thiết kế cầu dầm bản công

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆPLỜI NÓI ĐÀU Trong quá trình đối mới phát triển kinh tế đi lên của đất nước ta thì yêu cầu đòihỏi về phát triển hệ thống cơ sở hạ tầ

Trang 1

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

PHẦN I: 7

THIẾT KẾ SO Bộ NÚT GIAO THÔNG LẶP THỂ 7

CHƯƠNG I: TÓNG QUAN VÈ CÁU TẠO VÀ CỒNG NGHỆ XÂY DỤNG CẦU CONG TRONG CÁC NÚT GIAO LẬP THẺ 8

1.1 CÂU TẠO NÚT GIAO KHÁC MỬC TRÊN CÁC ĐÔ THỊ VÀ TUYÉN GIAO THÔNG 8

11.1 -Nút giao ba nhảnh ( ngã ba) 8

1.1.2 -Nút giao bốn nhảnh ( ngã tư) 11

1.1.3 -Nút giao nhiều nhánh: 13

1.2 - YÊU CẤU KIẾN TRÚC CỦA KÉT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THỀ 14

1.3 - CẢU CONG TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THÊ 15

1 3 ỉ - Công nghệ thi công cầu cong 15

1.3.2 -Mặt cắt kết cấu dầm bản 15

1.3.3 -Dầm bản đặc 16

1.3.4 -Dầm bản rỗng 17

1.3.5 - Chiều cao dầm bản 18

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG NÚT GIAO VĨNH TUY 20

IU - HỆ THÓNG QUY PHẠM ÁP DỤNG 20

ỈỈ.2 - GIỚI THIỆU CHUNG VÉ NÚT GIAO THÔNG VĨNH TUY 20

Ngô Chung Thông 1 Lớp CTGTTPB-K44 Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP IV 1 - LựA CHỌN CÁC THÔNG SÔ KỸ THUẬT THIẾT KÉ NÚT GIÁO 27

IV 1.1 - Các thông so kỹ thuật thiết kế vòng xuyến 27

IV 1.2 - Các thông sổ kỳ thuật thiết kế câu nhánh 27

ỈV.2 - L ự A CHỌN TÓC ĐỘ TỈNH TOÁN TRÊN CÁC CẢU NHẢNH VÀ VÒNG XUYẾN 27

IV.2 - XÁC ĐỊNH TẨM NHÌN TRÊN CÂU NHẢNH CÓ MỘT LÀN XE TRONG PHẠM VINÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC 28

IV.3.1 - Tỉnh toán tầm nhìn trên hình đò 28

IV.3.2 - Xác định tầm nhìn trên trắc dọc 30

IV 3.3 - Xác định bản kính đường cong đứng của các cầu nhánh 30

IV.3.4 - Thiết kế mặt hang nút giao 32

PHẦN II: 47

THIẾT KẾ CẦU DẦM BẢN CONG 47

CHƯƠNG I: co SỎ LÝ THUYẾT 48

1.1 - CÁU TẠO KẾT CẤU 48

7.7.7 - Mặt cắt ngang 48

1.1.2 - Bố trí cốt thép thường 49

1.1.3 - Bo trí cốt thép cường độ cao 51

1.1.4 -Phân đoạn đô bê tông 53

1.2 - TÍNH TOÁN NỘI Lực 53

1.2.1 -Mô hình tính toán kết cấu 53

1.2.2 - Tải trọng tác dụng 56

1.3 - KIỂM TOÁN MẶT CẮT 64

1.3.ỉ - Các chỉ tiêu vật liệu 64

Trang 2

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHÓ ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP

III 1.1 - SỐ liệu 99 III 1.2 - Nội lực kiểm tra 100 III 1.3 - Kiểm toán 105

111.2 - NHỊP TRONG 119

III.2 ỉ - Nội lực kiểm tra 119 ỊỊỊ.2.2 - Kiểm toán 124

111.3 - TÍNH TOÁN CÁNH HẢNG 138

III.3.1 - Xác định chiều rộng dải bản tương đương 138

Trang 3

LỜI NÓI ĐÀU

Trong quá trình đối mới phát triển kinh tế đi lên của đất nước ta thì yêu cầu đòihỏi về phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học là một yêu cầu bứcthiết vì GTVT là nền tảng để phát triển các ngành khác Đe đáp ứng được yêu cầu cấpbách này chúng ta cần phải đẩy mạnh xây dụng các đường ôtô cao tốc, nâng cấp hàngloạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây dựng những cây cầu có quy mô lớn và có vẻ đẹp kiến trúchiện đại Thực tế hiện này là rất cần có những kỹ sư có trình độ chuyên môn tốt, vũngvàng đê có thê nhanh chóng nắm bắt được các công nghệ xây dựng cầu - Đường tiêntiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các công trình có chất lượng và có tính nghệthuật cao

Sau thời gian học tập tại Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố -TrườngĐHGTVT, bàng sự nồ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dồ tận tình của cácthầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nóiriêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỳ sưtương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểukiến thức tại trường , đó là sự đánh giá tông kết công tác học tập trong suốt thời gianqua của mỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp

đờ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trựctiếp của :

+ Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Trần Thu Hằng.

+ Giáo viên đọc duyệt : - Th.s Nguyễn Đức Vương.

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ còn có hạn chế nên trong tập Đồ

án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin kính mong các thầy côtrong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và vũng vàng về trình

độ chuyên môn khi công tác thực tế

Em xin chân thành cảm ơn ỉ

Hà Nội, tháng 05 năm 2008.

Sinh viên

Ngô Chung Thông

Trang 4

NHẢN XÉT CỦA GIẢO VIỀN HƯỚNG DÃN.

Trang 5

NHÂN XÉT CỦA GIẢO VIỂN ĐOC DUYẺT

Trang 6

PHÀN I:

THIÉT KÉ Sơ Bộ NÚT GIAO THÔNG LẶP THẺ

Trang 7

CHƯƠNG I: TỐNG QUAN VÈ CẤU TẠO VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU

CONG TRONG CÁC NÚT GIAO LẬP THẾ

1.1 - CẤU TẠO NÚT GIAO KHÁC MỨC TRÊN CÁC ĐÔ THỊ VÀ TUYẾN GIAOTHÔNG

Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thết kế các luồng xe mà người tachọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao đồng mức

Nút giao khác mức là điếm giao giữa các tuyến giao thông, khi đó các luồng xechuyên hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và cácluồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau Các nút giao khác mức thườngđược xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hayđường quốc gia đề 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 cóvai trò bình đăng trong lưu thông

Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính vàđường phụ Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn, nhánh phụ khilưu thông vẫn tồn tại xung đột tại một sổ vị trí nhánh rẽ

Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và yêu cầu giaothông, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đâytrình bày một sổ dạng nút giao có bố trí cầu cong

1.1.1- Nút giao ba nhánh ( ngã ba )

Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm:

• Loại nút giao nhánh rẽ: Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ

rẽ tù’ tuyến đường này sang tuyến đường khác Các nhánh rẽ có thể lànhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp Trênhình 1.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp Đây là một ngã tư nhưng

Trang 8

Hình 1.1 biếu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp

Hình 1.2 biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ V

• Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên đường

cao tổ khi lưu lượng xe > 1500 xe/h Hình dáng nút giao có dạng kèntrompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải pháp thôngdụng nên dùng, nút giao trompete thẻ hiện trên hình hình 1.3

Trang 9

Hình 1.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete)

• Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình ĩ.4 thế hiện nút giao rẽ trái và

rẽ phải hình quả lê Loại này các nhánh rẽ bàng cầu vuợt cong, có mặtbằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhó và kiến trúc đẹp

Hình 1.4: Ngã ba dạng quả lê

• Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ

trái nửa trục tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng Loại nút giao này dùngthiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao Nút giao này đẹp nhưngchiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt

Trang 10

Hình Ĩ.6: Nút giao hình hoa thị

Trang 11

• Nút giao nhánh rẽ trực tiếp:

Trên hình 1.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trựctiếp, không xung đột Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường caotốc nhiều là xe

Hình 1.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp

• Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ

dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế Nhưng nútgiao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô thị

Trang 12

Hình 1.8: Nút giao hình cối xay gió

• Nút giao hình thoi: 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 lưuthông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao và bán kính nhỏ

Trang 13

Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điếmgiao là hội tụ nhiêù tuyến Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưu tiênvượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác Các nhánh phụ

sẽ phân, nhập luồng ớ độ cao khác tuyến chính, cầu vượt có thê là cầu chính vượt quacác nhánh và đảo tròn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trêncao đổ các làn xe giao lưu với nhau, cầu cong chi thiết kế khi các tuyến phụ đi bêntrên thê hiện trong hình 1.9a

Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giaonhiều tầng Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường congchuyên tiếp

1.2 - YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KÉT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬPTHÉ

Nút giao lập thể thông thường được xây dựng trong các khu đô thị và vượt quacác đường lớn như xa lộ, đường cao tốc hoặc đường cấp quốc gia, công trình sẽ nằmtrong quần thể kiến trúc nổi bật Ngoài yêu cầu về giao thông, quy hoạch đòi hỏi côngtrình có tính thẩm mỹ cao cấu trúc công trình phải hài hoà với kiến trúc tổng thể vàcảnh quan xung quanh

Do yêu cầu về kiến trúc cũng như hạn chế chiều cao xây dựng dầm cầu nên chọnvới tỷ lệ chiều cao và chiều dài nhịp nhỏ, phát huy tối đa khả năng của vật liệu để đưa

Hình 1.9a: Nút giao nhiều nhánh

Trang 14

vào công trình cầu có chiều dài nhịp lớn Các đường biên kết cấu cần nối với nhau êm

thuận, tốt nhất vẫn là nổi tiếp tuyến Kích thước cần thanh mảnh tỷ lệ kiến trúc hợp lý.Ket cấu mố trụ cầu có thể là cột hình tròn, hình ôvan hoặc hình vuông có xà mũthẳng hoặc cánh hẫng, kết cấu cần thanh mảnh tạo dáng kiến trúc đẹp, nếu có thể nênthiết kế lẩn xà mũ trong kết cấu nhịp

Trong phạm vi nút giao cần phải thiết kế cây xanh, vườn hoa và các trang trí câycảnh để tạo ra quang cảnh đẹp, hài hoà

1.3 - CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP THẾ

Trong nút giao khi các tuyến vượt là đường cong thì cầu cũng được thiết kếcong, các yếu tố đường cong trên cầu sẽ được cân nhắc và theo yếu tố đường cong củađường

Câu vượt được thiết kế thẳng góc hoặc chéo phụ thuộc vào hướng tuyến đi bêndưới Góc chéo nên hạn chế < 45°

Các cầu trên nhánh rẽ thường là cầu cong nối vào cầu vựơt chính và thôngthường có quy mô mặt cắt ngang nhỏ hơn cầu chính

1.3.1- Công nghệ thi công cầu cong

Cầu cong bàng nhiều nhịp dầm thẳng nối tiếp được thi công bàng phương pháplao kéo dọc, hoặc bằng cấu như các dầm giản đơn thông thường, bản mặt cầu được đố

bê tông tại chồ Đôi khi các dầm cũng được đố tại chỗ trên đà giáo

Cầu dầm bản cong ƯST nhiều nhịp liên tục thường được thi công đổ tại chồ trên

đà giáo cố định hoặc di động Công nghệ thi công loại dầm này được trình bày chi tiếthơn trong phần công nghệ thi công dầm bản cong

ƯST Với những nhịp lớn (>25M) cầu thường được xây dựng bằng dầm bản liên tục

nhiều nhịp Khi chiều rộng toàn cầu lớn hơn 15m cần xem xét tách thành hai bản riêngbiệt để thuận lơị trong thi công và tránh các ứng suất cục bộ

1.3.3- Dầm bản đặcKhi xây dựng công trình nhỏ hoặc hạn chế chiều cao xây dựng dầm được thiết kếbàng tiết diện đặc Tiết diện hình chữ nhật như hình ll.lOa Mặt cắt dạng này thườngthiết kế cho các loại dầm giản đơn bê tông cốt thép thường hay bê tông thép ứng suấttrước căng trước và rất thông dụng cho các cầu có nhịp ngắn Tiết diện có hai đáykhông bằng nhau như hình I.lOb, I.lOc thường được thiết kế cho các cầu nhịp liên tục

Trang 15

Nhược điêm của dầm bản đặc là chưa sử dụng tối đa khả năng của vật liệu vàtĩnh tải của dầm lớn

Trang 16

nhịp (m)

Chiều cao bản (cm)

Tỷ lệ L/H Loại kết cấu Áp dụng

4

15 1/23 BTCT/BTƯSTĐường L-HL, Đường

HCM, QL1,QL185

Đường HCM, QL187

HCM8

- Liên tục

Nút Ngã tư Mai Dịch9

ƯU điêm của dầm bản rỗng là sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và tĩnh tải củadầm nhỏ

Nhược diêm của dầm bản rỗng là khó bố trí cốt thép dự ứng lực tại các mặt cắtkết cấu có nhánh cong giao vào nhau

1.3.5 - Chiều cao dầm bảnTrong các nút giao khác mức, chiều cao dầm thường được dùng với trị số nhỏnhất đê làm giảm chiều cao xây dựng đồng thời giảm chiều dài cầu và dốc của đườnglên cầu

H

B

Hình 1.13

Dầm bản giản đơn thông thường có chiều cao H, chiều dài nhịp L thìchiều cao dầm được chọn theo tỷ lệ H/L = 1/15 ~ 1/20

Với dầm bản liên tục chiều cao dầm thường chọn theo tỷ lệ H/L =1/20 ~ 1/30 Dầm bản rồng có chiều cao lớn hơn dầm bản đặc với cùng chiềudài nhịp

Một số thông số giữa chiều cao và chiều dài nhịp như sau:

Trang 17

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG NÚT GIAO VĨNH TUY

11.1 - HỆ THÔNG 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 tổ nút giao thông khác mức

11.2 - GIỚI THIỆU CHUNG VÈ NÚT GIAO THÔNG VĨNH TUY

Dự án cầu Vĩnh Tuy thuộc tuyến đường vành đai hai, có điềm đầu cách ngã 3Minh Khai 275m, vượt qua đê Hữu Hồng đi vào địa phận cảng Hà Nội, vượt qua dòngchủ sông Hồng, đi qua bãi sông tại địa bàn phường Long Biên, vượt qua đê Tả Hồng đivào địa phận Thạch Bàn, vượt qua Quốc Lộ 5 và kết thúc gần khu đô thị mới SàiĐồng

Đây là một dự án giao thông trọng điếm đế nối liền các khu vực hai bên sôngHồng, phục vụ các yêu cầu phát triển không gian thành phố Hà Nội về phía bắc Saukhi hoàn thành, dự án sẽ góp phần phục vụ giao thông nội đô cũng như giao thông giừahai bên sông Hồng, giúp giảm bớt lưu lượng giao thông qua cầu Chưong Dương và cầuLong Biên, đồng thời thúc đẩy tiến trình phát triển đô thị của quận Long Biên

11.2.1- Đặc điểm nút giao Vĩnh Tuy

Nút giao giữa đường dẫn cầu Vĩnh Tuy với QL5 thuộc địa bàn quận Long Biên.QL5 hiện tại là trục đường quan trọng nối liền Hà Nội với Hải Phòng Theo quyhoạch tại vị trí nút giao trục đường này có tổng bề rộng B=50m với quy mô 8 làn xe.Đây là vị trí nút giao phức tạp, mặt bằng bị hạn chế, bên phải QL5 là tuyến đường sắt

Trang 18

Tốc độ thiết kế đường chính km/h 60

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP11.2.2 - Hiện trạng giao thông tại vị trí xây dựng nút

Trong nút giao thông này, xe có nhiều chuyến động khác với trên đuờng thuòng

Ta thấy giữa các làn xe có bổn chuyển động: nhập dòng, tách dòng, cắt dòng và trộndòng Tương quan vị thế các xe trong các chuyển động tạo thành các xung đột

Các xung đột trong nút Vĩnh Tuy có ba loại: điểm nhập, điểm tách và điểm cắt.Chuyển động trộn dòng là tổng hợp của hai xung đột: một điềm nhập và một điếmtách

Trong các xung đột, nguy hiểm nhất là điểm cắt mà đặc biệt ở đây lại có sự giaocắt giữa đường ôtô và đường sắt

Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thể chấpnhận được Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sóng chung với các xung đột.Điều này sẽ gây lãng phí thời gian tiền bạc và ô nhiễm môi trường

Khi đã chấp nhận các xung đột, muốn giảm độ nguy hiêm ta phải định vị nó đêphân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao có lợi Tức là phải cóbiện pháp phân định không gian

Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thời gianthành các pha Mồi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phép thôngqua Như vậy số xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhận được

Tuy nhiên với nút giao Vĩnh Tuy, khi mà các đường giao là QL5, đường sắt quốcgia và tuyến đường quan trọng vành đai 2 của thành phố Hà Nội thì sự giao cắt và thờigian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh tế xã hội của dự án đạt được làkhông cao

CHƯƠNG III: THIẾT KÉ sơ Bộ NÚT GIAO VĨNH TUY111.1 - QUY MÔ VÀ TỐC Độ THIÉT KÉ

Tuyến chính được thiết kế theo cấp đường trong thành phố là đường cấp I, tốc độthiết kế tuyến chính là 60km/h

Khi đó tốc độ xe chạy trên đường nhánh được lựa chọn ở mức trung bình là40km/h( Tham khảo bảng 2.1 sách tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giaothông khác mức.)

111.2 - TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.( TRÍCH TỪ TCXDVN 104-2007)

Bảng 1: Các chỉ tiêu kỹ thuật CO’ bản của nút giao

III.3 - NGUYÊN TẮC THIÉT KÉ

Với mục đích góp phần nâng cao hiệu quả khai thác, tạo ra điều kiện giao thôngthuận lợi cho các tuyến đường nhập nút, nút giao Vĩnh Tuy nói riêng và các nút giaotrên tuyến đường dẫn hai đầu cầu Nhật Tân nói chung phải đáp ứng các nguyên tắcsau:

• Phù hợp với quy trình, quy phạm hiện hành; dảm bảo xe chạy an toàn

• Phương án thiết kế phải đáp ứng tốt yêu cầu kinh tế - kỳ thuật

• Hạn chế chiêm dụng mặt bằng; phù hợp với quy hoạch

Trang 19

• Công trình có kiến trúc đẹp, phù hợp với cảnh quan, phối hợp tốt với cáccông trình xung quanh, có khả năng phân kỳ xây dựng

• Các kết cấu phải thanh mảnh, đẹp và dễ thi công trong điều kiện đô thị đểđảm bảo giao thông thuận lợi và an toàn

• Giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh cả trong giai đoạn thi công

và giai đoạn khai thác

o>' zo

Nút giao gồm có các thành phần sau :

• Cầu vượt quốc lộ 5

• Các đường nhánh trong nút: 2A; 2B; 2C; 2D; 2E; 2F

Tổ chức giao thông trong nút:

• Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui

Cầu Chui đi Hải Phòng: đi trên QL5

Trang 20

Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5

Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải 2E về khu đôthị Sài Đồng

Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh 2D lên cầu vượt về Vĩnh Tuy

• Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy

Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi thẳng cầu vượt về khu đô thị Sài

Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2A về Hải PhòngVĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh rẽ phải 2C về cầu Chui

//

/

f / /

(

Biện pháp tổ chức giao thông tại nút

• Tổ chức giao thông tại phía cầu Chui

- Cầu Chui đi Hải Phòng: đi trên QL5

Trang 21

- Cầu Chui đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn vềkhu đô thị Sài Đồng

• Tổ chức giao thông tại phía Hải Phòng

- Hải Phòng đi cầu Chui: đi trên QL5

- Hải Phòng đi khu đô thị Sài Đồng: đi theo cầu nhánh rẽ phải về khu

đô thị Sài Đồng

- Hải Phòng đi Vĩnh Tuy: đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về VĩnhTuy

• Tổ chức giao thông tại phía Vĩnh Tuy

- Vĩnh Tuy đi khu đô thị Sài Đồng : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn

về khu đô thị Sài Đồng

- Vĩnh Tuy đi Hải Phòng : đi theo cầu nhánh rẽ phải về Hải Phòng

- Vĩnh Tuy đi cầu Chui : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn về cầuChui

• Tổ chức giao thông tại phía khu đô thị Sài Đồng

- khu đô thị Sài Đồng đi Vĩnh Tuy : đi theo cầu nhánh vào đảo tròn

Trang 22

- Phương án giải quyết được triệt đê các giao cắt trên mặt bằng,không có giao cắt giữa các dòng xe, các phương tiện đều đi trên cáctuyến riêng biệt

• Nhược điểm :

- Mặt bàng nút rộng, chiếm nhiều diện tích

- Hướng đi từ cầu Chui về Sài Đông, từ Vĩnh Tuy về cầu Chui vẫnchưa giải quyết được (phương tiện phải quay đầu xe )

Phương án 2.

• Ưu diêm:

- Cách tổ chức giao thông như vậy đã xoá bỏ được các xung đột nguyhiếm nhất là các giao cắt mà thay vào đó là các điềm nhập và cácdiêm tách

Qua việc nhận xét im nhược diêm của các phương án nút giao đã nêu ớ trên, ta

có the thấy phương án 2 đưa ra là khả thi hơn cả Do đã giải quyết tôt đươc tât cả cácgiao cắt trên mặt băng và tổ trức tốt các luồng giao thông lưu hành trên nút Vậy kiếnnghị chọn phương án 2 thi công

Trang 23

CHƯƠNG IV: THIẾT KÉ NÚT GIAO VÒNG XUYÉN

IV 1 - LỰA CHỌN CÁC THÔNG SÓ KỸ THUẬT THIẾT KÊ NÚT GIAO

IV 1.1 - Các thông số kỹ thuật thiết kế vòng xuyến

• Tốc độ tính toán trong vòng xuyến: vd = 40km/h =11.1 lm/s

• Góc giao của 2 đường ôtô: = 78°

• Độ dốc dọc trên vòng xuyến: id = 0 %

• Độ nghiêng siêu cao trên vòng xuyến: isc = 0%

• Hệ số lực ngang lựa chọn: - 0-17

IV 1.2 - Các thông số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh

• Tốc độ tính toán trong cầu nhánh: vd = 40km/h = 11.11 m/s

• Thứ nhất là tốc độ xe rẽ lớn thì đòi hỏi phải thiết kế cầu rẽ có chiều dài

Trang 24

• Thứ hai là không thể lựa chọn tốc độ trên cầu nhánh quá cao do thôngthường cầu nhánh rẽ chỉ có một làn xe dành cho đi chung cả xe con và

xe bus có tốc độ thiết kế thấp sẽ không đạt được tốc độ thiết kế cao

Trong thành phố, do điều kiện hạn hẹp về mặt bàng nên các nhà chuyên mônkhuyên nên dung tiêu chuẩn ứng với điều kiện tối thiểu, nghĩa là tốc độ tính toán củacác cầu nhánh trong các nút giao khác mức ớ thành phố chỉ nên chọn V=25-40 km/h,chỉ đối với đường cao tốc thành phố mới chọn v=50km/h

Từ tất cả các điều trên và theo quy trình thiết kế đường đô thị mới nhất của nướcta: Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế mang ký hiệu 104 - 2007 với vận tốc trên đườngchính 60km/h ,vận tốc thiết kế trên cầu nhánh đều được chọn là 40km/h

Tại vòng xuyến các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến nên các phương tiệnkhông thể đi với tốc độ cao được, vì vậy tốc độ thiết kế cho vòng xuyến được chọn là30km/h

IV 3 ■ XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN CẦU NHÁNH CÓ MỘT LÀN XETRONG

PHẠM VI NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC

IV 3.1 - Tính toán tầm nhìn trên bình đò

Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các cầu nhánh có một làn xe trong phạm

So' đồ tính toán tầm nhình cho đưòng nhánh có một làn xe

Trang 25

Được tính theo công thức:

V - Tốc độ chạy xe trên cầu nhánh, m/s

tf - Thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf= 0.4 12s

Chọn tf = l,0s/2 - Chiều dài hãm xe

/0 - cự ly an toàn dừng xe trước chường ngại vật Thường chọn /0 = 5m

Trang 26

Trang 27

Trong đó:

s - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh

h= 1,2 m chiều cao mắt người lái xe.

Vậy bán kính đường cong đứng lồi là:

Khi mong muốn thiết kế đường cong đứng thỏa mãn tiêu chuẩn và tiếp tuyến vớiđường đổ dốc 4% trên trắc dọc thì sơ đồ tính toán bán kính đường cong đứng như sau:

Trong đó: tga = ỉ ã = 0.04 => a = 2.29° = 2°17'26"

Tính cho trường hợp chiều dài đường cong đứng tối thiểu: 1 = 35m

Công thức tính chiều dài đường cong chắn góc a là:

, n x a x R 3.14x2.29 x R

/ = - -— = -7 -= 35 m

=> R = 867m

Kiến nghị chọn bán kính đường cong đứng lồi là: R = 1000 m

Trang 28

/« n

f 2

Đối với đường cong đứng lõm thì bán kính đường cong được tính với hai điều

Bảo đảm tầm nhìn ban đêm

Bảo đảm an toàn cho xe chạy khi đi vào đường cong lõm

Bán kính đường cong lõm được xác định theo công thức

n _ s2

Trong đó:

s - Khoảng cách tầm nhìn trên trắc dọc

h f - Chiều cao của đèn pha so với mặt đường Chiều cao này phụ thuộc

vào cấu tạo từng loại ô tô sẽ có giá trị khác nhau Khi tính toán láy

h J= 0,7m

a = 4-6° góc chiếu của pha ô tô, chọn a = 5°

Vậy bán kính đường cong đứng lõm là:

2(0,7 + 40.sin—)Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007, với tốc độ thiết kế là 40km/h thì bánkính đường cong đứng lõm tối thiểu mong muốn là 700m (bảng 29),

Trang 29

Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đuờng và các dự án khác cóliên quan

Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khốilượng xây dựng và giải phóng mặt bàng, tuy nhiên cũng phải đảm bảo an toàn và êmthuận tới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông trong nút

Phối họp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ - trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan

Ket cấu cầu phù hợp với trình độ và năng lực thi công của nhà thầu trong nước

Hạn chế chiều cao kiến trúc

Đảm bảo tính thông thoáng và thẩm mỹ cao

Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình thi công như độ rung và tiếng

Giải pháp thiết kế.

1 Phương pháp kết họp vòng xuyến vói các đường nhánh rẽ phải.

Có 3 phương pháp kết hợp nhánh rẽ phải với vòng xuyến như sau:

• Đường nhánh rẽ phải tiếp tuyến với vòng xuyến

Trang 30

Sau khi xem xét và phân tích 3 phương pháp kết hợp trên và dựa vào hiện trạngcủa nút kiến nghị lựa chọn phương pháp đường nhánh rẽ phải nhập vào vòng xuyếnmột đoạn chung cd ( hình 3)

2 Tính toán và lựa chọn bán kính của vòng xuyến và cầu nhánh.

• Xác định bán kính vòng xuyến theo công thức:

Phương án tuyến trên mặt bằng được đưa ra như sau.

Bảng : Các thông số trên mặt bằng

Thiết kế trắc dọc tuyến.

1 Nguyên tắc thiết kế trắc dọc.

Trắc dọc thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với cấp thiết kế

Cao độ thiết kế phù hợp với các cao độ khống chế

2 Xác định các cao độ khống chế trên trắc dọc.

Cao độ khống chế trắc dọc của nút được xác định như sau:

Vòng xuyến vượt đường sắt và QL5 được khống chế bởi cao độ đường hiệntại, cao độ đường sắt,tĩnh không đường sắt và tĩnh không dưới cầu

Các cầu nhánh trong nút khống chế bởi cao độ đường hiện tại,cao độ vòngxuyến và tĩnh không đường sắt

3 Xác định độ dốc dọc

Độ dốc dọc trên cầu nhánh của nút giao được lựa chọn phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như điều kiện địa hình, tốc độ tính toán, thành phần xe chạy trong nút

Do chức năng sử dụng nên cấu tạo các loại xe khác nhau Với các loại xe như xecon, xe du lịch thì có thể khắc phục được độ dốc dọc lớn (tới 1 0%) mà không cần giảmtốc độ Nhưng với các loại xe khác như xe buýt thì độ dốc dọc lớn xe càng phải giảmtốc độ đe tăng sức kéo khi leo dốc

Vì vậy, độ dốc dọc lớn nhất được lựa chọn trên đường nhánh phải đảm bảo khảnăng chạy xe của các loại phương tiện có trong thành phần dòng xe

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104 : 2007 qui định độ dốc dọc tối đa (bảng 24) đốivới vận tốc thiết kế 40km/h là 7%

Như vậy kiến nghị chọn độ dốc dọc của các cầu nhánh trong nút là 4%

Ket quả thiết kế trắc dọc:

Trắc dọc thiết kế đảm bảo tĩnh không đường sắt H = 6m tính từ đỉnh ray hiện tạitới dáy dầm và tĩnh không đường bộ H = 4.75m

Bảng 4: Trắc dọc cầu

Trang 31

Thiết kế trắc ngang.

1 Nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang

Be rộng mặt cắt ngang đảm bảo bố trí đủ số làn xe theo yêu cầu theo đúng quyđịnh của quy trình

Mặt cắt ngang cần thoả mãn quy mô và yêu cầu kỹ thuật đối với cấp đường thiết

Các yếu tố trên mặt cắt ngang được bố trí hài hoà, đảm bảo phù hợp với cáccông trình hai bên tuyến, thuận tiện cho việc bố trí các công trình phục vụ trên tuyến

và các khu đô thị

Mặt cắt ngang vừa đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật đồng thời cũng hạn chế tới mứcthấp nhất giá thành xây dựng

2 Xác định độ dốc ngang và siêu cao.

Tại nút giao thông có sự gặp gỡ và tiếp xúc của nhiều tuyến, nhiều đường congtheo chiều khác nhau, cấu tạo siêu cao sẽ tạo nên gờ lồi ở giũa phần xe chạy, xechuyển làn sẽ không êm thuận nhất là các xe có chiều dài lớn như xe buýt

Vì vậy tại vòng xuyến nơi có nhiều dòng xe nhập dòng và tách dòng kiến nghịkhông bố trí siêu cao

Trên các đường giao thông thông thường, có quy định siêu cao theo trị số bánkính đường cong nằm nhưng trong nút giao thông, tốc độ xe phân tán, hệ số lực ngangbiến đổi rất nhiều nên quy định này thường không chặt chẽ

Việc phối hợp các siêu cao, các mặt cắt ngang phải đảm bảo hai nguyên tắc:

• Đảm bảo êm thuận cho luồng xe chính

• Hạn chế các chồ có độ dốc nhỏ hơn 0.5% để đảm bảo thoát nước tốt

Căn cứ theo tốc độ thiết kế và TCXDVN 104-2007, kiến nghị chọn độ dốc siêu

Trang 32

r + t

h ì

đồng thời các dòng xe nhập dòng vào vòng xuyến và tách dòng ra khỏi vòng xuyến từ

nhiều hướng khác nhau nên trên vòng xuyến kiến nghị bố trí dốc ngang hai mái với độdốc ngang là 2%0

3 Xác định chiều dài yêu cầu của đoạn trộn dòng của nút giao vòng xuyến

r + 77

Co sổ Cosổị -

Trang 33

77 và /7, là khoảng cách giữa các trục đường chính và trục của đường nhánh

<p = 90° - 5 = 90° - 62°37 = 27°23'

«77, = 90° -ỏx = 90° - 59°53 = 30°7'

Góc kẹp chắn cung MH:

6 = 6~{(p + (Ọị) = 78° -(27°'23' +30°7 )= 20°30Chiếu dái đoạn trộn dòng MH theo công thức:

nn xxR 3.14x80 nn0 on no/:

BC = -—X£ =- - -——x20 30 = 28.6w

180° 180°

Kiếm tra chiều dài MH đủ đê trộn dòng theo điều kiện : MH > ỉ tr

Ta có vận tốc trong các nhánh rẽ v=40 km\h=l 1.11 lm\s nhưng trong đoạn trôndòng ta chi tính với 70% vận tốc thiết kế trong nhánh (AASHTO)vậy trong đoạn trộndòng v=30km\h=8.333m\s

Ta có : ltr=(3 + 4)V = (3 H- 4)8.333

ltr=25^33 m

MH = 28.6m nằm trong khoảng ltr=25-K33 m thỏa mãn, bảo đảm cho xe chạy tênđoạn trộn dòng có tốc độ vtr=8.333m\s trong thời gian t>3s

Vâỵ với bán kính vòng xuyến R=80 m va bán kính cong nằm của đường nhánhr=60 đảm bảo đoạn trộn dòng cho xe chạy an toàn khi nhập dòng và tách dòng

Thiết kế sơ đồ kết cấu nhịp đảm bảo 2 nguyên tắc:

• Bố trí cấu tạo hợp lý đoạn tách từ vòng xuyến ra cầu nhánh theo vị trítương đối của đường sắt và QL5

• Đảm bảo sau khi san nền theo quy hoạch thì đáy dầm không quá sátmặt đất

Trang 34

X

1

Dầm bản cho các cầu trong nút có chiều cao H = 1.45m không đôi dọc theo suốtchiều dài cầu Dầm được thiết kế có đáy phang, độ dốc ngang dầm được điều chỉnhbàng độ dốc xà mũ Be rộng đáy dầm cho các cầu khác nhau là khác nhau, bề rộng nàyđược lựa chọn trên nguyên tắc giữ nguyên bề rộng cánh hẫng trên suốt chiều dài cầu.Dầm cầu được tạo rồng bàng các lỗ tròn đường kính 0.95m và khoảng cách giữacác tim lồ là 1.5m

MCN vòng xuyến

MCN nhánh 2,3,6,7.

Mố cầu có bề rộng phù hợp với mặt cắt ngang cầu Mố được thiết kế có tườngcánh quặt thắng song song với tim đường Mố có cấu tạo liền khối

1 _-l"! ’°°° I-500-!

Trang 35

Mố nhánh 1,4,5,8.

3 Giải pháp bố trí các kết cấu phụ trọ’ trên cầu.

a Bản măt cầu.

Mặt cầu là bộ phận chịu ảnh hưởng trực tiếp của bánh xe, đáp ứng yêu cầu chịuhao mòn, ít bị hao mòn và không gây xung kích lớn, đảm bảo cho xe chạy êm thuận.Ket cấu mặt cầu vừa đám bảo thoát nước nhanh và trọng lượng bản thân nhẹ

Thiết kế lớp phủ mặt cầu dầy 74mm gồm các lớp sau:

- Lớp atphan hạt mịn: t = 30mm

- Lớp atphan hạt trung: t = 40mm

- Lớp phòng nước bàng vật liệu chuyên dụng: t = 4mm

Lan can cầu được thống nhất trong toàn dự án, được đúc sẵn bàng BTCT theokích thước định hình dưới đây

Lan can

c Thoát nước

Các ống thoát nước trên mặt cầu ở mỗi bên được thu vào ống nhựa PVC cóđường kính 200mm chạy dọc dưới cánh dầm Các ống này chạy về mố và được dẫnxuống dưới

d Chiếu sảng

e Gối cầu.

Toàn bộ dự án kiến nghị sử dụng gối chậu một phương và hai phương

íỉ Khe biến dang.

Toàn bộ dự án kiến nghị sử dụng khe biến dạng cao su cốt bản thép, bề mặt phíatrên cao su được dán lớp hợp kim chống mài mòn

Các thông số vật liệu và kiểm toán sơ bộ mặt cất dầm.

Vật liệu xây dựng cầu.

a Bê tông

- Bê tông dầm bản: C40, f c=40Mpa;

- Bê tông trụ, mổ: C35, fc=35Mpa;

- Bê tông cọc khoan nhồi, cọc đúc sẵn, cống hộp: C30, f c=30Mpa;

- Tường lan can, tường chắn, dải phân cách giữa: C25, f c=25Mpa;

- Bê tông lót móng: C15, f c=15Mpa

(f c là cường độ chịu nén của mẫu bê tông hình trụ tròn đường kính

Bó cáp dự ứng lực dọc sử dụng loại 12T15

Bó cáp dự úng lực ngang sử dụng loại 3T15

Trang 36

PHẦN II:

THIẾT KẾ CÀU DÀM BẢN CONG

Trang 37

Thép sườn đứng chịu lực cắt và chống xoan Tất cả các thanh thép có đường timvuông góc với trục dầm cùng với bê tông tạo nên mômen chổng xoắn và chống nứt.

Thép chạy dọc theo trục dầm chủ yếu là thép cấu tạo và chống nứt Tại các mốinối bê tông cần bố trí bô sung vừa đê làm mối nối đồng thời tăng cường chống nứt dochất lượng bê tông không đồng đều

Tại các vị trí gối cầu và điểm kích dầm phải bố trí cốt thép cục bộ

Cự ly tối thiếu giữa cốt thép >= hoặc 1,5 lần đường kính cốt thép, hoặc 1,5đường kính lớn nhất của cốt liệu hoặc 38 mm (1,5 in)

MÀT CẮT 1

1-(Tí LỆ 1:60)

Trang 38

Hình 1.3: Mặt bằng bố trí cốt thép thường

Trang 39

ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ

IV.4.3 - Bố trí cốt thép cường độ caoCốt thép CĐC thường được bố trí trong sườn hoặc đáy dầm theo tính toán Một

số bó cáp đi dọc suốt chiều dài dầm tham gia chịu cả mômen âm và dương

Cáp CĐC trong dầm cong được uốn theo hai chiều Dầm bản có chiều cao thấpnên đường tim cáp theo phương đứng cáp nên đi song song với trục dầm rồi chuyểnhướng bàng các đường cong tròn Theo phương ngang cáp thường song song với timdầm.Tại đầu neo và ống nối đường cáp đi theo đường thắng, chiều dài đoạn thangkhông nhỏ hơn quy định ghi trong tiêu chuẩn vật liệu của nhà sản suất Bán kính tốithiều của đường tim cáp R >= 6000 mm, tại đầu neo có thể nhỏ hơn nhưng R >= 3600

mm Đối với ống bọc cáp bằng nhựa thì R >= 9000mm Đường kính ống bọc khôngvượt quá 0,4 chiều dày kết cấu

Cự ly tĩnh giữa ổng gen của các bó cáp không nhỏ hơn 38mm hoặc 1.3 lần đườngkính cốt liệu lớn nhất Cự ly tối đa giữa các bó cáp không lớn hơn 4 lần chiều dày bản.Tại đầu dầm và các đầu nối cáp cự ly tim cáp cần phải được giãn ra đảm bảo cự ly tốithiêu giữa các neo theo quy định của nhà sản xuât đã được thí nghiệm Hình 1.4,1.5 thêhiện bố trí cáp CĐC trong dầm bản.R8000

R8000

Trang 40

Hình 1.5: Bô trí cốt thép CĐC

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	5,25 MB