Khảo sát và thiết kế đường sắt part 8

Chia sẻ: Dasjhd Akdjka | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vào khoảng năm 1550, đường ray xuất hiện trở lại ở Châu Âu, nhưng bấy giờ ray làm bằng gỗ. Những đường ray đầu tiên của nước Anh được xây dựng vào đầu thế kỷ 17, chủ yếu là dùng chuyển than từ mỏ đến bờ sông, kênh đào để chất lên thuyền. Thời kỳ này, bánh xe đã có gờ phía trong để chống trật ray, tuy vậy đường ray vẫn làm bằng gỗ nên chóng mòn và phải thay thế. Năm 1768, đường ray bắt đầu được phủ lớp sắt lên trên giúp cho chúng có bề mặt...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát và thiết kế đường sắt part 8

nhi n chi ph v n doanh c a phương n ñI th ng ñó t hơn chi ph v n doanh c a phương n ñi vũng tr nh. Ngày nay khi mà các gi i pháp công ngh s lý ñ t y u ñã ñư c nghiên c u ñ y ñ , nhà thi t k thư ng l a ch n m t gi i pháp gia c ñ t y u phù h p nh t ñ ñ t tuy n ñi th ng vì như v y m i gi i quy t ñư c v n ñ nâng cao t c ñ . Tuy nhiên cũng chú ý ñ n: - Tuy n ph i ñi qua vùng bùn l y h p nh t và nơi m t ñáy không có d c nghiêng thì có th vét h t ñư c l p bùn ñó ñ thay ñ t. N u m t ñáy vùng bùn l y có d c nghiêng thì không th vét h t ñư c bùn, do ñó ch có th s lý b ng cách ñóng c c bê tông cho tr c u d m dài b c qua vùng bùn l y ñó. - N u có th , nên lái tuy n ñi g n nơi có ñ t t t có th dùng ñ ñ p n n ñư ng. 5.5. CÁC V N ð CH N TUY N QUA C U, C NG, H M VÀ NƠI ðƯ NG NGANG ðư ng s t và các công trình c u, h m có m i quan h ch nh th và cùng t n t i, nên c n ñư c xem xét t ng h p và thi t k t ng h p. Các c u ñ c bi t l n, ñư ng h m dài có kh i lư ng công trình l n ñư c b trí trên tuy n ñã ñ nh, ñ ñ m b o an toàn và h p lý v kinh t c a các công trình ki n trúc này, căn c tình hình ñ a hình, ñ a ch t và thu văn cũng có khi ph i di d i tuy n. 5.5.1. V ch tuy n qua sông. V ch tuy n qua sông, ch y u là gi i quy t t t hai v n ñ : ch n v trí c u và thi t k tuy n ñư ng d n. Các nhân t ch y u c n xem xét khi ch n v trí c u có th quy n p thành 3 m t: ñi u ki n thu văn và ñ a m o có l i, ñi u ki n ñ a ch t công trình tương ñ i t t và tho mãn các quy ñ nh chung c a v ch tuy n. Hình 5-31. M i quan h gi a m c nư c v i c u và n n ñư ng ñ u c u Cao ñ thi t k c a n n ñư ng ñ u c u như trên hình 3-29 c n tho mãn: Hmin ≥ Hl + Hg + Hj (5-2) 43
Trong công th c trên: Hmin: Cao ñ vai ñư ng thi t k (m) Hl : Cao ñ ñáy d m thi t k (m). tr s này ph thu c vào m c nư c thi t k c a t n su t lũ (ñư ng s t c p I,c p II là 1% ñư ng s t c p III là 2%) và cao ñ tĩnh không ñòi h i. Cao ñ tĩnh không yêu c u, có th tra b ng tiêu chu n thi t k do do ngành ñư ng s t ban hành. Hg : Cao ñ t ñáy d m ñ n ñ ray (m) Hj : Cao ñ t ñ ray ñ n vai ñư ng (m) S phát tri n c a kĩ thu t thi công c u kh u ñ l n, tr cao t o ñi u ki n thu n l i cho công tác ch n v trí lý tư ng c a c u khu v c ñ a hình, ñ a ch t ph c t p. T i nơi núi cao, v c sâu n u dùng c u kh u ñ l n có th tránh ñư c vi c dùng tr c u cao và ñ a ch t không t t. S d ng c u kh u ñ l n còn có th gi m ñư c t ng chi u dài tri n tuy n Khi ch n v trí c u ph i phù h p v i chi u tuy n không nên làm xa hư ng tuy n nhi u quá, ñ i v i c u l n, v trí c u quy t ñ nh hư ng tuy n (tuy n theo c u), ñ i v i c u nh , c u trung hư ng tuy n s quy t ñ nh v trí c u tuy n (c u theo tuy n). Lưu ý khi g p bãi sông nên ch n chi u r ng bãi sông h p ñ n n ñư ng bãi sông ng n, nên ch n dòng chính (dòng ch ) có chi u r ng trung bình ñ lưu t c dong ch y không l n l m, s làm sói mòn ít. Nên tránh ñ t c u nh ng nơi có dòng phân ñôi. Không nên ñ t góc quay c a tuy n bãi sông. N u b t bu c ph i ph i b trí góc quay, thì nó ph i phù h p v i hư ng nư c ch y: nư c dâng trên bãi sông g p góc quay phù h p s nhanh chóng d n v dòng ch thoát qua c u. N u b trí góc quay không phù h p s sinh ra sói n n ñư ng bãi sông, vì nư c không d n ñư c v phía dòng ch . Khúc sông có c u ñi qua ph i th ng, n u không khúc sông d b xói l . 44
§−êng giíi h¹n n−íc lªn cao Gãc quay kh«ng hîp lý Tèt Kh«ng tèt Hình 5-32. T n lư ng b trí c u không nh ng vuông góc v i dòng chính mà còn vuông góc v i thung lũng sông, t c là nên ch n nơi nào thung lũng và dòng chính song song v i nhau. N u sông có thông thuy n thì tuy n ph i vuông góc v i dòng chính, còn ñ i v i thung lũng thì có th nghiêng m t góc 5 - 100. N u không thông thuy n thì vuông góc v i thung lũng, ñ i v i dòng chính thì nghiêng t 5 - 100. Khi làm c u th 2 song song v i c u cũ chú ý v trí tương quan. C u t m làm v trí c u chính. C u m i làm phía trên c u cũ. Khi c n thi t ph i so sánh m t cách toàn di n ñ xác ñ nh v trí tương quan c a chúng. T n lư ng ñ t v trí c u cách xa bãi b i m t cách thích h p v i hư ng nư c ch y. N u bãi b i phía thư ng lưu c a c u thì kho ng cách t cu i bãi ñ n tr c u không ñư c nh hơn 3 l n chi u dài ñoàn t u kéo trên sông. N u bãi b i n m phía h lưu c u thì kho ng cách ñó là 1,5 l n chi u dàI ñoàn t u kéo. Kho ng cách phía thư ng lưu b t bu c ph i l n vì phia cu i bãi b i có xói, nên c n kho ng cách xa ñ không gây sói tr c u (cho các tr c u không làm h móng c c). Nói chung c n m t kho ng cách xa hơn ñ các ñoàn t u kéo có th i gian và kho ng cách lái tránh các tr c u. 5.5.2. V ch tuy n qua ño n làm c ng. 45
C ng là m t công trình ki n trúc ñ t trong ñư ng ñ p, ñư ng kính không quá 6, 0 m dùng cho thoát lũ, tư i tiêu ho c cho giao thông.S lư ng c ng r t nhi u, m i km kho ng 2-3 c ng. Trong vi c ch n tuy n qua nơi làm c ng c n ph i gi i quy t t t s phân b c ng, ch n lo i hình c ng và cao ñ ñư ng ñ p. 5.5.2.1. S phân b c ng. Nói chung, s phân b c ng ñư c xác ñ nh theo kh o sát hi n trư ng, nh t là các c ng có liên quan ñ n tư i tiêu và ñi l i c a ngư i và gia súc, c n ph i có s bàn b c v i các ngành có liên quan c a chính quy n ñ a phương. Các mương máng mà tuy n vư t qua ñ u ph i làm c u nh ho c c ng. Bình ñ và tr c d c c a các khe su i thiên nhiên, nói chung không nên có thay ñ i. Ch nh ng su i, mương, r ch có lưu lư ng lũ nh , m i d n dòng ch y thoát vào các c u c ng li n k . nh ng ño n tuy n r t dài trên khu v c b ng ph ng, không có mương ngòi rõ r t, thì ñ t c ng nh ng ñ a ñi m thoát nư c thu n ti n ñ c ly c u c ng tho ñáng, thoát lũ thông su t, b o ñ m an toàn cho n n ñư ng. 5.5.2.2. Ch n lo i hình và kh u ñ c ng. Lo i hình và kh u ñ c ng, nói chung ch n theo b n v thi t k ñ nh hình ph thu c các ñi m chính sau: a. Lưu lư ng dòng ch y và cao ñ ñư ng ñ p. Khi lưu lư ng nh , nên dùng c ng tròn bê tông c t thép, lư lư ng tương ñ i l n nên dùng c ng xây ñá ho c c ng vòm bê tông. Lưu lư ng tương ñ i l n mà cao ñ ñư ng ñ p l i th p, có th có th dùng c ng h p, c ng ng ñôi, ho c nhi u ng, n u v n không ñáp ng ñư c yêu c u lưu lư ng, nên dùng c u nh . - ði u ki n ñ a ch t: C ng vòm c n có n n móng ch c ch n, ñ tránh lún không ñ u làm t n h i công trình ki n trúc nói chung và c ng vòm nói riêng. C ng tròn m t ng và c ng h p thích h p v i các lo i n n móng, riêng c ng b n còn thích h p v i ñ t n n tơi, m m. nơi lư ng ñ t,ñá,cáy l n trong dòng ch y nhi u d làm t c c ng, c n dùng c ng có kh u ñ l n ho c c u nh .Ngòi,khe có dòng bùn ñá, không nên dùng c ng. b. ði u ki n thi công và duy tu. Trư ng h p ñá ñ a phương phong phú, có th xây c ng vòm b ng ñá, nơi có cát ñá thu n ti n cũng có th dùng c ng vòm bê tông, ñ h giá thành, ti t ki m thép và xi măng. 46
C ng tròn bê tông c t thép ñư c ñúc s n xư ng,v n chuy n ñ n hi n trư ng l p ñ t, thi công ñơn gi n, ti n ñ nhanh, thích h p v i nh ng ñ a phương thi u ñá. ð ti n thi công dây chuy n trên cùng m t ño n ñư ng nh t ñ nh, không nên có nhi u lo i c ng, ñư ng kính t i thi u c a c ng không nên dư i 1,0m d ti n l i khi thi công, b o dư ng, quy t d n và thoát lũ. Các c ng h th ng tư i tiêu lư ng nư c dâng nh , ñư ng kính c ng nói chung không nên nh hơn 0,75 m, chi u dài không quá 10 m. Chi u dài c ng các ki u tuỳ theo chi u cao tĩnh không (ho c ñư ng kính trong) h, ch n theo các yêu c u sau: H = 1,0 m,: chi u dài không nên quá 15m H = 1,25 m: chi u dài không nên quá 25 m H = 1,5 m: chi u dài không h n ch c. Yêu c u v nông nghi p và giao thông ñi l i. Khi phân b c ng, c n c g ng không thay ñ i ho c ít thay ñ i h th ng tư i tiêu hi n có, ñ kh i nh hư ng t i tư i tiêu. Cao ñ c a ra c a c ng tư i tiêu c n ñư c xác ñ nh cùng v i các ngành liên quan c a lĩnh v c thu l i. Các c ng thoát lũ c n ph i xét sao cho lư ng nư c tích t trư c c ng không làm ng p thôn b n và ru ng ñ ng phía thư ng lưu.Các c ng dùng cho giao thông ñi l i c n c g ng tho mãn nhu c u giao thông t i ch . 5.5.2.3. Yêu c u ñ i v i cao ñ ñư ng ñ p. Khi ch n lo i hình c ng thoát lũ, ñư ng kính c ng ch y u ñư c ch n theo lưu lư ng c a t n su t lũ quy ñ nh (ñư ng s t các c p là 2 %) và ki m toán cao ñ thi t k vai ñư ng theo các ñi u ki n sau: a. ði u ki n thu l c. cao trình thi t k vai ñư ng g n c ng ph i cao hơn ít nh t là 0,5 m so v i m c nư c thi t k c a t n su t lũ quy ñ nh (ñư ng s t c p I,c p II là 1%, ñư ng s t c p IIIlà 2%) k c chi u cao nư c dâng, t c là cao ñ ñ p ñ t c a ñư ng ñ p (h min) cao hơn cao ñ tích nư c trư c c ng (hp) ít nh t là 0,5 m hmin = hp +0,5 m (3-3) b. ði u ki n k t c u. ð c i thi n tr ng thái ch u l c c a b n thân c ng, phía trên ñ nh c ng c n ñ p ñ t v i m t ñ d y nh t ñ nh ñ ñ m b o chi u cao ñư ng ñ p t i thi u (hj) c n thi t cho ñi u ki n k t c u c ng. 47
Chi u cao ñ p ñ t ñư ng ñ p (hh) tính t ñáy mương ch ñ t c ng c n ph i tho mãn hhmin = hj (3-4) Chi u cao ñư ng ñ p t i thi u c n thi t theo cao ñ tích nư c trư c công trình c ng ng v i lưu lư ng các lo i kh u ñ c ng và theo ñi u ki n k t c u, có th tra s tay có liên quan v tính toán thu văn c u c ng. Trư ng h p cao ñ ñ p ñ t ñư ng ñ p trong thi t k tr c d c không tho mãn hai ñi m trên, thì có th áp d ng các bi n pháp sau: - Khi tho mãn yêu c u lưu lư ng thi t k , chuy n sang s d ng lo i c ng có yêu c u cao ñ ñ t ñ p nh hơn. - M r ng ñư ng kính c ng, h th p cao ñ tích nư c, chuy n c ng ñơn sang dùng c ng ñôi, ba, nhưng c ng vòm không ñư c quá 3 vòm. - ðào th p thích ñáng ñáy mương, thích h p v i mương máng có c a thoát nư c th p ho c d c d c tương ñ i d c. - Thay ñ i ñ d c d c, nâng cao ñ thi t k vai ñư ng, h th p cao ñ thiên nhiên m t ñ t nơi ñ t c ng. 5.5.3. V ch tuy n nơi làm h m. 5.5.3.1. ð c ñi m c a c a công trình h m. Trong v ch tuy n ñư ng s t, s d ng h m là m t bi n pháp quan tr ng ñ kh c ph c tr ng i v cao ñ , h th p cao ñ vư t núi, rút ng n chi u dài tuy n, và vòng tránh khu v c ñ a ch t không t t. B trí h m h p lý là khâu quan tr ng nâng cao ch t lư ng thi t k ch n tuy n. G p các trư ng h p sau ñây khi ñ nh tuy n, c n dùng h m trong v ch tuy n Tuy n vư t dãy núi phân thu , c n xây d ng h m - ñó là h m vư t núi. V ch tuy n bên c nh núi ch y d c sông: ho c ph i c t tuy n ñi cong, ñi th ng ho c ph i vòng tránh ñ a ch t không t t mà ph i xây d ng ñư ng h m - ñó là h m ven núi, như hình 5-33. 48
Hình 5-33. So sánh v trí h m 5.5.3.2. Ch n v trí h m. Ch n v trí h m ven núi, c n chú các v n ñ sau: - ð t c n, ñư ng nên d ch vào phía trong ñ tránh áp l c l ch h m quá l n. - C n tránh ñ a ch t không t t như ñá ch ng, d c trư t, b sông xói l , b h ñ p nư c s t l . - C n k t h p tình hình ñ a hình, ñ a ch t c a khu v c và công trình l n hay nh , ñ ti n hành so sánh phương án h m dài c t cong, ñi th ng v i phương án ñi vòng ven sông. - Khi ñ a hình g p khúc, ñ a ch t ph c t p thư ng xu t hi n m t qu n th nhi u h m. Khi quy t ñ nh v trí bình ñ và cao ñ tuy n, c n chú ý s ch ng chéo nhau gi a giao thông ñi l i, thoát nư c và ñ t ñá d ra trong th i gian thi công h m, c n h t s c gi m thi u nh hư ng ñ i v i công trình giao thông, thu l i hi n có. 5.5.3.3. Ch n v trí c a h m. C a h m là là m t xích y u c a h m, x lý không t t nơi c a h m s d phát sinh các bênh h i, nh hư ng ñ n an toàn ch y t u. Khi ch n tuy n ño n ph i làm h m c n chú ý các nhân t sau ñây, qua so sánh kinh t kĩ thu t, ch n v trí c a h m. - Ch n v trí c a h m c n quán tri t nguyên t c “s m vào h m, ch m ra h m", tránh cách làm phi m di n ch mong rút ng n chi u dài h m mà xem nh n ñ nh ta luy hai bên c a h m. Không nên dùng ñư ng ñào sâu ñ rút ng n chi u dài h m. Trong trư ng h p chung, chi u cao ta luy n n ñào không nên quá 15- 20 m, trư ng h p ñá xung quanh vùng ñào sâu kém, không nên quá 10-15 m và trư ng h p nham th ch xung quanh vùng ñào sâu t t cũng không nên quá 20-25 m. Không nên b trí h m gi a lòng ch o vì không nh ng ñi u ki n ñ a ch t công trình kém, mà khi thi công thoát nư c và th i ñ t ñá cũng khó khăn. Vì v y tuy n c a h m nói chung nên b trí m t bên lưu v c sông như phương án A hình 5- 33. - C a h m c n h t s c c g ng b trí nơi thân núi n ñ nh, ñi u ki n ñ a ch t tương ñ i t t, ñ b o ñ m an toàn c a h m, n u không, c n ph i làm công trình tư ng ch n ho c kéo dài c a h m, làm thêm h m l thiên. - C a h m nên b trí nơi giao th ng góc ho c g n th ng góc gi a tuy n v i ñư ng ñ ng m c, n u giao xiên thì ph i xây c a h m giao xiên ho c xây h m l thiên. 5.5.4. V ch tuy n nơi làm ñư ng ngang. 49
Khi ñư ng s t giao nhau v i ñư ng b , c n b trí ñư ng ngang giao nhau trên m t ph ng ho c giao c t l p th . Hình th c giao nhau ñư c xác ñ nh tuỳ thu c vào các nhân t như tính ch t, c p h ng, lư ng v n chuy n, ñi u ki n ñ a hình, yêu c u an toàn, l i ích kinh t , xã h i v.v.. c a ñư ng s t và ñư ng b . Nói chung nên ưu tiên s d ng giao c t l p th , gi m b t ñư ng ngang trên m t ph ng. 5.5.4.1. ði u ki n b trí giao c t l p th . - ðư ng s t giao nhau v i ñư ng ô tô cao t c, ñư ng ô tô c p I và ñư ng t c ñ cao trong h th ng ñư ng thành ph : c n b trí giao c t l p th . - ðư ng s t giao nhau v i các ñư ng khác, n u phù h p m t trong các ñi u ki n dư i ñây, c n b trí giao c t l p th : + Giao nhau gi a ñư ng s t v i ñư ng ô tô c p II + Giao nhau gi a ño n ñư ng s t t c ñ 140km/h v i ñương b + Giao nhau gi a ñư ng s t và ñư ng b mà lư ng giao thông tính ñ i t i ñư ng ngang trong tương lai g n l n hơn ho c b ng các s li u b ng kh i lư ng giao thông tính ñ i ñư ng ngang giao c t l p th B ng 5-2. Kh i lư ng giao thông tính ñ i ñư ng ngang giao c t l p th (v n lư t xe) ði u ki n T c ñ ño n ñư ng (km/h) nhìn 120 100 Max = 80 Tt 6 12 16 Không t t 3 6 8 Ghi chú: ði u ki n nhìn tho mãn bi u trên là t t n u không là không t t. + K t h p ñ a hình ho c tình hình v t ki n trúc, nơi có ñi u ki n b trí giao c t l p th + Nơi th c s có nhu c u ñ c bi t - ðư ng s t ño n t c ñ 120km/h giao nhau v i ñư ng b : nên b trí giao c t l p th . 5.5.4.2. Gi i h n ki n trúc c a ñư ng ngang giao c t l p th gi a ñư ng s t và ñư ng ô tô. - Gi i h n ki n trúc c a ñư ng s t ph i phù h p v i quy ñ nh trong “Gi i h n ki n trúc ñư ng s t c ly ñư ng tiêu chu n” - ðư ng b ph i phù h p v i các quy ñ nh gi i h n ki n trúc trong “Tiêu chu n kĩ thu t ñư ng ô tô",“Quy ph m thi t k ñư ng thành ph " và “Quy ph m thi t k nhà máy h m m " 50
- Tĩnh không ñư ng nông thôn dư i c u giao c t l p th v i ñư ng s t, không ñư c dư i các s li u bi u tĩnh không ñư ng nông thôn dư i c u giao c t l p th (m). B ng 5-3. Lo i ñư ng thông qua Ô tô Máy kéo và xe súc v t Xe ba gác ñư ng ngư i ñi Chi u r ng tĩnh 5,0(1) 4,0 2,0 Chi u cao tĩnh 4,5(2) 3,0 2,5 Ghi chú: (1) ði u ki n khó khăn ñ c bi t có th gi m ñ n 4,5 m (2) ði u ki n khó khăn ñ c bi t có th gi m ñ n 3,5 m 5.5.4.3. ði u ki n b trí ñư ng ngang. - ðư ng ngang c n b trí nơi ph m vi t m nhìn không nh hơn quy ñ nh bi u 5-4. ðư ng ngang ñư ng s t ñư ng ñôi c ly ñư ng nh hơn ho c b ng 5,0 m thì c ly nhìn sang bên nh nh t c a tài x ñ u máy c n ph i công thêm 50 m. ðư ng ngang c a ñư ng s t nhi u ñư ng ñư c xác ñ nh theo tính toán B ng 5-4. C ly nhìn t i thi u (m) T c ñ ño n ñư ng s t C ly nhìn t i thi u c a tài C ly nhìn sang bên t i thi u (km/h) x tàu c a xe có ñ ng cơ 140 1200 470 120 900 400 100 850 340 80 800 270 Ghi chú: C ly nhìn c a tài x xe có ñ ng cơ tương ng v i c p h ng ñư ng mà tài x ph i d ng cách ñư ng ngang, nhưng không dư i 50 m, có th nhìn th y t u ho hai phía. - ðư ng ngang không ñư c b trí trong ga, cũng không nên b trí ño n ñư ng cong c a ñư ng s t, g n ghi, ñ u c u và c a h m. - C ly gi a các ñư ng ngang không nên dư i 2km. - Giao c t trên m t ph ng gi a ñư ng s t và ñư ng b , c n thi t k giao vuông góc, n u giao xiên, góc giao c n l n hơn 45 ñ . 5.6. ð C ðI M V CH TUY N THEO NH NG ð D C GI I H N KHÁC NHAU VÀ CÁC CH TIÊU ðÁNH GIÁ VI C V CH TUY N. 5.6.1. ð i v i ñ d c h n ch . 51
Ta có th dùng các ñ i lư ng ñ d c h n ch khác nhau cho m t tuy n ñư ng. Khi v ch tuy n theo m i phương án v ñ d c ta ph i nêu ra ñư c ưu và khuy t ñi m c a m i phương án theo ñ i lư ng ñ d c ñó. Kh i lư ng chuyên ch càng l n càng ph i chú ý vi c dùng d c h n ch nh . Còn n u kh i lư ng chuyên ch nh thì ph i ñánh giá ñư c hi u qu c a vi c dùng d c l n do h n ch ñư c chi u dài tuy n hay kh i lư ng công tác. Kh i lư ng chuyên ch càng l n v m t bình di n càng ph i chú ý cho tuy n ñi th ng m c dù ph i ñào ñ p nhi u. V quan ñi m k thu t vi c v ch tuy n theo các ñ d c h n ch khác nhau cũng có nh ng ñ c ñi m như: - Khi tăng ñ i lư ng ñ d c h n ch , mà tiêu chu n kh năng thông qua là m t con s c ñ nh, thì s ñi m phân gi i s b t ñi, b i vì tr ng lư ng ñoàn tàu xác ñ nh b i ñ i lư ng ñ d c h n ch l n là m t ñ i lư ng nh , khi ch y trên các d c tho i v n t c s l n hơn, nên có th kéo dài khu gian ra. - Khi d c h n ch nh , thì không nên dùng các bán kính nh b i vì trong trư ng h p này ñ i lư ng ir có tr s l n nên s chi m t l khá l n so v i ñ i lư ng ñ d c mà ta gi m d c ñi ñ i lư ng ir và v n ñ vư t ñ cao tr nên ph c t p. Khi v ch tuy n mà ta dùng m i chi u m t tr s d c h n ch khác nhau thì ph i xét: Do kh i lư ng v n chuy n m i chi u khác xa nhau (dùng d c cân b ng) hay do t ng s chi u cao ph i vư t cho m i chi u khác xa nhau. Trong trư ng h p th nh t ñ i lư ng t i ña c a d c cân b ng ph i tính theo d c h n ch c a chi u nhi u hàng và t l không cân b ng v lu ng hàng theo chi u (K). Trong trư ng h p th hai nên v ch tuy n cho 2 chi u ñ d c h n ch như nhau vì như v y quá trình khai thác lâu dài sau này không n y sinh ra nh ng v n ñ ph c t p. ð i v i d c gia cư ng ta dùng ñ gi m b t chi u dài nh ng ño n ñòi h i ph i tri n tuy n l n. Có th gi m ñ d c h n ch cho toàn tuy n b i vì ta có th vư t ñ cao t ng ño n ng n t 2-4 khu gian b ng d c gia cư ng l n. ðo n có d c gia cư ng nên ñ t t p trung g n vào nơi s làm công tác k thu t (như thay d u máy ga) ñ kh i ph i có thi t b riêng ph c v cho ñ u máy ph thêm. V phương di n v n t i ph i th ng nh t tr ng lư ng ñoàn tàu trên tuy n, n u t ng ño n tuy n ñ a hình khác nhau. Khi v ch tuy n cũng c n chú ý t i lo i s c kéo. Như ñ u máy ñi n là lo i có s c kéo kho v n t c nhanh. Cũng vì v n t c l n, tr ng lư ng tàu l n nên c n và có 52
th cho tuy n ñi th ng, nên dùng phương án cho tàu ch y su t qua ga. Vì có th hãm hoàn nguyên nên có th dùng d c l n, hi u qu kinh t c a d c l n ñ i v i ñ u máy ñi n r t cao. Do thi t b cung c p ñi n r t t n kém, giá thành thi t b t l v i chi u dài, cho nên ñư ng càng ng n càng t t. 5.6.2. ðánh giá vi c v ch tuy n. M t vi c không th thi u ñư c sau khi hoàn thành vi c thi t k xong con ñư ng, hay sau khi thi t k hoàn t t m t tuy n ñư ng ta ph i xem nó là tuy n ñư ng t t x u ñ n m c ñ nào. ð ñánh giá vi c v ch tuy n ph i dùng các ch tiêu sau ñây: - Chi u dài tuy n bao g m chi u dài các ño n th ng và chi u dài các ñư ng cong, ñơn v tính b ng km - Chi u dài tri n tuy n thêm ∆L = L - L0 L - Chi u dài tuy n (km) L0 - Kho ng cách ng n nh t t ñi m ñ u qua các ñi m kh ng ch (n u có) và ñi m cu i. V y n u có ñi m kh ng ch thì chi u dài ñư ng chim bay ñó s là ñư ng th ng g p khúc. Trong các phương án c c b thư ng không có ñi m kh ng ch . Khi ñó nó là m t ñư ng th ng và trong th c t n u bình ñ không ghi t a ñ chi u dài này ño tr c ti p trên b n ñ : kho ng cách theo ñư ng th ng căng dây t ñi m ñ u ñ n ñi m cu i c a phương án c c b . N u là các ñư ng g p khúc có ñ dài l n không thu n ti n cho vi c làm như trên và bình ñ có ñ h t a ñ thì ph i tính toán thông qua to ñ c a các ñi m nói trên. - H s tri n tuy n là t s L và L0 L λ= L0 Trong ñi u ki n ñ a hình bình thư ng h s này giao ñ ng trong kho ng 1,05 - 1,15. - Chi u dài và t l c a các ño n v ch tuy n t do và khó khăn. 5.7. THI T K CH N TUY N V I VI C S TR GIÚP C A MÁY TÍNH V ch tuy n ñư ng s t là m t trong nh ng nhi m v ph c t p và quan tr ng nh t trong thi t k ñư ng s t (TKðS). Khác v i vi c thi t k các y u t khác c a ñư ng s t, vi c v ch tuy n d a trên cơ s ch quan c a ngư i thi t k . M t cách ph bi n, vi c v ch tuy n d a vào thói quen, truy n th ng, khuynh hư ng riêng c a ngư i thi t k , vì v y trong ch ng m c nào ñó k t qu thu ñư c còn có kho ng cách 53
v i l i gi i t t nh t và không th ñ th i gian, công s c ñ ch ra phương án t t nh t - t i ưu. Khó khăn khách quan cơ b n v gi i pháp c a vi c v ch tuy n là ch a ñ ng m t s lư ng l n các phương án, ngay c nh ng nơi mà ñ a hình có ph n b gi i h n. B ng s c ngư i ch cho phép so sánh vài, ba phương án gi i pháp tìm ñư c ñ nói ñó là phương án t t nh t. Thi t k ch n tuy n có s tr giúp c a máy tính, ch y u nghiên c u kĩ thu t s d ng máy tính cùng v i các thi t b ngo i vi c a nó và các thi t b ñưa vào d n ra giúp các kĩ sư ti n hành thi t k tuy n ñư ng s t.Kĩthu t này ngày càng phát tri n cùng v i s phát tri n c a máy tính và thi t b ngo i vi c a nó, thi t b v hình và ph n m m, kĩ thu t tr c ñ a hi n ñ i và thi t b c a nó. S d ng máy tính b tr công tác thi t k tuy n ñư ng s t có hi u qu rõ r t nâng cao ch t lư ng thi t k , ti t ki m nhân l c và ti n c a, tăng nhanh t c ñ thi t k . ðây là bi n pháp có hi u q a c i cách phương pháp ch n tuy n truy n th ng c a nư c ta và thúc ñ y hi n ñ i hoá công tác tr c ñ c, thi t k ñư ng s t. N i dung ch y u c a thi t k ch n tuy n b tr b ng máy tính g m: - Xây d ng mô hình ñ a hình k thu t s - Ch n phương án c c b hư ng tuy n - Thi t k b tr b ng máy tính bình ñ , tr c d c tuy n. - Thi t k t i ưu tr c d c tuy n. - Thi t k t i ưu liên h p bình ñ và tr c d c tuy n Vi c t i ưu hoá v ch tuy n ñư ng s t, t t nhiên d a trên MTð hi n ñ i, m ra m t tri n v ng to l n, nhưng ñ ng th i cũng n y sinh nh ng công vi c m i ñó là thông tin ñ a hình. Như ta ñã bi t MTðT hi n ñ i có th gi l i, x lý nh ng thông tin s , do ñó ñ a hình c n ph i ñư c bi u th d ng ch nh lý m t cách ñ c bi t thông tin s . H th ng như th ñư c g i là mô hình ñ a hình kĩ thu t s (DTM). 5.7.1. Mô hình ñ a hình kĩ thu t s . Mô hình ñ a hình kĩ thu t s (Digital Terrain Model vi t t t là DTM) là ch s s p x p các s li u theo quy t c và không quy t c phân b không gian c a các ñ c trưng ñ a hình, t c là ñem b m t ñ a hình bi u th b ng hình th c s các to ñ x, y, z c a d y ñ c các ñi m. N u ñem các s li u c a các ñi m ñó l p thành m t m t cong toán h c, ñ m t cong này g n gi ng b m t ñ a hình th c t thì có th căn c m t cong này ñưa ra cao ñ ho c các tin t c khác v ñ a hình c a b t kì ñi m nào trên m t ñ t. DTM c n ñư c xây d ng như th nào ñ m i ñi m trên bình di n v i to ñ x, y v i ñ chính xác cho vi c v ch tuy n, s xác ñ nh ñư c cao ñ m t ñ t 54
thiên nhiên z. ð i v i m t ñư ng b t kỳ trên bình di n, trên ñó ñư c phân chia b ng nh ng kho ng cách, c n ph i tìm ñư c cao ñ m t ñ t c a các ñi m phân chia y, như v y ta s ñư c m t tr c d c theo hư ng ñã cho này, ñó là ñư ng ñen tr c d c c a tuy n ñư ng thi t k . Các hình th c DTM dùng trong thi t k tuy n v i s b tr c a máy tính bao g m: mô hình ñ a hình kĩ thu t s ki u ô vuông, ki u tam giác, ki u xương cá, ki u ly tán, ki u li tán phân kh i. Dư i ñây gi i thi u ng n g n m t s DTM m ng ô vuông và m ng tam giác. 5.7.1.1. Thu th p các ñi m s li u c a mô hình ñ a hình kĩ thu t s . Các ñi m s li u là các nguyên t cơ b n c u thành mô hình ñ a hình kĩ thu t s . Tác d ng c a chúng tương ñương v i các ñi m r i r c khi ño v ñư ng ñ ng m c ngo i nghi p. Phương pháp thư ng dùng thu th p c u t o mô hình ñ a hình kĩ thu t s g m 4 lo i: t c là các s li u thu th p ño ñ c t m t ñ t, s hoá b n ñ ñ a hình hi n có, các s li u thu th p b ng ch p nh và các s li u thu th p b ng v tinh. Thu th p các s li u th c ñ a là phương pháp ch y u trong công tác ño ñ c công trình, nh t là các thông tin s li u thu ñư c khi ño v b n ñ t l l n. Còn phương pháp thu th p s li u thì tuỳ theo phương pháp tác nghi p th c ñ a và thi t b máy móc s d ng khác nhau, có th chia thành 3 hình th c; phương pháp ño v b n ñ ñ a hình ph thông, phương pháp s d ng kinh vĩ ño c ly và "s tay ñi n t " và phương pháp dùng kinh vĩ ñi n t ki u toàn tr m. S hoá b n ñ ñ a hình hi n có là m t trong nh ng bi n pháp dùng máy s hoá tr giúp thành b n ñ . Máy s hoá tr giúp v thành b n ñ m i ñư c phát tri n trong m t vài ch c năm, còn ñưa vào s n xu t quy mô thì m i ch g n 10 năm. Các b n ñ ñ a hình v n có c a các ngành s n xu t (k c b n ñ cơ b n qu c gia) ñ u không ph i b n ñ do máy tính v ra. Xây d ng DTM trong công trình còn ph i s d ng r t nhi u b n ñ ñ a hình hi n có, vì v y ngư i ta s d ng các máy móc s hoá ñ hoàn thành công tác s hoá các b n ñ hi n có. Phương pháp ño ch p nh bao g m ño ch p nh hàng không và ño ch p nh m t ñ t. ðem t t c các nh ñ nh hư ng tương ñ i vào máy ño v l p th và ñ nh hư ng tuy t ñ i theo t l mô hình ñã xác ñ nh. Trên mô hình ñã ñư c ñ nh hư ng, dùng to ñ ño không gian c t các ñi m c a mô hình v thành các ñư ng c a k t c u tuy n tính ñ c bi t ho c ñư ng theo ñ nh nghĩa toán h c (như ñư ng ñ ng m c, ñư ng tr c d c) tìm ñư c v trí ñi m v ho c hình v , ñ ng th i dùng ñư ng ñ ng m c ñi m cao ñ ñ c l p, ñ c ra các cao ñ và ghi chú. 55
S d ng các tín hi u v tinh ñ thu th p các s li u ñ a hình là kĩ thu t m i phát tri n m y năm g n ñây. Phương pháp ch y u là phương pháp ño ch p nh, thông qua nh v tinh m t ñ t, xây d ng ra mô hình m t ñ t kĩ thu t s . Trong nh ng năm g n ñây nư c ngoài, ngư i ta ñ u tư r t nhi u l c lư ng nghiên c u kĩ thu t tr c ti p dùng tín hi u v tinh thu ñư c tín hi u m t ñ t kĩ thu t s , t ñó nhanh chóng xây d ng DTM. T t nhiên các phương pháp thu th p ñ a hình kĩ thu t s nêu trên ch ph i ti n hành các công tác tương ng k t h p v i nhi m v kh o sát thi t k trong trư ng h p kho tư li u chưa s n có các s li u tín hi u ñ a hình. Các nư c phương tây phát tri n ñã xây d ng ñư c các tín hi u có th cung c p ñ a ñ kĩ thu t s v i nhi u d ng, nhi u t l . Hi n nay Trung Qu c, ñã xây d ng ñư c kho s li u tín hi u ñ a hình ph toàn qu c v i t l 1/250.000 và ñang xây d ng kho tín hi u ñ a hình t l 1/100.000; 1/50.000 và 1/10.000 m t khi ñã có kho s li u trung tâm qu c gia, các b môn thi t k có th căn c các h ng m c xây d ng công trình, tr c ti p l y các tín hi u ñ a hình c n thi t t kho s li u tín hi u ñ a hình qu c gia. 5.7.1.2 Các lo i mô hình ñ a hình kĩ thu t s . Các hình th c ch y u c a DTM dùng trong thi t k tuy n ñư ng s t có h tr c a máy tính bao g m: DTM ki u m ng ô vuông, m ng tam giác, ki u xương cá. - DTM ki u hình ô vuông + Hình th c b trí ñi m s li u. Các ñi m s li u c a DTM ki u m ng ô vuông, ñư c phân b theo hình th c có quy t c hình vuông ho c hình ch nh t, t o thành m ng như hình v . Hình5-34. M ng hình ch nh t DTM c a hình th c này ch c n ñem chia ph n ñ t dùng cho ñư ng s t trong m t ph m vi nh t ñ nh thành các ô vuông ho c ch nh t b ng nhau, ñ c các thông tin 56
m t ñ t c a các ñi m ô m ng theo m t trình t nh t ñ nh là ñư c. DTM ki u ô m ng dùng trong thi t k ñư ng s t, thư ng căn c vào s bi n hoá c a lo i ñ a hình, t i các khu ño n khác nhau, s d ng chi u dài ô m ng khác nhau, ñ nâng cao ñ chính xác n i suy. + Thăm dò ñi m n i suy. Do các s li u c a mô hình ñ a hình kĩ thu t s m ng ô vuông ñư c s p x p theo hình vuông ho c hình ch nh t, gia s to ñ ph ng....X,....X c a m ng ô vuông là m t h ng s . To ñ ph ng c a b t kì m t ñi m nào có th suy ra t to ñ g c X0, Y0,..X,..X và hàng, c t ñi m ñó trong m ng. Ngư c l i,bi t to ñ ph ng c a m t ñi m nào ñó, s nhanh chóng tìm ñư c hàng và c t c a nó trong m ng, t ñó n i suy ra các d li u trên m t ñ t c a ñi m ñó. N u bi t to ñ ph ng (Xp,Yp) c a b t kì m t ñi m P nào, ô m ng c a ñi m P, to ñ ph ng (Xa,Ya)c a ñi m ơ góc dư i bên trái c a ô m ng ñó, có th tính theo công th c x p − x0 J= +1 L y p − y0 +1 I= L XA = x0 + (J - 1).L YA = y0 + (I - 1).L Trong công th c trên: I, J: S hàng, s c t c a ñi m góc dư i bên trái m t m ng c a ñi m P Xo,Yo: To ñ ph ng c a ñi m g c DTM L: kho ng cách bư c m ng ô vuông + N i suy các thông tin v m t ñ t c a ñi m ch xác ñ nh. N i suy ñi m c n xác ñ nh trong DTM: Vi c ch n phương pháp n i suy nh hư ng r t nh ñ n ñ chính xác c a cao ñ , vì v y có th ch n phương pháp tương ñ i ñơn gi n, t c ñ tính toán nhanh, như phương pháp n i suy tính tuy n kép. Dùng 4 ñi m s li u g n v i ñi m c n tìm, l p thành m t hình 4 c nh, s d ng công th c dư i ñây ñ tìm cao ñ Zp c a ñi m ch xác ñ nh: Zp = a0+ a1x + a2y= a3xy. Trư c h t dùng 4 ñi m s li u gi i tìm các h s a0, a1, a2, a3, sau ñó căn c to ñ x,y c a ñi m ch xác ñ nh ñ tìm cao ñ Zp. Mô hình s ñ a hình c a lo i gi i b ng này, trong ñó tuy n v ch ñi qua, ñư c b c b i 1 m ng lư i, t o thành t nh ng ñư ng th ng vuông góc v i nhau, nh ng 57
hình vuông có c nh là a. Trong b nh c a MTðT cho thông tin v s hi u giao ñi m c a lư i V và cao ñ c a nó. V ch phương án tuy n qua ño n ñó theo ñư ng th ng. ðư ng th ng ñư c chia theo các c c. Cao ñ c a m i c c nh n ñư c b ng phép n i suy gi a các ñi m lân c n. - DTM ki u m ng tam giác. + Hình th c b trí ñi m s li u: DTM này g m 3 to ñ c a t t c các ñ nh tam giác l p thành. các ñi m s li u phân b t i ñ nh các tam giác, n i l i thành ô m ng hình tam giác. cơ s c a mô hình này gi s m t ñ t có ñ ñ chính xác có th bi u th b ng m t s h u h n m t ph ng, m i m t ph ng ñư c vi t dư i d ng phương trình tuy n tính: Ax+By+Cz +D = 0 Vì v y khi phân m ng tam giác, c n c g ng sao cho t t c các ñư ng ñ ng m c n m phía trong ba c nh c a hình tam giác cơ s c a mô hình này gi s m t ñ t có ñ ñ chính xác có th bi u th b ng m t s h u h n m t ph ng, m i m t ph ng ñư c vi t dư i d ng phương trình tuy n tính: Ax+By+Cz +D = 0 Vì v y khi phân m ng tam giác, c n c g ng sao cho t t c các ñư ng ñ ng m cn m phía trong ba c nh c a hình tam giác ñ u tương ñ i th ng và tương ñ i song son, ñư c b trí theo c ly c ñ nh như hình 5-35. Hình 5-35. M ng tam giác + Thăm dò ñi m n i suy: ð thu n ti n tìm m t m ng tam giác nào ñó và ti nư hành n i suy, các thông tin v mô hình ñ a hình kĩ thu t s m ng tam giác ñư c lưu tr theo m t quy lu t nh t ñ nh. ðem các s li u ban ñ u l p thành bi u lưu tr thông tin DTM m ng tam giác S th t ñ nh To ñ ñ nh các c nh S th t c nh các c nh hình tam giác x y z 1 2 3 4 5 58
1 35 44 383,5 123 3 45 55 381,4 134 4 47 52 380,1 145 Ý nghĩa c a các c t 1- 4 ñã rõ không c n gi i thích C t 5: ñ i v i m i hình tam giác trong máy tính ñ u chi m m th t .S th t này ñ u do 3 ñ nh tam giác h p thành. Thí d tam giác do các ñ nh 1,2,3 l p thành, mang s th t 123. S d ng phương pháp này khi cung c p thông tin không c n ph i trùng l p nhi u l n m i ñi m ñ nh chung c a các tam giác li n k . Các c nh c a tam giác ñư c tìm theo phương pháp tra t ng cái m t trong toàn b to ñ ph ng ñư c lưu gi trong b nh . ñ phán ñoán xem ñi m c n tìm có n m trong m t tam giác nào ñó hay không, trư c h t c n tìm phương trình các c nh c a tam giác và to ñ tr ng tâm c a tam giác.Phương trình m i c nh c a tam giác ñư c suy ra t phương trình ñư ng th ng ñi qua các ñ nh tương ng c a tam giác. y − y1 x − x1 = y1 − y 2 x1 − x 2 T dó qua ch nh lý ñư c: M.x+ N.y+ L = 0 ð t f(x.y) = M.x+ N.y+L T a ñ tr ng tâm c a hình tam giác: x1 + x 2 + x3 y + y 2 + y3 trongtam , y trongtam = 1 = X 3 3 ðem to ñ tr ng tâm và to ñ ñi m c n tìm th vào các công trình các c nh tam giác, n u d u c a các tr s gi ng nhau, ch ng t ñi m c n tìm và tr ng tâm hình tam giác cùng m t phía phía v i ba c nh hình tam giác, t c là cùng n m trong hình tam giác. + N i suy các thông tin m t ñ t ñi m ñ i xác ñ nh: M i hình tam giác c a m ng tam giác c a m ng tam giác ñư c xem là m t m t ph ng, phương trình m t ph ng ñó là: X Y Z 1 X1 Y1 Z1 1 X2 Y2 Z2 1 X3 Y3 Z3 1 Gi i ma tr n này là có th tìm ñư c các thông tin n i suy c a ñi m c n tìm 59
5.7.2. Mô hình ñ i tư ng c a thi t k tuy n b tr b ng máy tính. Mô hình ñ i tư ng là ch bi u th c toán h c bi u th s t h p s li u và m i quan h gi a các s li u c a ñ i tư ng, ph n ánh m i quan h bi n hoá gi a các bi n s trong thi t k , dùng ñ miêu t quy lu t bi n ñ i gi a các tham s thi t k , ñi u ki n ràng bu c v i hàm m c tiêu. Trong thi t k tuy n b tr b ng máy tính, ñ i tư ng ng d ng ñư c ñ c p t i, ch y u là các mô th c bình ñ , tr c d c, tr c ngang, mô hình ñ a hình, bi u th c toán h c c a hàm m c tiêu và ñi u ki n ràng bu c. 5.7.2.1. Mô th c bình ñ tuy n. Bình ñ tuy n g m các ñư ng cong và ñư ng th ng c t nhau t o thành. ðư ng cong bao g m ñư ng cong tròn và ñư ng cong chuy n ti p. Bi n s thi t k bình ñ có th là bán kính ñư ng cong và to ñ các ñi m chuy n c a bình ñ , cũng có th là bán kính ñư ng cong n m và các ñ dài ño n tính toán trên bình ñ (ðo n ñư ng th ng là chi u dài ñư ng th ng ño n ñó, ño n ñư ng cong là toàn chi u ñư ng cong ñó). 5.7.2.2. Mô th c m t c t d c tuy n. M t c t d c tuy n bao g m ñư ng m t ñ t và ñư ng ñ d c thi t k : ðư ng m t ñ t s d ng mô th c tuy n hình g p khúc, k t c u s li u c a nó ñư c c u thành t cao ñ m t ñ t. Khi s d ng DTM, căn c vào các m c 100 m, bình ñ tuy n ñã bi t và n i suy to ñ bình ñ các m c thêm vào. Mô th c m t c t d c tuy n có hai lo i: Tuy n hình g p khúc và tuy n hình ñư ng cong lo i hàm s . Trong thi t k tuy n b tr b ng máy tính, ph n l n s d ng mô th c tuy n hình g p khúc. Mô th c tuy n hình g p khúc g m m t lo t các ño n th ng t thành, bi n s thi t k có th là v trí c a ñi m ñ i d c và cao ñ thi t k , cũng có th là ñ d c và chi u dài c a ño n d c. Mô th c ñư ng g p khúc m t c t d c tuy n có hai hình th c: m t c t d c ki u m t xích không dài b ng nhau và m t c t d c thi t k tho mãn yêu c u chi u dài d c t i thi u. 5.7.2.3. Mô th c m t c t ngang m t ñ t. Trong tính toán t i ưu, cao ñ thi t k các ñi m ñ i d c luôn thay ñ i theo s bi n ñ ng c a phương án tuy n, s d ng ñư ng c t ngang m t ñ t c a tuy n hình g p khúc ñ tính di n tích m t c t r t m t th i gian, vì v y trong chương trình t i ưu, ph n l n ñ u d ki n m t c t ngang m t ñ t x lý thành ñư ng th ng. Trong chương trình t i ưu m t c t d c tuy n do trong nư c nghiên c u, ñã ñem m t c t ngang m t ñ t x lý thành ñư ng d c ngang sang hai phía trái ph i. 60
5.7.2.4. ði u ki n ràng bu c. Thi t k bình ñ và tr c d c tuy n ph i tho mãn các yêu c u trong “quy ph m thi t k ñư ng s t", c n bi n các yêu c u và ñi u ki n k thu t khác thành ñi u ki n ràng bu c c a bi n s . Khi thi t k t i ưu m t c t d c, v trí ñi m ñ i d c c n tho mãn các ñi u ki n ràng bu c: Ràng bu c v trí ñi m ñ i d c, ràng bu c ñ d c c a ño n d c, ràng bu c chênh l ch ñ d c v i d c bên c nh và ràng bu c cao ñ v.v... Bình ñ tuy n c n tho mãn các ñi u ki n ràng bu c: Bán kính ñư ng cong n m, ño n th ng chêm gi a hai ñư ng cong t i thi u, chi u dài t i thi u c a ñư ng cong tròn, ràng bu c v chi u dài ga. Các khu v c ñ a ch t không t t, các khu b o t n văn hóa, h ch a nư c, khu v c các công trình tr ng ñi m, ñ u ph i xét là các khu v c c m v ch tuy n. Khu v c c m bi u th chu i s li u biên gi i c a khu v c. V trí ga quy ñ nh v trí c n xét là khu v c ph i ñi qua, cũng c n có bi u th biên gi i c a khu v c ñó. Ngoài ra còn có ràng bu c v ga d c ñư ng và ràng bu c v ño n k t thúc tuy n. V m t ph i h p bình ñ và tr c d c tuy n, c n ñ m b o ñư ng cong ñ ng và ñư ng cong chuy n ti p không trùng nhau. 5.7.2.5. Mô hình toán h c c a hàm m c tiêu. Trong thi t k tuy n ñư ng s t có b tr b ng máy tính, nói chung l y chi phí v n doanh công trình tính ñ i làm hàm m c tiêu ñ phân tích tính toán và t i ưu hoá. 5.7.3. Mô th c CAD ch n hư ng ñi. Mô th c CAD ch n hư ng tuy n ñư c th c hi n mô ph ng quá trình ñ nh tuy n th công trên b n v . Quá trình ch n hư ng tuy n có th chia ra: ch n ñi m kh ng ch ; các phương án hư ng tuy n s n sinh. 5.7.3.1. Ch n ñi m kh ng ch . Các ñi m kh ng ch trong ch n tuy n bao g m: Các ñi m kh ng ch ban ñ u (initial contrrol points) và các ñi m kh ng ch khác (aditional control points). Các ñi m kh ng ch ban ñ u có: ñi m kh i ñ u, ñi m k t thúc tuy n, các trung tâm v n t i trung gian l n v.v.. Dùng ñư ng th ng n i các ñi m kh ng ch là có th ñưa khu v c ñ i th tuy n có th ñi qua. Nhi m v c a h th ng thi t k b tr ch n tuy n b ng máy tính (vi t t t là RLCAD) là trong khu v c có th tìm các ñi m vư t sông, vư t ñèo, ñ u núi, khu v c ñ a hình, ñ a ch t không t t, các trung tâm giao thông th c p v.v.. 61
Các bư c xác ñ nh ñi m kh ng ch c a h th ng CAD như sau: - Phân tích “b n ñ ñ a hình ñi n t " và ch n các ñi m kh ng ch có th . - Toàn b t các to ñ ph ng c a các ñi m kh ng ch và s a kho s li u tr ng thái ñ ng - Xác ñ nh các thu c tính c a các ñi m kh ng ch ñã ch n (thí d t i ñi m kh ng ch , các thông tin v ñ i tư ng hi n có xung quanh ñi m kh ng ch v.v...) - Tra tìm kho tr ng thái ñ ng, tìm các tin t c v ñi m kh ng ch tương ng (s li u và ki n th c). - Xác ñ nh tham s thi t k . - S a ch a kho ki n th c và kho s li u ñ ng. 5.7.3.2. Các phương án tuy n có th s n sinh. Dùng phương pháp nh n bi t CAD ñem t h p khác nhau các ñi m kh ng ch ban ñ u và các ñi m kh ng ch khác và dùng ñư ng th ng n i thành các ñư ng g p khúc ki u moc xích khác nhau s sinh ra m t s phương án hư ng tuy n; qua so sánh xác ñ nh lo i các k t c u c a các công trình c u, h m v.v.. 5.7.4. Thi t k m t c t d c b ng b tr c a máy tính. Trư c h t, trên b n ñ ñ a hình xác ñ nh v trí bình ñ tuy n (xác ñ nh tuy n th công trên gi y ho c dùng phương pháp giao hoán hình trên ño n cu i b n ñ máy tính ñ ñ nh ra v trí bình ñ tuy n ñư c các s li u to ñ ñi m chuy n bình ñ , bán kính ñư ng cong n m, các tiêu chu n kĩ thu t có liên quan, cao ñ và lý trình ñi m kh ng ch v.v.. ñưa vào kho d li u, căn c mô hình m t ñ t kĩ thu t s c a khu v c ñi qua, n i suy ra các tài li u v m t c t d c m t ñ t và d c ngang m t ñ t v.v.. Căn c m t c t d c m t ñ t ñã n i suy ra, dùng máy tính t ñ ng tìm ra m t ñư ng thi t k m t c t d c v a tho mãn các ñi u ki n ràng bu c và tiêu chu n kĩ thu t v a có th ti p c n v i m t ñ t, l y ñó làm m t c t d c ban ñ u. Xu t phát t m t c t d c ban ñ u ñó,dùng m t phương pháp t i ưu, ti n hành thi t k t i ưu, ti n hành thi t k t i ưu m t c t d c, t ñó ñưa ra m t c t t i ưu có chi phí công trình nh nh t trên bình ñ ñã ñ nh. K t h p phân tích tính toán t ñ ng v i kĩ thu t v hình ki u trao ñ i, ñem m t c t d c t i ưu "trang s c" thành m t c t d c thi t k . Cu i cùng s d ng thi t b ngo i vi c a máy tính - máy v b n ñ ñ v ra b n v m t c t d c tuy n ñư ng Mô hình toán h c c a thi t k t i ưu m t c t d c tuy n ñư ng s t có th quy n p như sau: 62