Đồ án Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường A-B nối thị xã Phú Thọ và thành phố Việt Trì

LỜI NÓI ĐẦU: Đất nước ta trong quá trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên thì yêu cầu đòi hỏi phải phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học vì GTVT là nền tảng để phát triển các ngành khác. Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này thì cần phải đẩy mạnh xây dựng các đường ôtô cao tốc,nâng cấp hàng loạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây dựng những cây cầu có quy mô lớn và có vẻ đẹp kiến trúc hiện đại…Thực tế hiện này rất cần có những kỹ sư có trình độ chuyên môn tốt, vững vàng để có thể nhanh chóng nắm bắt được các công nghệ xây dựng Cầu -đường tiên tiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các công trình có chất lượng và có tính nghệ thuật cao. Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -Trường ĐHGTVT,bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai. Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường ,đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của : +/ Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Nguyễn Thị Tuyết Trinh. - Th.s Phạm Duy Anh. +/ Giáo viên đọc duyệt : - Th.s Nguyễn Đức Thị Thu Định. Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và vững vàng về trình độ chuyên môn khi công tác thực tế. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, tháng 05 năm 2009. Sinh viên : Nguyễn Đăng Điềm MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 8 I.1. Cấu tạo nút giao thông khác mức. 8 I.1.1. Nút giao ba nhánh ( ngã ba ). 9 I.1.2. Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ). 11 I.1.3. Nút giao nhiều nhánh: 13 I.2. Đặc điểm nút giao thông Ngã Tư Vọng. 14 I.3. Sự cần thiết phải thiết kế nút giao khác mức. 15 I.4. Quy mô và tiêu chuẩn xây dựng. 17 I.4.1. Xác định quy mô đường giao nhau. 17 I.4.2. Xác định quy mô mặt cắt ngang. 19 I.4.3. Tiêu chuẩn kỹ thuật: 22 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TỔ CHỨC GIAO THÔNG NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG. 23 II.1. Đặc điểm tổ chức giao thông Ngã Tư Vọng. 23 II.2. Tổ chức giao thông Ngã Tư Vọng ( Phương án I ). 25 II.3. Tổ chức giao thông nút giao Ngã Tư Vọng ( Phương án II ). 28 II.4.Kiến nghị lựa chọn phương án. 30 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HÌNH HỌC NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG 32 III.1. Lựa chọn các thông số kĩ thuật thiết kế nút giao. 32 III.1.1. Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến: 32 III.1.2. Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh: 32 III.2. Lựa chọn tốc độ tính toán. 32 III.3. Tính toán chi tiết các yếu tố trên mặt bằng. 33 III.3.1. Nguyên tắc thiết kế mặt bằng. 33 III.3.2. Tính toán tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định ( S1). 34 III.3.3. Tính toán tầm nhìn thấy xe đi ngược chiều ( S2 ). 35 III.3.4. Tính toán bán kính đường cong nằm. 36 III.3.5. Tính toán độ mở rộng trong đường cong nằm. 36 III.3.6. Bố trí đoạn mở rộng trong đường cong nằm. 37 III.3.7. Siêu cao 38 III.3.8. Cấu tạo đoạn nối siêu cao. 39 III.3.9. Giải pháp thiết kế trên mặt bằng. 40 III.3.10. Phương án mặt bằng . 41 III.4. Tính toán các yếu tố trên trắc doc, trắc ngang. 43 III.4.1. Nguyên tắc thiết kế trắc dọc. 43 III.4.2. Xác định điểm khống chế trên trắc dọc. 43 III.4.3. Xác định độ dốc dọc. 44 III.4.4. Thiết kế đường cong đứng lồi. 45 III.4.5. Thiết kế đường cong đứng lõm. 46 III.4.6. Lựa chọn các yếu tố trên trắc ngang. 47 III.5. Tính toán chi tiết đoạn trộn dòng. 48 CHƯƠNG IV: SƠ BỘ CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU TRONG NÚT 51 IV.1. Lựa chọn mặt cắt ngang cầu. 51 IV.2. Kết cấu nhịp vòng xuyến và cầu nhánh. 53 IV.3. Lựa chọn kết cấu phần dưới. 55 IV.4. Lựa chọn kết cấu phụ trợ. 57 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 60 I.1. Giới thiệu chung. 60 I.2. Kiến nghị phương án cầu. 61 I.2.1. Phương án I: Cầu dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng. 61 I.2.2. Phương án cầu dây văng ( Phương án II). 63 I.3. So sánh và lựa chọn phương án. 65 I.3.1. Phân tích ưu nhược điểm phương án I ( Cầu đúc hẫng 70 +120+70 m). 65 I.3.2. Phân tích ưu nhược điểm phương án II 66 I.3.3. Lựa chọn phương án. 66 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÂY VĂNG 67 II.1. Tổng quát. 67 II.1.1. Tiêu chuẩn kĩ thuật. 67 II.1.2. Tuổi thọ công trình. 67 II.1.3. Cấp thông thuyền: 67 II.1.4. Khổ cầu thiết kế. 67 II.1.5. Đặc điểm địa chất, thuỷ văn. 67 II.2. Yêu cầu tính toán thiết kế sơ bộ 68 II.3. Thiết kế sỏ bộ cầu dây văng. 68 II.3.1. Lựa chọn các thông số cơ bản của cầu dây văng. 70 II.3.1.1. Sơ đồ và chiều dài nhịp. 70 II.3.1.2. Chiều dài khoang. 70 II.3.1.3. Chọn loại mặt cắt và chiều cao mặt cắt dầm chủ. 71 II.3.1.4. Chọn tháp cầu. 72 II.3.1.5. Sơ bộ chọn số lượng cáp dây văng. 73 II.4. Thiết kế sơ bộ mố cầu. 76 II.4.1. Lựa chọn cấu tạo mố cầu. 76 II.4.2. Tính toán tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ. 77 II.4.3 Sơ bộ chọn số lượng cọc trong móng. 84 II.5. Thiết kế sơ bộ tháp cầu. 87 II.5.1. Mặt cắt ngang tháp. 88 II.5.2. Mặt cắt ngang dầm ngang trên và dưới. 88 II.5.3. Liên kết dây văng với tháp cầu. 89 II.6. Phương án thi công chủ đạo. 89 II.6.1. Thi công mố: 89 II.6.2. Thi công trụ tháp. 90 II.6.3. Thi công KCN. 90 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁP VĂNG 92 III.1. Lưạ chọn cấu tạo. 92 III.1.1. Diện tích cáp văng. 92 III.1.2. Lựa chọn cấu tạo. 92 III.2. Xác định lực căng chính trong cáp văng. 94 III.2.1. Mục đích của việc căng chỉnh. 94 III.2.2 . Nguyên tắc căng chỉnh. 95 III.2.3. Các giả thiết khi căng chỉnh. 95 III.2.4. Các biện pháp căng chỉnh. 96 III.3. Lý thuyết xác định lực căng chính. 98 III.3.1 Trạng thái xuất phát. 98 III.3.2 Trạng thái cuối cùng. 98 III.3.3. Mục đích của bài toán căng chỉnh. 98 III.3.4. Nội dung tính toán cầu cáp văng khi căng chỉnh. 99 III.3.5. Hệ phương trình chính tắc của bài toán căng chỉnh. 99 III.4. Xác định lực căng chính lần 1 và lần 2 bằng phần mềm MIDAS 7.0.1. 101 III.4.1. Tổng quan về các phương pháp phân tích kết cấu cầu dây văng. 101 III.4.2. Xác định lực căng lần 2 trong cáp văng bằng phần mềm Midas 7.01 102 III.4.3. Xác định lực căng chỉnh trong cáp văng trong giai đoạn thi công bằng chức năng Lack of Fit force. 103 III.5. Lắp đặt dây và công tác căng chỉnh nội lực. 107 III.6. Tập tính động của cáp văng. 108 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ KIỂM TOÁN DẦM CHỦ 110 IV.1. Kích thước và mặt cắt ngang dầm chủ. 110 IV.2. Phân tích kết cấu. 111 IV.2.1. Các giai đoạn thi công. 111 IV.2.2. Giai đoạn khai thác. 119 IV.3. Tính toán nội lực trong giai đoạn khai thác và thi công. 122 IV.3.1. Tổ hợp tải trọng. 122 IV.3.2. Bảng tổ hợp nội lực trong giai đoạn thi công. 123 IV.3.3. Bảng tổ hợp nội lực trong giai đoạn khai thác. 125 IV.4. Tính toán sơ bộ số lượng cáp dự ứng lực. 127 IV.4.1. Tính toán sơ bộ cáp dự ứng lực trong giai đoạn khai thác, thi công tại mặt cắt đỉnh tháp. 127 IV.4.2. Tính toán sơ bộ cáp dự ứng lực trong giai đoạn khai thác tại mặt cắt giữa nhịp biên. 129 IV.4.3. Tính toán sơ bộ cáp dự ứng lực trong giai đoạn khai thác tại mặt cắt giữa nhịp giữa. 130 IV.4.4. Tính toán quy đổi mặt cắt. 135 IV.5. Tính toán mất mát dự ứng lực. 138 IV.5.1. Mặt cắt quy đổi. 138 IV.5.2. Tính toán mất mát dự ứng lực. 140 IV.6. Kiểm toán mặt cắt ở TTGHCĐ I. 148 IV.6.1. Tổng quát. 148 IV.6.2. Kiểm toán mặt cắt đỉnh tháp. 149 IV.6.4. Kiểm toán mô men cho mặt cắt tại nhịp giữa. 155 IV.6.5. Kiểm toán cắt. 162 IV.7. Kiểm toán mặt cắt ởTTGHSD. 164 IV.7.1. Các giới hạn ứng suất trong bê tông. 164 IV.7.2. Tính toán các ứng suất . 165 IV.7.3. Tính độ võng tức thời do hoạt tải có xét đến lực xung kích. 166 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ THÁP CẦU 168 V.1. Các kích thước cơ bản tháp cầu. 168 V.2. Các loại tải trọng tác dụng lên tháp cầu. 169 V.2.1 Tĩnh tải. 169 V.2.2. Hoạt tải. 170 V.2.3. Lực đẩy nổi của nước (WA). 171 V.2.4. Lực hãm xe (BR). 171 V.2.5. Gió tác dụng nên kết cấu (WS). 172 V.2.6. Gió tác dụng nên hoạt tải (WL). 175 V.2.7. Ma sát gối cầu ( FR). 176 V.2.8. Lực ly tâm ( CE). 177 V.3. Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt. 177 V.3.1. Tổng hợp tại trọng cho mặt cắt I – I. 177 V.3.2. Tổng hợp tại trọng cho mặt cắt II – II. 179 V.3.3. Tổng hợp tại trọng cho mặt cắt III – III. 181 V.3.4. Tổng hợp tại trọng cho mặt cắt IV – IV. 182 V.4. Kiểm toán mặt cắt. 184 V.4.1. Tổng quát. 184 V.4.2. Kiểm toán mặt cắt I – I. 186 V.4.3. Kiểm toán mặt cắt II – II ( Chân tháp). 191 V.4.4. Kiểm toán mặt cắt III – III 195 V.4.5. Kiểm toán mặt cắt IV– IV. 198 V.5. Tính toán dầm ngang trên. 201 V.5.1.. Tính toán nội lực do trọng lượng bản thân dầm. 201 V.5.2. Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt . 202 V.5.3.. Kiểm tra sức kháng cắt. 203 V.6. Tính toán móng cọc. 205 V.6.1. Tính toán số lượng cọc khoan nhồi. 205 V.6.2. Kiểm toán cọc khoan nhồi. 207 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU. 215 VI.1. Kích thước mặt cắt ngang. 215 VI.1.1. Bố trí chung kết cấu. 215 VI.1.2. Kích thước mặt cắt ngang. 215 VI.1.3. Phương pháp tính bản mặt cầu. 216 VI.2. Xác định nội lục bản mặt cầu. 216 VI.2.1. Xác định nội lực do tĩnh tải. 216 VI.2.2. Tính nội lực bản mặt cầu do hoạt tải. 219 VI.3. Tính toán và bố trí cốt thép dự ứng lực bản mặt cầu. 222 VI.3.1. Vật liệu dùng thiết kế bản mặt cầu. 222 VI.3.2. Tính toán sơ bộ cốt thép chịu lực. 223 VI.3.3. Tính toán các mất mát ứng suất: 224 VI.3.4. Duyệt mặt cắt chịu uốn theo TTGHCDI 228 VI.3.5. Duyệt mặt cắt chịu cắt ở trạng thái giới hạn cường độ I. 230 CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ THI CÔNG 233 VII.1. Biện pháp thi công chủ đạo. 233 VII.1.1. Thi công mố. 233 VII.1.2. Thi công trụ tháp. 233 VII.1.3. Thi công kết cấu nhịp. 233 VII.2. Thi công mố. 235 VII.2.1. Cấu tạo mố. 235 VII.2.2. Đề xuất giải pháp thi công . 235 VII.2.3. Nội dung công việc chi tiết. 237 VII.3. Thi công bệ tháp và tháp cầu 246 VII.3.1. Thi công bệ tháp. 252 VII.3.2. Thi công tháp cầu. 253 VII.4. Thi công kết cấu nhịp. 256 VII.4.1. Thi công KCN cầu dẫn. 256 VII.4.2. Thi công KCN cầu chính. 256 VII.5. Thi công cáp văng 257 VII.5.1.Công nghệ thi công cáp văng. 257 VII.6. Tính toán thi công. 261 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 267 Tài liệu tham khảo 268 PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG NGÃ TƯ VỌNG. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I.1. Cấu tạo nút giao thông khác mức. Nút giao thông là nơi giao nhau giữa đường bộ với đường bộ, giữa đường bộ và đường sắt. Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thiết kế mà người ta chọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao cùng mức. Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xe chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các luồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau. Các nút giao khác mức thường được xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hay đường quốc gia để đảm bảo giữa các nhánh là liên thông giảm thiểu xung đột. Nút giao khác mức hoàn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có vai trò bình đẳng trong lưu thông. Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và đường phụ. Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụ khi lưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ. Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và yêu cầu giao thông, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đây trình bày một số dạng nút giao có bố trí cầu cong. I.1.1. Nút giao ba nhánh ( ngã ba ). Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm: Loại nút giao nhánh rẽ: Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ rẽ từ tuyến đường này sang tuyến đường khác. Các nhánh rẽ có thể là nhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp. Trên hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp. Đây là một ngã tư nhưng chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba. Hình I.1 Biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp Hình I.2 Biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên đường cao tốc khi lưu lượng xe > 1500 xe/h. Hình dáng nút giao có dạng kèn trompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải pháp thông dụng nên dùng, nút giao trompete thể hiện trên hình hình I.3. Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete) Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình I.4 thể hiện nút giao rẽ trái và rẽ phải hình quả lê. Loại này các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt bằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp . Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê. Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ trái nửa trực tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng. Loại nút giao này dùng thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao. Nút giao này đẹp nhưng chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt. Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác. I.1.2. Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ). Nút giao hình hoa thị: Hình I.6 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản, có các chỉ tiêu kinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc. Nút giao hình hoa thị thường được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h. Dạng nút giao này được biến tấu thành niều dạng nút giao có các nhánh rẽ khác nhau như: Như nhánh rẽ hình nơ tròn, hình nơ vuốt dài, hình nơ bóp bẹp, nhánh rẽ trực tiếp vuông góc , nhánh rẽ vận dụng Hình I.6: Nút giao hình hoa thị. Nút giao nhánh rẽ trực tiếp: Trên hình I.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trực tiếp, không xung đột. Nút giao này chỉ thiết kế chogiao nhau của các đường cao tốc nhiều là xe. Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế. Nhưng nút giao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô thị. Hình I.8: Nút giao hình cối xay gió Nút giao hình thoi: Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta xây dựng nút giao có dạng hình thoi vì mục tiêu kinh tế. Tuy nhiên việc lưu thông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao. Hình I.9: Nút giao hình thoi. I.1.3. Nút giao nhiều nhánh: Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điểm giao là hội tụ nhiêù tuyến. Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưu tiên vượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác. Các nhánh phụ sẽ phân, nhập luồng ở độ cao khác tuyến chính. Cầu vượt có thể là cầu chính vượt qua các nhánh và đảo tròn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trên cao để các làn xe giao lưu với nhau. Cầu cong chỉ thiết kế khi các tuyến phụ đi bên trên thể hiện trong hình 1.10. Hình I.10: Nút giao nhiều nhánh. Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giao nhiều tầng. Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường cong chuyển tiếp. I.2. Đặc điểm nút giao thông Ngã Tư Vọng. Nút giao ngã tư vọng là nơi giao nhau giữa đường Trường Chinh – Đại La và đường Giải Phóng. Đồng thời có đường sắt Bắc – Nam chạy dọc theo đường Giải Phóng. Vì vậy tại khu vực nút giao tồn tại nhiều giao cắt giữa đường bộ với đường bộ, và giữa đường bộ và đường sắt. Khu vực này là nơi tập trung 3 trường đại học lớn của Việt Nam là đại học Kinh Tế Quốc Dân, đại học Xây Dựng, đại học Bách Khoa Hà Nội, vì vậy tại khu vực nút vào thời thời gian giờ cao điểm tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Khi giải quyết tổ chức giao thông cho khu vực phạm vi nút cần phải quan tâm thích đáng cho các phương tiện thô sơ cũng như khách bộ hành. Đặc biệt lưu ý trong khu vực nút giao này đó là khu vực nút giao gần nha ga Giáp Bát, nhà ga quốc gia nên tần suất chạy tầu qua nút là tương đối lớn. Khi có tầu chạy qua thì toàn bộ giao thông theo hướng Trường Chinh – Đại La bị gián đoạn hoàn toàn. Ngoài ra nút gần bệnh viện Bạch Mai là bệnh viện lớn tập trung rất đông số người đến khám và chữa bệnh, tình trạng ùn tắc thường xuyên xảy ra tại khu vực cổng bệnh viện.

  Hình I.11. Tình trạng tắc đường tại Ngã Tư Vọng. Tổ chức giao thông tại nút giao hiện tại chỉ có một cầu vượt theo hướng Lê Duẩn – Giáp Bát còn lại phía dưới cầu là dùng đèn điều khiển. Trong phạm vi nút có các đường vòng tránh và đường rẽ là đường Phố Vọng, tuy nhiên do vị trí khá xa phạm vi nút nên các phương tiện khó có thể nhận ra đường vòng tránh. Do đó các đường nhánh rẽ chỉ đóng vai trò chủ yếu là các đường dân cư.
Hình I.12 Tổ chức giao thông nút giao hiện tại. Đường giao thông trong khu vực nút có hệ thống vỉa hè nhỏ lại thường xuyên bị chiếm dụng cho nên gây khó khăn cho người đi bộ, cản trở giao thông của các phương tiện cơ giới khác. I.3. Sự cần thiết phải thiết kế nút giao khác mức. Để quyết định các giải pháp tổ chức giao thông và lựa chọn loại hình của nút giao thông ta có thể căn cứ vào các thông số như: lưu lượng xe chạy trên các đường chính và đường phụ, số vụ tai nạn giao thông trong năm,độ phức tạp của nút hiện tại… Tùy thuộc vào trình độ phát triển và hiện trạng giao thông của từng quốc gia mà đưa ra các tiêu chuẩn lựa chọn khác nhau. Theo E.M.Lôbannôv ( CHLB Nga) thì xây dựng nút giao thông khác mức khi lưu lượng trung bình xe trên ngày đêm của đường chính là lớn hơn 7000 xe/ngày đêm. Theo R.Pucher (CHLB Đức) thi lựa chọn loại hình nút giao thông căn cứ vào Lưu lượng chạy trên đường chính ( Np ), và đường phụ (No). Theo đó thì nút giao thông phải xây dựng khác mức khi lưu lượng đường phụ là 500 – 1000 xe/ngđêm, trong điều kiện giao thông thuận lợi thì Np = 1000 – 1750 xe/ngđêm. Theo TCXD 104 -2007 thì khi lưu lượng xe giờ cao điểm ( Ngcđ > 5000 xcqđ/h) thì xem xét đến phương án nút giao khác mức ít nhất có một cầu vượt hoặc một hầm chui để giải quyết triệt để giao cắt cho một hướng ưu tiên. Ngoài ra việc xây dựng nút giao khác mức còn căn cứ vào số vụ tai nạn giao thông tại khu vực nút giao và kinh phí xây dựng nút giao. Tham khảo tiêu chuẩn TCXD 140 – 1983 quy định các trường hợp sau đây phải xây dựng nút giao khác mức: + Đường cao tốc giao nhau với đường phố chính cấp I. + Đường cao tốc và đường phố chính cấp I giao với đường phố chính cấp II. + Đường cao tốc và đường phố chính cấp I giao nhau với đường sắt. + Đường đô thị giao nhau với đường sắt mà tại chỗ đó tần suất chạy tàu > 8 tàu trên một ngày đêm. Nút giao thông Ngã Tư Vọng là nơi giao nhau giữa đường Giải Phóng và đường Trường Chinh – Đại La. Đường Trường Chinh nối liền hai nút giao thông lớn là Ngã Tư Vọng và Ngã Tư Sở. Hiện tại nút giao Ngã Tư Sở đã hoàn thành đi vào khai thác sử dụng với việc tổ chức giao thông dạng nút giao trực thông và hầm vượt bộ hành. Để đảm bảo giao thông qua nút giao Ngã Tư Sở thì yêu cầu phải giải quyết giao thông tốt tại nút giao Ngã Tư Vọng. Đường Giải Phóng nối liền Ngã tư Vọng và Nút giao Kim Liên, hiện tại nút giao Kim Liên cũng đang hoàn thành, để sử dụng hiệu quả nút giao Kim liên thì yêu cầu phải giải quyết tốt giao thông tại Ngã Tư Vọng, ngoài ra dọc theo đường Giải Phóng còn có 3 trường đại học lớn : Đại học kinh tế Quốc Dân, đại học Xây Dựng, đại học Bách Khoa Hà Nội và 3 bệnh viện quốc gia bệnh viện Bạch Mai, bệnh Viện Da Liễu, bệnh viện Quốc Tế. Như vậy ba nút giao lớn là : Ngã Tư Vọng, Ngã Tư Sở, Nút giao Kim Liên tạo thành tam giác nút giao và có ảnh hưởng lẫn nhau. Vì vậy khi giải quyết giao thông tại nút giao Ngã Tư Sở và nút giao Kim Liên thì nhất thiết phải tổ chức lại giao thông tại nút giao Ngã Tư Vọng. Dọc theo đường Giải Phóng là đường sắt Bắc – Nam, đồng thời rất gần khu vực nhà ga Giáp Bát hàng ngày tần suất chạy tàu qua nút là tương đối lớn gây gián đoạn giao thông, giảm năng lực thông hành qua nút giao. Để đánh giá hiệu quả xây dựng nút giao thông khác mức được đánh giá trên các mặt như: Phân tích tài chính dự án xây dựng công trình, và phân tích hiệu quả kinh tế xã hội. Hiệu quả của việc xây dựng các công trình ở nút giao thông khác mức biểu thị ở những mặt sau : - Đảm bảo an toàn cho xe chạy trong nút do đã triệt tiêu hoàn toàn các xung đột nguy hiểm ( giao cắt) của các luồng xe ra vào nút. - Tăng khả năng thông xe của nút giao thông ,không có giao cắt của các luồng xe. - Do không xảy ra ùn tắc giao thông nên cải thiện đáng kể môi trường đô thị, và sức khỏe con người cũng như tiết kiệm chi phí vận doanh. I.4. Quy mô và tiêu chuẩn xây dựng. I.4.1. Xác định quy mô đường giao nhau. I.4.1.1. Xác định cấp hạng đường giao nhau ( vận tốc thiết kế). Xác định cấp hạng đường căn cứ vào lưu lượng trung bình ngày đêm tính cho năm tương lai, lưu lượng trung bình ngày đêm tính cho năm tương lai tính thông qua lưu lượng năm hiện tại thông qua điều tra. Ngoài ra đối với đường trong đô thị thì cấp hạng đường chủ yếu được xác định ngay tại bước quy hoạch, chủ yếu phụ thuộc vào vai trò của đường đô thị. Theo tiêu chuẩn TCXD 104 – 2007 lựa chọn cấp hạng kĩ thuật đường dựa vào loại đô thị, điều kiện địa hình và điều kiện xây dựng. Ta chọn đường Giải Phóng cấp kĩ thuật là 60 km/h và đường Đại La và đường Trường Chinh cấp kĩ thuật là 40 km /h. I.4.1.2. Xác định vận tốc thiết kế đường nhánh trong phạm vi nút giao. Nút giao khác mức thường chiếm dụng mặt bằng hơn nút giao cùng mức do đó cho phép giảm tốc độ của đường nhánh khi vào trong nút giao. Do đó việc lựa chọn tốc độ thiết kế trên đường nhánh không thể bằng tốc độ thiết kế trên đường thẳng do các lý do sau: - Nếu tốc độ thiết kế đường nhánh lớn dẫn đến đòi hỏi chiều dài đường nhánh lớn do đó chi phí xây dựng và chiếm dụng mặt bằng cũng lớn theo - Đường nhánh rẽ thông thường bố trí cho các phương tiện giao thông đi hỗn hợp đi cùng nhau do đó khó có thể đạt được vận tốc thiết kế. Theo nghiên cứu của M.P.Poliacov ( Nga) thì tốc độ tối ưu của đường nhánh rẽ chọn trong khoảng 40 – 50 km / h. Theo TCXD 104 – 2007 thì quy định như sau: ( Điều 12.8.3 TCXD 104 -2007) Bảng I.1. Lựa chọn tốc độ thiết kế trên nhánh nối. VTK trên đường giao (km/h)  Tốc độ thiết kế trên nhánh nối (km/h)    Mức cao  Mức trung bình  Mức thấp   100 70 80 60 50  80-70 70 70-60 50 40  60 55 50 40 30  50 45 40 30 25   Ghi chú: Nhánh nối rẽ phải thường áp dụng tốc độ ở mức trung bình tới cao. Nhánh nối gián tiếp thường áp dụng tốc độ ở mức thấp. Nhánh nối bán trực tiếp thường áp dụng tốc độ ở mức trung bình tới cao Nếu chiều dài nhánh nối ngắn, làn xe đơn nên lấy ≤60km/h.   Ta có đường Giải Phóng vận tốc thiết kế Vtk = 60 km/h, đường Trường Chinh và đường Đại La có vận tốc thiết kế Vtk = 40 km/h nên ta chọn Vtk đường nhánh là 40 km/h. I.4.2. Xác định quy mô mặt cắt ngang. I.4.2.1. Xác định các bộ phận trên mặt cắt ngang. Đối với đường đô thị mặt cắt ngang điển hình thường được tiến hành trước mới đến thiết kế bình đồ và trắc dọc do đó mặt cắt ngang điển hình phụ thuộc chủ yếu vào quy hoạch giao thông vận tải. Việc lựa chọn mặt cắt ngang đường đô thị phải căn cứ vào nhiều các yếu tố như: Loại đô thị, chức năng của đường đô thị, điều kiện cảnh quan và điều kiện xây dựng. Mặt cắt ngang đường đô thị khác so với mặt cắt ngang đường ô tô thông thường ở chỗ nó có rất nhiều bộ phận cấu thành : Phần xe chạy, lề đường, hè đường, giải phân cách, phần trồng cây… Tùy theo cấu tạo mà có các bộ phận khác nhau, bộ phận không thể thiếu trên mặt cắt ngang là phần xe chạy và lề đường. Ta chọn các bộ phận trên mặt cắt ngang như sau: - Đường Đại La và đường Trường Chinh mặt cắt ngang bao gồm các bộ phận : Phần xe chạy, dải phân cách, vỉa hè, lề đường bố trí luôn làm phần đường cho xe thô sơ. - Đường Giải Phóng chọn mặt cắt ngang bao gồm các bộ phận: Phần xe chạy, dải phân cách, vỉa hè, lề đường bố trí luôn làm phần đường cho xe thô sơ. I.4.2.2. Xác định kích thước các bộ phận trên mặt cắt ngang. a. Xác định số làn xe và bề rộng 1 làn xe. Để xác định số làn xe dựa vào lưu lượng trung bình giờ cao điểm tính cho năm tương lai và năng lực thông hành của một làn giao thông. Số làn xe tính theo công thức: