Đồ án Thiết kế đường qua hai điểm A-B

à các vị trí tuyến đường cắt đường phân thủy , đường tụ thủy, đường đồng mức ,các vị trí đường đen thay đổi độ dốc (các cị trí này được nhận biết từ vị trí của tuyến đường với 2 đường đồng mức kế cận) - Cọc thay đổi địa hình được ký hiệu Cn (n được đánh số từ 1 đến 1000) 5/ - Xác định cự ly giữa các cọc : Sau khi có vị trí các cọc Km – TĐ – P –TC và cọc Cn ,chúng ta dùng thước để đo cự ly giữa các cọc đó trên bình đồ và nhân với M ( hệ số tỉ lệ bình đồ )để có được cự ly thực tế tính bằng m li = libđ3 (m) Trong đó: libđ : cự ly giữa các cọc trên bình đồ 1000 : hệ số đổi đơn vị mm ra m Kết quả được thành lập bảng: PHƯƠNG ÁN 1: Tên cọc Cự ly (m) Cự ly cộng dồn (m) Cao độ Ghi chú A 0 00 57.5 C1 59.1 KM0+058 60.0 H1 40.9 KM0+100 61.6 C2 43.6 KM0+123 62.8 ND1 31.6 KM0+200 63.2 H2 24.8 KM0+230 63.2 TD1 23.2 KM0+269 63.0 C3 28.1 KM0+300 62.6 H3 48.7 KM0+370 61.7 P1 48.9 KM0+400 60.5 C4 17.5 KM0+471 60.0 cống H4 33.7 KM0+500 59.1 TC1 93.8 KM0+547 58.6 H5 6.2 KM0+600 58.6 NC1 21.8 KM0+618 58.5 H6 78.2 KM0+700 56.1 C5 27.8 KM0+736 55.0 H7 72.2 KM0+800 53.8 cống H8 100 KM0+847 54.1 H9 100 KM0+900 52.6 Km1 100 KM0+973 50.2 C6 12 KM1+00 50.0 ND2 38.5 KM1+073 49.6 cống TD2 43 KM1+100 49.2 H1 6.5 KM1+145 49.3 H2 100 KM1+200 50.0 P2 93 KM1+213 50.0 H3 7 KM1+228 50.0 H4 100 KM1+300 48.8 TC2 87.7 KM1+301 45.1 C7 6 KM1+318 44.9 H5 6.3 KM1+359 44.7 NC2 34.7 KM1+400 43.6 ND3 46.2 KM1+407 42.8 H6 19.1 KM1+468 42.8 TD3 29.9 KM1+500 42.3 C8 50.8 KM1+553 40.0 H7 19.3 KM1+600 38.7 C9 52.7 KM1+654 35.0 P3 27 KM1+700 33.0 H8 20.2 KM1+703 31.8 C10 25.9 KM1+552 30.0 H9 74.1 KM1+795 25.5 C11 7.5 KM1+800 25.0 TC3 22.9 KM1+868 24.1 NC3 50 KM1+900 22.1 Km2 19.7 KM1+925 21.3 C12 27.5 KM1+980 20.1 cống ND4 11.2 KM2+00 20.3 TD4 50 KM2+026 22.2 H1 11.3 KM2+055 22.6 C13 62.6 KM2+100 25.0 H2 37.4 KM2+121 27.7 C14 33.2 KM2+140 30.0 P4 43.4 KM2+161 32.9 H3 23.4 KM2+196 34.4 C15 10.2 KM2+200 35.0 H4 89.8 KM2+224 39.8 C16 3.9 KM2+300 40.0 C17 48.5 KM2+301 41.8 TC4 11.3 KM2+338 42.0 H5 36.3 KM2+362 42.3 NC4 13.7 KM2+400 42.2 C18 37.2 KM2+462 41.5 H6 49.1 KM2+479 40.4 C19 28.2 KM2+500 40.0 C20 37.9 KM2+551 40.0 H7 33.9 KM2+600 40.0 cống C21 47.4 KM2+651 40.7 H8 52.6 KM2+700 41.6 C22 49.1 KM2+749 41.6 H9 50.9 KM2+800 41.1 C23 52.2 KM2+849 40.7 Km:3+00 47.8 KM2+900 40.6 C24 51.5 KM2+951 41.4 cống H1 48.5 KM3+00 43.5 C25 49 KM3+050 44.7 H2 51 KM3+098 44.9 C26 53.3 KM3+100 44.1 H3 46.7 KM3+139 43.1 C27 51 KM3+151 41.8 ND5 46.9 KM3+200 40.4 H4 2.2 KM3+203 40.0 C28 9.8 KM3+207 40.0 TD5 38 KM3+254 38.4 H5 52.2 KM3+300 36.2 C29 25 KM3+351 35.0 H6 75 KM3+400 30.9 C30 18.8 KM3+445 30.0 P5 21.7 KM3+475 28.7 H7 59.5 KM3+500 26.3 C31 27.2 KM3+558 25.0 C32 55.5 KM3+583 20.0 cống H8 17.3 KM3+600 20.8 TC5 33.9 KM3+659 22.0 NC5 50 KM3+691 23.7 H9 16.1 KM3+700 24.2 C33 31 KM3+752 25.0 Km:4+00 69 KM3+800 27.8 H1 100 KM3+841 28.7 C34 51.9 KM3+900 30.1 H2 48.1 KM3+973 31.1 C35 30.4 KM3+988 30.0 H3 69.6 KM4+00 27.9 ND6 57.8 KM4+090 27.0 H4 42.2 KM4+100 26.7 TD6 5.8 KM4+115 26.6 C36 87.7 KM4+168 25.0 H5 6.5 KM4+192 24.9 P6 43.6 KM4+200 23.9 H6 56.4 KM4+251 21.9 C37 45.2 KM4+300 20.0 TC6 33.5 KM4+357 21.7 cống H7 21.3 KM4+376 22.7 NC6 28.7 KM4+400 23.6 C38 52.5 KM4+459 25.0 H8 18.8 KM4+500 25.7 H9 100 KM4+553 28.0 C39 76.4 KM4+600 30.0 Km:5+00 23.6 KM4+624 31.2 ND7 49.7 KM4+666 33.7 H1 50.3 KM4+700 35.0 TD7 9.7 KM4+749 35.0 C40 22.8 KM4+800 34.9 C41 33.7 KM4+876 34.7 P7 20.6 KM4+886 34.6 H2 13.2 KM4+900 34.5 C42 48.7 KM4+960 33.8 TC7 15.9 KM5+00 33.4 H3 35.5 KM5+040 33.0 NC7 24.5 KM5+057 33.0 C44 25 KM5+100 32.7 ND8 25 KM5+148 32.3 H4 25.4 KM5+200 31.8 TD8 40.4 KM5+204 30.5 C45 12.3 KM5+253 30.0 P8 41 KM5+300 28.2 H5 6.3 KM5+353 28.0 TC8 42 KM5+392 25.8 C46 11.9 KM5+400 25.1 H6 46.1 KM5+452 21.6 NC8 12 KM5+500 20.7 C47 9.4 KM5+518 20.0 cầu C48 36.7 KM5+563 22.9 H7 41.8 KM5+574 24.6 C49 50.7 KM5+600 25.0 H8 49.3 KM5+657 25.0 C50 51 KM5+700 25.0 H9 49 KM5+706 25.0 ND9 35.1 KM5+741 25.0 C51 17.5 KM5+756 25.0 TD9 29.5 KM5+800 25.5 Km:6+00 17.9 KM5+845 25.8 H1 100 KM5+900 28.1 P9 57 KM5+919 30.0 H2 43 KM6+00 30.0 C52 20.1 KM6+089 30.0 cống H3 79.9 KM6+100 33.2 TC9 29.7 KM6+142 34.4 C53 12 KM6+200 35.0 NC9 38 KM6+205 36.4 H4 20.3 KM6+267 37.3 H5 100 KM6+300 40.0 C54 17.9 KM6+360 40.0 C55 36.6 KM6+400 41.4 H6 45.5 KM6+465 43.2 C56 48.6 KM6+500 45.0 H7 51.4 KM6+543 45.0 PHƯƠNG ÁN 2: Tên cọc Cự ly (m) Cự ly cộng dồn (m) Cao độ Ghi chú KM0 0 KM0+00 57.5 H1 100 KM0+49 59.4 C1 29.9 KM0+100 60 H2 70.1 KM0+149 61.2 H3 100 KM0+200 60 C2 4 KM0+247 60.1 H4 96 KM0+300 57.2 C3 79.1 KM0+344 55 H5 20.9 KM0+386 54.2 H6 100 KM0+400 50 C4 10.5 KM0+458 50.4 H7 89.5 KM0+500 47.7 TD1 29.8 KM0+559 47.4 cống H8 70.2 KM0+600 47.1 P1 22.6 KM0+634 47.4 H9 77.4 KM0+667 44.9 TC1 17.6 KM0+700 44.3 KM1 82.4 KM0+753 36.4 C5 34.3 KM0+800 40 ND2 51.5 KM0+807 41.2 H1 14.3 KM0+856 37.6 TD2 34.7 KM0+900 38.1 C6 42.6 KM0+928 35 H2 22.7 KM0+958 34.2 P2 65 KM1+00 31.4 H3 35 KM1+056 29.9 C7 10.8 KM1+100 30.2 TC2 83.6 KM1+143 27.6 H4 5.6 KM1+200 27.5 NC2 44.4 KM1+225 26.4 H5 55.6 KM1+239 25.1 H6 100 KM1+300 24 C8 90.2 KM1+349 22 H7 9.8 KM1+400 21.9 H8 100 KM1+420 20.5 C9 31.4 KM1+500 20 cống ND3 26.5 KM1+517 20.5 H9 42.2 KM1+549 21.7 TD3 17.8 KM1+600 21.4 C10 14.7 KM1+650 22 KM2 67.5 KM1+700 35.9 C11 5.8 KM1+748 35 P3 26.6 KM1+800 32.3 C12 39.1 KM1+845 30 H1 28.5 KM1+900 27 C13 33.1 KM1+948 25 TC3 14.2 KM2+00 24.7 H2 52.7 KM2+050 40.1 NC3 7.3 KM2+100 40 C14 81.6 KM2+178 38.6 H3 11.1 KM2+200 38.4 H4 100 KM2+251 42.9 ND4 45.4 KM2+300 40.8 cống TD4 50 KM2+313 40.7 H5 4.6 KM2+400 40.2 H6 100 KM2+446 40.2 P4 28.2 KM2+500 44.9 H7 71.8 KM2+578 44.8 TC4 46.2 KM2+600 45 H8 53.8 KM2+631 45.3 NC4 11.7 KM2+650 44.9 H9 88.3 KM2+700 43.5 cống C15 90.5 KM2+751 45 KM3 9.5 KM2+800 44.9 ND5 71.7 KM2+831 44.3 H1 28.3 KM2+870 44.6 TD5 28.5 KM2+900 44.8 H2 71.5 KM2+950 45.1 C16 57.9 KM3+00 45.2 P5 6.6 KM3+030 44.9 H3 35.5 KM3+055 45.3 H4 100 KM3+100 45.6 TC5 8.7 KM3+151 45.6 NC5 48 KM3+200 45.1 C17 17.6 KM3+260 44.9 H5 25.7 KM3+267 44.6 ND6 59.4 KM3+300 45.7 H6 40.6 KM3+358 44.7 TD6 9.4 KM3+400 44.7 cống H7 90.6 KM3+478 44.8 P6 62.1 KM3+500 40.9 H8 37.9 KM3+505 43.7 H9 100 KM3+549 43.9 TC6 14 KM3+600 44.3 NC6 50 KM3+612 45.4 KM4 36 KM3+661 44.9 ND7 6 KM3+700 44.6 TD7 50 KM3+744 42.6 C18 13 KM3+753 42.3 H1 31.1 KM3+773 41.1 P7 27.5 KM3+800 40.7 TC7 70.8 KM3+850 46.5 H2 1.7 KM3+900 46.3 NC7 48.3 KM3+918 46.1 H3 51.7 KM3+948 46.1 C19 46.6 KM3+958 46.2 H4 53.4 KM4+00 46.3 ND8 44.9 KM4+033 46.7 TD8 50 KM4+064 46.8 H5 5.1 KM4+100 46.6 P8 70.3 KM4+110 40 H6 29.7 KM4+123 40.6 TC8 44.9 KM4+154 40.8 NC8 50 KM4+200 42.9 H7 5.1 KM4+219 44.6 C20 17.5 KM4+258 45.3 H8 82.5 KM4+279 34 C21 72.9 KM4+300 35 H9 27.1 KM4+345 37.2 KM5 100 KM4+388 27.4 H1 100 KM4+400 27.5 ND9 7.8 KM4+405 27.7 TD9 60 KM4+436 27.9 H2 32.2 KM4+455 30.2 H3 100 KM4+477 28 P9 16.8 KM4+500 24.3 cống C22 10.2 KM4+552 25 H4 73 KM4+600 25.4 C23 35.2 KM4+655 36.5 TC9 30.8 KM4+672 35 H5 33.9 KM4+700 34.2 NC9 26.1 KM4+754 33.2 C24 27.7 KM4+800 31.8 H6 46.3 KM4+855 30 ND10 70.3 KM4+900 40.8 H7 29.7 KM4+931 39.9 TD10 20.3 KM4+974 39.5 C25 26.6 KM5+00 39.1 H8 53.1 KM5+045 38.6 H9 100 KM5+100 43.3 P10 20 KM5+115 43 KM6 80 KM5+170 33.2 H1 100 KM5+200 43.5 TC10 19 KM5+219 45 cống NC10 50 KM5+255 42.9 H2 31 KM5+300 41.5 C26 37.7 KM5+346 40.4 H3 62.3 KM5+390 40.7 C27 64.7 KM5+393 45.3 H4 35.3 KM5+400 46.5 C28 11.7 KM5+448 50 ND11 68.4 KM5+500 50 H5 19.8 KM5+548 50 C29 6.4 KM5+600 48 TD11 23.8 KM5+649 34.2 C30 49.7 KM5+700 35 H6 20.1 KM5+748 38.8 C31 64.7 KM5+800 40.1 P11 17.3 KM5+868 43.4 H7 18 KM5+900 45 C32 72.8 KM5+953 30 H8 27.2 KM6+00 23.2 TC11 34.7 KM6+080 24.1 C33 32.3 KM6+100 25 NC11 17.7 KM6+155 26.8 H9 15.3 KM6+200 28.6 C34 51.2 KM6+270 30 cầu KM7 48.8 KM6+300 25.4 C35 95.7 KM6+400 25 H1 4.3 KM6+500 21.7 C36 49.6 KM6+535 20 H2 50.4 KM6+600 37.7 H3 100 KM6+668 34.9 H4 100 KM6+700 45 cống C37 34.2 KM6+800 42.9 H5 65.8 KM6+802 40 C38 33 KM6+851 38.8 H6 67 KM6+900 53.9 C39 21.2 KM6+953 55 H7 78.8 KM6+978 55 C40 13.7 KM7+00 55 C41 43 KM7+005 54.4 H8 43.3 KM7+052 50.1 C42 45.4 KM7+100 48.5 ND12 46.4 KM7+131 55.1 H9 8.2 KM7+159 55.7 TD12 41.8 KM7+200 56 C43 30.1 KM7+201 56 KM8 28.1 KM7+249 55.6 P12 61.1 KM7+284 44 H1 38.9 KM7+300 44.7 TC12 81.2 KM7+364 45 C44 5.3 KM7+400 45.1 H2 13.5 KM7+412 48 NC12 31.2 KM7+457 49.9 H3 68.8 KM7+461 42.3 C45 51.7 KM7+500 42.5 H4 48.3 KM7+548 43 cống C46 52.7 KM7+586 45 H5 47.3 KM7+592 43.2 C47 50.4 KM7+600 42.9 H6 49.6 KM7+664 42.7 C48 47.5 KM7+700 42.3 H7 52.5 KM7+715 45 C49 37.7 KM7+753 45 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC Sau khi vẽ được đường đen và điều chỉnh một số bất hợp lí ta tiến hành tính toán thủy văn cầu cống. Dựa vào bình đồ và cao độ đường đen ta thấy cần phải bố trí một số cống. Công trình thoát nước đóng một vai trò rất quan trọng, công trình này chịu tác dụng của các nguồn nước như : nước mưa, nước ngầm và nước từ nơi khác đổ về … các công trình thoát nước này ngăn chặn hoặc điều chỉnh các nguồn nước để đảm bảo cường độ cho mặt đường và nền đường, tránh gây sụt lở sói mòn do nước gây ra. Cống là những dạng công trình thoát nước trên đường. Cống có nhiều loại như : cống tròn, cống vòm, cống hộp, cống bản . . . Khẩu độ có thể từ 0.5- 6m tùy theo địa hình và lưu lượng. Theo kinh nghiệm nếu Khi lưu lượng nước Q £ 13 m3/s thì nên bố trí cống tròn, khi Q = 13 -25 m3/s thì nên bố trí cống bản và nếu lưu lượng Q > 25 m3/s thì làm cầu nhỏ có lợi hơn làm cống. Ngoài những công trình như cầu cống địa hình ta cần đặt thêm các cống cấu tạo để đảm bảo thoát nước tốt cho đường. Trên đường đào hoặc đắp thấp thì cứ 300-500 m ta bố trí một cống cấu tạo qua đường. Khi thiết kế các công trình thoát nước cần phải tuân thủ các qui trình của Bộ Giao Thông Vận Tải ,trong đó : Bề dày lớp đất đắp trên cống không áp không được bé hơn 0.5m so với đỉnh cống ( hoặc chiều cao mực nước dâng trước cống) Nên đặt cống vuông góc với tim tuyến để đảm bảo kinh tế kĩ thuật và nên sử dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn để thuận lợi cho thi công, nếu địa hình phức tạp có thể đặt xiên (với độ xiên cho phép). Khẩu độ cống không nên nhỏ hơn 0.8m để thuận lợi cho công tác duy tu bảo dưỡng sau này. Thiết kế sao cho đơn giản dễ thi công và cố gắng áp dụng các phương pháp thi công tiên tiến. I - NỘI DUNG TÍNH TOÁN Cống là công trình thoát nước chính trên đường. Ở đây cống cấu tạo không tính mà cứ 300-500 m bố trí 1 cống khẩu độ 0.8 m. Cống địa hình là cống được bố trí tại các nơi có suối, suối cạn và bắt buộc phải đặt tại những nơi thường xuyên có nước chảy cắt ngang qua đường với lưu lượng thường nhỏ hơn 25m3/s. Để tính toán khẩu độ cống địa hình ta cần tính toán lưu lượng rồi tra bảng xác định khẩu độ. 1- XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN: Để xác định khẩu độ cống ta dùng công thức theo qui trình tính toán dòng chảy lũ ( 22TCN 220 – 95 ). Cụ thể ta chọn cống đặt tại Km2+027 Lưu lượng của dòng chảy lũ. Qp = Ap.j.d1.Hp.F (m3/s) Trong đó : Qp : Lưu lượng dòng chảy lũ ứng với tầng suất thiết kế P = 4 % đối với cầu nhỏ và cống P = 1 % đối với cầu lớn và cầu trung Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế P% lấy = 144 (lấy vùng mưa là vùng Lộc Ninh để tra). j: Hệ số dòng chảy lũ, lấy tùy thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực có lượng mưa ngày thiết kế ( Hp ) và diện tích lưu vực. Ứng vùng đất cấp III j=0.62 Ap: Mođun đỉnh lũ ứng với tầng suất thiết kế phụ thuộc vào địa mạo thủy văn f, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc ts, vùng mưa d1: Hệ số xét đến sự chiết giãm lưu lượng đỉnh lũ do diện tích ao hồ, đầm lầy, rừng cây. Lấy d1 = 0.9 F: Diện tích lưu vực (tại lý trình Km2+027 ) có F= 4.21 Km2 Trình tự xác định Qp theo các công thức sau : Xác định mođun đĩnh lũ (Ap) ứng với tần suất thiết kế p%. Ngoài ra còn phụ thuộc vào địa mạo thủy văn (fl) thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc (ts) và vùng mưa Lộc Ninh là vùng XVIII. Xác dịnh thời gian tập trung nước ts theo bảng tra tuỳ thuộc vào địa mạo thuỷ văn của sườn dốc fs. Tính toán các yếu tố thũy văn. - Chiều dài bình quân sườn dốc (bs) (m) F = 4.21 km2 L = 3.29 km : chiều dài dòng chính ål = 0 km : Tổng chiều dài các dòng nhánh, chỉ tính những dòng nhánh có chiều dài l > 0.75 B Lưu vực 2 sườn B = F/2L Lưu vực 1 sườn B = F/L - Đặc trưng địa mạo thủy văn của sườn dốc. Trong đó : ms : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc (mặt đất có vùng dân cư có nhà cửa trên 20 %, mặt đất có cỏ trung bình) tra bảng 2 - 5 trong qui trình. => ms=0,2 Js o/oo : Độ dốc sườn Từ fs (2 - 2 ) 22TCN 220 – 95 suy ra xác định được thời gian nước chảy trên sườn dốc - Đặc trưng địa mạo thủy văn của dòng sông: Trong đó : ml : Thông số tập trung nước trong sông (sông miền núi, mặt nước sông không phẳng )=>ml = 7 Jl =5,5 o/oo : Độ dốc dòng sông chính Theo ts và vùng mưa là XVIII tra bảng (2 - 2 ) 22TCN 220 – 95 ta có Ap Từ các thông số trên tính được thay vào công thức tính lưu lượng suy ra Qp%. Kết quả được lập theo bảng sau : BẢNG KẾT QỦA TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN PA I: STT F (km2) L (km) ål (Km) bs (m) Js 0/00 J1 Hp ms m1 j fs 1 4.21 3,29 0 710.91 113,4 14,48 144 0,2 7 0,62 10.31 102,85 2 1.79 1.48 0 671.9 36,8 5,5 144 0,2 7 0,62 13.97 88,27 3 1.25 0.94 0 738.8 65 11,2 144 0,2 7 0,62 12.47 93,26 4 6.36 3.25 2.25 642.4 40.5 7.23 144 0.2 7 0.62 13.22 89.45 f1 Vị trí Ap Qp(m3/s) 43.79 Km2+027 0,0692 23.41 33.68 Km3+782 0,0622 8.95 18.47 Km4+645 0,0773 7.76 27.70 Km5+621 0.0696 35.57 BẢNG KẾT QỦA TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY VĂN PA II: STT F (km2) L (km) ål (Km) bs (m) Js 0/00 J1 Hp ms m1 j fs 1 6.10 4.81 0 704.55 79,2 13,09 144 0,2 7 0,62 11.42 53,12 2 2.11 1.44 0 814.04 111,2 10,26 144 0,2 7 0,62 11.25 88,16 3 12.15 4.18 7.8 563.44 66,9 13,91 144 0,2 7 0,62 10.51 295,1 fL Vị trí Ap Qp (m3/s) 33.12 Km1+831 0,0548 26.86 11.54 Km5+327 0,0396 6.71 25.63 Km6+951 0,0591 57.7 2- Tính Toán Khẩu Độ Cống. Sau đây chọn cống địa hình tại lý trình KM3+782 để tính toán cụ thể .Còn các cống ở các lý trình khác sẽ ghi kết quả tính toán trong bảng. Ta có: F=1.79 Km2 ,Q= 8.95 (m3/s) Để thoát nước hết cần đặt hai cống không áp F 175 cm Điều kiện đảm bảo cống chảy không áp là H £ 1,2 . hcv đối với cống loại I (miệng cống làm dạng thường). Với H : Chiều cao nước dâng trước cống Hcv : Chiều cao cửa vào của cống. Chiều cao nước dâng được xác định như sau : H = H0 – H0 = he + :tổng cột nước trước cống. Trong đó : V0 : lưu tốc ở trước cửa cống (m/s). Vc : lưu tốc tương ứng ở chỗ co thắt của cống. hc : Chiều sâu nước chảy trong cống tại chổ thu hẹp thường lấy hc = 0,9 hk hk : chiều sâu phân giới . yc : Hệ số vận tốc làm việc khi cống làm việc không áp thường lấy yc = 0,85 ; Vì hc = 0,9 hk = 0,73 V2c /g Nên khi bỏ qua Vo2/2g thì H = Ho = 1,43 V2c /g » 2 . hc X Bn X hd hcv H hc hk 1:1.5 Hn Chiều sâu phân giới hk được xác định như sau : Tính tỷ số : ® Tra bảng 7 - 20 Trang 250 sổ tay thiết kế đường ôtô ta được : hk /d = 0,5286 ® hk = 0,5286 . d = 0,5286 x 1,75 = 0,925 m hc = 0,9 . hk = 0,9 x 0,925 = 0,832 m H = 2 x hc = 2 x 0.832 = 1,67 m Vậy H = 1,67 m < 1,2.hcv = 1,2.1,75 = 2,1 m Þ Vậy cống thoả mãn điều kiện làm việc không áp . - Vận tốc nước chảy trong cống : Vc = Q / Wc Với Wc: tiết diện nước chảy tại chổ thu hẹp trong cống. Có thể xác định bằng cách tra đồ thị 7-4 trong sổ tay thiết kế đường ô tô. - Từ tỷ số : hc / d = 0,832 / 1,75 = 0,475. Tra đồ trị 7 – 4 sổ tay thiết kế ta được: Wc / d2 = 0,37 ® Wc = 0,37 x 1,752 = 1.13 m2. - Vận tốc nước chảy : Vc = m/s - Kiểm tra khả năng thoát nước của cống, chọn độ dốc cống ic = 1% cần so sánh ic với ik Độ dốc phân giới ik xác định theo công thức : Kk : Đặc trưng lưu lượng, tra bảng 7-20 Tr250 trong sổ tay thiết kế c Mà : Kd = 24 x d 8/3 = 24 x 1,75 8/3 = 106.73 Kk = 0.551 x Kd = 0.551 x 106.73 = 58.8 % < ic=1% ik = 0,35 % < ic = 1% như vậy cống làm việc như dốc nước, khả năng thoát nước của cống xác định theo công thức sau : Đối với cống không áp : Q = . jc . Trong đó : jc : Hệ số vận tốc khi cống làm việc không áp jc = 0,85 : diện tích dòng chảy ở mặt cắt thu hẹp H =1,67 m Chiều sâu phân giới hk xác định theo công thức : => a = hệ số coriolis ; lấy a = 1 3.05(m/s) - Diện tích ứng với chiều sâu phân giới hk xác định theo công thức : Vậy khả năng thoát nước của cống là: Ta có: Qthoát = 15,91 m3/s > Qtk = 8.95 m3/s Kết luận : với cống F1,75 m đã thiết kế ở trên hoàn toàn đủ để thoát nước. * Tính toán chiều dài cống : Chiều dài cống phụ thuộc vào chiều rộng nền đường ,chiều cao đất đắp ,độ dốc mái ta luy tại vị trí đặt cống . Chiều dài cống được tính theo công thức sau : Lc = Bn + 2a . Trong đó : Bn : Chiều rộng nền đường , Bn = 9 m . a = Hđắp * 1.75 Lc = 9+2(0.5*1.75) = 10,75 m Chọn Lc = 11 m . * Cao độ đất đắp trên cống : Đối với cống không áp : Hđđ = Hđc + 0,5 Trong đó : Hđc : cao độ đỉnh cống . Ta có Hđđ = 1,75 + 0,5 = 2,25 m Như vậy chiều cao đất đắp tại cống thoả mãn . Kết luận : cống tại lý trình Km3 + 782 hoàn toàn thoả mãn các điều kiện thuỷ lực , cấu tạo cũng như về chiều cao đất đắp . Cũng với trình tự và cách tính toán như trên Ta tính được khẩu độ và chiều dài các cống trên tuyến như trong bảng sau : BẢNG TỔNG HỢP SỐ LƯỢNG CỐNG, CẦU TRÊN TUYẾN PA I: STT Lý Trình F (Km2) Q (m3/s) Khẩu độ (m) Loại công trình Lc (m) 1 Km0+400 0,8 Cấu tạo 10 2 Km0+700 0.8 Cấu tạo 10 3 Km1+93.59 0,8 Cấu tạo 10 4 Km2+27.46 1,5 Địa hình 11 5 Km2+666 0,8 Cấu tạo 10 6 Km3+000 0,8 Cấu tạo 10 7 Km3+782.72 0,8 Cấu tạo 10 8 Km4+645.15 1.5 Địa hình 11 9 Km5+612 Cầu 16 10 Km6+220.15 0.8 Cấu tạo 11 PA II: STT Lý Trình F (Km2) Q (m3/s) Khẩu độ (m) Loại công trình Lc (m) 1 Km0+729.83 0,8 Cấu tạo 10 2 Km1+831.26 1,75 Địa hình 11 3 Km2+443.6 0,8 Cấu tạo 10 4 Km2+900 0,8 Cấu tạo 10 5 Km3+914.03 0.8 Cấu tạo 10 6 Km5+326.98 1.5 Địa hình 11 7 Km6+119.03 0.8 Cấu tạo 10 8 Km6+951 Cầu 18 9 Km7+400 0,8 Cấu tạo 10 10 Km8+400 0,8 Cấu tạo 10 BẢNG TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỐNG ĐỊA HÌNH PA I: Stt F Q d Q2/gd5 hk/d hk hc H 1,2hcv Loại cống 1 6.36 35.57 Cầu 2 1.79 8.95 1,75 0,067 0,528 0,95 0,855 1,67 2,1 Không áp 3 1.25 7.76 1,75 0,067 0,528 0,95 0,855 1,67 2,1 Không áp 4 4.21 23.41 1,75 0,073 0,522 1,044 0,94 1,88 2,1 Không áp PA II: Stt F Q d Q2/gd5 hk/d hk hc H 1,2hcv Loại cống 1 6.1 26.86 1,75 0,0487 0,47 0,8225 0,74 1,48 2,1 Không áp 2 2.11 6.71 1,5 0,073 0,522 1,044 0,94 1,88 2,1 Không áp 3 12.15 57.7 Cầu II- Đối Với Cống Cấu Tạo : Cống cấu tạo được bố trí nhằm thoát nước rãnh dọc khi chiều dài rãnh dọc lớn hơn 300-500 m để thoát nước ngang. Ngoài ra cống cấu tạo còn thoát nước từ rãnh này sang rãnh kia sau đó thoát nước ra địa hình. Ta có sơ đồ bố trí : Lc Bn X >0.5m III- Tính Toán Gia Cố Cống : Do dòng nước khi ra khỏi cống có vận tốc cao và vận tốc đó còn tăng lên khoảng 1,5 lần ở vùng sau công trình. Vì vậy cần phải thiết kế hạ lưu công trình theo tốc độ nước chảy V=1,5Vra và cuối phần gia cố phải có tường nghiêng chống xói. Ta tính đại diện cho cống có D=1,75m Lgc = 3D = 3*1, 75 = 5,25 m Chiều sâu chân tường chống xói chọn theo : Ht > hx +0, 5m Trong đó : hx :chiều sau xói lở tính toán, xác định theo bảng hay công thức. hx = 2H * H :chiều sâu nước dâng trước công trình. D: khẩu độ cống hx: có thể tra bảng dựa vào quan hệ Lgc/D và hx/H Giả sử : Lgc /D = 3 tra bảng ta được : hx/H = 0,65 hx = 0,65 H = 0,65*1,67 =1,08 (m) Ht >hx + 0,5 =1,08+0,5= 1,58 (m). IV – TÍNH TOÁN KHẨU ĐỘ CẦU: Theo phương án tuyến đã chọn cần đặt cầu tại lý trình Km5+621 của phương án 1.Đặt cầu tại lý trình Km6+951 của phương án 2 .Đây là cầu bắt qua suối nên khi tính toán khẩu độ cầu ta dùng công thức tính khẩu độ cầu nhỏ.Lưu lượng tính toán tính theo công thức trong quy trình (đã tính toán ở trên). 1- Tại Km5+621 của PA1 có:F=6.36 Km2 và Q=35.57 m3/s. Để tính toán khẩu độ cầu cần phải xác định chiều sâu mực nước dâng tự nhiên ở vị trí đặt công trình theo các công thức thuỷ lực sau: Q= Với:V0=C Giả sử chiều sâu tự nhiên dòng chảy:h=1,5m. Hệ số nhám lòng lạch: Độ dốc lòng lạch tại vị trí làm công trình: i= 0,5%. Tiết diện lòng suối có dạng hình thang có độ dốc cạnh: ,bề rộng đáy b=9m. Diện tích tiết diện dưới cầu: b*h+m*h2=9*1.5 + 1,5*1,52=16.88 m2. Hệ số Sêzy tính theo công thức: c=. Trong đó: R:Bán kính thuỷ lực R= : Chu vi ướt, xác định như sau: b + 2h=9 + 2*1,5=14.4 (m) Bán kính thuỷ lực : R= > 1 do đó : y=1.3=1.3=0.29 Suy ra: V0=m/s. Q=V0*=1,5*16.88 = 25,32 m3/s. Q=25.32 m3/s < QTK =35.57 m3/s Như vậy chiều sâu giả định là chấp nhận được. * Xác Định hk. Chiều rộng mặt thoáng: Chọn vật gia cố dưới cầu là đá hộc cỡ 75-100 . Suy ra vận tốc cho phép củavật liệu Vcp=3 m/s. Cho Vcp=Vk=3 m/s . : Hệ số Côriôlit , lấy =1. Ta được: Giả sử nước chảy dưới cầu theo chế độ chảy tự do, vậy điều kiện hc<=1.3hk. Ta cần xác định chiều sâu hk và độ dốc của taluy hình chóp ở hai mố cầu đã được gia cố bằng hai lớp đá. Diện tích thoát nước dưới cầu: Vậy: m. h= 1.5 m > 1,3hk=1,3*1.027 =1,335 m. Vậy chế độ nước chảy dưới cầu chảy theo chế độ ngập, chiều sâu nước chảy dưới cầu là h=1,5 m. * Khẩu Độ Cầu Được Xác Định Như Sau: Lc= Bk = 18 m. Chiều sâu mực nước dâng trước cầu: Vì chế độ chảy ngập H=h+ m. Hệ số điều chỉnh động năng = 1 VH: Vận tốc dòng chảy ứng với chiều sâu nước dâng H. = 0.9 hệ số lưu tốc Cao độ mặt cầu : Hc= h + + C Chọn chiều cao cấu tạo của hệ mặt cầu C = 50 cm. Dòng chảy có cây trôi , chọn = 0.5 m Hc= 2.066+0.5+0.5 = 3.066 m. Chiều cao nền đường tối thiểu. Hn=H+0,5= 2.066+ 0,5=2.566 m. 2- Tại Km6+951 của PA2 có:F=12.15Km2 và Q=57.7 m3/s. Q= Với:V0