Bản chất thiết kế nút giao trong Civil 3D!

Ngô Quốc Việt June 17, 2012 3
  1. 1. Đặt vấn đề:

Trong thiết kế giao thông thì phần nút giao là phần tương đối phức tạp vì tính chất cấu tạo của nút vừa đảm bảo giao thông vừa đảm bảo thoát nước cũng như tính mỹ thuật. Thiết kế nút trong Civil 3D đã được tự động hóa và trở nên đơn giản hơn bao giờ hết. Tuy vậy, để đảm bảo thiết kế nút chuẩn xác và hiệu quả thì cần hiểu rõ bản chất việc thiết kế nút như thế nào từ đó có những hiệu chỉnh cần thiết. Bài viết sau tập trung giải thích bản chất việc thiết kế nút trong Civil 3D.

  1. 2. Giải thích về cấu tạo nút và cách Civil 3D thiết kế nút:

Áp dụng cho:

+ nút ngã ba

+ nút ngã tư

Trước tiên chúng ta cần phân tích cấu tạo của nút và từ đó đặt ra nhiệm vụ của quá trình thiết kế nút như thế nào, tiếp theo chúng ta cùng xem Civil 3D đã giải quyết vấn đề trên như thế nào. Sơ đồ cấu tạo nút ngã ba như hình dưới:

Sơ đồ cấu tạo nút ngã tư như hình dưới:

Dựa theo cấu tạo của nút thì các nút giao thường được phân chia thành các phần được đánh số thứ tự như hình trên + Với nút ngã ba từ A1-A3 và B1-B3 + Với nút ngã từ từ A1 – A4 và B1-B4 Đặc điểm cấu tạo nút giao như  sau:

  1. Các phần A có phạm vi được giới hạn phần mặt đường bởi tuyến chính và tuyến phụ, các tuyến bó vỉa. Vì thế nên các điểm trên tuyến chính và tuyến phụ các thuộc phạm vị các phần A phải khớp nối về cao độ (Cao độ bằng nhau) nhằm đảm bảo tính liên tục của nút. Ví dụ với ngã tư một điểm trên tuyến 3 thuộc phạm vi phần A2 và A3 phải có cao độ bằng nhau.
  2. Các phần B là các phần chuyển tiếp giữa tuyến đường ngoài nút vào các phần A do vậy phải có sự khớp nối giữa vị trí giao với phần của tuyến đường ngoài nút và phần A. Ví dụ với ngã ba, tại vị trí giao giữa phần B1 và phần A2, A3 thì cao độ các điểm phải bằng nhau.

Trên đây vừa trình bầy ngắn gọn về cấu tạo của nút. Tiếp theo chúng ta sẽ xem phần mềm Civil 3D sẽ giải quyết vấn đề trên như thế nào nhé. Lấy ví dụ với ngã tư, phần A1, tuyến đường bó vỉa có tim tuyến như hình vẽ và cắt ngang như sau:

Sau khi thiết kế xong nút giao, Civil 3D tạo ra bình đồ nút giao cho từng phần và cụ thể là phần A1 như hình vẽ dưới :

Ta đi phân tích chi tiết Corridor của phần A1 trong mục Target  như hình dưới:

Chú ý các thông số sau:

+Width Alignments: Bề rộng mặt đường phần này giới hạn mặt đường bằng các đường giới hạn, đường này có thể là một tuyến đường hoặc cũng có thể là các polyline

+ Outside Elevation Profile: Chỉ ra cao độ của đường giới hạn. Có thể định nghĩa cao độ này bằng các trắc dọc hoặc đường Feather line.

Trong mục “Width Alignment” nhấn chuột vào “**Varies**”, quan sát hộp thoại ở dưới ta thấy Civil 3D đã sử dụng tuyến chính và tuyến phụ làm đường giới hạn để định nghĩa phạm vi mặt đường.

Tương tự, trong mục “Outside Elevation Profile” nhấn chuột vào “**Varies**” Trong hộp thoại dưới, Civil 3D đã sử dụng đường đỏ trên trắc dọc tuyến chính và tuyến phụ làm cao độ cho các đường giới hạn của phần A1.

Như vậy qua ví dụ trên ta có thể kết luận rằng nhờ khả năng định nghĩa đường giới hạn và cao độ của đường giới hạn mà Civil 3D đã khớp nối tốt các vị trí tiếp nối giữa các phần A với nhau rất hiệu quả. Cụ thể như phần A1 và A2 của nút giao ngã tư, ta chỉ ra đường giới hạn cho phần A1 là Tuyến 3. Tuyến 5A và cao độ cho các đường giới hạn này là đường đỏ trên trắc dọc của tuyến 3, tuyến 5A. Tương tự với phần A2 thì giới hạn bởi tuyến 3 và tuyến 5A và cao độ cho các đường giới hạn này là dường đỏ trên trắc dọc tuyến 3, tuyến 5A. Như vậy, phần tiếp nối giữa phần A1 và A2 tại tuyến 5A đã được khớp nối về cao độ vì cùng nối vào đường đỏ trên trắc dọc tuyến 5A.

Phần tiếp theo ta cần trả lời câu hỏi xem giữa phần B với phần ngoài nút giao và phần A đã được Civil 3D xử lý khớp nối với nhau như thế nào?

Ta đi xét ví dụ cụ thể là phần B3 trong nút giao ngã tư. Do phần ngoài nút giao tiếp giáp với phần B3 và phần B3 có cùng chung tim tuyến với cùng đường đỏ nên bình đồ phần tim đường được khớp nối. Ngoài ra phần A1 như đã phân tích ở trên thì cũng được giới hạn bởi tuyến 3 và tuyến 5A, cao độ tại các điểm trên tuyến 3 thuộc phần A1 được lấy theo cao độ đường đỏ tuyến 3 do vậy tại các vị trí tim tuyến giữa phần B3 và A1 cũng đã được khớp nối với nhau.

Bây giờ ta xem các điểm nằm trên tim tuyến đường cong bó vỉa được Civil 3D xử lý thế nào.

Trong Mục 4: Curb Return Profile Parameters (Trắc dọc đường cong bó vỉa) của trình thiết kế nút giao phần chi tiết các thông số. (Xem chi tiết phần dưới)

Như hình minh họa dưới, Civil 3D sẽ tự động vẽ trắc dọc đường cong bó vỉa trong đó phần màu cam chính là đoạn trong đường cong của phần A, phần còn lại chính là các phần B. Civil 3D cho phép ta quyết định có kéo dài đường cong bó vỉa không và chiều dài đoạn kéo dài thêm là bao nhiêu. Sau đó Civil 3D sẽ vẽ trắc dọc đường cong bó vỉa bằng cách thêm vào trắc dọc bề mặt TOP của toàn nút và dựa vào đó tìm ra các điểm nút như 4 điểm đánh dấu ở hình minh họa dưới rồi dùng thuật toán đúng dần để nối các điểm này. Kết quả ta thu được trắc dọc đường cong bó vỉa.

Sau đó, trong mục Corridor của phần B3, Civil 3D sẽ sử dụng đường giới hạn chính là các tuyến Offset phải và cao độ của đường giới hạn thì dùng trắc dọc của tuyến Offset này và trắc dọc đường cong bó vỉa.

  1. 3.      Chi tiết thiết kế nút trong Civl 3D:

Điểm lại các bước thiết kế nút giao:

Bước 1:

+ Đặt tên cho nút ở mục “Intersection name:”

+ Chọn kiểu hiện thị biểu tượng nút ở mục “Intersection marker style”

+ Chọn kiểu hiện thị nhãn của nút ở mục “Intersection label style”

+ Trong mục “Intersection corridor type” co hai lựa chọn:

–          Primary Road Crown Maintained: Nắn nút theo tuyến chính

–          All Crown Maintained: Nắn nút theo tất cả tuyến Nhấn Next cho bước tiếp theo

Bước 2:

Thiết kế chi tiết các yếu tố của nút .

Mục 1: Offset Parameters: Bề rộng mặt đường

+ Primary Road: Tuyến chính

+ Secondary Road: Tuyến phụ

+ Use an Existing Alignment : Có sử dụng tuyến đường có sẵn hay không

+ Offset Alignment Name Format: Định dạng tên tuyến Offset

+ Offset value: Bề rộng ốp tuyến đường bằng bề rộng phần mặt đường trong khai báo mặt cắt ngang (Assembly)

Lần lượt nhập giá trị cho tuyến chính trái, phải, tuyến phụ trái, phải.

Ngoài ra còn có tùy chọn “Create new offsets from start to end of centerlines “ : Ốp cả tuyến đường

Mục 2: Curb Return Parameters : các thông số bó vỉa

Chú ý một số mục chính sau:

+ Curb Return Parameters : Các thông số đường cong bó vỉa

–          Curb Return Type: Kiểu đường cong bó vỉa

+ Circular Fillet : Lượn tròn

+ Chamfer: Phạt góc

+ 3-Centered Arcs:

–          Radius: Bán kính dùng cho tùy chọn “Circular Fillet”

Ngoài ra còn có hai tùy chọn:

+ Widen turn lane for incoming road: Mở rộng nhánh rẽ cho tuyến chính

+ Widen turn lane for outcoming road: Mở rộng nhánh rẽ cho tuyến phụ

Mục 3: Lane Slope Parameters: Độ dốc mặt đường

+ Use an Existing Profile: có sử dụng trắc dọc có sẵn hay không?

+ Offset Profile Name Format: Định dạng tên trắc dọc cho tuyến ốp

+ Cross Fall from Centerline: Độ dốc so với tim đường, trong đó giá trị dương nghĩa là dốc lên và giá trị âm nghĩa là dốc xuống

Lần lượt nhập cho tuyến chính và các tuyến phụ.

Mục 4: Curb Return Profile Parameters: Trắc dọc bó vỉa

Chú ý các thông số chính sau:

+ Define Curb Return Profile by: Joining Tangent Định nghĩa trắc dọc của đường cong bó vỉa bằng cách nối các tiếp điểm.

+ Extend Profile along Incoming lane: Có kéo dài trắc dọc dọc theo tuyến chính không?

+ Length to Extend along Incoming lane: Chiều dài đoạn kéo dài dọc theo tuyến chính

+ Extend Profile along Outcoming lane: Có kéo dài trắc dọc dọc theo tuyến phụ không?

+ Length to Extend along Outcoming lane: Chiều dài đoạn kéo dài dọc theo tuyến phụ

Đoạn kéo dài trên chính là các phần B và chiều dài đoạn kéo dài sẽ quyết định chiều dài của các phần B.

Sau khi nhập xong cho các mục trong bước 2, nhấn Next cho bước tiếp theo.

Bước 3:

+ Tùy chọn “Create corridors in the intersection area” Tạo bình đồ nút giao

Trong đó có hai tùy chọn:

–          Create a new corridor: tạo bình đồ mới

–          Add to an existing corridor: thêm vào bình đồ có sẵn

–          Select surface to daylight: chọn bề mặt để tham chiếu

Lựa chọn mặt cắt ngang cho từng nhánh và sau đó save để tạo file. Lần sau ta chỉ việc chỉ ra file đó bằng cách nhấn vào nút “Browse…” nên không phải nhập lại

Mặt cắt ngang để xây dựng Corridor phần A  
Mặt cắt ngang để xây dựng Corridor cho phần tuyến ngoài nút  
Mặt cắt ngang trái để tạo Corridor cho phần B  
Mặt cắt ngang phải để tạo Corridor cho phần B  

3 Comments »

  1. kute9x June 20, 2012 at 7:28 am -

    rất hay.
    Hy vọng admin có nhiều bài viết về Civil để độc giả thu lượm được kiến thức phục vụ cho đất nước.
    Chúc Admin và các bạn giữ được niềm đam mê dành cho Civil và có nhiều đóng góp cho trang web nhiều kiến thức.

  2. Thuy August 7, 2012 at 4:23 pm -

    Bài viết rất hay, Cảm ơn anh

Leave A Response »

You must be logged in to post a comment.