Đồ án Thiết kế nút giao thông lập thể

mỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên của đất nước ta thì yêu cầu đòi hỏi về phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học là một yêu cầu bức thiết vì GTVT là nền tảng để phát triển các ngành khác. Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này chúng ta cần phải đẩy mạnh xây dựng các đường ôtô cao tốc, nâng cấp hàng loạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây dựng những cây cầu có quy mô lớn và có vẻ đẹp kiến trúc hiện đại…Thực tế hiện này là rất cần có những kỹ sư có trình độ chuyên môn tốt, vững vàng để có thể nhanh chóng nắm bắt được các công nghệ xây dựng Cầu - Đường tiên tiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các công trình có chất lượng và có tính nghệ thuật cao. Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -Trường ĐHGTVT, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai. Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường , đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của : + Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Trần Thu Hằng. + Giáo viên đọc duyệt : - Th.s Nguyễn Đức Vương. Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ còn có hạn chế nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và vững vàng về trình độ chuyên môn khi công tác thực tế. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 05 năm 2008. Sinh viên Ngô Chung Thông NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU CONG TRONG CÁC NÚT GIAO LẬP THỂ CẤU TẠO NÚT GIAO KHÁC MỨC TRÊN CÁC ĐÔ THỊ VÀ TUYẾN GIAO THÔNG. Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thết kế các luồng xe mà người ta chọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao đồng mức. Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xe chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các luồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau. Các nút giao khác mức thường được xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hay đường quốc gia để đảm bảo giữa các nhánh là liên thông giảm thiểu xung đột. Nút giao khác mức hoàn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có vai trò bình đẳng trong lưu thông. Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và đường phụ. Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụ khi lưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ. Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và yêu cầu giao thông, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đây trình bày một số dạng nút giao có bố trí cầu cong. Nút giao ba nhánh ( ngã ba ). Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm: Loại nút giao nhánh rẽ: Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ rẽ từ tuyến đường này sang tuyến đường khác. Các nhánh rẽ có thể là nhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp. Trên hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp. Đây là một ngã tư nhưng chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba. Hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp Hình I.2 biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên đường cao tố khi lưu lượng xe > 1500 xe/h. Hình dáng nút giao có dạng kèn trompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải pháp thông dụng nên dùng, nút giao trompete thẻ hiện trên hình hình I.3. Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete) Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình I.4 thể hiện nút giao rẽ trái và rẽ phải hình quả lê. Loại này các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt bằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp . Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ trái nửa trực tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng. Loại nút giao này dùng thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao. Nút giao này đẹp nhưng chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt. Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác. Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ). Nút giao hình hoa thị: Hình I.6 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản, có các chỉ tiêu kinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc. Nút giao hình hoa thị thường được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h. Dạng nút giao này được biến tấu thành niều dạng nút giao có các nhánh rẽ khác nhau như: Như nhánh rẽ hình nơ tròn, hình nơ vuốt dài, hình nơ bóp bẹp, nhánh rẽ trực tiếp vuông góc , nhánh rẽ vận dụng. Hình I.6: Nút giao hình hoa thị Nút giao nhánh rẽ trực tiếp: Trên hình I.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trực tiếp, không xung đột. Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường cao tốc nhiều là xe. Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế. Nhưng nút giao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô thị Hình I.8: Nút giao hình cối xay gió Nút giao hình thoi: Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta xây dựng nút giao có dạng hình thoi vì mục tiêu kinh tế. Tuy nhiên việc lưu thông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao và bán kính nhỏ. Hình I.9: Nút giao hình thoi Nút giao nhiều nhánh: Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điểm giao là hội tụ nhiêù tuyến. Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưu tiên vượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác. Các nhánh phụ sẽ phân, nhập luồng ở độ cao khác tuyến chính. Cầu vượt có thể là cầu chính vượt qua các nhánh và đảo tròn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trên cao để các làn xe giao lưu với nhau. Cầu cong chỉ thiết kế khi các tuyến phụ đi bên trên thể hiện trong hình 1.9a. Hình 1.9a: Nút giao nhiều nhánh Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giao nhiều tầng. Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường cong chuyển tiếp. YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KẾT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ. Nút giao lập thể thông thường được xây dựng trong các khu đô thị và vượt qua các đường lớn như xa lộ, đường cao tốc hoặc đường cấp quốc gia, công trình sẽ nằm trong quần thể kiến trúc nổi bật. Ngoài yêu cầu về giao thông, quy hoạch đòi hỏi công trình có tính thẩm mỹ cao. Cấu trúc công trình phải hài hoà với kiến trúc tổng thể và cảnh quan xung quanh. Do yêu cầu về kiến trúc cũng như hạn chế chiều cao xây dựng dầm cầu nên chọn với tỷ lệ chiều cao và chiều dài nhịp nhỏ, phát huy tối đa khả năng của vật liệu để đưa vào công trình cầu có chiều dài nhịp lớn. Các đường biên kết cấu cần nối với nhau êm thuận, tốt nhất vẫn là nối tiếp tuyến. Kích thước cần thanh mảnh tỷ lệ kiến trúc hợp lý. Kết cấu mố trụ cầu có thể là cột hình tròn, hình ôvan hoặc hình vuông có xà mũ thẳng hoặc cánh hẫng, kết cấu cần thanh mảnh tạo dáng kiến trúc đẹp, nếu có thể nên thiết kế lẩn xà mũ trong kết cấu nhịp. Trong phạm vi nút giao cần phải thiết kế cây xanh, vườn hoa và các trang trí cây cảnh để tạo ra quang cảnh đẹp, hài hoà. CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ. Trong nút giao khi các tuyến vượt là đường cong thì cầu cũng được thiết kế cong, các yếu tố đường cong trên cầu sẽ được cân nhắc và theo yếu tố đường cong của đường. Câu vượt được thiết kế thẳng góc hoặc chéo phụ thuộc vào hướng tuyến đi bên dưới. Góc chéo nên hạn chế < 45o. Các cầu trên nhánh rẽ thường là cầu cong nối vào cầu vựơt chính và thông thường có quy mô mặt cắt ngang nhỏ hơn cầu chính. Công nghệ thi công cầu cong Cầu cong bằng nhiều nhịp dầm thẳng nối tiếp được thi công bằng phương pháp lao kéo dọc, hoặc bằng cẩu như các dầm giản đơn thông thường, bản mặt cầu được đổ bê tông tại chỗ. Đôi khi các dầm cũng được đổ tại chỗ trên đà giáo. Cầu dầm bản cong ƯST nhiều nhịp liên tục thường được thi công đổ tại chỗ trên đà giáo cố định hoặc di động. Công nghệ thi công loại dầm này được trình bày chi tiết hơn trong phần công nghệ thi công dầm bản cong. Mặt cắt kết cấu dầm bản Đã có nhiều công trình cầu được xây dựng với kết cấu nhịp bằng dầm bản nhịp giản đơn hoặc liên tục bằng BTCT thường, BTCT ƯST. Dầm bản là loại hình kết cấu có chiều cao thấp, tiết diện đặc hoặc rỗng bên trong bằng lỗ hình tròn hoặc vuông. Với những nhịp nhỏ (25M) cầu thường được xây dựng bằng dầm bản liên tục nhiều nhịp. Khi chiều rộng toàn cầu lớn hơn 15m cần xem xét tách thành hai bản riêng biệt để thuận lơị trong thi công và tránh các ứng suất cục bộ. Dầm bản đặc Khi xây dựng công trình nhỏ hoặc hạn chế chiều cao xây dựng dầm được thiết kế bằng tiết diện đặc. Tiết diện hình chữ nhật như hình 1I.10a. Mặt cắt dạng này thường thiết kế cho các loại dầm giản đơn bê tông cốt thép thường hay bê tông thép ứng suất trước căng trước và rất thông dụng cho các cầu có nhịp ngắn. Tiết diện có hai đáy không bằng nhau như hình I.10b, I.10c thường được thiết kế cho các cầu nhịp liên tục bê tông dự ứng lực có nhịp lớn hơn 25m. Hình I.10: Cắt ngang dầm bản đặc Ưu điểm của dầm bản đặc là dễ bố trí cốt thép, dễ sử lý kết cấu trong phạm vi các nhánh cong giao vào nhau, khả năng chống xoắn của dầm tốt và thi công đơn giản. Nhược điểm của dầm bản đặc là chưa sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và tĩnh tải của dầm lớn. Dầm bản rỗng Khi thiết kế các nịp lớn để giảm trọng lượng tĩnh tải cũng như tiết kiệm vật liệu dầm được thiết kế bằng tiết diện rỗng như hình I.11a, I. 11b, I. 11c. Hình I.11: Cắt ngang dầm bản rỗng Khi chiều rộng cầu lớn mặt cắt được chia thành hai cầu riêng biệt như hình I.12 sau Ưu điểm của dầm bản rỗng là sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và tĩnh tải của dầm nhỏ. Nhược điểm của dầm bản rỗng là khó bố trí cốt thép dự ứng lực tại các mặt cắt kết cấu có nhánh cong giao vào nhau. Chiều cao dầm bản Trong các nút giao khác mức, chiều cao dầm thường được dùng với trị số nhỏ nhất để làm giảm chiều cao xây dựng đồng thời giảm chiều dài cầu và dốc của đường lên cầu. H B Hình I.13 Dầm bản giản đơn thông thường có chiều cao H, chiều dài nhịp L thì chiều cao dầm được chọn theo tỷ lệ H/L = 1/15 ~ 1/20 Với dầm bản liên tục chiều cao dầm thường chọn theo tỷ lệ H/L = 1/20 ~ 1/30. Dầm bản rỗng có chiều cao lớn hơn dầm bản đặc với cùng chiều dài nhịp. Một số thông số giữa chiều cao và chiều dài nhịp như sau: TT Chiều dài nhịp (m) Chiều cao bản (cm) Tỷ lệ L/H Loại kết cấu Áp dụng 1 7 30 1/23 BTCT Phổ biến 2 9 40 1/23 BTCT Phổ biến 3 12 52 1/23 BTCT/BTƯST Phổ biến 4 15 65 1/23 BTCT/BTƯST Đường L-HL, Đường HCM, QL1,QL18 5 18 75 1/24 BTƯST Đường Láng-Hoà lạc, Đường HCM, QL18 6 20 85 1/24 BTƯST QL18, QL6 7 22 100 1/22 BTƯST QL18, QL6, Đường HCM 8 24 100 1/24 Bản rỗng BTƯST - Liên tục Nút Ngã tư Mai Dịch 9 30 120 1/25 Bản rỗng BTƯST - Liên tục Nút Ngã tư Vọng 10 35 145 1/24 Bản rỗng BTƯST - Liên tục Nút Cái lân, Nút Vọng GIỚI THIỆU CHUNG NÚT GIAO VĨNH TUY HỆ THỐNG QUY PHẠM ÁP DỤNG. Tiêu chuẩn đường Đô thị TCXDVN 104-2007. Tiêu chuẩn cầu đường bộ 22TCN 272-05. Tài liệu tham khảo: Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác mức GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG VĨNH TUY. Dự án cầu Vĩnh Tuy thuộc tuyến đường vành đai hai, có điểm đầu cách ngã 3 Minh Khai 275m, vượt qua đê Hữu Hồng đi vào địa phận cảng Hà Nội, vượt qua dòng chủ sông Hồng, đi qua bãi sông tại địa bàn phường Long Biên, vượt qua đê Tả Hồng đi vào địa phận Thạch Bàn, vượt qua Quốc Lộ 5 và kết thúc gần khu đô thị mới Sài Đồng. Đây là một dự án giao thông trọng điểm để nối liền các khu vực hai bên sông Hồng, phục vụ các yêu cầu phát triển không gian thành phố Hà Nội về phía bắc. Sau khi hoàn thành, dự án sẽ góp phần phục vụ giao thông nội đô cũng như giao thông giữa hai bên sông Hồng, giúp giảm bớt lưu lượng giao thông qua cầu Chương Dương và cầu Long Biên, đồng thời thúc đẩy tiến trình phát triển đô thị của quận Long Biên. Đặc điểm nút giao Vĩnh Tuy. Nút giao giữa đường dẫn cầu Vĩnh Tuy với QL5 thuộc địa bàn quận Long Biên. QL5 hiện tại là trục đường quan trọng nối liền Hà Nội với Hải Phòng. Theo quy hoạch tại vị trí nút giao trục đường này có tổng bề rộng B=50m với quy mô 8 làn xe. Đây là vị trí nút giao phức tạp, mặt bằng bị hạn chế, bên phải QL5 là tuyến đường sắt quốc gia, bên trái QL5 là khu dân cư rất đông đúc, đặc biệt có thêm khu tái định cư QL5 và khu đô thị mới Sài Đồng. Hiện trạng giao thông tại vị trí xây dựng nút. Trong nút giao thông này, xe có nhiều chuyển động khác với trên đường thường. Ta thấy giữa các làn xe có bốn chuyển động: nhập dòng, tách dòng, cắt dòng và trộn dòng. Tương quan vị thế các xe trong các chuyển động tạo thành các xung đột. Các xung đột trong nút Vĩnh Tuy có ba loại: điểm nhập, điểm tách và điểm cắt. Chuyển động trộn dòng là tổng hợp của hai xung đột: một điểm nhập và một điểm tách. Trong các xung đột, nguy hiểm nhất là điểm cắt mà đặc biệt ở đây lại có sự giao cắt giữa đường ôtô và đường sắt. Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thể chấp nhận được. Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sống chung với các xung đột. Điều này sẽ gây lãng phí thời gian tiền bạc và ô nhiễm môi trường. Khi đã chấp nhận các xung đột, muốn giảm độ nguy hiểm ta phải định vị nó để phân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao có lợi. Tức là phải có biện pháp phân định không gian. Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thời gian thành các pha. Mỗi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phép thông qua. Như vậy số xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhận được. Tuy nhiên với nút giao Vĩnh Tuy, khi mà các đường giao là QL5, đường sắt quốc gia và tuyến đường quan trọng vành đai 2 của thành phố Hà Nội thì sự giao cắt và thời gian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh tế xã hội của dự án đạt được là không cao. Như vậy một biện pháp đặt ra tích cực hơn là thiết kế nút giao khác mức để phân tách các luồng xe nhằm đảm bảo an toàn xe chạy và giảm thời gian thông qua của nút. THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO VĨNH TUY QUY MÔ VÀ TỐC ĐỘ THIẾT KẾ. Tuyến chính được thiết kế theo cấp đường trong thành phố là đường cấp I, tốc độ thiết kế tuyến chính là 60km/h. Khi đó tốc độ xe chạy trên đường nhánh được lựa chọn ở mức trung bình là 40km/h( Tham khảo bảng 2.1 sách tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác mức.) TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.( TRÍCH TỪ TCXDVN 104-2007) Bảng 1: Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nút giao Hạng mục Đơn vị Trị số Tốc độ thiết kế đường chính km/h 60 Tốc độ thiết kế nút giao km/h 40 Bề rộng một làn xe m 3,5 Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn m 60 Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường m 75 Tầm nhìn dừng xe tối thiểu m 40 Độ dốc siêu cao tối đa % 6 Độ dốc dọc tối đa % 7 Độ dốc ngang với mặt đường BTN % 0.15-0.25 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ Với mục đích góp phần nâng cao hiệu quả khai thác, tạo ra điều kiện giao thông thuận lợi cho các tuyến đường nhập nút, nút giao Vĩnh Tuy nói riêng và các nút giao trên tuyến đường dẫn hai đầu cầu Nhật Tân nói chung phải đáp ứng các nguyên tắc sau: Phù hợp với quy trình, quy phạm hiện hành; dảm bảo xe chạy an toàn. Phương án thiết kế phải đáp ứng tốt yêu cầu kinh tế - kỹ thuật. Hạn chế chiệm dụng mặt bằng; phù hợp với quy hoạch. Tổ chức giao thông rõ ràng, đảm bảo cho lái xe dễ nhận biết hướng đi đúng theo nhu cầu của mình. Công trình có kiến trúc đẹp, phù hợp với cảnh quan, phối hợp tốt với các công trình xung quanh, có khả năng phân kỳ xây dựng. Các kết cấu phải thanh mảnh, đẹp và dễ thi công trong điều kiện đô thị để đảm bảo giao thông thuận lợi và an toàn. Giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh cả trong giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác. CÁC PHƯƠNG ÁN NÚT GIAO. Phương án 1: Dạng nút hoa thị chưa hoàn chỉnh. sµi ®ång 2F 2D 2E H¶i phßng §S. hµ néi - h¶i phßng 2C vÜnh tuy 2A 2B §S. hµ néi - h¶i phßng CÇu chui QL.5 Nút giao gồm có các thành phần sau : Cầu vượt quốc lộ 5 Các đường nhánh trong nút : 2A; 2B; 2C; 2D; 2E; 2F Tổ chức giao thông trong nút : Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui Cầu Chui đi Hải Phòng: đi trên QL5 Cầu Chui đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh rẽ phải 2B về Vĩnh Tuy Tổ chức giao thông tại phía Hải Phòng Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5. Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải 2E về khu đô thị Sài Đồng Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh 2D lên cầu vượt về Vĩnh Tuy Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi thẳng cầu vượt về khu đô thị Sài Đồng Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2A về Hải Phòng Vĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2C về cầu Chui Tổ chức giao thông tại phía khu đô thị Sài Đồng : khu đô thị Sài Đồng đi Vĩnh Tuy : đi theo cầu vượt quốc lộ 5 về Vĩnh Tuy khu đô thị Sài Đồng đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2F về cầu Chui Phương án 2: Nút giao vòng xuyến khác mức. Biện pháp tổ chức giao thông tại nút. Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui Cầu Chui đi Hải Phòng: đi trên QL5 Cầu Chui đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh rẽ phải về Vĩnh Tuy Cầu Chui đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về khu đô thị Sài Đồng Tổ chức giao thông tại phía Hải Phòng Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5. Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải về khu đô thị Sài Đồng Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về Vĩnh Tuy Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về khu đô thị Sài Đồng Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải về Hải Phòng Vĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về cầu Chui Tổ chức giao thông tại phía khu đô thị Sài Đồng. khu đô thị Sài Đồng đi Vĩnh Tuy : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về Vĩnh Tuy khu đô thị Sài Đồng đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải về cầu Chui khu đô thị Sài Đồng đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về Hải Phòng Đánh giá phương án. Phương án 1. Ưu điểm Giao thông được tổ chức tương đối mạch lạc, dễ nhận biết hướng đi, hành trình các tuyến thuận lợi, không bị kéo dài. Phương án giải quyết được triệt để các giao cắt trên mặt bằng, không có giao cắt giữa các dòng xe, các phương tiện đều đi trên các tuyến riêng biệt . Nhược điểm : Mặt bằng nút rộng, chiếm nhiều diện tích. Hướng đi từ cầu Chui về Sài Đông, từ Vĩnh Tuy về cầu Chui vẫn chưa giải quyết được (phương tiện phải quay đầu xe ) Phương án 2. Ưu điểm: Cách tổ chức giao thông như vậy đã xoá bỏ được các xung đột nguy hiểm nhất là các giao cắt mà thay vào đó là các điểm nhập và các điểm tách Nhược điểm : Tất cả các hướng xe đi qua nút đều bị giảm tốc độ. Như vậy các hướng được ưu tiên sẽ chịu thiệt thòi. Mặt bằng nút rộng, chiếm nhiều diện tích. Kiến nghị : Qua việc nhận xét ưu nhược điểm của các phương án nút giao đã nêu ở trên, ta có thể thấy phương án 2 đưa ra là khả thi hơn cả. Do đã giải quyết tôt đươc tât cả các giao cắt trên mặt băng và tổ trức tốt các luồng giao thông lưu hành trên nút. Vậy kiến nghị chọn phương án 2 thi công. THIẾT KẾ NÚT GIAO VÒNG XUYẾN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO. Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến Tốc độ tính toán trong vòng xuyến: vd = 40km/h = 11.11m/s. Góc giao của 2 đường ôtô: . Độ dốc dọc trên vòng xuyến: id = 0 %. Độ nghiêng siêu cao trên vòng xuyến: isc = 0%. Hệ số lực ngang lựa chọn: . Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh. Tốc độ tính toán trong cầu nhánh: vd = 40km/h = 11.11m/s. Độ dốc dọc lớn nhất trên các cầu nhánh: id = 4%. Độ nghiêng siêu cao lớn nhất trên các cầu nhánh: isc = 4%. Hệ số lực ngang lựa chọn: LỰA CHỌN TỐC ĐỘ TÍNH TOÁN TRÊN CÁC CẦU NHÁNH VÀ VÒNG XUYẾN. Vì nút giao khác mức thường chiếm dụng mặt bằng lớn, do đó để giảm kích thước của nút người ta thường giảm tốc độ ở các cầu nhánh. Vì vậy lựa chọn tốc độ tính toán của các cầu nhánh cần được luận chứng kỹ lưỡng. Không thể chọn tốc độ thiết kế của cầu nhánh bằng tốc độ xe chạy trên đường chính vào nút vì hai lý do sau: Thứ nhất là tốc độ xe rẽ lớn thì đòi hỏi phải thiết kế cầu rẽ có chiều dài lớn. Điều này dẫn đến khối lượng và gía thành xây dựng tăng lên, đồng thời tăng diện tích chiếm dụng mặt bằng. Thứ hai là không thể lựa chọn tốc độ trên cầu nhánh quá cao do thông thường cầu nhánh rẽ chỉ có một làn xe dành cho đi chung cả xe con và xe bus có tốc độ thiết kế thấp sẽ không đạt được tốc độ thiết kế cao. Trong thành phố, do điều kiện hạn hẹp về mặt bằng nên các nhà chuyên môn khuyên nên dung tiêu chuẩn ứng với điều kiện tối thiểu, nghĩa là tốc độ tính toán của các cầu nhánh trong các nút giao khác mức ở thành phố chỉ nên chọn V=25-40 km/h, chỉ đối với đường cao tốc thành phố mới chọn V=50km/h. Từ tất cả các điều trên và theo quy trình thiết kế đường đô thị mới nhất của nước ta: Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế mang ký hiệu 104 – 2007 với vận tốc trên đường chính 60km/h ,vận tốc thiết kế trên cầu nhánh đều được chọn là 40km/h. Tại vòng xuyến các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến nên các phương tiện không thể đi với tốc độ cao được, vì vậy tốc độ thiết kế cho vòng xuyến được chọn là 30km/h XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN CẦU NHÁNH CÓ MỘT LÀN XE TRONG PHẠM VI NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC. Tính toán tầm nhìn trên bình đồ. Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các cầu nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn phía trước). Sơ đồ tính toán tầm nhình cho đường nhánh có một làn xe Được tính theo công thức: S = l1+l2+l0 Trong đó: - Chiều dài đoạn đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe. = v.tf v - Tốc độ chạy xe trên cầu nhánh, m/s tf - Thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf = . Chọn tf = 1,0s - Chiều dài hãm xe. t- thời gian lái xe tác dụng và tăng lực hãm lên các bánh xe. Chọn loại phanh là phanh thuỷ lực nên chọn t = 0.2s K - hệ số sử dụng phanh, trị số K thay đổi từ 1,1 đến 2,0 (để đảm bảo cho xe chạy trên cầu nhánh an toàn thường chọn K = 2,0) - hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường, lấy = 0,5 - hệ số sức cản lăn (f=0,02-0,03), lấy f = 0,02 - độ dốc dọc đường nhánh, lấy trường hợp bất lợi nhất là xe xuống dốc, i= 0,08 - cự ly an toàn dừng xe trước chường ngại vật. Thường chọn = 5m Từ đây, công thức được viết lại: Vậy Xác định tầm nhìn trên trắc dọc. Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn % Vậy Xác định bán kính đường cong đứng của các cầu nhánh. Đối với các đường cong đứng lồi thì bán kính được xác định theo công thức Trong đó: S - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh. = 1,2 m chiều cao mắt người lái xe. Vậy bán kính đường cong đứng lồi là: Theo TCXDVN 104 : 2007 với tốc độ tính toán là 40km/h thì bán kính đường cong đứng tối thiểu mong muốn là 700m (bảng 29). Đồng thời chiều dài tối thiểu tiêu chuẩn của đường cong đứng là 35m. Khi mong muốn thiết kế đường cong đứng thỏa mãn tiêu chuẩn và tiếp tuyến với đường đổ dốc 4% trên trắc dọc thì sơ đồ tính toán bán kính đường cong đứng như sau: Trong đó: Tính cho trường hợp chiều dài đường cong đứng tối thiểu: l = 35m. Công thức tính chiều dài đường cong chắn góc là: m Kiến nghị chọn bán kính đường cong đứng lồi là: R = 1000 m. Đối với đường cong đứng lõm thì bán kính đường cong được tính với hai điều kiện: Bảo đảm tầm nhìn ban đêm Bảo đảm an toàn cho xe chạy khi đi vào đường cong lõm Bán kính đường cong