CẦU DẦM CHỮ U BTCT LẮP GHÉP

ĐỒ ÁN CẦU DẦM CHỮ U BTCT UST LẮP GHÉP, CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG, CẦU DÂY VĂNG, CẦU GIÀN THÉP. CẦU TRÊN TUYẾN METRO BẾN THÀNH SUỐI TIÊN, THIẾT KẾ DẦM CHỮ U BTCT UST LẮP HẪNG CÂN BẰNG. THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HÂNG CÂN BẰNG.

Trang 1

PHẦN THỨ NHẤT

THIẾT KẾ SƠ BỘ

(30%)

+ PHƯƠNG ÁN 1: NHỊP CHÍNH CẦU DẦM HỘP LIÊN TỤC BTCT ƯST

THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG NHỊP 70+110+70(M), NHỊP DẪN CẦU CẠN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST TIẾT DIỆN CHỮ U ĐIỂN HÌNH THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP GHÉP CÁC PHÂN ĐOẠN ĐÚC SẴN BẰNG GIÀN LAO DI ĐỘNG NHỊP 35(M).

+ PHƯƠNG ÁN 2: NHỊP CHÍNH CẦU DÂY VĂNG THI CÔNG THEO

CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG NHỊP 80+ 165+ 80(M), NHỊP DẪN CẦU CẠN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST TIẾT DIỆN CHỮ

U ĐIỂN HÌNH THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP GHÉP CÁC PHÂN ĐOẠN ĐÚC SẴN BẰNG GIÀN LAO DI ĐỘNG NHỊP 35(M).

+ PHƯƠNG ÁN 3: NHỊP CHÍNH CẦU GIÀN THÉP THI CÔNG THEO

CÔNG NGHỆ LẮP GHÉP NHỊP 80+ 80+ 80(M), NHỊP DẪN CẦU CẠN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST TIẾT DIỆN CHỮ U ĐIỂN HÌNH THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP GHÉP CÁC PHÂN ĐOẠN ĐÚC SẴN BẰNG GIÀN LAO DI ĐỘNG NHỊP 35(M).

Trang 2

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN1.1 Vị trí địa lý.

Hình 1.1 Vị trí tuyến Bến Thành Suối Tiên.

- Cầu Sài Gòn trên tuyến Bến Thành Suối Tiên thuộc địa phận TP Hồ Chí Minh Công trình cầu Sài Gòn nằm trên tuyến đường nối chợ Bến Thành với công viên

Suối Tiên, trong suốt chiều dài tuyến 19,7Km được chia làm 14 nhà ga(Bến

Thành- Nhà hát Thành phố- Ba Son- Khu du lịch Văn Thánh- Tân Cảng- Thảo Điền- An Phú- Rạch Chiếc- Phước Long- Bình Thái- Thủ Đức- Khu Công nghệ cao- KDL Suối Tiên- Nhà ga Suối Tiên(Long Bình Depot)), trong đó có 3 ga

1.2 Dân số đất đai và định hướng phát triển.

- Trong tình hình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, dân số quá đông đúc, đất đai trởnên chật chội thì metro được xem như một giải pháp sống còn cho giao thôngnội đô tại những đô thị có mật độ dân cư cao như TP HCM

- Công trình cầu Sài Gòn trên tuyến Bến Thành Suối Tiên được đầu tư xây dựngnhằm mục đích phục vu nhu cầu đi lại của người dân trong Thành Phố, giảmbớt nhu cầu giao thông của các tuyến đường trong tuyến, giảm ùn tắc giao

Trang 3

thông, khi hoàn thành ước tính có thể phục vụ 620.000 lượt khách trong mộtngày.

- Đây là dự án trọng điểm, thay đổi bộ mặt hạ tầng giao thông đô thị vì là cây cầuđường sắt dành cho tàu điện ngầm đầu tiên tại Việt Nam vì vậy TP HCM quyếttâm tập trung đẩy nhanh tiến độ thi công tuyến metro số 1 Bến Thành- SuốiTiên Toàn tuyến sẽ vận hành vào năm 2020 Sau khi hoàn thành tuyến sẽ đảmnhiệm khoảng hơn 50% nhu cầu đi lại trong khu vực tuyến

1.3 Thực trạng giao thông.

- Mạng lưới giao thông dày đặc nhưng không đủ đáp ứng nhu cầu do tình hìnhphát triển đô thị hóa ở Thành Phố diển ra nhanh chóng Tình trạng ùn tắc giaothông trầm trọng, nhu cầu dân sinh đi lại ngày càng gia tăng Các tuyến đườnghiện có không đủ đáp ứng cho việc đi lại của người dân

- Hiện nay mạng lưới giao thông đã bắt đầu trở nên quá tải, cây cầu là một phầncủa tuyến metro số 1(Bến Thành- Suối Tiên)

- Đây là cây cầu đường sắt dành cho tàu diện phục vụ nhu cầu dân sinh trongvùng, góp phần giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông do một lượng lớn nhu cầu đilại sẽ do các tàu điện đảm nhiệm

1.4 Xu hướng phát triển.

- Trong chiến lược phát triển kinh tế của Thành Phố vấn đề đặt ra đầu tiên là xâydựng một cơ sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giaothông

- Theo định hướng phát triển kinh tế của Thành Phố thì trong một vài năm tới lưulượng xe chạy qua vùng này sẽ tăng nhanh chóng Dẫn đến vấn đề ùn tắc giaothông vừa và ngiêm trọng, trong tình hình đó xây dựng tuyến sẽ giải quyết đươcvấn đề đó, vì phần lớn nhu cầu đi lại trong Thành Phố là nhu cầu dân sinh

- Tàu điện là xu hướng phát triển trong tương lai Các nước phát triển trên thếgiới đã sớm nhận ra điều này và đã có những nước phát triển có những hệ thốngtàu điện dày đặc phục vụ nhu cầu dân sinh, nhu cầu đi lại của người dân trongvùng

- Với những ưu điểm vượt trội là tiết kiệm thời gian đi lại, ổn định, thân thiện vớimôi trường, hiệu quả kinh tế cao, chi đi lại phí thấp nên tàu điện sẽ là xu hướngphát triển mới cho tương lai dành cho những Thành Phố có nhu cầu đi lại cao,mạng lưới giao thông hiện tại không đủ để đáp ứng

1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu.

PHẦN Cầu qua sông Sài Gòn trên tuyến Bến Thành Suối Tiên

là cây cầu đường sắt Cầu là một phần của tuyến Metro Bến Thành Suối Tiên.Tuyến dài 19,7Km gồm 14 ga trong đó có 3 ga ngầm và 11 ga trên cao

PHẦN Trong tình hình mạng lưới giao thông của Thành Phố

Trang 4

công viên, nhà hát , ngày càng tăng cao do quá trình đô thị hóa ngày càngphát triển nhanh chóng Vì vậy việc mở thêm 1 tuyến đường mới là hết sức

có ý nghĩa cho nhu cầu đi lại của người dân ở thời điểm hiện tại và tương laisau này Đặc biệt trong những kế hoạch phát triển lâu dài trong tương lai

PHẦN Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của ThànhPhố và nhu cầu vận tải nên việc xây dựng tuyến là cần thiết cho nhu cầu đilại của người dân Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế pháttriển Đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch(nếu Thành Phố có quy hoạch pháttriển và khai thác)

PHẦN Cầu qua sông Sài Gòn nằm trên tuyến quy hoạch mạnglưới giao thông quan trọng Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quantrọng giữa các trung tâm Thành Phố và vùng kinh tế mới, góp phần vào việcgiao lưu và phát triển kinh tế, Văn Hóa- Xã Hội của Thành Phố

PHẦN Về kinh tế: phục vụ nhu cầu đi lại của người dân làchính, vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa cáckhu vực trung tâm kinh tế của Thành Phố

PHẦN Do tầm quan trọng như trên, nên việc cần thiết phải xâydựng cầu là cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tếchung của Thành Phố

1.6 Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu.

1.6.1 Địa hình.

- Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đốibằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũngnhư việc tổ chức xây dựng cầu

1.6.2 Khí hậu.

- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũngnhư các tỉnh ở Nam Bộ, đặc điểm chung của khí hậu- Thời tiết TP HCM lànhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa- khô rõ ràng làm tác động chiphối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11(khí hậunóng ẩm, nhiệt độ cao mưa nhiều), mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau(khí hậu khô, nhiệt độ cao và mưa ít)

1.6.3 Thủy văn.

- Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định,mực nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là rất lớn, sau nhiềunăm khảo sát, đo đạc ta xác định được:

+ MNCN: +2,916 m

Trang 5

1.6.5 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu.

PHẦN Vật liệu đá: Vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực

thi công Đá được vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách

Trang 6

thuận tiện Đá ở đây đảm bảo cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việcxây dựng cầu.

PHẦN Vật liệu cát: Cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí

thi công, đảm bảo độ sạch, cường độ và số lượng

PHẦN Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép trong nước như thép

Thái Nguyên,…hoặc các loại thép liên doanh như thép Nhật, Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý lớn ở các khu vực lân cận

Việt-PHẦN Xi mămg: Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây

dựng ở các tỉnh thành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vậy, vấn

đề cung cấp xi măng cho các công trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảochất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra

PHẦN Thiết bị và công nghệ thi công: Để hòa nhập với sự phát

triển của xã hội cũng như sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa,các công ty xây dựng công trình giao thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thicông, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công nghệ thi công hiện đại nhấtđáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu

PHẦN Nhân lực và máy móc thi công: Hiện nay trong khu vực

miền nam có nhiều công ty xây dựng cầu đường có kinh nghiệm trong thicông Về biên chế tổ chức thi công, các đội xây dựng cầu khá hoàn chỉnh vàđồng bộ Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ thuật, côngnhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thi công được trang

bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhânlực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợicho việc thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra

1.7 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật.

- Quy mô xây dựng : Cầu đựợc thiết kế vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL

- Tiêu chuẩn thiết kế : 22TCN 272- 05

- Tần suất lũ thiết kế : P= 1%

- Tải trọng thiết kế : Hoạt tải đoàn tàu

- Cấp sông : Cấp II

Trang 7

Chương 2

SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

- Đây là tuyến đường giao thông rất quan trọng của TP HCM, góp phần giảm bớt

áp lực giao thông cho các tuyến lân cận, giải quyết được vấn đề ùn tắc giaothông trong điều kiện đô thị hóa ngày càng nhanh chóng Vì vậy việc xây dựngcầu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế, nâng caođời sống mọi mặt cho nhân dân TP HCM Trong tình hình hiện nay các tuyếnđường đang bị quá tải nghiêm trọng, giao thông đi lại rất khó khăn, việc xâydựng tuyến mới là cần thiết và cấp bách Khi dự án này hoàn thành sẽ đem lạinhững hiệu quả về kinh tế xã hội to lớn, như làm giảm chi phí vận doanh cho tất

cả các loại giao thông xung quanh tuyến Việc vận chuyển hàng hoá cũng nhưsinh hoạt đi lại của nhân dân nhanh chóng thuận lợi hơn

- Với những ưu điểm vượt trội của tuyến là thân thiện với môi trường(tàu điệnngầm), giá thành rẻ, hiệu quả kinh tế cao, không gây cản trở giao thông dướicầu, thời gian đi lại nhanh chóng, hiện đại, tiện nghi

- Trong tình hình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, dân số quá đông đúc, đất đai trởnên chật chội thì metro được xem như một giải pháp sống còn cho giao thôngnội đô tại những đô thị có mật độ dân cư cao như TP HCM

- Khi hoàn thành toàn tuyến sẽ vận hành vào năm 2020 Sau khi hoàn thànhtuyến sẽ đảm nhiệm khoảng hơn 50% nhu cầu đi lại trong khu vực tuyến ướctính có thể phục vụ 620.000 lượt khách trong một ngày

- Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển Kinh Tế- Văn Hoá- Xã Hội và an ninh quốcphòng cũng như về giao thông vận tải ở hiện tại và trong tương lai, đáp ứng nhucầu ngày càng tăng của việc lưu thông và vận chuyển hàng hoá cũng như sưtăng trưởng về lưu lượng và tải trọng xe và nhằm nâng cao đời sống của nhândân Vì vậy, việc đầu tư xây dựng tuyến đường là cần thiết để đảm bảo giaothông trong tương lai phục vụ tốt và có hiệu quả đem lại hiệu quả kinh tế caocho người dần TP HCM và kinh tế đất nước

Trang 8

Chương 3

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU3.1 Yêu cầu.

- Sông cấp II: Quy định tại(bảng 2.3.3.1.1 22TCN272- 05).

+ Khẩu độ khoang thông thuyền đối với sông cấp II, khu vực miền nam(TP.HCM) là ≥60m

+ Chiều cao tĩnh không của cầu đối với sông cấp II, khu vực miền nam(TP.HCM) là 9.0m

- Cầu dành cho tàu điện ngầm gồm 2 đường ray khổ 1.435m có khổ giới hạn

đường sắt trên đường thẳng trong khu gian quy định tại(hình 2.3.3.4-2

22TCN272- 05) như sau.

3850

KHOAÍNG AN TOAÌN

2780

Hình 3.1 Khổ giới hạn đường sắt trên đường thẳng trong khu gian(khổ 1435mm).

- Mặt cắt ngang cầu phải đảm bảo đủ để bố trí hai khổ ray 1.435m, khoảng an toàn dành cho tàu điện 0.4m, phần người đi bộ 0.7m và để bố trí cột đèn, lan can 1.0m Tức là mặt cắt ngang cầu phải lớn hơn (3.85+ 0.7+ 1)*2= 11.10m

- Phần cầu cạn là cầu vượt trên khu dân cư trong thành phố nên cần thiết kế có tính chất thẩm mỹ, cầu đường sắt nên sẽ gây tiếng ốn lớn cần có biện pháp giảmtiếng ồn trong khu dân cư

- Cầu thuộc tuyến Bến Thành- Suối Tiên trong suốt chiều dài tuyến là 19.7Km, phần cầu thiết kế từ KM4+ 631.08 đến KM5+ 150.00

- Cao độ ray cố định tại hai đầu cầu là +13.565m

3.2 Đề xuất các phương án vượt sông.

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượtsông như sau:

Trang 9

3.2.1 Phương án 1: Nhịp chính cầu dầm hộp BTCT ƯST.

- Chi tiết kết cấu thượng hạ bộ, mặt cắt ngang sông, địa chất thủy văn, cấp sông

và các yếu tố khác được thể hiện ở bản vẽ A1 bản vẽ số 1(thiết kế sơ bộ 3phương án vượt sông)

3.2.1.1 Mô tả kết cấu thượng bộ.

+ Nhịp chính: Cầu dầm hộp liên tục BTCT ƯST nhịp 70+110+70(m), mặt cắtngang nhịp cầu gồm 1 hộp dạng vách xiên có chiều cao thay đổi từ 6,5-2,8m(từ trụ ra giữa nhịp)

+ Nhịp cầu cạn: 8 nhịp cầu cạn cầu dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ Uđiển hình nhịp 35(m)

PHẦN Gờ chắn bê tông không tham gia chịu lực có

' 30

c

,nhằm giảm tiếng ồn, tạo tính thẩm mỹ, bố trí lan can, cột đèn chiếu sáng, biểnbáo hiệu, cung cấp nguồn điện cho tàu và là đường dành cho người đi khi tàugặp sự cố

PHẦN Bố trí các lỗ thoát nước tại vị trí giữa mặt cắt ngang kết cấunhịp bằng ống nhựa PVC D =0.1m

+ Các trụ T1, T2, T3, T4, T7, T8, T9, T10 dùng trụ đặc có thân dạng cột đượcvát cong với bán kính R= 0.5m

+ Các trụ T5, T6 dùng trụ đặc thân hẹp

PHẦN Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

3.2.1.3 Phương pháp thi công chủ đạo.

PHẦN Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cânbằng

PHẦN Dầm cầu cạn thi công theo công nghệ lắp ghép các phân đoạnđúc sẵn bằng giàn lao di động

Trang 10

PHẦN Thi công cọc khoan nhồi bằng phương pháp đổ bê tông dướinước bằng cách dùng ống vách kết hợp dung dịch Bentonite.

PHẦN Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

3.2.2 Phương án 2: Nhịp chính cầu dây văng.

+ Nhịp chính: Cầu dây văng nhịp 80+ 165+ 80(m)

+ Nhịp cầu cạn: 6 nhịp cầu cạn cầu dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ Uđiển hình nhịp 35(m)

PHẦN Bố trí lan can, cột đèn chiếu sáng, biển báo hiệu, cung cấpnguồn điện cho tàu và là đường dành cho người đi khi tàu gặp sự cố

PHẦN Bố trí các lỗ thoát nước tại vị trí giữa mặt cắt ngang kết cấunhịp bằng ống nhựa PVC D =0.1m

+ Các trụ T1, T2, T3, T6, T7, T8 dùng trụ đặc có thân dạng cột được vát congvới bán kính R= 0.5m

+ Các tháp T4, T5 tháp cầu cao 62m

PHẦN Gối cầu sử dụng gối cao su bản thép

3.2.2.3 Phương pháp thi công chủ đạo.

PHẦN Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cânbằng

Trang 11

PHẦN Dầm cầu cạn thi công theo công nghệ lắp ghép các phân đoạnđúc sẵn bằng giàn lao di động.

PHẦN Thi công cọc khoan nhồi bằng phương pháp đổ bê tông dướinước bằng cách dùng ống vách kết hợp dung dịch Bentonite

PHẦN Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

3.2.3 Phương án 3: Nhịp chính cầu giàn thép.

PHẦN Bố trí các lỗ thoát nước tại vị trí giữa mặt cắt ngang kết cấunhịp bằng ống nhựa PVC D= 0.1m

+ Các trụ T1, T2, T3, T4, T7, T8, T9, T10 dùng trụ đặc có thân dạng cột đượcvát cong với bán kính R= 0.5m

+ Các trụ T5, T6 dùng trụ đặc thân hẹp

PHẦN Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

Trang 12

3.2.3.3 Phương pháp thi công chủ đạo:

Trang 13

Chương 4 TÍNH TOÁN SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I(NHỊP CHÍNH CẦU DẦM HỘP LIÊN TỤC BTCT ƯST NHỊP DẪN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST TIẾT DIỆN CHỮ U)

f  f  Mpa, môđun đàn hồi E ps 197000 Mpa.

Nhịp dẫn cầu dầm giản đơn tiết diện chữ U BTCT ƯST thi công theo công nghệlắp ghép các phân đoạn đúc sẵn bằng giàn lao di động nhịp 35m, chiều cao dầm chủtại vị trí giữa nhịp h giua nhip  2.2m, tại vị trí trên trụ h trên tru  2.5m, bêtông dầm có cường độ 28 ngày f c' mau hình ru t  50Mpa, Cốt thép thường theo tiêu chuẩn ASTM

706M có giới hạn chảy f y 420MP a, mô đun đàn hồi E s  2 10x 5MPa, Dùng cốt thép DƯL tự chùng thấp loại tao có đường kính danh định là 15.24mm, có diện tích danh định 1 tao cáp a ps  140mm2, giới hạn bền f pu 1860 Mpa, giới hạn chảy

Trang 14

4.1 Tính toân câc hạng mục công trình.

4.1.1 Tính toân khối lượng kết cấu nhịp.

- Kết cấu nhịp: gồm 8 nhịp dầm giản đơn BTCT ƯST có chiều dăi nhịp 35m

(h giua nhip �0.045L1.575 )m , tại vị trí trín trụ h trín tru  2.5m.

- Sử dụng kết cấu dầm chữ U bítông cốt thĩp, dạng thănh xiín, dạng xiín cho

hình dâng đẹp hơn, sức cản gió tốt hơn nhưng lắp gĩp cốt thĩp vân khuôn vă đổ

bí tông khó hơn, vì vậy độ xiín lấy 1/5, bítông dầm có cường độ 28 ngăy

' mau hình ru 50

f  Mpa, trọng lượng riíng của bí tông  c 25kN m/ 3

- Cốt thĩp thường theo tiíu chuẩn ASTM 706M có giới hạn chảy f y 420MP a,

mô đun đăn hồi E s  2 10x 5MPa

- Dùng cốt thĩp DƯL tự chùng thấp loại tao có đường kính danh định lă

15.24mm, có diện tích danh định 1 tao câp a ps  140mm2, giới hạn bền

CAO ĐỘ RAY

+13.565

10 3500 10 3500 10 3500 10 3500

-1.952 -0.697

-0.124

1 MẶ T CHÍNH CẦ U TL: 1/500

A

A B

B

C C D

-48.00

-63.90

-70.90

-82.88 -64.88

-51.88 -47.88 -41.88 -38.08 -34.08 -28.08 -20.38 -15.38

1

10

10 11

12

6

10 6 10 11

12

5

10 5

Trang 15

- Mặt cắt ngang dầm cầu dẫn có cấu tạo như sau:

1 MẶ T CẮ T D-D TL: 1/50

1 MẶ T CẮ T C-C TL: 1/50

Hình 4.2 Mặt cắt ngang dầm U tại vị trí trín trụ vă giữa nhịp.

1 5

CHI TIẾ T ĐỐ T DẦ M TẠ I TRỤ TL: 1/50

16

32 20

32 33

R100 A

CHI TIẾ T ĐỐ T DẦ M TẠ I VỊ TRÍ GIỮA NHỊP TL: 1/50

32 33

Trang 16

- Khối lượng riêng của bê tông cốt thép: 3

- Diện tích tại các mặt cắt: Ta sử dụng chương trình Autocad để tính toán Từ đó

ta tính được thể tích của mỗi đốt theo công thức sau:

- Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có

cường độ 28 ngày f c' mau hình ru t  50Mpa, trọng lượng riêng của bê tông

3

- Cốt thép thường theo tiêu chuẩn ASTM 706M có giới hạn chảy f y 420MP a,

mô đun đàn hồi E s  2 10x 5MPa

- Dùng cốt thép DƯL tự chùng thấp loại tao có đường kính danh định là

15.24mm, có diện tích danh định 1 tao cáp a ps  140mm2, giới hạn bền

Trang 17

- Bố trí chung cầu phương án 1 như sau:

6000

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K12

K0

-64.88

-51.88 -47.88 -41.88 -38.08 -34.08 -28.08 -20.38 -15.38

-19.38 -23.38 -28.18

-35.88

-56.68

-76.68

-69.43 -50.73

-35.23 -30.93 -26.93 -15.93

vậy độ xiên lấy 1/6

Thông số đặc trưng mặt cắt có trong phụ lục I- 1.

Trang 18

Hình 4.7 Mặt cắt ngang chi tiết đốt dầm hợp long.

- Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo như sau:

K12

HL

100 500 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

400

200/2

5500 mi

Trang 19

0Xác định các hệ số: �x x053.75�y2,8y 6.5

2 1

2,8

c a

0.3

c a

- Ta xác định được chiều cao dầm và chiều dày bản đáy tại các mặt cắt:

Bảng 4.2 Chiều cao dầm và chiều dày bản đáy

- Diện tích tại các mặt cắt: Ta sử dụng chương trình Autocad để tính toán

4 Tính toán đốt hợp long ở giữa(đo trong Autocad):

Trang 20

A :Diện tích tại các mặt cắt

Trọng lượng mỗi đốt tính toán:

Khối lượng bê tông trong các đốt dầm ở phụ lục I- 2.

Ai, Ai+1: Diện tích của mặt cắt ngang tại đốt thứ i và i+1

li: Chiều dài đốt thứ i

- Khối lượng riêng của bê tông cốt thép: 3

- Xà mũ trụ dạng công xơn được vát cong tạo tính thẫm mỹ Chi tiết xà mũ trụ được thể hiện ở hình dưới

- Bệ trụ có kích thước 11.5*7*3 241.50( m3)

- Khối lượng riêng của bê tông cốt thép: BTCT 25.00KN m/ 3.

- Chiều cao trụ thay đổi theo địa hình, vị trí đặt trụ

Trang 21

PHẦN Trụ T1, T2, T3, T4, T7, T8, T9, T10 có kích thước như hình

vẽ dưới đđy:

R50

1150 700

450 125

300 150 50

R1000

565 490

6 CỌ C KHOAN NHỒ I D150

Trang 22

Hình 4.11 Chi tiết cấu tạo trụ T 4 , T 7 phương án 1.

Trang 23

Tính toân trụ T5, T6.

PHẦN Sử dụng trụ đặc thđn hẹp, câc chi tiết trụ được vât cong nhằm giảm khối lượng vật liệu, giảm sức cản nước vă lực va tău, cđy trôi Câc trụ T5, T6 có tiết diện 3*8(m2)được vât cong với bân kính cong

- Chiều cao trụ thay đổi theo địa hình, vị trí đặt trụ

PHẦN Trụ T5, T6 có kích thước như hình vẽ dưới đđy:

CHI TIẾT TRỤ T5,T6

16 CỌ C KHOAN NHỒ I D150

5

Trọng lượng trụ tính toân như sau:

Gi = Vi *25(KN)

Với Vi: Thể tích câc bộ phận của trụ

Tổng hợp khối lượng trụ phương ân 1 ở phụ lục I- 3.

Trang 24

4.1.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu(tĩnh tải cộng thêm).

4.1.3.1 Tính toán khối lượng lan can- tay vịn.

80 150 LAN CAN

Hình 4.13 Chi tiết cấu tạo lan can- tay vịn phương án 1.

- Khối lượng riêng của thép: thep 78.50KN m/ 3.

- Lan can được cấu tạo bằng 4 ống thép D=100mm, dày 1mm Trụ lan can được làm bằng thép tấm dày 2mm, bản đáy dày 5mm, khoảng cách giữa các trụ lan can là 2.5m

- Khối lượng lan can- tay vịn trên 1 nhịp cầu cạn là 6KN/m(3KN/m trên một phía)

- Khối lượng lan can- tay vịn trên nhịp chính là 6KN/m(3KN/m trên một phía)

 G lan can tay vin 6*250 1500 KN

4.1.3.2 Hệ thống đường dây tiếp điện trên cao.

Hình 4.14 Chi tiết cấu tạo hệ thống đường dây tiếp điện trên cao phương án 1.

Trang 25

- Cột đỉn chính được lăm bằng thĩp ống D=250mm, dăy 3mm, cột đỉn phụ được lăm bằng ống thĩp D=150mm, dăy 3mm Bản đây cột đỉn được lăm bằng thĩp tấm dăy 1cm Khung hổ trợ được lăm bằng thĩp ống vuông 100x100mm2, dăy 2mm Rảnh đặt câp được lăm bằng thĩp ống vuông 165x165mm2, dăy 2mm Thanh bố trí đỉn chiếu sâng, cung cấp điện cho tău điện được lăm bằng thĩp ống D=50mm dăy 1mm Bố trí 2 cột đỉn trín 1 nhịp cầu cạn.

- Khối lượng cột đỉn, thiết bị cung cấp điện cho tău trín 1 nhịp cầu cạn được tínhnhư sau:

Hình 4.15 Chi tiết cấu tạo bản đường ray.

- Ray chạy tău liín tục trong suốt chiều dăi cầu gồm 2 khổ ray

- Gối đở, tă vẹt vă đệm cao su giảm lực xung kích

- Khối lượng bản đường ray trín 1 nhịp cầu cạn: ray+ dầm gối+ nền ray bí tông

lă 40KN/m(20KN/m trín một tuyến đường sắt)

 G ban duong ray 40*35 1400 KN

- Khối lượng bản đường ray trín nhịp chính: ray+ dầm gối+ nền ray bí tông lă 40KN/m(20KN/m trín một tuyến đường sắt)

 G ban duong ray 40*250 10000 KN.

4.1.3.4 Tính toân khối lượng hộp dặt câp(8 hộp).

HỘ P ĐẶ T CÁP

Hình 4.16 Chi tiết cấu tạo hộp đặt câp.

- Hộp dặt câp liín tục trong suốt chiều dăi cầu

Trang 26

- Mặt cắt ngang cầu gồm 8 hộp đặt cáp.

- Khối lượng hộp đặt cáp trên 1 nhịp cầu cạn là 10KN/m

 G hop dat cap 10*35 350 KN.

- Khối lượng hộp đặt cáp trên nhịp chính là 10KN/m

 G hop dat cap 10*250 2500 KN .

4.1.3.5 Trọng lượng gờ chắn bê tông.

0.5%

R100 R25

Hình 4.17 Chi tiết gờ chắn bê tông.

- Trọng lượng gờ chắn bê tông: dùng BT đúc sẵn có f c' mau hình ru t  30Mpa Mỗi

gờ chắn có chiều dài 2m được bố trí hai bên dọc theo chiều dài nhịp chính

Lnc=250m, mỗi bên gồm 125 gờ chắn

Trọng lượng gờ chắn trên 1m dài cầu:

4.1.3.6 Tính toán khối lượng tải trọng tính thêm.

- Tải trọng tính thêm gồm bê tông tạo phẳng, giá đở công xơn,

- Khối lượng tải trọng tính thêm trên 1 nhịp cầu cạn là 16 KN/m

 G tai trong tinh them 16*35 560 KN

- Khối lượng tải trọng tính thêm trên nhịp cầu chính là 16 KN/m

 G tai trong tinh them 16*250 4000 KN

Trang 27

4.2 Tính toán áp lực tác dụng lên các trụ cầu.

Đối với các trụ T5, T6 sử dụng chương trình midas civil 2011 để tính toán.Các trụ T1 , T2, T3 , T4 , T7, T8 , T9 , T10 được tính toán như sau:

Tổng áp lực tác dụng lên trụ bao gồm:

RTrụ ap = RTT+RHT

4.2.1 Tải trọng tĩnh tải tác dụng lên các trụ.

- Tĩnh tải tác dụng lên trụ bao gồm

33500 w=16.75

DW= 16.72KN/m DC= 244.85KN/m

DW= 16.72KN/m

Hình 4.18 Đường ảnh hưởng áp lực tĩnh tải KCN tại trụ.

- Tải trọng tĩnh tải kết cấu nhịp:

Bảng 4.3 Tổng hợp khối lượng tĩnh tải kết cấu nhịp dầm chử U điển hình PA 1.

-3 Hệ thống đường dây tiếp điện trên cao 17.88 0.53

Trang 28

Bảng 4.4 Tổng hợp khối lượng tĩnh tải KCN phần nhịp chính PA 1.

-3 Hệ thống đường dây tiếp điện trên cao 72.47 0.29

- Tải trọng bản thân của trụ tác dụng lên cọc:

Tổng hợp khối lượng trụ phương án 1 ở Phụ lục I-3.

- Tổng hợp áp lực tĩnh tải tác dụng lên trụ(RTT ):

- Đối với trụ T4 và trụ T7 tải trọng KCN truyền xuống gồm phần nhịp dẫn cầu dầm chữ U nhịp 35m và phần nhịp chính cầu dầm hộp BTCT ƯST thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng nhịp 70+110+70(m) Phần nhịp chính lấy kếtquả áp lực từ chương trình Midas civil 2011(mục 4.2.3)

Hình 4.19 Kết quả tính toán midas phần nhịp chính.

4.2.2 Tính toán áp lực do hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên các trụ.

- Tải trọng hoạt tải đoàn tàu: Tải danh định để thiết kế các bộ phận phải bao gồmđầy đủ tải trọng đoàn tàu với từng toa rời có bốn trục, tải trọng và khoảng cáchcác trục được thể hiện ở hình dưới

Trang 29

13800 20000

13800

16t 16t 16t 16t

13800 20000

Hình 4.20 Tải trọng danh định của đoàn tàu.

- Các xe đôi phải được áp dụng lên kết cấu để ảnh hưởng bất lợi nhất lên phần cầu tính toán

- Số toa tàu dùng để thiết kế tính toán là 6 toa

- Để xác định áp lực do hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên các trụ ta lần lượt chất tải lên các nhịp cầu theo sơ đồ bên dưới, lần lượt cho tàu di chuyển đoạn 2.5m, ta tính được hoạt tải tác dụng lên cầu Toa tàu có chiều dài là 20 nên ta sẻ lập 8 trường hợp để tính toán Lấy trường hợp bất lợi nhất

+ Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt= Lnhip – 2a = 35 – 2*0.75 = 33.5m+ Hoạt tải do tải trọng đoàn tàu được xác định như sau(tàu đôi n=2):

Rđoàn tàu HT =*γLL*mLL*n*(1+IM)*ΣPi yi

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.981 0.91 0.8040.733

0.41 0.339 0.2330.161

0.696 0.624 0.519 0.447

Trang 30

16t 16t 16t 16t

16t

35000 11300

0.947 0.981 0.876

0.804

0.481 0.41 0.3040.233

0.624 0.553 0.447 0.376 0.053

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.876 0.947 0.9470.876

0.553 0.481

0.3760.3040.553

0.481 0.376 0.304

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.947

0.6240.553 0.4470.3760.481

0.41 0.304 0.233

0.053

1

0.804 0.876 0.981

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.6960.624 0.5190.4470.41

0.339 0.233

1

0.733 0.804 0.91 0.981

p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6 p 7 p 8 p 9 p 10 p 11 p 12 p 13 p 14 p 15 p 16 p 17 p 18

Hình 4.25 Đ.a.h hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T1, T2, T3, T8, T9, T10 TH5.

Trang 31

16t 16t 16t 16t

16t

35000 11300

0.7670.696

0.590.5190.339

0.267 0.161

1

0.661 0.733 0.839 0.91

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.661 0.767 0.839 0.8390.767

0.6610.5900.267

0.196 0.09 0.019

1

0.019 0.267 0.196 0.090.59

16t 16t 16t 16t

16t

20000

35000 11300

0.59 0.696 0.767

0.91 0.839 0.7330.661

0.196 0.124 0.019

1

0.1610.090.339 0.267

0.519

p 1 p 2 p3 p 4 p 5 p6 p 7 p8 p9 p10 p 11 p 12 p13 p 14 p15 p16 p 17 p18

Hình 4.28 Đ.a.h hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T1, T2, T3, T8, T9, T10 TH8.

Hoạt tải đoàn tàu của nhịp dầm 35m cầu cạn tác dụng lên các trụ được tổng hợp ởbảng sau

Tung độ hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T1, T2, T3, T8, T9, T10 ở Phụ lục I- 4.

 Hoạt tải do tải trọng đoàn tàu được xác định như sau(tàu đôi n=2):

Rđoàn tàu HT =*γLL*mLL*n*(1+IM)*ΣPi yi =1*1.75*1*2*1.25*160*7.089

= 4962.30(KN)

Trang 32

- Đối với trụ T4, T7 áp lực do hoạt tải đoàn tàu được tính như sau :

16t 16t 16t 16t

16t 16t 16t

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.786 0.750 0.697 0.661 0.500

0.464 0.411 0.376 0.214

0.179 0.126 0.090

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.821 0.786 0.733 0.697 0.536

0.500 0.447 0.411 0.250

0.214 0.161 0.126

0.963 0.8570.786

0.4630.3910.286 0.214

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.857 0.821 0.769 0.733 0.571

0.536 0.483 0.447 0.286

0.250 0.197 0.161

0.9630.8910.7860.714

0.3910.320 0.214 0.143-0.036

Hình 4.31 Đ.a.h hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T4, T7 TH3.

70000

2500

2500 2500 2500 2500 2500

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.893 0.857 0.804 0.769 0.607

0.571 0.519 0.483 0.321

0.286 0.233 0.197 0.036

0.8910.8200.7140.643

0.3200.2490.143 0.071

70000

2500

2500 2500 2500 2500 2500

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.929 0.893 0.840 0.804 0.643

0.607 0.554 0.519 0.357

0.321 0.269 0.233 0.071

0.8200.7490.6430.571

0.2490.177 0.0710.036

Trang 33

2500

2500 2500 2500 2500 2500

1850 11300 3700 11300 3700 11300 3700

Ð.a.h R T4, T7

doàn tàu

16t 16t 16t

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.964 0.929 0.876 0.840 0.679

0.643 0.590 0.554 0.393

0.357 0.304 0.269 0.107

0.749 0.677 0.571 0.500

0.1770.1060.071

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.964 0.911 0.876 0.714

0.679 0.626 0.590 0.429

0.393 0.340 0.304 0.143

0.677 0.606 0.500 0.429

0.106 0.034 0.107

70000

2500

2500 2500 2500 2500 2500

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.947 0.911 0.750

0.714 0.661 0.626 0.464

0.429 0.376 0.340 0.179

0.606 0.534 0.4290.357

0.034 0.143

16t 16t 16t 16t

16t

2500 11300 2500 1850 20000

16t 16t 16t

16t

p 19 p 20 p 21 p 22 p 23 p 24

35000

0.983 0.947 0.786

0.750 0.697 0.661 0.500

0.464 0.411 0.376 0.214

0.534 0.463 0.3570.2860.179

0.857 0.929

Hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T4, T7 gây bởi nhịp dầm 35m cầu cạn và nhịp

dầm hộp BTCT DƯL 70+110+70(m) được tổng hợp ở bảng sau

Tung độ hoạt tải đoàn tàu tác dụng lên trụ T4, T7 ở Phụ lục I- 5.

 Hoạt tải do tải trọng đoàn tàu được xác định như sau(tàu đôi n=2):

Rđoàn tàu HT = *γLL*mLL*n*(1+IM)*ΣPi yi =1*1.75*1*2*1.25*160*10.518

= 7362.60(KN)

Trang 34

4.2.3 Mô hình midas tính toán phần nhịp chính.

trình tự thao tác các bước như sau:

 Bước 1: Mở chương trình MIDAS.

Để tạo file mới ta vào File/New project

Hình 4.38 Menu để tạo file mới.

 Bước 2: Khai báo môi trường làm việc

Hình 4.39 Menu chọn khai báo môi trường làm việc.

Để khai báo ta chọn : Tools / Unit System

Cửa sổ Unit System hiện ra Ta hiệu chỉnh đơn vị:

+ Length (chiều dài) : m

+ Lực (Force) : kN

+ Biến thiên nhiệt : kJ

Trang 35

Chọn nhiệt độ (Temperature) thành độ Celcius Sau đó chọn OK.

Hình 4.40 Lựa chọn hệ đơn vị.

 Bước 3: Khai báo các đặc tính của vật liệu.

+ Tiến hành khai báo đặc tính vật liệu cho hộp dầm và trụ bằng các vật liệu

cơ bản trong MIDAS/Civil

+ Để khai báo ta chọn: Model / Properties /Material

Hình 4.41 Menu khai báo vật liệu.

Cửa sổ Properties hiện lên Ta chọn Add để khai báo vật liệu Cửa sổ Material

Mpa)

Trang 36

Hình 4.42 Khai báo vật liệu cho kết cấu.

 Bước 4: Khai báo mặt cắt ngang.

Khai báo mặt cắt ngang cho trụ và hộp dầm

+ Để khai báo ta chọn: Model / Properties /Material

+ Cửa sổ Properties hiện ra chọn Section, cửa sổ Section Data hiện ra ta

tiến hành nhập tên mặt cắt, loại mắt cắt, kích thước các mặt cắt và các đặc tính của mặtcắt

Hình 4.43 Khai báo kích thước mặt cắt đỉnh trụ.

Trang 37

Hình 4.44 Khai báo kích thước mặt cắt sát trụ.

Hình 4.45 Khai báo kích thước mặt cắt hợp long.

Trang 38

Hình 4.46 Khai báo kích thước mặt cắt biên trên gối.

 Bước 5: mô hình cho kết câu:

Ta tiến hành như sau

Nhấp phải chuột chọn Nodes/ Create Nodes, tạo điểm đầu tiên có tọa độ 0,0,0 và nhấn

Apply

Hình 4.47 Tạo điểm đầu tiên có tọa độ 0, 0, 0.

+ Từ nút, chọn nút, nhấp phải chuột chọn Element/ Extrude , cửa sổ

Tree Menu/ Element hiện ra, click chuột vào ô Unequal Distance Ta tiến hành tạo

phần tử cho ½ cầu bằng cách extrude theo trục X như sau (

2@0.5,0.3,0.7,12,12@4,5, 2@1,5,12@4,1 )

Trang 39

 Bước 6: Mô hình gối cho kết cấu.

+ Từ nút, chọn nút, nhấp phải chuột chọn Boundaries/ Supports , click

chọn D-All, Rx, Rz (gối cố định) cho hai nút ở bệ trụ

+ Tương tự với các gối còn lại click chọn Dy, Dz, Rx, Rz (gối di động)

Hình 4.48 Mô hình gối cho kết cấu.

 Bước 7: Khai báo loại tải trọng.

Hình 4.49 Khai báo lọai tải trọng.

 Bước 8: Gán tải trọng bản thân cho dầm.

Menu: Load/ Self Weight Cửa sổ Self Weight hiện ra, ta lựa chọn như sau:

+ Load case name: Bản thân

+ Z= -1 Sau đó chọn Add

Trang 40

Hình 4.50 Gán tải trọng bản thân.

 Bước 9: Gán tĩnh tải chất thêm.

+ Tĩnh tải chất thêm gồm gờ chắn bê tông, lan can ống đường điện,ray tàu, hộp

đặt cáp, tải trọng tính thêm DCct= 121.39 KN/m

+ Nhấp chuột phải chọn Load/ Element Beam Loads.

Hình 4.51 Gán tải trọng chất thêm.

 Bước 10: Khai báo xe tiêu chuẩn.

Click chuột phải vào Load/ Moving load Analysis Data / Moving Load Code.

Hình 4.52 Khai báo xe tiêu chuẩn.

Định dạng
Số trang	143
Dung lượng	7,68 MB
File đính kèm	CAU DAM CHU U+ DUC HANG CAN BANG.rar (27 MB)