Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
LỰA CHỌN QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

LỰA CHỌN QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



5.1.3. Tính tốn lưu lượng xe thiết kế



Bảng 5.2: Bảng lưu lượng xe con quy đổi

Thành

STT



Loại xe



1

2

3

4

5

-



Xe đạp

Xe máy

Xe con

Xe buýt

Loại nhỏ

Loại lớn

Xe tải

Loại nhẹ

Loại trung

Loại lớn

Loại lớn



Tổng



phần



Hệ số

Số lượng



quy



Số lượng xe

con quy

đổi

29

64

304



xe

xe

8%

12%

17%



143

215

304



đổi

0.2

0.3

1.0



13%

15%



233

268



2.0

2.5



465

671



12%

11%

7%

5%

100%



215

197

125

89

1789



2.0

2.0

4.0

4.0



429

394

501

358

3215



5.1.4. Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường

Căn cứ vào quy phạm của Bộ GTVT TCVN 4054 - 05.

Quyết định chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường là Cấp III. Với địa

hình là Đồng bằng – Đồi. Tốc độ tính tốn của đường tương ứng sẽ là V tt= 80

km/h.



5.2. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật tuyến đường

5.2.1. Xác định độ dốc dọc lớn nhất

5.2.1.1. Xác định độ dốc dọc tối đa theo sức kéo của xe



Ngun lý tính tốn: Lực kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên đường.

Khi đó độ dốc dọc lớn nhất của đường được tính tốn căn cứ vào kh ả năng vượt

dốc của các loại xe. tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực c ủa ô tô và đ ược tính

theo công thức sau:

LƯƠNG MINH ĐIỀN



22



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Dk=f  i  dj

Trong đó:

Dk : Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo của ô tô.

f : Hệ số cản lăn của đường ( Lấy theo quy trình v ới m ặt đường bê tông

nhựa f=0,02 ).

i : Độ dốc đường biểu thị bằng %.

j : Gia tốc chuyển động của xe.

( Lấy dấu + khi xe lên dốc. lấy dấu trừ khi xe xuống dốc)

Giả thiết xe chuyển động đều. ta có j = 0 suy ra h ệ s ố l ực c ản qn tính: dj

=0

Tính tốn cho trường hợp bất lợi nhất: xe chuyển động lên dốc :

Dk  f + i ⇒ imax= Dk - f

Với Vtt = 80 km/h ( vận tốc thiết kế - tốc độ lớn nhất của xe đ ơn chi ếc có

thể chạy an tồn trong diều kiện bình thường do sức bám của bánh xe vào m ặt

đường). tra bảng đặc tính động lực của xe và thay vào cơng thức tính tốn ta có

Bảng 5.3. Độ dốc dọc lớn nhất

Loại xe



Xe tải nhẹ



Xe con



6-8T



Xe tải vừa

10T



Xe tải

nặng >10T



Xe tương đương



Moscovit



Zil 130



Ga 51



Maz 200



Dk



0,07



0,05



0,035



0,03



imax



0,05



0,03



0,015



0,01



Căn cứ vào bảng trên ta chọn imax=5%

5.2.1.2.



Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám



Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường. để cho xe chuy ển

động được an tồn thì sức kéo có ích của ơ tơ phải nh ỏ h ơn hoặc b ằng s ức bám

của lốp xe với mặt đường. Như vậy theo điều kiện này đ ộ dốc dọc l ớn nh ất ph ải

nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (i b). ib được tính trong trường hợp lực kéo

của ơ tơ tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đường.

Ib = D’ - f

Trong đó:

LƯƠNG MINH ĐIỀN



23



CẦU ĐƯỜNG Ơ TƠ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



+ f: là hệ số sức cản lăn của đường f = 0,02

+D’: là đặc tính động lực của xe tính theo lực bám



D’ =



ϕ * G k − Pw

G



Với: G: trọng lượng toàn xe

Gk: trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động được lấy như sau:

Xe tải



Gk= (0,65 ÷ 0,7)G.



Xe con



Gk= (0,50 ÷ 0,55)G



ϕ: hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường phụ thuộc trạng thái bánh xe



với mặt đường. trường hợp bất lợi nhất (mặt đường ẩm và bẩn) lấy ϕ=0,3

Pw: lực cản không khí của xe

K: hệ số sức cản khơng khí ph ụ thu ộc m ật đ ộ khơng khí và hình

dáng xe

Xe con



K = 0,015 – 0,03



Xe ơtơ tải K = 0,05 – 0,07

F: diện tích chắn gió của xe F =0,8*B*H

B: chiều rộng của xe

H: chiều cao của xe

V: vận tốc thiết kế V=80km/h.

Tra các số liệu từng loại xe cụ thể và tính tốn ta được kết quả sau:

Bảng 5.4. Độ dốc dọc theo sức bám

Loại xe



K



F



Pw



Xe con



0,03



2



29,538



Xe tải nhẹ



0,05



4



98,462



Xe tải vừa



0,06



5



Xe tải nặng



0,07



6



LƯƠNG MINH ĐIỀN



G

(kg)

7600

1070



147,69



0

1538



2

206,76



5

1846



9



0



24



Gk (kg)



D’



Ib



4180



0,161 0,141



7490



0,201 0,181



10770

12922



0,2



0,18



0,199 0,179



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Với mặt đường bê tông nhựa hệ số cản lăn f= 0,02 ta tính i b=D’-f. Kết hợp

với độ dốc imax tính được theo đặc tính động lực ta có bảng sau:



Bảng 5.5. Kết quả tính độ dốc dọc

D’



f



ib



imax



Kiểm tra



Xe con



0,161



0,02



0,141



0,05



Đảm bảo



Xe tải nhẹ



0,201



0,02



0,181



0,03



Đảm bảo



Xe tải vừa



0,20



0,02



0,18



0,015



Đảm bảo



Xe tải nặng



0,199



0,02



0,179



0,01



Đảm bảo



Loại xe



Điều kiện để xe chạy không bị trượt và mất ổn định là i ≥ imax. Các điều

kiện được kiểm tra ở trên bảng và đều đảm bảo.

Theo TCVN 4054-2005 qui định với đường có tốc độ tính tốn 80 km/h thì

độ dốc dọc lớn nhất cho phép là 5%.

=> Kết hợp giữa tính tốn và qui trình chọn độ dốc dọc t ối đa là 5% để

thiết kế cho tuyến A-B.



5.2.2. Khả năng thông xe của đường

5.2.2.1. Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe



Năng lực thông hành lý thuyết là khả năng thông xe trong đi ều ki ện lý

tưởng về dòng xe (dòng xe thuần nhất toàn xe con ) và lề đường (làn xe đ ủ r ộng,

mặt đường tốt, tuyến đường thẳng, không dốc, khơng có trướng ngại vật...). Các

xe nối đi nhau chạy cùng một vận tốc và cách nhau một kho ảng cách t ối thi ểu

không đổi đảm bảo an tồn.

Khả năng thơng xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông xe

của mỗi làn

Năng lực thơng hành lý thuyết được tính theo cơng thức sau:

Nlt = 1000*v/d ( xe/ h)

Trong đó:

Nlt: năng lực thơng xe lý thuyết.

V: vận tốc thiết kế (km/h)

LƯƠNG MINH ĐIỀN



25



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



d : khổ động học của xe (m)

d = l 1 + Sh + l k + l 0



Hính 5.1: Mơ hình

dòng xe lý thuyết

l1:chiều dài phản ứng tâm lý của lái xe. tính từ lúc lái xe nhận ra chướng

ngại vật cần phải sử dụng phanh. thời gian phản ứng tâm lý thường lấy bằng 1

giây. do đó:



l1 =



V

3, 6



=



80

= 22, 22

3,6



(m)



lk: khoảng cách an toàn. lk = 5

lo : chiều dài xe. lo= 12 m

Sh: chiều dài hãm xe. được tính như sau:

S h = S2 - S1



Để an toàn ta xét trường hợp một xe dừng đột ngột, khi đó có:

K*V 2

Sh =

254*ϕ



Với:

K : hệ số sử dụng phanh K = 1.2

ϕ: là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, ϕ = 0.5









Sh =



1, 2*802

254*0,5



=60,47(m)



d = 87,69 (m)



LƯƠNG MINH ĐIỀN



26



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Thay vào công thức xác định Nlt ta có:

1000*80

Nlt =



87, 69



= 912,30( x / h)



5.2.2.2. Khả năng thông xe thực tế của một làn xe



Là khả năng thơng xe có xét tới điều kiện thực tế của đường và giao thông

trên đường. Khả năng thông xe thực tế phụ thuộc vào mối làn xe, s ố làn xe, v ận

tốc xe, chướng ngại vật, thành phần xe.



Khả năng thông xe thực tế thường được lấy:

Ntt = Z*Nlt

Trong đó

Z: là hệ số sử dụng năng lực thơng hành, b = 0,55

Căn cứ vào điều kiện cụ thể của tuyến đường thiết kế. ta có:

Ntt = 0,55* Nlt = 0,55* 912,30=501,77 xe/h



5.2.3. Xác định các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang

5.2.3.1. Số làn xe



Theo điều 4.2.2 quy trình TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt c ắt ngang



được xác định:



N

cdgio

n =

lx Z .N

lth



Trong đó :

Nqđgiờ: lưu lượng xe chạy trong giờ cao điểm đã qui đổi về xe con

N qđgiờ =



α*



Nqd



a: hệ số tính đổi lưu lượng xe chạy trong một ngày đêm về lưu lượng xe

chạy trong một giờ. với a = 0,12 thì Nqđgiờ = 0,12*3215 = 385,80 xe/h

Nlth : Khả năng thông hành của một làn xe; Nlth=1000 xcqđ/h

Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành; Z = 0,55

385,80



n =

lx 0,55*1000

LƯƠNG MINH ĐIỀN



= 0,70 làn

27



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Do tuyến là cấp III-Đồng bằng - đồi nên số làn xe ta chọn là: n = 2 làn.

5.2.3.2. Bề rộng làn xe chạy



Bề rộng của một làn xe được xác định phụ thuộc vào chiều rộng của thùng

xe. khoảng cách từ thùng xe đến làn xe bên cạnh và từ bánh xe đ ến mép ph ần xe

chạy. Các khoảng cách này dao động trong phạm vi đáng k ể tuỳ thu ộc vào ng ười

lái xe và được xác định dựa vào số liệu thống kê từ các số li ệu quan sát ngồi

thực tế



b

x



x



B



c



B



y



Hính 5.2: Kích thước của xe trên mặt cắt ngang của đường

Với đường hai làn xe bề rộng mỗi làn được xác định theo công thức sau:

B= (b+c)/2 +x+y

Trong đó:

b: bề rộng thùng xe, theo qui trình cho xe con lấy b = 1,8 m

c: khoảng cách giữa hai bánh xe. lấy c = 1,8m

x: khoảng cách từ mép sườn thùng xe tới làn bên cạnh khi hai xe đi cùng

chiều.

y: khoảng cách từ bánh xe đến mép phần xe chạy.

Các trị số x, y được xác định theo công thức thực nghiệm sau:

x = y = 0,5 + 0,005V (m)



với V=80 km/h là vận tốc thiết kế



Suy ra: x = y = 0,5+0,005V =0,9 m



Thay vào ta có B =

LƯƠNG MINH ĐIỀN



1,8 + 1,8

+ 0,9 + 0,9 = 3, 6

2



28



m



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Theo TCVN 4054-2005 đối với đường cấp III, Vtk= 80 km/h, bề rộng mỗi

làn xe là 3,5m. Đối chiếu quy trình và tính tốn ta chọn bề rộng phần xe chạy là B

= 3,5 m.

5.2.3.3. Chiều rộng mặt đường

Bm = n*B = 2*3,5 = 7,0 m

5.2.3.4. Chiều rộng nền đường

Bn = Bm +2*Bl

Trong đó

Bm : bề rộng tồn bộ phần xe chạy

Bl: bề rộng lề đường theo qui trình lấy Bl = 2,5m





Bn =7,0 + 2*2,5 = 12 m

5.2.3.5. Độ dốc ngang mặt đường, lề đường

Theo qui trình TCVN - 4054 - 2005 với đường cấp kỹ thuật 60 km/h có các

tiêu chuẩn mặt cắt ngang đường như sau:

+ Độ dốc ngang mặt đường : 2%

+ Độ dốc ngang lề gia cố : 2%

+ Độ dốc ngang lề đất : 4%



5.2.4. Xác định tầm nhìn xe chạy

5.2.4.1. Theo sơ đồ tầm nhìn 1 chiều



Xe cần hãm để kịp dừng trước chướng ngại vật. chiều dài tầm nhìn được

xác định theo sơ đồ sau:

Sh



lpư

1



l0

1



S1



Hình 5.3: Sơ đồ tầm nhìn 1 chiều

Chướng ngại vật theo sơ đổ tầm nhìn một chiều này là một vật c ố

định nằm trên làn xe đang chạy: chướng ngại vật. đống đất trượt. hố sụt.... Xe

đang chạy với vận tốc V phải kịp thời dừng lại an toàn tr ước ch ướng ngại

vật với tầm nhìn S1 bao gồm một đoạn phản ứng tâm lý l 1, một đoạn hãm xe

Sh và một đoạn dự trữ an tồn lk.

Cơng thức xác định tầm nhìn:

S1= lpư + Sh + lo

Trong đó:

LƯƠNG MINH ĐIỀN



29



CẦU ĐƯỜNG Ơ TƠ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



+ lpư: đoạn phản ứng tâm lý lpư =



22



V

3,6



m



+ V: vận tốc xe chạy tính tốn. V = 80 km/h.

+ K: hệ số sử dụng phanh K = 1,2.

+ lo: cự li an toàn, 5 đến 10 m

+ i: độ dốc dọc trên đường; tính cho trường hợp i=0

+ ϕ: hệ số bám dọc, trường hợp mặt đường bằng phẳng ϕ = 0,5.



S1 =



80 1, 2*802

+

3,6 254*0,5



+10 = 82,69 m



Theo qui phạm TCVN 4054 - 2005 quy định chiều dài tầm nhìn tr ước

chướng ngại vật cố định (tầm nhìn một chiều) với vận tốc thi ết kế V tk = 80

km/h là 100 m. Kết hợp tính tốn với qui trình ta chọn S1= 150 m để thiết kế.

5.2.4.2. Theo sơ đồ tầm nhìn 2 chiều



Tầm nhìn hai chiều được xác định trong trường hợp có hai xe ch ạy ng ược

chiều trên cùng một làn xe. Hai xe cần hãm kịp th ời đ ể không đâm vào nhau.

Chiều dài tầm nhìn hai chiều được xác định theo sơ đồ sau:



Hình 5.4. Sơ đồ tầm nhìn 2 chiều

Cơng thức xác định tầm nhìn hai chiều:

S2 = 2 lpư+ 2Sh+ lk

Các thơng số tính tốn như sơ đồ tầm nhìn một chiều. ta có cơng thức tính

tốn:

LƯƠNG MINH ĐIỀN



30



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



S2 = 2 lpư+ 2Sh+ l0



- Khi i = 0



⇒ S2 =



80 1, 2*80 2

+

1,8 127*0,5



+ 10 =175,39 (m)



Theo TCVN 4054-2005 qui định: chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều

(tầm nhìn 2 chiều) của đường có cấp kỹ thuật Vtk = 80 km/h là 200 m. Kết hợp

giữa qui phạm và tính toán ta chọn S2 = 200 m để thiết kế.

5.2.4.3. Tầm nhìn vượt xe



Sơ đồ vượt xe :



Hình 5.5. Sơ đồ tầm nhìn vượt xe

 v2

1



S4 = 



 v1 − v2



+



   v3 

kv1 (v1 + v2 )

v 

kv22

+ 1 

+ l0 ÷

÷ 1 + v ÷+ l0

2 g (ϕd ± id ) v1 − v2  2 g (ϕd ± id )

1 

  



Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau:

Trường hợp bình thường: S4 = 6V = 6.80 = 480 m

Trường hợp cưỡng bức: S4 = 4V = 4.80 = 320 m

Theo TCVN 4054-2005, chiều dài tầm nhìn vượt xe (bảng 10): S4 = 550m.

Vậy kiến nghị chọn: S4 = 550 m



5.2.5. Xác định bán kính đường cong nằm tối thiểu trên bình đồ

5.2.5.1. Khi bố trí siêu cao lớn nhất



Tính tốn bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có b ố trí siêu cao

lớn nhất.

V2

127( µ − i



Rminsc =

LƯƠNG MINH ĐIỀN



sc max



)



31



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Trong đó: iscmax: độ dốc siêu cao lớn nhất. lấy theo quy trình iscmax = 0,08

m: hệ số lực đẩy ngang lấy µ = 0,15

V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 80 km/h

Thay vào cơng thức tính ta có:

V2

127( µ − i



sc max



Rminsc =



)



=



802

127*(0,15 + 0,08)



= 219,10 m



Theo qui trình TCVN 4054 - 2005 qui định cho đường có c ấp kỹ thu ật V tk =

80 km/h. Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao 8% là 250 (m). Do

đó ta chọn Rminsc =250m.

Kết hợp giữa tính tốn và qui phạm ta chọn ta chọn tiêu chu ẩn đ ể thi ết k ế

như qui phạm.

5.2.5.2. Khi bố trí siêu cao thơng thường

Trên đường cong có bố trí siêu cao thơng thường. isc= 5%



Rtt =

Trong đó:



V2

127( µ − i )

n



isc: độ dốc siêu cao của mặt đường, lấy isc = 0,05

: hệ số lực đẩy ngang, lấy µ = 0,1



V: vận tốc xe chạy thi ết kế V = 80 km/h

Thay vào cơng thức tính ta có:

V2

127( µ − i )



Rtth =



sc



=



802

127*(0,1 + 0,05)



= 335,96( m)



Theo qui trình TCVN 4054 – 2005 qui định cho đường cấp kỹ thuật V tk =

80km/h thì bán kính đường cong nhỏ nhất bố trí siêu cao thơng th ường là 400m.

Do vậy ta chọn Rmintt = 400m.

5.2.5.3. Khi khơng bố trí siêu cao



Trên đường cong khơng bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất l ợi xe

chạy phía lưng đường cong.

LƯƠNG MINH ĐIỀN



32



CẦU ĐƯỜNG Ơ TƠ & SB K53



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

LỰA CHỌN QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×