THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN CHƯƠNG II GIẢI PHÁP KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN CẦU I KHÁI NIỆM CHUNG Thiết kế sơ đồ cấu tạo cầu nhiệm vụ kỹ thuật tổng hợp, gồm: xác đònh kích thước tổng thể công trình, chiều dài nhòp hợp lý, chọn loại vật liệu phù hợp với móng, mố trụ, hệ thống kết cấu nhòp Các tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu giá thành xây dựng, độ bền vững công trình, khả sử dụng hình dạng bên phụ thuộc vào giải pháp lựa chọn đắn II CÁC ĐỊNH HƯỚNG ĐỐI VỚI GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Lựa chọn độ nhòp chủng loại dầm Việc lựa chọn độ nhòp dựa đònh hướng sau: - Đối với nhòp dẫn: Dùng loại dầm BTCT tiền áp đúc sẵn mặt cắt chữ “I”, chữ “T” với độ L=33.00m, L = 40.00m sử dụng phổ biến có hiệu qủa khu vực phía Nam - Đối với nhòp chính: Nhòp thông thuyền đòi hỏi độ lớn, ưu tiên xem xét sử dụng kết cấu dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân (đang phát triển mạnh Việt Nam) Điều giúp giải tốt số vấn đề cốt lõi sau: + Tạo hiệu kiến cao, hạn chế tính đơn điệu kết cấu nhờ việc sử dụng kết cấu nhòp liên tục có tiết diện thay đổi phù hợp đặc điểm sông nước bao la khu vực + Đưa trụ đỡ nhòp thông thuyền vào gần bờ tối đa, tăng tónh ngang thông thuyền, tránh cản trở thắt hẹp dòng chảy giảm đáng kể nguy va đập phương tiện giao thông thủy vào trụ giảm mức độ xói lở cục đáy lòng sông quanh trụ + Đưa trụ lên bờ, nhờ giúp giảm phức tạp thi công, khối lượng phụ trợ thi công (khung vây cọc ván thép, bêtông bòt đáy,.v.v.) thời gian thi công Tổng chiều dài cầu Tổng chiều dài cầu xác đònh phụ thuộc vào yếu tố sau: - Đặc điểm loại hình kết cấu nhòp nhòp thông thuyền - Bán kính cong lồi mặt cầu R= 4000m, tiêu chuẩn kỹ thuật tuyến - Độ dốc dọc tối đa đường đầu cầu khống chế 4% - Không thắt hẹp dòng chảy nhằm tránh làm cho tượng xói lở lòng sông thêm nghiêm trọng - Chiều cao đất đắp sau mố - Tổng thể cảnh quan kiến trúc công trình Chủng loại móng mố trụ cầu Với đặc điểm đòa chất đòa trình bày chương I, loại hình kết cấu nhòp dự kiến chọn dùng nêu trên, có giải pháp móng cọc cho kết cấu mố trụ thích hợp, loại cọc loại cọc đóng BTCT tiết diện nhỏ hay cọc tròn đường kính lớn thi công theo phương pháp khoan nhồi Việc thi công loại cọc phổ biến, không gặp trở ngại công nghệ, thiết bò trình độ tay nghề đội ngũ xây dựng cầu III GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CƠ BẢN SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 12 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN Với đònh hướng nêu mục II, mục đưa giải pháp kỹ thuật cho phương án kết cấu Bao gồm nội dung sau: Hai phương án kết cấu nhòp a Phương án I: + Gồm nhòp bố trí theo sơ đồ: (3x40m) + (75m+120m+75m) + (3x40m) + Tổng chiều dài cầu 511.1m (tính đến mép sau tường mố) + Trắc dọc mặt cầu tạo theo đường cong lồi bán kính R= 4000m - Nhòp chính: + Sơ đồ bố trí nhòp : Gồm nhòp liên tục, bố trí theo sơ đồ 75m+120m+75m + Dầm hộp BTCT M500 dự ứng lực hậu áp đổ chỗ phương pháp đúc hẫng cân xe treo, nhòp thông thuyền rộng 120m Mặt cắt ngang dạng kết cấu nhòp có dạng hình hộp, chiều cao thay đổi - Nhòp biên: + Mỗi bờ gồm nhòp giản đơn 3x40m + Dầm super-T, BTCT M500 UST căng trước + Mặt cắt ngang nhòp gồm phiến dầm b Phương án II: + Gồm 11 nhòp bố trí theo sơ đồ: (4x33m) + (75m+120m+75m) + (4x33m) + Tổng chiều dài cầu L= 535.1m (tính đến mép sau tường mố) + Trắc dọc mặt cầu tạo theo đường cong lồi bán kính R= 4000m - Nhòp chính: + Sơ đồ bố trí nhòp : Gồm nhòp liên tục, bố trí theo sơ đồ 75m+120m+75m + Dầm hộp BTCT M500 dự ứng lực hậu áp đổ chỗ phương pháp đúc hẫng cân xe treo, nhòp thông thuyền rộng 120m Mặt cắt ngang dạng kết cấu nhòp có dạng hình hộp, chiều cao thay đổi - Nhòp biên: + Mỗi bờ gồm nhòp giản đơn 4x33m + Dầm chữ “I”, BTCT M500 UST căng sau + Mặt cắt ngang nhòp gồm phiến dầm Kết cấu mố - trụ cầu cho hai phương án Mố - trụ cầu bêtông cốt thép đổ chỗ nằm hệ móng cọc khoan nhồi Þ150cm Các kết cấu khác - Mặt cầu phủ bêtông nhựa - Bố trí hệ thống chiếu sáng cho cầu - Bố trí hệ lan can tay vòn thép nhúng mạ kẽm lề hành khác mức bằng bêtông cốt thép đổ chổ - Xây dựng kè chống xói bờ sông bêtông cốt thép đổ chỗ nằm hệ móng cọc bêtông cốt thép IV BẢNG KHÁI TOÁN KINH PHÍ CHO HAI PHƯƠNG ÁN NHỊP DẪN Lập bảng khái toán cho hai phương án kết cấu nhòp dẫn Căn để lập khái toán công trình dựa vào đơn giá vật liệu sở tài vật giá đòa phương nơi xây dựng công trình Và đònh khác đơn vò có liên quan SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 13 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN Theo thống kê từ nhiều công trình suất đầu tư cho hai loại hình kết cấu có chênh lệch, nhiên mức chênh lệch không nhiều chấp nhận so với hiệu mà mang lại Trên sở tham khảo khối lượng số dầm “I” (L = 33m) dầm Super – T (L = 40m) sản xuất thi công, Lập bảng so sánh sơ điều kiện giá thành vật tư xây dựng cho phương án kết cấu nhòp dẫn sau: PHƯƠNG ÁN I - DẦM GIẢN ĐƠN SUPER – T, L = 40m ST T Hạng Mục I Kết cấu phần Đơn Giá Đơn Vò Khối lượng (Triệu đồng) Thành Tiền (Triệu đồng) Dầm Super-T 40m m3 1373.20 5.60 7,690 Cốt thép dầm Super-T 40m T 205.98 8.00 1,648 429.40 0.80 344 42.94 7.50 322 4080 10.5 42,840 96.00 3.50 336 Bê tông dầm ngang m Cốt thép dầm ngang T Diện tích mặt cầu m Gối cao su dầm đơn giản Cái Tổng cộng 52,844 PHƯƠNG ÁN II - DẦM GIẢN ĐƠN CHỮ “I”, L = 33m ST T Hạng Mục I Kết cấu phần Đơn Giá Đơn Vò Khối lượng (Triệu đồng) Thành Tiền (Triệu đồng) Dầm I đơn giản 33m m3 1600.00 5.60 8,960 Cốt thép dầm I 33m T 243.20 8.00 1,946 782.08 0.80 626 51.84 6.80 353 4488 10.5 47,124 128.00 3.50 448 Bê tông dầm ngang m Cốt thép dầm ngang T Diện tích mặt cầu m Gối cao su dầm đơn giản Cái Tổng cộng 59,009 GHI CHÚ: Bảng khối lượng nêu hạng mục kết cấu phần trên, không nêu hạng mục kết cấu phần hạng mục có khối lượng tương đương phương án (kết cấu mố – trụ, phần nhòp chính,…) So sánh lựa chọn phương án thiết kế Thông qua bảng khái toán kinh phí sơ bộ, ta thấy phương án II có mức đầu tư lớn phương án I Chênh lệch hai phương án khoảng tỷ, nhiên phần chênh không hoàn toàn chênh lệch suất đầu tư hai dạng kết cấu nhòp mà phần lớn chênh lệch diện tích mặt cầu xây dựng SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 14 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN Thông qua giáo viên hướng dẫn, em lựa chọn phương án kết cấu I để thiết kế chi tiết đồ án tốt nghiệp V QUY MÔ – TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT CỦA PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Quy mô Quy mô công trình :Vónh cửu Tiêu chuẩn kó thuật 2.1 Khổ cầu Bề rộng mặt cầu 17m bố trí sau : - Phần xe ô tô : 2x3.5m = 7.00m - Phần xe thô sơ : 2x3.5m = 7.00m - Lề hành : 2x1.20m = 2.40m - Dải lan can : 2x0.30m = 0.60m 2.2 Tải trọng thiết kế - Tải trọng xe thiết kế : Xe HL – 93 - Người lề hành : 300 kG/m2 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22 TCN 272 – 05 2.3 Tónh không thông thuyền - Cấp sông : cấp III - Chiều cao thông thuyền : 7.0m, tính từ mực nước ứng với tần suất 5% - Chiều rộng thông thuyền : 50m 2.4 Các tiêu kỹ thuật áp dụng thiết kế - Vận tốc thiết kế : Vtk=80km/h - Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu : R = 4000m - Độ dốc dọc lớn : imax = 4% VI GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Kết cấu nhòp a Sơ đồ nhòp: Gồm nhòp bố trí theo sơ đồ : 3x40m+(75m+120m+75m)+3x40m, tổng chiều dài cầu 511.1m (tính đến mép sau tường mố) b Nhòp chính: + Sơ đồ bố trí nhòp : Gồm nhòp liên tục, bố trí theo sơ đồ 75m+120m+75m + Dầm hộp BTCT M500 dự ứng lực hậu áp đổ chỗ phương pháp đúc hẫng cân xe treo, nhòp thông thuyền rộng 120m Mặt cắt ngang dạng hộp có vách ngăn giữa, thành hộp đứng với thông số sau: • Chiều rộng đáy hộp mặt ngoài: 10.0m • Chiều cao hộp thay đổi từ 7.0m trụ đến 3.0m nhòp • Cáp dự ứng lực dọc dùng loại: bó 22 tao 15.2mm, bó 19 tao 15.2mm bó 12 tao 15.2mm • Ống ghen dùng cho loại tao cáp: bó cáp 22 tao 19 tao dùng ống ghen Þ100/107mm, bó cáp 12 tao dùng ống ghen Þ80/87mm • Mặt hộp căng cáp dự ứng lực ngang với khoảng cách 1.0m/1 sợi Cáp ngang dùng bó tao 12.7mm, ống ghen dùng ống dẹt kích thước 19x70mm • Sơ đồ phân đốt sau : Khối đúc đà giáo đỉnh trụ gồm: K0 dài 4.0m, khối K1 dài 4.0m Các khối đúc xe treo gồm : K2 đến K6 khối dài 3.0m, khối K7 đến K11 khối dài 3.5m, khối K12 đến K16 khối dài 4.0m, khối đúc đà giáo bờ K17 dài3.5m, khối hợp long K18 dài 3.0m SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 15 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN Gối cầu dùng loại gối cao su chậu thép mua nước ngoài, Có thể tham khảo loại gối GPZ hãng OVM chế tạo với quy cách sau : Khả Khả dòch Kích thước chòu chuyển tối thiểu Vò trí đặt gối gối Nén tối thiểu Dọc cầu/ngang (mm) (T) cầu (mm) - Tại trụ nhòp biên T3, T6: + Di động song hướng GPZ8SX 800 100/40 820x1140x170 + Di động hướng dọc GPZ8DX 800 100/0 925x1140x170 - Trụ nhòp T4: + Di động hướng 6000 0/200 2360x2620x360 ngangGPZ60DX 6000 0/0 2280x2280x360 + Cố đònh hướng GPZ60GD - Trụ nhòp T5: + Di động song hướng GPZ60SX 6000 200/50 2300x2580x360 + Di động hướng dọc GPZ60DX 6000 200/0 2620x2360x360 Có thể sử dụng gối hãng khác chế tạo có kích thước tính tương đương Gối hãng phải có chứng nhận chất lượng sản phẩm c Nhòp dẫn: + Mỗi bờ gồm nhòp giản đơn 3x40m + Dầm super-T, BTCT M500 UST căng trước, gồm loại : • Loại : dùng cho nhòp số 1, 3, 7, có chiều dài L = 39.18m • Loại : dùng cho nhòp số 2, có chiều dài L = 38.33m + Mặt cắt ngang dầm dạng hộp hở, thành mỏng xiên, chiều cao không đổi H=1.75m; đoạn kê mũ trụ đầu dầm cắt khấc bậc để giảm chiều cao kết cấu đảm bảo mỹ quan tạo đáy dầm đáy mũ trụ Khoảng hở 1.70m đầu dầm nhòp cạnh giải chiều rộng mũ trụ kết hợp đổ BTCT mặt cầu lên Ở đáy dầm vò trí đầu dầm vách ngăn bố trí ống PVC Þ25/30 để thoát nước + Liên kết dầm chủ dầm ngang BTCT M350 vò trí đầu dầm + Bản mặt cầu BTCT M300 dày 20 cm đổ chỗ sau lao lắp xong dầm chủ, liên kết dầm chủ với mặt cầu thép neo Þ16 Bản mặt cầu phủ qua đỉnh mũ trụ làm việc theo sơ đồ liên tục nhiệt + Gối cầu dùng loại gối cao su cốt thép Có thể tham khảo loại gối hãng Liểu Châu Trung Quốc chế tạo với quy cách sau : Khả biến vò Khả biến Sức chòu nén Vò trí đặt gối Kích thước ngang tối thiểu vò góc tối thiểu min(KN) (mm) tgÞ Mố M1, M2, trụ T3, 400x450x78 1800 30 0.0063 T6 Trụ T1, T2, T7, T8 300x600x78 1800 30 0.0091 Có thể sử dụng gối hãng khác chế tạo có kích thước tính tương đương Gối hãng phải có chứng nhận chất lượng sản phẩm d Mặt cầu: • SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 16 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN + Lớp phủ mặt cầu gồm lớp chống thấm nhập ngoại loại vật liệu tạo thành lớp dán bề mặt bê tông loại tạo thành màng phun bề mặt bê tông; sau lớp bê tông nhựa hạt mòn Độ dốc ngang mái 1% tạo mặt bê tông dầm hộp nhòp liên tục tạo dốc mặt mũ mố trụ nhòp dẫn + Trắc dọc cầu tạo theo đường cong tròn lồi R = 4000m, đoạn tiếp tuyến có độ dốc 4% + Khe hở trụ chuyển tiếp nhòp nhòp dẫn mố phủ khe co giãn cao su cốt thép thép Trên mặt cắt ngang khe co giãn bố trí toàn phần mặt đường xe chạy phần lan can lề người + Gờ lan can BTCT M300 đổ chỗ kết hợp lắp ghép + Lề hành : gờ lề hành BTCT M300 đổ chỗ liên kết với mặt cầu có cốt thép chờ liên kết Mặt lề hành gồm BTCT M300 đúc sẵn phía có phủ lớp vữa xi măng M100 dày 2cm, khe tạo rộng 1m lõm vào + Hệ thống lan can: cột, lan can, tay vòn thép mạ kẽm dày 150µm + Hệ thống thoát nước mặt cầu gồm ống nhựa PVC Þ160mm phân bố dọc theo chiều dài cầu sát mép bên gờ lan can Phần ống xuống phần nhòp trôn sẵn thân trụ, mố để thoát nước mặt đất tự nhiên Riêng phần thoát nước nhòp đổ trực tiếp xuống sông Kết cấu mố-trụ a Kết cấu mố: - Dạng mố tường chắn BTCT M300 đổ chỗ - Móng : móng cọc khoan nhồi BTCT M350, mố gồm cọc, chiều dài dự kiến cọc L=15m, mũi cọc hạ vào tầng đá dạng sét kết khoảng 5m Lớp lót đáy móng bê tông đá 4x6cm M100 dày 10cm - Trong phạm vi đường đầu cầu mái taluy, tứ nón lát gạch trồng cỏ dày 8cm Chân khay đá hộc xây vữa xi măng M100 đặt thiên nhiên Để tăng độ ổn đònh, phía trước mố đắp bệ phản áp rộng 4m - Sau mố đặt độ BTCT M300 dày 30cm, dài 5m, rộng 16.0m b Kết cấu trụ: - Trụ T1, T2, T7, T8: + Trụ thân đặc dạng chữ “I”, dày 1.4m đầu dày 1.8m BTCT M300 đổ chỗ Mặt thân trụ tạo lõm vào theo phương ngang Mũ trụ BTCT M300 dạng chữ “T “ ngược + Móng cọc khoan nhồi BTCT M350 Þ150cm, trụ gồm cọc, chiều dài cọc dự kiến L=14m trụ T1, T8 L=17m trụ T2, T7 Mũi cọc hạ vào tầng đá dạng sét kết khoảng từ 4m đến 5m Lớp lót đáy móng bê tông đá 4x6cm M100 dày 10cm - Trụ T3, T6: + Trụ thân đặc dạng chữ “I”, dày 1.4m đầu dày 1.8m BTCT M300 đổ chỗ Mặt thân trụ tạo lõm vào theo phương ngang Mũ trụ BTCT M300 dạng chữ “T “ ngược + Móng cọc khoan nhồi BTCT M350 Þ150cm, trụ gồm cọc, chiều dài cọc dự kiến L=19m Mũi cọc hạ vào tầng đá dạng sét kết khoảng từ 4,5m Lớp lót đáy móng bê tông đá 4x6cm M100 dày 10cm SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 17 MSSV: CD02099 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI ĐỨC TÂN - Trụ T4, T5: + Trụ thân đặc dạng chữ “I”, dày 3.6m đầu dày 4.0m BTCT M400 đổ chỗ Mặt thân trụ tạo lõm vào theo phương ngang + Móng cọc khoan nhồi BTCT M350 Þ150cm, trụ gồm 24 cọc, chiều dài cọc dự kiến L=15m Mũi cọc hạ vào tầng đá dạng sét kết khoảng từ 7,5m đến 10m Dưới đáy móng lớp bê tông bòt đáy M200 dày 300cm SVTH: TRẦN TÂN TIẾN 18 MSSV: CD02099