BÀI tập lớn môn học ĐƯỜNG đô THỊ và QUY HOẠCH GIAO THÔNG THIẾT kế nút GIAO THÔNG

BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
KHOA CÔNG TRÌNH – NGÀNH XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG
------  ------

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC:

GVHD: ThS. HUỲNH ÁNH TUYẾT
SVTH: NGUYỄN QUANG ĐẠI
LỚP: CD04A
MSSV: CD04016

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 5 năm 2008.
SV: Nguyễn Quang Đại

1

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

PHẦN I - SỐ LIỆU ĐỀ BÀI
+ Số đề bài: 1-2.1.a-2.2.a-3.2
+ Tốc độ thiết kế:

AB: 60 km/h.
CD: 60 km/h.
+ Số làn xe nối vào nút:
AB: 4 x 3.5 mét.
CD: 4 x 3.5 mét.
+ Số liệu điều tra lưu lượng nối vào nhánh:

Lưu lượng xe

Hướng
B
N
Đ
T

qi (xcqđ/h)
400
200
100
700
150
200
500
200
120
490
190
80

Thẳng

Trái
Phải
Thẳng
Trái
Phải
Thẳng
Trái
Phải
Thẳng
Trái
Phải

PHẦN II – BÀI LÀM
Ngày nay, giao thông đô thị đã trở thành một bài toán cấp bách cần đợc giải
quyết. Với tình hình phát triển của các phơng tiện giao thông cá nhân, các yêu
cầu về qui hoạch kiến trúc - dân c, định hớng phát triển kinh tế - xã hội khu vực
của các đô thị ở nớc ta hiện nay, việc xây dựng các nút giao thông lập thể (nút
SV: Nguyễn Quang Đại

2

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

giao khác mức) đã trở thành một giải pháp đợc u tiên lựa chọn. Hiệu quả của
việc xây dựng các nút giao thông khác mức là rõ rệt cải thiện đợc tính an toàn lu

thông xe, tránh ùn tắc, tăng khả năng thông hành. Tính mỹ quan của công trình
cũng đem lại những cảnh quan kiến trúc đẹp cho đô thị.
0.1 - Bố trí mặt bằng nút giao thông

+ Các xe đi thẳng và rẽ phải được đi cùng một làn.
+ Các xe rẽ trái có làn riêng.
+ Điều khiển giao thông theo chu kỳ 2 pha.
+ Thời gian xen kẽ giữa hai xanh là 6 s (xem phần tính toán mục I.3).
SV: Nguyễn Quang Đại

3

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

0.2 - Chọn số pha điều khiển
+ Số pha điều khiển trong một chu kỳ được chọn trước rồi tính toán kiểm tra
xem có đạt yêu cầu hay không. Ban đầu ta chọn số pha điều khiển là nhỏ nhất,
chọn số pha điều khiển là 2 pha trong một chu kỳ đèn.
0.3 - Tính thời gian xen kẹp giứa hai xanh

t xk = t pu +

B + lxe
V
+

2* a1
V

→ t xk = 1 +

16.67 32.4 + 5.8
+
= 6( s)
2* 2.5
16.67

→ Thỏa mãn nằm trong khoảng từ 4 đến 12 giây.
Trong đó:

t pu = 1 ( s )

Thời gian phản ứng.

V = 16.67 ( m / s ) Vận tốc xe chạy vào nút.

(

a1 = 2.5 ÷ 3 m / s 2

B = 32.4 ( m )

)

2
Gia tốc hãm xe. Ta chọn a1 = 2.5 ( m / s ) .

Bề rộng nút (khoảng cách giữa hai vạch dừng xe)

lxe = 5.8 ( m ) Chiều dài xe.
0.4 - Tính lưu lượng dòng xe bão hòa
+ Đối với làn xe ở sát lề và chỉ có luồng xe đi thẳng:
S = 1940 + 100*(W-3.25) = 1940 + 100*(3.5-3.25) = 1965 (xcqđ/h)
+ Đối với làn xe không ở vị trí sát lề và chỉ có luồng xe đi thẳng:
S = 2080 + 100*(W-3.25) = 2080 + 100*(3.5-3.25) = 2105 (xcqđ/h)
+ Đối với làn xe chỉ rành riêng cho rẽ trái hoặc rẽ phải:
SV: Nguyễn Quang Đại

4

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

Sr =

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

S − 230
2105 − 230
=
= 1705 (xcqđ/h)
1 + ( 1.5 / r ) 1 + ( 1.5 /15 )

Trong đó:

S = 2105 (xcqđ/h) Lưu lượng dòng xe bão hòa trong trường hợp
làn xe không ở sát lề chỉ có luồng đi thẳng.
r - bán kính quỹ đạo vệt bánh xe rẽ (m). Lấy r = 15 m với xe rẽ trái.
+ Đối với làn xe hỗn hợp (các luồng xe rẽ và đi thẳng cùng lưu thông trên
một làn xe) trong trường hợp có dòng xe đối diện:

Sm =

S − 230
1 + ( 1.5* f / r )

Trong đó:
S = 1965 (xcqđ/h) Lưu lượng dòng xe bão hòa trong trường hợp
làn xe ở sát lề và chỉ có luồng đi thẳng.
f - Tỷ lệ xe rẽ trong làn.
r - bán kính quỹ đạo vệt bánh xe rẽ (m).). Lấy r = 10 m với xe rẽ
phải.
Lập bảng tính cho tầng làn xe ở sát lề gồm hai luồng rẽ phải và đi
thẳng, ta có kết quả sau đây:

SV: Nguyễn Quang Đại

5

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

0.5 - Hệ số lưu lượng
+ Hệ số lưu lượng là tỷ số giữa lưu lượng xe trung bình đến nút (q i) và lưu
lượng bão hòa (Si) của luồng xe.
+ Hệ số lưu lượng thể hiện mức độ chi phối của luồng xe khi tính toán thời
gian thời gian cho đèn tín hiệu giao thông.

+ Công thức tính hệ số lưu lượng:

yi =

qi
Si

.

+ Trong tất cả các luồng xe của một pha, luồng xe nào có hệ số lưu lượng lớn
nhất (luồng xe đại diện) cần phải được thiết kế thoát hết qua nút. Hệ số lưu
lượng lớn nhất là yk = max ( yi ) .
+ Kết hợp với lưu lượng dòng xe bão hòa của tầng làn xe đã tính ở trên, ta lập
bảng tính toán hệ số lưu lượng như dưới đây.

SV: Nguyễn Quang Đại

6

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

0.6 - Tính tổn thất thời gian cho một chu kì
+ Tổn thất thời gian cho một chu kỳ đèn:
n

L = ∑ ( t xk − 1) = 2* ( 6 − 1) = 10 ( s )
1

Trong đó:

t xk = 6s là thời gian xen kẹp giữa hai xanh.

n=2

là số pha điều khiển.

0.7 - Xác định thời gian cho một chu kì đèn
+ Thời gian cho một chu kì đèn tối ưu:

Co =

1.5* L − 5 1.5*10 − 5
=
= 86 ( s ) ≤ 120 ( s )
1− Y
1 − 0.884

0.8 - Tính thời gian đèn xanh cho các pha

+ Pha I:
Thời gian đèn xanh có hiệu của luồng xe đại diện:

t (xh ) = ( C − L ) *
I

SV: Nguyễn Quang Đại

yk
0.516
= ( 86 − 10 ) *
= 44 ( s )
Y
0.884
7

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

Trong đó:

C = Co = 86 ( s )

L = 10 ( s )

là thời gian cho một chu kì đèn tối ưu.

là tổn thất thời gian cho một chu kì đèn.

yk = 0.516 là hệ số lưu lượng của luồng xe đại diện trong pha I.

Y = 0.884

là tổng hệ số lưu lượng của các luồng xe đại diện.

Thời gian đèn xanh thực tế của luồng xe đại diện:

t (xttI ) = t (xhI ) − 1 = 44 − 1 = 43 ( s )
+ Pha II:
Thời gian đèn xanh có hiệu của luồng xe đại diện:

t (xh ) = ( C − L ) *
II

yk
0.368
= ( 86 − 10 ) *
= 32 ( s )
Y
0.884

Thời gian đèn xanh thực tế của luồng xe đại diện:

t (xttII ) = t (xhII ) − 1 = 32 − 1 = 31 ( s )

SV: Nguyễn Quang Đại

8

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

0.9 - Vẽ biều đồ phân pha

Kết luận
Nút giao cùng mức dạng ngã tư hay ngã ba, là dạng gặp nhiều nhất trong các
khu đô thị. Trong bài này giới thiệu các bước tiến hành thiết kế nút dạng
Chọn tính năng thiết kế nút.
Khai báo đường nào được ưu tiên khi vào nút, để làm cơ sở lựa chọn cao độ cho
nút giao.
Khai báo các thông số bề rộng đường và độ dốc ngang đường trước nút và vào
nút giao.
Nếu nút có mở rộng làn xe rẽ trái và rẽ phải, chọn thêm tính năng này.
Hình dạng nút ngã tư thể hiện dưới dạng Corridor.
Thể hiện dưới dạng đường đồng mức.
Tiếp tục thực hiện cho các nút còn lại trong đô thị, như vậy sẽ được mạng lưới
đường.
SV: Nguyễn Quang Đại

9

MSSV: CD04016

BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

Từ kết quả đường đồng mức này sẽ là dữ liệu tiếp theo để tiến hành thiết kế
mạng lưới thoát nước và tính toán san lấp.
Khi sử dụng tính năng này có thể có được dữ liệu cho các hạng mục thiết kế
đường, san lấp, thoát nước.
Thiết kế nút giao thông lập thể là một công tác phức tạp, tỷ mỷ, đòi hỏi rất nhiều
công sức của người kỹ sư thiết kế. Hiện nay, công việc này còn tương đối mới
mẻ nhưng là một xu thế tất yếu của việc xây dựng các công trình giao thông
trong thành phố. Bài báo này mới chỉ dừng lại ở việc lập nên một mô hình cơ
bản, sơ lược làm nền móng cho việc xây dựng một hệ thống chương trình phần
mềm phục vụ công tác thiết kế nút giao thông lập thể. Được ứng dụng bằng các
chương trình phần mềm phổ biến hiện nay, hệ thống này sẽ tạo được sự thân
thiện với người sử dụng, giúp cho công tác thiết kế trở nên nhanh chóng, thuận
tiện và khoa học hơn trước. Chúng tôi hy vọng sẽ đi sâu vào việc xây dựng hệ
thống phần mềm có ích này trong các nghiên cứu sau.

Kiến nghị
Thời gian là bài tập lớn không được nhiều, tài liệu tham khảo ít và cũng do lần
đầu làm bài tập lớn không thể tránh những sai sót mong được sự đóng góp ý
kiến của các Thầy cô và các bạn

SV: Nguyễn Quang Đại

10

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hướng dẫn sử dụng chương trình TOPO, HS, HS - Mỏ, Công ty phần mềm
Hài Hoà, Hà Nội 2003.
[2]. Hướng dẫn sử dụng các phần mềm C, AutoCAD, CAD Overlay.
[3]. Lưu Nguyễn Hải Nam, STAAD. Pro 2001 căn bản phân tích cấu trúc và
thiết kế, Nhà xuất bản Đại Hoạc Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2001.
[4]. PGS.TS. Nguyễn Viết Trung, Vũ Văn Toản, Hướng dẫn sử dụng SAP 2000
tính toán cầu và kết cấu, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, Hà Nội 2000.
[5]. PGS.TS. Nguyễn Xuân Vinh, Thiết kế nút giao thông và tổ chức giao thông
đô thị, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, Hà Nội 1999.

SV: Nguyễn Quang Đại

11

MSSV: CD04016


BTL: Thiết kế nút giao thông

SV: Nguyễn Quang Đại

GVHD: Huỳnh Ánh Tuyết

12

MSSV: CD04016