Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội Điều kiện tự nhiên: Khu vưc xây dựng là một xã ven đô nằm ở phía đông nam tỉnhThanh Hóa, phía tây bắc giáp với tỉnh Ninh Bình có vị trí quan trọng năn
Trang 1NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)
………
………
………
………
………
……….
………
………
………
………
………
……….
………
………
………
………
………
……….
Trang 2NHẬN XÉT (Của giảng viên đọc duyệt)
………
………
………
………
………
……….
………
………
………
………
………
……….
………
………
………
………
………
……….
Trang 3MỤC LỤC
PHẦN I: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 10
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 11
1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội 11
1.2 Sự cần thiết phải đầu tư 11
1.3 Căn cứ pháp lý 12
1.4 Yêu cầu thiết kế 13
1.4.1 Tên đồ án 13
1.4.2 Vị trí công trình 13
1.4.3 Các số liệu ban đầu 13
1.5 Tiêu chuẩn, quy trình áp dụng 14
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN 1 CẦU DẦM BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 1 NHỊP L =24M 15
2.1 Bố trí chung và cấu tạo phương án 15
2.1.1 Kết cấu phần trên 15
2.1.2 Kết cấu bên dưới 17
2.1.3 Các bộ phận phụ trợ 19
2.1.4 Đường dẫn hai đầu cầu 19
2.2 Biện pháp thi công phương án 19
2.2.1 Thi công mố M1, M2 19
2.2.2 Thi công kết cấu nhịp 19
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN 2 CẦU DẦM BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 1 NHỊP L =24M 20
3.1 Bố trí chung và cấu tạo phương án 20
3.1.1 Kết cấu phần trên 20
3.1.2 Kết cấu bên dưới 21
3.1.3 Đường dẫn hai đầu cầu 22
3.2 Biện pháp thi công phương án 23
3.2.1 Thi công mố M1, M2 23
3.2.2 Thi công kết cấu nhịp 23
CHƯƠNG 4 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 24
Trang 44.1 Cơ sở lựa chọn phương án 24
4.1.1 So sánh về kinh tế 24
4.1.1.1 Phương án 1 25
4.1.1.2 Phương án 2 26
4.1.2 So sánh về kỹ thuật: Khả năng khai thác, khả năng thi công 26
4.1.3 So sánh yếu tố mỹ quan, an ninh quốc phòng 27
4.2 Kết luận 27
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 28
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM BẢN BTCT DƯL 28
5.1 Số liệu thiết kế 28
5.2 Vật liệu 28
5.2.1 Bê tông: 28
5.2.2 Cốt thép thường 29
5.2.3 Cốt thép cường độ cao 29
5.3 Các quy định cho dầm bê tông cốt thép dự ứng lực 29
5.3.1 Tiêu chuẩn về độ võng 29
5.3.2 Tiêu chuẩn lựa chọn tỷ lệ chiều dài – chiều cao nhịp 29
5.3.3 Lớp bê tông bảo vệ 30
5.4 Đặc trưng mặt cắt ngang dầm 30
5.4.1 Mặt cắt ngang dầm 30
5.4.2 Đặc trưng hình học tiết diện 30
5.5 Tính toán nội lực 31
5.5.1 Tĩnh tải 31
5.5.2 Hoạt tải 32
5.6 Tải trọng và tổ hợp tải trọng 37
5.7 Các trạng thái giới hạn 39
5.7.1 Trạng thái giới hạn sử dụng 40
5.7.2 Trạng thái giới hạn cường độ 41
5.8 Tính toán ứng suất 42
5.9 Xác định lực căng kéo 45
5.9.1 Ứng suất cho phép của bê tông trong giai đoạn sử dụng 45
Trang 55.9.2 Giới hạn ứng suất cho cáp dự ứng lực 45
5.9.3 Ứng suất gần đúng các mất mát 45
5.9.4 Lực căng kéo trước yêu cầu 46
5.10 Các ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng 50
5.11 Các ứng suất truyền lực 53
5.11.1 Xác định mất mát ứng suất tại lúc truyền lực 53
5.11.2 Mất mát ứng suất do co ngắt đàn hồi 53
5.11.3 Mất mát ứng suất do tự chùng 54
5.11.4 Tổng tất cả các mất mát tại lúc tuyền lực 54
5.11.5 Ứng suất trong bê tồn tại mặt cắt cách gối một khoảng “ D “ 54
CHƯƠNG 6:TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM BẢN BTCT DƯL 57
6.1 Kiểm toán cường độ 57
6.1.1 Sức kháng uốn 57
6.1.2 Giới hạn về cốt thép 59
6.1.3 Thiết kế cắt và xoắn 60
6.2 Độ võng và độ vồng 65
6.2.1 Độ võng do lực căng kéo 65
6.2.2 Độ võng do tĩnh tải 66
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 68
7.1 Số liệu thiết kế mố M1 68
7.1.1 Kết cấu phần trên 68
7.1.2 Số liệu mố 68
7.1.3 Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu mố 71
7.1.4 Yêu cầu tính toán 71
7.2 Tải trọng tác dụng lên mố cầu 72
7.2.1 Các loại tải trọng tác dụng lên mố cầu 72
7.2.2 Tĩnh tải kết cấu phần trên: 73
7.2.3 Tĩnh tải kết cấu phần dưới 74
7.2.4 Nội lực do hoạt tải 78
7.2.5 Lực hãm xe (BR) 80
7.2.6 Lực ly tâm (CE) 81
Trang 67.2.7 Tải trọng gió 82
7.2.8 Tải trọng đất đắp (EV) 88
7.2.10 Tính áp lực đất tại mặt cắt F – F, H – H, G - G 93
7.3 Tổ hợp tải trọng 95
7.3.1 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt A-A 95
7.3.2 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt B-B 97
7.3.3 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt C-C 99
7.3.4 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt D –D 100
7.3.5 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt F –F 101
7.3.6 Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt G - G 102
7.3.7.Tổ hợp tải trọng lên mặt cắt H – H 102
7.4 Tính toán cốt thép bệ móng (Mặt cắt D-D) 103
7.4.2 Kiểm tra nứt theo trạng thái giới hạn sử dụng 105
7.4.3 Kiểm tra chịu cắt của cốt thép 106
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỌC TRONG MỐ CẨU 109
8.1 Xác định sức chịu tải của cọc 109
8.1.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 109
8.1.3 Xác định số lượng cọc cho móng mố 114
8.1.4 Bố trí cọc trong móng mố 114
8.2 Tính thể tích bệ 115
8.3 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I 115
8.3.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn 115
8.3.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc 118
8.4 Kiểm toán móng theo TTGHSD 119
8.5 Bố trí cốt thép thân cọc 121
8.6 Kiểm toán cọc BTCT thường, đúc sẵn, tiết diện vuông cạnh a(450x450 mm) 123
PHẦN 3 : THIẾT KẾ THI CÔNG VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG 135
CHƯƠNG 9: GIỚI THIỆU CHUNG 135
9.1 Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu 135
9.1.1 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu: 135
Trang 79.1.2 Nhân lực và máy móc: 135
9.1.3 Điều kiện địa chất thủy văn: 135
9.1.4 Tình hình dân cư: 136
9.1.5 Điều kiện ăn, ở, sinh hoạt của công nhân 136
9.1.6 Chọn thời gian thi công: 136
9.2 Chọn giải pháp lao lắp dầm chủ 137
9.2.1 Sử dụng giá long môn để lao lắp 137
9.2.2 Sử dụng cẩu để lắp ngang 137
9.2.3 Sử dụng giá ba chân để lao lắp KCN 139
9.2.4 Chọn biện pháp lao lắp 139
9.2.5 Biện pháp thi công chủ đạo kết cấu nhịp 139
CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ THI CÔNG DẦM BẢN BTCT DƯL 141
10.1 Biện pháp thi công dầm bản BTCT DƯL kéo trước 141
10.1.1 Sản xuất dầm bê tông cốt thép 141
10.1.2 Thiết kế và tính toán ván khuôn 142
10.1.2.1 Thiết kế ván khuôn dầm 142
10.1.2.2 Tính toán ván khuôn 143
10.1.3 Thiết kế thành phần bê tông 146
10.1.4 Tính toán giá long môn, dầm dẫn 149
10.1.5 Bố trí tời múp 155
CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 157
11.1 Công tác chuẩn bị 157
11.1.1 Xây dựng văn phòng làm việc, thiết bị phục vụ công trình: 157
11.1.2 Chuẩn bị nhân lực: 158
11.1.3 Chuẩn bị về thiết kế 159
11.1.4 Chuẩn bị về thiết bị 160
11.1.5 Chuẩn bị về vật liệu sử dụng cho công trình 160
11.1.6 Công tác đo đạc: 162
11.2 Thi công dầm 162
11.2.1 Bố trí mặt bằng thi công 162
11.2.2 Giải pháp kỹ thuật và công nghệ 163
Trang 811.3 Thi công mặt cầu 174
11.3.1 Thi công lớp phủ mặt cầu 174
11.3.2 Thi công gờ lan can 175
11.3.3 Thi công lan can ống thép mạ kẽm 176
11.3.4 Công tác thi công lớp phòng nước mặt cầu 177
11.3.5 Công tác thi công lớp bê tông asphalt 177
11.3.6 Công tác thi công khe co giãn 179
11.4 Tiến độ thi công 180
11.5 Thiết bị và nhân lực chủ yếu 180
11.6 Lập tiến độ thi công 181
11.6.1 Các công việc chính: 181
11.6.2 Thực hiện(tra định mức dự toán XDCB 1776 – 2006) 181
CHƯƠNG 12 : THIẾT KẾ THI CÔNG MỐ M1 187
12.1 Giới thiệu chung về hồ sơ kỹ thuật 187
12.1.1 Cấu tạo chi tiết mố 187
12.1.2 Cấu tạo cốt thép mố 189
12.1.3 Vật liệu 190
12.1.4 Biện pháp thi công mố 190
12.2 Chọn búa Diezen đóng cọc 191
12.2.1 Năng lượng xung kích của búa 191
12.2.2 Trọng lượng của búa thông qua hệ số thích dụng k 195
12.3 Chọn giá búa 196
12.4 Tính độ chối khi đóng cọc 196
12.5 Trình tự thi công 198
12.5.1 Công tác định vị 198
12.5.2 Thi công móng cọc 199
12.5.3 Thi công bệ thân mố 202
12.6 Sản xuất cọc BTCT 207
CHƯƠNG 13: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG MỐ M1 210
13.1 Bố trí mặt bằng công trường 210
13.1.1 Chọn vị trí lập, quy hoạch mặt bằng công trường 210
Trang 913.1.2 Thiết bị, máy thi công 211
13.2 Công tác an toàn 211
13.2.1 An toàn về người 211
13.2.2 An toàn khi làm việc trên cao 212
13.2.3 An toàn về thiết bị điện 212
13.2.4 Công tác phòng chống cháy nổ 212
13.2.5 Công tác đảm bảo môi trường 212
Trang 10LỜI NÓI ĐẦU
Trong mục tiêu phát triển đến năm 2030, nước ta về cơ bản sẽ trở thành một nướccông nghiệp Do đó, nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là phát triển mạng lướigiao thông vận tải đã trở nên thiết yếu hơn bao giờ hết nhằm phục vụ cho sự phát triểnnhanh chóng và bền vững của đất nước
Sau thời gian học tập tại Trường Đại học công nghệ giao thông vận tải, em được
giao nhiệm vụ thực hiện đồ án là “Lập dự án, thiết kế kỹ thuật, thiết kế thi công và tổ chức thi công cầu Quỳ Hợp, nối liền tỉnh Thanh Hóa và Ninh Bình” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Anh Tuấn Đây là cơ hội tốt để em củng cố, trau dồi kiến
thức lý thuyết thiết kế cầu, thực hành năng lực chuyên môn, biến kiến thức lý thuyếtthành năng lực thực tế, giúp em làm quen với công việc thiết kế và tổ chức thi công, đảmbảo yêu cầu trong kế hoạch đào tạo của trường, phục vụ thiết thực cho công việc sau này
Đồ án tốt nghiệp của em bao gồm - trang thuyết minh, bảng biểu, 01cuốn phụ lục và bản vẽ A1
Trang 11PHẦN I: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội
Điều kiện tự nhiên: Khu vưc xây dựng là một xã ven đô nằm ở phía đông nam tỉnhThanh Hóa, phía tây bắc giáp với tỉnh Ninh Bình có vị trí quan trọng năng động là cửangõ của tỉnh, là huyện có nhiều thuận lợi để phát triển thành trung tâm chính trị và vănhóa của tỉnh và khu vực Địa hình tương đối bằng phẳng nằm trong vùng khí hậu cậnnhiệt đới ẩm: mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 9; mùa đông khô lạnh từtháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau; tháng 4, tháng 10 là mùa xuân và mùa thu, tuykhông rõ rệt như các vùng nằm phía trên vành đai nhiệt đới Lượng mưa trung bình hàngnăm: 1.700-1.800 mm; Nhiệt độ trung bình 23,5 °C; Số giờ nắng trong năm: 1.600-1.700giờ; Độ ẩm tương đối trung bình: 80-85%
Kinh tế: Cơ cấu kinh tế của khu vực xây dựng luôn xác định phát triển kinh tế lànhiệm vụ trọng tâm trong 15 năm qua, kinh tế nông thôn phát triển theo hướng chuyểndịch cơ cấu kinh tế trong nông nghiệp Năm 1997 nông nghiệp chiếm 80% đến năm 2011còn 33,6% đến năm 2003, toàn xã đã cơ bản hoàn thành việc DĐĐT đất nông nghiệp đợt
1, tạo điều kiện hình thành các vùng sản xuất hang hóa có giá trị kinh tế cao
Định hướng phát triển kinh tế xã hội: Đi đôi với việc phát triển kinh tế, công tác vănhóa – giáo dục – thể dục – thể thao luôn được duy trì và phát triển Trong bối cảnh đấtnước đang đổi mới, thực hiện CNH-HĐH, ra sức thi đua thực hiện thắng lợi nghị quyếtĐại hội Đảng toàn quốc lần thứ 11
1.2 Sự cần thiết phải đầu tư
Cầu Quỳ Hợp thuộc dự án đầu tư xây dựng tuyến đường bộ nối liền tỉnh Thanh Hóa
và tỉnh Ninh Bình Vị trí Cầu tại Km162 + 843.49 m thuộc địa phận tỉnh Thanh Hóa Đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng kinh tế địa phương cùng với đi liền chất lượng, tăngtrưởng và tiến bộ công bằng xã hội, giảm bớt khoảng cách chênh lệch về mức sống, giàunghèo, khó khăn giữa các vùng miền địa bàn các huyện, với thành phố Thanh Hóa
Trang 12Tập trung ưu tiên đầu tư phát triển các ngành kinh tế mũi nhọn, vùng kinh tế động lực
đi liền với ưu tiên đầu tư phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao chất lượng đời sống, tinhthần cho nhân dân các khu vực huyện và các địa bàn lân cận
Cầu cũ nằm trên tuyến giao thông xây dựng tuyến đường bộ mới là mạng lưới giaothông quan trọng của đất nước Nó là mạch máu giao thông quan trọng nối liền các vùngmiền Tuy nhiên, do thời gian xây dựng quá lâu, cầu này đã xuống cấp và không đáp ứngđược nhu cầu vận vải Vì vậy, cần phải xây dựng cầu mới thay thế
Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông giữa các vùng miền ngày càng cao củađất nước Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngànhdịch vụ du lịch và vận tải Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, hành khách,nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa các khu vực, là tuyến đường quan trọng trong quátrình vận chuyển hành khách, hàng hóa giữa các vùng kinh tế trong khu vực
Do tầm quan trọng như trên, nên cần thiết phải xây dựng cầu mới và là vấn đề chiếnlược để phát triển kinh tế của đất nước nói chung và khu vực nói riêng, nằm trong quyhoạch mạng lưới giao thông quốc gia
Kết hợp chặt chẽ giữa phát triển kinh tế với củng cố an ninh quốc phòng, xây dựng hệthống chính trị, nền hành chính vững mạnh
1.3 Căn cứ pháp lý
- Luật Xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003 của Quốc Hội khoá XI, kỳ họpthứ 4
- Luật Đấu thầu số 61/2005/QH11 ngày 29/11/2005 của Quốc Hội khoá XI,
- Luật số 38/2009/QH12 ngày 16/5/2009 của Quốc Hội khoá XII, kỳ họp thứ 5 sửa đổi,
bổ sung một số điều của các luật liên quan đến đầu tư xây dựng cơ bản;
- Nghị định 15/2013/NĐ-CP ngày 06/02/2013 của Chính phủ về Quản lý chất lượngcông trình xây dựng;
- Nghị định số 85/2009/NĐ-CP ngày 15/10/2009 của Chính phủ hướng dẫn thi hànhLuật Đấu thầu và lựa chọn nhà thầu xây dựng theo Luật Xây dựng;
- Nghị định số 112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 của Chính Phủ về quản lý chi phíđầu tư xây dựng công trình;
- Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 và Nghị định số 83/2009/NĐ-CPngày 15/10/2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình Nghị định
Trang 13số 112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 về chi phí đầu tư xây dựng công trình và các vănbản hướng dẫn thi hành Nghị định số 12 và 112;
- Quyết định 957 QĐ-BXD ngày 29/9/2009 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc công
bố Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng công trình;
- Nghị định 31/2012/NĐ-CP ngày 12/04/2012 của Chính phủ về việc quy định mứclương tối thiểu chung đối với cán bộ, công chức, viên chức, các đối tượng thuộc lựclượng vũ trang và người lao động làm việc ở các cơ quan, đơn vị, tổ chức Mức lương tốithiểu là 1.650.000 đ/ tháng
Cầu qua sông Ân thuộc xã Qùy Hợp, huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình.Cầu nằm trong
dự án nâng cấp cải tạo quốc lộ 10 đoạn Ninh Phúc – Cầu Điền Hộ tỉnh Ninh Bình
1.4.3 Các số liệu ban đầu
a Địa chất
Địa chất khu vực công trình có đặc điểm sau:
- Lớp 1: Sét pha, cát, xám nâu, nâu gụ, đôi chỗ lẫn đá dăm
- Lớp 2: Sét – Sét pha, mầu xám nâu, xám vàng, xám đen trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy
- Lớp 3: Sét – Sét pha, mầu xám ghi nâu gụ, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm, đôi chỗ lẫn hữu cơ
- Lớp 4: Sét – Sét pha, mầu xám ghi, nâu gụ, trạng tháy dẻo chảy đến dẻo mềm, đôichỗ có lẫn vỏ sò hến
- Lớp 5: Sét – Sét pha, mầu xám vàng nâu đỏ xám trắng trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, lẫn sạm
- Lớp 6: Sét, mầu nâu gụ, xám đen, trạng thái dẻo mềm
- Lớp 7: Sét pha, mầu nâu gụ, trạng thái nửa cứng
- Lớp 8: Cát pha, mầu xám ghi, xám đen, nâu tím, trạng thái dẻo
Trang 14b Thủy văn
- Mực nước cao nhất: 15.5m
- Mực nước thông thuyền: 8.5m
- Mực nước thấp nhất: 4m
c Quy mô xây dựng công trình
- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL
1.5 Tiêu chuẩn, quy trình áp dụng
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05;
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô: TCVN 4054: 2005;
- Tiêu chuẩn động đất TCXDVN 375: 2006
- Tiêu chuẩn thi công cầu đường bộ TCCS:02:2010/TCĐBVN;
- -Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi: 22TCN 257 -2000;
- Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn cầu thép: 22TCN 280 -01;
- Tiêu chuẩn kỹ thuật sơn cầu thép và kết cấu thép: 22TCN 235-97;
- Quy trình thiết kế công trình phụ tạm và thiết bị phụ trợ thi công cầu: 22TCN200-89;
- Quy trình thi công và nghiệm thu các công trình nền móng: TCXD 79-1980;
Trang 15CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN 1 CẦU DẦM BẢN BÊ TÔNG CỐT
THÉP DỰ ỨNG LỰC 1 NHỊP L =24M (MỐ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP, MÓNG CỌC ĐÓNG BTCT)
Cầu Quỳ Hợp thuộc địa bàn tỉnh Thanh Hóa nằm trên dự án tuyến đường bộ ThanhHóa – Ninh Bình có qui mô nhỏ, vì vậy ta thiết kế, lựa chọn loại cầu có kết cấu nhịp giảnđơn, để đảm bảo kinh tế mỹ quan và mục đích sử dụng trong tương lai của địa bàn tạikhu vực xây dựng tuyến, đảm bảo về kỹ thuật, kinh tế, và khả năng đảm bảo thoát nước
trong phạm vi cầu được xây dựng
2.1 Bố trí chung và cấu tạo phương án
4
5
6 7 8
Trang 16* Các thông số về công trình cầu Quỳ Hợp
- Loại dầm, chiều cao: dầm bản BTCT DƯL cao 0.95 (m)
- Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp: 12 (cái)
- Khoảng cách giữa các dầm dọc: S = 0,99 (m)
- Bề rộng 1 bên phần xe chạy Bxe = 5,5 m
- Bề rộng dải phân cách ở giữa cầu Bo (m) = 0 m
- Bề rộng cọc lan can 1 bên cầu B3 = 0,5 (m)
- Chiều cao lan can: 1,31 m
- Chiều dày lớp phủ mặt cầu hlp= 290 mm
mÆt c ¾t n g an g d Çmc h Ýn h
Hình 2.3.: Mặt cắt ngang dầm chính
6.1 Kết cấu bên dưới
Mố cầu: Mố kiểu chữ U, bằng BTCT, 27 cọc BTCT dài Lcoc=42,60m kích thước 45cm
x 45 cm
Trang 18Hình 2.5.: Cấu tạo mố M1
Trang 192.1.2 Các bộ phận phụ trợ
Hình 2.6: Ống thoát nước
2.1.3 Đường dẫn hai đầu cầu
- 10m đường đầu cầu mở rộng mỗi bên 0,5m, tiếp theo là 11m vuốt vào đường
- Gia cố mái bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, dưới lớp đá dăm đệm dày trong10m đường đầu cầu mái taluy thay đổi 1:1.00 tới 1:50
- Chân khay đổ bằng bê tông, tứ nón lát bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm
2.2 Biện pháp thi công phương án
2.2.1 Thi công mố M1, M2
- Bước 1: San ủi tạo mặt bằng thi công
- Bước 2: Thi công cọc đóng
- Bước 3: Đào đất hố móng
- Bước 4: Lắp dựng ván khuôn cốt thép Đổ bê tông mố
2.2.2 Thi công kết cấu nhịp
- Bước 1: San ủi mặt bằng làm bãi đúc dầm trên phần nền đường đầu cầu
- Bước 2: Đúc dầm Khi dầm đủ 100% cường độ dùng thiết bị chuyên dụng laodầm ra vị trí nhịp
- Bước 3: Đổ bê tông mặt cầu, lề bộ hành, lan can
- Bước 4: Hoàn thiện cầu và thi công phần đường đầu cầu
Trang 20CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN 2 CẦU DẦM BẢN BÊ TÔNG CỐT
THÉP DỰ ỨNG LỰC 1 NHỊP L =24M (MỐ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP, MÓNG CỌC ĐÓNG BTCT)
3.1 Bố trí chung và cấu tạo phương án
4
5
6 7 8
- Loại dầm, chiều cao: dầm chữ T BTCT DƯL cao 1,05 (m)
- Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp: 6 (cái)
Trang 21- Khoảng cách giữa các dầm dọc: S = 2,0 (m);
- Bề rộng 1 bên phần xe chạy Bxe = 5,5 m
- Bề rộng dải phân cách ở giữa cầu Bo (m) = 0 m
- Bề rộng cọc lan can 1 bên cầu B3 = 0,5 (m);
- Chiều cao lan can: 1,31 m
- Chiều dày lớp phủ mặt cầu hlp= 290 mm
Mố cầu: Mố kiểu chữ U, bằng BTCT, 27 cọc BTCT dài Lcoc = 42,60 m kích thước 45
Trang 22Hình 3.5.: Cấu tạo mố M1 3.1.3 Đường dẫn hai đầu cầu
- 10m đường đầu cầu mở rộng mỗi bên 0,5m, tiếp theo là 11m vuốt vào đường
- Gia cố mái bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, dưới lớp đá dăm đệm dày trong10m đường đầu cầu mái taluy thay đổi 1:1.00 tới 1:50
- Chân khay đổ bằng bê tông, tứ nón lát bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm
3.2 Biện pháp thi công phương án
Trang 233.2.1 Thi công mố M1, M2
- Bước 1: San ủi tạo mặt bằng thi công
- Bước 2: Thi công cọc đóng
- Bước 3: Đào đất hố móng
- Bước 4: Lắp dựng ván khuôn cốt thép Đổ bê tông mố
3.2.2 Thi công kết cấu nhịp
- Bước 1: San ủi mặt bằng làm bãi đúc dầm trên phần nền đường đầu cầu
- Bước 2: Đúc dầm Khi dầm đủ 100% cường độ dùng thiết bị chuyên dụng laodầm ra vị trí nhịp
- Bước 3: Đổ bê tông mặt cầu, lề bộ hành, lan can
- Bước 4: Hoàn thiện cầu và thi công phần đường đầu cầu
Trang 24CHƯƠNG 4 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN4.1 Cơ sở lựa chọn phương án
Căn cứ vào nhu cầu thị trường: Căn cứ vào kết quả điều tra kinh tế kỹ thuật và dự báokhả năng cung cấp và nhu cầu tiêu thụ sản phẩm mà dự án đầu tư dự kiến sản xuất ratrong giai đoạn hiện tại và tương lai
Căn cứ vào kỹ thuật: Các phương án phải đảm bảo vững chắc cho công trình, cáchạng mục bên trên
Căn cứ vào điều kiện thi công: Không gây chấn động lớn tới các công trình lân cận,
có biện pháp hợp lý và khắc phục các khó khan Phương án móng được đảm bảo điềukiện thi công, vì vậy lựa chọn cọc khoan nhồi vượt trội hơn so với phương án cọc đóng.Căn cứ vào điều kiện kinh tế: Với giá thành vật liệu, quy trình công nghệ thi công, đây
là một công trình quy mô thuộc hạng vừa và nhỏ Tầm quan trọng của công trình đượcđánh giá cao, nên điều kiện kinh tế của khu vực nơi này đảm bảo
Căn cứ vào khả năng phát triển kinh tế, khả năng phát triển sản xuất trong tương lai.Căn cứ vào giá thành thi công: Móng cọc khoan nhồi do những yêu cầu kỹ thuật cao,máy móc hiện đại nên giá thành cao hơn so với cọc đóng rất nhiều
4.1.1 So sánh về kinh tế
Chi phí nguyên vật liệu trực tiếp là các khoản chi phí về nguyên liệu, vật liệu, nhiênliệu sử dụng trực tiếp tạo ra sản phẩm dịch vụ Đảm bảo về mặt kinh tế cho khu vực.Chi phí nhân công trực tiếp: bao gồm các khoản chi phí về tiền lương, tiền công, cáckhoản trích nộp của nhân công trực tiếp tạo ra sản phẩm dịch vụ mà doanh nghiệp phảinộp theo quy định
Chi phí sản xuất chung: chi phí sử dụng chung cho hoạt động sản xuất kinh doanh củadoanh nghiệp, ví dụ như: chi phí khấu hao tài sản cố định, chi phí nguyên vật liệu, công
cụ lao động nhỏ, chi phí dịch vụ mua ngoài…
Để so sánh theo chỉ tiêu này ta cần tính khối lượng cho từng phương án mố cầu Ởđây ta thiết kế hai phương án khác nhau về phần dưới của mố; thân mố, tường cánh mố,
bệ mố coi như giống nhau, ta so sánh khối lượng của phần dưới của bệ mố của haiphương án
Trang 254.1.1.1. Phương án 1
BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN 1
STT Kết cấu Hạng mục vật liệu Khối
Trang 26BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN 2
STT Kết cấu Hạng mục vật liệu Khối
4.1.2 So sánh về kỹ thuật: Khả năng khai thác, khả năng thi công
Với hai phương án thiết kế cầu bên trên ta đưa ra một số điểm để lựa chọn phương ánkhả thi và phù hợp với đặc điểm về khả năng thi công hợp lý
Hai phương án cầu
Phương án 1: Cầu bản BTCT DUL 24m, rộng 12,0 m
Mố kiểu tường, cọc khoan nhồi cọc đóng 45 x 45 cm
Trang 27Số lượng 27 cọc
Phương án 2: Cầu dầm T BTCT DUL L = 24m, rộng 12 m
Mố kiểu tường, cọc khoan nhồi cọc đóng 45 x 45 cm
Số lượng 27 cọc
So sánh phương án 1 với phương án 2 ta thấy như sau:
- Trọng lượng dầm nhỏ hơn so với dầm chữ T
- Chiều cao dầm bản thấp hơn dầm T
- Do là kết cấu căng trước sử dụng các tao đơn nên việc căng kéo dễ dàng hơn sóvới phương án dầm T
- Không cần tiến hành làm các dầm ngang do đó tiết kiệm thời gian thi công hơn
4.1.3 So sánh yếu tố mỹ quan, an ninh quốc phòng
Các công trình xây dựng cũng được lựa chọn về hình dáng của công trình, với vị trítầm quan trọng, gần với trung tâm kinh tế nên sự lựa chọn của hai phương án này cũng
đã đạt với yêu cầu về thẩm mỹ
Khi công trình được xây dựng, phải đảm bảo kết cấu vững chắc, đảm bảo cho những tải
trọng thất thường xảy ra, đảm bảo an toàn góp phần giao thông thuận tiện, để choviệc di chuyển và hỗ trợ nhanh chóng kịp thời những tình huống bất lợi về quân
sự, giao thông thuận lợi sẽ là nguồn tiếp viện chủ yếu đối với nước ta hiện nay
Từ các phương án trên, sự lựa chọn để đảm bảo cho công trình được vững chắc, thẩm
mỹ, giá thành, hiệu quả kinh tế, và đảm bảo các mục tiêu khác
Sau khi căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá, cộng tổng số điểm của từng phương án ta
quyết định chọn phương án 1 làm phương án kỹ thuật.
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM BẢN BTCT DƯL5.1 Số liệu thiết kế
Trang 28Thiết kế dầm bản bê tông cốt thép DƯL theo các số liệu sau:
Cường độ chịu nén tại lúc truyền ƯS f'ci=0.9xf’c = 34 MPa
Trang 29Trọng lượng riêng bê tông gc = 24 KN/m3
Mô đun đàn hồi E c 0.043� �c1.5 f c' =31975 MPa
5.2.1.2. Bê tông bản mặt cầu
Mô đun đàn hồi E c 0.043� �c1.5 f c' = 27691 MPa
5.2.2 Cốt thép thường
Cường độ chảy của các cốt thép phụ : fy = 400Mpa
Cường độ chảy của các cốt thép dọc chính : fy = 400Mpa
Bảng diện tích cốt thép
5.2.3 Cốt thép cường độ cao
AASHTO M-203 (ASTM A416-85) loại D12.7mm tao 7 sợi, độ tự chùng thấp
Tiết diện cáp: Ast = 98.7 mm2Cường độ cực tới hạn: fpu = 1860 MpaCường độ chảy: fpy = 0.9.fpu = 1674Mpa
Mô đul đàn hồi Ep = 197000 Mpa
5.3 Các quy định cho dầm bê tông cốt thép dự ứng lực
5.3.1 Tiêu chuẩn về độ võng
Giới hạn về độ võng được lấy bằng “Ls/1000” với tải trọng xe (hoặc người đi bộ)
5.3.2 Tiêu chuẩn lựa chọn tỷ lệ chiều dài – chiều cao nhịp
Đối với kết cấu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực, chiều cao tối thiểu xác định 0.03L(cho dầm giản đơn), chiều cao thông thường là 0.045L( cho dầm giản đơn)
Trong đó L= 23300 mm
Chiều cao dầm + bản mặt cầu = 0.045*L = 1048.5 mm
Trang 30Chọn chiều cao dầm là: 950 mm
Chiều cao bản mặt cầu quy đổi 87 mm
Tổng chiều cao 1037 mm
5.3.3 Lớp bê tông bảo vệ
Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu đối với cốt thép chủ không được bọc bảo vệ được lấy như
sau:
-Lớp bê tông bảo vệ phía trên 50 mm
-Lớp bê tông bảo vệ đáy bản 25 mm
Do có lớp phòng nước và lớp phue mặt cầu, lớp bê tông bảo vệ phía trên được giảmxuống 35 mm
5.4 Đặc trưng mặt cắt ngang dầm
5.4.1 Mặt cắt ngang dầm
Kết cấu được phân tích theo hai giai đoạn:
GIAI ĐOẠN I: Tĩnh tải bản thân
GIAI ĐOẠN II: Trọng lượng bản lien hợp
GIAI ĐOẠN III: Tĩnh tải bản thân, tĩnh tải do lớp phue, lan can, gờ chắn
5.4.2 Đặc trưng hình học tiết diện
kí hiệu đơn vị
Không liên hợp
liênhợp
Không liên hợp
liênhợp
Trang 31yb m 0.4513 0.5225 0.4576 0.5246
Trang 325.5 Tính toán nội lực
5.5.1 Tĩnh tải
Giai đoạn I:
Tĩnh tải bản thân dầm
GIAI ĐOẠN II & III
Mối nối đổ tại chỗ
Trang 33W = 9.3 kN/mP1 = 110 kN
Trang 345.5.2.2 Hệ số phân bố ngang hoạt tải
Hệ số phân bố Mô men: Dầm giữa
Hai hoặc hơn hai tải trọng làn:
Trong đó: Din: Hệ số phân bố mô men : Dầm giữa
Độ giảm của hệ số phân bố tính mô men: = 1.000
Hệ số phân bố lực cắt: Dầm giữa
Hai hoặc hơn hai tải trọng làn:
Trong đó: Din-s Hệ số phân bố lực cắt : dầm giữa
Trang 355.5.2.3 Tải trọng xung kích
Tác động tĩnh học của xe tải hay xe hai trục thiết kế phải được tăng thêm
Một tỷ lệ phần tram được quy định như sau cho lực xung kích
Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết
kế
Mômen do hoạt tải = xe tải thiết kế + tải trọng làn thiết kế
Cộng = (Xe tải + xung kích ) *D + tải trọng làn
Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt tại các vị trí: L/2; L/4;đầu dầm và vị trí D cách trụmột khoảng bằng chiều cao dầm
Trang 37Dầmbiên 2346.597 1782.293 268.443 45.589 227.913 390.855 412.274
Trang 38BẢNG MÔMEN VÀ LỰC CẮT CHO DẦM GIỮA
đầudầmDiện tích DAH 67.8613 50.8959 7.59.27 0 5.8250 10.9789 11.6500Tĩnh tải bản thân
Dầm giữa 2027.304 1541.964 232.492 43.836 199.487 338.767 357.097
Trang 39BẢNG MÔMEN XOẮN CHO DẦM BIÊN
Mối cấu kiện và lien kết phải thỏa mãn phương trình sau với mỗi trạng thái giới hạn
= hệ số liên quan đến tính dẻo
Tính dẻo được thỏa mãn đối với một kết cấu bê tông ở đó sức kháng của liên kếtkhông thấp hơn 1,3 lầ ứng lực lớn nhất do tác động không đàn hồi của cấu kiện liền kềtác động lên liên kết đó
Hệ số liên quan đến tính dẻo áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ
= hệ số liên quan đến tính dư
Trang 40Các cấu kiện mà sự hư hỏng của chúng không gây nên sập đổ cầu được coi là không
có nguy cơ hư hỏng và hệ kết cấu liên quan là dư
Hệ số liên quan đến tính dư áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ
= hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác
Cầu được phân loại dựa trên tính chất xã hội, sự tồn tại và yêu cầu an toàn
Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác chỉ dùng cho trạng thái giới hạncường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt
= 0.95 dùng cho uốn bê tông cốt thép
dùng cho uốn bê tông cốt thép dựứng lực
dùng cho cắt
8.1 Trạng thái giới hạn sử dụng
Trạng thái giới hạn sử dụng phải xét đến như một biện pháp nhằm hạn chế đối với ứngsuất, biến dạng và vết nứt dưới điều kiện sủ dụng bình thường
5.7.1.1. Hệ số áp dụng cho trạng thái giới hạn
= 0.95 hệ số liên quan đến tính dẻo
= 0.95 hệ số liên quan đến tính dư
= 1.00 hệ số liên quan đến tầm quan trọng