Thiết kế cầu vượt qua sông cấm hải phòng (Đồ án tốt nghiệp XD)

Thiết kế cầu vượt qua sông cấm hải phòng (Đồ án tốt nghiệp XD)Thiết kế cầu vượt qua sông cấm hải phòng (Đồ án tốt nghiệp XD)Thiết kế cầu vượt qua sông cấm hải phòng (Đồ án tốt nghiệp XD)Thiết kế cầu vượt qua sông cấm hải phòng (Đồ án tốt nghiệp XD)

THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG Lêi C¶m ơn Đồ án tốt nghiệp tổng hợp kiến thức môn học đ-ợc trang bị nhà tr-ờng nh- kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận đ-ợc suốt trình nghiên cứu học tập, thực tập làm đồ án Nó thể kiến thức nhkhả thực thi ý t-ởng tr-ớc công việc thực tế, b-ớc ngoặt vô quan trọng sinh viên áp dụng cách khoa học tất lý thuyết đ-ợc học vào thực tế công việc sau Đồng thời lần sinh viên đ-ợc xem xét, tổng hợp lại toàn kiến thức lĩnh hội đ-ợc, thông qua h-ớng dẫn, bảo giảng viên trực tiếp tham gia giảng dạy trình học tập nghiên cứu suốt khóa học 2009 2015 cá nhân em, nh- toàn thể sinh viên khoa xây dựng Tr-ờng Đại học Dân Lập Hải Phòng Đồ án tốt nghiệp đ-ợc hoàn thành với nỗ lực thân giúp đỡ, bảo tận tình giáo viên tham gia h-ớng dẫn, đặc biệt thầy giáo TH.S Phạm Văn Toàn trực tiếp tham gia đạo, theo dõi suốt trình thực đồ án Tuy nhiên hạn chế kiến thức chuyên môn nh- kinh nghiệm thực tế thân nên tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận đ-ợc quan tâm, xem xét bảo thầy cô giáo để đồ án tốt nghiệp đ-ợc hoàn chỉnh hơn, giúp chúng em hoàn thiện kiến thức chuyên môn để hoàn thành tốt công việc khó khăn sau tr-ờng Em xin chân thành cảm ơn h-ớng dẫn tận tình thầy cô giáo : Th.S Phạm Văn Toàn, Th.S Trần Anh Tuấn nh- toàn thể Thầy cô giáo khoa xây dựng Tr-ờng Đại học Dân Lập Hải Phòng giúp đỡ em trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Một lần kính gửi đến Thầy cô lời chúc sức khỏe! Hải Phòng ngày 16 tháng 01 năm 2015 Sinh viên Đào Văn Bền Sinh Viờn: o Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SÔNG CẤM – HẢI PHÒNG PHẦN I : THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH CẦU SƠNG CẤM– HẢI PHÒNG 1.1 Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển Hải Phòng: 1.1.1 Vị trí địa lý trị : Cầu qua sông Cấm thuộc địa phận thành phố Hải Phòng Cơng trình cầu sơng Cấm nằm tuyến quốc lộ 18 nối từ tỉnhQuảng Ninh qua Huyện Thủy Nguyên vào thành phố Hải Phòng, tuyến đường cửa ngõ quan trọng nối liền trung tâm kinh tế, trị Cầu nối tỉnh, thuận lợi để phát triển kinh tế văn hóa – trị thành phố Khu vực xây dựng cầu vùng đồng bằng, bờ sông rộng phẳng, dân cư tương đối đông 1.1.2 Dân số, đất đai định hướng phát triển : Cơng trình cầu nằm cách trung tâm huyện3km nên dân cư sinh sống tăng nhiều vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng Dân cư sống nhiều nghề nghiệp đa dạng buôn bán, kinh doanh dịch vụ du lịch 1.2 Thực trạng xu hƣớng phát triển mạng lƣới giao thông : 1.2.1 Thực trạng giao thông : Cầu qua sông Cấm xây dựng từ lâu tác động mơi trường, đáp ứng yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày tăng Tuyến đường hai bên cầu nâng cấp, lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể 1.2.2 Xu hướng phát triển : Trong chiến lược phát triển kinh tế thành phố vấn đề đặt xây dựng sở hạ tầng vững ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông 1.3 Nhu cầu vận tải qua sông Cấm: Theo định hướng phát triển kinh tế thành phố vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng tăng đáng kể Nhu cầu cung cấp vận chuyển hàng hóa từ Quảng Ninh thành phốHải Phòng ngày tăng 1.4 Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng cầu vƣợt sông Cấm: Qua quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh nhu cầu vận tải qua sông Cấm nên việc xây dựng cầu cần thiết Cầu đáp ứng nhu Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SÔNG CẤM – HẢI PHỊNG cầu giao thơng ngày cao địa phương Từ tạo điều kiện thuận lợi cho ngành kinh tế phát triển đặc biệt ngành công nghiệp dịch vụ du lịch Cầu Cấm nằm tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng thành phố Hải Phòng Nó cửa ngõ, mạch máu giao thông quan trọng tỉnh Quảng Ninh, Hải Dươngvà thành phố Hải Phòng, góp phần vào việc giao lưu phát triển kinh tế, văn hóa xã hội thành phố Về kinh tế: Phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại hai khu vực, nơi giao thơng hàng hóa thành phố Do tầm quan trọng trên, nên việc cần thiết phải xây dựng cầu cần thiết cấp bách nằm quy hoạch phát triển kinh tế chung thành phố 1.5 Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu : 1.5.1 Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối phẳng thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi cơng việc tổ chức xây dựng cầu 1.5.2 Khí hậu : Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết phân chia rõ rệt theo mùa, lượng mưa tập trung từ tháng đến tháng năm sau Ngồi chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa đơng bắc vào tháng mưa, độ ẩm tương đối cao gần biển 1.5.3 Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn khu vực ổn định, mực nước chênh lệch hai mùa: mùa mưa mùa khô tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: 18,60m MNTT: 16,50m MNTN: 14,30m 1.5.4 Địa chất : Trong q trình khảo sát tiến hành khoan thăm dò địa chất xác định lớp địa chất sau: Lớp 1: Sét có độ sệt Lớp 2: Cát pha sét hạt nhỏ Lớp 3: Cát hạt nhỏ chặt Với địa chất khu vực trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi ma sát chống vào lớp cát nhỏ chặt Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SÔNG CẤM – HẢI PHÒNG 1.5.5 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu : Vật liệu đá: Đá vận chuyển đến vị trí thi công đường cách thuận tiện Đá đảm bảo cường độ kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng khai thác gần vị trí thi cơng, đảm bảo độ sạch, cường độ số lượng Vật liệu thép: sử dụng loại thép nước thép Thái Nguyên,… loại thép liên doanh thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép lấy đại lý lớn khu vực lân cận Xi măng: nhà máy xi măng xây dựng tỉnh thành đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho cơng trình xây dựng thuận lợi, đảm bảo chất lượng số lượng mà u cầu cơng trình đặt Thiết bị cơng nghệ thi cơng: để hòa nhập với phát triển xã hội cạnh tranh theo chế thị trường thời mở cửa, cơng ty xây dựng cơng trình giao thơng mạnh dạn giới hóa thi cơng, trang bị cho máy móc thiết bị cơng nghệ thi cơng đại đáp ứng yêu cầu xây dựng công trình cầu Nhân lực máy móc thi cơng: thành phố có nhiều cơng ty xây dựng cầu đường có kinh nghiệm thi cơng Về biên chế tổ chức thi công đội xây dựng cầu hồn chỉnh đồng Cán có trình độ tổ chức quản lí, nắm vững kỹ thuật, cơng nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thi công trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ Nhìn chung vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi cơng, tình hình an ninh địa phương thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đề 1.6 Các tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu giải pháp kết cấu : 1.6.1 Các tiêu kỹ thuật : - Việc tính toán thiết kế cầu dựa tiêu kỹ thuật sau: - Tiêu chuẩn thiết kế : TCN 272-05 - Quy mô xây dựng: vĩnh cửu - Tải trọng : đoàn xe HL-93 đoàn người 300daN/m2 - Khổ cầu : B = + + 2x0,5 (m) - Khẩu độ cầu : L0=144 (m) - Độ dốc ngang : 2% - Sông thông thuyền cấp : V Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG 1.6.2 Giải pháp kết cấu : - Với điều kiện trình bày đưa giãi pháp kết cấu sau: Nguyên tắc chung: - Đảm bảo tiêu kỹ thuật duyệt - Kết cấu phải phù hợp với khả thiết bị đơn vị thi công - Ưu tiên sử dụng công nghệ tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tính thẩm mỹ Q trình khai thác an toàn thuận tiện kinh tế Giải pháp kết cấu cơng trình:  Kết cấu phần trên: Đưa giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dầm thép nhằm tạo mỹ quan cho cơng trình giảm số lượng trụ, bên cạnh đưa giải pháp giản đơn kết cấu ƯST để so sánh chọn phương án  - Kết cấu phần dưới: Móng cọc khoan nhồi Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng Kết cấu trụ dùng trụ đặc thân hẹp Đề xuất phƣơng án sơ bộ: Từ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, vào độ cầu Như ta đề xuất loại kết cấu sau: Phƣơng án 1: Cầu giản đơn chữ I Phƣơng án 2: Cầu giản đơn Super T Phƣơng án 3: Cầu dầm thép bê tông liên hợp BTCT 1.7 1.8  Kết cấu nhịp cầu giản đơn cầu dm ch I Sơ đồ kết cấu nhịp : 3x38+33 (m) Nhịp dầm thiết kế : 38 (m) Nhịp dầm tính toán : 37,40 (m) Lựa chọn kết cấu phần : Kết cấu : Dầm giản đơn chữ I, BTCT dự ứng lực Mặt cắt ngang : Gồm dầm chữ I đúc sẵn, căng tr-ớc Chiều cao dầm thiết kế 1,75m, đúc tr-ớc Khoảng cách dầm 2,4m, dốc ngang mặt đ-ờng 2% vỊ phÝa Tỉng bỊ réng cÇu : B = + 2x1,0 + 2x0,5 = 12 (m) Lùa chọn kết cấu phần d-ới : - Cấu tạo Trụ : Trụ đặc thân hẹp vật liệu BTCT th-ờng đặt móng cọc khoan nhồi có đ-ờng kính cäc = 1m Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG Th©n trơ rộng 1,6m theo ph-ơng dọc cầu 6,5m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn đầu theo đ-ờng tròn bán kính R = 0,8m Bệ móng cao 2m, rộng 5m theo ph-ơng dọc cầu 8m theo ph-ơng ngang cầu dự kiến sử dụng móng cọc đài thấp Mãng cäc sư dơng cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh cäc chôn cọc khoảng 25m Cấu tạo Mố : = 1m dự kiến chiều sâu Dạng mố nặng chữ U có t-ờng cánh ng-ợc vật liệu BTCT Bệ móng mố dày 2m, rộng 5m theo ph-ơng dọc cầu 13m theo ph-ơng ngang cầu Bệ móng đ-ợc đặt d-ới líp ®Êt phđ Mãng cäc sư dơng cäc khoan nhåi đ-ờng kính cọc = 1m dự kiến chiều dài chôn cọc khoảng 20m Hệ mặt cầu kết cấu khác : Độ dốc ngang cầu 2% phía Bản mặt cầu đổ chỗ dày 20 cm, liên tục đổ chỗ Lớp phủ mặt cầu gồm lớp : Lớp bê tông Asfan : 75mm Líp phßng n-íc : 4mm  Mui lun : 35mm Khe co gi·n b»ng cao su Gèi cÇu b»ng cao su lõi thép chế tạo sẵn Lan can cầu BTCT Cột đèn chiếu sáng hệ thống thoát n-íc sư dơng b»ng vËt liƯu gang VËt liƯu sư dụng cho kết cấu : Bê tông - Bê tông dầm chủ mác M500 Bê tông mố, trụ mác M300 Vữa xi măng phun ống gen mác M150 Cèt thÐp LÊy theo tiªu chuÈn TCN 272 - 05 cđa bé GTVT ThÐp c-êng ®é cao sư dơng loại tao thép có đ-ờng kính D = 15,2 cm Gồm sợi mm A = 140 (mm2) Môđun ®µn håi E = 197000 (MPA) Cèt thÐp th-êng dïng chọn AI thép có gờ AIII Kích th-ớc hình học dầm - Đã bố trí vẽ ph-ơng án chọn sơ Vật liệu Bê tông mác dÇm chđ M500 Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG Cèt thÐp c-ờng độ cao dùng loại S - 31, S - 32 cđa h·ng VSL - Thơy Sü, thÐp cÊu t¹o dùng loại CT3 CT5 1.9 Kt cu nhp cu gin n cu dm Super T Sơ đồ kết cấu nhịp : 3x38+33 (m) Nhịp dầm thiết kế : 38 (m) Nhịp dầm tính toán : 37,40 (m) Lựa chọn kết cấu phần : Kết cấu : Dầm giản đơn Super T, BTCT dự ứng lực Mặt cắt ngang : Gồm dầm đúc sẵn, căng tr-ớc Chiều cao dầm thiết kế 1,6m, đúc tr-ớc Khoảng cách dầm 2,4m, dốc ngang mặt đ-ờng 2% phía Tổng bề rộng cầu : B = + 2x1,0 + 2x0,5 = 12 (m) Lùa chän kÕt cÊu phÇn d-íi :  - Cấu tạo Trụ Trụ đặc thân hẹp vật liệu BTCT th-ờng đặt móng cọc khoan nhồi có đ-ờng kính cọc = 1m Thân trụ rộng 1,6m theo ph-ơng dọc cầu 6,5m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn đầu theo đ-ờng tròn bán kính R = 0,8m BƯ mãng cao 2m, réng 5m theo ph-¬ng dọc cầu 8m theo ph-ơng ngang cầu dự kiến sử dụng móng cọc đài thấp Móng cọc sử dụng cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh cäc = 1m dù kiÕn chiều sâu chôn cọc khoảng 25m Cấu tạo Mố Dạng mố nặng chữ U có t-ờng cánh ng-ợc vËt liƯu BTCT BƯ mãng mè dµy 2m, réng 5m theo ph-ơng dọc cầu 13m theo ph-ơng ngang cầu Bệ móng đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ Móng cọc sử dụng cọc khoan nhồi đ-ờng kính cọc chôn cọc khoảng 20m Hệ mặt cầu kết cấu khác : Độ dốc ngang cầu 2% phía Lớp phủ mặt cầu gồm lớp : = 1m dự kiến chiều dài Lớp bê tông Asfan : 75mm Líp phßng n-íc - : 4mm Mui lun : 35mm Khe co gi·n b»ng cao su Gèi cÇu b»ng cao su lõi thép chế tạo sẵn Lan can cầu b»ng BTCT Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG  Cét ®Ìn chiếu sáng hệ thống thoát n-ớc sử dụng vËt liƯu gang VËt liƯu sư dơng cho kÕt cÊu : Bê tông Bê tông dầm chủ mác M500 Bê tông mố, trụ mác M300 Vữa xi măng phun èng gen m¸c M150 Cèt thÐp - LÊy theo tiªu chn TCN 272 - 05 cđa bé GTVT Thép c-ờng độ cao sử dụng loại tao thép có ®-êng kÝnh D = 15,2 cm  Gåm sỵi mm A = 140 mm2 Môđun đàn hồi E = 197000 (MPA) Cèt thÐp th-êng dïng chän AI vµ thÐp có gờ AIII Kích th-ớc hình học dầm Đã bố trí vẽ ph-ơng án chọn sơ Vật liệu Bê tông mác dầm chủ M500 Cốt thép c-ờng độ cao dùng loại S - 31, S - 32 cđa h·ng VSL - Thơy Sü, thÐp cÊu t¹o dùng loại CT3 CT5 1.10 Kt cu nhp cu dm thộp bờ tụng liờn hp Sơ đồ kết cấu nhịp : 3x38+33 (m) Nhịp dầm thiết kế : 38 (m) Nhịp dầm tính toán : 37,40 (m) Lựa chọn kết cấu phần : Kết cấu : Dầm thép bê tông liên hợp Mặt cắt ngang : Gồm dầm thép Chiều cao dầm thiết kế 1,8m Khoảng cách dầm 2,4m, dốc ngang mặt đ-ờng 2% phía Tổng bề rộng cầu : B = + 2x1,0 + 2x0,5 = 12 (m)  Lùa chän kÕt cÊu phÇn d-íi :  - Cấu tạo Trụ Trụ đặc thân hẹp vật liệu BTCT th-ờng đặt móng cọc khoan nhồi có ®-êng kÝnh cäc = 1m Th©n trơ réng 1,6m theo ph-ơng dọc cầu 6,5m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn đầu theo đ-ờng tròn bán kính R = 0,8m BÖ mãng cao 2m, réng 5m theo ph-ơng dọc cầu 8m theo ph-ơng ngang cầu dự kiến sử dụng móng cọc đài thấp Móng cọc sử dụng cọc khoan nhồi đ-ờng kính cọc chôn cọc khoảng 20m Sinh Viên: Đào Văn Bền = 1m dù kiÕn chiỊu s©u Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HI PHềNG Cấu tạo Mố Dạng mố nặng chữ U có t-ờng cánh ng-ợc vật liệu BTCT Bệ móng mố dày 2m, rộng 5m theo ph-ơng dọc cầu 13m theo ph-ơng ngang cầu Bệ móng đ-ợc đặt d-íi líp ®Êt phđ Mãng cäc sư dơng cäc khoan nhồi đ-ờng kính cọc chôn cọc khoảng 25m Hệ mặt cầu kết cấu khác : Độ dốc ngang cầu 2% phía Lớp phủ mặt cầu gồm lớp : = 1m dự kiến chiều dài Lớp bê tông Asfan : 75mm Lớp phòng n-ớc : 4mm  Mui luyÖn : 35mm Khe co gi·n b»ng cao su Gèi cÇu b»ng cao su lâi thÐp chế tạo sẵn Lan can cầu BTCT Cột đèn chiếu sáng hệ thống thoát n-ớc sử dụng vËt liƯu gang VËt liƯu sư dơng cho kÕt cÊu : - Bê tông Bê tông mố, trụ mác M300 Cốt thép Lấy theo tiêu chuẩn TCN 272 - 05 cđa bé GTVT KÝch th-íc h×nh häc dầm Đã bố trí vẽ ph-ơng án chän s¬ bé Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG Ch-¬ng II : tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án lập tổng mức đầu tA ph-ơng án I : Cầu dầm giản đơn chữ I I mặt cắt ngang sơ đồ nhịp Khổ cầu : Cầu đ-ợc thiết kế cho xe chạy : K = (m) Tổng bề rộng cầu kể lan can, lề hành giải phân cách B = + 2x1,0 + 2x0,5 = 12 (m) Sơ đồ nhịp dầm : 3x38+33 (m) Tải trọng thiết kế HL93 Khổ thông thuyÒn : B = 25 (m) ; h = 3,5 (m) Khẩu độ thoát n-ớc : 144 (m) II tính toán sơ khối l-ợng kết cấu nhịp tính toán kết cấu nhịp giản đơn Tổ hợp nội lực theo TTGH : Theo TTGH c-ờng độ ta cã : Q = Trong ®ã : Qi : Tải trọng tiêu chuẩn : Hệ số tải trọng i = : Hệ số điều chỉnh Bảng hệ số tải trọng dùng trình thiết kế Hệ số tải trọng Loại tải trọng Lớn Nhỏ DC : Cấu kiện thiết bị phụ 1,25 0,90 DW : Lớp phủ mặt cầu tiện ích 1,50 0,65 LL : Hệ số m = 0,85 HÖ sè xung kÝch (1 + IM) = 1,25 1,75 1,00 Tải trọng th-ờng xuyên Tĩnh tải : Gồm trọng l-ợng thân mố trọng l-ợng kết cấu nhịp : Trọng l-ợng thân kết cấu dầm I đúc tr-ớc : Chiu cao dm ch H = 175cm Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: 10 ...THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG PHẦN I : THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH CẦU SƠNG CẤM– HẢI PHỊNG 1.1 Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển Hải Phòng: 1.1.1 Vị... xây dựng phát triển tỉnh nhu cầu vận tải qua sông Cấm nên việc xây dựng cầu cần thiết Cầu đáp ứng nhu Sinh Viên: Đào Văn Bền Trang: THIẾT KẾ CẦU SƠNG CẤM – HẢI PHỊNG cầu giao thơng ngày cao địa... : Cầu qua sơng Cấm thuộc địa phận thành phố Hải Phòng Cơng trình cầu sông Cấm nằm tuyến quốc lộ 18 nối từ tỉnhQuảng Ninh qua Huyện Thủy Nguyên vào thành phố Hải Phòng, tuyến đường cửa ngõ quan