MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 I Tính cấp thiết của đề tài 1 II Mục tiêu của đề tài 1 III Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện 2 IV Kết quả đạt được của luận văn 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC HÌNH THỨC CẦU GTNT VÙNG Đ[.]
MỤC LỤC MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Mục tiêu đề tài III Cách tiếp cận phương pháp thực IV Kết đạt luận văn: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HÌNH THỨC CẦU GTNT VÙNG ĐBSCL 1.1.Tổng quan vùng ĐBSCL 1.1.1.Đặc điểm tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội, hạ tầng giao thông 1.2 Tổng quan tình hình phát triển xây dựng cầu GTNT vùng ĐBSCL 1.2.1 Nhu cầu xây dựng cầu GTNT khu vực ĐBSCL 1.2.2 Tổng quan kết cấu cầu 1.3 Nghiên cứu đánh giá, kết luận ưu nhược điểm dạng cầu áp dụng 12 1.3.1.Cầu dây văng 12 1.3.2 Cầu thép mạ kẽm kết cấu dàn không gian 13 1.3.3 Cầu thép mạ kẽm kết cấu dàn khơng gian có trụ 13 1.3.4.Cầu thép kết cấu khơng gian thép góc 14 1.3.5 Cầu thép mỏng có vách ngăn, nhồi bê tơng 15 1.3.6 Cầu bê tơng cốt thép dầm vịm liên hợp 15 1.3.7 Cầu bê tông lắp ghép 16 1.3.8 Cầu dầm thép- bê tông liên hợp 16 1.3.9 Cầu bê tông Super T 17 1.3.10 Cầu bê tông Super V 17 1.3.11 Cầu dầm vỏ mỏng BTCT 18 1.3.12 Cầu gỗ 18 1.4 Kết luận chương 19 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HÌNH THỨC KẾT CẤU CẦU HỢP LÝ 20 2.1 Nghiên cứu điều kiện địa chất, hình thức thi công xây dựng cầu vùng ĐBSCL 20 2.1.1 Điều kiện địa chất vùng ĐBSCL 20 2.1.2 Các hình thức thi cơng cầu giao thơng 23 2.2 Nghiên cứu lựa chọn vật liệu, kết cấu hợp lý xây dựng cầu GTNT vùng ĐBSCL 27 2.2.1 Các dạng kết cấu cầu 27 2.2.2.Các dạng vật liệu làm cầu 32 2.3 Định hướng giải pháp 35 2.4 Nghiên cứu phương án cầu có khả di động đóng mở 38 2.4.1 Thiết bị đóng mở 39 2.4.3 Xác định phương án đóng mở cầu GTNT ĐBSCL 44 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MỘT CƠNG TRÌNH CẦU 46 3.1 Lựa chọn kích thước, độ cầu phù hợp với GTNT vùng ĐBSCL 46 3.1.1 Kích thước cầu GTNT theo 22TCN-210-92] 46 3.1.2 Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa TCVN 5664:2009 47 3.1.3 Lựa chọn thông số thiết kế 48 3.2 Tính tốn kết cấu cầu theo phương án chọn 49 3.2.1 Tính tốn thiết kế dầm dọc 51 3.2.2 Tính tốn thiết kế dầm ngang 61 3.2.3 Lựa chọn kết cấu đóng mở 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ địa hình Đồng sơng Cửu Long Hình 1.2: Phân loại theo vật liệu Hình 1.3: Phân loại theo sơ đồ chịu lực Hình 1.4: Phân loại theo mục đích sử dụng .10 Hình 1.5: Phân loại theo kết cấu vượt chướng ngại vật 11 Hình 1.6: Cầu dây văng .12 Hình 1.7: Cầu thép mạ kẽm kết cấu dàn khơng gian 13 Hình 1.8: Cầu thép mạ kẽm kết cấu dàn không gian có trụ 14 Hình 1.9: Cầu thép kết cấu khơng gian thép góc 15 Hình 1.10: Cầu bê tơng lắp ghép 16 Hình 1.11: Cầu dầm thép-bê tông liên hợp 17 Hình 1.12: Cầu bê tơng Super T 17 Hình 1.13: Cầu bê tông Super V 18 Hình 1.14: Cầu gỗ 18 Hình 2.1: Vận chuyển đá cát xây dựng đến cơng trường 24 Hình 2.2: Thi cơng ván khuôn để đúc cọc- Cọc BTCT đúc xong 24 Hình 2.3: Giàn khoan thi cơng cọc khoan nhồi 25 Hình 2.4: Thi công kết cấu hạ tầng 25 Hình 2.5: Thi cơng kết cấu thượng tầng 25 Hình 2.6: Cầu kết cấu dầm đơn giản 27 Hình 2.7: Cầu kết cấu dầm liên tục .27 Hình 2.8: Cầu kết cấu dầm mút thừa 28 Hình 2.9: Cầu kết cấu khung .28 Hình 2.10: Cầu kết cấu vịm 29 Hình 2.11: Cầu kết cấu giàn 30 Hình 2.12: Cầu kết cấu liên hợp 30 Hình 2.13: Cầu treo .31 Hình 2.14: So sánh BT cốt thép thường- BT ứng suất trước .34 Hình 2.15: Kết cấu cầu di động 38 Hình 2.16: Cầu sử dụng thiết bị đóng mở thủ cơng 39 Hình 2.17: Cầu sử dụng Xilanh thủy lực 40 Hình 2.18: Cầu Tower Bridge đóng mở hệ thống điều khiển lập trình 40 Hình 2.19: Cầu dỡ lên 40 Hình 2.20: Cầu gấp khúc .41 Hình 2.21: Cầu cuộn tròn 41 Hình 2.22: Cầu trượt dài 42 Hình 2.23: Cầu bẩy 42 Hình 2.24: Cầu trượt lên 43 Hình 2.25: Cầu nâng lên 43 Hình 2.26: Cầu xoay 44 Hình 2.27: Cầu đối trọng .44 Hình 2.28: Sơ đồ bố trí cơng trình sử dụng kết cấu đóng mở kết cấu thông thường 45 Hình 3.1: Sơ đồ tải trọng đoàn xe thiết kế theo 22TCN-210-92 48 Hình 3.2: Sơ đồ cầu kết cấu đóng mở .49 Hình 3.3: Sơ đồ kết cấu tổng thể 50 Hình 3.4: Sơ đồ tính tốn 50 Hình 3.5: Mặt cắt ngang cầu 51 Hình 3.6: Dầm dọc, dầm ngang 51 Hình 3.7: Sơ đồ xếp tải theo phương ngang 53 Hình 3.8: Sơ đồ chất tải TTL dầm dọc 53 Hình 3.9: Sơ đồ chất tải cho xe TK dầm dọc 53 Hình 3.10: Sơ đồ chất tải cho xe thiết kế 54 Hình 3.11: Sơ đồ chất tải cho tĩnh tải .55 Hình 3.12: Cắt ngang dầm dọc 59 Hình 3.13: Dầm ngang .61 Hình 3.14: Sơ đồ chất tải TTL dầm ngang 61 Hình 3.15: Sơ đồ chất tải cho xe TK dầm ngang 61 Hình 3.16: Sơ đồ chất tải cho xe thiết kế dầm ngang 61 Hình 3.17: Sơ đồ chất tải cho tĩnh tải dầm ngang .62 Hình 3.18: Sơ đồ tính tốn đối trọng 66 Hình 3.19: Sơ đồ tính tốn ổn định .67 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Số lượng cầu xây dựng vùng ĐBSCL Bảng 2.1: So sánh hình thức thi cơng chỗ & thi công lắp ghép .23 Bảng 2.2: Cấp phối bê tông theo phạm vi sử dụng .32 Bảng 2.3: Tổng hợp dạng cầu đồng sông Cửu Long 35 Bảng 3.1: Kích thước cầu GTNT theo 22TCN-210-92 .47 Bảng 3.2: Cấp kỹ thuật đường thủy nội địa 47 Bảng 3.3: Kích thước đội tàu theo cấp đường thủy nội địa Việt Nam 48 Bảng 3.4: Số liệu tính tốn 49 Bảng 3.5 : Hệ số xe 52 Bảng 3.6: Hệ số xung kích 52 Bảng 3.7 : Tải trọng tác dụng cầu S11-2,5 55 Bảng 3.8 : Tung độ đường ảnh hưởng mặt cắt cầu S11-2,5 55 Bảng 3.9 : Diện tích đường ảnh hưởng mặt cắt cầu S11-2,5 55 Bảng 3.10: Nội lực hoạt tải gây cầu S11-2,5 56 Bảng 3.11: Nội lực tĩnh tải gây cầu S11-2,5 56 Bảng 3.12: Nội lực mặt cắt cầu S11-2,5 56 Bảng 3.13: Tải trọng tác dụng cầu S13-2,5 57 Bảng 3.14: Tung độ đường ảnh hưởng mặt cắt cầu S13-2,5 57 Bảng 3.15: Diện tích đường ảnh hưởng mặt cắt cầu S13-2,5 57 Bảng 3.16: Nội lực hoạt tải gây cầu S13-2,5 57 Bảng 3.17: Nội lực tĩnh tải gây cầu S13-2,5 58 Bảng 3.18: Nội lực mặt cắt cầu S13-2,5 58 Bảng 3.19: Kiểm tra ứng suất nhịp cầu S11-2,5 60 Bảng 3.20- 3.21 : Kiểm tra ứng suất tiếp gối cầu S11-2,5 .60 Bảng 3.22: Kiểm tra ứng suất nhịp cầu S13-2,5 60 Bảng 3.23-3.24 : Kiểm tra ứng suất tiếp gối S13-2,5 .60 Bảng 3.25: Tải trọng tác dụng dầm ngang 62 Bảng 3.26: Tung độ đường ảnh hưởng mặt cắt dầm ngang .63 Bảng 3.27: Diện tích đường ảnh hưởng mặt cắt dầm ngang 63 Bảng 3.28: Nội lực hoạt tải gây dầm ngang .63 Bảng 3.29: Nội lực tĩnh tải dầm ngang 64 Bảng 3.30: Nội lực mặt cắt dầm ngang 64 Bảng 3.31: Kiểm tra ứng suất nhịp dầm ngang 65 Bảng 3.32-3.33 : Kiểm tra ứng suất tiếp gối dầm ngang 65 Bảng 3.34: Trọng lượng dầm dọc, dầm ngang cầu S11- 2,5 .67 Bảng 3.35: Trọng lượng cầu S11- 2,5 68 Bảng 3.36: Trọng lượngphần dầm dối trọng cầu S11- 2,5 68 Bảng 3.37: Lực căng T, trọng lượng đối trọng sơ đồ S11- 2,5 68 Bảng 3.38: Trọng lượng dầm dọc, dầm ngang cầu S13- 2,5 .68 Bảng 3.39: Trọng lượng cầu S13- 2,5 68 Bảng 3.40: Trọng lượng phần dầm đối cầu S13- 2,5 69 Bảng 3.41: Lực căng T, trọng lượng đối trọng sơ đồ S13- 2,5 69 Bảng 3.42: Chọn cáp thép cho kết cấu 69 Bảng 3.43: Lực dọc trụ cầu sơ đồ S11- 2,5 70 Bảng 3.44: Lực dọc trụ cầu sơ đồ S13- 2,5 70 DANH MỤC HÌNH VẼ ĐT S11-2,5-01: Bản vẽ mặt bằng, diện, cắt ngang cầu S11-2,5 ĐT S11-2,5-02: Bản vẽ cấu tạo dầm nhịp 5,9m ĐT S13-2,5-01: Bản vẽ mặt bằng, diện, cắt ngang cầu S13-2,5 ĐT S13-2,5-02: Bản vẽ cấu tạo dầm nhịp 6,9m MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Giao thông vận tải (GTVT) khu vực ĐBSCL xem có tiềm lớn Đường có 40.932km, có 1.799km quốc lộ, 3.385km tỉnh lộ, 35.748 km hương lộ Nếu hình thành hệ thống giao thơng đồng bộ, liên hồn kết hợp hình thức vận tải tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển Nhưng rõ ràng kết cấu hạ tầng GTVT khu vực ĐBSCL cịn tình trạng Đường chưa thơng: ĐBSCL có 5% đường nơng thơn có giá trị vận tải, số cịn lại có giá trị giao thơng cho dân bộ, xe đạp xe gắn máy, 95% đường lại cần mở rộng nâng cấp Quanh 13 tỉnh miền Tây chằng chịt sông rạch, cù lao hàng trăm cầu xây từ đầu kỷ XX đến chưa thay Để lưu thơng, người dân phải tận dụng cầu ọp ẹp Đường sông tắc: Là vùng trọng điểm sản xuất nơng sản hàng hố xuất khẩu, ước tính, hàng năm ĐBSCL có nhu cầu xuất nhập từ 12 tới 13 triệu hàng hố Trong đường chưa thơng đường sơng vùng xập xệ: Các sông rạch chằng chịt, thuyền ghe lại tấp nập, cầu nhỏ chưa đảm bảo tĩnh không thông thuyền mùa nước lên Đặc biệt, cần phải nạo vét sửa chữa hệ thống kênh việc đưa phương tiện thi cơng lớn vào vơ khó khăn có phải phá dỡ cầu nhỏ gây tốn ảnh hưởng đến giao thông Việc nghiên cứu cách kỹ lưỡng giải pháp vật liệu kết cấu nhằm đảm bảo giao thông thủy cần thiết Đề tài luận văn “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo giao thông thủy cầu giao thông nông thôn vùng đồng sông Cửu Long” việc làm cần thiết để giải vấn đề giao thơng thủy cịn tồn vùng ĐBSCL II Mục tiêu đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu cầu giao thơng nơng thơn đóng mở phục vụ giao thơng thủy phù hợp với điều kiện vùng đồng sông Cửu Long III Cách tiếp cận phương pháp thực Để thực yêu cầu đặt ra, công tác nghiên cứu cần tiếp cận theo hướng sau: - Về lý thuyết: Kế thừa kết nghiên cứu cầu giao thông - Về công nghệ : sở nghiên cứu đưa dạng hình thức kết cấu lắp ghép có tính di động cao cho cầu giao thông nông thôn - Lấy ý kiến chun gia: q trình nghiên cứu hồn thiện nội dung, trình tự tiến hành sở ý kiến đóng góp chuyên gia chuyên ngành Về phương pháp thực hiện: - Phương pháp hệ thống điều tra thực địa - Phương pháp thống kê phân tích số liệu thực đo - Phương pháp chuyên gia: Lấy ý kiến chuyên gia nội dung nghiên cứu - Phân tích lý luận để lựa chọn giải pháp hợp lý IV Kết đạt luận văn: ♦ Đánh giá trạng cầu GTNT Đồng sông Cửu Long ♦ Đưa dạng kết cấu cầu GTNT đáp ứng yêu cầu giao thông thủy vùng Đồng sơng Cửu Long 61 3.2.2 Tính tốn thiết kế dầm ngang 3.2.2.1 Chọn mặt cắt ngang dầm ngang Chọn tiết diện dầm ngang : Tiết diện chữ I200x46x4,5 Hình 3.13: Dầm ngang Khi tính tốn nội lực xét dầm khoảng cách gối Ltt=2,5m 3.2.2.2 Xác định nội lực hoạt tải lên dầm ngang a Xác định momen hoạt tải gây ra: Mô men vị trí nhịp tải trọng gây chưa kể đến hệ số: Hình 3.14: Sơ đồ chất tải TTL dầm ngang Hình 3.15: Sơ đồ chất tải cho xe TK dầm ngang b Xác định lực cắt hoạt tải gây Hình 3.16: Sơ đồ chất tải cho xe thiết kế dầm ngang 62 3.2.2.3 Xác định nội lực tĩnh tải lên dầm ngang a Xác định tĩnh tải: - Tĩnh tải thân dầm ngang: DCdn = g dn =0,231 (KN/m) Trong : gdn : trọng lượng riêng mét chiều dài, gdn=0,231(KN/m) - Tĩnh tải mặt cầu: DCbmc = bc hc γ bt n (KN/m) - Tĩnh tải lan can tay vịn, sơ DWlctv = 0,5 (KN/m) b Nội lực tĩnh tải gây Đường ảnh hưởng mômen, lực cắt gối a: Đường ảnh hưởng mômen tĩnh tải gối b Đường ảnh hưởng lực cắt tĩnh tải gối Hình 3.17: Sơ đồ chất tải cho tĩnh tải dầm ngang 3.2.2.4 Kết trường hợp tính tốn Tính tốn chung cho kết cấu S11-2,5/ S13-2,5 Bảng 3.25: Tải trọng tác dụng dầm ngang Tĩnh tải Hoạt tải Tải trọng Xe thiết kế TT DCdn DCbmc DWlctv Tổng Đơn vị (KN) (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m) Trị số 12.5+ 12.5 4.65 0.21 0.785 0.5 1.50 63 Bảng 3.26: Tung độ đường ảnh hưởng mặt cắt dầm ngang M TT Q MC yM y1M y2M yQ- yQ+ Y1Q Y2Q L/2 0.63 0.15 0.15 -0.500 0.5 -0.12 0.12 3L/8 0.59 0.19 0.11 -0.375 0.625 -0.12 0.12 L/4 0.47 0.23 0.08 -0.250 0.75 -0.12 0.12 L/8 0.27 0.26 0.04 -0.125 0.875 -0.12 0.12 Gối 0.00 0.00 0.00 0.000 0.88 0.12 Bảng 3.27: Diện tích đường ảnh hưởng mặt cắt dầm ngang Diện tích đường ảnh hưởng (m2) Chiều dài nhịp TT MC l(m) x (m) ΩΜ ΩQ+ ΩQ- ΩQ L/2 2.5 1.25 0.78 0.31 -0.31 0.00 3L/8 2.5 0.94 0.59 0.49 -0.18 0.31 L/4 2.5 0.63 0.39 0.70 -0.08 0.63 L/8 2.5 0.31 0.20 0.96 -0.02 0.94 Gối 2.5 0.00 0.00 1.25 0.00 1.25 Bảng 3.28: Nội lực hoạt tải gây dầm ngang Xe tải thiết kế Tải trọng Hệ số Tổ hợp TT MC L/2 3.75 0.00 3.63 0.00 1.25 1.00 1.2 17.47 0.00 3L/8 3.75 0.00 2.72 1.45 1.25 1.00 1.2 15.57 3.05 L/4 3.75 0.00 1.82 2.91 1.25 1.00 1.2 13.66 6.10 L/8 3.75 0.00 0.91 4.36 1.25 1.00 1.2 11.75 9.15 Gối 12.50 0.00 5.81 1.25 1.00 1.2 0.00 38.46 M Q M Q 1+IM η xe (KN.m) (KN) (KN.m) (KN) m M Q (KN.m) (KN) 64 Bảng 3.29: Nội lực tĩnh tải dầm ngang Dầm cầu TT Bản mặt cầu Tổ hợp MC 1.25DC M Q 1.5 DW M Q M Q (KN) (KN.m) (KN) (KN) (KN.m) (KN) (KN.m) (KN) L/2 0.27 0.21 0.00 1.9275 1.51 0.00 1.71 0.00 3L/8 0.27 0.16 0.08 1.9275 1.13 0.60 1.29 0.69 L/4 0.27 0.10 0.17 1.9275 0.75 1.20 0.86 1.37 L/8 0.27 0.05 0.25 1.9275 0.38 1.81 0.43 2.06 Gối 0.27 0.00 0.33 1.9275 0.00 2.41 0.00 2.74 Bảng 3.30: Nội lực mặt cắt dầm ngang M Q (KN.m) (KN) L/2 19.19 0.00 3L/8 16.85 3.74 L/4 14.52 7.47 L/8 12.18 11.21 Gối 0.00 41.20 TT MC 3.2.2.5 Kiểm tra ứng suất dầm ngang a.Ứng suất pháp Dầm có tiết diện khơng đổi việc kiểm tra ứng suất pháp tiến hành mô men nhịp Ứng suất biên dưới, bên dầm thép σ= M Y ≤ Ru I ng Trong M : Mơ men tính tốn mặt cắt kiểm tra Ing : mơ men qn tính dầm với trục trung hòa Y : khoảng cách mép trên, mép tới trọng tâm Ru :Cường độ tính tốn chịu uốn, Ru=2000 kG/cm2 65 Ta có: Ing b2 h23 10.153 = ΣI i + Σyi Fi = 2.I1+ =2.747 + =4306,5 cm4 12 12 I1 : Mơ men quan tính thép chữ U150, I1=747 cm4 b.Ứng suất tiếp τ max = Q.S1 / ≤ 0,6.c'.Ro I ng δ b Trong τ max : ứng suất tiếp lớn Q : Lực cắt gối S1/2 : Mô men tĩnh nửa tiết diện với trục trung hịa dầm Ta có: S1/2 = 104 cm3, (S1/2 : Mô men tĩnh nửa tiết diện thép chữ I200) Ro :Cường độ tính tốn chịu cắt, Ro=1900 kG/cm2 c’ : hệ số, phụ thuộc tỷ số τ max τ tb τ max : ứng suất tiếp trung bình, τ tb = Q hs δ hs : chiều cao sườn c Kết kiểm tra ứng suất dầm ngang Bảng 3.31: Kiểm tra ứng suất nhịp dầm ngang M (KN.m) Ing (m4) Y (m) s (KN/m2) Ru Kết luận (KN/m2) ƯS biên 19.19 0.0000184 0.1 104,275 200,000 Đạt ƯS biên 19.19 0.0000184 0.1 104,275 200,000 Đạt Ứng suất Bảng 3.32-3.33 : Kiểm tra ứng suất tiếp gối dầm ngang Q (KN.m) S1/2 (m3) Ing (m4) δb (m) δ (m) hs (m) τmax (KN/m2) τtb (KN/m2) 41.20 0.00010 1.8E-05 0.0084 0.0052 0.2 27721.52 39613.88 66 τmax (KN/m2) c' Ro (KN/m2) 0,6.c'.Ro (KN/m2) Kết luận 27721.516 190000 114000 Đạt Kết luận: Lựa chọn mặt cắt dầm ngang cho kết cấu cầu S11-2,5 /S13-2,5 hợp lý 3.2.3 Lựa chọn kết cấu đóng mở 3.2.3.1 Sơ đồ kết cấu Mặt cắt 1-1: Dầm đối trọng, thép chữ I300 Mặt cắt 2-2: Đối trọng, bê tông Mặt cắt 3-3: Cột bê tông có chiều cao H Mặt cắt 4-4: Cáp kéo Mặt cắt 5-5: Dầm bê tông ngang đỡ dầm đối trọng Hình 3.18: Sơ đồ tính tốn đối trọng 3.2.3.2 Tính tốn lực căng cáp, tính tốn đối trọng a Hệ phương trình cân lực: ΣM B = G3 ( X − ΣM A = GC L3 X X ) + G2 − G1 − T cos α X = 2 LTT − T cos α LTT = (3.1) (3.2) Giải hệ (3.1) (3.2) ta có : T= GC cos α (3.3) 67 G3 = GC X + G2 X − G1 X L 2.( X − ) (3.4) Hình 3.19: Sơ đồ tính tốn ổn định Trong đó: G1, G2:: Trọng lượng dầm đối trọng 1,2 X1, X2: Chiều dài dầm 1, dầm G3, L3: Trọng lượng chiều dài đối trọng LTT: nhịp cầu tính tốn T: Lực căng cáp α: Góc phương cáp với phương thẳng đứng b Kết tính tốn theo sơ đồ Sơ đồ S11- 2,5 Bảng 3.34: Trọng lượng dầm dọc, dầm ngang cầu S11- 2,5 Thông số Đơn vị Dầm dọc Dầm ngang Thông số Đơn vị Bản mặt cầu q (kg/m) 18.6 21.3 bc (m) 2.5 L (m) 5.9 3.5 h (m) - n (Dầm) γ (KN/m3) - G (KN) 4.39 4.473 G (KN) 8.635 68 Bảng 3.35: Trọng lượng cầu S11- 2,5 Dầm dọc Dầm ngang Bản mặt cầu Liên kết Gc (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) 4.390 4.473 8.635 0.175 17.673 Trọng lượng phần dầm đối trọng: Bảng 3.36: Trọng lượngphần dầm dối trọng cầu S11- 2,5 Thông số Đơn vị Dầm Dầm q (kg/m) 36.50 36.50 Xi (m) 4.50 4.00 n (Dầm) 2.00 2.00 G (KN) 3.29 2.92 Bảng 3.37: Lực căng T, trọng lượng đối trọng sơ đồ S11- 2,5 Gc G1 G2 X1 X2 L3 α T G3 (KN) (KN) (KN) (m) (m) (m) (độ) (KN) (KN) 17.673 3.29 2.92 4.5 11.3 9.011 13.77 Sơ đồ S 2,5-13 Bảng 3.38: Trọng lượng dầm dọc, dầm ngang cầu S13- 2,5 Thông số Đơn vị Dầm dọc Dầm ngang Thông số Đơn vị Bản mặt cầu q (kg/m) 18.6 21.3 bc (m) 2.5 L (m) 6.9 3.5 h (m) - n (Dầm) γ (KN/m3) - G (KN) 5.134 4.473 G3 (KN) 10.833 Bảng 3.39: Trọng lượng cầu S13- 2,5 Dầm dọc Dầm ngang Bản mặt cầu Liên kết Gc (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) 5.134 4.473 10.833 0.204 20.644 69 Trọng lượng phần dầm đối trọng: Bảng 3.40: Trọng lượng phần dầm đối cầu S13- 2,5 Thông số Đơn vị Dầm Dầm q (kg/m) 36.50 36.50 Xi (m) 4.50 4.00 g (KN) 1.64 1.46 n (Dầm) 2.00 2.00 G (KN) 3.29 2.92 Bảng 3.41: Lực căng T, trọng lượng đối trọng sơ đồ S13- 2,5 Gc G1 G2 X1 X2 L3 α T G3 (KN) (KN) (KN) (m) (m) (m) (độ) (KN) (KN) 20.644 3.29 2.92 4.5 21.8 11.12 16.00 3.2.3.3 Chọn cáp thép cho kết cấu Tải trọng kéo đứt cáp theo tiêu chuẩn TCVN 5864-1995 Thiết bị nâng - Cáp thép, Tang, Ròng rọc, Xích đĩa xích ta có : Fo= S.Zp Trong Fo: Tải trọng kéo đứt cáp tối thiểu S: Lực căng dây lớn nhất, lấy giá trị lực căng cáp T tính Zp: trị số phụ thuộc chế độ làm việc cấu, dây cáp tĩnh.Ta lấy Zp=5 Sau tính Fo ,ta chọn lại cáp cho lục kép đứt yêu cầu cáp Sđ > Fo Ta có bảng kết tính tốn sau Bảng 3.42: Chọn cáp thép cho kết cấu Kết cấu S (KN) Zp Fo Loại cáp 6x19 (KN) d (mm) Sđ (KN) S11-2.5 9.01 45.054 9.9 48.85 S13-2.5 11.12 55.581 11 62.85 70 Kết luận: Xác định lực căng T cáp chọn mặt cắt cáp phù hợp Xác định trọng lượng đối trọng, chọn vật liệu, kết cấu hợp lý Lấy số liệu để tính tốn nội lực trụ cầu 3.2.3.4 Tính tốn nội lực xuống trụ cầu Nội lực trụ cầu quan tâm nhiều lực dọc Ntrc Phương trình cân lực (theo sơ đồ hình 16) ΣY = G1 + G2 + G3 + Gc − N trc = (3.5) Lực dọc trụ cầu : N trc = G1 + G2 + G3 + Gc (3.6) Bảng 3.43: Lực dọc trụ cầu sơ đồ S11- 2,5 Gc G1 G2 G3 Ntrc (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) 17.673 3.285 2.92 13.77 37.65 Bảng 3.44: Lực dọc trụ cầu sơ đồ S13- 2,5 Gc G1 G2 G3 Ntrc (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) 20.644 3.285 2.92 16.00 42.85 Kết tính lục dọc trụ cầu sử dụng để tính tốn trụ cầu 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các kết đạt luận văn - Trong chương 1: Tác giả tập trung nghiên cứu, phân tích thực trạng cầu giao thông nông thôn vùng ĐBSCL, đánh giá ưu nhược điểm cơng trình cầu thực tế từ nêu tính cấp thiết việc nghiên cứu xây dựng cầu có tính di động, đóng mở - Trong chương 2: Nghiên cứu điều kiện địa chất, hình thức thi công cầu vùng ĐBSCL Tác giả sâu vào nghiên cứu dạng kết cấu cầu dạng vật liệu làm cầu từ đưa dạng kết cấu lựa chọn Ngồi chương giới thiệu hình thức đóng mở cảu cơng trình cầu có thực tế, đưa định hướng cho cầu GTNT vùng ĐBSCL - Trong chương 3: Tác giả sâu vào việc tính tốn thiết kế cơng trình cầu theo định hướng chọn, giải vấn đề giao thông thủy Luận văn đưa giải pháp kết cấu cầu để giải tồn toán giao thông thủy: Đảm bảo tĩnh không thông thuyền mùa nước lên; Đặc biệt, cần phải nạo vét sửa chữa hệ thống kênh việc đưa phương tiện thi cơng lớn vào thực vơ khó khăn có phải phá dỡ cầu cồng nhỏ gây tốn ảnh hưởng đến giao thông Chi phí xây dựng cầu phù hợp với khả đầu tư giảm chi phí xây dựng trụ cầu, hai đường dẫn lên cầu giảm cao trình mặt cầu hạ thấp Hạn chế, tồn hướng khắc phục Các vấn đề nêu luận văn mang tính thực tế cao, nhiên có nhiều vấn đề mang tính cơng nghệ chưa kiểm nghiệm nhiều thực tế, cần nghiên cứu sâu thử nghiệm thực tế Việc tính tốn kết cấu cho giải pháp lựa chọn chưa cập nhật hết điều kiện biên, vấn đề khác có ảnh hưởng trực tiếp đến cơng trình q trình làm việc 72 Kiến nghị Luận văn đề cập đến số giải pháp kết cấu đáp ứng mục tiêu thông thuyền, nhiên hạn chế thời gian kinh nghiệm, vấn đề kết cấu chi tiết, hệ thống quản lý vận hành, biện pháp thi công, vấn đề móng, trụ cầu chưa nghiên cứu cách cụ thể Tác giả kiến nghị cần nghiên cứu vấn đề để áp dụng cho việc xây dựng cơng trình cầu cho khu vực nơng thôn vùng ĐBSCL 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ giao thông vận tải (2011) “Chiến lược phát triển giao thông nông thôn Việt Nam đến năm 2020” Cục địa chất Việt Nam, Bản đồ địa chất khoáng sản Việt Nam 1:200,000, xuất bản 1995 Lê Đình Tâm (2003), Cầu thép, Nhà xuất Giao thơng vân tải Nguyễn Bình Hà, Nguyễn Minh Hùng, Cơ sở thiết kế ví dụ tính toán cầu dầm cầu giàn thép Trần Nghị, Phạm Văn Cự (1991), “Đặc điểm trầm tích phát triển lịch sử phát triển địa chất kỷ thứ tư rìa Bắc, Đồng sơng Cửu Long” TS Ngô Anh Quân, KS Đỗ Tuấn Anh, “Cầu giao thông nông thôn- Thực trạng giải pháp cho đồng sơng Cửu Long”, Tạp chí khoa học cơng nghệ Thủy lợi- Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, số 12 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5664-2009: Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Tiêu chuẩn ngành 22TCN 272-05: Tiêu chuẩn thiết kế cầu Tiêu chuẩn ngành 22TCN-210-92:Tiêu chuẩn thiết kế đường giao thông nông thôn 10 Nguyễn Xuân Trục (2006), Thiết kế đường ô tô tập 3- Cơng trình vượt sơng, Nhà xuất Giáo Dục 11 Nguyễn Viết Trung, Phạm Huy Chính , Sổ tay xây dựng cầu, tập 12 Nguyễn Viết Trung, Ths Nguyễn Thị Tuyết Trinh, Ths Nguyễn Đức Thị Thu Định, KS Trần Anh Đạt, Giáo trình thiết thiết kế phương án cầu 13 Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXD VN 390-2007: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép lắp ghép 74 14 Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải , "Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý phục vụ xây dựng cầu nông thôn đồng sông Cửu Long" , Đề tài khoa học cấp Nhà nước