Độ Dốc Siêu Cao (%) Theo Bán Kính đường Cong Nằm (m) Và Tốc độ ...

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Giáo án - Bài giảng >
Cao đẳng - Đại học >

Bảng 3.1 - Độ dốc siêu cao (%) theo bán kính đường cong nằm (m) và tốc độ thiết kế (km/h)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.32 MB, 111 trang )

- Những đường cong có bán kính lớn R>Rksc thì không cần bố trí siêu caoNgoài ra, ở vùng núi, những đường cong ôm vực, cần có các biện pháp đảm bảo antoàn vì độ dốc siêu cao nghiêng về phía vực, có thể bố trí các tường phòng hộ, hoặchạn chế độ dốc siêu cao đến 4%. Nhiều trường hợp người ta còn bố trí siêu cao ngược,quay về phía lưng đường cong (phía núi)Đoạn nối siêu cao và các phương pháp nâng siêu caoĐoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách điều hoà từ mặtcắt ngang thông thường hai mái sang mặt cắt ngang đặc biệt có siêu cao.Việc chuyển hoá này sẽ làm phía lưng đường cong có độ dốc dọc phụ thêm if- Khi Vtt=20 ÷ 40 km/h thìif = 1%.if = 0,5%.- Khi Vtt ≥ 60 km/h thìTrước khi vào đoạn nối siêu cao cần có một đoạn dài 10m để nâng lề có độ dốc ngangbằng độ dốc ngang mặt đường, riêng phần lề đất không gia cố phía lưng đường congvẫn dốc ra phía lưng đường cong.Đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đều được bố trí trùng với đường cong chuyểntiếp. Khi không có đường cong chuyển tiếp, các đoạn nối này bố trí một nửa trênđường cong và một nửa trên đường thẳng1. Phương pháp quay quanh tim đườngĐây là phương pháp thường hay được sử dụng nhất, phương pháp này được quy địnhtrong quy trình hiện hành TCVN 4054-05Trình tự các bước :- Quay mái mặt đường bên lưng đường cong quanh tim đường cho đạt độ dốc ngangmặt đường in ;- Tiếp tục quay cả mặt đường quanh tim đường cho đạt độ dốc isc.Theo hình 3.5 có thể tính được chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc và chiều dài các đoạnđặc trưng như sau :Lsc =bihb(i + i )Hbbmà H = isc + in = sc n ; L1 = 1 = n ; L2 = L1if2i fif222từ đó suy ra các công thức :Lsc =b.(i sc + in )2i f; L1 = L2 =b.in;2i fL3 = Lsc − ( L1 + L2 ) =b(i sc − in )(1.16)2i fTrong đó : b : chiều rộng mặt đường (m)L1: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ -in đến 0L2: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ 0 đến inL3: Chiều dài đoạn nâng mặt đường từ in đến isc.Hình3.5. Diễn biến nâng siêu cao và sơ đồ tính chiều dài Lsctheo phương pháp quay quanh tim đườngTính lại độ dốc dọc phụ thêm i f =b.(i sc + in )2 Lsc(1.17)Bằng hình học tìm được công thức tính độ dốc ngang i tại mặt cắt ngang bất kỳ trongđoạn nối siêu cao cách đầu đoạn một khoảng cách x như sau :+ Nếu x≤L1 thì mặt cắt nằm trong đoạn 1 :Độ dốc bên bụng đường cong i=inĐộ dốc bên lưng đường cong i = −in ( L1 − x)L1+ Nếu L1≤x≤L1+L2 thì mặt cắt nằm trong đoạn 2 :Độ dốc bên bụng đường cong i=inĐộ dốc bên lưng đường cong i =in ( x − L1 )L2+ Nếu (L1+L2) ≤x≤ Lsc thì mặt cắt nằm trong đoạn 3 :Độ dốc cả mặt đường i =i sc ( x − L1 )x − ( L1 + L2 ); hoặc i = in + (isc − in ).L3L2 + L32. Phương pháp quay quanh mép đường- Quay mái mặt đường bên lưng đường cong quanh tim đường cho đạt độ dốc in;- Tiếp tục quay quanh mép trong mặt đường (khi chưa mở rộng) cho đạt độ dốc isc.Bằng cách tương tự, theo hình 3.7 có thể tính được chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc vàchiều dài các đoạn đặc trưng như sau :Lsc =b.i sc;ifL1 = L2 =b.in;2i fL3 = Lsc − ( L1 + L2 ) =Tính lại độ dốc dọc phụ thêm i f =b.i scLscb(i sc − in )if(1.18)(1.19)Tính toán độ dốc ngang i tại mặt cắt ngang bất kỳ trong đoạn nối siêu cao cũng tươngtự như phương pháp trên.Hình 3.7 Diễn biến nâng siêu cao và sơ đồ tính chiều dài Lsc theo phương phápquay quanh mép trong mặt đường3. Các phương pháp nâng siêu cao cho đường cao tốc, đường có dải phân cách.Đối với đường cao tốc, đường có nhiều làn xe thì có các phương pháp nâng siêu caonhư hình 3.8.a. Hình 3.8a là mặt cắt ngang trên đoạn thẳng .b. Hình 3.8b quay quanh tim đường (tim phần dải phân cách giữa) chiều dài đoạn nốisiêu cao và cách tính giống như phần 1 ở trên với bề rộng b là khoảng cách giữa 2 mépđường.c. Hình 3.8c nâng siêu cao hai phần đường riêng quanh 2 mép giữa đường giáp giảiphân cách :Tương tự, có thể tính được chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc và chiều dài các đoạn đặctrưng như sau :Lsc =b.(i sc + in )b.ib(i − i ); L1 = L2 = n ; L3 = Lsc − ( L1 + L2 ) = sc nifififTính lại độ dốc dọc phụ thêm i f =b.(i sc + in )Lsc(1.20)(1.21)Độ dốc ngang mặt đường i tại mặt cắt bất kỳ trong đoạn nối siêu cao cách đầu đoạnmột khoảng cách x như sau :+ Nếu x≤L1 thì mặt cắt nằm trong đoạn 1 :Độ dốc phần đường bên trái (bên bụng) i=inĐộ dốc phần đường bên phải (bên lưng) i = −in ( L1 − x)L1+ Nếu L1≤x≤L1 + L2 thì mặt cắt nằm trong đoạn 2 :Độ dốc phần đường bên trái i=inĐộ dốc phần đường bên phải i =in ( x − L1 )L2+ Nếu (L1+L2) ≤x≤ Lsc thì mặt cắt nằm trong đoạn 3 :Độ dốc nâng cả 2 phần trái và phải i =i sc ( x − L1 )L2 + L3d. Hình 3.8d quay quanh mép trong đường chiều dài đoạn nối siêu cao và cách tínhgiống như phần 2 ở trên với bề rộng b là khoảng cách giữa 2 mép đường.e. Hình 3.8e nâng siêu cao hai phần đường riêng quanh 2 tim của từng phần đường :Chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc và chiều dài các đoạn đặc trưng được tính như sauLsc =b.(i sc + in )b(i − i )b.i; L1 = L2 = n ; L3 = Lsc − ( L1 + L2 ) = sc n2i f2i f2i f(1.22)Tính lại độ dốc dọc phụ thêm i f =b.(i sc + in )2 Lsc(1.23)Độ dốc ngang mặt đường i tại mặt cắt bất kỳ trong đoạn nối siêu cao tính cũng tươngtự như phần c trên.f. Hình 3.8f nâng siêu cao hai phần đường riêng quanh 2 mép ngoài của từng phầnđường :Các công thức tính cũng giống như trường hợp hình 3.8cLsc =b.(i sc + in )b(i − i )b.i; L1 = L2 = n ; L3 = Lsc − ( L1 + L2 ) = sc nifififTính lại độ dốc dọc phụ thêm i f =(1.24)b.(i sc + in )LscĐộ dốc ngang trong đoạn nâng siêu cao cũng tương tự.4. Nhận xét :- Tuỳ từng trường hợp cụ thể và tuỳ từng quan điểm mà chọn phương pháp nâng siêucao tính toán và bố trí đoạn nối siêu cao thích hợp. Phương pháp nâng siêu cao phụthuộc vào địa hình, điều kiện và biện pháp thoát nước, chiều rộng mặt đường, kíchthước và cấu tạo dải phân cách giữa, …- Nên sử dụng phương pháp quay quanh tim đường để nâng siêu cao và bố trí đoạnnối siêu cao. Với phương pháp này cao độ tim đường không thay đổi nên dễ dàngthể hiện trên trắc dọc và tổng quát được khi lập các chương thiết kế trên máy tính.Phương pháp này còn đặc biệt thuận lợi với trường hợp tuyến uốn lượn gồm nhiềuđường cong ngược chiều liên tiếp.- Với đường cao tốc, đường nhiều làn xe thì nên thiết kế theo các phương pháp ởhình 3.8b và 3.8c các phương pháp này đảm bảo tạo được độ đều đặn về thị giác khinhìn từ xa.5. Trình tự tính toán nâng siêu cao :- Xác định độ dốc siêu cao isc, độ dốc dọc phụ thêm if : Theo quy trình quy định phụthuộc vào cấp đường và bán kính đường cong.- Chọn phương pháp nâng siêu cao : Phương pháp nâng siêu cao phụ thuộc vào địahình, điều kiện thoát nước, chiều rộng mặt đường, kích thước và cấu tạo dải phâncách giữa, …- Lựa chọn chiều dài đoạn bố trí siêu cao LSC: Thông thường chiều dài đoạn bố trínày phụ thuộc vào địa hình và lấy bằng giá trị lớn nhất trong các giá trị tính toán :Chiều dài đoạn nối siêu cao - LSC, chiều dài đường cong chuyển tiếp - LCT, chiềudài đoạn nối mở rộng - LMR và theo bảng 3.2; là bội số của 5 (để dễ dàng cắm vàthiết kế các mặt cắt ngang trong đường cong).- Từ chiều dài LBT đã chọn tính lại if và tính các đoạn đặc trưng L1, L2, L3- Tính độ dốc phần mặt đường trong đoạn nối siêu cao- Tính các độ dốc lề đường (lề đất, lề gia cố), độ dốc dải phân cách tại các mặt cắtngang trong đoạn nối siêu cao phụ thuộc vào độ dốc ngang mặt đường và phươngpháp nâng siêu cao.- Kết hợp tính toán đường cong chuyển tiếp và mở rộng trong đường cong thiết kếtrắc ngang trên cơ sở các độ dốc ngang đã xác định được.Bảng 3.2 - Độ dốc siêu cao isc và chiều dài đoạn chuyển tiếp nối siêu cao L(m) phụthuộc vào bán kính đường cong R(m) và tốc độ thiết kế Vtk(km/h)Tốc độ thiết kế (km/h)1201008060Risc LRisc LRisc LRiscL650 ÷400 ÷250 ÷125 ÷0,08 1250,08 1200,08 1100,07 70800450275150800 ÷450 ÷275 ÷150 ÷0,07 1100,07 1050,07 1000,06 6010005003001751000300 ÷175 ÷0,06 95 500 ÷550 0,06 900,06 850,05 55÷15003502001500550 ÷350 ÷200 ÷0,05 850,05 850,05 700,04 50÷20006504252502000650 ÷425 ÷250 ÷0,04 850,04 850,04 700,03 50÷25008005003002500 ÷800 ÷500 ÷300 ÷0,03 850,03 850,03 700,02 5035001000650150035001000 ÷650 ÷0,02 850,02 850,02 70÷550040002500Tốc độ thiết kế (km/h)30RiscLR0,06 3330 ÷ 5015 ÷500,05 270,04 2250 ÷ 7550 ÷ 750,03 1775 ÷75 ÷ 350 0,02 111504020RiscLiscL0,06 350,062065 ÷ 750,05 300,05150,04 250,041075 ÷1000,03 20100 ÷0,02 120,037600Ghi chú bảng 3.2:Trị số chiều dài L trong bảng áp dụng đối với đường hai làn xe. Đối với đường cấp Ivà II nếu đường có trên hai làn xe thì trị số trên phải nhân với 1,2 đối với ba làn xe;1,5 đối với 4 làn xe và 2 đối với ≥ 6 làn xe.1.2.2.2. Mở rộng phần xe chạy - đoạn nối mở rộngTính toán độ mở rộngKhi xe chạy trên đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo quỹ đạo riêng, chiều rộngdải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn so với khi xe chạy trên đườngthẳng. Để đảm bảo điều kiện xe chạy trên đường cong tương đương như trên đườngthẳng, ở những đường cong có bán kính nhỏ cần phải mở rộng phần xe chạy.Hình 3.9. Sơ đồ mở rộng mặt đường trong đường congĐể xác định độ mở rộng ta giả thiết quỹ đạo chuyển động của ô tô trong đường cong làđường tròn.Xét chuyển động của ô tô trong đường cong như hình vẽ. Theo hệ thức lượng tam giácvuông CAD ta có CB2 = AB.BDtrong đó:CB = LA – chiều dài từ đầu xe tới trục bánh xe sau, m;AB = e – chiều rộng cần mở thêm của 1 làn xe, m;BD = 2R – AB ≈ 2RHình 3.10 . Sơ đồ tính độ mở rộng mặt đường trong đường congL2Ae=Do đó:(0.1)2RCông thức trên được xác định theo sơ đồ hình học mà chưa xét đến khả năng thực tếkhi xe chạy, khi xe chạy với tốc độ cao, xe còn bị lắc ngang sang hai bên, như vậy taphải bổ sung số hạng hiệu chỉnh :L2A 0,05.Ve=+,m2RR(0.2)Độ mở rộng mặt đường E cho đường có 2 làn xe được tính gần đúng theo công thức:L2A 0,1.VE=+,mRR(0.3)trong đó: V – tốc độ xe chạy, km/h.Đối với những đường cấp cao có bán kính lớn và được bố trí các đường cong chuyểntiếp clothoid phù hợp với quỹ đạo chạy xe nên không cần thiết phải bố trí mở rộngphần xe chạy.3.6.2 Bố trí độ mở rộng mặt đường trong đường cong:Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp. Khikhông có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo:- Một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong.- Trên đoạn nối, mở rộng đều (tuyến tính). Mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu 10m.Độ mở rộng bố trí ở cả hai bên, phía lưng và bụng đường cong. Khi gặp khó khăn, cóthể bố trí một bên, phía bụng hay phía lưng đường cong .Thông thường để mép mặt đường được trơn tru, êm thuận, thì trị số độ mở rộng En tạimột điểm bất kỳ được tính theo công thức:En=(4K3-3K4)ETrong đó:(0.4)E là độ mở rộng trong đường cong trònK=Lnvới LMR là chiều dài đoạn nối mở rộngL MRLn là khoảng cách từ đầu đoạn nối mở rộng đến điểm đang xétPhương của độ mở rộng là phương đường pháp tuyến của tim đường xe chạy.Độ mở rộng được đặt trên diện tích phần lề gia cố. Dải dẫn hướng (và các cấu tạo khácnhư làn phụ cho xe thô sơ, …) phải bố trí phía tay phải của độ mở rộng. Nền đường khicần phải mở rộng, đảm bảo phần lề đất còn ít nhất là 0,5 m.®E/2pt®gcên§uonbE/2n®tcptiÕyÓnhugcncROHình 3.11 Bố trí mở rộng phần xe chạy về hai phía của đường cong

Xem Thêm