Tìm hiểu thiết kế bình đồ

CHƯƠNG III THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ XÁC ĐỊNH BÌNH ĐỒ : Để vạch được tuyến trên bình đồ, cần dựa vào các căn cứ sau : + Tình hình về địa hình địa mạo của khu vực tuyến. + Bản đồ địa hình tỉ lệ 1 :10000 có các đường đồng mức cách nhau 5m. + Cấp hạng kỹ thuật của đường. + Nhu cầu phát triển kinh tế và sự tăng trưởng kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua. Trong thực tế nếu chọn tuyến mà chỉ kẻ qua các điểm khống chế thì sẽ gặp rất nhiều trở ngại về địa hình, địa mạo, địa chất và thủy văn. Không có lợi về mặt kinh tế và kỹ thuật. Có trường hợp ta buộc phải đi tránh chướng ngại vật mặc dù tuyến có thể dài hơn. Như vậy, để vạch tuyến cần xác định các điểm khống chế và các điểm cơ sở. CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ VÀ CÁC ĐIỂM CƠ SỞ : Khi chọn tuyến qua hai điểm đã cho cần phải xác định các điểm khống chế giữa chúng. Các điểm khống chế là những điểm ở đó cao độ mép đường đã được xác định. Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác, chẳng hạng cao độ nền đường ở điểm đầu, điểm cuối và một số điểm ở giữa như chổ giao nhau với đường sắt hoặc đường ôtô cấp hạng cao hơn, những điểm giao nhau với dòng nước lớn. Các điểm cơ sở thường là các điểm vượt suối, vượt đèo, những chổ thấp nhất của dãy núi và cũng như chổ tận dụng được đoạn đường đã có...vv. Nối các điểm khống chế đó lại ta được tuyến đường chim bay giữa các điểm khống chế. Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở để tuyến đi qua đảm bảo được các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật. Tuyến A-E chạy theo hướng Đông – Tây với chiều dài giữa hai điểm A - E tính theo đường chim bay là 6940 m, điểm đầu tuyến có cao độ 98.5 m, điểm cuối tuyến có cao độ 92 m. Độ chênh cao giữa hai điểm A-E là 6.5m. Hai điểm này có vị trí rất quan trọng về kinh tế, chính trị và văn hóa trong khu vực. Dựa vào các điểm khống chế, ta xác định được các điểm cơ sở để vạch tuyến trên bình đồ. NGUYÊN TẮC VÀ CÁCH VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ: 3.3.1 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ : Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau : + Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận. + Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật và quốc phòng. + Đảm bảo giá thành xây dựng tuyến là rẻ nhất và không cần phải sử dụng các biện pháp thi công phức tạp. + Thuận tiện cho việc duy tu, bảo dưỡng trong quá trình khai thác . + Phải vạch tuyến sao cho côn vận chuyển, thời gian vận chuyển hàng hoá và hành khách là nhỏ nhất. Cách vạch tuyến trên bình đồ: Dựa vào các căn cứ thiết kế, các điểm khống chế, các điểm cơ sở và các nguyên tắc trên. Ta đi compa đi độ dốc đều 7.0% ( ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này điều chỉnh vị trí các điểm). Các đường đồng mức cách nhau 5m, do vậy khẩu độ compa là 8cm. Sau đó ta xê dịch vị trí các đỉnh sau cho giảm bớt được các điểm gãy mà vẫn đảm bảo được độ dốc dọc không quá 7.0% Bằng cách này ta vạch được một số các phương án tuyến. Bằng mắt ta lựa chọn, cân nhắc và chỉ chọn duy nhất một phương án tuyến tối ưu nhất như trên bình đồ để đưa vào luận chứng KT-KT. Thiết kế bình đồ : Tuyến đường thiết kế thuộc loại đường miền núi cho phép độ dốc dọc tối đa là 7%, độ dốc trên đường cong là 6.72%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 125m. Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, nhưng giá thành xây dựng thấp, tuyến phải đổi hướng nhiều lần. Chính vì vậy, trên tuyến ta cần phải bố trí các đường cong. Tuy nhiên, việc phóng tuyến và chọn bán kính đường cong thích hợp sẽ làm giảm giá thành xây dựng cũng như chất lượng khai thác đường. Nếu bán kính đường cong lớn thì tốc độ xe không bị ảnh hưởng, vấn đề an toàn và êm thuận được nâng lên nhưng giá thành xây dựng lớn. Cho nên việc xác định bán kính đường cong phải phù hợp, nghĩa là phải kết hợp quy trình với điều kiện địa hình cụ thể. Có như thế mới đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và giá thành xây dựng rẻ. - Các điểm chủ yếu của đường cong tròn bao gồm: + Điểm tiếp đầu : TĐ + Điểm tiếp cuối : TC + Điểm giữa : P + Các góc hướng : a + Bán kính đường cong : R - Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được tính theo công thức sau : + Độ dài tiếp tuyến : T = R . tg (a /2) (m) + Độ dài đường cong : (m) + Độ dài đường phân giác : (m) Cách xác định đường cong trên bình đồ : - Xác định góc ngoặc ao trên bình đồ bằng thước đo độ - Chọn bán kính đường cong R - Tính các yếu tố cơ bản của đường cong bằng các công thức trên - Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn chiều dài bằng T (T sau khi tính phải chuyển về tỉ lệ bình đồ) xác định được hai điểm TĐ và TC của đường cong. -Xác định đường phân giác của góc đỉnh TĐ Đ TC. - Từ tiếp đầu TĐ hoặc từ tiếp cuối TC dựng đường vuông góc cắt đường phân giác tại điểm O. Từ điểm O mở khẩu độ compa với bán kính R đã chọn sẽ xác định được đường cong tròn. Điểm P chính là giao điểm của cung tròn với đường phân giác. Nguyên tắc chung khi bố trí đường cong là nên sử dụng đường cong có bán kính lớn, nếu bắt buộc phải chọn bán kính nhỏ thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp, siêu cao, mở rộng..vv. Cách xác định đường cong trên thực địa : Trên thực địa ta dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt a . Quay máy ngắm theo đỉnh sau và trên hướng ngắm dùng thước thép đo một đoạn bằng T thì sẽ xác định được T Đ, tương tự ta cũng xác định được TC. Đặt máy tại đỉnh Đ ngắm về TĐ hoặc TC, sau đó quay máy một góc (180-a)/2 ta xác định được hướng đường phân giác. Trên hướng đó dùng thước thép đo từ đỉnh Đ ra một đoạn bằng P ta xác định được điểm P. Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định theo phương pháp tọa độ vuông góc, phương pháp tọa độ cực hay phương pháp dây cung kéo dài. Bảng tổng hợp các yếu tố của đường cong Phương án 1 STT a (độ) R T P K 1 61 200 117.80 32.02 212.82 2 20 600 105.60 9.140 209.33 3 45 400 165.60 32.90 314.00 4 112 125 185.38 98.61 244.22 5 56 150 79.80 19.88 146.53 6 40 400 145.60 25.53 279.11 7 45 750 310.50 61.69 588.75 Phương án 2 TT a (độ) R T P K 1 15 800 105.6 7.27 209.33 2 80 150 125.85 45.82 209.33 3 118 125 208.00 117.72 257.31 4 93 150 157.50 68.02 243.35 5 18 500 79.00 6.07 157.00 6 36 300 97.50 15.46 188.40 7 39 200 70.80 12.09 136.07 8 54 550 280.50 67.28 518.10 9 50 250 116.50 25.94 218.06 10 45 750 310.50 61.69 588.75 Bảng xác định cọc TĐ, P, TC của đường cong Phương án 1 Chiều dài đoạn thẳng (m) Chiều dài đoạn cong (m) Khoảng cách cộng dồn (m) Lí trình của điểm TĐ P TC 340 340 213 553 KM0+340 KM0+446.5 KM0+553 290 843 209 1052 KM0+843 KM0+947.5 KM1+052 810 1862 314 2176 KM1+862 KM2+019 KM2+176 740 2916 244 3160 KM2+916 KM3+038 KM3+160 95 3255 147 3402 KM3+255 KM3+328.5 KM3+402 1200 4602 279 4881 KM4+602 KM4+741.5 KM4+881 1460 6341 589 6930 KM6+341 KM6+635.5 KM6+930 830 7760 Phương án 2 Chiều dài đoạn thẳng (m) Chiều dài đoạn cong (m) Khoảng cách cộng dồn (m) Lí trình của điểm TĐ P TC 770 770 209 979 KM0+770.0 KM0+875 KM0+980 310 1289 209 1498 KM1+289 KM1+394.5 KM1+498 140 1638 257 1895 KM1+638 KM1+766.5 KM1+895 720 2615 243 2858 KM2+615 KM2+736.5 KM2+858 400 3258 157 3415 KM3+258 KM3+336.5 KM3+415 290 3705 189 3894 KM3+705 KM3+799.5 KM3+894 110 4004 136 4140 KM4+004 KM4+072 KM4+140 510 4650 518 5168 KM4+650 KM4+909 KM5+168 660 5828 218 6046 KM5+828 KM5+937 KM6+046 980 7026 589 7615 KM7+026 KM7+320.5 KM7+615 831 8446 c. Xác định cọc thay đổi địa hình: Cọc thay đổi dịa hình là các cọc thể hiện sự thay đổi độ dốc của đường cao độ mặt đường tại tim đường. Cụ thể là các vị trí tuyến cắt đường phân thũy, đường tụ thũy. Đường đồng mức, các vị trí đường đồng mức. Cọc thay đổi địa hình được kí hiệu Cn ( n được đánh số 1 2 3 … ) Xác định cự ly giữ các cọc: Sau khi có vị trí các cọc KM, TĐ, P, TC. Chúng ta dùng thức để đo cự ly giữa các cọc trên bản đồ và nhân cới M ( hệ số tỉ lệ bản đồ ) để có được cự ly thực tế (m). Trong đó : lbđ : Cự ly giữa các cọc trên bản đồ : Hệ số đổi đơn vị (mm) ra (m). SỐ LIỆU TRẮC DỌC PHƯƠNG ÁN I : Tổng chiều dài là : 7760 m STT Tên cọc Khoảng cách lẻ Khoảng cách cộng dồn Cao độ mia trái Cao độ tại tự nhiên Cao độ mia phải 1 KM0(E) 0.0 0.0 98.5 2 C1 200.0 200 97.5 3 C2 70.0 270 97.0 4 TD1 70.0 340 97.5 5 P1 106.5 446.5 97.0 6 TC1 106.5 553 96.5 7 C3 80 633 100 8 C4 200 833 104.1 9 TD2 10 843 104.5 10 C5 20 863 105.0 11 C6 70 933 105.5 12 P2 14.5 947.5 105.3 13 C7 55 1002.5 105.0 14 TC2 49.5 1052 103.9 15 C8 21 1073 102.7 16 C9 70 1143 105.0 17 C10 200 1343 106.9 18 C11 140 1483 110.0 19 C12 200 1683 106.7 20 C13 140 1823 105.0 21 TD3 39 1862 104.2 22 C14 30 1892 103.7 23 P3 127 2019 104.8 24 C15 10 2029 105.0 25 C16 40 2069 110.0 26 TC3=C17 107 2176 115.0 27 C18 55 2231 113.6 28 C19 55 2286 115.0 29 C20 45 2331 115.5 30 C21 45 2376 115.0 31 C22 25 2401 114.7 32 C23 25 2426 115.0 33 C24 48 2474 120.0 34 C25 42.5 2516.5 121.3 35 C26 42.5 2559 120.0 36 C27 120 2679 125.0 37 C28 65 2744 130.0 38 C29 30 2774 131.1 39 C30 30 2804 130.0 40 C31 50 2854 125.0 41 C32=TD4 62 2916 123.8 42 C33 62 2978 125.0 43 P4 60 3038 126.8 44 C34 15 3053 126.9 45 C35 65 3118 125.0 46 TC4 42 3160 124.6 47 C36 60 3220 125.0 48 TD5 35 3255 125.4 49 C37 10 3265 125.0 50 P5=C38 63.5 3328.5 120.0 51 C39 30 3358.5 122.1 52 TC5 43.5 3402 123.5 53 C40 90 3492 125.0 54 C41 38 3530 125.5 55 C42 50 3580 125.0 56 C43 100 3680 120.0 57 C44 150 3830 115.0 58 C45 150 3980 110.0 59 C46 100 4080 105.0 60 C47 45 4125 100.0 61 C48 150 4275 96.3 62 C49 90 4365 95.0 63 C50 160 4525 95.6 64 TD6 77.6 4602 95.7 65 C51 82 4684 95.0 66 P6 57.5 4741.5 93.9 67 C52 130 4871.5 90.0 68 TC6 9.5 4881 88.9 69 C53 35 4916 87.2 70 C54 45 4961 90.0 71 C55 90 5051 90.8 72 C56 90 5141 90.0 73 C57 150 5291 88.1 74 C58 150 5441 85.9 75 C59 85 5526 83.2 76 C60 150 5676 86.7 77 C61 150 5826 88.5 78 C62 150 5976 89.6 79 C63 150 6126 88.3 80 C64 150 6276 87.2 81 TD7 65 6341 86.7 82 C65 105 6446 85.0 83 C66 150 6596 83.3 84 P7=C67 39.5 6635.5 82.1 85 C68 120 6755.5 85.0 86 C69 95 6850.5 85.6 87 TC7 79.5 6930 85.3 88 C70 70 7000 85.0 89 C71 115 7115 84.6 90 C72 115 7230 85.0 91 C73 120 7350 84.4 92 C74 170 7520 83.6 93 C75 155 7675 90.0 94 A 85 7760 92.0 PHƯƠNG ÁN II : Tổng chiều dài là : 8446 m STT Tên cọc Khoảng cách lẻ Khoảng cách cộng dồn Cao độ mia trái Cao độ tại tự nhiên Cao độ mia phải 1 KM0(E) 0 0 98.5 2 C1 180 180 100.0 3 C2 150 330 101.1 4 C3 150 480 100.0 5 C4 50 530 99.5 6 C5 50 580 100.0 7 C6 55 635 105.0 8 C7 50 685 104.4 9 C8 50 735 105.0 10 TD1 35 770 105.2 11 C9 20 790 105.0 12 P1 85 875 106.3 13 C10 70 945 106.8 14 TC1 35 980 107.9 15 C11 80 1060 110.0 16 C12 110 1170 115.0 17 TD2 119 1289 116.7 18 C13 20 1309 117.2 19 C14 40 1349 120.0 20 P2 44.5 1393.5 120.8 21 TC2 104.5 1498 122.4 22 C15 60 1558 125.0 23 TD3 80 1638 127.9 24 C16 40 1678 130.0 25 P3 88.5 1766.5 130.5 26 TC3 128.5 1895 130.3 27 C17 30 1925 130.5 28 C18 130 2055 130.7 29 C19 170 2225 130.0 30 C20 150 2375 125.0 31 C21 170 2545 120.0 32 TD4 70 2615 118.5 33 C22 70 2685 115.0 34 C23 30 2715 110.0 35 P4 21.5 2736.5 108.8 36 C24 15 2751.5 107.5 37 C25 30 2781.5 110.0 38 TC4=C26 76.5 2858 115.0 39 C27 90 2948 120.0 40 C28 190 3138 125.0 41 C29 30 3168 125.5 42 C30 30 3198 125.0 43 TD5 60 3258 122.3 44 P5 78.5 3336.5 121.8 45 C31 40 3376.5 120.0 46 TC5 38.5 3415 118.9 47 C32 42 3457 119.4 48 C33 80 3537 120.0 49 C34 75 3612 120.7 50 C35 75 3687 120.0 51 TD6 18 3705 118.3 52 C36 30 3735 115.0 53 C37 45 3780 114.5 54 P6 19.5 3799.5 114.8 55 C38 26 3825.5 115.0 56 TC6 68.5 3894 113.9 57 C39 40 3934 110.0 58 TD7 70 4004 107.2 59 P7 68 4072 107.9 60 C40 30 4102 108.8 61 TC7 38 4140 109.3 62 C41 100 4240 105.0 63 C42 70 4310 100.0 64 C43 150 4460 97.8 65 C44 150 4610 96.5 66 TD8 40 4650 96.0 67 C45 50 4700 95.5 68 C46 65 4765 95.0 69 C47 100 4865 94.4 70 P8 44 4909 93.9 71 C48 55 4964 94.5 72 C49 100 5064 95.0 73 C50 40 5104 95.4 74 C51 40 5144 95.0 75 TC8 24 5168 94.7 76 C52 110 5278 94.0 77 C53 120 5398 94.5 78 C54 120 5518 95.0 79 C55 80 5598 95.6 80 C56 80 5678 95.0 81 C57 90 5768 90.0 82 TĐ9 60 5828 88.3 83 P9 109 5937 87.5 84 TC9 109 6046 86.8 85 C58 60 6106 85.9 86 C59 85 6191 83.2 87 C60 150 6341 86.7 88 C61 150 6491 88.5 89 C62 150 6641 89.6 90 C63 150 6791 88.3 91 C64 150 6941 87.2 92 TD10 85 7026 86.7 93 C65 105 7131 85.0 94 C66 150 7281 83.3 95 P10=C67 39.5 7320.5 82.1 96 C68 120 7440.5 85.0 97 C69 95 7535.5 85.6 98 TC10 79.5 7615 85.3 99 C70 70 7685 85.0 100 C71 115 7800 84.6 101 C72 115 7915 85.0 102 C73 120 8035 84.4 103 C74 170 8205 83.6 104 C75 155 8360 90.0 105 A 86 8446 92.0