Tài liệu THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG chương 17 doc

TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
CHặNG 17: THIT K NG CAO TC

17.1 CHC NNG V C IM CA NG CAO TC
1.1Khỏi nim
ng cao tc l loi ng ụtụ chuyờn dựng cho ụtụ chy vi cỏc c im sau :
- Tỏch riờng hai chiu xe chy , mi chiu ti thiu 2 ln xe .
- Mi chiu u b trớ cỏc ln dng xe khn cp .
- Trờn ng b trớ y cỏc trang thit b , cỏc c s phc v cho vic m bo GT liờn
tc , an ton , tin nghi v ch cho xe ra , vo nhng nụi quy nh .
1.2 Chc nng :
- Dnh cho xe chy vi tc cao ( thng tc ti thiu 50 km/h )
- Dnh cho xe cú ng c, khụng cho xe thụ s, xe do sỳc vt kộo chy trờn ng.
- Trờn ng cao tc phi b trớ y trang thit b m bo giao thụng liờn tc trong mi
iu kin thi tit k c ban ngy ln ban ờm : bin bỏo, vch sn, thit b chiu sỏng, thit b
ngn cn ỏnh sỏng pha ốn xe ngc chiu
- Phi m bo an ton, tin li v ch cho phộp xe ra vo nhng v trớ c nh
- Cỏc loi xe 2 bỏnh dung tớch xi lanh <70cm
3
khụng c phộp lu hnh
- Cỏc loi xe cú kộo rmooc, cỏc loi xe ch hng c bit hng d v cng khụng c phộp
lu hnh trờn ng cao tc .
- Tu theo loi ng cao tc m cỏc v trớ giao nhau cú th b trớ cựng mc hoc khỏc mc.
1.3 c im :
So vi ng ụtụ thụng thng ( k c ng cp I v II ) ng cao tc cú mt s c im
nh sau :
a. Tc xe chy cao :
- Theo s liu quan trc Nht Bn tc xe chy trung bỡnh trờn ng cao tc thng ln
hn trờn ng ụ tụ t 60% - 70% .
- M tc xe chy trung bỡnh trờn ng cao tc 97 km/h
- Anh v Phỏp tc xe chy trung bỡnh trờn ng cao tc 110 km/h

- Tc ti thiu 50 km/h.
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 1
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
b. Kh nng thụng hnh ln :Theo thng kờ ca mt s nc
+ ng 4 ln xe : (35.000 ữ50.000) xe/ng.ờm
+ ng 6 ln xe : (70.000 ữ100.000) xe/ng.ờm
c. An ton xe chy cao :
Theo thng kờ ca mt s nc t l s v tai nn trờn ng cao tc bng 1/3v t l
ngi cht bng 1/2 so vi ng ụ tụ thụng thng .
d. Chi phớ vn chuyn thp :
Do tc xe chy cao , thi gian xe chy gim , lng tiờu hao nhiờn liu ớt chi phớ vn
chuyn thp .
e. m bo GT trong mi iu kin thi tit k c ban ngy ln ban ờm :
- Dũng xe trờn ng cao tc thun nht hn so vi dũng xe trờn ng ụtụ thụng thng (V
nh) hin tng vt xe ớt xy ra
- Khụng phi trỏnh xe ngc chiu .
- Khụng b nh hng ca dũng xe t hai phớa ra ,vo ng cao tc .
Nhc im :
- Chim din tớch t rt ln :
+ Nỳt khỏc mc chim (4 ữ 10) ha
+ i vi ng 4 ln xe : b rng (30ữ35)m
+ i vi ng 6 ln xe : b rng (50ữ60)m
+ i vi ng 8 ln xe : b rng (70ữ80)m
- Chi phớ xõy dng rt ln
- Liờn h gia ng cao tc vi giao thụng a phng rt khú gii quyt vỡ rt phc tp
- Vn ụ nhim mụi trng v ting n.
17.2 PHN LOI , PHN CP V CC CTKT CA CAO TC
2.1 Phõn loi ng cao tc :
@ ng cao tc loi A : Phi b trớ giao nhau khỏc mc tt c cỏc v trớ giao nhau

@ ng cao tc loi B : Cho phộp b trớ giao nhau cựng mc nhng nỳt cú lu lng xe
chy thp v do hn ch ngun vn u t ( tr ch giao nhau vi ng st v ng ng )
2.2. Phõn cp v tc thit k ca ng cao tc :
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 2
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
Theo TCVN 5729-1997 ng cao tc chia lm 4 cp :
- Cp 60 V
TK
= 60km/h
- Cp 80 V
TK
= 80km/h Loi B
- Cp 100 V
TK
= 100km/h Loi A
- Cp 120 V
TK
= 120km/h
2.3Lu lng xe chy tớnh toỏn, s ln xe :
- Lu lng xe chy tớnh toỏn l LL xe con quy i ngy ờm trung bỡnh nm th 20
- S ln xe ca mt chiu :
TK
K
N
N
n =
Trong ú :
N
K

: lu lng xe con quy i gi cao im th K nm th 20 ( xcq/h)
N
k
= K.N
TB nm

K : h s quy i (xe/ng.ờm) (xe /h)
K = 0,11 i vi ng cao tc trong ụ th
K = 0,13 i vi ng cao tc ngoi ụ th v vựng ng bng
K = 0,15 i vi ng cao tc Ngoi ụ th v vựng nỳi i
N
TB nm
: lu lng xe ngy ờm trung bỡnh nm ngy ờm nm tớnh toỏn cho mi chiu
xe chy [xe/ng.ờm]
N
TK
: nng lc thụng hnh thit k ca mt ln xe
N
TK
= Z . N
ttmax
Z : h s s dng nng lc thụng hnh
Z = 0,55 i vi a hỡnh ng bng v i
Z = 0,77 i vi a hỡnh nỳi
N
ttmax
: kh nng thụng hnh thc t ln nht ca mt ln xe iu kin tiờu chun, tớnh
toỏn lyN
max
=2000 (xe/h.ln)

2.4Yờu cu khi thit k
2.4.1 Bỡnh :
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 3
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
a. on thng trờn bỡnh :
- on thng trờn bỡnh khụng ln hn 4km (ng ụtụ thụng thng l 3km) vỡ nu ln
hn x lm lỏi xe cm thy n iu, khụng tp trung , ngoi ra nu ng thng di v ban ờm
s lm loỏ mt xe ngc chiu . Thng chn chiu dai on thng bng (20-25) vn tc thit k
- Trong trng hp chiu di on thng ln cho phộp thay ng thng bng ng cong cú
bỏn kớnh ln (5000ữ15000)m, gúc chuyn hng rt nh (ngoi ra nu ng thng di v ban
ờm s lm loỏ mt xe ngc chiu)
b. Bỏn kớnh ng cong nm :
- Khụng nờn s dng cỏc ng cong cú bỏn kớnh nh hn tr s bỏn kớnh nh nht thụng
thng .
- Nờn chon bỏn kớnh ng cong tu thuc chiu di ng thng (l) ni tip vi nú theo quan
h sau :
Nu l

500 m , thỡ chn R

l
Nu l>500 m , thỡ chn R

500 m
- Cn chn BK ng cong sao cho chiu di ng cong ln hn mt chiu di tt thiu K
min
K
min
phi bo m sao cho lỏi xe khụng thay i tay lỏi trong thi gian 6s.

K
min
= 1.67 .V
tk
c. Tm nhỡn : ch tớnh tm nhỡn mt chiu S
I
d. Siờu cao :
- B trớ siờu cao nhng ng cong cú R < R
KSC
- dc siờu cao : cn xỏc nh, nú thay i tu theo bỏn kớnh ng cong nm, i
scmax
=7%
e. ng cong chuyn tip :
- Tt c cỏc ng cong u phi b trớ chuyn tip.
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 4
Cp ng cao tc 60 80 100 120
Bỏn kớnh nh nht ng vi I
sc
= 7% 140 240 450 650
Bỏn kớnh nh nht thụng thng ng vi I
sc
= 5% 250 450 650 1000
Bỏn kớnh tng ng vi I
sc
= 2%R
min
700 1300 2000 3000
Bỏn kớnh nh nht khụng siờu cao ( I
n

= 2%) 1200 2000 3000 4000
Cp ng cao tc 60 80 100 120
Tm nhỡn mt chiu S
I
75 100 160 230
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
- Cỏch b trớ ging nh ng ụtụ thụng thng
2.4.2 Trc dc :
a. dc dc :
- Phng phỏp tớnh toỏn v la chn ging nh ng ụtụ
-
max
d
i
khi lờn dc v xung dc khỏc nhau
Cp ng cao tc 60 80 100 120
max
d
i
lờn dc 6 6 5 4
max
d
i
xung dc 6 6 5,5 5,5
- dc ti thiu m bo iu kin thoỏt nc
+
min
d
i
=0 (%) : nn p cao ( khụng cú rónh dc )

+
min
d
i
=0,5 (%) : nn o hoc na o na p
+
min
d
i
=0,3 (%) : nn ng cao tc trong hm.
b. Chiu di on dc ti a :
- Ph thuc cp ng v dc dc :
i
d
(%) Cp 120 Cp 100 Cp 80 Cp 60
1
2
3
5
6
1000
800
600
-
-
-
1000
800
600
-

-
-
900
700
500
-
-
1000
800
600
c. Chiu di on dc ti thiu :
- Quy nh bng sau nhng phi b trớ cỏc ng cong ng, hn ch rng ca :
Cp ng 120 100 80 60
l
d
(m) 300 250 200 150
d. ng cong ng :
- Tt c cỏc v trớ thay i dc dc u phi b trớ ng cong ng
- Bỏn kớnh ng cong ng v di ng cong ng nh nht ph thuc cp ng
Cỏc ch tiờu Cp 120 Cp 100 Cp 80 Cp 60
Bỏn kớnh ng
cong ng li (m)
Ti thiu 12000 6000 3000 1500
Ti thiu
thụng thng
17000
(20000)
10000
(16000)
45000

(12000)
2000
(9000)
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 5
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
Bỏn kớnh ng
cong ng lừm (m)
Ti thiu 5000 3000 2000 1000
Ti thiu
thụng thng
6000
(12000)
4500
(10000)
3000
(8000)
1500
(6000)
K
min
(m) 100 85 70 60
Ghi chỳ : Nu iu kin a hỡnh cho phộp nờn s dng bỏn kớnh ng cong ghi trong ngoc
Khi chn nờn chn bỏn kớnh ln hn bỏn kớnh ti thiu thụng thng, trong iu kin a hỡnh
khú khn mi dựng n tr s bỏn kớnh ti thiu.
2.4.3 Phi hp gia ng cong ng v ng cong nm :
- Nờn b trớ nh ng cong ng v ng cong nm trựng nhau, trong trng hp khụng
trựng nhau c thỡ cho phộp lch <1/4 K
min
- Khụng nờn thit k im cui ca ng cong nm trựng vi im u ca ng cong ng

v ngc li
- Khụng nờn b trớ cỏc ng cong ng cú bỏn kớnh nh trong phm vi ng cong chuyn
tip
2.4.4 Trc ngang :
2.4.4.1Cỏc yu t trc ngang
- Phn xe chy :
+ B
m
: ph thuc b rng 1 ln xe v s ln xe
+ N
l
=(3,50 ữ 3,75)m
- Di gia :
+ Di an ton
+ Di phõn cỏch
- L ng
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 6
1 2 134 3 4
Lệ
PHệN XE CHAY
DAI GIặẻA
PHệN XE CHAY
Lệ
VACH SN
300
30
LAN CAN
PHOèNG Hĩ
75

1
/
m
75
3%
750750
2%
75757575
NG CAẽP QUANG
2%
30
75300
75
3%
1
/
m
LAN CAN
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
+ Di an ton
+ phn l ng : thng trng c
2.4.4.2 Tỏc dng ca cỏc yu t trc ngang
a. Phn xe chy :
- Tỏch riờng 2 chiu xe chy bng di phõn cỏch
b. Di gia:
- Di an ton : + Dn hng tia nhỡn cho ngi lỏi xe
+ Khc phc hin tng bỏnh xe va vo bú va ca di phõn cỏch
- Di phõn cỏch :
+ Khụng cho quay u xe mt cỏch tu tin m ch cho phộp quay u xe nhng v trớ
nht nh

+ Ngi ta b trớ vo ú cỏc cụng trỡnh phc v giao thụng : chiu sỏng, cõy xanh, cỏc tr
ca cu vt nu cú hoc b trớ cỏc tng ngn pha ốn lm chúi mt ngi lỏi xe ngc
chiu.
Hỡnh : Mt ct di phõn cỏch gia
Hỡnh : in hỡnh 1 di phõn cỏch gia
c. L ng :
- Di an ton : gn ging tỏc dng di an ton trong di phõn cỏch
+ nh hng cho tia nhỡn ca ngi lỏi xe
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 7
OAN
CếT ặẽT
50
5000
OAN COẽ Bệ
RĩNG KHNG ỉI
OAN
QUAẽ ĩ
5000
OAN COẽ Bệ
RĩNG KHNG ỉI
OAN
QUAẽ ĩ
50
150
DAI PHN CAẽCH
PHệN XE CHAY
DAI AN TOAèN
20
75

75
1
:
4
DAI AN TOAèN
LAN CAN CHNG TRặĩT
20
75
1
:
4
PHệN XE CHAY
VACH S LIệN
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN ✆ BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
+ Giữ cho mép của phần mặt đường khơng bị hư hỏng
+ Để dừng xe khẩn cấp
- Lề trồng cỏ :
+ Bảo vệ cho mép phần xe chạy và mép dải an tồn tăng độ ổn định của nền mặt đường
+ Tăng tầm nhìn của người lái xe, tăng tầm nhìn ngay khi xe vào đường cong nằm
+ Bố trí các cơng trình phòng hộ trên đường : lan can, tường chắn
2.4.4.3Kích thước các yếu tố trắc ngang
V Âỉïc Hong Giạo ạn : Thiãút Kãú Âỉåìng ä tä
Trang :  8
75
10
PHÁƯN XE CHẢY
LN DỈÌNG XE KHÁØN CÁÚP, SÅN MU SẠNG
300
VẢCH SÅN DI MẸP
20

2%
2510
BỌ VÈA
10
7,5
15
RNH THOẠT NỈÅÏC
20m LM MÄÜT RNH
1
0
1
:
4
30
MỌNG VÈA
100
3%
VÁƯNG C
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
(S tay thit k ng B365/P210)
Cu to di
phõn cỏch
Cp
ng
ụtụ
cao
tc
L (m)
Mt
ng

(m)
Di gia (m)
Mt
ng
(m)
L (m)
Nn
ng
(m)
Trng
c
Di
an
ton
Di
an
ton
Di
phõn
cỏch
Di
an
ton
Di
an
ton
Trng
c
1
Cú lp

ph
khụng
b trớ
tr
cụng
trỡnh
60
80
100
120
0.75
0.75
0.75
1.00
2.5
2.5
3.0
3.0
7.0
7.5
7.5
7.5
0.5
0.5
0.75
0.75
0.5
0.5
0.5
1.0

0.5
0.5
0.75
0.75
7.0
7.5
7.5
7.5
2.5
2.5
3.0
3.0
0.75
0.75
0.75
1.00
22.0
23.0
24.5
25.5
2
Cú lp
ph cú
b trớ
tr
cụng
trỡnh
60
80
100

120
0.75
0.75
0.75
1.00
2.5
2.5
3.0
3.0
7.0
7.5
7.5
7.5
0.5
0.5
0.75
0.75
1.5
1.5
1.5
1.5
0.5
0.5
0.75
0.75
7.0
7.5
7.5
7.5
2.5

2.5
3.0
3.0
0.75
0.75
0.75
1.00
23.0
24.0
25.5
26.0
3
Khụng
cú lp
ph
60
80
100
120
0.75
0.75
0.75
1.00
2.5
2.5
3.0
3.0
7.0
7.5
7.5

7.5
0.5
0.5
0.75
0.75
3.0
3.0
3.0
3.0
0.5
0.5
0.75
0.75
7.0
7.5
7.5
7.5
2.5
2.5
3.0
3.0
0.75
0.75
0.75
1.00
24.5
25.5
27.0
27.5
- Cú lp ph : bờtụng nha, bờtụng ximng, gch

- Khụng cú lp ph : trng c bỡnh thng
- Cỏc kớch thc trong bng trờn l kớch thc ti thiu ca cỏcyờỳ t trờn trc ngang,
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 9
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
2.4.5 B trớ ca ra, ca vo ng cao tc
2.4.5.1B trớ ch ra ng cao tc
- Kiu ni tip
- Kiu song song
Hỡnh : B trớ ch ra kiu ni tip
Hỡnh : B trớ ch ra kiu song song
2.4.5.2B trớ ch vo ng cao tc
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 10
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
Hỡnh : B trớ ch vo ng cao tc
1.on chuyn ln : cú chiu di L
n
2.on chuyn tc : S
3.ng nhỏnh
*. Xỏc nh L
n
Cp ng 120 100 80 60
L
n
75 60 50 40
*. Xỏc nh S :
Cụng thc :
a.26
VV

S
2
B
20
A

=
Trong ú :
+ V
A
: vn tc xe chy ti A, im u hoc im cui on chuyn ln. Ly ph thuc
tớnh toỏn xe chy
Cp ng 120 100 80 60
V
A
(km/h) 80 70 60 50
+ V
B
: vn tc xe chy cui hoc u on chuyn ln, chớnh l vn tc thit k ca
ng nhỏnh.
+ a : gia tc
Khi tng tc a = 1 (m/s
2
)
Khi gim tc a = 2 (m/s
2
)
*.Chỳ ý :
Cụng thc tớnh toỏn S xỏc nh vwosi dc dc 0%, trong trng hp dc dc o thỡ phi
hiu chnh qung ng S bng cỏc h s hiu chnh iu chnh di on gim tc :

dc trung bỡnh ca ln chuyn tc (%) 2
2ữ3 3ữ4 4ữ6
H s vi ln gim tc khi xung dc 1.1 1.1 1.2 1.3
H s vi ln tng tc khi lờn dc 1.0 1.2 1.3 1.4
- Sau khi tớnh toỏn L
N
v S ta kim tra li L
N
, S vi qung ng ti thiu :
L = L
n
+S (S sau khi ó hiu chnh)
L L
min
L
min
quy nh nh sau :
Cp ng 120 100 80 60
L
min
ch ra (gim tc) (m) 100 90 80 70
L
min
ch vo (tng tc) (m) 200 180 160 120
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 11
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
2.4.6 dc mỏi taluy
1/n, 1/m l dc mỏi taluy nn o, p ph thuc chiu cao o p, quy nh nh bng
sau:

Chiu cao o p (m) dc taluy p (1/m) dc taluy o (1/n)
< 1.2
1.2 ữ 3.0
3.0 ữ 4.5
4.5 ữ 6.0
> 6.0
1/4 (1/3)
1/3 (1/2)
1/2.5 (1/1.75)
1/2 (1/1.5)
1/2 (1/1.5)
1/3
1/2.5 (1/2)
1/2 (1/1.5)
1/1.75 (1/1.5)
1/1.5
Ghi chỳ : Cỏc tr s trong ngoc ỏp dng trong iu kin khú khn do hn ch din tớch cho
ng


Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ
Trang : 12
750%3751/m75PHềNG HLAN CAN 30300V CH S N LPH N XE
CH Y
D I GI A PH N XE
CH Y
L43431211/m%3753007530%2NG CP
QUANG
75757575%2750