CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Việc cắm đường cong chuyển tiếp được tiến hành theo trình tự sau :

+ Tính toán các yếu tố cơ bản của đường cong tròn

+ Chọn chiều dài đường cong tiếp tuyến: Lct = 50m

+ Kiểm tra điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp

Tính góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở điểm cuối đường cong chuyển tiếp

và kiểm tra điều kiện

Với đường cong nằm R = 1500m:

L

50

ϕ0 =

=

= 0, 0167(rad ) = 0 057 '25"

2 R 2 × 1500

α = 330 24' 47" ≥ 2ϕ0 = 1054'50" → Thỏa mãn

Với đường cong nằm R = 500m:

L

50

'

"

ϕ0 =

=

= 0, 05(rad ) = 205153

2 R 2 × 500

α = 610 46'33" ≥ 2ϕ0 = 50 43'46" → Thỏa mãn

+ Xác định các thông số Clôtôit

Với R = 1500m, A = R × L = 1500 × 50 = 273,86(m)

Với R = 500m, A = R × L = 500 × 50 = 158,11(m)

+ Xác định các toạ độ của điểm cuối đường cong chuyển tiếp X0 và Y0

với s = Lct = 50 m

thay vào công thức:

X i = si −

Yi =



s i5

si9

+

− ...

40. A 4 3456. A8



si3

si7

si11

−

+

− ...

6. A 2 336. A 6 42240. A10



Với R = 1500m: X0 = 49,999m và Y0 = 0,278

Với R = 500m : X0 = 49,988 và Y0 = 0,833

+ Xác định các dịch chuyển đường cong tròn p và tiếp đầu đường cong t:

p = Y0 - R(1- cosφo)

t = X0 - Rsinφo

Với R = 1500m :

p = 0,278 – 1500(1 - cos0,0167) = 0,07m

t = 49,999 – 1500.sin0,0167 = 25,00m

Với R = 500m :

p = 0,833 – 500(1 - cos0,05) = 0,21m

t = 49,988 – 500.sin0,05 = 25,00m

+ Xác định các dịch chuyển đường cong tròn p và tiếp đầu đường cong t nên cần

điều chỉnh bán kính đường cong tròn :

Bán kính đường cong tròn sau khi đã hiệu chỉnh là :

Với R = 1500m : Rhc= 1500 - 0,07 = 1499,93 m

87



Với R = 500m : Rhc = 500 – 0,21 = 499,79m

Xác định phần còn lại của đường cong tròn K0

Với R = 1500: α 0 = α − 2ϕ0 = 33°24'47" - 2x0057’25’’ = 31029’57”

π .R.α 0 π ×1499,93 × 310 29'57"

=

= 824, 61(m)

180

180

α 0 = α − 2ϕ0

0

0

K0 =



Với R = 500:



= 61°46'33" - 2x2 51’53’’ = 56 02’47”



K0 =



π .R.α 0 π × 499, 79 × 560 02' 47"

=

= 488,89( m)

180

180



Xác định khoảng cách từ đỉnh tới đường cong tròn K0

Với R = 1500m: f = p + P = 0,07 + 66,11 = 66,18m

Với R = 500m: f = p + P = 0,21 + 82,63 = 83,84m

Xác định điểm đầu của đường cong chuyển tiếp (TĐT), tiếp cuối đường cong

chuyển tiếp (TCT) và trị số độ rút ngắn Δ

Với R = 1500m:

TCT1 = Đ + K0/2 + Lct = 842,04 + 824,61/2 + 50 = 1304,35m

TC1 = Đ + K0/2 = 842,04 + 824,61/2 = 1254,35m

Δ = s – x = 50 – 49,999 = 0,001

(vì trị số rút ngắn quá nhỏ nên không cắm lại các cọc của tuyến)

Với R = 500m:

TĐT2 = Đ - K0/2 - Lct = 2556,42 – 488,89/2 - 50 = 2261,98m

TD2 = Đ - K0/2 = 2556,42 – 488,89/2 = 2311,98m

Δ = s – x = 50 – 49,988 = 0,012

(vì trị số rút ngắn quá nhỏ nên không cắm lại các cọc của tuyến)

Trong đó: Đ: Lý trình đỉnh của đường cong

+ Cắm đường cong chuyển tiếp:

Dựa vào kết quả tính toán tọa độ ở trên ta tiến hành cắm từ TCT1 cho đến TC1

của đường cong chuyển tiếp thứ nhất và từ TDT2 đến TD2 của đường cong chuyển

tiếp thứ 2.

Kết quả cắm cong đường cong chuyển tiếp được ghi ở Bảng 2.2.2

Bảng 2.2.2: Cắm cong chi tiết đường cong chuyển tiếp R = 1500m

TT

Tên cọc

Lý trình

s (m)

x (m)

y (m)

1

TDT2

KM1 + 304.35

0

0.000

0.000

2

H3

KM1 + 300

4.35

4.350

0.000

3

X4

KM1 + 297.16

7.19

7.190

0.001

4

52

KM1 + 280

24.35

24.350

0.032

5

51

KM1 + 260

44.35

44.349

0.194

6

TCT2

KM1 + 254.35

50

49.999

0.278



88



Bảng 2.2.3: Cắm cong chi tiết đường cong chuyển tiếp R = 500m

TT

Tên cọc

Lý trình

s (m)

x (m)

1

TDT3

KM2 + 261.98

0

0

2

92

KM2 + 270

8.02

8.020

3

93

KM2 + 280

18.02

18.020

4

94

KM2 + 290

28.02

28.019

5

H3

KM2 + 300

38.02

38.017

6

95

KM2 + 310

48.02

48.010

7

TCT3

KM2 + 311.98

50

49.988



y (m)

0

0.003

0.039

0.147

0.366

0.738

0.833



2.3 Thiết kế đường cong tròn còn lại

Để cắm cọc chi tiết của đường cong tròn ta có các phương án sau:

- Phương pháp tọa độ vuông góc

- Phương pháp tọa độ cực

- Phương pháp dây cung kéo dài

- Phương pháp cắm cong nhiều tiếp tuyến.

Địa hình đoạn tuyến tuy khá bằng phẳng nhưng có một số điểm tầm nhìn bị hạn chế

do cây che, bán kính đường cong nằm lớn nên ta áp dụng phương pháp cắm cong

nhiều tiếp tuyến để bố trí các cọc chi tiết trên đường cong nằm.

Bố trí các điểm trên đường cong nằm bằng phương pháp cắm cong nhiều tiếp tuyến:

k ×180

20 ×180

γ=

=

= 00 45'50 ''

R × π 1499,93 × π

+ Với R = 1499,93m:

⇒ L = R.tg



γ

00 45'50 ''

= 1499, 93 × tg

= 10(m)

2

2



89



Hình 2.2.2: Sơ đồ bố trí cọc chi tiết trên đường cong tròn cơ bản R = 1500m

Từ sơ đồ và các giá trị đã tính toán ta cắm cong như hình 2.2.2:

Xuất phát từ điểm đầu đường cong TD1 hướng máy đo về đỉnh P1 theo tiếp

tuyến bố trí một đoạn thẳng L = 10m ta xác định được điểm B1. Từ điểm B1 đặt

máy kinh vĩ đo góc γ = 0045’50” về phía đường cong, trên hướng vừa đo bố trí một

đoạn thẳng có L = 10m ta xác định được điểm 18, là điểm tiếp xúc với đường cong,

cũng trên hướng này ta bố trí một đoạn 20m ta sẽ xác định được B2. Đặt máy tại B2

ngắm B1, ta quay sang phải một góc bằng (1800 + γ) theo chiều kim đồng hồ theo

hướng này ta bố trí một đoạn L = 10m ta xác định được điểm 19, một đoạn L = 20m

ta xác định được B3. Tương tự, từ điểm B3 ta xác định được các điểm tiếp theo. Cứ

như vậy ta sẽ bố trí được hết các điểm chi tiết trên đường cong.

k × 180 10 ×180 0

γ=

=

= 1 08'45''

R ×π

500 × π

+ Với R = 500m:

γ

10 08' 45 ''

⇒ L = R.tg = 500 × tg

= 5(m)

2

2



Hình 2.2.3: Sơ đồ bố trí cọc chi tiết trên đường cong tròn cơ bản R = 500m

Từ sơ đồ và các giá trị đã tính toán ta cắm cong như hình 2.2.3:

Xuất phát từ điểm đầu đường cong TD2 hướng máy đo về đỉnh P2 theo tiếp

tuyến bố trí một đoạn thẳng L = 5m ta xác định được điểm B1. Từ điểm B1 đặt máy

kinh vĩ đo góc γ = 1008’45” về phía đường cong, trên hướng vừa đo bố trí một đoạn

thẳng có L = 5m ta xác định được điểm 96, là điểm tiếp xúc với đường cong, cũng

trên hướng này ta bố trí một đoạn 10m ta sẽ xác định được B2. Đặt máy tại B2

ngắm B1, ta quay sang phải một góc bằng (1800 + γ) theo chiều kim đồng hồ theo

hướng này ta bố trí một đoạn L = 5m ta xác định được điểm 97, một đoạn L = 10m

ta xác định được B3. Tương tự, từ điểm B3 ta xác định được các điểm tiếp theo. Cứ

như vậy ta sẽ bố trí được hết các điểm chi tiết trên đường cong.

90



Bảng cắm cọc của tuyến và đường cong nằm được thể hiện cụ thể ở Phụ lục

2.2.1 và 2.2.2.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRẮC DỌC

3.1 Các nguyên tắc thiết kế chung

Thiết kế trắc dọc chi tiết căn cứ vào:

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005

- Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/1000

- Cấp thiết kế tuyến

- Tốc độ thiết kế

- Nguyên tắc và quan điểm thiết kế như phần thiết kế sơ bộ.

Giải pháp thiết kế đường đỏ xem xét lại trắc dọc của phần thiết kế sơ bộ và địa hình

cụ thể chi tiết của tuyến để điều chỉnh đường đỏ phù hợp với cao độ khống chế.

- Điểm đầu đoạn: Km0+995,68

Cao độ tự nhiên : 159,94m

Cao độ thiết kế : 157,94m

- Điểm cuối đoạn: Km2+557,67

Cao độ tự nhiên :

Cao độ thiết kế :

- Cao độ trên cống : Đã tính toán ở phần cơ sở

- Chiều dài đoạn dốc đã thiết kế ở phần thiết kế sơ bộ.

3.2 Thiết kế đường cong đứng

Đoạn tuyến thiết kế có 1 phần của đường cong đứng lồi có bán kính R = 1000m

Bảng 2.3.1: Các yếu tố cơ bản của đường cong đứng trong đoạn tuyến

ST

i1

i2

R

T

K

D

Lý trình đỉnh

T

(‰)

(‰)

(m)

(m)

(m)

(m)

1

Km2+556.42

0

-18

10000

90.00

180.00

0.41



Đường cong đứng được thiết kế theo đường cong parabol bậc 2 dạng:

Y



T



XTÂ



XE



i1

E



XTC



0



x2

2R



D



YE



TÂ



y=



i2



T



TC

X



Hình 2.3.1: Sơ đồ xác định tọa độ đường đỏ trên đường cong đứng

- Xác định điểm đổi dốc D có tọa độ: XD, YD

91



- Xác định điểm bắt đầu (DD1) và điểm kết thúc (DC1) của đường cong đứng :

Chiều dài tiếp tuyến :

T = R(i1 - i2)/2 (m)

Điểm tiếp đầu có tọa độ :

XDD1 = XD1 - T (m)

YDD1 = YD1 - i1.T (m)

Điểm tiếp cuối có tọa độ :

XDC1 = XD1 + T (m)

YDC1 = YD1 + i2.T (m)

- Xác định điểm gốc của đường cong đứng E. tại đó có độ dốc bằng 0 :

XE = XDD1 + i1.R (m)

i12

YE = YDD1 + R. 2 (m)



- Xác định tọa độ các điểm trung gian :

Xi = XDD1 + Δx (m)

Cao độ theo đường tang:

Yitang = YDD1 – Xi*i1

Chênh cao:

Cao độ theo đường tang:



X i2

Δh = 2 R



YiTK = Yitang – Δh



Bảng 2.3.2: Bảng cắm cong đứng lồi R = 10000m

STT



Tên

cọc



Lý trình



Cách

DD1



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12



DD1

110

111

112

H5

113

114

115

116

117

P2

X8



KM2+466.42

KM2+470

KM2+480

KM2+490

KM2+500

KM2+510

KM2+520

KM2+530

KM2+540

KM2+550

KM2+556.42

KM2+557.67



0

3.58

13.58

23.58

33.58

43.58

53.58

63.58

73.58

83.58

90

91.25



Cao độ

Cách Chênh

theo đường

DC1

cao

tang

0.00

168.40

0.00

168.40

0.01

168.40

0.03

168.40

0.06

168.40

0.10

168.40

0.14

168.40

0.20

168.40

0.27

168.40

0.35

168.40

0.41

168.40

88.75 0.39

168.38



Cao độ

thiết kế

168.40

168.40

168.39

168.37

168.34

168.30

168.26

168.20

168.13

168.05

168.00

167.98



92