Đang tải... (xem toàn văn)
2.1 Các yếu tố trên bình đồ 2.2 Thiết kế đường cong nằm 2.2.1 Đặc điểm xe chạy trên đường cong nằm 2.2.2 Lực ngang, hệ số lực ngang 2.2.3 Siêu cao, đoạn nối siêu cao 2.2.4 Lựa chọn bán kính đường cong nằm 2.2.5 Đường cong chuyển tiếp 2.2.6 Mở rộng và đoạn nối mở rộng 2.2.7 Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm có bán kính nhỏ và nối tiếp các đường cong. 2.3. Thiết kế tuyến trên bình đồ
11/23/2013 Chương 2: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ (6 tiết) 2.1 CÁC YẾU TỐ TRÊN BÌNH ĐỒ 2.1 Các yếu tố bình đồ - Đường đồng mức (con, cái) 2.2 Thiết kế đường cong nằm - Hướng 2.2.1 Đặc điểm xe chạy đường cong nằm - Cao độ 2.2.2 Lực ngang, hệ số lực ngang - Các điều kiện tự nhiên (Địa hình, địa chất, thủy văn, sơng suối ao hồ….) 2.2.3 Siêu cao, đoạn nối siêu cao 2.2.4 Lựa chọn bán kính đường cong nằm - Các điều kiện xã hội (nhà cửa, dân cư, cơng trình ) 2.2.5 Đường cong chuyển tiếp - Tuyến: Đoạn thẳng, cong, cơng trinh nước, tổ chức giao thơng… 2.2.6 Mở rộng đoạn nối mở rộng 2.2.7 Đảm bảo tầm nhìn đường cong nằm có bán kính nhỏ nối tiếp đường cong - Hiện trạng mạng lưới đường, đường cũ 2.3 Thiết kế tuyến bình đồ 2.2 THIẾT KẾ ĐƯỜNG CONG NẰM 2.2.1 Đặc điểm xe chạy đường cong nằm 1- Xe phải chịu thêm lực ly tâm, lực năy đặt trọng tâm xe, hướng nằm ngang, chiều từ tâm đường cong ngồi, có trị số: C m v R (2.1) m - khối lượng xe ( kg ) v - tốc độ xe (m/s) R - bán kính đường cong nằm ( m ) + Lực ly tâm gây lật xe, trượt ngang, làm tiêu tốn nhiên liệu, hao mòn xăm lốp, gây khó khăn cho việc điều khiển xe, làm cho hành khách khó chịu 2- Đòi hỏi bề rộng phần xe chạy lớn so với đường thẳng 3- Tầm nhìn người lái xe bị hạn chế => Do u cầu đặt nghiên cứu giải pháp thiết kế để cải thiện điều kiện bất lợi 2.2.2 Lực ngang hệ số lực ngang Lực ngang : x h im im C G.sina (+) G b CY Hỉåï ng âỉåìng cong B A Hçnh 4.2: Cạc lỉûc tạc dủng lãn ätä theo phỉång ngang xe vo âỉåìng dong G Y A h G.cosa b Y 11/23/2013 Gọi Y tổng lực ngang tác dụng lên ơtơ chạy đường cong: Y = C.cos G.sin (2.2) “+” xe chạy phía lưng đường cong “-” xe chạy phía bụng đường cong Do 0,6 Vậy để xe khơng bị lật : 0,6 - Xác định hệ số lực ngang theo điều kiện ổn định chống trượt ngang: Điều kiện để xe khơng trượt: h Pk=G.1 Y=G 2 Y P2 Q G. - hệ số bám bánh xe với mặt đường 1 : Hệ số bám dọc 1 =(0,7 0,8) 2 : Hệ số bám ngang 2 =(0,6 0,7) Khi đó: Y G.2 2 Khi mặt đường khơ, : = 0,7 2 = 0,42 0,42 Khi mặt đường ẩm, : = 0,5 2 = 0,30 0,30 Khi mặt đường ẩm, bẩn : = 0,3 2 = 0,18 0,18 Vậy để xe khơng bị trượt ngang : 0,18 11/23/2013 - Xác định hệ số lực ngang theo điều kiện êm thuận tiện nghi hành khách: Theo kết điều tra xã hội học : 0,1 : hành khách khơng cảm nhận xe vào đường cong = 0,15: hành khách bắt đầu cảm nhận có đường cong = 0,2 : hành khách cảm thấy có đường cong khó chịu, người lái muốn giảm tốc độ = 0,3 : hành khách cảm thấy khó chịu Về phương diện êm thuận tiện nghi hành khách 0,15 Tổng hợp điều kiện hệ số lực ngang (Bảng 3.1/tr 39 TKĐ ơtơ tập 1) Các u cầu - Điều kiện ổn định chống lật - Điều kiện ổn định chống trượt ngang - Điều kiện êm thuận tiện nghi hành khách - Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu hao mòn xăm lốp Mặt đường Mặt đường Mặt đường khơ sạch, khơ sạch, ẩm bẩn, ĐK ĐK xe chạy ĐK xe chạy xe chạy khơng thuận lợi bình thường thuận lợi 0,60 0,36 0,60 0,30 0,60 0,18 0,15 0,15 0,15 0,10 0,10 0,10 - Xác định hệ số lực ngang theo điều kiện tiêu hao nhiên liệu xăm lốp: Muốn giảm tiêu hao nhiên liệu hao mòn xăm lốp 0,1 Tóm lại: Để đảm bảo điều kiên ổn định tiện nghi xe vào đường cong năm, thiết kế hệ số lực ngang lấy sau: Khi điều kiện địa hình thuận lợi nên chọn 0,1 Trong điều kiện địa hình khó khăn cho phép = 0,15 (NGT: 0,25) 2.2.3 Siêu cao đoạn nối siêu cao Siêu cao: dốc mái phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong Mục đích việc bố trí siêu cao: - Giảm hệ số lực ngang - Tăng tốc độ xe chạy đường cong nằm - Tăng mức độ an tồn xe chạy đường cong nằm Độ dốc siêu cao: + Độ dốc siêu cao: isc = in ÷ isc.max Độ dốc ngang yếu tố mặt cắt ngang in: độ dốc ngang mặt đường ( %) isc.max : độ dốc siêu cao lớn isc.max= f(cấp đường, tốc độ TK) Yếu tố mặt cắt ngang Phần mặt đường phần lề gia cố: Bêtơng ximăng bêtơng nhựa Các loại mặt đường khác, mặt đường lát đá tốt, phẳng Mặt đường lát đá chất lượng trung bình Mặt đường đá dăm, cấp phối, mặt đường cấp thấp Phần lề khơng gia cố Phần dải phân cách: Độ dốc ngang 1,5 2,0 2,0 3,0 3,0 3,5 3,0 3,5 4,0 6,0 tuỳ vật liệu phủ lấy tương ứng theo 11/23/2013 Độ dốc siêu cao quy định theo TCVN4054-2005 Vtk Km/ h Khơn g làm SC Độ dốc siêu cao (%) Bán kính đường cong nằm (m) 120 6008 80010 00 00 10001 500 15002 000 20002 500 25003 500 35005 500 5500 100 4004 45050 50 50055 55065 65080 80010 00 10004 000 4000 80 2502 27530 75 30035 35042 42550 50065 65025 00 2500 15017 17520 20025 25030 30015 00 1500 60 - 12515 40 - - 6075 75100 10060 600 5075 75350 350 15025 250 30 - 3050 20 - 2550 5075 75150 Cấu tạo siêu cao: a Đoạn nối siêu cao: Đoạn nối siêu cao thực với mục đích chuyển hóa cách điều hòa từ trắc ngang thơng thường hai mái sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao (hình vẽ) + Chiều dài đoạn nối siêu cao (Ln):i Ln sc ip h Hoặc Ln Âoa ûn näúi i sc ( B E ) ip (2.7) (2.8) B -bề rộng mặt đường E - độ mở rộng mặt đường đường cong ip - độ dốc dọc phụ cho phép ip = 1% VTK = 40 km/h ip = 0,5% VTK 60 km/h B (B+E) b Cấu tạo siêu cao: Ln i sc B ip * Việc chuyển hóa (thơng thường) tiến hành sau: siãu ca o x ma i i= Quay phần xe chạy phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có độ dốc (giữa ngun độ dốc lề đất) Sau tiếp tục quay quanh tim đường đến lúc đạt độ dốc siêu cao B g tr n g co n Âỉåìn i= i0 i= i0 i= ima x Âo ản nä si ãu cao R0 Trường hợp đường có dãi phân cách giữa, siêu cao thực cách quay xung quanh mép mép ngồi mặt đường 11/23/2013 a) isc in il in i i=0 n Bn il Bl Bm Bl :1 1:1 5 il Đoạn vuốt nối siêu ca o isc in Quay quan h tim phần xe ch ạy a) Bm H Tốc độ thiết kế Vtk (Km/h) 15%0 120 2,00 2,25 7,50 b) 7,50 4,00 0,50 28,50 7,50 7,50 4,00 28,50 2,25 2,00 0,50 c) i%0 i% 7,50 7,50 4,00 0,50 R (m) isc (%) L (m) R (m) isc (%) L (m) R (m) isc (%) L (m) 28,50 2,25 2,00 650800 125 400450 120 250275 110 8001000 110 450500 105 275300 100 10001500 95 500550 90 300350 85 15002000 85 550650 85 350425 70 20002500 85 650800 85 425500 70 85 800100 85 500650 70 85 100040 00 85 6502500 70 25003500 2.2.4 Lựa chọn bán kính đường cong nằm Xác định bán kính đường cong nằm theo hệ số lực ngang: a Khi có bố trí siêu cao: R v V g ( iscmax ) 127( iscmax ) (2.9) v2 V2 g ( in ) 127( in ) 2 Xác định bán kính đường cong nằm theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm : Rmin 30S I (2.11) SI - tầm nhìn chiều (m) - góc chiếu sáng pha đèn tơ (20) b Khi khơng bố trí siêu cao: ksc Rmin 0,50 35005500 sc 80 i% 0,50 2,00 2,25 100 2,25 2,00 0,50 i%0 2,00 2,25 Bl Quay quan h tim phần xe ch ạy 15%0 il trò n in im Bn Bl i=0 in b) Bắ t đầ u đ ươ ø ng cong in im (2.10) 11/23/2013 SI Pha ân Bán kính đường cong nằm tối thiểu (m) TCVN4054-2005 A Cấp đường I II Tốc độ thiết kế (Km/h) 120 100 R III 80 IV 60 60 V VI 40 40 30 30 20 125 60 60 30 30 15 12 60 60 50 60 35 35 25 Bán kính đường cong nằm (m) - Tối thiểu giới hạn 650 - Tối thiểu thơng thường 100 700 400 250 250 12 - Tối thiểu khơng siêu cao 550 400 250 150 150 60 400 250 125 Så âäư xạc âënh BK âỉåìng cong nàòm ÂB táưm nhçn ban âãm 2.2.5 Đường cong chuyển tiếp Mục đích việc thiết kế đường cong chuyển tiếp (clotoit, parabol nhiều cung tròn): Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi: - Bán kính từ chuyển R G V - Lực ly tâm tăng từ g R - Góc hợp trục bánh xe trước trục sau xe từ đến Những biến đổi đột ngột gây cảm giác khó chịu cho người lái xe hành khách Phương trình ĐCCT: Xét điểm ĐCCT, có chiều dài tính từ gốc tọa độ S, bán kính S V3 47. I Để đảm bảo có chuyển biến điều hòa lực ly tâm, góc cảm giác hành khách cần phải có đường cong chuyển tiếp đường thẳng đường cong tròn Đồng thời làm cho tuyến hài hòa hơn, tăng tầm nhìn Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp (ĐCCT): V3 Lct + Phỉång trçnh thäng sä úca âỉåìng cong clothoide : Phỉång trçnh S C l phỉång trçnh âäüc cỉûc C Đặt C R.Lct 47.I S trình đường cong clothoide Đây phương R=C/S Đặt C=A2 A gọi thơng số đường cong Clothoide A R.L ct R A (2.12) V - tốc độ xe chạy (km/h) R - bán kính đường cong nằm I - độ tăng gia tốc ly tâm (m/s3) (2.13) V3 47.R.I + Chuøn sang dảng ta âäü oxy sau : xS y S5 S9 40 A 3456 A S3 S7 S 11 A 336 A 42240 A10 11/23/2013 Ví dụ: Cho đường cong tròn có bán kính R = 200m, đường cấp III, tốc độ thiết kế 60 km/h u cầu: Tính chiều dài đường cong chuyển tiếp toạ độ điểm cuối đường cong chuyển tiếp? HD: Lct V3 60 46 (m) 23,5.R 23,5.200 X 0,479363 A 0, 479363.96 46,02 ( m) Y 0,018414 A 0,018414.96 1,77 (m) Trình tự cắm đường cong chuyển tiếp: B1 Tính yếu tố đường cong tròn (m ) K R. ( m) T R.tg B2 Tính tốn chiều dài đường cong chuyển tiếp thơng số đường cong A B3 Tính góc kẹp đường thẳng nằm ngang tiếp tuyến cuối ĐCCT 0 Lct ( rad ) R 2. Lưu ý: Nếu [...]...11 /23 /20 13 + i vi H ng bng, thung lng, lũng cho, bng phng: s dng li i tuyn t do (c gng bỏm sỏt ng chim bay) + i vi H i nỳi khú khn, phc tp: s dng li i tuyn gũ bú - Vch cỏc phng ỏn tuyn T R1 tg O 1 2 K 2. R R. 360 180 1 PR 1 1 cos 2 1 /2 TC 1 -Xõy dng ng dn hng tuyn (l ng ni cỏc on thng to thnh mt ng sn do ngi thit k vch ra theo mt quan im kinh