Đồ án Xây dựng tuyến đường L – M

rộng mặt thoáng của tiết diện wk (m). wk : diện tích ứng với chế độ nước chảy phân giới (m2) a = 1.1 :hệ số hiệu chỉnh động năng, thường lấy bằng 1¸1.1 e = 0.9 :hệ số thu hẹp dòng chảy do trụ và mố (xem trang 143 Sách thầy huân) g =9.81 m/s2 m = 1.5 : hệ số mái dốc của phần đất trước mố cầu Vk =3 : lưu tốc ứng với chế độ nước chảy phân giới hk : chiều sâu trung bình của tiết diện có chế độ nước chảy phân giới (m) => m2 = wk(tb) m m - Trong tính toán thường lấy Vk = Vcp , với Vcp là lưu tốc cho phép không gây xói lở của địa chất đáy suối (nếu không gia cố) hoặc theo hình thức vật liệu gia cố lòng sông suối ( bảng 4.5a, và 4.5b trang 69 sách TK cống và cầu nhỏ) 4.2.2.4 Xác định khẩu độ cầu và nước dâng trước cầu a) Chế độ nước chảy dưới cầu Ta có : hd = 1.65 m : chiều sâu tự nhiên của dòng chảy hk = 2.08 m : chiều sâu phân giới nước chảy dưới cầu Do hd Nước chảy theo chế độ tự do b) Khẩu độ cầu (Lc) (xem trang 74 - 75 sách TK cống cầu nho) - Nước chảy theo chế độ tự do Trong đó : Lc : chiều dài của cầu (m) N =0: số trụ giữa d =0 (m) : bề dày chắn nước của mỗi trụ giữ => m - Nước chảy theo chế độ không tự do Chiều dài Lc = 9.6+2x0.5x(4.96-2.08) =12.48 m Vậy chọn cầu có tổng chiều dài Lc = 30m. c) Chiều sâu nước dâng trước cầu: - Nước chảy theo chế độ tự do - Chế độ nước chảy không tự do VH -Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H VH - được tính theo phương pháp khử dần. Giả thiết H = Ho tính được wo Þ vo =Qp%/w0 Ho (m) wo (m2) VH(m/s) H (m) Sai số (%) 2.5 60.275 0.434 2.697 -7.29 2.8 67.508 0.388 2.699 3.76 Vậy ta chọn chiều sâu mực nước dâng H = 2.8 m 4.2.2.5 Xác định cao độ tối thiểu của nền đường và mặt đường H min mép nền đường = max{H+0,5m; H + Shmđ} Với : H = 2.8 m : chiều sâu mực nước dâng Shmđ = 0.05+0.05+0.25+0.25= 0.62 m : chiều dày kết cấu mặt đường => Hminmép nền đường = 2.8+0.62 =3.42 m 4.2.2.6 Xác định chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông => Hcầumin = 0.88*2.8+1.5+1 = 4.96 m Trong đó : D : tĩnh không dưới cầu D = 1.5 m :đối với sông có cây trôi K = 1 m : khoảng cách từ đáy dầm cầu đến mặt cầu 4.3. XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CẦU CHO PHƯƠNG ÁN 2 4.3.1.Cầu tại vị trí cọc C37 4.3.1.1. Số liệu thiết kế: Lưu lượng dòng chính Qp% = 27.94 m3/s Thông số mặt cắt ngang cầu : + Lòng suối thiên nhiên bắt nguồn từ vùng núi, độ dốc lòng suối nhỏ + Độ dốc lòng khe suối Jls = 0.004 + Hệ số nhám ở lòng suối n1 = 0.04 + Trắc ngang lòng sông có dạng hình thang với các thông số : Bề rộng đáy kênh bd = 8.14 m Hệ số mái dốc bờ trái(1:m1) =9.24 (tra trên trắc dọc) Hệ số mái dốc bờ phải(1:m2) =10 (tra trên trắc dọc) Lòng sông ổn định , địa chất lòng sông lớp đất sét. 4.3.1.2. Xác định chiều sâu tự nhiên (hd)và lưu tốc (V) tự nhiên của dòng chảy + Lưu lượng dòng chảy ứng với chiều sâu hd, lưu tốc tự nhiên (Vd) + Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy ứng với chiều sâu dòng chảy hd + Chu vi mặt cắt ướt : + Bán kính thủy lực Rd = wd/c + Hệ số Sêdi + Số mũ y trong công thức trên được xác định theo công thức gần đúng: Khi 0.1m<R<1m thì Khi 1m<R<3m thì + Lưu tốc tự nhiên : + Giả định chiều sâu tự nhiên của dòng chảy, ta tính đuợc các thông số trên : hd (m) wd (m2) c (m) Rd (m) Cd(m) Vd (m/s) Qd (m3/s) sai số(%) 0.50 8.88 17.81 0.499 20.29 0.906 8.045 247.3 0.80 14.21 23.62 0.602 21.47 1.053 14.962 86.76 1.20 21.31 31.35 0.68 22.27 1.161 24.744 12.92 1.30 23.09 33.29 0.694 22.4 1.18 27.242 2.567 Vậy : Chiều sâu mực nước tự nhiên hd = 1.30 m Lưu tốc tự nhiên Vd = 1.18 m/s Chọn Vcp = 3 m/s (Lát đá dày 15cm trên lớp rơm rạ dày 5cm _ Bảng phụ lục 6 sách Thiết Kế đường ôtô tập 3) 4.3.1.3 Xác định chiều sâu phân giới hk của dòng chảy ở dưới cầu Chiều sâu phân giới là chiều sâu khi ứng với lưu lượng Qp% đã cho thì năng lượng đơn vị của mặt cắt dòng chảy có giá trị nhỏ nhất. Dạng chảy dưới cầu là hình chủ nhật Dạng chảy dưới cầu là hình thang : Trong đó : Bk :chiều rộng mặt thoáng của tiết diện wk (m). wk : diện tích ứng với chế độ nước chảy phân giới (m2) a = 1.1 :hệ số hiệu chỉnh động năng, thường lấy bằng 1¸1.1 e = 0.9 :hệ số thu hẹp dòng chảy do trụ và mố (xem trang 143 STHuan) g =9.81 m/s2 m = 1.5 : hệ số mái dốc của phần đất trước mố cầu Vk =3 : lưu tốc ứng với chế độ nước chảy phân giới hk : chiều sâu trung bình của tiết diện có chế độ nước chảy phân giới (m) => m2 = wk(tb) m m - Trong tính toán thường lấy Vk = Vcp , với Vcp là lưu tốc cho phép không gây xói lở của địa chất đáy suối (nếu không gia cố) hoặc theo hình thức vật liệu gia cố lòng sông suối ( bảng 4.5a, và 4.5b trang 69 sách TK cống và cầu nhỏ) 4.3.1.4 Xác định khẩu độ cầu và nước dâng trước cầu: a) Chế độ nước chảy dưới cầu Ta có : hd = 1.30 m : chiều sâu tự nhiên của dòng chảy hk = 2.06 m : chiều sâu phân giới nước chảy dưới cầu Do hd Nước chảy theo chế độ tự do b) Khẩu độ cầu (Lc) (xem trang 74 - 75 sách TK cống cầu nhỏ) - Nước chảy theo chế độ tự do Trong đó : Lc : chiều dài của cầu (m) N =0: số trụ giữa d =0 (m) : bề dày chắn nước của mỗi trụ giữ => m - Nước chảy theo chế độ không tự do Chiều dài Lc =10.25+2x0.5x(4.88-2.06) =13.07 m Vậy chọn cầu có tổng chiều dài Lc =13.5m c) Chiều sâu nước dâng trước cầu: - Nước chảy theo chế độ tự do - Chế độ nước chảy không tự do VH -Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H VH - được tính theo phương pháp khử dần. Giả thiết H = Ho tính được wo Þ vo =Qp%/w0 Ho (m) wo (m2) VH(m/s) H (m) Sai số (%) 2.4 42.624 0.656 2.664 -9.93 2.7 47.952 0.583 2.669 1.16 Vậy ta chọn chiều sâu mực nước dâng H = 2.7 m 4.3.1.5 Xác định cao độ tối thiểu của nền đường và mặt đường H min mép nền đường = max{H+0,5m; H + Shmđ} Với : H =2.7 m : chiều sâu mực nước dâng Shmđ = 0.05+0.05+0.25+0.25= 0.62 m : chiều dày kết cấu mặt đường => Hminmép nền đường = 2.7+0.62=3.32 m 4.3.1.6 Xác định chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông = Trong đó : D : tĩnh không dưới cầu D = 1.5 m :đối với sông có cây trôi K = 1 m : khoảng cách từ đáy dầm cầu đến mặt cầu => Hcầumin = 0.88*2.7+1.5+1 = 4.88 m 4.3.2.Cầu tại vị trí cọc C42: 4.3.2.1. Số liệu thiết kế: Lưu lượng dòng chính Qp% = 31.05 m3/s Thông số mặt cắt ngang cầu : + Lòng suối thiên nhiên bắt nguồn từ vùng núi, độ dốc lòng suối nhỏ + Độ dốc lòng khe suối Jls = 0.01 + Hệ số nhám ở lòng suối n1 = 0.04 + Trắc ngang lòng sông có dạng hình thang với các thông số : Bề rộng đáy kênh bd = 4 m Hệ số mái dốc bờ trái(1:m1) =4.11 (tra trên trắc dọc) Hệ số mái dốc bờ phải(1:m2) =2.89 (tra trên trắc dọc) Lòng sông ổn định , địa chất lòng sông lớp đất sét. 4.3.2.2. Xác định chiều sâu tự nhiên (hd)và lưu tốc (V) tự nhiên của dòng chảy: + Lưu lượng dòng chảy ứng với chiều sâu hd, lưu tốc tự nhiên (Vd) + Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy ứng với chiều sâu dòng chảy hd + Chu vi mặt cắt ướt : + Bán kính thủy lực Rd = wd/c + Hệ số Sêdi + Số mũ y trong công thức trên được xác định theo công thức gần đúng: Khi 0.1m<R<1m thì Khi 1m<R<3m thì + Lưu tốc tự nhiên : + Giả định chiều sâu tự nhiên của dòng chảy, ta tính đuợc các thông số trên : hd (m) wd (m2) c (m) Rd (m) Cd(m) Vd (m/s) Qd (m3/s) sai số(%) 1.50 11.25 14.93 0.753 22.96 2.358 26.533 17.01 1.70 12.75 16.39 0.778 23.19 2.42 30.851 0.634 Vậy : Chiều sâu mực nước tự nhiên hd = 1.7 m Lưu tốc tự nhiên Vd = 2.42 m/s Chọn Vcp = 3 m/s (Lát đá dày 15cm trên lớp rơm rạ dày 5cm _ Bảng phụ lục 6 sách Thiết Kế đường ôtô tập 3). 4.3.2.3 Xác định chiều sâu phân giới hk của dòng chảy ở dưới cầu Chiều sâu phân giới là chiều sâu khi ứng với lưu lượng Qp% đã cho thì năng lượng đơn vị của mặt cắt dòng chảy có giá trị nhỏ nhất. Dạng chảy dưới cầu là hình chủ nhật Dạng chảy dưới cầu là hình thang : Trong đó : Bk :chiều rộng mặt thoáng của tiết diện wk (m). wk : diện tích ứng với chế độ nước chảy phân giới (m2) a = 1.1 :hệ số hiệu chỉnh động năng, thường lấy bằng 1¸1.1 e = 0.9 :hệ số thu hẹp dòng chảy do trụ và mố (xem trang 143 STHuan) g =9.81 m/s2 m = 1.5 : hệ số mái dốc của phần đất trước mố cầu Vk =3 : lưu tốc ứng với chế độ nước chảy phân giới hk : chiều sâu trung bình của tiết diện có chế độ nước chảy phân giới (m) => m2 = wk(tb) m m - Trong tính toán thường lấy Vk = Vcp , với Vcp là lưu tốc cho phép không gây xói lở của địa chất đáy suối (nếu không gia cố) hoặc theo hình thức vật liệu gia cố lòng sông suối ( bảng 4.5a, và 4.5b trang 69 sách TK cống và cầu nhỏ) 4.3.2.4 Xác định khẩu độ cầu và nước dâng trước cầu: a) Chế độ nước chảy dưới cầu Ta có : hd = 1.70 m : chiều sâu tự nhiên của dòng chảy hk = 2.04 m : chiều sâu phân giới nước chảy dưới cầu Do hd Nước chảy theo chế độ tự do b) Khẩu độ cầu (Lc) (xem trang 74 - 75 sách TK cống cầu nhỏ) - Nước chảy theo chế độ tự do Trong đó : Lc : chiều dài của cầu (m) N =0: số trụ giữa d =0 (m) : bề dày chắn nước của mỗi trụ giữ => m - Nước chảy theo chế độ không tự do Chiều dài Lc =10.25+2x0.5x(4.44-2.04) = 9.63 m Vậy chọn cầu có tổng chiều dài Lc = 10 m c) Chiều sâu nước dâng trước cầu: - Nước chảy theo chế độ tự do - Chế độ nước chảy không tự do VH -Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H VH - được tính theo phương pháp khử dần. Giả thiết H = Ho tính được wo Þ vo =Qp%/w0 Ho (m) wo (m2) VH(m/s) H (m) Sai số (%) 2.5 18.750 1.656 2.183 14.51 2.2 16.500 1.882 2.142 2.68 Vậy ta chọn chiều sâu mực nước dâng H = 2.2 m 4.3.2.5 Xác định cao độ tối thiểu của nền đường và mặt đường H min mép nền đường = max{H+0,5m; H + Shmđ} Với : H =2.2 m : chiều sâu mực nước dâng Shmđ = 0.05+0.05+0.25+0.25 = 0.62 m : chiều dày kết cấu mặt đường => Hminmép nền đường = 2.2+0.62 = 2.82 m 4.3.2.6 Xác định chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông = Trong đó : D : tĩnh không dưới cầu D = 1.5 m :đối với sông có cây trôi K = 1 m : khoảng cách từ đáy dầm cầu đến mặt cầu => Hcầumin = 0.88x2.2+1.5+1 = 4.44 m 4.4. XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG: 4.4.1. Số liệu thiết kế: 4.4.1.1. Lưu lượng tính toán Qi (m3/s) tại các vị trí trên phương án 1: QC4 = 10.27 m3/s QC10 = 12.07 m3/s QC14 = 21.29 m3/s QC22 = 9.91 m3/s QC43 = 13.55 m3/s QC47 = 16.02 m3/s 4.4.1.2. Lưu lượng tính toán Qi (m3/s) tại các vị trí trên phương án 2: QC5 = 13.43 m3/s QC10 = 22.94 m3/s QC16 = 7.05 m3/s QC21 = 9.49 m3/s QC30 = 21.19 m3/s QC46 = 10.60 m3/s 4.4.2. Tính toán lựa chọn khẩu độ cống: 4.4.2.1. Tính toán khẩu độ cống cho đoạn chung của phuơng án 1: Loại công trình Vị trí Số cửa cống Chiều cao nước dâng H (m) Vận tốc trong cống V (m/s) Chiều cao đắp nền đường tối thiểu (m) 2 Cống tròn d=2m loại I, chảy tự do C4 2 1.77 2.97 2.82 2 Cống tròn d=2m loại I, chảy tự do C10 2 1.88 3.11 2.82 2 Cống tròn d=2m loại II, chảy tự do C14 2 2.53 4.65 2.82 2 Cống tròn d=2m loại I, chảy tự do C22 2 1.67 2.86 2.82 2 Cống tròn d=1.75m loại II, chảy tự do C43 2 1.9 3.5 2.55 2 Cống tròn d=1.75m loại II, chảy tự do C47 2 2.34 3.97 2.55 4.4.2.2. Tính toán khẩu độ cống cho đoạn chung của phương án 2: Bảng kết quả tính toán Loại công trình Vị trí Số cửa cống Chiều cao nước dâng H (m) Vận tốc trong cống V (m/s) Chiều cao đắp nền đường tối thiểu (m) 2 Cống tròn d=2m loại I, chảy tự do C5 2 2 3.27 2.82 2 Cống tròn d=2m loại II, chảy tự do C10 2 2.7 4.27 2.82 2 Cống tròn d=1.75m loại I, chảy tự do C16 2 1.53 2.77 2.55 1 Cống tròn d=1.75m loại I, chảy tự do C21 2 1.75 3.06 2.55 2 Cống tròn d=2m loại II, chảy tự do C30 2 2.53 4.65 2.82 2 Cống tròn d=2m loại I, chảy tự do C46 2 1.77 2.97 2.82 Trong đó: Chiều cao đắp nền đường (H) tối thiểu được tính theo công thức: Hmin = f + d + had + dh1+dh2 ; m Với:f: đường kính trong của cống d: chiều dày thành cống, d = 1/10 f had: chiều dày kết cấu áo đường dh1: độ chênh cao của mặt đường đến vai đường. dh2: độ chênh cao của mái taluy lề đất. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC 5.1. XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ TỰ NHIÊN TẠI TIM ĐƯỜNG: Cao độ tự nhiên (cao độ đường đen) là cao độ của mặt đất tại tim đường, được xác địnhbằng cách đo đạc tại hiện trường các cọc đóng ở tim đường. Các loại cọc: Cọc km. Cọc trăm mét: H có giá trị H1, H2, …H9 ở mỗi km Cọc tiếp đầu (TĐ), tiếp cuối (TC) của đường cong tròn và điểm giữa đường cong tròn (P) Cọc phản ánh địa hình C có giá trị C1, C2, …Cn (n có giá trị từ 1 đến 1000) được đóng tại chỗ tuyến cắt qua các đường phân thủy, đường tụ thủy, những điểm đổi dốc của mặt đất, độ dốc ngang của sườn thay đổi và tại những cọc chi tiết được quy định theo yêu của quy trình khảo sát thiết kê đường ôtô. 5.2. XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ ĐƯỜNG THIẾT KẾ: Cao độ đường thiết kế ở mặt cắt dọc là cao độ ở tim đường đối với đường thiết kế có hai làn xe chạy (cần phải quy định về phương trình của đường cong nối hai mái dốc mặt đường trong mặt cắt ngang, để làm cơ sở đo cao độ nghiệm thu đường ôtô). 5.2.1. Các Cao Độ Khống Chế: Cao độ điểm đầu và cao độ điểm cuối của tuyến theo nhiệm vụ thiết kế đã cho. Các cao độ tại các chỗ giao nhau với đường sắt và đường ôtô khác (cùng mức hoặc khác mức). Cao độ tại chỗ vượt đèo. Cao độ mực nước ngập (Hngập p%) (cao độ mực nước dâng+chiều caosóng vỗ vào mặt mái đường) là cao độ khống chế của những đoạn ven sông, đầu cầu nhỏ, cống, các đoạn đường qua các cánh đồng ngập nước. Cao độ thiết kế của mép nền đường phải cao hơn cao độ mực nước ngập nói trên tối thiểu là 0,5m. Từ điều kiện này và các kích thước của các yếu tố trong mặt cắt ngang, vị trí của đường thiết kế ở mặt cắt ngang, ta xác định được cao độ thiết kế tối thiểu cho các đoạn đường nói trên. Tần suất tính toán thủy văn ứng với cầu nhỏ, cống là: p = 4% (đường cấp III). a) Đối với cống: cao độ thiết kế nhỏ nhất (Hmintk) được chọn như sau: Điều kiện: Cao độ thiết kế của cống tối thiểu được xác định theo công thức: Trong đó: F : đường kính của cống; m d : chiều dày thành cống (m), có thể lấy d = 1/10F Shađ : tổng chiều day kết cấu áo đường (m). dh1: độ chênh cao của mặt đường đến vai đường. dh2: độ chênh cao của mái taluy lề đất. Phương án 1: Bảng tính toán cao độ khống chế của mặt đường trên cống Lý trình Loại công trình Cống Chiều dày kết cấu áo đường (cm) Chiều cao mặt đường tối thiểu Hmintk (m) Số lượng Khẩu độ Chiều dài Km0+329.71 cống tròn 2 2 15.35 51 2.82 Km1+77.07 cống tròn 2 2 15.34 51 2.82 Km1+928.13 cống tròn 2 2 17.35 51 2.82 Km3+145.32 cống tròn 2 2.0 12.78 51 2.82 Km3+800 cống tròn 1 0.75 18.38 51 1.45 Km4+399.34 cống tròn 1 0.75 15.21 51 1.45 Km4+977.71 cống tròn 1 0.75 16.32 51 1.45 Km6+753.23 cống tròn 2 1.75 17.18 51 2.55 Km7+609.55 cống tròn 2 1.75 12.78 51 2.55 Km9+285.99 cống tròn 1 0.75 16.45 51 1.45 Phương án 2: Bảng tính toán cao độ khống chế của mặt đường trên cống Lý trình Loại công trình Cống Chiều dày kết cấu áo đường (cm) Chiều cao mặt đường tối thiểu Hmintk (m) Số lượng Khẩu độ Chiều dài Km0+500 cống tròn 1 0.75 18.4 51 1.45 Km1+160.55 cống tròn 2 2 11.6 51 2.82 Km1+966.72 cống tròn 2 2 12.01 51 2.82 Km2+849.87 cống tròn 2 1.75 18.76 51 2.55 Km3+748.66 cống tròn 2 2 13.21 51 2.82 Km4+400 cống tròn 1 0.75 11.15 51 1.45 Km4+719.85 cống tròn 2 2 15.71 51 2.82 Km7+072.42 cống tròn 2 2 16.57 51 2.82 Km8+034.19 cống tròn 1 0.75 17.84 51 1.45 Km8+600 cống tròn 1 0.75 14.32 51 1.45 b) Đối với cầu: Cao độ thiết kế của mặt cầu tối thiểu được xác định theo công thức: Trong đó: Hngậpp% : là chiều sâu mực nước ngập trước công trình ứng với cơn lũ có tần suất tích nước là p%. Hkết cấu : là chiều cao từ đáy kết cấu đến mặt cầu Htĩnh không : là chiều cao của khoảng không gian từ mực nước dâng đến đáy kết cấu. Phương án 1: Kết quả tính toán tại cọc C53: Hmincầu = 0.88x2.4+1+1.5=4.61 ; m Kết quả tính toán tại cọc C49: Hmincầu = 0.88x2.8+1+1.5=4.96 ; m Phương án 2: Kết quả tính toán tại cọc C37: Hmincầu = 0.88x2.7+1+1.5=4.88 ; m Kết quả tính toán tại cọc C42: Hmincầu = 0.88x2.20+1+1.5=4.40 ; m 5.2.2. Chọn Cao Độ Thiết Kế: Nguyên tắc chung khi chọn vị trí đường thiết kế: Đào nền đường ở trên cao và đắp xuống dưới thấp. Chú ý đến những cao độ khống chế tại vị trí cầu, cống, vị trí trũng trên địa hình. Nếu điều kiện cho phép thì thiết kế đường cong đứng có bán kính lớn, độ dốc nhỏø. Nên thiết kế nền đắp thấp hơn là nền đào nông vì nền đào làm phức tạp việc thoát nước và làm cho đường bị cách biệt với cảnh quan. Đường thiết kế phải thỏa mãn độ dốc dọc theo [22TCN 4054 – 05] CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG PHƯƠNG ÁN 1: A. MẶT ĐƯỜNG CHÍNH: 6.1. Tính số lượng xe năm cuối khai thác : Điều kiện để chọn kết cấu áo đường: Chọn tầng mặt là mặt đường cấp cao A1 do đây là đường cấp III, miền núi, lưu lượng xe lớn. Số liệu thiết kế: Lưu lượng xe chạy ở năm đầu: No = 1050 ; xe/ng.đ Mức tăng xe hàng năm: q = 5% Thời gian khai thác thiết kế: t = 15 ; năm Số làn xe thiết kế n = 2 ; làn Aùp lực tính toán tiêu chuẩn p = 0.6 ; Mpa Dải phân cách giữa không Dải phân cách bên không Tải trọng trục tiêu chuẩn P = 100 ;KN Đường kính tấm ép D = 33 ; cm Bảng thành phần xe năm đầu khai thác : No Xe con M21 Tải nhẹ Tải vừa Tải nặng 1 1050.00 20.00% 35.00% 40.00% 5.00% xe/ngàyđêm 210.00 367.50 420.00 52.50 Bảng 1: Dự báo thành phần xe ở năm cuối thời hạn thiết kế Loại xe Trọng lượng trục Pi (kN) Số trục sau Số bánh xe của mỗi cụm bánh ở trục sau K/c giữa các trục sau (m) LL xe 2 chiều ni (xe/n.đêm) Trục trước Trục sau (trục) Xe con M21 9.00 9.40 1 1 0 415.79 Tải nhẹ 18.00 56.00 1 2 0 727.62 Tải vừa 25.80 69.60 1 2 0 831.57 Tải nặng 1 48.20 100.00 1 2 0 103.95 Quy luật tăng xe hàng năm được xác định theo công thức: Nt = No.(1+p)t-1 Trong đó : Nt : là lưu lượng xe chạy bình quân của năm khai thác thứ t ; No: là lưu lượng xe chạy bình quân của năm đầu khai thác đường ô tô (xeqđ/nđ) ; q : là mức tăng xe hàng năm ; 6.2. Số trục xe tính toán/làn xe sau khi qui đổi về trục tiêu chuẩn : Công thức quy đổi trục xe: Trục/ngày.đêm (3.1) Trong đó: N là tổng số trục xe qui đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ thông qua đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm trên cả 2 chiều. ni là số lần tác dụng của loại tải trọng trục I có trọng lượng trục Pi cần được qui đổi về tải trọng trục Ptt . trong tính toán thường lấy ni bằng số lần mỗi loại xe i sẽ thông qua mặt cắt ngang điển hình của đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm cho cả 2 chiều xe chạy. C1 là hệ số trục được xác định theo biểu thức C1=1+1.2(m-1) (3-2) m là số trục của cụm trục i C2 là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh: + Với các cụm bánh chỉ có 1 bánh thì C2=6.4 + Với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì C2=1. + Với cụm bánh có 4 bánh thì C2=0.38. Bảng 2 :Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100kN Loại xe Pi (kN) Số bánh xe mỗi cụm bánh xe Số trục (trục) K/cách giữa các trục C1 C2 ni C1C2ni(Pi/100)4.4 Xe con M-21 Trục trước 9.00 1 1 0 1 6.40 415.79 0 Trục sau 9.40 1 1 0 1 6.40 415.79 0 Tải nhẹ GAZ-51A Trục trước 18.00 1 1 0 1 6.40 727.62 0 Trục sau 56.00 2 1 0 1 1.00 727.62 57 Tải vừa ZIL-130 Trục trước 25.80 1 1 0 1 6.40 831.57 14 Trục sau 69.60 2 1 0 1 1.00 831.57 169 Tải nặng MAZ-500 Trục trước 48.20 1 1 0 1 6.40 103.95 27 Trục sau 100.00 2 1 0 1 1.00 103.95 104 Ntk 370.03 6.3. Số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe Nt Công thức tính toán số trục xe tính toán tiêu chuẩn (TTTC): (trục/làn.ngày đêm) fL =0,55: đường 2 làn xe không có dải phân cách; 6.4. Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế Ne được xác định như sau: (trục) 6.5. Chọn sơ bộ kết cấu áo đừơng : 6.5.1. Chọn sơ bộ kết cấu áo đường cho phương án 1: Các lớp kết cấu được dự kiến dựa trên cơ sở các qui định chi tiết về chiều dày tối thiểu trong tiêu chuẩn 22TCN 211-06 Bảng 3: Bảng kết cấu dự kiến Các lớp kết cấu (tính từ dưới lên) Bề dày lớp (cm) Moduyn đàn hồi E (MPa) Cường độ kéo uốn Rku (MPa) Lực dính C (MPa) Góc ma sát trong j (độ) Tính độ võng Tính trượt Tính kéo uốn BTNC C15 4 420 300 1800 2.4 BTNC C25 7 420 420 1800 2.4 CPĐD loại I 18 300 300 300 CPTN 28 200 200 200 0.03 40 Đất nền á sét 50 0.032 24 6.5.2 Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo TC về độ võng đàn hồi: Công thức kiểm tra: Ech > Kdctb.Eyc a/ Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức: Với k= h2/h1 và t = E2/E1; kết quả tính đổi tầng như ở Bảng 4: Bảng 4: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb' Lớp kết cấu Ei (MPa) t = E2/E1 hi (cm) k= h2/h1 Htb (cm) Etb’ (MPa) BTNC C15 420 1.639 4 0.075 57 266.1 BTNC C25 420 1.78 7 0.152 53 256.3 CPĐD loại I 300 1.50 18 0.643 46 235.9 CPTN 200 1.00 28 1.00 28 200 b/ Xét đến hệ số điều chỉnh: b = f(H/D) với H/D = (28+18+7+4)/33 =1.73 <2 Tra Bảng 3.6 trong 22TCN 211-06, được hệ số điều chỉnh b =1.198 - Nếu H/D>2, thì hệ số b tính theo công thức : b = 1.114(H/D)0.12 Vậy kết cấu có mô đun đàn hồi trung bình Edctb =b. Etb' = 1.198*266.1= 318.78 (MPa) c/ Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 - 22TCN 211-06 Ta có: H/D = 1.73 Eo/Edctb = 0.157 Từ 2 tỉ số trên tra toán đồ Hình 3-1 trong 22TCN211-06, được: Ech/E1 = Ech/Edctb = 0.591 Vậy => Ech = 0.591*318.78 = 188.4 (MPa) d/ Nghiệm lại điều kiện (3-4) theo mục 3.4.1; phải có: Ech > Kdctb.Eyc - Từ số trục xe tính toán trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe là 203.52 trục/ làn.ngày đêm Tra Bảng 3-4 tìm được Eyc = 160.21 MPa - Kiểm tra Eyc so với giá trị Eyc tối thiểu với cấp đường tương ứng theo Bảng 3-5, thì Eyc lớn hơn do vậy lấy Eyc = 160.21 MPa để kiểm toán. Chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp đường từ Bảng 3-3: K = 0.95 Từ độ tin cậy, tìm hệ số cường độ về độ võng: Kdvdc= 1.17 =>= 187.45 (MPa) - Kết quả nghiệm toán: Ech = 188.4 > =187.45 (MPa) Kết luận => đạt Vậy với cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo đạt yêu cầ