đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng cầu đường với đề tài thiết kế cầu việt trì – ba vì, vượt sông hồng, nối quốc lộ 32 với quốc lộ 32c

 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu LỜI CẢM ƠN Trong giai đoạn phát triển nay, nhu cầu xây dựng hạ tầng sở trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trưởng nhanh chóng vững đất nước, bật lên nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải Với nhận thức tầm quan trọng vấn đề trên, sinh viên ngành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, năm qua, với dạy dỗ tận tâm thầy cô giáo khoa, em cố gắng học hỏi trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho cơng việc sau này, mong góp phần cơng sức nhỏ bé vào cơng xây dựng đất nước Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài Thiết kế cầu Việt Trì – Ba Vì, vượt sơng Hồng, nối Quốc lộ 32 với Quốc lộ 32C phần giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế cơng trình giao thơng để sau tốt nghiệp trường bớt bỡ ngỡ cơng việc Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ cịn hạn chế lần vận dụng kiến thức để thực tổng hợp đồ án lớn nên chắn em khơng tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong q thầy thơng cảm dẫn thêm cho em Cuối cho phép em gửi lời cảm ơn, lời chúc sức khỏe tới Ban giám hiệu nhà trường, Ban lãnh đạo Khoa Cơng Trình, tồn thể thầy giáo mơn Kỹ Thuật Cầu Đường, đặc biệt thầy giáo trực tiếp hướng dẫn tốt nghiệp Thầy Nguyễn Phan Anh, Giáo viên đọc duyệt đồ án tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hải Phòng, ngày 19 tháng 05 năm 2016 Tạ Kim Huy SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG 1.1 VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU Cầu Việt Trì – Ba Vì có điểm đầu giao với Quốc lộ 32C, lý trình Km3+100 thuộc địa phận phường Thọ Sơn, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ; điểm cuối nối với Quốc lộ 32, lý trình Km59+300 thuộc địa phận xã Phú Sơn, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội Khu vực xây dựng cầu vùng đồng bằng, bờ sông rộng phẳng, dân cư tương đối đông 1.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Báo cáo nghiên cứu khả thi xây dựng cầu Việt Trì – Ba Vì nghiên cứu nội dung chủ yếu sau : + Lựa chọn quy mơ cơng trình tiêu chuẩn kỹ thuật + Chọn phương án kỹ thuật cầu giải pháp xây dựng + Xác định tổng mức đầu tư + Phân tích hiệu tài chính, kinh tế + Nghiên cứu tác động môi trường ban đầu + Kiến nghị phương thức đầu tư 1.3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU : 1.3.1 Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối phẳng thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi cơng việc tổ chức xây dựng cầu 1.3.2 Khí hậu : Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết phân chia rõ rệt theo mùa, lượng mưa tập trung chủ yếu vào mùa hè Ngồi cịn chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa đơng bắc vào tháng mưa, độ ẩm tương đối cao 1.3.3 Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn khu vực ổn định, mực nước chênh lệch hai mùa: mùa mưa mùa khô tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: -1,3m SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu MNTT: -5,1m MNTN: -6,5m 1.3.4 Địa chất : Trong trình khảo sát tiến hành khoan thăm dò địa chất xác định lớp địa chất sau: Lớp 1: Sét pha dày 13,4m Lớp 2: Sét pha nâu dày 2,26m Lớp 3: Cát nhỏ dày 1,8m Lớp : Cát vừa dày vô hạn 1.3.5 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu : Vật liệu đá: vật liệu đá khai thác mỏ gần khu vực xây dựng cầu Đá vận chuyển đến vị trí thi cơng đường cách thuận tiện Đá đảm bảo cường độ kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng khai thác gần vị trí thi cơng, đảm bảo độ sạch, cường độ số lượng Vật liệu thép: sử dụng loại thép nước thép Thái Nguyên,… loại thép liên doanh thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép lấy đại lý lớn khu vực lân cận Xi mămg: nhà máy xi măng xây dựng tỉnh thành đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho cơng trình xây dựng thuận lợi, đảm bảo chất lượng số lượng mà yêu cầu cơng trình đặt Thiết bị cơng nghệ thi cơng: để hịa nhập với phát triển xã hội cạnh tranh theo chế thị trường thời mở cửa, công ty xây dựng cơng trình giao thơng mạnh dạn giới hóa thi cơng, trang bị cho máy móc thiết bị công nghệ thi công đại đáp ứng u cầu xây dựng cơng trình cầu Nhân lực máy móc thi cơng: tỉnh có nhiều cơng ty xây dựng cầu đường có kinh nghiệm thi công Về biên chế tổ chức thi công đội xây dựng cầu hoàn chỉnh đồng Cán có trình độ tổ chức quản lí, nắm vững kỹ thuật, cơng nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thi cơng trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ Nhìn chung vật liệu xây dựng, nhân SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu lực, máy móc thiết bị thi cơng, tình hình an ninh địa phương thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đề SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG II: QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 2.1 QUY MƠ CƠNG TRÌNH + Quy mô xây dựng : cầu thiết kế vĩnh cửu + Tần suất thiết kế 1% 2.2 QUY MÔ MẶT CẮT NGANG CẦU Mặt cắt ngang cầu Việt Trì – Ba Vì dự kiến xây dựng phải xem xét dựa khía cạnh : + Thỏa mãn lưu lượng phương tiện qua cầu chu trình dự án + Phù hợp với quy hoạch tuyến đường đầu cầu Mặt cắt ngang điển hình cầu Việt Trì – Ba Vì : + Làn xe giới : 2x3,5m = 7m + Vạch kẻ ngăn xe : khơng tính + Làn gười : 2x1m = 2m + Lan can : 2x0,5m = 1m 2.3 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 2.3.1 Quy phạm thiết kế Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272 – 05 2.3.2 Tải trọng thiết kế + Hoạt tải HL93 + Người : PL = 3KN/m2 2.3.3 Tĩnh Khơng vị trí khổ thông thuyền Mực nước thông thuyền ứng với mực nước cao có tần suất 4% : HP4%=-5,1m + Tĩnh không : Với sông cấp II - Theo chiều cao : 9m (tính từ mực nước HP4%) - Theo chiều ngang : >= 60m + Vị trí khổ thơng thuyền : dự kiến vị trí khoang thơng thuyền bố trí khu vực sơng nơi có mực nước sâu SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 3.1 QUY PHẠM THIẾT KẾ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272 – 05 3.2 TẢI TRỌNG THIẾT KẾ 3.2.1 Tĩnh tải Tải trọng thân kết cấu phận phi kết cấu : lan can, lớp phủ mặt cầu, thiết bị thoát nước, chiếu sáng 3.2.2 Hoạt tải Xe ô tô HL93 theo quy định 3.6 [22TCN 272 – 05], cụ thể sau : - Ứng lực lớn hoạt tải xe phải lấy theo giá trị lớn trường hợp : + Hiệu ứng xe hai trục thiết kế tổ hợp với tải trọng thiết kế + Hiệu ứng xe ba trục thiết kế tổ hợp với tải trọng thiết kế - Đối với momen âm điểm uốn ngược chiều chịu tải trọng rải nhịp phản lực gối lấy 90% hiệu ứng xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe cách trục cách trục bánh sau xe 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế, khoảng cách trục 145KN xe tải lấy 4,3m 3.2.3 Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng thẳng đứng trạng thái giới hạn cường độ I tính theo : η ∑ γ i Qi = η γ p DC + γ p DW + 1, 75 ( LL + IM )  Trong : - η = η D η R ηt ≥ 0,95 - η D = cho cấu kiện liên kết có biện pháp tăng thêm tính dẻo – cốt thép xét tới chảy thiết kế [1.3.3 22TCN 272 – 05] - η R = dầm liên tục (mức dư đặc biệt) [1.3.4 22TCN 272 – 05] - ηt = 1, 05 cầu quan trọng [1.3.5 22TCN 272 – 05] → η = 1.1.1, 05 = 1, 05 SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu γ p = 1, 25 với DC, γ p = 1,5 với DW, IM=25% 3.3 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 3.3.1 Nguyên tắc lựa chọn phương án kết cấu nhịp cầu - Phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn khu vực xây dựng cầu - Là điểm nhấn kiến trúc tổng cơng trình khơng gian khu vực - Thỏa mãn yêu cầu thông thuyền, kết cấu nhịp có độ lớn đảm bảo yêu cầu khổ thông thuyền H=9m, B=60m - Hạn chế tối đa ảnh hưởng đến khả thoát nước cầu - Khả thi công đơn vị thi công - Giá thành xây dựng hợp lý 3.3.2 Nguyên tắc lựa chọn phương án kết cấu nhịp cầu dẫn - Rút ngắn thời gian thi công - Khẩu độ nhịp đảm bảo giảm thiểu ảnh hưởng thoát nước dịng chảy - Giá thành cơng trình hạ 3.4 CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU Trên sở nguyên tắc nêu trên, phương án kết cấu đưa để xem xét : 3.4.1 Phương án : Cầu dầm liên tục - Sơ đồ cầu : 38 + 55 + 85 +55 +38 = 271m - Nhịp : Cầu liên tục nhịp 55 + 85 + 55 = 195m - Nhịp dẫn : Cầu dầm BTCT DƯL, tiết diện I chiều dài nhịp 38m 3.4.2 Phương án : Cầu giàn thép - Sơ đồ cầu : 38 + 3x65 +38 = 271m - Nhịp : Cầu giàn thép nhịp giản đơn, nhịp 3x65 = 195m - Nhịp dẫn : Cầu dầm liên hợp thép - bê tông cốt thép , chiều cao dầm 1.2m gồm dầm liên kết với hệ liên kết ngang SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC 4.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN - Sơ đồ nhịp : 38 + 55 + 85 + 55 + 38 = 271m - Làn xe giới : 2x3,5 = 7m - Vạch kẻ xe (20cm) khơng tính - Làn người : 2x1 = 2m - Lan can : 2x0,5 = 1m - Bề rộng cầu 10m, độ dốc ngang cầu 2% - Khổ thông thuyền : B=9m, H=60m - Trắc dọc cầu : toàn chiều dài cầu nằm đường thẳng, độ dốc dọc cầu 0% 4.2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 4.2.1 Kết cấu phần - Phần nhịp vượt dịng chủ kết cấu dầm liên tục ba nhịp làm BTCT DƯL với sơ đồ nhịp 55 + 85 + 55 (m) - Kết cấu nhịp dạng có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi, đáy dầm dạng đường cong bậc - Phần nhịp dẫn hai phía bờ sử dụng kết cầu nhịp dầm giản đơn, mặt cắt chữ I nhịp dài 38m 4.2.2 Kết cấu phần - Cầu gồm mố M1, M2 trụ T1, T2, T3, T4 - Trụ phần cầu dùng trụ thân rộng BTCT - Trụ cầu dẫn dùng trụ thân hẹp BTCT - Hai mố dùng mố chữ U-BTCT - Móng dùng móng cọc khoan nhồi BTCT 4.3 KÍCH THƯỚC CẤU TẠO DẦM CHỦ 4.3.1 Cấu tạo dầm chủ SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu 4.3.1.1 Cấu tạo chung Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtơng dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 40 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm 12,7mm Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo sau: 1/2 mặt cắt ngang gối trụ 1/2 mặt cắt ngang gối mố 500 600 600 500 3500 3500 1000 1000 1370 1000 250 250 459 2000 1370 250 1171 500 1000 1000 250 500 250 600 600 1000 500 1500 4000 250 250 250 500 800 450 250 2321 1921 Hình 1: Mặt cắt ngang dầm trụ mố 500 600 600 500 3500 3500 1000 250 1000 500 250 1370 250 250 500 2000 1370 250 1000 250 1000 1000 2000 250 600 600 1000 500 500 250 1 2321 2321 Hình 2: Mặt cắt ngang dầm nhịp SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 10 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  - Chiều cao mố - Chiều rộng mố - Kích thước bệ móng + Chiều cao bệ móng + Chiều dài bệ móng (theo phương dọc cầu) + Chiều rộng bệ móng - Tường đỉnh + Chiều cao tường đỉnh + Chiều dày tường đỉnh + Chiều rộng tường đỉnh - Tường thân + Chiều cao tường thân + Chiều dày tường thân + Chiều rộng tường thân + Khoảng cách từ mép tường thân đến mép bệ + Khoảng cách từ chân tường cánh đến mép bệ - Tường cánh + Phần tường cánh ngậm vào đường + Chiều dày kết cấu áo đường + Chiều dài tường cánh + Chiều dày tường cánh + Chiều rộng chân tường cánh + Chiều rộng vát tường cánh + Chiều cao đuôi tường cánh + Chiều cao vát tường cánh + Chiều cao chân tường cánh - Kích thước cấu tạo độ + Chiều dài độ + Chiều dày độ + Chiều rộng độ - Kích thước gờ kê độ + Chiều dài gờ kê độ + Chiều rộng gờ kê độ + Chiều cao gờ kê độ + Chiều cao gờ kê độ SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Ngành Kĩ thuật cầu Hmo Bmo 6170 9500 mm mm hm Lm Bm 2000 7000 11500 mm mm mm htd ttd Btd 1900 500 9500 mm mm mm htt ttt Btt a1 a2 4270 1700 9500 500 500 mm mm mm mm mm S tmd 1000 300 mm mm Ltc 7330 mm ttc bctc bvtc htc1 htc2 htc3 500 4300 3030 1550 2020 2600 mm mm mm mm mm mm Lqd tqd Bqd 4200 200 8000 mm mm mm Lgk bgk hgk1 hgk2 8000 300 300 600 mm mm mm mm Trang 33 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu 7330 500 2600 4270 4270 2020 1900 1550 9500 4300 1700 500 2000 500 11500 7000 Hình 19 Kích thước mố M1 5.5 TRỤ CẦU 5.5.1 Cấu tạo trụ cầu T1 Bảng 13 Kích thước sơ trụ Hạng mục - Chiều cao trụ - Chiều rộng tồn cầu Kích thước xà mũ trụ + Chiều cao xà mũ trụ + Chiều dài xà mũ trụ + Chiều rộng xà mũ trụ - Kích thước bệ móng + Chiều cao bệ móng + Chiều dài bệ móng + Chiều rộng bệ móng - Kích thước thân trụ + Chiều cao thân trụ + Chiều dày thân trụ + Bán kính bo trịn thân trụ + Chiều rộng thân trụ + Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (dọc cầu) Kí hiệu Htr Bcau Giá trị 13500 9500 Đơn vị mm mm Hxm Lxm Bxm 1500 2000 10000 mm mm mm hm Lm Bm 2000 5000 11000 mm mm mm htt ttt R Btt 10000 1800 900 8000 mm mm mm mm a5 1600 mm a1 1500 mm + Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (ngang cầu) SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 34  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu 10000 10000 1500 2000 5000 1800 2000 8000 5000 11000 Hình 1.15 Kích thước trụ 5.5.2 Cấu tạo trụ cầu T2 Bảng 14 Kích thước sơ trụ Hạng mục - Chiều cao trụ - Chiều rộng tồn cầu Kích thước xà mũ trụ + Chiều cao xà mũ trụ + Chiều dài xà mũ trụ + Chiều rộng xà mũ trụ - Kích thước bệ móng + Chiều cao bệ móng + Chiều dài bệ móng + Chiều rộng bệ móng - Kích thước thân trụ + Chiều cao thân trụ + Chiều dày thân trụ + Bán kính bo tròn thân trụ + Chiều rộng thân trụ + Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (dọc cầu) Kí hiệu Htr Bcau Giá trị 14400 9500 Đơn vị mm mm Hxm Lxm Bxm 1500 3000 10000 mm mm mm hm Lm Bm 3000 8000 11000 mm mm mm htt ttt R Btt 9900 2000 1000 8000 mm mm mm mm a5 300 mm a1 1500 mm + Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (ngang cầu) SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 35  Ngành Kĩ thuật cầu 1500 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường 3000 9900 10000 5000 2000 3000 8000 8000 11000 Hình 1.15 Kích thước trụ 5.6 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG SƠ BỘ 5.6.1 Trọng lượng mặt cầu hệ dầm nhịp giàn thép - Bản mặt cầu nhịp giàn thép 7×0,2×25 = 35 KN/m - Bản hành 1× 0,2×25×2 = 10 KN/m - Trọng lượng hệ dầm cầu ; Lấy 0,08 (T/m2) 9,02×0,08 = 0,7216 (T/m)=7,648 KN/m - Trọng lượng dầm phần hành ; Lấy 0,03 (T/m2) 1,62× 0,03×2,0 = 0,0972 (T/m)=0.972 KN/m ⇒ Dbchd = 53,62(KN/m) ⇒ Mbchd = 3x65x53,62=10455,9KN=1045,59T 5.6.2 Khối lượng mố - trụ cầu a Khối lượng mố cầu : Bảng 15 Khối lượng mố cầu Mố M1 Vtường cánh (m 34.29 Vtường thân Vtường đỉnh Vmúng mố (m ) (m ) (m ) 68,96 9.025 154 SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Vmố(m3) 266.275 Trang 36  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường M2 34.29 68,96 9,025 Ngành Kĩ thuật cầu 154 Tổng cộng 266.275 532.55 - Tổng khối lượng công tác bê tông mố: Mmố = 533.55 x 2.5 =1331.375 T b Khối lượng trụ cầu : Bảng 16 Khối lượng trụ cầu Trụ Cao(m) T1 T2 13.5 14,4 Vmũ trụ (m ) 30 45 Vthân trụ (m ) 115,434 131,4 Vmúng trụ (m ) 110 264 Tổng cộng VTrụ(m3) 268,934 454,8 723.73 - Tổng khối lượng công tác bê tông trụ: Mtrụ = 2x723,73 x 2.5=3618,65 T 5.6.3 Khối lượng lan can lớp phủ mặt cầu a Lan can: + Chiều cao chân lan can bê tông hlc = 0,6 m + Bề rộng chân lan can bê tông blc = 0,25 m + chiều dài lan can Llc = 271m → VLan can = 2xALan can xLlan can = 4x0.25x0.6x195+2x0,25x0.6x38 = 128.4 m3 → MLan can = 128.4 x2.5=321 T b Lớp phủ mặt cầu : + BTN hạt mịn dày 7cm + BTN hạt trung dày 5cm + Lớp phòng nước dày 4mm → MBTN =( 0.07+0.05)x9x271 x 2.3 = 673.164 T → MPhòng nước =0.04x9x271 x 1.5 = 146.34 T 5.6.4 Khối lượng cọc khoan nhồi - Tại mố dùng cọc khoan nhồi D1,5m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa - Tại trụ cầu : + Trụ thân hẹp dùng cọc khoan nhồi D 1m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa + Trụ thân rộng dùng 12 cọc khoan nhồi D 1m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 37 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu → ∑ số cọc khoan nhồi cho phương án 12 cọc khoan nhồi D1.5m dài 40m 40 cọc khoan nhồi D 1m dài 40m → ∑ chiều dài cọc khoan nhồi D 1,5m ∑ lcọc = 12x 40= 4880 m ∑ thể tích cọc : Vcọc = π × 1.52 × 40 × 12 = 868,99m3 → ∑ chiều dài cọc khoan nhồi D 1m ∑ lcọc = 40x 40= 1600 m ∑ thể tích cọc : Vcọc = π × 12 × 40 × 40 = 1256m3 ∑ trọng lượng cọc : Mc = (868,99+1256) x 2.5 =5312,475 T 5.7 DỰ TOÁN GIÁ TRỊ XÂY LẮP PHƯƠNG ÁN 5.7.1 THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU CHỦ YẾU: Bảng 17 Thống kê khối lượng chủ yếu phương án STT I 10 11 II Hạng mục cơng trình Kết cấu phần Thép nhịp Bê tông phần Cốt thép mặt cầu (160 kg/m3) BTN hạt mịn BTN hạt trung Lớp phòng nước Cốt thép gờ chắn ( 100 kg/m3) Gối cao su Khe co giãn loại lớn Hệ thống thoát nước Điện chiếu sáng Kết cấu phần Bê tông mố Bê tông trụ Cốt thép mố ( 100 kg/m3) Cốt thép trụ ( 100 kg/m3) Cọc khoan nhồi Đơn vị Khối lượng T T T T T T T Cái m ống Cột 1491.36 877.5 80.193 392.697 280.485 146.34 9.9476 12 60.4 38 T T T T T 1331,375 3618,65 41.2304 118.4582 5312,475 5.7.2 TỔNG MỨC ĐẦU TƯ: Bảng 18 Tính tổng mức đầu tư phương án SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 38  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu Đơn giá STT Hạng mục Đơn vị Khối lợng (nghìn đồng) G A AI I 10 11 Tổng mức đầu tư Giá trị dự tốn xây lắp Xây lắp Kết cấu phần Thép nhịp Bê tơng mặt cầu Cốt thép mặt cầu Bê tơng asphan Lớp phịng nước Gối cao su Khe co giãn loại lớn Hệ thống thoát nước Điện chiếu sáng II 12 13 14 15 16 17 AII B C D III E1 E2 Kết cấu phần Bê tông mố Cốt thép mố Bê tông trụ Cốt thép trụ Cọc khoan nhồi Cơng trình phụ trợ Xây lắp khác Chi phí khác Dự phịng Trượt giá Các tiêu kinh tế tiêu xây lắp tiêu tồn 1m2 mặt Nghìn đồng A+B+C+D Nghìn đồng AI+AII Nghìn đồng I+II cầu SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH T T T T T Cái m ống Cột T T T T T % % % % % đ/m2 đ/m2 1491.36 877.5 80.193 187.474 146.34 12 60.4 38 1331,375 41.2304 3618,65 118.4582 5312,475 20 10 25000 7000 8500 1300 120 20000 8000 200 8500 Thành tiền (nghìn đồng) 258596423.8 213187488.7 203035703.5 38318192.7 32764210 3508442 681640.5 243716.2 321384 240000 483200 7600 68000 164717510 6000 6184560 8000 329843.2 6000 17768730 8000 947665.6 4000 139486712 12+…+16 32943502.16 AI 10151785.18 A 12791249.32 A+B 11298936.9 A 21318748.87 A/F 14775.672 A/F 17922.89 Trang 39  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG VI: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 6.1 NGUYÊN TẮC CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU Lựa chọn phương án kỹ thuật cầu cần vào tiêu kinh tế kỹ thuật : - Tổng mức đầu tư dự án - Khả khai thác công trình - Cơng nghệ thi cơng - Kiểu dáng kiến trúc cơng trình - Năng lực đơn vị thi công - Thời gian xây dựng 6.2 SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN 6.2.1 So sánh phương án theo điều kiện thi công chế tạo: 6.2.1.1 Phương án I: Cầu liên tục a) Ưu điểm: - Khả vượt nhịp lớn biểu đồ mômen hai dấu - Do chịu lực thẳng đứng nên mố trụ có cấu tạo nhỏ, tiết kiệm vật liệu - Tận dụng vật liệu nguồn nhân lực địa phương - Hình dáng kiến trúc đẹp - Sử dụng công nghệ thi công tiên tiến b) Nhược điểm: - Sơ đồ kết cấu siêu tĩnh nên nhạy cảm với tác động mố trụ bị lún, thay đổi môi trường - Thi cơng địi hỏi cơng nghệ cao, tn thủ theo qui trình nghiêm ngặt địi hỏi xác cao thi công - Sử dụng nhiều thép cường độ cao ảnh hưởng nhiều tới giá thành cơng trình - Thời gian thi công thường kéo dài - Giá thành cơng trình lớn SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 40 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu 6.2.1.1 Phương án II: Cầu dàn thép: a) Ưu điểm: - Giá thành rẽ - Khả vượt nhịp lớn - Kết cấu nhẹ - Tận dụng nguồn nhân lực địa phương đáng kể - Do kết cấu làm việc riêng lẽ chịu tác động mố trụ bị lún môi trường xung quanh b) Nhựơc điểm : - Tuổi thọ cơng trình thấp - Chi phí tu bảo dưỡng cao - Thi cơng phức tạp khó khăn - Cầu rung mạnh có hoạt tải 6.2.2 So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 6.2.2.1 Phương án I: a) Ưu điểm : - Xe chạy êm thuận - Chất lượng khai thác tốt - Ít cản trở dịng chảy sơng - Tuổi thọ cơng trình cao b) Nhược điểm : - Khi phận cơng trình bị hư hỏng gây ảnh hưởng đến tồn cơng trình, mặt khác phận cơng trình gặp phải cố hay muốn mở rộng cầu khó khăn 6.2.2.2 Phương án II: a) Ưu điểm - Kết cấu nhẹ - Ít cản trở dịng chảy sơng b) Nhược điểm : - Tuổi thọ cơng trình thấp - Trong giai đoạn khai thác sử dụng phải thường xuyên tu bảo dưỡng SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 41 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu - Chịu tác động môi trường 6.3 KẾT LUẬN Bên cạnh vấn đề nêu đặc biệt ý cơng trình xây dựng nhằm mục đích giao lưu kinh tế vùng với khu vực xung quanh, vấn đề kinh tế đặt lên hàng đầu Cả phương án đảm bảo tốt yêu cầu khai thác, nhiên: Phương án I đáp ứng yêu cầu giao thông mà mỹ quan đẹp tốn công tu bảo dưỡng Phương án II tốn mặt tu bảo dưỡng nhược điểm lớn cầu thép Vì qua việc phân tích ta chọn phương án I: Cầu dầm liên tục nhịp thi công theo phương pháp đúc hẫng cân đưa vào thiết kế kỹ thuật SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 42  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 43  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 1.1.1 Lịch sử phát triển Trong số nhiều công nghệ thi công cầu BTCT, công nghệ thi công đúc hẫng lên với nhiều ưu điểm áp dụng rộng rãi khắp giới Việt Nam Từ năm 1977 phương pháp đúc hẫng lắp hẫng áp dụng để thi công số cầu Việt Nam như: cầu Rào, Niệm, An Dương Hải Phòng (lắp hẫng), cầu khung T-dầm đeo theo sơ đồ tĩnh định nhiều nhịp cơng trường cầu Bình Quảng Ninh, cầu Nông Tiến Tuyên Quang, cầu Phú Lương QL5, gần có cầu Thanh Trì cầu Vĩnh Tuy bắc qua sông Hồng Hà Nội v.v 1.1.2 Ưu nhược điểm phạm vi áp dụng Phương pháp đúc hẫng trình xây dựng kết cấu nhịp dần đốt theo sơ đồ hẫng nối liền thành kết cấu nhịp hồn chỉnh Có thể thi cơng hẫng từ trụ đối xứng phía (gọi đúc hẫng cân bằng) thi công hẫng dần từ bờ Ưu điểm bật loại cầu việc đúc hẫng đốt dầm đà giáo giảm chi phí đà giáo Mặt khác dầm có chiều cao mặt cắt thay đổi ta việc điều chỉnh cao độ ván khuôn Phương pháp thi công hẫng không phụ thuộc vào điều kiện sông nước không gian cầu Loại cầu thường sử dụng cho loại nhịp từ 80m - 130m lớn Ở nước ta, nhiều cầu BTCT DƯL thi công hẫng xây dựng cầu Phù Đổng, cầu Non Nước, cầu Hồ Bình, cầu Tân Đệ, cầu n Lệnh Từ phân tích trên, ta lựa chọn phương án cầu liên tục BTCT dự ứng lực thi công theo công nghệ đúc hẫng cân 1.2 Quy mô thiết kế 1.2.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật - Tiêu chuẩn 22TCN - 272 - 05 Bộ Giao thông vận tải - Tải trọng thiết kế : HL93 1.2.2 Quy mơ cơng trình Cơng trình cầu vĩnh cửu có tuổi thọ > 100 năm 1.2.3 Cấp thông thuyền : Sông thông thuyền cấp I - Tĩnh không thông thuyền: H= m SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 44 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu - Chiều rộng khổ thông thuyền: B= 60m 1.2.4 Khổ cầu thiết kế Mặt cắt ngang cầu thiết kế gồm xe lề hành Khổ cầu : x 3,5 + x + x 0,5= 12 (m) 1.2.5 Đặc điểm địa chất, thuỷ văn Điều kiện thuỷ văn : - MNCN: - 1,3 m - MNTT : - 5,1 m - MNTN: - 6,5 m Đặc điểm địa chất: - Lớp 1: Sét pha dày 13,4m - Lớp 2: Sét pha nâu dày 2,26m - Lớp 3: Cát nhỏ dày 1,8m - Lớp : Cát vừa dày vô hạn 1.2.6 SƠ ĐỒ KẾT CẤU a Kết cấu phần - Phần nhịp vượt dịng chủ kết cấu dầm liên tục ba nhịp làm BTCT DƯL có tỉ số nhịp biên nhịp Lb = ( 0.6 ÷ 0.8 ) Lg , với chiều dài mặt cắt ngang sông 272 m chọn sơ đồ kết cấu sau : + Kết cấu nhịp với sơ đồ nhịp 55 + 850 + 55 (m) + Kết cấu nhịp dạng có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi, đáy dầm dạng đường cong bậc + Phần nhịp dẫn hai phía bờ sử dụng kết cầu nhịp dầm giản đơn, mặt cắt chữ I nhịp dài 38m b Kết cấu phần - Cầu gồm mố M1, M2 trụ T1, T2, T3, T4 - Trụ phần cầu dùng trụ thân rộng BTCT - Trụ cầu dẫn dùng trụ thân hẹp BTCT - Hai mố dùng mố chữ U-BTCT - Móng dùng móng cọc khoan nhồi BTCT SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 45 Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường  Ngành Kĩ thuật cầu 1.3 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 1.3.1 Khổ cầu - Bề rộng phần xe chạy : Bxe = 2x3,5 (m) - Bề rộng phần dành cho người : b = 2x1,0 (m) - Bề rộng chân lan can : b lc = 2x0,5 (m) - Bề rộng vạch sơn cầu : b vs = 0,2 (m) - Bề rộng toàn cầu : B = 2x3,5 + 2x1,0 + 2x0,50 = 10 (m) 1.3.2 Khổ thông thuyền - Sông thông thuyền cấp II: + Chiều cao thông thuyền H = (m) + Chiều rộng thông thuyền B = 60 (m) 1.3.3 Tải trọng thiết kế - Tần suất lũ thiết kế P = 1% - Hoạt tải thiết kế : HL93 1.3.4 Các yếu tố hình học cầu - Trên mặt cầu nằm đường thẳng - Độ dốc theo phương dọc cầu id = % - Độ dốc theo phương ngang cầu in = 2% 1.3.5 Vật liệu thiết kế a Bê tông chế tạo dầm chủ - Bê tơng chế tạo kết cấu nhịp cầu dầm dẫn dùng bê tơng có cường độ chịu nén 28 ngày tuổi f c' = 40 MPa b Bê tông chế tạo dầm ngang mặt cầu - Bê tông chế tạo dầm ngang mặt cầu KCN cầu dẫn dùng bê tơng có cường ' độ chịu nén 28 ngày tuổi f c = 35 MPa c Bê tông chế tạo Mố - Trụ - Cọc khoan nhồi - Bê tông chế tạo Mố - Trụ - Cọc khoan nhồi dùng bê tơng có cường độ chịu nén 28 ngày tuổi f c' = 30 MPa d Cốt thép Dự ứng lực - Cốt thép DƯL dùng loại tao xoắn sợi loại A416 cấp grade 270, độ tự chùng thấp, đường kính danh định 15,2 mm, có thông số kỹ thuật sau : SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 46  Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu Mặt cắt danh định: Aps = 141 mm2 Đường kính danh định: 15,2 mm Cấp thép : 270 (chùng dão thấp) Cường độ chịu kéo: fpu = 1860Mpa Cường độ chảy : fpy = 0.9x1860=1674Mpa Mô đuyn đàn hồi quy ước: Es =197000Mpa Hệ số ma sát µ = 0.2 Hệ số ma sát lắc 1mm bó cáp: K = 6.6×10-7 (mm-1) e Cốt thép thường - Thép thường dùng loại cốt thép theo Tiêu chuẩn ASTM A706M Giới hạn chảy tối thiểu cốt thép thanh: fy= 400 MPa Môdun đàn hồi: Es =200000 Mpa 1.4 CÁC HỆ SỐ TÍNH TỐN 1.4.1 Hệ số tải trọng STT Loại tải trọng Tĩnh tải giai đoạn I DC Tĩnh tải giai đoạn II DW Hoạt tải Kí hiệu γ DC γ DW γ ht Giá trị 1.250 1.500 1.750 1.4.2 Hệ số xung kích - Hệ số xung kích xét cho tải trọng xe thiết kế (1+IM) = 1,25 1.4.3 Hệ số xe Số >3 m 1.2 0.85 0.65 Với xe thiết kế, ta có m = SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH Trang 47 ... TRÍ XÂY DỰNG CẦU Cầu Việt Trì – Ba Vì có điểm đầu giao với Quốc lộ 32C, lý trình Km3+100 thuộc địa phận phường Thọ Sơn, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ; điểm cuối nối với Quốc lộ 32, lý trình... Nghiệp đường Ngành Kĩ thuật cầu CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 3.1 QUY PHẠM THIẾT KẾ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272 – 05 3.2 TẢI TRỌNG THIẾT KẾ 3.2.1 Tĩnh tải Tải trọng thân kết cấu phận phi kết... kế vĩnh cửu + Tần suất thiết kế 1% 2.2 QUY MÔ MẶT CẮT NGANG CẦU Mặt cắt ngang cầu Việt Trì – Ba Vì dự kiến xây dựng phải xem xét dựa khía cạnh : + Thỏa mãn lưu lượng phương tiện qua cầu chu trình