Thiết kế sơ bộ tuyến đường trên bản đồ địa hình

CHÖÔNG3 THIEÁT KEÁ SÔ BOÄ TUYEÁN ÑÖÔØNG TREÂN BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH NHÖÕNG CAÊN CÖÙ ÑEÅ VAÏCH TUYEÁN TREÂN BÌNH ÑOÀ: Ñeå vaïch ñöôïc tuyeán treân bình ñoà caàn döïa vaøo caùc caên cöù sau : - Tình hình ñòa hình, ñòa maïo, ñòa chaát thuûy vaên … cuûa khu vöïc tuyeán ñi qua. - Baûn ñoà ñòa hình tæ leä 1/10000 vuøng ñoài nuùi, cheânh cao giöõa 2 ñöôøng ñoàng möùc caùch nhau h = 5 m. - Caáp thieát keá cuûa ñöôøng laø caáp III, toác ñoä thieát keá laø 60 Km/h. - Nhu caàu phaùt trieån kinh teá trong töông lai cuûa vuøng tuyeán ñi qua. - Xaùc ñònh ñöôøng daãn höôùng tuyeán chung cho toaøn tuyeán vaø töøng ñoaïn cuïc boä. Tuy nhieân, trong thöïc teá neáu choïn tuyeán maø chæ keû qua caùc ñieåm khoáng cheá seõ gaëp nhieàu trôû ngaïi veà ñòa hình, ñòa maïo, ñòa chaát thuyû vaên, khoâng coù lôïi veà maët kinh teá kyõ thuaät. Do ñoù caàn phaûi traùnh caùc chöôùng ngaïi vaät maët daàu tuyeán coù theå daøi ra. Nhö vaäy, ñeå vaïch tuyeán phaûi xaùc ñònh caùc ñieåm khoáng cheá. Ñieåm khoáng cheá : laø caùc ñieåm maø ôû ñoù cao ñoä ñaõ ñöôïc xaùc ñònh. Ñieåm ñaàu tuyeán coù cao ñoä : 20.00 m. Ñieåm cuoái tuyeán coù cao ñoä : 65.00 m. XAÙC ÑÒNH ÑIEÅM KHOÁNG CHEÁ, ÑIEÅM CÔ SÔÛ CUÛA TUYEÁN : Khi vaïch tuyeán ñi qua 2 ñieåm ñaõ choïn caàn phaûi xaùc ñònh caùc ñieåm khoáng cheá giöõa chuùng. Caùc ñieåm khoáng cheá phaûi ñöôïc xaùc ñònh chính xaùc, chaúng haïn cao ñoä neàn ñöôøng ôû nôi giao nhau cuøng möùc vôùi ñöôøng saét, vôùi ñöôøng oâ toâ caáp cao hôn, ñieåm ñaàu tuyeán vaø ñieåm cuoái tuyeán … Noái cao ñoä caùc ñieåm khoáng cheá ñoù vôùi nhau ta xaùc ñònh ñöôïc tuyeán ñöôøng chim bay giöõa caùc ñieåm khoáng cheá. Töø caùc ñieåm khoáng cheá caàn xaùc ñònh caùc ñieåm cô sôû ñeåû tuyeán ñi qua ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà kinh teá kyõ thuaät. Caùc ñieåm cô sôû ñoù laø caùc ñieåm vöôït suoái, vöôït ñeøo… Döïa treân baûn ñoà ñòa hình, coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñieåm ñaàu tuyeán coù cao ñoä 20.00 m , ñieåm cuoái tuyeán coù cao ñoä 65.00 m, ñoä cheânh cao giöõa hai ñieåm ñaàu vaø cuoái tuyeán laø 45.00 m. Döïa vaøo caùc ñieåm khoáng cheá ñaõ xaùc ñònh ñöôïc, ta xaùc ñònh caùc ñieåm cô sôû ñeå vaïch tuyeán treân bình ñoà. NGUYEÂN TAÉC VAÏCH TUYEÁN TREÂN BÌNH ÑOÀ : Khi thieát keá tuyeán treân bình ñoà caàn ñaûm baûo caùc nguyeân taéc sau : - Ñaûm baûo xe chaïy eâm thuaän vaø an toaøn vôùi vaän toác thieát keá. - Ñaûm baûo gía thaønh xaây döïng tuyeán laø reû nhaát vaø thuaän tieän cho vieäc duy tu baûo döôõng trong quaù trình khai thaùc. - Ñaûm baûo toát caùc yeâu caàu veà kinh teá, kyõ thuaät vaø quoác phoøng. - Phaûi vaïch tuyeán sao cho coâng vaän chuyeån, thôøi gian vaän chuyeån haøng hoaù vaø haønh khaùch laø nhoû nhaát - Höôùng tuyeán chung trong moãi ñoaïn toát nhaát neân choïn gaàn vôùi ñöôøng chim bay. Noùi chung, löu löôïng xe chaïy caøng cao thì chieàu daøi tuyeán caøng phaûi ngaén nhöng neân traùnh nhöõng ñoaïn thaúng quaù daøi (>3Km) vì deã xaûy ra tai naïn do söï khoâng chuù yù cuûa taøi xeá. - Tuyeán ñöôøng phaûi keát hôïp haøi hoøa vôùi ñòa hình xung quanh. Khoâng cho pheùp vaïch tuyeán ñöôøng quanh co treân ñòa hình ñoàng baèng hay tuyeán ñöôøng thaúng treân ñòa hình mieàn nuùi nhaáp nhoâ. Caàn quan taâm ñeán yeâu caàu veà kieán truùc ñoái vôùi caùc ñöôøng phuïc vuï du lòch, ñöôøng qua coâng vieân, ñöôøng ñeán caùc khu nghó maùt, caùc coâng trình vaên hoùa vaø di tích lòch söû. - Khi vaïch tuyeán, neáu coù theå, caàn traùnh ñi qua nhöõng vò trí baát lôïi veà thoå nhöôõng, thuûy vaên, ñòa chaát (ñaàm laày, khe xoùi, ñaù laên,…). - Khi ñöôøng qua vuøng ñòa hình ñoài nhaáp nhoâ neân duøng nhöõng baùn kính lôùn, uoán theo voøng löôïn cuûa ñòa hình töï nhieân, chuù yù boû nhöõng voøng löôïn nhoû vaø traùnh tuyeán bò gaõy khuùc ôû bình ñoà vaø maët caét doïc. - Khi ñöôøng qua vuøng ñòa hình ñoài nhaáp nhoâ noái tieáp nhau toát nhaát neân choïn tuyeán laø nhöõng ñöôøng cong noái tieáp haøi hoøa nhau, khoâng coù ñoaïn thaúng cheâm giöõa nhöõng ñöôøng cong cuøng chieàu. - Khi ñöôøng ñi theo ñöôøng phaân thuûy ñieàu caàn chuù yù tröôùc tieân laø quan saùt höôùng ñöôøng phaân thuûy chính vaø tìm caùch naén thaúng tuyeán treân töøng ñoaïn ñoù caét qua ñænh khe, choïn nhöõng söôøn oån ñònh vaø thuaän lôïi cho vieäc ñaët tuyeán, traùnh nhöõng ñieåm nhoâ cao vaø tìm nhöõng ñeøo ñeå vöôït. - Vò trí tuyeán caét qua soâng, suoái neân choïn nhöõng ñoaïn thaúng, coù bôø vaø doøng chaûy oån ñònh, ñieàu kieän ñòa chaát thuaän lôïi. Neân vöôït soâng (ñaëc bieät laø soâng lôùn) thaúng goùc hoaëc gaàn thaúng goùc vôùi doøng chaûy khi muøa luõ. Nhöng yeâu caàu treân khoâng ñöôïc laøm cho tuyeán bò gaõy khuùc, haï thaáp chæ tieâu bình ñoà cuûa tuyeán. Nhieäm vuï cô baûn cuûa vaïch tuyeán laø boá trí tim ñöôøng trong khoâng gian moät caùch hôïp lyù nhaát, nghóa laø ñaûm baûo moái quan heä chaët cheõ, söï phoái hôïp haøi hoøa giöõa bình ñoà, maët caét doïc, maët caét ngang cuûa tuyeán. Döïa vaøo bình ñoà vaø tieâu chuaån caáp kyõ thuaät laø caáp 60 ñaõ choïn cuûa tuyeán ñöôøng ta vaïch taát caû caùc phöông aùn tuyeán coù theå ñi qua. Sau ñoù tuyeán haønh so saùnh sô boä loaïi daàn caùc phöông aùn xaáu hôn, cuoái cuøng choïn hai phöông aùn tuyeán ñeå thieát keá sô boä, so saùnh choïn phöông aùn toái öu. Khi vaïch tuyeán ñeå ñaûm baûo ñoä doác doïc cho pheùp thì chieàu daøi tuyeán giöõa hai ñöôøng ñoàng möùc phaûi thoaû maõn böôùc compa : Xaùc ñònh sô boä chieàu daøi böôùc compa ñeå vaïch tuyeán : (cm) Trong ñoù : Δh = 5m : ñoä cheânh cao giöõa 2 ñöôøng ñoàng möùc lieân tieáp. K = 0.9 : heä soá chieát giaûm. imax = 7% (ñoä doác doïc lôùn nhaát öùng vôùi vaän toác thieát keá V = 60 km/h). 1/M = 1/10000 (tæ leä cuûa baûn ñoà ñòa hình). 100 : heä soá ñoåi ñôn vò töø m ra cm cm Döïa treân bình ñoà ta vaïch ñöôïc nhieàu phöông aùn tuyeán, ta choïn 2 phöông aùn tuyeán. THIEÁT KEÁ BÌNH ÑOÀ : Tuyeán ñöôøng A – B thieát keá thuoäc loaïi ñöôøng ñoài nuùi cho pheùp ñoä doác doïc toái ña laø 7%, ñoä doác treân ñöôøng cong (ñoä doác sieâu cao) laø 7%, baùn kính ñöôøng cong toái thieåu cho pheùp laø 125 m. Ñeå ñaûm baûo caùc yeâu caàu kyõ thuaät ñoàng thôøi giaù thaønh xaây döïng laø thaáp nhaát thì tuyeán caàn phaûi ñoåi höôùng nhieàu laàn. Tuy nhieân vieäc phoùng tuyeán vaø choïn baùn kính R cho ñöôøng cong seõ laøm giaûm giaù thaønh xaây döïng vaø chi phí khai thaùc ñöôøng. Neáu R lôùn thì toác ñoä xe chaïy seõ khoâng bò aûnh höôûng, vaán ñeà an toaøn vaø eâm thuaän ñöôïc naâng leân nhöng giaù thaønh xaây ñöïng lôùn. Do ñoù, vieäc xaùc ñònh R phaûi phuø hôïp, nghóa laø phaûi döïa vaøo ñòa hình cuï theå thì môùi ñaûm baûo yeâu caàu kinh teá kyõ thuaät. Caùc ñieåm chi tieát chuû yeáu cuûa ñöôøng cong troøn bao goàm : - Ñieåm noái ñaàu : NÑ. - Ñieåm tieáp ñaàu : TÑ. - Ñieåm giöõa : P. - Ñieåm tieáp cuoái : TC. - Ñieåm noái cuoái : NC. - Goùc chuyeån höôùng : a. - Baùn kính ñöôøng cong : R. Caùc yeáu toá cô baûn cuûa ñöôøng cong ñöôïc tính theo coâng thöùc : - Ñoä daøi tieáp tuyeán : (m). - Ñoä daøi ñöôøng phaân giaùc : (m). - Ñoä daøi ñöôøng cong : (m). Caùch xaùc ñònh ñöôøng cong treân bình ñoà: Xaùc ñònh goùc ngoaëc a treân bình ñoà baèng thöôùc ño ñoä. Choïn baùn kính ñöôøng cong R. Tính caùc yeáu toá cô baûn cuûa ñöôøng cong baèng caùc coâng thöùc treân : T, P, K... Töø ñænh ñöôøng cong ño theo hai caùnh tuyeán moät ñoaïn coù chieàu daøi baèng T ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm tieáp ñaàu TÑ. Laøm töông töï ta caém ñöôïc ñieåm tieáp cuoái TC cuûa ñöôøng cong. Xaùc ñònh ñöôøng phaân giaùc cuûa goùc ñænh TÑ, Ñ, TC. Töø tieáp ñaàu TÑ hoaëc töø tieáp cuoái TC döïng ñöôøng vuoâng goùc caét ñöôøng phaân giaùc taïi O. Töø O môû khaåu ñoä compa vôùi baùn kính Rõ xaùc ñònh ñöôïc ñöôøng cong troøn. Ñieåm P laø giao ñieåm cuûa cung troøn vôùi ñöôøng phaân giaùc. Caùch xaùc ñònh ñöôøng cong treân thöïc ñòa: Treân thöïc ñòa duøng maùy kinh vó ñaët taïi ñænh Ñ kieåm tra goùc ngoaët a. Töø ñænh Ñ, quay maùy ngaém veà ñænh tröôùc, duøng thöôùc theùp ño theo höôùng ngaém moät ñoaïn coù chieàu daøi laø T, xaùc ñònh ñöôïc tieáp ñaàu TÑ . Cuõng laøm töông töï vôùi ñænh keá xaùc ñònh ñöôïc tieáp cuoái TC. Töø ñænh Ñ, quay maùy gaém veà ñænh tröôùc quay maùy moät goùc (180-a)/2 xaùc ñònh ñöôïc höôùng ñöôøng phaân giaùc . Treân höôùng ñoù duøng thöôùc theùp ño töø ñænh Ñ moät ñoaïn P ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm P. Caùc ñieåm chi tieát treân ñöôøng cong coù theå xaùc ñònh baèng phöông phaùp toïa ñoä vuoâng goùc, toïa ñoä cöïc hoaëc baèng phöông phaùp daây cung keùo daøi. BAÛNG TÍNH CAÙC YEÁU TOÁ ÑÖÔØNG CONG BẢNG YẾU TỐ CONG PHƯƠNG ÁN 1 TT a R T P K Isc 1 80d8'35'' 800 672.98 245.42 1119.01 2 2 97d8'33'' 150 169.97 76.69 254.32 6 3 55d4'49'' 250 130.36 31.95 240.33 3 4 59d31'59'' 400 228.77 60.8 415.62 2 5 62d29'24'' 1000 606.7 169.65 1090.66 2 6 79d57'39'' 200 167.7 61.01 279.12 4 7 63d47'46'' 300 186.72 53.36 334.04 2 8 23d56'52'' 400 84.83 8.9 167.19 2 9 17d21'13'' 1500 228.91 17.37 454.32 6 BẢNG YẾU TỐ CONG PHƯƠNG ÁN 2 TT a R T P K Isc 1 80d8'35'' 800 672.98 245.42 1119.01 2 2 94d1'49'' 150 160.94 70 246.17 6 3 26d45'37'' 1000 237.87 27.9 467.06 2 4 67d3'3'' 150 99.38 29.93 175.54 7 5 43d52'36'' 500 201.39 39.03 382.9 2 6 64d8'21'' 200 125.31 36.02 223.89 4 7 14d34'50'' 1500 191.9 12.23 381.72 2 8 39d17'12'' 400 142.78 24.72 274.27 2 9 25d19'17'' 400 89.86 9.97 176.78 2 10 74d50'21'' 150 114.76 38.87 195.93 6 11 45d26'6'' 1600 669.87 134.57 1268.79 0 Xaùc ñònh caùc coïc treân tuyeán : - Coïc Km. - Coïc TÑ, TC vaø coïc P cuûa ñöôøng cong. - Coïc 100 m : H (caùch 100 m ñaët moät coïc). - Coïc thay ñoåi ñòa hình laø caùc coïc theå hieän söï thay ñoåi ñoä doác cuûa ñöôøng cao ñoä maët ñöôøng taïi tim ñöôøng. Cuï theå laø caùc vò trí tuyeán caét ñöôøng phaân thuûy, ñöôøng tuï thuûy, ñöôøng ñoàng möùc, caùc vò trí ñöôøng ñoàng möùc. - Coïc thay ñoåi ñòa hình ñöôïc kí hieäu Cn ( n ñöôïc ñaùnh soá 1 2 3 … ). Xaùc ñònh cöï ly giöõa caùc coïc: Sau khi coù vò trí caùc coïc Km, TÑ, P, TC vaø coïc Cn, ta duøng thöùôc ñeå ño cöï ly giöõa caùc coïc treân baûn ñoà vaø nhaân vôùi M ( heä soá tæ leä baûn ñoà ) ñeå coù ñöôïc cöï ly thöïc teá Trong ñoù : Libd : cöï ly giöõa caùc coïc treân baûn ñoà (mm). 1000 : heä soá ñoåi ñôn vò (mm) ra (m). Khoaûng caùch giöõa caùc coïc treân ñöôøng thaúng ñöôïc xaùc ñònh baèng thöôùc. Xaùc ñònh caùc coïc treân ñöôøng cong coù baùn kính R khi ñaõ bieát khoaûng caùch giöõa caùc coïc (duøng cho coïc H vaø Km). - Taïi tieáp ñaàu TÑ cuûa ñöôøng cong ñaët moät heä toaï ñoä vuoâng goùc (nhö hình veõ). Khoaûng caùch töø tieáp ñaàu TÑ ñeán H laø S. - Sau khi xaùc ñònh ñöôïc X vaøY theo coâng thöùc sau seõ duøng thöôùc xaùc ñònh coïc H treân ñöôøng cong. X = R x Sinb Y = R x (1 - Cosb) b = ( 0 ) S : chieàu daøi cung töø TÑ ñeán H öùng vôùi goùc môû b. - Khi ñaõ coù vò trí coïc treân ñöôøng cong, caàn xaùc ñònh khoaûng caùch (duøng cho coïc ñòa hình, coïc caàu coáng) duøng thöôùc ño ñoä ñeå ño goùc. Nhö vaäy khoaûng caùch töø coïc H ñeán ñieåm tieáp ñaàu TÑ laø : S = (m) - Döïa vaøo caùch xaùc ñònh cöï ly giöõa caùc coïc, ñaõ xaùc ñònh ñöôïc cöï ly cuûa caùc coïc (theo hai phöông aùn) vaø laäp ñöôïc caùc baûng toång hôïp sau: Baûng teân coïc – lyù trình – khoaûng caùch caùc coïc phöông aùn 1 Xem phaàn phuï luïc Baûng 1 Baûng teân coïc – lyù trình – khoaûng caùch caùc coïc phöông aùn 2 Xem phaàn phuï luïc Baûng 2