Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
PHẦN I
THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
1
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
I.1.MỞ ĐẦU
I.1.1.Nhu cầu xây dựng nút giao khác mức
Với sự phát triển ngày càng tăng của nền kinh tế, lưu lượng giao thông tăng lên với
tốc độ cao. Các tỉnh miền núi tăng 6~8%, các tỉnh đồng bằng tăng 8~12%, đặc biệt các
thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng vv tốc độ gia tăng lên
đến 15~20%. Giao thông tại các điểm giao nhau của các tuyến đường, đặc biệt là các khu
đô thị đã trở nên mãn tải, khi lưu lượng xe thông qua lớn hơn 400 xe/ngày đêm đòi hỏi
phải bố trí các nút giao khác mức.
Có nhiều dạng nút giao khác mức: Liên thông hoàn chỉnh, liên thông không hoàn
chỉnh và nút giao trực thông. Các nhánh rẽ trong nút giao liên thông hoàn chỉnh thường
nằm trên đường cong để nối tiếp tuyến vào cầu và phù hợp với địa hình.
I.1.2.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.

SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
4
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
Nút giao nhánh rẽ trực tiếp:
Trên hình I.5 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.5: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp
Nút giao hình thoi
Hình I.6: Nút giao hình thoi
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
5
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
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.
I.1.3.Các nút giao khác mức tại Việt Nam
Trên thế giới với trình độ công nghệ hiện nay đã có nhiều cầu cong nhiêù tầng đặt
trên tuyến và các nút giao khác mức.
Ở Việt Nam nút khác mức đã được thiết kế và xây dựng ở các thành phố lớn như
Hà Nội, thành phố Hồ chí Minh và các tuyến quốc lộ lớn như QL1, QL5, QL18 .vv.
Các nút giao khác mức tại Việt nam được thiết kế chủ yếu bằng dầm thẳng bản mặt
cầu cong. Dầm cầu có thể là dầm lắp ghép giản đơn mặt cắt chữ “T”, chữ “I”, chữ nhật
hoặc dầm bản. Bản mặt cầu được đổ tại chỗ có mặt bằng cong theo yêu cầu của tuyến
đường. Các cầu thiết kế như vậy giải quyết được vấn đề kết cấu nhưng nhịp nhỏ nhiều trụ,
không thông thoáng phía dưới nên kiến trúc không đẹp và không vượt được nhịp lớn và
khó áp dụng cho các cầu vượt qua các mặt cắt ngang đường có chiều rộng lớn.
Các công trình có cầu vượt dầm cong chưa nhiều do công nghệ thi công chưa
thuần thục cũng như thiết kế ứng dụng cầu dầm cong chưa được rộng rãi.
I.2.ĐẶC ĐIỂM NÚT GIAO ĐỒNG VĂN

QL1A phía phải tuyến và dọc theo trục QL38 có đặc điểm địa hình, địa vật như đường đô
thị.
Cao độ tuyến QL1A, tuyến đường sắt Thống Nhất và tuyến QL38 đi Hưng Yên
vào khoảng +6,0m. Cao độ này cao hơn so với khu vực cánh đồng và làng mạc lân cận
khoảng từ 3,0m đến 4,0m. Với xu hướng sống bám theo các tuyến đường nên các khu vực
lân cận ngày càng được nâng dần cao độ do công tác san lấp.
I.2.2.2Khí hậu và thủy văn
Vị trí dự án nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ với nét đặc trưng chủ yếu là thời
tiết gió mùa. Khí hậu ở đây mang đầy đủ những đặc điểm của khí hậu miền: mùa đông chỉ
có thời kỳ đầu tương đối khô còn nửa cuối ẩm ướt, mưa nhiều. Tuy nhiên liên quan đến
địa hình thấp và bằng phẳng, khí hậu đồng bằng Bắc Bộ đã biểu hiện một số nét riêng
biệt. Nhìn chung, khí hậu khu vực này tương đối ôn hòa, không xảy ra những nhiệt độ quá
thấp trong mùa đông như ở vùng núi phía Bắc, đồng thời cũng ít gặp những ngày thời tiết
khô nóng như ở Trung Bộ. Dưới đây là các đặc trưng khí tượng chủ yếu tại trạm khí
tượng Phủ Lý.
Lượng mưa
Lượng mưa phân bố khá đồng đều. Tại khu vực tuyến đi qua, lượng mưa trung
bình năm là 1.889mm với số ngày mưa trung bình là 161 ngày. Mùa mưa kéo dài 6 tháng,
từ tháng V đến tháng X. Trong mùa mưa tập trung khoảng 80% lượng mưa cả năm.
Lượng mưa tăng dần từ đầu mùa tới cuối mùa mưa, đạt tới cực đại vào tháng VIII và
tháng IX (là tháng có tỷ lệ bão và áp thấp đổ bộ vào lớn nhất) với lượng mưa trung bình
lên tới 326mm.
Sáu tháng còn lại, từ tháng XI đến tháng IV, thuộc về mùa ít mưa. Những tháng
đầu mùa đông là thời kỳ ít mưa nhất. Mỗi tháng trung bình chỉ quan sát được 6 - 8 ngày
mưa nhỏ. Tháng có lượng mưa cực tiểu là tháng I và II, với lượng mưa dưới 30mm và 5 -
7 ngày mưa. Nửa cuối mùa đông là thời kỳ mưa phùn ẩm ướt. Tuy lượng mưa tăng không
nhiều so với đầu mùa đông nhưng số ngày mưa thì nhiều hơn rõ rệt (10 - 15 ngày mỗi
tháng)
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
7

Bèc h¬i Ma §é Èm t¬ng ®èi
Độ ẩm, nắng
Độ ẩm trung bình năm là 86%. Thời kỳ ẩm ướt nhất là các tháng đầu mùa xuân
(tháng III, IV) là các tháng mưa phùn, độ ẩm trung bình đạt tới 90%. Thời kỳ khô hanh
nhất là những tháng đầu mùa đông (tháng XI, XII) có độ ẩm trung bình là 82%. Tổng số
giờ nắng trung bình cả năm vào khoảng 1.500 – 1.600 giờ. Nhìn chung, suốt mùa hạ đều
nắng nhiều, mỗi tháng có trên 150 giờ nắng. Tháng nhiều nắng nhất là tháng VII với tổng
số giờ nắng trung bình vào khoảng 160 giờ.
Gió, bão
Về mùa đông, gió thường thổi tập trung theo hai hướng: hướng Đông Bắc hay
hướng Bắc. Mùa hạ gió thường thổi theo hướng Đông Nam hoặc hướng Nam.
Tốc độ gió mạnh nhất xảy ra vào mùa hạ, khi có dông và bão. Tốc độ gió có thể đạt tới
trên 40m/s trong bão. Mùa đông, khi có gió mùa tràn về gió giật cũng có thể đạt tới
20m/s.
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
8
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
Thủy văn, thoát nước
(i) Đặc điểm thủy văn khu vực
Khu vực dự án thuộc vùng ảnh hưởng của sông Nhuệ. Dọc theo bờ sông Nhuệ là
hệ thống đê ngăn lũ. Hệ thống đê kể trên đã tạo ra hai chế độ thủy văn khác nhau, đó là
chế độ thủy văn nội đồng và chế độ thủy văn sông. Điều kiện quan trọng để nghiên cứu
chế độ thủy văn khu vực là các tuyến đê nêu trên không bị vỡ hoặc tràn với tần suất thiết
kế. Trong mùa lũ những trận lũ lớn, kéo dài làm nước sông Nhuệ dâng cao, nếu trùng với
các trận mưa lớn sẽ gây ngập lụt trong khu vực nội đồng do các trạm bơm tiêu không hoạt
động được (hoặc không được phép hoạt động). Tại khu vực phía tây QL1A từ Trạm thu
phí Nam Cầu Giẽ tới Km227+000 thuộc khu vực tiêu Tả Đáy – Bắc Châu Giang theo Quy
hoạch Phát triển Nông nghiệp tỉnh Hà Nam đến năm 2010. Khu vực này có hướng thoát
nước ra sông Nhuệ.
(ii) Mực nước thiết kế

Tuy nhiên với nút giao Đồng Văn, khi mà các đường giao là QL1A, đường sắt
quốc gia và tuyến đường QL38 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.
Một vài hình ảnh ùn tắc thường xảy ra trên QL1A :
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
10
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
I.4.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-GS.TS Nguyễn Xuân Vinh- Nhà xuất bản Xây Dựng
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
11
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO ĐỒNG VĂN
II.1.QUY MÔ XÂY DỰNG VÀ TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT
II.1.1.Quy mô xây dựng
Tuyến đường trên quốc lộ 1A (Hà Nội – Phủ lý) trong phạm vi nút giao có quy mô
mặt cắt ngang:
• 6 làn xe cơ giới 6
×
3,75 = 22.5 m
• 2 làn xe hỗn hợp 2
×
3.5 = 7.0 m
• Giải phân cách giữa 3 m
• Giải phân cách bên 2 x 0.5 = 1.0 m

12
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
3000
1500
1500
2@3750=7500
500
3500
2@3750=7500
500

3500
dpc b?ng v?ch son
dpc b?ng v?ch son
29000
M?t c?t III-III
Hình II.2.Mặt cắt ngang đường quốc lộ 38
II.1.2.Tiêu chuẩn kĩ thuật
II.1.2.1.Tiêu chuẩn thiết kế tuyến:
• Nút giao: Trong phạm vi nút giao các nhánh được thiết kế theo cấp
tốc độ Vtk=40 Km/h (áp dụng cho tất cả các nhánh rẽ trái)
• Đường QL1A từ Hà Nội đi Phủ Lý được thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị,
đường phố cấp II, Vtk= 80km/h.
Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu:
• Tốc độ thiết kế trong nút V = 40 km/h
• Tốc độ thiết kế ngoài nút V = 80 km/h
• Bán kính cong nằm nhỏ nhất trong nút

Theo quy trình TCVN 104-2007,bảng 20 điều 10.3.3 ta có
V

Theo TCXDVN 104 : 2007 bảng 29 điều 11.3.3 ta có
V
tk
(km/h) Loại đường cong R
đứng
min tiêu chuẩn
(m) R
đứng
min mong muốn
(m) L
đc đứng
min tiêu chuẩn
(m)
80 Lồi
3000 4500
Lõm 2000 3000
• Độ dốc dọc tối đa: imax =4%
II.1.2.2.Tiêu chuẩn thiết kế cầu:
• Tải trọng: Hoạt tải thiết kế HL93 (22 TCN 272-05)
• Lực động đất: cấp 7
• Tĩnh không thiết kế cho đường bộ: Htt = 4,75m, B= 22.5m
II.2.NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ
• Các yếu tố tuyến trên mặt bằng phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật tương ứng
với vận tốc thiết kế.
• Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đường và các dự án khác
có liên quan.
• Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khối
lượng xây dựng và giải phóng mặt bằng, tuy nhiên cũng phải đảm bảo an toàn và êm
thuận tới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông trong nút.
• Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ - trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan.

Diện tích chiếm đất lớn
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
15
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
Nhánh B
Nhánh C
Nhánh E
Nhánh A
NhánhD
Nhánh F
h
µ

n
é
i
H

n
g

Y
ª
n
t
Õ

t
i
ª

• Nhược điểm
- Tồn tại nhiều xung đột nhập dòng và tách dòng trên đảo tròn trên cao
Hình II.4.Mặt bằng phương án 2
Đánh giá về phương án nút giao và kiến nghị chọn phương án cho nút giao Đồng Văn
• Cả hai phương án về mặt tổ chức giao thông là như nhau đều xoá bỏ mọi giao
cắt, lưu thông qua nút đảm bảo, xe chạy an toàn.
• Về mặt kinh tế: Phương án 1 không tốn chi phí cho việc làm cầu nhưng diện
tích giải phóng mặt bằng lớn hơn so với phương án 2.
• Về mặt kĩ thuật: Phương án 2 có kết cấu phức tạp hơn, thiết kế và thi công khó
hơn so với phương án 1.
• Về mặt mỹ quan: Phương án 1 đảm bảo mỹ quan, thông thoáng hơn.
Do đó kiến nghị lựa chọn phương án 1để thiết kế nút giao Đồng Văn.
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
17
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
II.4.TỔ CHỨC GIAO THÔNG CỦA NÚT
Trên tất cả các nhánh nối tổ chức giao thông theo một chiều.
• Từ Hà Nội đi
 Phủ Lý: đi thẳng qua cầu vượt ĐB
 Tế Tiêu: rẽ trực tiếp vào nhánh E
 Hưng Yên: đi thẳng qua cầu vượt ĐB,sau dó rẽ vào nhánh D để đi đến
Hưng Yên
• Từ Phủ Lý đi
 Hà Nội: đi thẳng qua cầu vượt ĐB
 Tế Tiêu: rẽ trực tiếp vào nhánh D,đi theo đường đến Hưng Yên,quay đầu xe
tại đảo tròn rồi đến Tế Tiêu
 Hưng Yên: rẽ trực tiếp vào nhánh D
• Từ Tế Tiêu đi
 Hà Nội: đi thẳng chui qua cầu vượt đến Hưng Yên,quay đầu xe tại đảo tròn
rồi đi theo nhánh B đến Hà Nội

 Mức cao
 Mức trung bình
 Mức thấp
60-70
50
40
Ta chọn vận tốc thiết kế trong nút là
Loại đường Vận tốc thiết kế (km/h)
Đường chính
Đường nhánh
100
40
II.5.2.Xác định tầm nhìn trên đường nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông
khác mức
II.5.2.1.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).
II.5.2.1.1.Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định (S
1
)
l
1
S
1
l
0
Hình II.5.Sơ đồ tính toán tầm nhìn S
1
S

Với v - tốc độ chạy xe trên cầu nhánh, m/s
T
1
- thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, t
1
= 0.4 ÷1.2 (s)
Chọn t
1
= 1,0s
Nên công thức S
1
được viết lại thành
S
1
=
6.3
V
+
)(254
2
dd
i
kV
+
ϕ
+ l
0
(m)
Với V: vận tốc xe chạy ngay trước khi hãm phanh (km/h)
k: hệ số sử dụng phanh

S
0
l
S
h2
l
2
Hình II.6.Sơ đồ tính toán tầm nhìn S
2
S
2
= l
1
+ S
h1
+ l
0
+ S
h2
+ l
2
Trong đó l
1
,l
2
: chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong thời gian phản ứng tâm
lý
S
h1
,S

)(254
2
2
dd
i
kV
+
ϕ
+
6.3
2
V(m)
Khi hai xe chạy ngược chiều trên cùng 1 tuyến đường (V
1
= V
2
)
S
2
=
8.1
V
+
)(127
22
2
dd

2
= 80 m
→ chọn



=
=
mS
mS
80
40
2
1
II.5.2.2.Xác định tầm nhìn trên trắc dọc
Hình II.7.Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên trắc dọc
Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn i
d
= 0%
S = v(t
f
+ t) +
)(2
2
fg
Kv
+
ϕ
+ l
o

2
sc
ig
v
+
µ
Với v: Vận tốc của xe trong nhánh rẽ v
tk
= 40 km/h = 11.11m/s
g: gia tốc trộng trường g = 9.81m/s
2
μ: hệ số lực ngang μ = 0.17
i
sc
: siêu cao của đường nhánh i
sc
= 4%
→ R =
%)417.0(81.9
11.11
2
+
= 59.92 (m)
Theo quy trình TCVN 104-2007,bảng 20 điều 10.3.3 ta có
V
tk
(km/h)
R
nằm
(m)

mR
loi
667
2,1.2
07.42
2
==

Theo TCXDVN 104 : 2007 bảng 29 điều 11.3.3 ta có
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
22
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
V
tk
(km/h) Loại đường cong R
đứng
min tiêu chuẩn
R
đứng
min mong muốn
L
đc đứng
min tiêu chuẩn
80 Lồi
3000 4500
Lõm 2000 3000
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:
a

II.5.4.1.Xác định độ dốc ngang
Đối với các đường nhánh có dạng cong dù có một làn thì tại các đoạn này phải bố
trí trắc ngang một mái với siêu cao được chọn i
sc
= 4÷6%. Không nên chọn độ nghiêng
siêu cao có trị số lớn hơn vì các lý do sau:
• Trên các đường nhánh ngoài các xe con chạy với tốc độ cao còn có các loại xe
chạy với tốc độ thấp như xe buyt nếu đi trên đường cong có độ dốc siêu cao lớn sẽ dễ xảy
ra hiện tượng mất ổn định, ô tô có xu hướng trượt theo chiều ngang xuống phía dưới, đặc
biệt với các loại xe nặng có trọng tâm đặt ở vị trí tương đối cao.
• Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 độ dốc ngang phần xe chạy cho mặt
đường bê tông nhựa là 15-25%0 (bảng 12 - điều 8.2.5)
• Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 qui định độ dốc siêu cao cho đường
cong (bảng 22 – điều 10.5.6)
Vận tốc thiết kế 40 km/h
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
23
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
R, m i
sc
L, m
65 ÷ 75
0,06
0,05
35
30
II.5.4.2.Xác định độ dốc dọc lớn nhất trên đường cong nhánh
Độ dốc dọc lớn nhất trên đường cong nhánh của nút giao thông khác mức được lựa
chọn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện địa hình, tốc độ tính toán, thành phần xe
chạy trong nút….

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn CTGTTP & CTT
L
gama
beta
anpha
a
beta
0
1
R
R
1
O
M
1
M
Oa = R
1
Hình II.9.Sơ đồ tính toán nhánh A
Các số liệu ban đầu được lựa chọn
 Góc giao nhau của hai đường chính
0
99.86
α
=
 Tốc độ tính toán
 Trên đường nhánh v
tk
= 40 km/h = 11.11 m/s
 Trên đường chính v

theo công thức
R
1
=
)(
2
sc
ig
v
+
µ

→ R
1
=
%)417.0(81.9
11.11
2
+
= 59.92 (m)
Theo quy trình TCVN 104-2007,bảng 20 điều 10.3.3 ta có
SVTH: Đỗ Cao Phan-lớp CTGTTP K45
25