Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường - Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu

CHÖÔNG 2: XAÙC ÑÒNH CAÁP HAÏNG KYÕ THUAÄT TUYEÁN ÑÖÔØNG - TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ TIEÂU KYÕ THUAÄT CHUÛ YEÁU 2.1. XAÙC ÑÒNH CAÁP HAÏNG KYÕ THUAÄT CUÛA TUYEÁN ÑÖÔØNG: Vieäc löïa choïn caáp haïng kyõ thuaät cuûa tuyeán ñöôøng ñöôïc döïa theo chöùc naêng cuûa moãi con ñöôøng, ñieàu kieän ñòa hình, löu löôïng xe thieát ñeå tuyeán ñöôøng coù hieäu quaû cao veà kinh teá vaø tính phuïc vuï. Xaùc ñònh caáp haïng kyõ thuaät cuûa tuyeán ñöôøng thì döïa treân löôïng xe con qui ñoåi ôû naêm cuoái cuûa thôøi kyø tính toaùn(Nt): Nt = No.(1+p)t-1 Trong ñoù : Nt : laø löu löôïng xe chaïy bình quaân cuûa naêm khai thaùc thöù t ((xcqñ/nñ) ; No: laø löu löôïng xe chaïy bình quaân cuûa naêm ñaàu khai thaùc ñöôøng oâ toâ (xcqñ/nñ) ; q : laø möùc taêng xe haøng naêm ; Giaù trò cuûa t ñöôïc choïn tuøy thuoäc vaøo haïng muïc coâng trình : t = 20 naêm : ñöôøng thieát keá môùi caáp I, II t = 15 naêm : ñöôøng thieát keá môùi caáp III, IV t = 10 naêm : ñöôøng thieát keá môùi caáp V, VI vaø ñöôøng thieát keá naâng caáp, caûi taïo. Baûng tính toaùn Thaønh phaàn xe chaïy p% Loaïi xe Xe taûi 2 truïc loaïi naëng Maz - 500 Xe taûi 2 truïc loaïi vöøa Zil – 130 Xe taûi 2 truïc loaïi nheï Gaz – 51A Xe con M - 21 6,0 N0=1020 (xe/nñ) 5% 50% 40% 5% N0 (xeqñ/nñ) 127.5 1275 1020 51 = 1998 N15 (xcqñ/nñ) = 5593 Trong ñoù: * Heä soá quy ñoåi töø caùc loaïi xe ra xe con tra baûng 2 TCVN 4054 - 05 Heä soá quy ñoåi ra xe con cuûa xe taûi 2 truïc loaïi naëng baèng : 2,5 Heä soá quy ñoåi ra xe con cuûa xe taûi 2 truïc loaïi vöøa baèng : 2,5 Heä soá quy ñoåi ra xe con cuûa xe taûi 2 truïc loaïi nheï baèng : 2,5 Nt = No.(1+p)t-1 = 2474*(1+0.06)15-1 = 5593 xcqñ/nñ Ta coù : 3000 Tra baûng 3 cuûa TCVN 4054 – 05 ta choïn caáp haïng kyõ thuaät cuûa ñöôøng laø ñöôøng caáp III ÖÙùng vôùi ñöôøng caáp III vaø ñòa hình mieàn nuùi ta choïn toác ñoä thieát keá Vtk = 60 km/h theo baûng 4 cuûa TCVN 4054 - 05 2.2. TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ TIEÂU KYÕ THUAÄT CHUÛ YEÁU CUÛA TUYEÁN ÑÖÔØNG: 2.2.1. Xaùc ñònh ñoä doác doïc toái ña imax cuûa tuyeán ñöôøng: Xaùc ñònh imax cho caùc loaïi xe theo ñieàu kieän söùc keùo vaø söùc baùm: Theo ñieàu kieän söùc keùo: imaxkeùo = Dmax – f Theo ñieàu kieän söùc baùm: imaxbaùm = Dbaùm – f Trong ñoù: Dmax: nhaân toá ñoäng löïc lôùn nhaát öùng vôùi loaïi xe vaø vaän toác thieát keá. Trò soá Di = fi ñöôïc tra theo bieåu ñoà nhaân toá ñoäng löïc cuûa loaïi xe i ñöôïc xeùt. f : heä soá söùc caûn laên, f = f0(1+4,5x10-5V2) fo : heä soá söùc caûn laên trung bình; Dbaùm : heä soá nhaân toá ñoäng löïc : m = Gk/G : heä soá phaân boá taûi troïng leân baùnh xe chuû ñoäng Gk : taûi troïng truïc chuû ñoäng G : toång taûi troïng caùc truïc (troïng taûi xe) jd : heä soá baùm doïc. Pw = KFV2/13 = 857,44 F : dieän tích caûn khí cuûa maët tröôùc xe F=0,9BH = 0.9.cao.roäng = 0,9x2,5x2,15= 4,838 m2 K = 0,64 (Ns2/m4): heä soá söùc caûn cuûa khoâng khí V : vaän toác thieát keá (km/h) Baûng tính toaùn imaxkeùo Loaïi xe Dmax fo V fv imaxkeùo(%) Zil - 130 0,036 0,02 60 0,02 1,3 Baûng tính toaùn imaxbaùm Loaïi xe m jd Pw G Dbaùm fo V fv imaxbaùm(%) Zil - 130 0,73 0,5 857,44 9525 0,27 0,02 60 0,02 25 2.2.2. Xaùc ñònh taàm nhìn xe chaïy: Taàm nhìn ñöôïc tính toaùn vôùi ñieàu kieän bình thöôøng: Ñoä doác doïc id = 0% Heä soá baùm jd = 0,5 (ñieàu kieän bình thöôøng) Heä soá phanh k = 1,2 (tuøy theo loaïi xe tính toaùn) Trò soá tính toaùn ñöôïc quy troøn theo boäi soá cuûa 5. Taàm nhìn tröôùc chöôùng ngaïi vaät coá ñònh: = 55 ; m Taàm nhìn thaáy xe chaïy ngöôïc chieàu (giaû thuyeát 2 xe ngöôïc chieàu cuøng 1 toác ñoäV): = 70 ; m Taàm nhìn vöôït xe: = 413.12 choïn = 415 m Trong ñoù: lat = 5m : Khoaûng caùch an toaøn l4 = 3m : chieàu daøi cuûa xe vöôït k1 = 1,2m : heä soá haõm phanh cuûa xe vöôït V1 = 100(km/h) : vaän toác vöôït xe V2 = 50(km/h) : vaän toác xe bi vöôït V3 =55(km/h) : vaän toác xe ñi ngöôïc chieàu 2.2.3. Xaùc ñònh baùn kính ñöôøng cong naèm nhoû nhaát Rscmin vaø khoâng caàn sieâu cao Roscmin: Baùn kính ñöôøng cong naèm nhoû nhaát: (choïn m = 0,15) ; m Trong ñoù: iscmax = 7% :ñoä doác sieâu cao lôùn nhaát Baùn kính ñöôøng cong naèm nhoû nhaát khoâng sieâu cao: (choïn m = 0,08) ; m Trong ñoù: in = 2% : ñoä doác ngang cuûa maët ñöôøng. 2.2.4. Xaùc ñònh baùn kính ñöôøng cong naèm nhoû nhaát ñaûm baûo taàm nhìn ban ñeâm: Chæ xaùc ñònh ñoái vôùi tuyeán ñöôøng coù yeâu caàu löu löôïng xe chaïy nhieàu veà ban ñeâm 790 ; m Trong ñoù: = 2o : goùc môû cuûa chuøm tia saùng xe. S = St = 55 m : taàm nhìn tröôùc chöôùng ngaïi vaät coá ñònh. 2.2.5. Xaùc ñònh chieàu daøi ñoaïn noái sieâu cao (Lnsc): Ñoaïn noái sieâu cao laø ñoaïn ñöôøng chuyeån tieáp töø ñoä doác ngang maët ñöôøng 2 maùi nghieâng sang ñoä doác coù sieâu cao (nghieâng 1 maùi), ñoaïn noái sieâu cao coù taùc duïng ñuû ñeå boá trí sieâu cao: =54 ; m Trong ñoù: Bmñ = 3x2 = 6 m : chieàu roäng phaàn xe chaïy. in = 2% : ñoä doác ngang maët ñöôøng. isc =7%: ñoä doác sieâu cao [ip] = 5‰ : ñoä doác doïc phuï; laáy theo 22TCN – 273 - 01 2.2.6. Xaùc ñònh chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp (Lct): Xaùc ñònh chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp Lct theo 2 ñieàu kieän: Thoûa maõn ñoaïn noái sieâu cao Lnsc Baûo ñaûm gia toác ly taâm taêng töøø khi xe ñi vaøo ñöôøng cong: = 70,7 70 ; m Trong ñoù: Io = 0,5 (m2/s) theo TCVN 4054 – 98 R = = 130 ; m Ngoaøi ra ñeå tuyeán thieát keá ñöôïc ñeàu ñaën trong khoâng gian (theo thuï caûm thò giaùc cuûa laùi xe) thì ñöôøng cong chuyeån tieáp caàn phaûi thoûa maõn ñieàu kieän thöù 3: hay = 15 ; m Chieàu daøi ñöôøng cong chuyeån tieáp tính toaùn nhoû nhaát ñöôïc löïa choïn ñeå thieát keá laø: = max{120; 70; 15} = 120 ; m 2.2.7. Xaùc ñònh ñöôøng cong ñöùng loài toái thieåu : Nhaèm baûo ñaûm taàm nhìn taïi nôi giao nhau giöõa 2 ñoaïn ñöôøng coù ñoä doác doïc ngöôïc chieàu nhau. = 2450 ; m Trong ñoù: Sd =70; m:Taàm nhìn thaáy xe chaïy ngöôïc chieàu (giaû thuyeát 2 xe ngöôïc chieàu cuøng 1 toác ñoäV) h1 = 1,0 m : cao ñoä maét ngöôøi laùi xe. 2.2.8. Xaùc ñònh ñöôøng cong ñöùng loõm toái thieåu theo caùc ñieàu kieän sau: Ñieàu kieän 1: khoâng gaõy nhíp xe: = 554 ; m Trong ñoù: [a] = 0,5 (m/s2) : gia toác ly taâm cho pheùp. Ñieàu kieän 2: ñaûm baûo taàm nhìn veà ban ñeâm = 963 ; m Trong ñoù: St : chieàu daøi taàm nhìn tröôùc chöôùng ngaïi vaät coá ñònh. hd = 0,61m : ñoä cao ñeøn xe oâtoâ so vôùi maët ñöôøng a = 1o : moät nöûa goùc chieáu saùng cuûa ñeøn oâtoâ theo phöông ñöùng. 2.2.9. Xaùc ñònh beà roäng phaàn xe chaïy: 2.2.9.1. Neáu ñöôøng chæ coù hai laøn xe: Beà roäng maët ñöôøng = 2.Max {B1, B2} Trong ñoù: B1 : beà roäng maët ñöôøng tính cho xe con M – 21. = 3,21 ; m Vôùi: a1 = 1,8m : beà roäng cuûa thuøng xe con M - 21 c1 = 1,42m : khoaûng caùch giöõa tim giöõa hai daõy baùnh xe con M - 21 x1 = y1 = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 x1 : khoaûng caùch giöõa 2 thuøng xe ngöôïc chieàu y1 : khoaûng caùch töø veät baùnh xe ñeán meùp phaàn xe chaïy. B2 : beà roäng maët ñöôøng tính cho xe taûi Zil - 130. = 3,75 ; m Vôùi: a2 = 2,5m : beà roäng cuûa thuøng xe taûi Zil - 130 c2 = 1,79m : khoaûng caùch giöõa tim giöõa hai daõy baùnh xe taûi Zil - 130 x2 = y2 = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 x2 : khoaûng caùch giöõa 2 thuøng xe ngöôïc chieàu y2 : khoaûng caùch töø veät baùnh xe ñeán meùp phaàn xe chaïy. Choïn beà roäng maët ñöôøng cuûa moät höôùng xe chaïy = 2.Max {B1, B2} = 3,75 ; m 2.2.9.2. Ñöôøng coù boán laøn xe: Ñoái vôùi laøn xe con: ( M - 21) ; m Trong ñoù: D1 : khoaûng caùch giöõa hai thuøng xe ngöôïc chieàu D1 = 0,35 + 0,005V Ñoái vôùi laøn xe taûi: ( Zil - 130) ; m Trong ñoù: D2 : khoaûng caùch giöõa hai thuøng xe ngöôïc chieàu D2 = 0,35 + 0,005V Vaäy beà roäng maët ñöôøng cuûa moät höôùng xe chaïy: Bmñ = B3 + B4 = 3,06 + 3,6 = 6,66 7,0 ; m 2.2.9.3. Ñöôøng coù saùu laøn xe: Tröôøng hôïp naøy coù moät laøn xe chaïy ôû giöõa vaø baát lôïi nhaát laø khi xe taûi chaïy ôû laøn xe giöõa: ; m Beà roäng maët ñöôøng cuûa moät höôùng xe chaïy: Bmñ = B3 + B4 + B5= 3,06 + 3,6 + 3,8 = 10,46 10,5 ; m 2.2.10. Xaùc ñònh soá laøn xe: = 0,69 Choïn nlx = 2 theo TCVN 4054 – 05. Trong ñoù: nlx : soá laøn xe yeâu caàu, ñöôïc laøm troøn thaønh soá nguyeân. Ncñgiôø : löu löôïng xe thieát keá giôø cao ñieåm. Ncñgiôø = (0,10,2)Nxeqñ/nñ, choïn Ncñgiôø = 0,1 x 5593 559 (xeqñ/nñ) Z : heä soá söû duïng naêng löïc thoâng haønh toái ña; Z = 0,77 öùng vôùi V = 60km/h, vuøng ñoài nuùi. Nlth = 1000 xeqñ/nñ khi khoâng coù phaân caùch traùi chieàu vaø oâtoâ chaïy chung Vôùi xe thoâ sô. 2.2.11. Laäp baûng toång hôïp tính toaùn : STT Chæ tieâu kyõ thuaät Ñôn vò Theo tính toaùn Theo TCVN 4054 - 05 Choïn ñeå Thieát keá 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vaän toác xe chaïy thieát keá Ñoä doác doïc lôùn nhaát Baùn kính ñöôøng cong naèm toái thieåu - khoâng coù sieâu cao - Coù sieâu cao - Ñaûm baûo taàm nhìn ban ñeâm Taàm nhìn - Thaáy chöôùng ngaïi vaät coá ñònh - Thaáy xe ngöôïc chieàu - Vöôït xe Baùn kính toái thieåu cuûa ñöôøng cong loài theo ñieàu kieän ñaûm baûo taàm nhìn Baùn kính toái thieåu cuûa ñöôøng cong loõm theo ñieàu kieän: - Khoâng gaõy nhíp xe - Ñaûm baûo taàm nhìn veà ñeâm Soá laøn xe Beà roäng cuûa 1 laøn xe Beà roäng cuûa maët ñöôøng Beà roäng cuûa neàn ñöôøng Km/h % m m m m m m m 60 1,4 470 130 790 55 70 415 2450 554 963 0,69 3,75 60 7 1500 125 - 75 150 350 2500 1000 1000 2 3 6 9 60 7 1500 125 800 75 150 350 2500 1000 1000 2 3 6 9