Tài liệu ứng dụng phần mềm autocad civil 3d thiết kế hình học và tổ chức giao thông nút giao khác mức (link full bản vẽ trang cuối)

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Phần 1 Thiết kế kĩ thuật nút giao QL 5 – QL 38B Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 1 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Chương 1 Tổng quan về dự án Nút giao QL 5 – QL 38B nằm trong dự án tổng thể đường cao tốc Hà Nội – Hải Phòng, tại vị trí Km 48+744 trên tuyến mới. Là một tuyến đường kết nối các khu vực kinh tế của miền Bắc Việt Nam, Côn Minh, Lào Cai, Hà Nội, Hải Phòng; Dự án này sẽ giúp mở rộng hơn nữa việc trao đổi thương mại trong khu vực lân cận với Trung Quốc và các nước ASEAN khác cũng như tăng số lượng khách du lịch và tăng thu nhập cho ngành Du lịch. Cùng với sự phát triển các khu vực công nghiệp dọc theo Quốc lộ 5, tuyến kết nối Hà Nội - Hải Phòng, nhu cầu giao thông vận tải trong vùng cũng sẽ tăng lên trong tương lai. Do đó, cần thiết phải chuẩn bị các biện pháp cơ bản để đảm bảo giao thông liên tục và an toàn cho tuyến đường. Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 2 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B 1.1 BỘ ĐỒ ÁN TN – Tổng hợp dự án Tên dự án Đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng Khu vực dự án - Điểm đầu: Km0+00 thuộc Phường Thạch Bàn, Quận Long Biên, Thành Phố Hà Nội (Đường vành đai III Hà Nội) - Điểm cuối: đập Đình Vũ - Quận Hải An, Thành Phố Hải Phòng Phân loại Đường cao tốc Loại A Chiều dài dự án L : 105.5km Tốc độ thiết kế V : 120km/giờ Chiều rộng - Bn= 35m, (Đường 6 làn) - Bề rộng một làn xe: 3.75m, lề đường: 4.0m (bao gồm cả phần lề 1.0m), dải phân cách: 4.5m Lưu lượng Đoạn 1: 146.233 pcu/ngàyđêm Tổng chi phí dự án pcu/ngàyđêm, đoạn 2: 122.522 1.060 triệu USD 1.2 Căn cứ pháp lý Nghị định số 16/2005/NĐ-CP ngày 7/2/2005 của Chính phủ về việc Quản lý các Dự án đầu tư và xây dựng công trình; Nghị định số 112/2006/NĐ-CP của Chính phủ ngày 29/9/2006 sửa đổi bổ sung một số điều tại Nghị định số 16/2005/NĐ-CP. Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ về việc Quản lý chất lượng công trình xây dựng. Nghị định số 78/2007/NĐ-CP ngày 11/5/2007 của Chính phủ về đầu tư theo hình thức Hợp đồng Xây dựng – Kinh doanh – Chuyển giao (BOT), Hợp đồng Xây dựng – Chuyển giao – Kinh doanh (BTO), Hợp đồng Xây dựng – Chuyển giao (BT). Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 3 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Văn bản số 1393/CP-CN ngày 24/9/2004 của Thủ tướng Chính phủ thông qua Báo cáo Nghiên cứu tiền khả thi dự án BOT đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng; và thực hiện ý kiến chỉ đạo của Bộ GTVT lập Nghiên cứu Khả thi. Quyết định số 3026/QĐ-BGTVT về việc phân giao nhiệm vụ cho Tổng Công ty TVTK GTVT làm tổng thể lập Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng. Hồ sơ Thiết kế cơ sở do Tổng Công ty TVTK GTVT (TEDI) lập tháng 3/2007. Nhà đầu tư : Ngân hàng phát triển Việt Nam, Ngân hàng ngoại thương Việt Nam, Tổng công ty cổ phần xuất nhập khẩu và xây dựng Việt Nam và các nhà đầu tư khác. Tư vấn thiết kế : Tổng công ty Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải (TEDI) .Error: Reference source not found 1.3 Bản đồ toàn tuyến - Tên dự án : Dự án đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng - Khu vực dự án: Dự án đi qua bốn tỉnh Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng - Tổng chiều dài tuyến : L= 105,5km Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 4 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – 1.4 Mặt cắt ngang điển hình - Tổng chiều rộng nền đường; 35m - Chiều rộng 6@3,75=22,5m mặt đường: - Chiều rộng dải phân cách : 2@0,75+3,0=4,5m - Chiều rộng làn dừng xe khẩn cấp: 2@3,0=6,0m - Chiều rộng lề trồng cỏ: 2@1,0=2,0 Phác họa mặt cắt ngang điển hình tại vị trí có cầu vượt. Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 5 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Chương 2 Lựa chọn sơ bộ nút giao 2.1 Phương án sơ bộ 1 Nút giao khác mức dạng khép kín không hoàn chỉnh: Tổng quan: Đoạn trộn dòng Phân tích phương án - Khó khăn cho người lái xe có thể nhận ra chính xác lối vào cho hướng đi của họ. - Bố trí bốn trạm thu phí. o Có điểm yếu trong việc thu phí và công tác an ninh khi phải quản lý bốn trạm thu phí. o Công tác quản lý trạm thu phí kém hiệu quả - Vượt trội diện tích giải phóng mặt bằng - Tại các nút giao thông loại này sự giao nhau trên cùng một độ cao giữa các dòng xe chỉ được loại bỏ một phần, vẫn tồn tại các dòng rẽ trái cùng mức, có đoạn trộn dòng không mong muốn, làm giảm năng lực thông hành nút. - Vì có bốn lối vào đường cao tốc nên gây ra sự bối rối cho người lái xe để nhận ra được lối vào nào là chính xác cho hướng đi Hà Nội hoặc Hải Phòng Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 6 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – 2.2 Phương án sơ bộ 2 Dạng hai loa kèn: Tổng quan Phân tích phương án - Thông qua việc thống nhất các lối vào tại một vị trí sẽ găn ngừa được sự mất phương hướng của người lái xe. - Thuận tiện cho việc duy tu bảo dưỡng cổng thu phí, công tác thu phí, công tác an ninh. - Thông qua sự điều hành một cách linh hoạt các cửa thu phí dựa vào lưu lượng giao thông tại nút giao thì sẽ giảm được chi phí điều hành. - Giảm thiểu diện tích giải phóng mặt bằng. Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 7 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – 2.3 Lựa chọn phương án Sơ đồ vị trí nút giao Qua phân tích đặc điểm của hai phương án trên, kiến nghị bố trí nút giao bằng tại điểm nối với QL 38B, việc thiết kế nút giao liên thông kết nối với Quốc lộ 38B (dạng hai hình loa kèn) sẽ được quyết định ở giai đoan 2 tuỳ thuộc vào việc tăng lưu lượng giao thông trên quốc lộ 38B. Vận tốc thiết kế trên tuyến chính: v = 120 km/h. Mặt cắt ngang điển hình trên tuyến chính theo mặt cắt ngang điển hình toàn dự án. Góc giao: 60o Trục phụ QL 38B - Đoạn nối từ QL5 ra QL 38B: 6 làn. Nút giao bao gồm cách nhánh rẽ sau: - Nhánh rẽ 1: QL5 Hà Nội – Hải Phòng rẽ phải đi ra hướng QL 38B, thuộc dạng nhánh rẽ phải trực tiếp. - Nhánh rẽ 2: QL 38B rẽ phải ra QL 5 Hà Nội – Hải Phòng, thuộc dạng rẽ phải trực tiếp. - Nhánh rẽ 3: QL 5 Hải Phòng – Hà Nội rẽ trái đi ra hướng QL 38B, thuộc dạng rẽ trái bán trực tiếp hình cánh hoa thị. - Nhánh rẽ 4: QL 38B rẽ trái đi ra QL 5 Hải Phòng – Hà Nội, thuộc dạng rẽ trái gián tiếp. Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 8 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Chương 3 Thiết kế kỹ thuật nút giao khác mức dạng loa kèn Đối với trục chính trong phạm vi nút giao đảm bảo không giảm số làn so với trước và sau nút giao với mặt cắt ngang điển hình. Do các nhánh rẽ trong nút và trục đường chính, đường phụ, kết cấu cầu vượt có mối liên quan đến nhau. Vì vậy, các yếu tố được tính toán và xem xét lại một cách tổng thể để có một thiết kế hoàn chỉnh. 1.1. Lưu lượng xe thiết kế và xe thiết kế Thực hiện công tác khảo sát lưu lượng giao thông tại 5 vị trí giao cắt tại QL 5 hiện thời để lập Dự báo nhu cầu giao thông (20/7/2005 ~ 23/7/2005) Lưu lượng giao thông bình quân ngày đêm trên tuyến dựa trên báo cáo khảo sát và dự báo: Bảng 1: lưu lượng xe khảo sát và dự báo Năm 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Lưu lượng 25,562 37,681 56,369 83,738 118,054 153,993 Lưu lượng theo các hướng tính dự báo đến năm 2030: - Hà Nội - Hải Phòng: 70% tương đương 107795 xe/ngđ - Hà Nội – QL 38B: 16% tương đương 24639 xe/ngđ - QL 38B - Hải phòng: 14% tương đương 21559 xe/ngđ Lưu lượng xe theo các nhánh rẽ tính dự báo đến năm 2030 - Nhánh rẽ 1: Hà Nội đi QL 38B bằng 12319 xe/ngđ - Nhánh rẽ 2: QL 38B đi Hải Phòng bằng 10779 xe/ngđ - Nhánh rẽ 3: Hải Phòng đi QL 38B bằng 10779 xe/ngđ - Nhánh rẽ 4: QL 38B đi Hà Nội bằng 12319 xe/ngđ Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 9 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Với thành phần dòng xe trên các nhánh rẽ tương tự nhau, cụ thể là: Xe con chiếm 16% Xe tải hai trục chiếm 14% Xe tải có trên ba trục chiếm 62% Xe rơ moóc chiếm 4% Xe buýt chiếm 4% Hệ số quy đổi các các loại xe ra xe con trong vùng đồng bằng: Bảng 2: Hệ số quy đổi các loại xe Xe con Xe tải hai trục Xe tải có trên ba trục, xe buýt lớn Xe rơ moóc, xe buýt kéo rơ moóc 1 2.5 3 5 Lưu lượng loại xe thiết kế bình quân ngày đêm năm thứ 20 – kể từ năm 2010 đưa tuyến vào khai thác tức là năm 2030 cho các nhánh rẽ như sau: Nhánh 1 và nhánh 4 Ntbnđ = (16x1+14x2.5+62x3+4x3+4x5)*12319/100 = 33138 xcqđ/ngđ - Lưu lượng xe kéo rơ moóc = 4% x 12319 = 493 xe/ngđ hay gần 21 xe/giờ với đa phần là xe WB-15 Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 10 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN –  lựa chọn xe thiết kế là xe WB-15 Nhánh 2 và nhánh 3 Ntbnđ = (16x1+14x2.5+62x3+4x3+4x5)*10779/100 = 28995 xcqđ/ngđ - Lưu lượng xe kéo rơ moóc = 4% x 10779 = 431 xe/ngđ hay gần 18 xe/giờ với đa phần là xe WB-15  lựa chọn xe thiết kế là xe WB-15 Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 11 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Xe thiết kế Xe thiết kế cho các nhánh rẽ là xe WB-15 Chiều dài toàn xe: L = 16.7m Chiều dài từ đầu mũi xe đến trục sau xe: l = 16.1m 1.2. Lựa chọn hệ số bám Hệ số bám φ là thông số tham gia trực tiếp vào việc xác định bán kính R của các nhánh rẽ. Để đảm bảo an toàn cho các xe đi trên các đường rẽ cần nghiên cứu quyết định trị trị số lực bám hợp lý để đảm bảo an toàn cho các xe đi vào nút trên các đường vòng. Công thức tính hệ số bám: φ 2=√ φ2−φ21 (3.1) Trong đó: φ, φ1, φ2 - là hệ số bám tổng cộng, hệ số bám dọc, hệ số bám ngang của bánh xe trên đường. Hệ số bám φ, phụ thuộc vào loại mặt đường, độ bằng phẳng, độ nhám, tình trạng mặt đường (khô sạch, ẩm ướt, bẩn), vật liệu làm lốp, độ mòn của lốp xe, áp suất trong bánh xe, tốc độ xe chạy … Khi thiết kế nút giao có thể chọn các trị số φ 1, φ2 tuỳ thuộc vào loại mặt đường như trong bảng sau: Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 12 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Bảng 3: lựa chọn hệ số bám Hệ số bám Loại mặt đường φ φ1 φ2 Bê tông ximăng 0,6 0,48 0.36 Bê tông nhựa và các loại mặt đường nhựa khác 0,4 0,32 0.24 Loại mặt đường quá độ và cấp thấp … 0,3 0,24 0.18 Chọn hệ số bám φ = 0,4; φ1 = 0,32; φ2: 0,24 1.3. Lựa chọn độ dốc ngang và độ dốc dọc lớn nhất trên đường nhánh Các thông số được áp dụng cho cả hai phương án sơ bộ Độ dốc ngang mặt đương in = 2%. Thiết kế mặt cắt ngang đường nhánh có dạng một mái, với độ ngang siêu cao được chọn isc = (2 ÷ 6) %. Độ dốc dọc lớn nhất trên đường nhánh lấy = (5 ÷ 6) % Với hệ số bán ngang φ2 = 0,24, để đảm bảo an toàn cho xe chạy khi rẽ phải, rẽ trái thì bán kính quay của đường vòng được tính theo công thức sau: R≥ v2 g .(φ 2 ± i n) , (m) (3.2) Trong đó: in - độ dốc ngang của mặt đường; g – gia tốc trọng trường (g = 9,8 m/s2). Giá trị bán kính tại mỗi nhánh rẽ sẽ được so sánh với bán kính tính theo công thức (3.2) ở trên. 1.4. Lựa chọn hệ số lực ngang Để đảm bảo xe chạy ổn định, không bị trượt ngang trên đường vòng thì hệ số lực ngang µ không được vượt quá hệ số bám ngang φ2, nghĩa là: Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 13 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B μ= BỘ ĐỒ ÁN TN – N ≤ φ 2=0,24 P Thực nghiệm cho thấy: - µ ≤ 0,10 hành khách không có cảm giác vào đường vòng; - µ ≤ 0,15 hành khách hơi có cảm giác vào đường vòng; - µ ≤ 0,20 hành khách cảm thấy khó chịu; - µ ≤ 0,30 hành khách có cảm giác khó chịu. Như vậy, để hành khách dễ chị khi đi vào đường vòng thì chọn µ ≤ 0,15. Trong điều kiện địa hình tương đố thuận lợi thì nên chọn trị số µ = 0,05 – 0,10. Trong trường hợp khó khăn thì chọn µ = 0,20 thì vẫn đảm bảo cho xe chạy ổn định chống trượt nhưng không đảm bảo điều kiện xe chạy êm thuận trên đường vòng. Lựa chọn hệ sô lực ngang cho các nhánh rẽ như sau: Chọn µ = 0.22 cho đường cong nhánh rẽ phải trực tiếp từ đường chính vào đường phụ. Chọn µ = 0.15 cho đường nhánh rẽ phải trực tiếp từ đường phụ vào đường chính. Chọn µ = 0.22 cho đường cong nhánh rẽ trái bán trực tiếp. Chọn µ = 0.22 cho đường cong nhánh rẽ trái gián tiếp. 1.5. Tính toán lựa chọn vận tốc thiết kế các nhánh rẽ Tốc độ thiết kế các nhánh rẽ phụ thuộc vào tốc độ thiết kế trên tuyến chính và các yếu tố như thành phần và lưu lượng xe các hướng hay nhánh rẽ, dạng rẽ, tốc độ thiết kế ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế hình học các nhánh rẽ. Tốc độ cho nhánh rẽ một làn xe chạy chung cho các loại ô tô được lựa chọn tương ứng với tốc độ tối ưu để đạt khả năng thông hành lớn nhất, cụ thể như sau: vtư = √[ ( l 0+l ) K 1−K 2 2 g ( φ+ f ± i ) ] , m/s (3.3) Trong đó: l0: khoảng cách an toàn giữa hai xe, thường lấy bằng 5m. l : Chiều dài toàn ô tô, với các nhánh lấy bằng 16.7m f : Hế số sức cản lăn, lấy f = 0.03 Độ dốc ngang: i = 2% Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 14 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Hệ số bám của bánh xe với mặt đường φ = 0.4 Hệ số sử dụng phanh: K1 = 1.2, K2 = 2 Thay số ta tính được vtư = 15.47 m/s = 55.7 km/h Đối với từng dạng nhánh rẽ, tốc độ thiết kế được áp dụng khác nhau, tốc độ thiết tham khảo trong Phần 2 “Nguyên tắc thiết kế hình học và tổ chức giao thông nút khác mức”, tốc độ thiết kế áp dụng cho các nhánh rẽ như sau: Nhánh rẽ 1- Hà Nội đi QL 38B: vtk = 80 km/h Nhánh rẽ 2 - QL 38B đi Hải Phòng: vtk = 80 km/h Nhánh rẽ 3 - Hải Phòng đi QL 38B: vtk = 60 km/h Nhánh rẽ 4 - QL 38B đi Hà Nội: vtk = 60 km/h 1.6. Tính toán số làn xe các nhánh rẽ Số làn xe cần thiết được xác định tuỳ thuộc vào lưu lượng xe tính toán mỗi chiều xe chay Nk ở giờ cao điểm tại năm tính toán thứ 20 (năm 2030) (xe/giờ) và năng lực thông hành thiết kế Ntk của một làn xe (xe/giờ_làn) theo công thức sau: n= Nk (3.4) N tk Cả Nk và Ntk đều được tính bằng số xe con quy đổi. - Ý nghĩa của Nk là trong năm tính toán chỉ có k giờ cao điểm có lưư lượng xe bằng và lớn hơn Nk; k được quy định từ 30 ÷ 50. Khi chưa có cơ sở dự báo về Nk thì cho phép người thiết kế áp dụng quan hệ sau để tính toán: N k =K . N tbn ă m (3.5) Với K = 0.13 ÷ 0.15, ta chọn K = 0.15 - Năng lực thông hành thiết kế của một làn xe được xác định theo công thức: N tk ¿ Z . N ttmax (3.6) Trong đó: Z là hệ số sử dụng năng lực thông hành, được lấy bằng 0.55 đối với đường cao tốc vùng đồng bằng và vùng đồi, bằng 0.77 cho vùng núi; N ttmax là năng lực thông hành thực tế lớn nhất của một làn xe trong điều kiện tiêu chuẩn (xe/giờ_làn), đối với đường cao tốc lấy Nttmax = 2000 xe/giờ_làn. Kết quả tính toán Z = 0.55; K = 0.15; Nttmax = 2000 xe/giờ_làn. Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 15 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – Bảng 4: kết quả tính toán số làn xe Thông số Nhánh rẽ Số làn tính toán Ntbnăm Nk Ntk Nhánh 1 12319 1847.85 1100 1.679864 Nhánh 2 10779 1616.85 1100 1.469864 Nhánh 3 10779 1616.85 1100 1.469864 Nhánh 4 12319 1847.85 1100 1.679864 Làm tròn số làn cho các nhánh rẽ là 2 làn. Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005, với cấp thiết kế các nhánh rẽ với vận tốc lớn trên 70 km/h tối thiết bố trí hai làn xe, mặt khác với vận tốc lớn yêu cầu thiết kế chiều dài nhánh rẽ lớn, theo điều 11.2.4 tiêu chuẩn TCVN 4054-2005, phải bố trí 2 làn xe. Kiến nghị lựa chọn Mặt cắt ngang các nhánh rẽ được thiết kế 2 làn và có bố trí làn phụ dành cho các trường hợp khẩn cấp. Mặt cắt ngang điển hình nhánh rẽ 1.7. Tính toán bán kính đường dẫn các nhánh rẽ Bán kính tối thiểu của đường vòng được xác định theo điều kiện đảm bảo an toàn và thuận lợi cho xe chạy: Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 16 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – v 2tk R= (3.7) g( µ ±i sc ) Nếu bố trí siêu cao (isc) thì trong công thức trên ta thay I bằng isc (mang dấu “+”), còn trắc ngang đường dẫn là một mái và độ dốc siêu cao bố trí ngược lại thì thay trị số i ở trên bằng độ dốc ngang một mái in mang dấu “–”. Đối với hai phương án sơ bộ ở trên, có các đường nhánh rẽ trái gián tiếp thì nếu bán kính tăng sẽ dẫn đến tăng chiều dài hành trình, tăng mặt bằng chiếm dụng của nút, kéo theo tăng giá thành xây dựng và chi phí để vận chuyển. Do vậy ta có thể áp dụng các giá trị bán kính nhỏ hơn cho các nhánh rẽ trái với độ nghiêng siêu cao isc=(5÷6)%. Đối với các nhánh rẽ phải có thể áp dụng các bán kính lớn hơn vì nó không làm tăng nhiều kích thước của nút giao thông, đồng thời nếu tăng bán kính sẽ rút ngắn được nhành trình của các dòng xe rẽ phải. Tương ứng ta có thể chọn độ nghiêng siêu cao có trị số nhỏ nhơn isc=(2÷4)%. Đối với nhánh rẽ có một đầu vào hoặc ra tiếp tới là đầu cầu hoặc cuối cầu vượt, bán kính được xem xét lại sao cho có thể bố trí nhịp cầu vượt được thuận tiện nhất. 1.8. Tính toán tầm nhìn trên trên đường nhánh Để đảm bảo thiên về mặt an toàn, ta tính toán tầm nhìn cho các nhánh rẽ coi như các nhánh có một làn xe. Tính toán tầm nhìn trên bình đồ Khoảng cách tầm nhìn tính toán trên bình đồ của các đường nhánh trong nút được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn một chiều). S=v . ( t f +t ) + K . v2 +l 2 g(φ+ f ± i) 0 (3.8) 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 0,6s đối với phanh hơi; tf - thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, t f = 0,4s ÷ 1,2s. Khi tính toán có thể chọn tf = (0,8÷1)s; 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); φ - hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường, φ = 0.32; f - hệ số sức cản lăn (f = 0,02 ÷ 0,03); i - độ dốc dọc đường nhánh (dấu + lên dốc, dấu – khi xuống dốc), khi tính toán cho phép lấy bằng 0 để tăng tính an toàn; Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 17 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – l0 - cự ly an toàn dừng xe trước trước ngại vật. Thường chọn l0 = 5m. s 17 16 19 18 0 1 15 14 2 c 3 13 sight boundary inside road 4 a 12 5 b 11 6 10 9 8 7 Tính toán tầm nhìn trên trắc dọc Tính toán tầm nhìn trên trắc dọc áp dụng công thức như trên bình đồ, nhưng được tách riêng ra hai trường hợp: - Trường hợp đường cong đứng không trùng với đường cong nằm: khi đó hệ số bám của bánh xe với mặt đường được tính bao gồm cả hệ số bán theo phương dọc và phương ngang (φ2 = φd2 + φn2). 2 K .v S=v . ( t f +t ) + +l 2 g(φ+f ) 0 - (3.9) Trường hợp đường cong đứng trùng với đường cong nằm: khi đó khoảng cách tầm nhìn tính toán được tính chỉ xét đến hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường: Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 18 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B BỘ ĐỒ ÁN TN – 2 S=v . ( t f +t ) + K .v +l 0 2 g(φ d + f ) (3.10) Kết quả tính toán tầm nhìn Bảng 5: kết quả tính toán tầm nhìn Tầm nhìn trên trắc dọc (m) Nhánh rẽ Tầm nhìn trên bình đồ (m) TH 1- Đường cong đứng không trùng với đường cong nằm Chọn TH 1- Đường cong đứng trùng với đường cong nằm Tính Chọ n Tính Nhánh 1 55.4 100 52.5 75 55.4 100 Nhánh 2 55.4 100 52.5 75 55.4 100 Nhánh 3 40 75 38.4 60 40 75 Nhánh 4 40 75 38.4 60 40 75 Tính Chọn 1.9. Xác định bán kính đường cong đứng trên đường nhánh Đường cong đứng lồi Đường cong đứng lồi được tính toán theo công thức sau: Rl ồ i = S2 (3.11) 2. h Trong đó: S: tầm nhìn tính toán trên trắc dọc đường nhánh, m. h = 1,2m - chiều cao mắt người lái xe. Đường cong đứng lõm: Đường cong đứng thỏa mẵn điều kiện sau: Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 19 TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI – HÀ NỘI MÔN : Tự động hóa thiết kế cầu đường Phần 1: Thiết kế kĩ thuật nút giao khác mức QL 5-QL 38B - BỘ ĐỒ ÁN TN – Điều kiện 1: Rl õ m= S2 α 2.(hf + S . sin ) 2 (3.12) Trong đó: S: khoảng cách tầm nhìn trên trắc dọc hf: chiều cao của đèn pha so với mặt đường, lấy bằng 0,7 m. α = 4-60, là góc chiếu đèn pha. - Điều kiện 2: 2 R l õ m= v (3.13) a Trong đó: v: tốc độ nhánh rẽ. a: gia tốc ly tâm 2 a= v m , a< 0.7 2 (3.14) R s Kết quả tính toán Bảng 6: kết quả tính toán bán kính đường cong đứng tối thiểu nhánh rẽ Rlồi (m) Nhánh rẽ Rlõm (m) Tính toán Lựa chọn Tính toán Lựa chọn Nhánh 1 4167 4000 708 1000 Nhánh 2 4167 4000 708 1000 Nhánh 3 2344 4000 543 1000 Nhánh 4 2344 4000 543 1000 1.10. Bố trí cầu vượt Sinh viên: Phạm Công Thịnh Lớp: Tự động hóa tkcđ – K44 20