thuật ( xe chạy an toàn
vớ vận tốc thiết kế 60 km/h) và tính kinh tế (chi phí xây dựng tuyến đường C và chi phí có vận
chuyển hàng hóa ; duy tu sửa chữa đường trong thời gian khai thác tuyến đường có tổng là nhỏ
nhất ) , mà chúng ta biết quy luật chung là chịu một chi phí xây dựng đắt tiền đề đạt được một
đích là được một chi phí vận doanh khai thác rẻ .Để vạch các phương án tuyến ta sẽ thực hiện
các bước sau đây :
3.1.1 . Quan sát kỹ bản đồ địa hình để có thể nắm được tình hình địa thế sau đó ước tính các khả
năng nối tuyến giữa hai điểm :
 Quan sát địa hình có thể căn cứ vào các dòng sông chảy trong khu vực nhận ra được hệ thống
sông suối , rồi theo các đường đồng mức tìm được các thung lũng sông và các đường phân thủy
. Cũng có thể từ đường đồng mức cao ( đỉnh núi cao ) theo các đường đồng mức dẫn xuống để
khảo sát tình hình địa hìn . Khi quan sát yêu cầu phải nắm được các dòng nước (đường tụ thủy)
, các sườn núi và độ dốc của sườn , bình nguyên , các đèo cao , và các khu vực địa chất nguy
hiểm như catstơ ,khe sói ký hiệu trên bản đồ .
 Tuyến đường phải kết hợp một cách hài hòa với địa hình xung quanh . Không cho phép vạch
tuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay vạch tuyến đường trên địa hình đồi núi
nhấp nhô . Cần quan tâm yêu cầu kiến trúc đối với các đường phục vụ du lịch , đường qua công
viên , đường đến các khu nghỉ mát , các công trình văn hóa và di tích lịch sử .
 Khi vạch tuyến , nếu có thể , cần tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng , thủy văn ,
địa chất(như đầm lầy , khe sói , đá lăn , catstơ …) .
 Khi đường qua vùng đồi nên dùng những bán kính lớn , uốn theo vòng lượn của địa hình tự
nhiên , chú ý vòng lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc ở bình đồ và mặt cắt dọc .
 Khi tuyến đi vào thung lũng các sông , suối nên :
_ Chọn 1 trong 2 bờ thuận với hướng chung của tuyến , có sườn thoải , ổn định , khối
lượng đào đắp đất đá ít .
_ Chọn tuyến đi cao hơn mực nước lũ điều tra .

_ Chọn vị trí thuận lợi khi cắt qua các nhánh sông suối .
 Khi tuyến vượt qua đèo có thể vạch ra nhiều phương án và chọn được phương án thích hợp
nhất . Khi gặp đèo thường chọn vị trí thấp nhất dựa vào bản đồ đồng mức có tỉ lệ lớn hoặc đo
bằng khí áp kế .
3.1.2. Sau khi biết được tình hình địa thế , dự kiến phương pháp nối tuyến .
 Hai điểm hàng hóa đả cho ở hai bên đường phân thủy cao thì việc nối hai điểm đó sẽ phải qua
đèo . Trước hết ta phải lựa chọn đèo có thể triển tuyến qua được , thông thường là đèo thấp ở
trên đưởng phân thủy , nhưng có trường hợp phải xét địa hình khai triển dưới đèo , nên vị của
đèo cũng chưa phải là yếu tố quyết định. Vì vậy có thể tìm vài vị trí vượt đèo va dự kiến nhiều
phươngán nối tuyến .
 Những vị trí qua các con sông nhỏ thì hyòan tòan phụ thuộc vào huớng của tuyến đường . Lúc
đó ta chỉ cần vạch theo tuyến đường và các cầu nhỏ được cấu tạo theo tuyến đường.
 Khi địa thế sườn núi có đuờng đồng mức dạng chân chim thì phải đào đắp nhiều , nên thường
đi theo thung lũng sông hoặc đi theo đuờng phân thủy . Để tránh phải đào sâu và đắp cao ở
những đoạn đường qua vùng khó khăn ta sử dụng buớc compa :
Lcp =
∆h = 2(m) : Độ chênh cao của hai đường đồng mức kề nhau (m) .

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

7


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
: tỉ lệ của bản đồ địa hình .

imax : độ dốc dọc lớn nhất
K = 0.8 – hệ số chiết giảm .
100 : hệ số đổi đơn vị từ (m) ra (cm) .
1000 : hệ số đổi đơn vị từ

ra số thực

 lcp = cm.
 Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài tuyến giữa 2 đường đồng mức
phải thỏa mãn :L >= lcp =0.86(cm) .
 Dựa trên bình đồ ta vạch được phương án thích hợp nhất.
3.2. Xác định góc ngoặt – quyết địng bán kính đường cong bằng của phương án tuyến .



Góc ngoặt được xác định trên bản đồ địa hình bằng thước đo độ , ta đo được

=

1

=

.

2

Bán kính đường cong nằm phải thỏa mãn điều kiện : R >= Rmin = 250(m) , ta chọn R = 250
(m)

3.3. Xác định chiều dài đoạn thẳng – Đoạn cong và vị trí của các cọc – Cự ly giữa các cọc ;trong
thiết kế sơ bộ cần xác định các loại cọc sau đây :
1. Cọc km .
2. Cọc TĐ , TC và G của đường cong .
3. Cọc thay đổi địa hình Cn …;cọc Cn được hiểu trong đồ án là các vị trí tuyến đường cắt qua
đường phân thủy , đường tụ thủy , đường đồng mức , tại chổ đổi dốc của đường đen tại chổ độ
dốc ngqng của sườn thay đổi , chỉ số n được lấy từ 1
3.3.1

.

. Xác định lý trình của cọc TĐ và cọc TC của đường cong :
Sau khi xác định được góc ngoặc

và quyết định bán kính đường cong R =

250(m) chúng ta xác định được chiều dài tiếp tuyến T =

= 250

.
Theo tỉ lệ bản đồ chúng ta có :
Tbđ = T
= 91x

1
x100 = 1.82( cm )
5000

Dùng Tbđ để xác định vị trí TĐ , TC

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

d
Tb

d
b
T

KTCT04+1

- -

8


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Trong đó :
100 : hệ số đổi từ m ra cm
T : chiều dài tíếp tuyến
 Chiều dài đoạn cong ,ta dùng thước dẻo uốn cong để đo .
 Chiều dài đoạn thẳng được xác định theo tỉ lệ bản đồ địa hình :
Mij = mijbđ
Trong đó :
mijbđ : chiều dài đoạn thẳng chêm được đo trên bản đồ tính bằng cm .
M :mẫu số của tỉ lệ bản đồ .
100

: hệ số đổi từ cm

BẢNG LÝ TRÌNH CỦA CÁC ĐIỂM TĐ , TC VÀ G CỦA CÁC ĐƯỞNG CONG
Chiều dài
Chiều dài
Chiều dài
Lý trình của điểm
TC
đoạn thẳng
đoạn cong
cộng dồn (m)
TĐ
G
20
20
180
200
Km0+20
Km0+110
Km0+200
57
257
180
437
Km0+257
Km0+347
Km0+437
54
491
3.3.2. Dựa vào bảng lý trình ở trên và vị trí của TĐ, TC , theo tỉ lệ bản đồ ta xác định được vị trí

của các cọc Km trên bình đồ tuyến :
3.3.3 . Xác định cọc thay đổi địa hình Cn :
Dựa vào vị trí của tuyến đường và đường đồng mức chúng ta xác định được vị trí` của các
cọc Cn .
3.3.4 . Xác định cự ly giữa các cọc :
Sau khi có vị trí các cọc Km , TĐ , TC và các cọc Cn . Chúng ta dùng thước để đo cự ly giữa
các cọc đó trên bản đồ và nhân với M (hệ số tỉ lệ bản đồ ) để có được cự ly thực tế tính bằng (m) .
Li =
Trong đó : libđ : cự ly giữa các cọc trên bản đồ (mm) .
1000 : hệ số đổi đơn vị (mm) => (m)
Kết quả được thể hiện dưới dạng bảng sau đây :

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- -

9


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Tên cọc
A= km0
TĐ1
C1
C2
TG1
C3

C4
TC1
C5
TĐ2
C6
C7
TG2
C8
C9
TC2
C10
C11= B

Cự ly giữa các
cọc (m)
0
20
30
30
30
31
31
28
22
35
37
30
23
40
28

22
30
24

Khoảng cách cộng
dồn(m)
0
20
50
80
110
141
172
200
222
257
294
324
347
387
415
437
467
491

Lý trình của các
cọc
Km0+0
Km0+20
Km0+50

Km0+80
Km0+110
Km0+141
Km0+172
Km0+200
Km0+222
Km0+257
Km0+394
Km0+324
Km0+347
Km0+387
Km0+415
Km0+437
Km0+467
Km0+491

Cao độ

Độ dốc

72.85
72.86
73.00
72.91
72.77
72.18
71.78
71.18
70.75
69.43

68.00
67.33
66.9
66.6
66.00
65.47
65.00
65.00

0
0.0005
0.0048
-0.003
-0.0047
-0.0189
-0.013
-0.0215
-0.0194
-0.0378
-0.0386
-0.0222
-0.0188
-0.0075
-0.0214
-0.0239
-0.0158
0

CCDDEER4T54CEDERRRRYUUUWQCCQQQEEETRTYYLIPOPEERT
ERERWRQW

 Cao độ được tính bằng cách nội suy giữa 2 đường đồng mức và khoảng cách giữa 2 đường
đồng mức .
 Độ dốc được tính bằng cách lấy cao độ sau trừ cao độ trước rồi chia khỏang giữa 2 cọc .
Điểm

Đồng mức
trên

Đồng mức
dưới

A

74

72

TĐ1

74

C1

KC dưới

CAO TRÌNH(m)

KC(m)

13

5.5

72.85

0

0

72

14

6

72.86

20

0.000

74

72

14

7

73.00

30

0.004

C2

74

72

11

5

72.91

30

-0.00

TG1

74

72

13

5

72.77

30

-0.00

C3

74

72

11

1

72.18

31

-0.01

C4

72

70

9

8

71.78

31

-0.01

TC1

72

70

8.5

5

71.18

28

-0.02

C5

72

70

8

3

70.75

22

-0.01

TĐ2

70

68

7

5

69.43

35

-0.03

C6

0

68

0

0

68.00

37

-0.03

C7

68

66

9

6

67.33

30

-0.02

TG2

68

66

10

4.5

66.90

23

-0.01

C8

68

66

10

3

66.60

40

-0.00

C9

0

66

0

0

66.00

28

-0.02

TC2

66

64

9.5

7

65.47

22

-0.02

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KC 2Đ

KTCT04+1

- - 10

Độ d


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
C10

66

64

8

4

65.00

30

-0.01

C11

66

64

8

4

65.00

24

0.000

CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC
4.1 . Xác định cao độ mặt đất tại tim đường (đường đen) :
 Dựa vào vị trí của các cọc (Km , TĐ , TC, G, C n ) và các đường đồng mức ở gần vị trí
cọc để xác định cao độ của các cọc (lấy tròn đến m).
 Có các trường hợp sau đây : Cao độ của điểm B (thuộc tuyến đường ) được xác định
theo tỉ lệ của các đoạn AB và AC .
Kết quả được thành lập bảng
STT

Tên cọc
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

A
TĐ1
C1
C2
TG1
C3
C4
TC1
C5
TĐ2
C6
C7

TG2
C8
C9
TC2
C10
B

Lý trình của cọc
(m)
Km0+0
Km0+20
Km0+50
Km0+80
Km0+110
Km0+141
Km0+172
Km0+200
Km0+222
Km0+257
Km0+294
Km0+324
Km0+347
Km0+387
Km0+415
Km0+437
Km0+467
Km0+491

Cao độ mặt đất
tại cọc

76.7
72.67
77.16
77.66
77.5
77.46
77.31
77
76
75
73.4
72
71.27
70.55
70
69.78
69.56
69.41

Ghi chú

5.2. Xác định cao độ đường thiết kế (đướng đỏ ) :
 Vẽ đường đỏ là một công việc nhằm mục đích thể hiện những yêu cầu về điều kiện vận chuyển
đã biết , bằng cách đào ở trên cao và đắp ở dưới thấp để giảm độ dốc mặt đất thấp hơn độ dốc
giới hạn , đồng thời đảm bảo tính êm thuận cho xe chạy , tính lâu bền của công trình như nền
đường ,mặy đường trong điều kiện thủy văn , địa chất đã biết đồng thời đảm bảo một phí tổn
kinh tế ít tốn kém nhất .
 Đường đỏ là tập hợp tất cả các điểm thiết kế , trên trắc ngang nó là cao độ của mép nền đường
phía bụng đường cong. Yêu cầu kỹ thuật khi vạch đường đỏ là :
_ Không vượt quá độ dốc dọc tối đa theo cấp hạng đường .

_Trong đường vòng phải giảm đô dốc dọc tối đa .
_Giữa hai đỉnh dốc phải đảm bảo bố trí được hai đư6ờng cong đứng .
_Chiều dài các đọan dốc không vượt quá chiều dài tối đa của các độ dốc .
_O73 tại chổ có cầu cống phải đảm bảo :
• Đối với cống :
+ Cao độ thiết kế phại cao hơn mức dâng nước công trình là 0.5 m (đối với cống có áp và
bán áp ).
+ Cao độ thiết kế phải bảo đảm đủy 0.5m đất trên đỉnh cống (đối với cống không áp)

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- - 11


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU

CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG


Trên một tuyến đường ,công trình thoát nước đóng vai trò hết sức quang trọng . Công trình
thoát nước tốt thì cường độ của nền đường cũng như mặt đường được đảm bảo được tốt ; tránh
được hiện tượng sụt lở , hư đường tạo chổ trũng ứ động nước , lụt lội khi lượng mưa nhiều và
thủy triều lên v.v..

Vị trí của công trình thoát nước là chổ tuyến đường cắt qua đường tụ thủy . Tất cả những chổ
lõm ở trên đường đen đều cần phải đặt các công trình thoát nước như : cầu cống , rãnh tháo .

Cống được đặt ở các đường tụ thủy được gọi là cống địa hình . Trên đường còn có một lọai
cống khác được đặt khi thiết kế đường đỏ với mục đích để thoát nước rãnh biên . Cống này
được gọi là cống cấu tạo và khẩu độ cống

.

5.1. Xác định các đặc trưng thủy văn :
5.1.1 . Diện tích lưu vực F :(Km2)

Dựa vào hình dạng của đường đồng mức ta tìm đường phân thủy giới hạn của lưu vực
nước chảy vào công trình . Chia lưu vực thành hình thang , hình tam giác để tính 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 như sau :
F = Fbđ

.

Trong đó :

•

+ Fbđ : diện tích của lưu vực ở trên bản đồ (cm2) .
+ Mbđ : hệ số tỉ lệ bản đồ (T.L 1/M ); M = 2000 .
+1010 : hệ số đổi từ cm2 ra Km2 .
Diện tích của lưu vực ở trên bản đồ :
+ Diện tích tam giác : F∆ =
Trong đó : a _ cạnh đáy tam giác(cm)
h_chiều cao (cm)
+ Diện tích hình thang : F =

STT
1
2
3
4
5

Trong đó : a_đáy lớn (cm)
b_đáy bé (cm)
h_chiều cao (cm)
Hình học
a(cm)
b(cm)
Tam giác
3
Hình
4.7
3
thang
Hình
7
4.7
thang
Hình
10.5
7
thang
Hình
14.2
10.5

thang

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

h(cm)
2
1.4

Fbđ(cm2)
3
5.39

2

11.7

2.3

20.125

2.1

25.935

KTCT04+1

F(Km2)

0.086

- - 12


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Hình
thang
Hình
thang
Tam giác
Tam giác
Tam giác
Tam giác
Tam giác
Tam giác

18

14.2

2

32.2

24.8

18

1.5

32.1

3.9
1.3
4.5
6.3
44
106

29.835
4.16
12.15
11.025
24.2
3.18

15.3
6.4
5.4
3.5

11
6

∑
Fbđ = 215(cm2)

5.1.2. Chiều dài lòng chính L:(Km)

Chiều dài lòng chính đo từ chổ bắt đầu hình thành lòng chủ đến vị trí công trình . Chiều
= 17.5 10-5

dài lòng sông chính được xác định như sau : L = Lbđ
2000 = 0.35(Km) .
Trong đó :
+ Lbđ : chiều dài lòng sông chính (cm) .
+ Mbđ : hệ số tỉ lệ bản đồ (T.L 1/M ); M = 2000 .
+ 10-5 : hệ số đổi từ cm ra Km .
5.1.3. Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs (m) :
 Được tính theo công thức sau đây :

bs =
+ F : Diện tích lưu vực (Km 2) .
+ L : Chiều dài lòng sông chính (Km) .
+ ∑l : Tổng chiều dài của các lòng sông nhánh (Km) . Trong số này ,
chỉ tính những lòng sông nhánh có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực .
B được tính theo công thức sau :
 Đối với lưu vực có 2 sườn :
Trong đó :

(km)

B=
 Đối với lưu vực có 1 sườn :
B=

(km)

Với lưu vực 1 sườn , lúc dùng công thức tính bs hệ số 1.8 phải thay bằng 0.9 .
Ở dây ta thiết kế tuyến đường không có dòng sông nhánh nên ta có ∑l =0 .
 bs =

= 136.51 (m)

5.1.4. Độ dốc trung bình của lòng chính Jl : (
)
 Tính theo đường thẳng kẻ dọc sông sao cho các phần diện tích thừa thiếu khống chế bởi
đường thẳng và đường đáy sông bằng nhau thể hiện qua công thức sau :
Jl =

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- - 13


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
Trong đó :
của 2 đường .

+ h1 , h2 …hn : Độ cao của các điểm gãy trên trắc dọc so với giao điểm
+ l1 , l2 …ln : Cự ly giữa các điểm gãy .

5.1.5. Độ dốc trung bình của sườn dốc Js (


:

Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 4

điểm xác định

độ dốc , theo hướng dốc lớn nhất .
5.2 . Xác định lưu lượng tính toán Qp (m3/s) :
5.2.1 . Công thức tính lưu lượng :
 Xác định lưu lượng thiết kế theo “ Quy trình tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ 22TCN
220-95 ” của Bộ Giao Thông Vận Tải .
QP% = AP%

HP%

(m3/s)

1

Trong đó :
+ HP : Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế
P = 4% đối với cống ứng với vận tốc thiết kế 60(Km/h) => Vùng
tuyến đường của ta thiết kế thuộc Hàm Tân H4% = 205(mm) .

+

: Hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng 2.1 phụ thuộc vào loại đất cấu tạo

khu vực có lượng mưa ngày thiết kế (HP) và diện tích lưu vực (F) .
Đất cấp II ,diện tích lưu vực F = 0.086(Km2) < 0.1 (Km2) , lượng mưa ngày thiết kế HP =
205(mm) =>

= 0.97

+ AP : - Modul đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P = 4% trong điều kiện
Trị số AP biểu thị bằng tỉ số

so với

=1.

và HP

AP =
- AP lấy trong bảng 2.3 tùy thuộc đặc trưng địa mạo thủy văn
lòng sông , thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc

s

l

của

(tra bảng 2.2) và vùng mưa (ở đây

thuộc vùng mưa XVII) .
+

l

: Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ , rừng cây trong

lưu vực , xác định theo bảng 2.7 .Vì diện tích ao hồ ,đầm lầy không đáng kể nên ta lấy %
diện tích là 2% ;vị trí ao hồ ở thượng lưu =>
5.2.2

l

= 0.95

. Trình tự xác định QP theo công thức như sau ;
a)

Xác định thời gian tập trung trên sườn dốc

s

:

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc , xác định theo bảng 2.2tùy thuộc vào địa mạo thủy
văn của sườn dốc (

s

) và vùng mưa (vùng XVII) .

Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc

s

s

được xác định như sau :

=

Trong đó :
+ bs = 136.51(m) : Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực .

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- - 14


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
+ ms : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc , phụ thuộc vào tình hình bề mặt
của sườn lưu vực , lấy theo bảng 2.5 .
Tình hình sườn dốc lưu vực : mặt đất thu dọn sạch , không có gốc cây ,
không bị cày xới , vùng dân cư nhà cửa không quá 20% mặt đá xếp ; cỏ thưa =>
ms = 0.3 .
+ Js : Độ dốc sườn dốc tính theo(

Js =

.

Đường đồng mức có cao độ 88 ; dòng sông có cao độ là 56 => độ chênh cao
là 88 – 56 = 32(m)
Khoảng cách từ đường đồng mức cao nhất đến dòng sông là 234mm
=468(m)
+

: như trên .

 Js =



2m

s

= 68.376(

)

=

= 2.158

 Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc
và vùng mưa XVII tra bảng 2.2 ;

vậy

b) Tính hệ số địa mạo thủy văn của lòng sông

l

l

s

s

bằng cách nội suy dựa theo

s

= 9.795 phút

theo công thức :

=

Trong đó :
+ ml : Thông số tập trung nước trong sông , phụ thuộc vào tình hình sông
suối của lưu vực , lấy theo bảng 2.6.
Xem sông ở vùng núi, lòng sông nhiều đá , mặt nước không
phẳng , suối chảy không thường xuyên , quanh co , lòng suối tắc nghẽn => ml = 7
+ Jl : Độ dốc lòng sông chính theo (
). Do tuyến đường thiết kế

không đi qua dòng sông chính nên độ dốc dòng sông chính bằng độ dốc theo sườn dốc Jl = Js=
68.376 (

)
+ L = 0.35(Km) : Chiều dài lòng sông chính .



l

=

= 6.0128

c) Xác định trị số AP% :
AP% xác định bằng cách tra bảng 2.3 tùy thuộc vào vùng mưa XVII , thời gian tập
trung dòng chảy trên sườn

dốc

s

= 9.795và hệ số địa mạo thủy

l

= 6.0128

bằng cách ngoại suy ; ta được AP% =0.174

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- - 15


BTL : CTDD
GVHD: CHÂU MINH HIẾU
 Lưu lượng thiết kế QP = 0.174 0.97 205 0.95 0.086 = 2.827(m3/s)



Dựa vào lưu lượng thiết kế QP = 2.3 (m3/s) ta dùng cống tròn BTCT
với khẩu độ cống = 1m ; cống loại II có áp ổn định với chiều sâu mực
nước dâng H = 1.58m và vận tốc dòng nước v = 3.19 (m/s)

SVTH: DƯƠNG VĂN PHƯƠNG

KTCT04+1

- - 16