Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



- Tiết diện và độ dốc của rãnh phải đảm bảo thoát nước v ới lưu lượng

quy định và đồng thời phải phù hợp với yêu cầu về kích thước nhỏ nhất.

- Với độ dốc nhất định. tốc độ nước chảy phải nhỏ hơn tốc độ bắt đầu xói

lở của lòng rãnh thiên nhiên gây ra với vật liệu gia cố.

- Chọn tiết diện và độ dốc dọc của rãnh như thế nào đ ể đảm bảo cho vận

tốc nước chảy trong rãnh không nhỏ hơn vận tốc ban đầu làm cho các hạt phù sa

lắng xuống và rãnh bị bồi đắp. Thường độ dốc dọc của rãnh lấy bằng của đường

nhưng không được nhỏ hơn 0.5%. Trong trường hợp cá bi ệt địa hình rất b ằng

phẳng cũng khơng được lấy nhỏ hơn 0.3%

- Rãnh phải được chuyển hướng một cách từ từ sao cho các góc ngo ặt

khơng được lớn hơn 450 và bán kính cong khơng được nhỏ hơn hai lần chiều

rộng mặt trên của rãnh. Nói chung khi định tuyến nên gi ảm b ớt s ố ch ỗ ngo ặt

của rãnh.



8.1.3. Trình tự tính tốn rãnh dọc

Trong những trường hợp rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước ở mặt

đường và khu vực hai bên đường thì rãnh cần phải tính tốn và d ựa vào l ưu

lượng thiết kế để chọn kích thước cho hợp lý.

- Xác định lưu lượng thiết kế Qtk ứng với tần suất thiết kế 4%.

- Chọn tiết diện rãnh. giả định chiều sâu mức nước. Trên cơ sở đó xác định

w. X. R rồi suy ra v.

- Xác định khả năng thoát nước của tiết diện đã chọn Q 0 và so sánh với Qtk.

Nếu chúng sai khác không quá 10% thì tiết di ện rãnh đã ch ọn đ ạt yêu c ầu. n ếu

không ta phải giả thiết lại tiết diện và tính lại.

Căn cứ vào tốc độ v kiểm tra điều kiện sói lở và từ đó chọn ra giải pháp gia

cố.

Đối với tuyến A- B. trong giai đoạn lập báo cáo nghiên cứu kh ả thi th ường

được thiết kế theo cấu tạo định hình. Khi ki ểm tốn thấy rãnh d ọc khơng thốt

hết nước ta có thể bố trí rãnh đỉnh hoặc cống cấu tạo.

Tiết diện của rãnh được thiết kế theo định hình như hình vẽ v ới hình

dạng và kích thước như sau:

Taluy rãnh một bên lấy theo taluy nền. một bên lấy bằng 1:1.



LƯƠNG MINH ĐIỀN



71



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Hình 8.1. Mặt cắt ngang rãnh dọc



8.1.4. Gia cố rãnh dọc

Căn cứ vào tốc độ v kiểm tra điều kiện sói lở và từ đó chọn ra giải pháp gia

cố.



8.2. Cống thoát nước

8.2.1. Nguyên tắc thiết kế cống

- Cố gắng đi tuyến sao cho cắt vng góc với dòng chảy.

- Vai nền đường phải cao mực nước dâng trước cống tối thi ểu 0.5m v ới

cống khơng có áp và bán áp có khẩu độ nhỏ hơn 2m. cao h ơn 1m v ới c ống có

khẩu độ lớn hơn 2m.

- Đường có cấp hạng cao thì hướng cống và cầu nhỏ phụ thuộc hướng

tuyến. Khi vượt qua các dòng suối mà địa chất chắc và ổn định thì có th ể chuy ển

vị trí cống lên lưng chừng suối để giảm bớt chiều dài và dễ thi công.

- Phải đảm bảo chiều dày đất đắp trên cống tối thi ểu là 0.5m hoặc ph ải

đủ bố trí chiều dày của lớp kết cấu mặt đường nếu chiều dày kết cấu l ớn h ơn

0.5m.

Cống để thoát nước rãnh dọc gọi là cống cấu tạo. Cự ly cống cấu tạo từ

300 - 500m đối với rãnh hình thang. khơng > 250m đối với rãnh hình tam giác.

- Nên dùng cống tròn là BTCT vì rẻ và tiện cho thi công cơ gi ới. C ống vuông

dùng cho lưu lượng lớn hơn cao độ nền đắp hạn chế.

-Cơ sở tính tốn thuỷ lực. thuỷ văn cơng trình cống là lưu lượng tính tốn

theo tần suất lũ thiết kế Q4%.



8.2.2. Tính tốn lưu lượng cống

Lưu lượng tính tốn được xác định theo cơng thức tính theo c ường độ giới

hạn(theo 22TCN 220-95):

LƯƠNG MINH ĐIỀN



72



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Q = Ap.



ϕ



Hp.F.δ1 (m3/s)



8.2.2.1. Xác định Hp

Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế P= 4%. Tuyến thi ết kế

thuộc vùng mưa IX, tra bảng luợng mưa ngày theo bản đò phân khu mưa rào

Như Xn , Thanh Hóa ta có: Hp = 346 (mm)

8.2.2.2. Xác định:



ϕ



Hệ số dòng chảy lũ lấy trong phụ lục 4-1 tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo

khu vực và lượng mưa ngày thiết kế (HP) và diện tích lưu vực (F).

Đất cấu tạo : Đất sét có







Cấp đất III



8.2.2.3. Xác định AP

Mơ đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều ki ện δ = 1, AP lấy

trong bảng phụ lục 4-4 tuỳ thuộc vào đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòng

sơng(Φls), thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs, xác định theo bảng phụ

lục 4-3 tuỳ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc ( Φsd) và vùng mưa.

+ Hệ số đặc trưng địa mạo sườn dốc (Φsd) xác định theo công thức:

Φsd= Đất nền Eo,C = 0.038,



ϕ



= 240



Trong đó:

bs: Chiều dài bình qn của sườn dốc lưu vực



bs =

9.



+ Lưu vực có 1 sườn dốc



bs =

+ Lưu vực có 2 sườn dốc



F

(m)

1.8( L + ∑ l )



F

( m)

0.9( L + ∑ l )



ms: Hệ số đặc trưng nhám sườn dốc phụ thuộc vào tình hình bề mặt của

sườn lưu vực tra bảng : ms = 0,25.

Js: Độ dốc sườn dốc

+Hệ số đặc trưng địa mạo (Φls) xác định theo công thức:

LƯƠNG MINH ĐIỀN



73



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Φls =



1000.L

mls .J .F 1/ 4 .(ϕ .H p )1/ 4

1/ 3

ls



Trong đó:

L: Chiều dài lòng sơng chính,

mls: Hệ số nhám lòng sơng phụ thuộc vào tình hình sơng su ối của l ưu v ực

tra phụ lục 4-6.

Jls: Độ dốc lòng suối chính (%0).

8.2.2.4. Xác định δ1

Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu

vực, δ1= 1.

Bảng kết quả tính lưu lượng



Phương án 1:

Bảng 8.1. Kết quả tính lưu lượng phương án 1

STT



Tên Ct



Lý trình



F

(Km2)



Ap%



φ



Qmaxp%

(m3/s)



Km0+230.3

1



C1



9

Km1+900.0



3.13



0.774



30.00



2



CO1



0

Km2+200.0



0.06



0.912



0.141



2.71



3



CO2



0

Km2+709.0



0.27



0.859



0.137



11.06



4



C2



0

Km6+075.0



7.59



0.755



40.00



5



C3



0

Km6+464.5



4.30



0.764



25.00



6



CO3



1



0.46



0.862



0.098



Ghi chú

Giả định



Giả định

Giả định



13.42



Phương án 2:

Bảng 8.2. Kết quả tính lưu lượng phương án 2

LƯƠNG MINH ĐIỀN



74



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



STT



Tên CT



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Lý trình



F



Ap%



φ



(Km2)



Qmaxp%

(m3/s)



Ghi chú



Km0+387.0

1



C1



0

Km1+275.0



1.61



0.777



0.068



29.49



2



CO1



0

Km1+678.5



0.12



0.857



0.155



5.34



3



CO2



0

Km2+329.6



0.31



0.860



0.113



10.51



4



CO3



8

Km3+171.5



0.09



0.906



0.161



4.43



6



CO4



0

Km3+603.3



0.03



0.940



0.195



5.17



7



C2



0

Km5+781.1



5.58



0.759



35.00



8



C3



5

Km6+170.4



4.30



0.763



30.00



CO5

5

0.46

8.2.3. Tính tốn thủy văn cống



0.862



9



0.098



Giả định

Giả định



13.42



Tính tốn chi tiết thủy văn cống CO1 phương án 1

Chọn sơ bộ kích thước cống như sau:

Cống tròn, d =



1.5



m



Kiểu đầu thu : Tường đầu có mép vng (1)

Chọn chế độ chảy trong cống là chế độ chảy khơng áp

Chế dộ kiểm sốt thượng lưu

Từ kích thước cống, lưu lượng qua cống, kiểu đầu thu ta xác định

được tỷ số HW/D qua đồ thị 10-C-1

HW/D =



0.85



Chiều cao nước dâng trước cống HW =

- Kiểm tra:



1.275 m



+ Chế độ chảy khơng áp HW <= 1,2D

+ Chế độ chảy có áp 1,2D < HW



Có :



1.2D =



1.8



m =>



thỏa mãn



Chế dộ kiểm sốt hạ lưu



LƯƠNG MINH ĐIỀN



75



CẦU ĐƯỜNG Ơ TƠ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

dc / D =



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TƠ VÀ SÂN BAY



Dựa vào đồ thì 10-C-21 ta xác định được:

Vc 2 / D =



0.575

4.7

Do vậy:

Chiều sâu dòng nước tại cửa ra : dc = 0.86 m

Vận tốc dòng nước tại cửa ra : vc =



2.66 m/s



Bảng kết quả tính thủy văn cống

Phương án 1:

Bảng 8.3. Kết quả tính thủy văn cống phương án 1

STT



Tên

cống



1

2

3



CO1

CO2

CO3



Khẩu độ

Loại cống cống

D(m)

Cống tròn

1.5

Cống tròn

2x2

Cống tròn

2x2



Chế độ

HW



chảy

Khơng áp

Khơng áp

Khơng áp



1.275

1.68

1.92



Vc

(m/s)



dc (m)

0.86

1.55

1.72



2.66

4.00

4.69



Phương án 2:

Bảng 8.4. Kết quả tính thủy văn cống phương án 2

STT



Tên

cống



Loại cống



1

2

3

4

5



CO1

Cống tròn

CO2

Cống tròn

CO3

Cống tròn

CO4

Cống tròn

CO5

Cống tròn

8.2.4. Bố trí cống cấu tạo



Khẩu

độ

cống

2

2x2

2

2

2x2



Chế độ



HW



chảy

Khơng áp

Khơng áp

Khơng áp

Khơng áp

Khơng áp



1.65

1.68

1.46

1.125

1.92



Vc

(m/s)



dc (m)



3.03

4.10

2.81

2.60

4.69



1.12

1.70

1.20

0.78

1.72



Mục đích của việc bố trí cống cấu tạo là nhằm dẫn nước từ rãnh biên ra

ngồi phạm vi của đường. Nó phụ thuộc vào khả năng thoát nước của rãnh biên

và thường đặt ở những vị trí có thể dễ dàng dẫn nước ra ngoài phạm vi của

đường.

Theo qui định thiết kế của Bộ Giao Thông Vận Tải qui định : Đối v ới rãnh

hình thang thì tối đa là 500 m dài rãnh phải bố trí c ống cấu tạo đ ể thốt n ước

rãnh dọc.

LƯƠNG MINH ĐIỀN



76



CẦU ĐƯỜNG Ơ TƠ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Ngồi ra tại những chỗ tròng trên trắc dọc. mặc dù khơng hình thành dòng

chảy nhưng nước đọng bên lề lớn có thể làm nền đường bị ẩm ướt. cũng nên đặt

cống cấu tạo.

Các cống cấu tạo được dùng thường là cống tròn BTCT. khẩu độ cống

khơng cần tính tốn thuỷ lực cụ thể mà dùng theo định hình b ố trí theo qui đ ịnh

của Bộ Giao Thơng Vận Tải và khơng phải tính tốn cụ th ể.

Các kết quả tính tốn được lập ở bảng dưới.

Bảng 8.5.Tổng hợp bố trí cống cấu tạo phương án 1

TT



Lý trình

KM1+200.0

0

KM3+100.0

0

KM5+700.0

0



1

2

3



Loại

cống



Chế độ

chảy



Khẩu

độ (m)



Tròn



Khơng áp



1



Tròn



Khơng áp



1



Tròn



Khơng áp



1



Bảng 8.6.Tổng hợp bố trí cống cấu tạo phương án 2

TT

1

2



Lý trình

KM4+300.0

0

KM5+322.3

8



Loại

cống



Chế độ

chảy



Khẩu

độ (m)



Tròn



Khơng áp



1



Tròn



Khơng áp



1



8.3. Tính tốn cầu nhỏ

Trên mỗi phương án tuyến đều cắt qua 3 vị trí suối. Căn cứ vào lưu lượng

tính tốn kiến nghị tại các vị trí này sẽ bố trí cầu nhỏ: Cầu dầm bản.

Trình tự tính tốn chi tiết cầu nhỏ C1 lý trình Km0+230.39 của phương án

1 như sau:

* Các thơng số tính tốn:



Qtk =



30



m3/s



Độ nhám lòng sơng:



n=



0.05



Độ dơc lòng sơng:



I=



0.014



Giả sử mcn suối là hình thang cân và có các thơng s ố sau:

m=



1.75



nđ = 0.03

nm = 0.045

bđ = 2

LƯƠNG MINH ĐIỀN



m

77



( bể rộng đáy lòng suối )

CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



*Xác định chiều sâu dòng chảy tương ứng với lưu lượng thiết kế:

Giả sử ho =

1.93 m



=>

=>



Ω=



10.378575 m2



X=



9.780078727



m



R=



1.061195445



m



I=



0.014



n=



0.042366738

Q = Ω*v=Ω*1/n*R2/3*i1/2



=> Lưu lượng:



Q = 30.16

Vc=



2.89 m/s



Gia cố lòng lạch dưới cầu bằng một lớp đá D=15cm. Dùng loại mố cầu có

¼ nón với độ dốc ta luy là 1/m = 1/1 (taluy chóp nón mố cầu được gia c ố bằng 2

lớp đá).

Vt =



3.5



m/s



*Chọn loại mố

Chọn mố chữ U



m=



0.35



Suy ra M= m.(2g)1/2 = 1.55

Tra bảng 7.2 của phụ lục có :



k1 = 0.52

N=



0.8



Y=



0.83



* Giả thiết chế độ chảy tự do

Cột nước dâng trước cầu H =1.37

N.H = 1.11 m



<



ho



m



1.93 m



Suy ra : Chảy ngập

* Tính theo chế độ chảy

Tốc độ dòng chảy lớn nhất dưới cầu :

vmax = 3.85

Suy ra Vtt =



>



vt



3.5



m/s



3.85 m/s



Xác định hàm bổ trợ q1 =

Tra bảng 7.3 có s ng1 =



7.675

0.999



Y2 = 1.008

H1 = 2.43

LƯƠNG MINH ĐIỀN



78



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



Chiều dài cầu :

b=



5.1



m



Chọn chiều dài định hình b1 =5 m

Hàm bổ trợ để tính lại cột nước dâng

q=

Tra bảng 7.3



1.28

s ng2 = 1

K ng2= 0.63



Tính lại cột nước dâng

H2 = 2.47

So sánh



n1 = 0.792857143

n2 =



Độ lệch

Kết luận



0.782951462



-1.249365169



%



Đạt



Vậy chọn cầu có chiều dài

Cột mước dâng trước cầu

MNCNChiều sâu dòng chảy



L=



24



m



H=



2.465031479



ho = 1.93 m



Chiều sâu tính tốn



htt =



Vận tốc tính tốn Vtt =



1.552969832



3.86m/s > Vt = 3.5 m/s



( Vận tốc chống xói)

Suy ra gia cố lòng lạch dưới cầu bằng một lớp đá D=20cm

Vt = 4m/s ( Vận tốc chống xói)

Bảng 8.7. Tổng hợp tính tốn cầu nhỏ phương án 1

TT

1

2

3



Lý trình

KM0+230.3

9

KM2+709.0

0

KM6+075.0

0



Loại

cầ u

Cầu dầm

bản

Cầu dầm

bản

Cầu dầm

bản



Khẩu

độ (m)

24

24

24



Bảng 8.8. Tổng hợp tính tốn cầu nhỏ phương án 2

TT



Lý trình



1



KM0+387.0

0



LƯƠNG MINH ĐIỀN



m



79



Loại

cầ u

Cầu dầm

bản



Khẩu

độ (m)

24



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



m



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



2

3



LƯƠNG MINH ĐIỀN



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



KM3+603.3

0

KM5+781.1

5



80



Cầu dầm

bản

Cầu dầm

bản



24

24



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY



CHƯƠNG 9

THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH PHỊNG HỘ TRÊN ĐƯỜNG

9.1. Biển báo hiệu

Đặt các biển báo hiệu trên đường là 1 biện pháp quan tr ọng hướng d ẫn

người lái các phương tiện giao thơng có thể biết được điều ki ện. đặc đi ểm của

đường mà bảo đảm đi cho đóng và an tồn.

Biển báo trên đường phải thực hiện các nguyên tắc:

Các biển báo hiệu trên tuyến đường và trên mạng lưới đường toàn quốc

gia phải thực hiện thống nhất về hình dáng. kích thước bi ểu tượng.. ..

Biển phải được đặt ở vị trí dễ nhìn. khơng bị che khuất và nên dùng biển

phản quang. đối với đường khơng có chiếu sáng phải dùng biển phản quang.

Vị trí đặt biển phải báo trước kịp cho người lái xe hành động trước điểm

cần xử lý. Nội dung biển báo phải gọn gàng dễ hiểu.

Biển báo hiệu bao gồm các loại sau:



9.1.1. Biển nguy hiểm (biển tam giác)

Tác dụng của biển nguy hiểm là báo cho những người sử dụng đường. ch ủ

yếu là những người lái xe cơ giới biết tính chất của sự nguy hi ểm để phòng

ngừa. Loại biển này thường đặt ở các vị trí giao cắt. các đường cong có bán kính

nhỏ... Khoảng cách từ nơi đặt biển báo đến chỗ định báo là 200m.

Số lượng biển báo nguy hiểm: 2 chiếc



9.1.2. Biển chỉ dẫn (biển chữ nhật)

Biển chỉ dẫn có tác dụng báo cho người sử dụng đường biết những điều

cần thiết có ích như chỉ dẫn hướng đi. Nó thường được đặt tại các nút. các v ị trí

cầu để báo tải trọng cho phép. tĩnh không của cầu.

Số lượng biển chỉ dẫn: 6 chiếc

Ghi chú: ở mỗi vị trí đều đặt 2 biển cho cả 2 hướng đi và về.



9.1.3. Biển báo cấm, hiệu lệnh (biển tròn)

Nhằm báo điều cấm hoặc hạn chế mà người đi đường phải tuân theo

Số lượng biển chỉ dẫn: 2 chiếc



9.2. Cọc Km, cọc tiêu

LƯƠNG MINH ĐIỀN



81



CẦU ĐƯỜNG Ô TÔ & SB K53



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×