LUẬN ÁN THẠC SĨ NGÀNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT DẠNG CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT DƯL KHẨU ĐỘ 20 40M áp dụng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

BTCTDưL 21m mặt cắt chữ T dùng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh 3-2 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu nhịp dầm 21m, mặt cắt chữ I, áp dụng cho cầu chéo góc

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học giao thông vận tải hà nội

- & -

nguyễn thanh tuấn

luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật ngành xây dựng công trình giao thông

phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

áp dụng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

người hướng dẫn khoa học: PGS-TS Hoàng hà

Hà nội -2005

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học giao thông vận tải hà nội

- & -

nguyễn thanh tuấn

luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật ngành xây dựng công trình giao thông

phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật dạng

áp dụng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí

Minh

Hà nội 2005

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học giao thông vận tải hà nội

- & -

nguyễn thanh tuấn

luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật ngành xây dựng công trình giao thông

phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

áp dụng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

người hướng dẫn khoa học: PGS-TS Hoàng hà

Hà nội -2005

mục lục

g Chương

1

Tổng quan về tình hình áp dụng các dạng dầm

giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20ữ40m sử dụng cho

các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

01

1-1 Giới thiệu chung về tuyến đường Hồ Chí Minh 01 1-1.1 Quá trình nghiên cứu lập báo cáo NCKT 02 1-1.2 Dự án đầu tư xây dựng đường Hồ Chí Minh giai đoạn 1 05 1-1.3 Đánh giá hiệu quả đầu tư của tuyến đường 15

1.2 Số liệu thống kê về các dạng kết cấu nhịp cầu dầm giản

đơn khẩu độ 20ữ40m đã áp dụng xây dựng trên tuyến

đường Hồ Chí Minh

19

1-2.2 Tổng hợp các loại chiều dài nhịp cầu BTCT xây dựng trên

tuyến đường Hồ Chí Minh

30

Chương

2

Phân tích kinh tế kỹ thuật các dạng kết cấu

nhịp cầu dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20ữ40m

sử dụng cho các cầu trên tuyến đường

2-1.2 Kết cấu nhịp sử dụng dầm BTCTDƯL 21m dùng cho các

cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

33

2-2 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp cầu dầm BTCTDƯL 24m

37

2-2.2 Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCTDƯL 24m 39

2-3 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp cầu dầm BTCTDƯL 33m

45

2-3.2 Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCTDƯL 33m 48

2-4 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp cầu dầm SUPER T 40m

55

2-4.2 Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm SUPER – T 40m 56

2-5 Phân tích các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại

dầm giản đơn BTCTDưL có chiều dài L = 20 40m áp

dụng trên tuyến đường Hồ Chí Minh

60

2-5.1 Phân tích đánh giá chung ưu nhược điểm của các loại dầm

BTCTDưL theo các dạng mặt cắt ngang

60

2-5.2 Phân tích đánh giá các loại dầm BTCTDưL áp dụng trên

tuyến đường Hồ Chí Minh theo chỉ tiêu kỹ thuật

65

2-5.3 Phân tích đánh giá các loại dầm BTCTDưL áp dụng trên

tuyến đường Hồ Chí Minh theo chỉ tiêu kinh tế

68

Chương

3

Phân tích kinh tế kỹ thuật một số dạng cầu

đặc biệt sử dụng cho các cầu trên tuyến đường

BTCTDưL 21m mặt cắt chữ T dùng cho các cầu trên tuyến

đường Hồ Chí Minh

3-2 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp dầm 21m, mặt cắt chữ I, áp dụng cho cầu chéo góc

3-3 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp dầm 33m , mặt cắt chữ T, áp dụng cho cầu chéo

3-4 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp dầm 33m , mặt cắt chữ T, áp dụng cho cầu chéo

3-5 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp cầu cong trên mặt bằng, sử dụng dầm BTCTDưL

3-6 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu

nhịp dầm Super T, chiều dài 40m áp dụng cho cầu

cong R=680m

107

3-6.2 So sánh các phương án nhịp thẳng và cong sử dụng dầm

BTCTDưL dạng Super – T chiều dài nhịp 40m dùng cho

các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

2-1.1 Các thông số cơ bản của dầm chủ:

Trên dự án đường Hồ Chí Minh Dầm BTCT DƯL (kéo sau) 21m áp dụng chủ yếu 1 loại: Dầm mặt cắt chữ T, cáp ∅ 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 – 79 (20 cầu)

- Cường độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:

Ru = 190 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:

R = 215 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Môđun đàn hồi: 350.000kg/cm2

Cáp CĐC ∅ 12,7mm: Thép tao 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416 - 85 Grade 270

- Đường kính danh định : ∅ 12,7mm

- Diện tích danh định : 98,7mm2

- Trọng lượng danh định : 0,775 Kg/m

- Cường độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm2

- Cường độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm2

- Cường độ tính toán : RH1 = 12000 kg/cm2 (khi chế tạo)

- Thép chịu lực: Thép có gờ loại A II theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

- Thép tròn dùng loại AI theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

2-1.2 Kết cấu nhịp sử dụng dầm BTCT ƯST 21m dùng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của dầm 21m cần nghiên cứu kết cấu nhịp sử dụng dầm 21m theo nội dung sau:

- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 21m

- Khối lượng vật liệu kết cấu nhịp khi sử dụng dầm 21m

Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đường Hồ Chí Minh áp dụng phổ biến nhất 2 loại bề rộng cầu:

- B = 12m: Với những đoạn đường cấp 80 TCVN 5729 - 97

- B = 9m: Với những đoạn đường cấp III miền núi

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng

Trọng lượng lao lắp 1 phiến

Cư ly tim dầm (m) Số lượng dầm

B = 12m B = 9m 12m B = B = 9m

- Hệ số phân phối ngang lớn nhất

- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng

- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng

- Momen tính toán lớn nhất

- Momen giới hạn

T

Kg/cm2Kg/cm2T.m T.m

87 0,742 93.35 (nén) 6.2 (nén) 357.8 387.5

2-1.2.2 Phân tích kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm 21m bề rộng cầu

B = 12m

Qua kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm 21m bề rộng cầu B = 12m với

số lượng dầm chủ đã chọn cho từng loại dầm và cự ly dầm chủ thấy rằng:

+ Độ dự trữ an toàn thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen khi sử dụng

2.42 9.4

55 12.29

11 75.71

Bảng 2-4: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 21m

(m)

Tỷ lệ H/L

Bề rộng cầu B (m)

Chi phí bêtông (m3/m2)

Chi phí thép (kg/m2) Trọng

lượng lắp ghép

Hệ số lắp ghép

Thép thường

Thép CDC

2-2.Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu nhịp dầm 24 m

2 Dầm mặt cắt chữ I, cáp ∅ 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -

79 (2 cầu) tham khảo AASHTO

2-2.1.1 Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, cáp ∅ 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -79

- Cường độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:

Ru = 190 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:

R = 215 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm2

- Cường độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm2

- Cường độ tính toán : RH1 = 12000 kg/cm2 (khi chế tạo)

- Thép chịu lực: Thép cớ gờ loại A II theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

- Thép tròn dùng loại AI theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

2-2.1.2 Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ I, cáp ∅ 12,7mm cao 1,45m thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 79 tham khảo AASHTO:

Neo EC5 - 12, kích 2PE - 12/STr của hãng VSL Thụy Sỹ

Bản mặt cầu chiều cao 0,20m, bê tông G25

2-2.2 Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCT ƯST 24m

Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại dầm 24m cần nghiên cứu kết cấu nhịp sử dụng dầm 24m theo nội dung sau:

- Với cùng một khẩu cầu xác định số lượng và cự ly dầm tương ứng với từng loại dầm

- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 24m

- So sánh khối lượng vật liệu các kết cấu nhịp khi sử dụng các loại dầm 24m khác nhau

Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đường Hồ Chí Minh áp dụng phổ

- B = 12m: Với những đoạn đường cấp 80 TCVN 5729 - 97

- B = 9m: Với những đoạn đường cấp III miền núi

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng

Trọng lượng lao lắp 1 phiến

Cư ly tim dầm (m)

Số lượng dầm

B = 12m

B = 9m

B = 12m

B = 9m

- Hệ số phân phối ngang lớn nhất

- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng

- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng

- Momen tính toán lớn nhất

- Momen giới hạn

T

Kg/cm2Kg/cm2

TM

TM

91 0,742 104.6 (nén) 6.5 (nén)

409

420

3 Dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7m, cao 1,45m kéo

sau

- Lực căng kéo 1 bó cáp CĐC

- Hệ số phân phối ngang lớn nhất

- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng

- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng

- Momen tính toán lớn nhất

- Momen giới hạn

- Độ vồng sau khi căng kéo

Kg/cm2Kg/cm2

TM

TM

cm

91 0,742 91.58 (nén) 15.6(nén)

- Dầm 24m mặt cắt chữ I cao 1,45m (loại 2) có độ dự trữ an toàn cao nhất thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen khi sử dụng

2-2.2.4 So sánh khối lượng vật liệu chủ yếu các kết cấu nhịp dầm 24m B = 12m và B = 9m

Khối lượng vật liệu các kết cấu nhịp BTCTDƯL, chiều dài L = 24m, B = 12m và B = 9m (bảng 2-7) :

(Không tính lớp mặt cầu, gờ chắn, lan can)

3.29 12.87 82.5 13.44 16.37 95.94

2.8 20.56 68.07 38.7 22.7 106.77

2-2.2.5 Kết quả so sánh khối lượng vật liệu và các chỉ tiêu kỹ thuật khác của các loại nhịp dầm 24m

2-2.2.5.1 Về khối lượng vật liệu

2-2.2.5.1.1 Trường hợp bề rộng cầu B = 12m

v Chỉ tiêu chi phí bê tông m3/m2 cầu

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18 – 79 có chỉ tiêu chi phí bê tông 0.42 m3/m2

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m, cáp Φ 12,7mm kéo sau đó có chỉ tiêu chi phí bê tông lớn hơn loại dầm trên : 0,48m3/m2

v Chỉ tiêu chi phí thép kg/m2 cầu

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18-79: 72kg/m2

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m có chỉ tiêu chi phí thép cao hơn : 99kg/m2

v Hệ số lắp ghép

Các dầm mặt cắt chữ T có hệ số lắp ghép cao (80% ∼ 87.5%) Các dầm mặt cắt chữ I có hệ số lắp ghép thấp (53% ∼ 58%)

Bảng 2-8: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 24m

(m)

Tỷ lệ H/L

Bề rộng cầu B (m)

Chi phí bêtông (m3/m2)

Chi phí thép (kg/m2) Trọng

lượng lắp ghép

Hệ số lắp ghép

Thép thường

Thép CDC

2-3 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu nhịp dầm 33m

Ru = 190 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:

R = 215 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm2

- Cường độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm2

- Cường độ tính toán : RH1 = 12000 kg/cm2 (khi chế tạo)

- Thép chịu lực: Thép cớ gờ loại A II theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

- Thép tròn dùng loại AI theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

2-3.1.2 Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, ∅ 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn AASHTO (kéo sau)

- Cường độ giới hạn chảy : 1.670 MPa

- Cường độ kéo đứt : 1.860 MPa

- Cường độ tính toán:

RH1 = 1328 MPa (khi chế tạo) = 0.714 (Cường độ cực hạn)

RH2 = 1280 MPa (khi sử dụng) = 0.69 (Cường độ cực hạn)

- Số lượng bó cáp 7 ∅ 12,7mm cho 1 dầm chủ: 7 bó

- Lực căng 1 bó cáp: 91T

- Cốt thép thường ống tạo lỗ, neo: Tương tự dầm mặt cắt chữ T, cáp ∅

12,7mm, tiêu chuẩn 22 TCN 18 - 79

2-3.1.3 Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ I, cáp ∅ 12,7mm cao 1,65m thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 79 :

Neo EC5 - 12, kích 2PE - 12/STr của hãng VSL Thụy Sỹ

Bản mặt cầu chiều dầy 0,20m, bê tông G25

2-3.2 Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCT ƯST 33m

Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại dầm 33m cần nghiên cứu kết cấu nhịp sử dụng dầm 33m theo nội dung sau:

- Với cùng một khẩu cầu xác định số lượng và cự ly dầm tương ứng với từng loại dầm

- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 33m

- So sánh khối lượng vật liệu các kết cấu nhịp khi sử dụng các loại dầm 33m khác nhau

Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đường Hồ Chí Minh áp dụng phổ biến nhất 2 loại bề rộng cầu:

- B = 12m: Với những đoạn đường cấp 80 TCVN 5729 - 97

- B = 9m: Với những đoạn đường cấp III miền núi

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng

Trọng lượng lao lắp 1 phiến

Cư ly tim dầm (m)

Số lượng dầm

B = 12m

B = 9m

B = 12m

B = 9m

- HÖ sè ph©n phèi ngang lín nhÊt

- øng xuÊt BT lín nhÊt khi sö dông

- øng xuÊt BT nhá nhÊt khi sö dông

- Momen tÝnh to¸n lín nhÊt

- Momen giíi h¹n

T

Kg/cm2Kg/cm2

TM

TM

91 0,742

- HÖ sè ph©n phèi ngang lín nhÊt

- øng xuÊt BT lín nhÊt khi sö dông

- øng xuÊt BT nhá nhÊt khi sö dông

- Momen tÝnh to¸n lín nhÊt

- Momen giíi h¹n

- §é vång sau khi c¨ng kÐo

T

Kg/cm2Kg/cm2

TM

TM

cm

91 0,742

- HÖ sè ph©n phèi ngang lín nhÊt

- øng xuÊt BT lín nhÊt khi sö dông

- øng xuÊt BT nhá nhÊt khi sö dông

- Momen tÝnh to¸n lín nhÊt

- Momen giíi h¹n

- §é vång sau khi c¨ng kÐo

Kg/cm2Kg/cm2

TM

TM

cm

165 0,742

133 (nÐn) 24,1 (nÐn)

1235

1639 5,25

2-3.2.3 Phân tích kết quả tính toán dầm chủ của các loại nhịp dầm 33m bề rộng cầu B = 12m

Qua kết quả tính toán dầm chủ của các loại nhịp dầm 33m bề rộng cầu B = 12m với số lượng dầm chủ đã chọn cho từng loại dầm và cự ly dầm chủ cho thấy:

- Dầm 33m mặt cắt chữ I cao 1,65m (loại 5) có độ dự trữ an toàn cao nhất thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen khi sử dụng

Bảng 2-11: Khối lượng vật liệu các kết cấu nhịp L = 33m, B = 12m và B = 9m

5,3 15,5 113,3 11,4 20,8 124,7

5,3 20,1 127,1 11,4 25,4 138,5

6,4 27,7 97,0 71,3 34,1 168,3

2-3.2.5 Kết quả so sánh khối lượng vật liệu và các chỉ tiêu kỹ thuật khác của các loại nhịp dầm 33m

2-3.2.5.1 Về khối lượng vật liệu

2-3.2.5.1.1 Trường hợp bề rộng cầu B = 12m

v Chỉ tiêu chi phí bê tông m3/m2 cầu

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18 – 79 có chỉ tiêu chi phí bê tông thấp (0.39 ∼ 0.42 m3/m2)

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn AASHTO có chỉ tiêu chi phí bê tông cao hơn loại dầm trên những thấp hơn hai loại dầm mặt cắt chữ I kéo sau (0,45m3/m2)

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,65m, cáp Φ 12,7mm kéo sau đó có chỉ tiêu chi phí bê tông lớn hơn hai loại dầm trên (0.61 và 0,55m3/m2)

v Chỉ tiêu chi phí thép kg/m2 cầu

Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18-79 có chỉ tiêu chi phí thép thấp nhất : 67,2kg/m2

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn AASHTO có chỉ tiêu chi phí thép cao hơn loại dầm trên những thấp hơn hai loại dầm mặt cắt chữ I kéo sau (104kg/m2)

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,65m có chỉ tiêu chi phí thép cao nhất (99,2 và 111,6kg/m2)

v Hệ số lắp ghép

Các dầm mặt cắt chữ T có hệ số lắp ghép cao (80% ∼ 87.5%) Các dầm mặt cắt chữ I có hệ số lắp ghép thấp (53% ∼ 58%)

2-3.2.5.1 Trường hợp bề rộng cầu B = 9m

v Chỉ tiêu chi phí bê tông (m3/m2)

+ Loại dầm có chỉ tiêu chi phí bê tông thấp là:

- Dầm mặt cắt chữ T, cáp Φ 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18 - 79 (0,42m3/m2)

54

Bảng 2-12: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 33m

(m)

Tỷ lệ H/L

Bê tông cầu B (m)

Chi phí bêtông (m3/m2)

Chi phí thép (kg/m2) Trọng

lượng lắp ghép

Hệ số lắp ghép

Thép thường

Thép CDC

2-4 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu nhịp dầm Super T 40m

Trong Dự án đường Hồ Chí Minh (giai đoạn 1) loại dầm này được áp dụng chủ yếu tại đoạn tuyến qua rừng Quốc gia Cúc Phương

- Chiều dầy sườn dầm : 0,12m

- Bề rộng đáy dầm : 0.7m và 0.89m tại đầu dầm

- Chiều dầy bản cánh : 0,09m

2-4.1.2 Vật liệu:

Bê tông: M500

- Cường độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:

Ru = 204 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:

R = 240 kg/cm2 khi đúc tại công trường

- Cường độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm2

- Cường độ tính toán : RH1 = 12000 kg/cm2 (khi chế tạo)

- Số lượng sợi cáp ∅ 15.24mm cho 1 dầm chủ: 40 sợi

- Lực căng một sợi: 19.5 T

* Cốt thép thường:

- Thép chịu lực: Thép có gờ loại A II theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

- Thép tròn dùng loại AI theo ΓOCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ)

- Thép bản: 16D hoặc BCT3

- Neo bó cáp: Dùng loại neo kẹp với nêm 3 mảnh Neo EC 5 - 7 tương ứng với kích 2PE200 của hãng VSL Thụy Sỹ hoặc neo OVM của Liễu Châu - Trung Quốc

2-4.2 Kết cấu nhịp sử dụng dầm Super – T 40m:

Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của dầm Super – T 40m cần nghiên cứu kết cấu nhịp sử dụng dầm Super – T 40m theo nội dung sau:

- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 40m

- Khối lượng vật liệu kết cấu nhịp khi sử dụng Super – T 40m

Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đường Hồ Chí Minh áp dụng phổ biến nhất 2 loại bề rộng cầu:

- B = 12m: Với những đoạn đường cấp 80 TCVN 5729 - 97

- B = 9m: Với những đoạn đường cấp III miền núi

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng

B = 12m và B = 9m

2-4.2.1 Các thông số cơ bản của mặt cắt ngang kết cấu nhịp có sử dụng dầm chủ dạng Super-T chiều dài L=40m:

2-4.2.1.1 Số lượng và cự ly tim dầm chủ của các dầm Super T 40m sử dụng trong kết cấu nhịp

Thông số tổng quát của các loại kết cấu nhịp dầm Super – T 40m ghi trong bảng 2-13:

Bảng 2-13

cao dầm (m)

Trọng lượng lao lắp 1 phiến

Cư ly tim dầm (m)

Số lượng dầm

B = 12m

B = 9m

B = 12m

B = 9m

- Hệ số phân phối ngang lớn nhất

- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng

- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng

- Momen tính toán lớn nhất

- Momen giới hạn

- Độ dự trữ an toàn về mômen

T

Kg/cm2Kg/cm2

Tm

Tm

19.2 0,742

169 (nén) 2.68 (nén) 1430.9 1566.8 9,49%

2-4.2.2 Phân tích kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm Super T 40m

bề rộng cầu B = 12m

Qua kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm Super – T 40m bề rộng cầu B

= 12m với số lượng dầm chủ đã chọn cho từng loại dầm và cự ly dầm chủ thấy rằng:

+ Độ dự trữ an toàn thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen khi sử dụng

144 98.3 23.73 51.4 266.03

7.472 24.41 115.2 73.73 22.31 40.71 211.24

Bảng 2-16: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm Super T 40m

TT Loại dầm Super – T 40m Chiều cao dầm

(m)

Tỷ lệ H/L

Bề rộng cầu B (m)

Chi phí bêtông (m3/m2)

Chi phí thép (kg/m2) Trọng

lượng lắp ghép

Hệ số lắp ghép Thép

thường

Thép CDC

1 Mặt cắt Super-T, cáp Φ 12,7

tiêu chuẩn 22TCN 18 - 79

60

2-5 Phân tích các chỉ tiêu kinh kế-kỹ thuật của các loại dầm giản đơn BTCTDƯL có chiều dài L = 20-40m áp dụng trên tuyến đường Hồ chí minh

2-5.1 Phân tích đánh giá chung ưu nhược điểm của các loại dầm BTCTDƯL theo các dạng mặt cắt ngang

Các dầm loại mặt cắt chữ T áp dụng cho kết cấu nhịp cầu giản đơn có tỷ lệ lắp ghép cao, thời gian thi công nhanh

Nhược điểm của dạng mặt cắt chữ T là cấu tạo ván khuôn khá phức tạp, kích thước và trọng lượng chuyên chở, cẩu lắp khá lớn gây khó khăn và tăng giá thành xây dựng Tính liền khối của kết cấu nhịp phụ thuộc vào cấu tạo và chất lượng của mối nối dầm ngang và bản mặt cầu

Một nhược điểm khác về chế tạo là khó khống chế hiện tượng co ngót bê tông khi đúc đồng thời cả sưòn và cánh dầm (dầm đúc nguyên khối) nên có thể xuất hiện các vết nứt ở chỗ tiếp xúc giữa cánh và sườn dầm

Dầm BTCTDƯL mặt cắt chữ T áp dụng thuận lợi cho các khẩu độ từ 33m với nhiều loại chiều rộng cầu khác nhau

20-Vật liệu thường dùng trong kết cấu dầm T:

- Thép thường: cốt thép dùng loại CT5 hoặc CT3 ( theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ), hoặc các loại cốt thép thường theo tiêu chuẩn AASHTO

- Thép cường độ cao; trước đây phổ biến dùng loại thép CĐC 24 sợi φ5(theo tiêu chuẩn Nga) với lực kéo khoảng 50 T Gần đây dùng loại bó 7 sợi 12.7mm

hoặc 15.2 mm gồm 7 tao hoặc 12 tao của VSL, OVM hoặc Freyssinet với lực kéo từ 98 đến 165 T Loại cáp này tiện lợi trong quá trình thi công và độ an toàn cao trong quá trình căng kéo và sử dụng

- Bêtông: Bêtông dùng trong dầm BTCT ƯST thường sử dụng BT M400 hoặc cao hơn

- Tải trọng thiết kế: Với các loại tải trọng từ H13, X60; H30, XB80 (theo tiêu chuẩn Nga) hoặc tải trọng tiêu chuẩn của AASHTO

2-5.1.2 Dầm mặt cắt dạng chữ I:

Dầm BTCT ƯST có tiết diện kiểu chữ “ I “ hiện là loại dầm được dùng phổ biến trên các công trình cầu khắp cả nước, trong các dự án cải tạo nâng cấp quốc lộ 1 và QL5, QL18 Hiện nay các dầm loại “I” được thiết kế định hình theo tiêu chuẩn AASHTO do tư vấn nước ngoài Asia Pacific Consulant International (APECO), PCI, Louis Berger và Tổng Công ty TVTKGTVT (TEDI) thiết kế

Thực chất đây là dạng mặt cắt ngang bán lắp ghép đã được áp dụng thử nghiệm trước những năm 1970 ở miền Bắc nước ta Cấu tạo gồm phần sườn dầm chủ được chế tạo trước trong xưởng hay trên bãi đúc dầm ở đầu cầu có dạng mặt cắt chữ I, phần dầm ngang và bản mặt cầu được đổ tại chỗ sau khi đã lắp đặt các sườn dầm chủ chữ I vào vị trí

Do đặc điểm cấu tạo và phân giai đoạn chế tạo như vậy đã tạo ra các ưu

điểm kích thước và khối lượng phần sườn dầm chủ lắp ghép nhỏ, thuận tiện cho chuyên chở và cẩu lắp Phần cấu tạo ván khuôn cũng đơn giản và gọn nhẹ hơn

Do phần dầm ngang và bản mặt cầu đổ tại chỗ nên cải thiện được tính liền khối của kết cấu nhịp

Đối với loại dầm I, do đặc trưng của dầm và bản mặt cầu đổ bê tông tại chỗ nên rất tiện lợi cho các cầu chéo, cầu nằm trên đường cong có siêu cao lớn hoặc cầu có độ cao mặt cầu thay đổi bất kỳ ( ví dụ mặt cầu vặn vỏ đỗ), những yếu tố này loại hình dầm T rất khó khắc phục