Toàn bộ thuyết minh tốt nghiệp cầu, đồ án cầu , nội lực trong quá trình thi công đúc hẫng

1.1. Phương án 1 (cầu liên tục)1.2. Phương án 2 (cầu vòm ống thép nhồi bê tông)1.3. Phương án 3 (cầu giàn thép)3. NỘI LỰC THEO CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG. 9 3.1. Giai đoạn 1 (thi công đốt K1). 11 3.2. Giai đoạn 2 (thi công đốt K2). 11 3.3. Giai đoạn 3 (thi công đốt K3). 11 3.4. Giai đoạn 4 (thi công đốt K4). 12 3.5. Giai đoạn 5 (thi công đốt K5). 12 3.6. Giai đoạn 6 (thi công đốt K6). 13 3.7. Giai đoạn 7 (thi công đốt K7). 13 3.8. Giai đoạn 8 (thi công đốt K8). 14 3.9. Giai đoạn 9 (thi công đốt K9). 14 3.10. Giai đoạn 10 (thi công đốt K10). 15 3.11. Giai đoạn 11 (thi công đốt K11). 16 3.12. Giai đoạn 12 (thi công đốt K12). 17 3.13. Giai đoạn 13 (thi công đốt K13). 18 3.14. Giai đoạn 14 (thi công đốt K14). 19 3.15. Giai đoạn 15 (hợp long biên). 20 3.16. Giai đoạn 16 (hợp long giữa). 21 3.17. Giai đoạn 17 (hợp long giữa). 22 3.18. Giai đoạn 18 (tháo ván khuân). 23 3.19. Giai đoạn 19 (hạ gối). 24 3.20. Giai đoạn 20 (dỡ tải trọng thi công). 25 3.21. Giai đoạn 21 (khai thác). 26

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

KHOA XD CẦU ĐƯỜNG

BỘ MÔN CẦU VÀ CÔNG TRÌNH NGẦMNHIỆM VỤ

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- -Họ và tên sinh viên : Nguyễn Đình Hùng MSSV : 10687.55

Chuyên ngành : Cầu và công trình ngầm Lớp : 55CD1

1 Đầu đề thiết kế: Thiết kế cầu vượt sông.

2 Số liệu đầu vào:

+ Mặt cắt ngang sông, địa chất (có số liệu tra cứu), ∑L0 = 370 m.

+ Khổ thông thuyền: BH = 609 m.

+ Bề rộng cầu: Bxe = 10.5+2x1.5 m.

3 Nội dung các phần thuyết minh, tính toán và các bản vẽ:

+ Lập dự án khả thi (3 phương án) (6 bản vẽ A1).

+ Thiết kế kỹ thuật phương án chọn (8 bản vẽ A1).

+ Hoàn thiện

5 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày 03 tháng 03 năm 2015

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế : Ngày 19 tháng 06 năm 2015

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp đã được bộ môn

thông qua ngày … tháng … năm 2015

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án cho

Tổ bộ môn ngày……tháng…… năm 2015.Sinh viên thực hiện đồ án tốt nghiệp:

Trang 2

Nguyễn Đình HùngLỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các môn học được trang bị trong suốtthời gian học tập tại trường đại học, cũng như các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhậnđược trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án Nó thể hiện kiến thức cũng như trình

độ, khả năng thực thi các ý tưởng trước một công việc, là bước ngoặt cho việc áp dụngnhững lý thuyết được học vào công việc thực tế sau này Đồng thời nó cũng là một lầnsinh viên được xem xét, tổng hợp lại toàn bộ các kiến thức của mình học được dưới sựhướng dẫn, chỉ bảo của các giáo viên đã trực tiếp tham gia giảng dạy mình trong quátrình học tập, nghiên cứu

Là sinh viên khoá 55 - Khoa Cầu Đường - Trường Đại học Xây dựng Sau thờigian tham gia học tập và nghiên cứu tại trường, đạt được các yêu cầu cần thiết của nhàtrường đề ra, em đã được nhận đồ án tốt nghiệp chuyên ngành: “Cầu và Công trình

ngầm” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS.Nguyễn Quốc Bảo

Nhiệm vụ của đồ án đặt ra bao gồm:

1 Lập dự án khả thi thiết kế cầu H

2 Thiết kế kỹ thuật cầu H

3 Thiết kế thi công cầu H

Đồ án được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo tậntình của cô giáo hướng dẫn Song do sự hạn chế về trình độ, chuyên môn cũng nhưkinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự góp ý,chỉ bảo của các thầy, cô để đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện hơn kiếnthức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau khi tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS.Nguyễn Quốc Bảo

cũng như toàn thể các thầy, cô đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường

Hà Nội, ngày tháng năm

Sinh viên

Nguyễn Đình Hùng

Trang 3

MỤC LỤC THUYẾT MINH

PHẦN 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU DỰ ÁN 2

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1.2 CÁC CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN 2

1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

1.4 PHẠM VI DỰ ÁN 3

-CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI, MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TỈNH A 4

2.1 HIỆN TRẠNG KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH A 4

2.1.1 Về nông, lâm, ngư nghiệp 4

2.1.2 Về thương mại, du lịch và công nghiệp 4

2.2 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÁC NGÀNH KINH TẾ CHỦ YẾU 4

2.2.1 Nông, lâm, ngư nghiệp 4

2.2.2 Công nghiệp, thương nghiệp và du lịch 5

2.3 ĐẶC ĐIỂM MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG 5

2.3.1 Đường bộ 5

2.3.2 Đường thuỷ 6

2.3.3 Đường sắt 6

2.3.4 Đường không 6

CHƯƠNG 3: SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ 7

3.1 TỔNG KẾT HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG KHU VỰC DỰ ÁN 7

-3.2 KẾT LUẬN VỀ Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU 7

CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU 8

4.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 8

4.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH 8

4.3 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THỦY VĂN 8

4.3.1 Khí tượng 8

4.3.2 Thuỷ văn 9

4.4 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 9

4.4.1 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 9

4.4.2 Đặc điểm địa tầng 9

CHƯƠNG 5: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 10

5.1 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG 10

5.1.1 Quy trình thiết kế 10

5.1.2 Các thông số kỹ thuật 10

5.1.2.1 Quy mô công trình 10

Trang 4

5.1.2.2 Tải trọng thiết kế 10

5.1.2.3 Vật liệu 10

5.1.2.3.1 Bê tông 10

5.1.2.3.2 Thép: (5.4.3.2 22 TCN 272 05) 10

5.1.2.3 Lớp phủ 11

5.1.2.4 Khổ cầu 11

5.1.2.5 Khổ thông thuyền 11

5.1.2.6 Độ dốc dọc cầu 11

5.1.2.7 Kết cấu áo đường hai đâu cầu 11

5.2 ĐỀ XUẤT BA PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CẦU 11

5.2.1 Căn cứ đề xuất phương án 11

-5.2.2 Phương án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 2 nhịp + cầu dẫn dầm SUPER T 40m 12

5.2.2.1 Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp 12

5.2.2.2 Các thông số cơ bản của mố, trụ 13

5.2.2.3 Kết cấu khác 13

5.2.3 Phương án 2: Cầu vòm ống thép nhồi bê tông 14

5.2.3.2 Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ 14

5.2.4 Phương án 3: Cầu giàn thép 14

5.2.4.2 Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ 15

5.2.5 Tổng hợp các phương án 15

5.2.6 Ưu và nhược điểm các phương án 16

5.2.6.1 Phương án 1 16

5.2.6.1.1 Ưu điểm 16

5.2.6.1.2 Nhược điểm 16

5.2.6.2 Phương án 2 16

5.2.6.2.1 Ưu điểm 16

5.2.6.2.2 Nhược điểm 17

5.2.6.3 Phương án 3 17

5.2.6.3.1 Ưu điểm 17

5.2.6.3.2 Nhược điểm 18

5.3 KIẾN NGHỊ 18

PHẦN 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ 19

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1 20

1.1 CHỌN TIẾT DIỆN 20

1.1.1 Dầm hộp phần cầu chính 20

1.1.2 Phần cầu dẫn: dầm SUPER T 22

1.2 CẤU TẠO MỐ TRỤ 23

1.3 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC 25

1.3.1 Khối lượng công tác phần kết cấu nhịp 25

1.3.1.1 Phần cầu chính 25

1.3.1.2 Phần cầu dẫn 27

Trang 5

1.3.1.3 Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu 27

1.3.2 Tính toán khối lượng công tác của mố trụ 27

1.3.3 Tính toán khối lượng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu 28

1.3.4 Tính sơ bộ khối lượng cọc của mố, trụ 28

1.3.4.1 Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông 28

1.3.4.2 Số liệu địa chất 29

1.3.4.3 Xác định sức chịu tải của cọc 29

1.3.4.3.1 Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc 29

1.3.4.3.2 Sức kháng của cọc theo đất nền ở trạng thái giới hạn cường độ 30

1.3.4.3.2.a Sức kháng thân cọc 31

1.3.4.3.2.b Sức kháng mũi cọc 33

1.3.4.4 Xác định số cọc cho mố Ao, A7 37

1.3.4.4.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố Ao 37

1.3.4.4.1.a Tải trọng thường xuyên: (DC , DW) 37

1.3.4.4.1.b Hoạt tải (LL) 38

1.3.4.4.1.c Tổng tải trọng tính toán dưới đáy đài 39

1.3.4.4.2 Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng mố Ao 39

1.3.4.5 Xác định số cọc tại các trụ phần cầu dẫn (Trụ P1, P6) 40

1.3.4.5.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P1, P6 40

1.3.4.5.1.b Hoạt tải (LL) 41

1.3.4.5.2 Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng trụ P1 43

-1.3.4.6 Xác định số cọc tại các trụ chuyển tiếp giữa cầu dẫn và cầu chính (Trụ P2, P5) 44

1.3.4.6.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P2 44

1.3.4.6.1.b Hoạt tải (LL) 45

1.3.4.7 Xác định số cọc tại các trụ cầu chính (Trụ P3, P4) 48

1.3.4.7.1.b Hoạt tải (LL) 49

1.3.5 Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình 52

1.4 TỔNG MỨC ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 1 54

2.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA PHƯƠNG ÁN 56

2.2 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG SƠ BỘ 60

2.2.1 Vòm chủ 60

2.3 Tính toán khối lượng công tác mố trụ 61

2.3.1 Khối lượng mố A0, A3 61

2.3.2 Khối lượng trụ 61

-Vậy tổng khối lượng bê tông trụ là : V= 2194.38 m3 62

Trang 6

2.3.3 Tính toán khối lượng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu 62

2.3.4 Tính sơ bộ số lượng cọc cho mố trụ 62

2.3.4.1 Chọn sức chịu tải của cọc 62

2.3.4.2 Xác định số cọc cho mố A0, A3 62

2.3.4.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố Ao 62

2.3.4.2.1.b Hoạt tải (LL) 63

2.3.4.2.2 Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng mố A0 64

2.3.4.3 Xác định số cọc tại trụ cầu chính P1, P2 65

2.3.4.3.1.b Tải trọng do hoạt tải 66

2.3.4.3.2 Xác định số cọc 67

2.4 Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình 69

3.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN 72

3.2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 72

3.3 KẾT CẤU PHẦN DƯỚI 74

3.4 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC 76

3.4.1 MỐ CẦU 76

3.4.2 TRỤ CẦU 76

3.4.3 KHỐI LƯỢNG KẾT CẤU NHỊP 76

3.4.4 TÍNH TOÁN CỌC CHO MỐ TRỤ 80

3.4.4.1 Tính toán khối lượng cọc cho mố 80

3.4.4.2 Tính toán khối lượng cọc cho trụ : 82

3.4.4.2.1 Tính toán khối lượng cọc cho trụ P1,P4 82

3.4.4.2.2 Tính toán số cọc cho trụ P2,P3 85

3.5 Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình 87

CHƯƠNG 4: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ YẾU CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 90

4.1 MẶT BẰNG BỐ TRÍ CÔNG TRƯỜNG 90

4.2 THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 90

4.2.1 Thi công mố 3 phương án 90

4.2.1.1 Điều kiện thi công 90

4.2.1.2 Các bước thi công chủ yếu 90

4.2.2 Thi công trụ cầu dẫn, trụ chuyển tiếp phương án 1 và phương án 3 92

4.2.3 Thi công trụ cầu chính phương án 1 (phương án cầu liên tục) 92

4.2.4 Thi công trụ phương án 2 (phương án cầu vòm) 94

Trang 7

4.3 THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN TRÊN CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 95

4.3.1 Thi công kết cấu nhịp phần cầu dẫn phương án 1 95

4.3.2 Thi công kết cấu nhịp phần cầu chính phương án 1 (cầu liên tục) 95

4.3.3 Thi công kết cấu nhịp phương án 2 (cầu vòm thép nhồi bê tông) 96

4.3.4 Thi công kết cấu nhịp phần cầu chính phương án 3 (cầu giàn thép) 98

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 101

5.1 CÂN CỨ PHÁP LÝ VỀ MÔI TRƯỜNG 101

5.2 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 101

5.2.1 Ảnh hưởng của môi trường liên quan đến vị trí 101

5.2.1.1 Chiếm dụng đất nông nghiệp 101

5.2.1.2 Chiếm dụng đất và nhà ở 102

5.2.1.3 Gián đoạn hoạt động giao thông 102

-5.2.2 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn trước khi xây dựng -

103 5.2.2.1 Thu hồi đất cho tái định cư 103

5.2.2.2 Thu hồi đất để mở rộng đường 103

5.2.3 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn xây dựng 103

5.2.3.1 Chất lượng không khí (Bụi) 103

5.2.3.2 Tiếng ồn 104

-5.2.4 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn vận hành sau xây dựng 104

5.2.4.1 Bảo dưỡng 104

5.2.4.2 Giao thông 105

5.2.4.3 An toàn giao thông 105

CHƯƠNG 6: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 106

6.1 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 106

6.2 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 107

6.2.1 Giá trị xây lắp 107

6.2.2 Thời gian thi công 107

6.2.3 Tác động đến dòng chảy 107

6.2.4 Ấn tượng thẩm mỹ 107

6.2.5 Duy tu bảo dưỡng 108

6.2.6 Tổng hợp kết quả chấm điểm các phương án cầu 108

6.3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 108

PHẦN 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 109

CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU VÀ HOẠT TẢI THIẾT KẾ 110

1.1 VẬT LIỆU 110

1.1.1 Bê tông 110

1.1.2 Thép thường 111

1.1.3 Thép ứng suất trước 111

1.2 HOẠT TẢI THIẾT KẾ 112

1.2.1 Xe tải thiết kế 112

Trang 8

1.2.2 Xe hai trục thiết kế 113

1.2.3 Tải trọng làn thiết kế 113

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 114

2.1 THIẾT KẾ CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU 114

2.1.1 Chọn chiều dày bản mặt cầu 114

2.1.2 Cấu tạo áo đường 115

2.2 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN 115

2.3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BẢN MẶT CẦU 116

2.3.1 Nội lực phần nhịp bản giữa hai sườn hộp 116

2.3.1.1 Mô men uốn 116

2.3.1.1.2 Tính toán nội lực do các lực thành phần gây ra 116

2.3.1 Nội lực phần ngàm 117

2.3.1.1.2 Các tổ hợp 118

2.3.1.2 Lực cắt 119

2.3.1.2.2 Các tổ hợp 119

2.3.2 Nội lực phần công xôn 120

2.3.2.1 Mô men uốn 120

2.3.2.1.2 Các tổ hợp 121

2.3.2.2 Lực cắt 122

2.3.2.2.2 Các tổ hợp 123

2.3.3 Tổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ 1 123

2.4 THIẾT KẾ CỐT THÉP BẢN MẶT CẦU 123

2.4.1 Các thông số thiết kế 123

2.4.1.1 Sơ bộ cốt thép 123

2.4.1.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu 124

2.4.1.3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 124

2.4.1.4 Kiểm tra sức kháng uống của tiết diện 125

2.4.2 Tính toán cốt thép chịu mô men âm 125

2.4.2.1 Sơ bộ cốt thép 125

2.4.2.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu 126

2.4.2.3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 126

2.4.2.4 Kiểm tra sức kháng uốn của tiết diện 126

2.4.3 Kiểm tra nứt thớ dưới theo TTGH SD 127

2.4.4 Kiểm tra nứt thớ trên theo TTGH SD 129

2.4.5 Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện 130

2.4.5.1 Xác định bv và dv 131

2.4.5.2 131

2.4.5.3 Xác định  và  (theo 5.8.3.4) 132

2.4.5.4 Xác định Vc 132

2.4.6 Cốt thép phân bố 133

2.4.7 Cốt thép chống co ngót 133

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 135

Trang 9

3.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHI TIẾT DẦM 135

3.1.1 Thiết kế sườn hộp 135

3.1.2 Thiết kế bản đáy hộp 135

3.1.3 Thiết kế đường cong biên dầm 136

3.1.4 Xác định đặc trưng hình học các mặt cắt 137

3.2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM LIÊN TỤC 139

3.2.1 Các giai đoạn hình thành nội lực 139

3.2.1.1 Giai đoạn 1: Giai đoạn đúc hẫng cân bằng từ trụ ra giữa nhịp 139

3.2.1.2 Giai đoạn 2: Hợp long nhịp biên 140

3.2.1.3 Giai đoạn 3: Căng cáp dương, hạ giàn giáo nhịp biên 141

3.2.1.4 Giai đoạn 4: Hạ gối tạm trụ P4, P5 Dỡ xe đúc hợp long biên 141

3.2.1.5 Giai đoạn 5: Hợp long nhịp giữa 141

3.2.1.6 Giai đoạn 6: Hạ gối thật trụ P4, P5 Dỡ xe đúc hợp long giữa 142

3.2.1.7 Giai đoạn 7: Cầu chịu tĩnh tải phần 2 142

3.2.1.8 Giai đoạn 8: Cầu chịu tác dụng của hoạt tải 143

3.2.1.8.1 Tải trọng làn thiết kế 143

3.2.1.8.2 Xe tải thiết kế 143

3.2.1.8.3 Xe hai trục thiết kế 143

3.2.1.8.4 Các tổ hợp hoạt tải 143

3.2.2 Mô hình hóa và phân tích kết cấu với MIDAS CIVIL 144

3.2.3 Các tổ hợp tải trọng 145

3.2.3.1 Tổ hợp theo trạng thái giới hạn Cường độ I 145

3.2.3.2 Tổ hợp theo trạng thái giới hạn Sử dụng 146

3.2.4 Biểu đồ nội lực 146

3.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM CHỦ 157

3.3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu 157

3.3.1.1 Bê tông mác 500 157

3.3.1.2 Thép cường độ cao 158

3.3.1.3 Thép thường 158

3.3.2 Sơ bộ xác định diện tích cốt thép ƯST cần thiết 158

3.4 TÍNH LẠI ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN 160

3.4.1 Giai đoạn 1 160

3.4.2 Giai đoạn 2 161

-3.4.2.1 Sau khi căng xong cáp âm tiến hành phun vữa, tiết diện làm việc kể đến cáp âm quy đổi (giai đoạn 2a) 161

-3.4.2.2 Tiết diện được tính thêm với sự tham gia của cốt thép âm và dương quy đổi ra bê tông (giai đoạn 2b) 162

3.5 TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT 162

3.5.1 Mất mát do ma sát ΔffpF (tính theo công thức 5.9.5.2.2b1) 163

3.5.2 Mất mát do thiết bị neo ΔffpA 164

3.5.3 Mất mát do co ngắn đàn hồi DfpES (theo điều 5.9.5.2.3b) 165

3.5.4 Mất mát do co ngót (điều 5.9.5.4.2) 165

3.5.5 Mất mát do từ biến (điều 5.9.5.4.3) 166

3.5.6 Mất mát do chùng dão thép (điều 5.9.5.4.4) 166

3.5.6.1 Mất mát do dão lúc truyền lực 167

3.5.6.2 Mất mát sau khi truyền 167

Trang 10

3.5.7 Tổng hợp mất mát ứng suất 167

3.6 KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN 176

3.6.1 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 176

3.6.1.1 Kiểm tra ứng suất trong bê tông theo điều 5.9.4 176

-3.6.1.2 Kiểm toán nứt trong bê tông theo điều 5.7.3.4 tiêu chuẩn 22TCN 272-05.- 180 3.6.1.3 Biểu đồ ứng suất 181

3.6.1.4 Kiểm tra biến dạng (5.7.3.6) 188

3.6.2 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ 1 (điều 5.5.4) 188

3.6.2.1 Tiết diện 23 (tiết diện sát trụ) 189

3.6.2.1.1 Kiểm toán sức kháng uốn (điều 5.7.3.2) 189

3.6.2.1.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1) 193

3.6.2.1.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2) 195

3.6.2.1.4 Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện 196

3.6.2.1.5 Tính Vc, Vs 200

3.6.2.1.6 Kiểm toán sức kháng cắt 200

3.6.2.2 Tiết diện số 8 (tiết diện giữa nhịp biên) 201

3.6.2.2.1 Kiểm toán sức kháng uốn (điều 5.7.3.2) 201

3.6.2.3 Tiết diện số 40 (tiết diện giữa nhịp giữa) 203

3.6.2.3.1 Kiểm toán sức kháng uốn khi tiết diện chịu Mômen dương 203

3.6.2.3.2 Kiểm toán sức kháng uốn khi tiết diện chịu Mômen âm 205

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 209

4.1 CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤ 209

4.2 XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ 210

4.2.1 Tĩnh tải 210

4.2.1.1 Tĩnh tải phần 1 210

4.2.1.2 Tĩnh tải phần 2 210

4.2.1.3 Tĩnh tải trụ 211

4.2.2 Hoạt tải xe thiết kế (LL) 211

4.2.3 Tải trọng hãm xe (BR) 211

4.2.4 Lực va tàu (CV) 213

4.2.5 Tải trọng gió 214

4.2.5.1 Tải trọng gió ngang cầu tác động lên công trình (WS) 214

4.2.5.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) 215

4.2.5.3 Tải trọng gió dọc cầu 215

4.2.6 Áp lực nước (WA) 215

4.2.7 Lực ma sát (FR) 216

4.2.8 Hiệu ứng động đất (EQ) 216

4.3 CHỌN MẶT CẮT TÍNH TOÁN 216

4.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 217

4.5 GIẢ THIẾT CỐT THÉP TRỤ 219

4.6 KIỂM TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA TRỤ 220

Trang 11

4.6.1 Quy đổi tiết diện tính toán 220

4.6.2 Kiểm toán độ mảnh của thân trụ 220

4.6.3 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 221

4.6.4 Kiểm tra nứt trong bê tông 222

4.6.5 Kiểm toán sức kháng nén dọc trục của trụ 222

4.6.6 Sức kháng nén của trụ theo uốn hai chiều 222

4.7 KIỂM TRA KÍCH THƯỚC ĐÁ TẢNG 224

4.8 KIỂM TOÁN CỌC 225

4.8.1 Tính toán sức kháng của cọc 225

4.8.2 Xác định nội lực tác dụng lên mỗi cọc do các tổ hợp tải trọng 225

4.8.3 Kiểm toán sức chịu tải của cọc 226

4.9 TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC 227

PHẦN 4: THIẾT KẾ THI CÔNG 229

CHƯƠNG 1: THI CÔNG MÓNG 230

1.1 THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 230

1.1.1 Công tác chuẩn bị 230

1.1.2 Công tác khoan tạo lỗ 230

1.1.2.1 Xác định vị trí lỗ khoan 230

1.1.2.2 Yêu cầu về gia công, chế tạo, lắp dựng ống vách 230

1.1.2.3 Khoan tạo lỗ 231

1.1.2.4 Rửa lỗ khoan 232

1.1.3 Công tác đổ bê tông cọc 232

1.1.3.1 Đúc cọc bê tông 232

1.1.3.2 Kiểm tra chất lượng cọc và bê tông coc 234

1.1.3.3 Phun vữa mũi cọc 234

1.2 THI CÔNG CỌC VÁN THÉP 235

1.2.1 Trình tự thi công cọc ván thép 235

1.2.2 Tính toán thi công vòng vây cọc ván 235

1.2.2.1 Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy 235

1.2.2.2 Xác định độ chôn sâu cọc ván thép 237

1.2.2.3 Tính toán cọc ván thép 237

1.3 ĐÀO ĐẤT BẰNG XÓI HÚT 238

1.4 ĐỔ BÊ TÔNG BỊT ĐÁY 238

1.5 BƠM HÚT NƯỚC 239

1.6 THI CÔNG ĐÀI CỌC 239

CHƯƠNG 2: THI CÔNG TRỤ 240

2.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG 240

2.2 TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN TRI CÔNG TRỤ 240

2.2.1 Xác định tải trọng tính toán 241

2.2.2 Tính ván lát 243

2.2.3 Tính nẹp ngang 244

2.2.4 Tính thanh giằng 245

CHƯƠNG 3: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 247

Trang 12

3.1 NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẪNG 247

3.2 TRÌNH TỰ THI CÔNG 247

3.3 THI CÔNG KHỐI ĐỈNH TRỤ K0 248

3.4 THI CÔNG CÁC KHỐI CỦA DẦM HẪNG 252

3.4.1 Lắp ráp xe đúc 252

3.4.2 Chỉnh cao độ ván khuôn 254

3.4.3 Đổ bê tông 254

3.4.4 Luồn cáp 255

3.4.5 Căng cáp 256

3.4.6 Đo đạc 256

-CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÁNH HẪNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 259

4.1 SƠ ĐỒ TÍNH VÀ TẢI TRỌNG 259

4.1.1 Kết luận 260

4.2 TÍNH TOÁN THÉP NEO KHỐI ĐỈNH TRỤ 260

Trang 13

-PHẦN 1:

TỔNG QUAN DỰ ÁN

Trang 14

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU DỰ ÁN.

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.

Quốc lộ X hiện tại với tổng chiều dài 182 km là tuyến đường ven biển đồng bằng

Bắc Bộ, có ý nghĩa quan trọng về các mặt kinh tế, xã hội, chính trị, quốc phòng - an

ninh Cầu H năm trên tuyến đường thuộc Quốc lộ X, vượt qua sông C thay cho cầu cũ

đã gần như không đáp ứng được nhu cầu về thông thương, đoạn vượt sông nằm gần

thành phố T tỉnh A Dự án được xây dựng trên cơ sở nhu cầu thực tế là cầu nối giao

thông của tỉnh với các tỉnh lân cận và là nút giao thông trọng yếu trong việc phát triển

kinh tế vùng Y trong đó có tỉnh A.

1.2 CÁC CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN.

Quyết định số …/QĐ/GTVT ngày / / của Bộ trưởng Bộ GTVT về việc cho

phép tiến hành chuẩn bị đầu tư lập báo cáo NCKT xây dựng cầu H qua thành phố T tỉnh A.

Công văn số …/GTVT-KHĐT ngày / / của Bộ trưởng Bộ GTVT gửi Ban

quản lý dự án X về việc giao nhiệm vụ Chủ đầu tư và lập báo cáo NCKT xây dựng cầu

H.

Công văn số …/CĐS-QLĐS ngày / / của Cục đường sông Việt Nam về

việc chiều rộng tĩnh không thông thuyền của cầu H.

Thông báo số …/GTVT-KHĐT ngày / / về Hội nghị thẩm định báo cáo

NCKT dự án mở rộng X.

Văn bản số …/CV-UB ngày / / của Uỷ ban nhân dân tỉnh A về vị trí xây dựng cầu H nằm trong khu vực quản lý của tỉnh, các vấn đề có liên quan.

Một số văn bản liên quan khác

1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.

Dự án xây dựng cầu H qua sông C nằm trong khu vực tỉnh A nhằm nâng cao

hiệu quả giao thông trên toàn đoạn tuyến trong thời gian trước mắt và có thể tới năm

2020 Cụ thể sẽ nghiên cứư những nội dung chủ yếu sau đây:

Trang 15

+ Phân tích những quy hoach phát triển kinh tế giao thông vận tải khu vực liênquan đến sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu.

+ Đánh giá hiện trạng các công trình hiện tại trên tuyến

+ Lựa chọn vị trí xây dựng cầu

+ Lựa chọn quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật và và các giải pháp kết cấu

+ Lựa chọn giải pháp kỹ thuật và các giải pháp xây dựng

+ Xác định tổng mức đầu tư Phân tích hiệu quả kinh tế

+ Kiến nghị giải pháp thực hiện và phương án đầu tư

1.4 PHẠM VI DỰ ÁN.

Trên cơ sở qui hoạch phát triển không gian đô thị đến năm 2020 của tỉnh A nói chung và thành phố T nói riêng, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng cầu H giới hạn trong khu vực thành phố T.

Trang 16

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI, MẠNG LƯỚI

GIAO THÔNG TỈNH A.

2.1 HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH A.

Tỉnh A là một tỉnh lớn của cả nước Tuy vậy cơ sở vật chất kỹ thuật của tỉnh A

chưa phát triển Cơ cấu kinh tế sản xuất nông nghiệp mang tính đặc trưng, sản xuấtcông nghiệp chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong cơ cấu

2.1.1 Về nông, lâm, ngư nghiệp.

Nông nghiệp tỉnh đã tăng với tốc độ % trong thời kỳ Sản xuất nông nghiệpphụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm % giá trị sản lượng nông nghiệp tỷ trọngchăn nuôi chiếm khoảng % giá trị sản lượng

Tỉnh cũng có diễn tích đất lâm nghiệp rất lớn thuận lợi cho trồng cây công nghiệp

và chăn nuôi gia súc

Với bờ biển kéo dài cũng rất thuận lợi cho việc nuôi trồng và đánh bắt thuỷ hảisản

2.1.2 Về thương mại, du lịch và công nghiệp.

Trong những năm qua, hoạt động thương mại và du lịch bắt đầu chuyển biến tíchcực

Tỉnh A có tiềm năng du lịch rất lớn với nhiều di tích danh lam thắng cảnh Nếu

được đầu tư khai thác đúng mức thì sẽ trở thành nguồn lợi rất lớn

Công nghiệp của tỉnh vẫn chưa phát triển Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý kém,không đủ sức cạnh tranh Những năm gần đây tỉnh đã đầu tư xây dựng một số nhà máylớn về vật liệu xây dựng, mía đường…làm đầu tàu thúc đẩy các nghành công nghiệpphát triển

2.2 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÁC NGÀNH KINH TẾ CHỦ YẾU.

2.2.1 Nông, lâm, ngư nghiệp.

+ Về nông nghiệp:

Trang 17

Đảm bảo tốc độ tăng trưởng ổn định, đặc biệt là sản xuất lương thực đảm bảo antoàn lương thực cho xã hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất khẩu Tốc độ tăngtrưởng nông nghiệp phương án cao là: % giai đoạn 1999-2005; % giai đoạn 2006-2010; và % giai đoạn 2010-2020.

2.2.2 Công nghiệp, thương nghiệp và du lịch.

Tập trung phát triển một số ngành chủ yếu như sau:

+ Công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm, mía đường

+ Công nghiệp cơ khí: Sữa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp,xây dựng, sửa chữa và đóng mới tàu thuyền

+ Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản xuất xi măng, các sản phẩm bê tông đúcsẵn, gạch bông, tấm lợp, khai thác cát sỏi

Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo các giá trị kim ngạch của vùng là triệu USD năm

2010 và triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng trưởng là % giai đoạn, % giai đoạn2006-2010 và % giai đoạn 2011-2020

Tiếp tục đầu tư phát triển những địa điểm có tiềm năng phát triển du lịch thànhnhững diểm du lịch và giải trí Phát triển cơ sở hạ tầng công cộng và dịch vụ tư nhâncần thiết để thu hút khách du lịch

2.3 ĐẶC ĐIỂM MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG.

2.3.1 Đường bộ.

Năm 2005 đường bộ tỉnh có tổng chiều dài km trong đó gồm đường nhựachiếm % Đường đá đỏ: chiếm % Đường đất: chiếm %

Trang 18

Các huyện trong tỉnh đã có đường ôtô đi tới trung tâm Mạng lưới đường bộ phân

bố tương đối đều, hầu hết đường sỏi đá và đường đất

Hệ thống đường bộ vành đai biên giới và đường xương cá, đường vành đai trongtỉnh còn thiếu, chưa liên hoàn

Các công trình vượt sông C trên QL X Trên tuyến hiện tại có một số cầu cũ với

khẩu độ cầu nhỏ, và toàn là cầu nhịp giản đơn chưa có cầu nhịp lớn

2.3.2 Đường thuỷ.

Mạng lưới đường thuỷ của tỉnh A khoảng km (phương tiện từ 1 tấn trở lên đi

được) Hệ thống sông thường ngắn và dốc nên khả năng vận chuyển là khá khó khăn

Trang 19

CHƯƠNG 3: SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ.

3.1 TỔNG KẾT HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG KHU VỰC DỰ ÁN.

Cầu cũ nằm trên quốc lộ X là tuyến huyết mạch của tỉnh A để mở rộng quan hệ

với các tỉnh lân cận cũng như phát triển mạng lưới giao thông trong khu vực tỉnh lại

nằm ở cửa ngõ Thành phố T Cầu vượt sông có chiều dài lớn, trường hợp cầu hiện tại

có sự cố thì giao thông trên tuyến QL X sẽ bị đình trệ hoàn toàn Cầu cũ hiện đã khai

thác được gần 30 năm với khổ cầu 2 làn xe Do được xây dựng từ lâu mặc dù cầu cũ

có được cải tạo nâng cấp với khả năng thông xe H30, XB80 và các trụ có thể chịuđược lực va tàu thuyền nhưng đã xuống cấp trầm trọng Hiện cầu đáp ứng không đủlưu lượng xe hiện nay Đến năm 2010 đã cần phải xây dựng thêm 1 cầu mới từ 2 đến 4làn xe với đáp ứng được yêu cầu lưu thông, và thay thế cầu cũ đã xuống cấp

Mặt khác với quy hoạch phát triển của thành phố T thì việc để tuyến quốc lộ X đi qua trung tâm thành phố là không hợp lý Như vậy việc xây dựng thêm cầu H mới có

quy mô vĩnh cửu phù hợp với khả năng lưu thông là giải pháp cần thiết và cấp bách

3.2 KẾT LUẬN VỀ Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU.

Việc xây dựng cầu H trên tuyến tránh QL X là rất cần thiết và cấp bách, có ý nghĩa to lớn về phát triển kinh tế xã hội, chính trị và an ninh quốc phòng tỉnh A, khu vực Y nói riêng và cả nưóc nói chung.

Kết luận: Cần thiết xây dựng ngay một cầu mới H.

Trang 20

CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG

CẦU.

4.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ.

Tỉnh A có diện tích khoảng 23.000km2, nằm ở trung tâm vùng kinh tế Y Phía Đông giáp biển Đông với 100 Km bờ biển Phía Bắc giáp tỉnh HA, phía Nam giáp tỉnh

HB Phía Tây giáp Lào với đường biên giới chung là 350 km, có ý nghĩa quan trọng về

kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng

4.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH.

Địa hình tỉnh A hình thành hai vùng đặc thù: vùng đồng bằng ven biển và vùng

núi phía Tây

Địa hình khu vực tuyến đi qua thuộc vùng đồng bằng, thuộc khu vực đường bao

thành phố T hiện tại Tuyến cắt qua 1 số khu dân cư ví dụ như điểm hai đầu cầu H mới, giao cắt với 1 số Tỉnh lộ và điểm cuối tuyến nối với QL X hiện hữu

Lòng sông tại vị trí dự kiến xây dựng cầu tương đối ổn định, không có hiệntượng xói lở lớn

4.3 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THỦY VĂN.

4.3.1 Khí tượng.

Thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh và khô, mùa hènóng và mưa nhiều, thể hiện tương phản rõ rệt giữa hai mùa Mùa đông trùng gió mùađông bắc kéo dài từ tháng 10 tới tháng 3 năm sau, có thời tiết lạnh ít mưa và khô Mùa

hè trùng với gió Tây Nam kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, có thời tiết nóng ẩm và mưanhiều

Nhiệt độ bình quân hàng năm là 27.5oC Nhiệt độ thấp nhất 10oC Nhiệt độ caonhất 40.5oC

Lượng mưa năm lớn nhất: 2500mm Lượng mưa năm nhỏ nhất 1200mm Lượngmưa bình quân nhiều năm: 1980mm

Độ ẩm lớn nhất 98% Độ ẩm nhỏ nhất: 37% Trung bình năm 80%

Trang 21

4.3.2 Thuỷ văn.

Hàng năm chịu ảnh hưởng chủ yếu của thuỷ triều biển Đông với chế độ bán nhậttriều không đều

Tình hình mưa lũ: Mùa lũ hàng năm vào trung tuần tháng 8 đến tháng 11 Ngập

lũ chủ yếu do mưa lớn ở thượng nguồn sông C.

Các số liệu tính toán thuỷ văn dùng trong thiết kế :

+ Mực nước tần suất 1% : H1% = +5.6 m

+ Mực nước tần suất 5% : H5% = +3.5 m

+ Mực nước thấp nhất : Hmin = +0.2 m

+ Mực nước thiết kế : Htk = H5% = +3.5 m

+ Mực nước thông thuyền : Htt = H5% = +3.5 m

+ Khẩu độ thoát nước tĩnh cần thiết : Lo = 370 m

4.4 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.

4.4.1 Đặc điểm địa chất thuỷ văn.

Kết quả quan trắc mực nước dưới đất sau khi kết thúc hố khoan 24 giờ, mựcnước này thay đổi từ 0.5 đến 2.5m Qua thí nghiệm một số mẫu nước cho thấy nước ởđây có khả năng ăn mòn bê tông tương đối mạnh

Nước mặt ở đây được cung cấp chủ yếu bởi nước mưa, qua thí nghiệm một sốmẫu nước cho thấy nước có khả năng ăn mòn bê tông yếu

Trang 22

CHƯƠNG 5: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ

THUẬT.

5.1 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG.

5.1.1 Quy trình thiết kế.

+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22 TCN 272-05

+ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô : TCVN 4054-2005

+ Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm : 22 TCN 211-06

- Cường độ chịu kéo: fpu=1860 MPa

- Giới hạn chảy: fpy=0.9 x fpu (đối với thép có độ tự chùng thấp)

Trang 23

- Mô đun đàn hồi: Ep=197000 MPa.

- Thép tự chùng thấp: loại thép dự ứng lực kéo mà mất mát ứng suất do thép

tự chùng được giảm đáng kể do xử lý kéo ở nhiệt độ cao ngay trong lúc chế tạo

+ Chiều cao thông thuyền : H = 9 m

+ Chiều rộng thông thuyền : B = 60 m

5.1.2.7 Độ dốc dọc cầu.

Theo tiêu chuẩn đường cấp 3 đồng bằng :

+ Bán kính cong đứng lồi tối thiểu : Rmin = 5000 m

+ Độ dốc dọc tối đa imax = 4%

5.1.2.8 Kết cấu áo đường hai đâu cầu

Kết cấu áo đường 2 đầu cầu thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06, cấu tạo kết cấu áo đường như sau :

+ 7 cm bê tông nhựa

+ 18 cm cấp phối đá dăm loại I

+ 36 cm cấp phối đá dăm loại II

+ Đất đắp tiêu chuẩn

5.2 ĐỀ XUẤT BA PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CẦU.

5.2.1 Căn cứ đề xuất phương án.

Để lập phương án kết cấu cầu cần dựa vào những điều kiện cơ bản sau :

+ Kết cấu nhịp :

Trang 24

- Phải thỏa mãn khổ thông thuyền, gần với nhịp kinh tế.

- Có khả năng định hình cao

- Phù hợp với khả năng thi công

+ Mố, trụ :

- Phù hợp với loại kết cấu nhịp, chiều dài nhịp

- Đảm bảo chiều cao đất đắp trên mô

- Đảm bảo khả năng thoát nước

- Thuận lợi cho thi công

5.2.2 Phương án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 2 nhịp + cầu dẫn dầm SUPER T 40m.

Mặt cắt dọc sông cho thấy 2 phía bờ sông rộng và khá tương đồng nhau, đồngthời mực nươc thông thuyền cao, càng gần giữa sông càng sâu tuy nhiên độ dốc nhỏ.Mặt cắt sông không quá dài vì vậy ta có thể tính toán và chọn phương án cầu liên tục 2nhịp có cầu dẫn hai phía

5.2.2.1 Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.

+ Sơ đồ nhịp: 2x40+(70+100+70)+2x40 m.

+ Cầu chính dầm liên tục 3 nhịp (70 + 100 + 70) m Dầm liên tục tiết diện hộp 2thành nghiêng Chiều cao dầm trên trụ là H = 6.0 m, giữa nhịp là h = 2.7 m, chiều caophần dầm đúc trên giàn giáo cố định không đổi là h = 2.7 m

+ Cầu dẫn dầm đơn giản SUPER T: 2x40 m mỗi bên, sau khi thi công bản sẽđược nối liên tục nhiệt Chiều cao dầm không đổi h = 1.75 m, mặt cắt ngang gồm 6dầm

Trang 25

+ Khẩu độ thoát nước: L0 = 400 – 17.8 = 382.2> 370 m.

+ Trắc dọc cầu: toàn bộ cầu nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc không đổi trêncầu dẫn i=4% và thay đổi đều trên cầu chính với bán kính cong đứng là R = 3002 m

+ Chiều dài toàn cầu là L=400 m.

5.2.2.2 Các thông số cơ bản của mố, trụ.

+ Mố A0, A7: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tường thẳng, cao 5.0 m,

đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.5 m Bệ mố cao 2 m, theo phươngdọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5 m Tường thân dày 1.5 m,tường cánh dày 0.5 m, tường đỉnh dày 0.5 m

+ Trụ cầu dẫn P1, P6: Dùng loại trụ thân đặc, chiều cao là 6 m và.Theo phương

dọc cầu trụ rộng 1.5 m, theo phương ngang cầu trụ rộng 9 m Bệ trụ cao 2m, theophương dọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5 m

+ Trụ chuyển giao giữa cầu dẫn và cầu chính P2, P5: Dùng trụ thân đặc BTCT

cao 10 m, theo phương dọc cầu rộng 2 m, theo phương ngang cầu rộng 9 m Bệ trụ cao2.0 m, theo phương dọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5m

+ Trụ cầu chính P3, P4: Dùng trụ thân đặc BTCT cao 12 m, theo phương dọc cầu

rộng 3 m, theo phương ngang cầu rộng 10.5 m Bệ trụ cao 3 m, theo phương dọc cầurộng 16.5 m, theo phương ngang cầu rộng 25.5m

5.2.2.3 Kết cấu khác.

+ Khe co giãn bằng cao su

+ Gối cầu bằng cao su

+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống

+ Lớp phủ mặt cầu:

Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm

Lớp phòng nước 4 mm

Trang 26

5.2.3 Phương án 2: Cầu vòm ống thép nhồi bê tông

+Sơ đồ nhịp: 130x3 m

+Cầu chính vòm thép nhồi bê tông 3 nhịp 130 m chiều cao đường tên vòmf=25, f=(1/4-1/6)l

+Khẩu độ thoát nước: L0 = 400-13.1=386.9 >370m

+Trắc dọc toàn cầu:cầu chính i=0%, cầu dẫn i=3.0%

+Chiều dài cầu L=390m

5.2.3.2 Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.

+ Mố A0, A3: Cấu tạo hoàn toàn giống mố A0, A3 của phương án 1 nhưng

tường thân được bố trí to ra để đảm bảo khản năng chịu lực Mố cũng được đặt trênnền cọc khoan nhồi với 12 cọc đường kính D = 1.5 m như phương án 1

+Trụ vòm chính P1, P2: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột đường

kính 3m và cao 13m Bệ trụ cao 3m, tiết diện vuông cạnh là 16.5m Đặt trên 18 cọckhoan nhồi đường kính 1.5m

+ Lớp phủ mặt cầu:

Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm

Lớp phòng nước 4 mm

5.2.4 Phương án 3: Cầu giàn thép.

+Sơ đồ nhịp: 80+(80x3)+80m

+Chiều cao giàn h=9.5m, bề rộng 1 khoang b=8.0m

Trang 27

+2 giàn biên có độ dốc i=4%, 3 giàn giữa có độ dốc không đổi i=0%

+Khẩu độ thoát nước: L0 = 400-9.8m=390.2>370m

+Chiều dài cầu L=400m

5.2.4.2 Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.

+ Mố A0, A5: Cấu tạo hoàn toàn giống mố A0, A7 của phương án 1 Mố cũng

được đặt trên nền cọc khoan nhồi với 6 cọc đường kính D = 1.5 m như phương án 1

+ Trụ chuyển tiếp P1, P4: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột đường

kính 2m và cao 8.5m Bệ trụ cao 2m, tiết diện vuông cạnh là 15.5m Đặt trên 8 cọckhoan nhồi đường kính 1.5m

+Trụ vòm chính P2, P3: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột đường

kính 3m và cao 13m Bệ trụ cao 3m, tiết diện vuông cạnh là 15.5m Đặt trên 8 cọckhoan nhồi đường kính 1.5m

Trang 28

Sau khi thiết kế sơ bộ cho 3 phương án trên, tiến hành phân tích, so sánh các hiệuquả kinh tế – xã hội, của từng phương án, lựa chọn phương án thiết kế kỹ thuật.

5.2.6 Ưu và nhược điểm các phương án.

5.2.6.1 Phương án 1.

5.2.6.1.1 Ưu điểm.

+ Kết cấu nhịp chính thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng là phươngpháp thi công quen thuộc với các nhà thầu trong nước

+ Đường đàn hồi liên tục, ít khe co giãn, xe chạy êm thuận

+ Vượt được nhịp tương đối lớn

+ Sơ đồ cầu đối xứng có dáng vẻ thẩm mỹ đẹp

+ Cầu bằng BTCT nên chi phí cho công tác duy tu bảo dưỡng trong giai đoạnkhai thác thấp

5.2.6.1.2 Nhược điểm.

+ Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết

+ Số lượng trụ nhiều ảnh hưởng đến lưu thông dòng chảy

+ Việc nhồi bê tông đã tăng khả năng chống gỉ phía trong của ống thép, giảm độmảnh của vòm, tăng độ ổn định của vách ống thép Nói chung ống tròn có độ cứngchống xoắn cao hơn các tiết diện hở khác

+ Lựơng thép khi dùng ống tròn nhồi bê tông ít hơn so với kết cấu BTCT thường(tỷ lệ tiết kiệm thép khoảng 40%) và giá thành của kết cấu ống nhồi bê tông so với kết

Trang 29

cấu bê tông cốt thép thấp hơn Mặt ngoài ống tròn thép dễ bảo vệ chống gỉ hơn các cấukiện có tiết diện khác.

+ Có tính mỹ quan đẹp kiến trúc hợp lý nên rất phù hợn với các cầu đòi hỏi mỹquan cao và có khả năng vượt nhịp lớn tốt

5.2.6.2.2 Nhược điểm.

+ Tốn nhiều công lao động và thời gian để làm đà giáo, công trình phụ tạm phục

vụ thi công vòm

+ Thiết kế tính toán khá phức tạp đòi hỏi trình độ của người kỹ sư tính kiên trì

và phải có trình độ chuyên môn vững

+ Thi công khá phức tạp và tốn kém nhân lực, thời gian thi công …

+ Dạng cầu này tương đối mới ở Việt Nam Vì vậy việc áp dụng đòi hỏi nhiềucông nghiên cứu về lý thuyết tính toán cũng như công nghệ thi công

5.2.6.3 Phương án 3.

5.2.6.3.1 Ưu điểm.

+Dàn là hệ thanh lien kết với nhau chỉ bằng hai khớp ở hai đầu thanh, do đó cácthanh trong giàn chỉ chịu lực dọc trục Chính vì vậy khi nhịp lớn cầu giàn tiết kiệm vậtliệu hơn so vói cầu dầm

+Các thanh giàn có trọng lượng nhẹ, do đó giảm bớt tĩnh tải xuống mố trụ nênyêu cầu về móng không cao như cầu dầm

+Khả năng chịu lực ngang của cầu giàn tốt hơn so với cầu dầm do diện tích chắngió thực tế nhỏ hơn, khoảng cách tim hai giàn chủ lớn

+Cầu giàn có hình dạng đẹp, đảm bảo yêu cầu mĩ quan

+Các thanh giàn là các thanh thép định hình, có thể chế tạo hàng loạt trongxưởng nên đảm bảo tiến độ thi công nhanh, công tác thi công không phức tạp

5.2.6.3.2 Nhược điểm.

+Chiều dài nhịp khá lớn, dàn có nhiều thanh nên công tác duy tu bảo dưỡng rấtphức tạp Tiền sơn chống rỉ cầu sau khi đưa cầu ào sử dụng là một gánh nặng cho nhàthầu

Trang 30

+Cấu tạo phức tạp, nhất là điểm giao giữa dầm dọc và dầm ngang, dầm ngang vàgiàn chủ hay các mối nối giữa các thanh giàn

+Do có nhiều thanh giàn, các thanh lien kết hệ dọc trên và thanh cổng cầu lớnnên không đảm bảo tầm nhỉn tốt, tầm nhìn hai bên cầu bị hạn chế

+Vế đề ổn định và mỏi của cầu giàn được đặt cao hơn các loại cầu khác, nhất làvới các loại tải trọng thường xuyên trên cầu oto

5.3 KIẾN NGHỊ

Qua phân tích ưu nhược điểm, sơ bộ giá thành cả ba phương án, xét năng lực thicông, trình độ công nghệ, khả năng vật tư thiết bị của các đơn vị xây lắp trong nước

Ta thấy phương án I (cầu dầm liên tục) mặc dù có tính thẩm mỹ không bằng 2 phương

án còn lại nhưng hơn hẳn về mặt kinh tế, điều kiện thi công đặc biệt là điều kiện khaithác, duy tu bảo dưỡng ít chịu ảnh hưởng thời tiết, công nghệ thi công quen thuộc Mặtkhác xét điều kiện thiết kế kỹ thuật về sau này trong phạm vi đồ án

Kiến nghị: Xây dựng cầu theo phương án 1 (cầu BTCT ứng suất trước + cầu dẫn nhịp giản đơn SUPER T)

Trang 31

PHẦN 2:

THIẾT KẾ SƠ BỘ

Trang 32

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1.

6.1 CHỌN TIẾT DIỆN.

6.1.1 Dầm hộp phần cầu chính.

Đối với cầu bê tông dự ứng lực khẩu độ lớn, mặt cắt ngang có tiết diện hình hộpđược coi là thích hợp về khả năng chịu lực (đặc biệt là khả năng chống xoắn) cũng nhưphân bố vật liệu Dầm liên tục có mặt cắt ngang là 1 hộp thành xiên có chiều cao thayđổi dần từ trụ ra giữa nhịp

+Chiều dài đoạn vút: Lv= (0.2-0.3)L1 = 1500m

+ Chiều cao bản mặt cầu ở cuối cánh vút phần hẫng: 25 cm

+ Chiều cao bản mặt cầu giữa nhịp bản: 30 cm

+ Chiều cao bản mặt cầu ở đầu cánh vút: 60 cm

+ Đáy dầm biến thiên theo quy luật đường cong bậc 2 có phương trình là:

Y = 2

H-h

Lhc X2 + h (m)Với Lhc là chiều dài cánh hẫng cong, Lhc = 47.5 m Vậy ta có phương trình đườngcong biên dưới đáy dầm hộp là:

Trang 33

Y = 6.0 2.7247.5



X2 + 2.5 (m)

+ Chiều dày bản đáy thay đổi từ chiều dày tại mép trụ là 100 cm đến chiều dày30cm Bề dày bản đáy tại vị trí bất kì cách giữa nhịp 1 đoạn Lx được tính theo côngthức sau :

tx h1(h2 h )1 Lx 0,3 0,7 Lx

47,5L

+ Chiều dày sườn dầm không đổi là 60 cm

+ Trên tiết diện ngang tại gối có bố trí một lối thông, trên gối nhịp chính bxh =1.0x1.7 m, được tạo vút 15x15 cm

Trang 34

Tính chiều cao mỗi đốt dầm hộp thay đổi theo đường cong bậc 2 có phương trìnhlà: Y1 = a1(x-1)2 + b1

Trong đó:

a1 = 6.0 2.7247.5

Trang 35

+ Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi, sử dụng 6 cọc đường kínhD=1.5 m.

Trang 37

7500 25500

Hình 1.6: Cấu tạo trụ cầu chính.

6.3 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC.

6.3.1 Khối lượng công tác phần kết cấu nhịp.

6.3.1.1 Phần cầu chính.

Dùng sơ đồ chia đốt dầm khi thi công nhịp cầu chính để chia đốt và tính khốilượng các khối đúc hẫng Diện tích của từng mặt cắt phân đốt được tính chính xácbằng cách đo trên phần mềm AutoCad, thể tích của đốt đúc được tính gần đúng bằngcách lấy diện tích trung bình hai đầu đốt nhân với chiều dài đốt

Trang 38

CHIỀU DÀIĐỐT

X(m)

DiỆN TÍCH MẶT

CẮT

THỂ TÍCH(m3)

Vgiàn giáo = A x 18 x 2 = 10.42 x 18 x 2 = 375.12 m3+ Thể tích bê tông phần đầu dầm trên trụ chuyển tiếp là:

V1 đầu = 1xA1 đầu = 1x26.06 = 26.06 m3Vđầu dầm = 2xV1 đầu = 2x26.06 = 52.12 m3+ Thể tích bê tông phần nhịp liên tục là:

Vliên tục = Vđúc hẫng + Vgiàn giáo + Vđầu dầm = 3368.36+375.12+52.12=3795.6 m3

Trang 39

6.3.1.3 Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu

Vkết cấu nhịp toàn cầu = Vliên tục + Vnhịp cầu dẫn = 3795.6 + 1084.78 = 4880.38 m3

6.3.2 Tính toán khối lượng công tác của mố trụ.

Do mặt cắt sông đối xứng nên mố trụ hai phía bãi sông cũng được thiết kế đốixứng qua giữa nhịp chính Vậy mố trụ của phía bờ này là đối xứng của phía bờ kia thìkhối lượng hoàn toàn như nhau

Bảng 1.4: Khối lượng mố cầu.

Mố Bệ mố Tường cánh Tường đỉnh Tường thân Tổng

+ Tổng khối lượng công tác bê tông mố: Vmố = 763.74 m3

+ Khối lượng bản quá độ cho cầu: V = 9.94 m3

Bảng 1.5: Khối lượng trụ cầu.

Trụ Chiều cao (m) Xà mũ (m3) Thân trụ (m3) Bệ trụ (m3) Tổng (m3)

Trang 40

Tổng 86.01 533.86 2004.75 5249.24

+ Tổng khối lượng bê tông trụ: V = 5249.24 m3

6.3.3 Tính toán khối lượng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu.

+ Lan can:

VLan can = 2 x ALan can x Llan can = 2 x 0.3587 x 400 = 286.96 m3+ Diện tích lớp phòng nước dày 4 cm:

APhòng nước = 0.04x14.0 x 400 = 224 m3+ Diện tích lớp bảo vệ dày 2 cm:

ABảo vệ =0.02x14.0x400 = 112 m2

+ Thể tích bê tông nhựa dày 7cm:

VBê tông nhựa = 0.07x14.0x400 = 392.0 (m3)

6.3.4 Tính sơ bộ khối lượng cọc của mố, trụ.

6.3.4.1 Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông.

Địa chất tại vị trí xây dựng cầu được phân theo từng lớp, các lớp địa chất tươngđối ổn định, lớp đất bùn nhão bên trên có bề dày trung bình 1 m Các lớp đất phía dướitương đối yếu Do kết cấu nhịp có phần dầm liên tục là hệ siêu tĩnh, để tránh các ứngsuất phụ bất lợi khi mố trụ lún không đều, để đảm bảo sự làm việc tốt của kết cấu, tachọn phương án móng cọc khoan nhồi, vì cọc khoan nhồi có nhiều ưu điểm về chịu lực

và ổn định hơn so với các loại móng cọc khác

Địa chất tại vị trí xây dựng cầu

Định dạng
Số trang	330
Dung lượng	7,19 MB