Đang tải... (xem toàn văn)
bằng kinh nghiệm làm việc thực tiễn và kiến thức chuyên môn đƣợc đào tạo trong quá trình học Đại học và chƣơng trình cao học tại trƣờng Đại học giao thông vận tải, chuyên ngành Xây dựng cầu hầm, dƣới sự quan tâm, hƣớng dẫn trực tiếp của TS. Ngô Văn Minh. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều đƣợc trích dẫn nguồn rõ ràng và có độ chính xác cao nhất
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN TIẾN THÀNH NGHIÊN CỨU DẠNG KẾT CẤU NHỊP CẦU VƢỢT DẦM THÉP TẠI CÁC NÚT GIAO THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI -2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN TIẾN THÀNH NGHIÊN CỨU DẠNG KẾT CẤU NHỊP CẦU VƢỢT DẦM THÉP TẠI CÁC NÚT GIAO THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUN SÂU: XÂY DỰNG CẦU HẦM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGÔ VĂN MINH HÀ NỘI - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Học viên cam kết tự nghiên cứu thực đề tài này, kinh nghiệm làm việc thực tiễn kiến thức chun mơn đƣợc đào tạo q trình học Đại học chƣơng trình cao học trƣờng Đại học giao thông vận tải, chuyên ngành Xây dựng cầu hầm, dƣới quan tâm, hƣớng dẫn trực tiếp TS Ngô Văn Minh Mọi tham khảo dùng luận văn đƣợc trích dẫn nguồn rõ ràng có độ xác cao phạm vi hiểu biết Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Nguyễn Tiến Thành ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hƣớng dẫn TS Ngô Văn Minh tận tình dẫn tơi suốt q trình tìm hiểu, nghiên cứu thực luận văn Tôi tỏ lòng cảm ơn chân thànhtới thầy giáo Bộ môn Cầu Hầm Trƣờng Đại học giao thông vận tải giành nhiều thời gian góp ý giúp tơi hồn thiện luận văn mình, nhƣ thầy tận tình giảng dạy suốt q trình học tập, nghiên cứu để hồn thành khóa học Xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ suốt trình học tập làm luận văn tốt nghiệp Trân trọng cảm ơn! iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vi PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI, TÌNH TRẠNG VÀ QUY HOẠCH GIAO THƠNG CỦA THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG .3 1.1 Điều kiện địa lý tình hình kinh tế xã hội 1.1.1 Điều kiện địa lý tự nhiên, khí hậu, thuỷ hải văn .3 1.1.2 Tình hình kinh tế xã hội 1.2 Hiện trạng hệ thống giao thông TP Hải Phòng 1.2.1 Hiện trạng hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông đƣờng 1.2.2 Hoạt động vận tải hàng hóa hành khách .8 1.2.3 Tình trạng ùn tắc giao thơng 11 1.3 Quy hoạch giao thơng vận tải TP Hải Phòng 13 1.3.1 Định hƣớng phát triển tuyến đƣờng vành đai 13 1.3.2 Quy hoạch nút giao thông, cầu vƣợt 18 Kết luận chƣơng 22 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU KẾT CẤU CẦU DẦM THÉP PHÙ HỢP VỚI CÁC NÚT GIAO THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG .24 2.1 Đặc điểm cầu dầm thép sử dụng Việt Nam .24 2.1.1 Các dạng cầu thép sử dụng Việt Nam 24 2.1.2 Xu hƣớng phát triển dầm thép giới 33 2.1.3 Phân tích ƣu nhƣợc điểm kết cấu cầu dầm thép .36 2.1.4 Những hạn chế kết cấu cầu dầm thép áp dụng Việt Nam 38 2.2 Các loại nút giao kinh nghiệm ứng dụng cầu vƣợt thép đô thị 40 2.2.1 Nút giao trực thông 40 2.2.2 Nút giao khác mức liên thông: 41 2.3 Hệ thống cầu vƣợt nút giao đô thị 42 iv 2.3.1 Tổng quan 42 2.3.2 Đặc điểm kết cấu cầu vƣợt 43 2.4 Hiện trạng giao thông số nút giao thành phố Hải Phòng .45 2.4.1 Tình trạng nút giao thơng, đặc biệt nút giao thông nội đô 45 2.4.2 Đề xuất phƣơng án cầu vƣợt dầm thép cho nút giao điển hình thành phố Hải Phòng 54 Kếtluậnchƣơng2 57 CHƢƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP CẦU VƢỢT KẾT CẤU NHỊP DẦM THÉP TẠI CÁC NÚT GIAO Ở HẢI PHỊNG 59 3.1 Phân tích giải pháp lựa chọn cầu vƣợt kết cấu dầm thép dạng mặt cắt chữ I 59 3.1.1 Phân tích sở thiết kế 59 3.1.2 Lựa chọn hƣớng cầu, khổ cầu 59 3.1.3Phƣơng án thiết kế thi công chủ đạo 60 3.1.4 Đánh giá giải pháp cầu vƣợt kết cấu dầm mặt cắt chữ I 75 3.2 Phân tích giải pháp lựa chọn cầu vƣợt kết cấu dầm thép dạng mặt cắt hộp lòng máng .75 3.2.1Phân tích sở thiết kế 75 3.2.2 Lựa chọn hƣớng cầu, khổ cầu 76 3.2.3 Phƣơng án thiết kế thi công chủ đạo 76 3.2.4 Giải pháp thiết kế cầu vƣợt .78 3.3 Phân tích giải pháp lựa chọn cầu vƣợt kết cấu dầm thép dạng mặt cắt hộp chữ nhật 85 3.3.1 Phân tích sở thiết kế 85 3.3.2 Lựa chọn hƣớng cầu, khổ cầu 86 3.3.3 Phƣơng án thiết kế thi công chủ đạo 86 3.3.4 Giải pháp thiết kế cầu vƣợt .88 3.4 So sánh, đánh giá hiệu khả áp dụnng dạng kết cấu cầu vƣợt Hải Phòng 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .101 TÀI LIỆU THAM KHẢO .103 PHỤ LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTCT Bê tông cốt thép BTCT DƢL Bê tông cốt thép dự ứng lực ĐT Đƣờng tỉnh GTVT Giao thông vận tải KTXH Kinh tế xã hội QL Quốc lộ TP Thành phố vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 1.1: Thông số nút giao thành phố Hải Phòng .7 Bảng 1.2 So sánh phƣơng tiện ô tô thành phố lớn Bảng 1.3: Quy hoạch tuyến đƣờng vành đai đô thị 15 Bảng 1.4: Quy hoạch tuyến đƣờng trục đô thị .17 Bảng 1.5: Quy hoạch vị trí nút giao cao tốc, quốc lộ ngồi thị .18 Bảng 1.6: Quy hoạch vị trí nút giao vành đai .19 Bảng 1.7: Quy hoạch vị trí nút giao vành đai 2, vành đai 21 Bảng 1.8: Hiện trạng nút giao địa bàn thành phố Hải Phòng 46 Bảng 2.1: Khái toán sơ phƣơng án 54 Bảng 2.2: Khái toán sơ phƣơng án 55 Bảng 2.3: Khái toán sơ phƣơng án 56 vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang Hình 1.1 Vị trí địa lý thành phố Hải Phòng .3 Hình 1.2 Hiện trạng cấu đảm nhận vận chuyển hàng hóa phƣơng thức vận tải thành phố Hải Phòng Hình 1.3 Tăng trƣởng phƣơng tiện tơ thành phố Hải Phòng giai đoạn 2010– 2015 10 Hình 1.4 Chuỗi tăng trƣởng phƣơng tiện xe tải thành phố Hải Phòng giai đoạn 2005–2015 10 Hình 1.5 Cơ cấu phƣơng tiện xe tải TP Hải Phòng năm 2015 11 Hình 1.6 Ùn tắc giao thông tuyến đƣờng 356 – Đình Vũ 12 Hình 1.7 Ùn tắc giao thông tuyến đƣờng QL5 (Nguyễn Văn Linh – Nguyễn Bỉnh Khiêm) .12 Hình 1.8 Ùn tắc giao thông vào cao điểm khu vực nội 12 Hình 1.9: Quy hoạch tuyến vành đai đƣờng Hải Phòng 13 Hình 1.10: Quy hoạch tuyến vành đai trục thị thành phố Hải Phòng 16 Hình 2.1:Cấu tạo cầu dầm thép I 25 Hình 2.2: Cầu Bính – Hải Phòng 25 Hình 2.3: Cầu Sài Gòn 26 Hình 2.4:Cấu tạo cầu dầm hộp thép lòng máng 27 Hình 2.5:Cấu tạo cầu dầm hộp thép chữ nhật 27 Hình 2.6:Cầu dầm hộp thép lòng máng Daewoo – Nguyễn Chí Thanh 27 Hình 2.7 : Thống kê chiều dài cầu toàn quốc (m) 28 Hình 2.8 : Cầu Dục Mỹ QL 26 đoạn Khánh Hòa 28 Hình 2.9 : Cầu Cát QL 1A đoạn Quảng Ngãi 29 Hình 2.10: Các hệ liên kết ngang cầu dầm thép 29 Hình 2.11: Cấu tạo liên kết ngang cầu Gành QL 1A đoạn Bình Định 29 viii Hình 2.12: Bản mặt cầu BTCT lắp ghép - cầu Rong QL 1A đoạn Hà Tĩnh 30 Hình 2.13: Bản mặt cầu BTCT lắp ghép 30 Hình 2.14: Cấu tạo bố trí liên kết neo xoắn lò xo 30 Hình 2.15: Cấu tạo bố trí liên kết neo mềm 31 Hình 2.16: Neo cứng thép thép C 31 Hình 2.17: Neo cứng thép L .32 Hình 2.18: Neo mềm chống trƣợt .32 Hình 2.19: Neo mềm chống trƣợt tải trọng 32 Hình 2.20: Neo mềm chống trƣợt co ngót thay đổi nhiệt độ 32 Hình 2.21: Neo mềm chống bóc .33 Hình 2.22: Một số mặt cắt dầm thép, liên hợp thép điển hình 33 Hình 2.23: Cầu dầm vỏ thép liên hợp BTCT dự ứng lực SCP 34 Hình 2.24: Cấu tạo mặt cắt ngang cầu dầm thép 35 Hình 2.25: Phối cảnh 3D thi công dầm VTF mặt cắt chữ I 36 Hình 2.26: Nút giao trực thông – Ngã Tƣ Sở - TP Hà Nội 40 Hình 2.27: Nút giao Chƣơng Dƣơng - TP Hà Nội 42 Hình 2.28: Cầu vƣợt Láng Hạ - Thái Hà - TP Hà Nội .44 Hình 2.29: Cầu vƣợt Chùa Bộc - Thái Hà - TP Hà Nội 44 Hình 2.30: Cầu vƣợt Đại Cồ Việt – Trần Khát Chân – TP Hà Nội 45 Hình 2.31: Nút giao Lê Hồng Phong - Nguyễn Bỉnh Khiêm 48 Hình 3.1: Bình đồ mặt bố trí cầu vƣợt nút giao Lê Hồng Phong – Nguyễn Bỉnh Khiêm 61 Hình 3.2: Bề rộng mặt cầu 62 Hình 3.3: Mặt cắt ngang mặt cầu .62 Hình 3.4: Mặt cắt ngang cầu dầm thép I 63 Hình 3.5: Mặt cắt ngang nhịp dẫn dầm thép I 63 Hình 3.6: Mặt bố trí mặt cầu vƣợt dầm thép chữ I 64 Hình 3.7: Mặt cắt ngang vị trí nhịp cầu vƣợt dầm thép chữ I 64 STT MÃ HIỆU ĐỊNH MỨC ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN MÃ HIỆU ĐƠN GIÁ NỘI DUNG CÔNG VIỆC ĐƠN VỊ KHỐI LƢỢNG VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY 10 TT3 MS.02101 Làm bề mặt kim loại phun cát, độ 2,5SA) m² 5.044 26.103 253.058 114.817 131.666.376 1.276.428.808 579.141.956 11 TT3 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS1 m² 2.939 90.602 233.592 69.383 266.265.869 686.491.611 203.905.728 74.356 233.592 69.383 125.701.644 394.895.747 117.294.230 2636,94+301,912 12 TT3 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS2 2.939 m² 1330,21+360,328 1.691 1.691 13 TT3 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS3 m² 19 107.265 233.592 69.383 2.062.813 4.492.203 1.334.300 14 TT3 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS5 m² 19 49.571 233.592 69.383 930.596 4.385.218 1.302.523 15 TT3 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS7 m² 1.077 49.571 233.592 69.383 53.381.771 251.549.127 74.716.583 16 SB.32210 3.569 55.000 18.493 196.284.000 65.996.680 17 TT3 TT3 Lắp đặt đinh neo D22x150 7.603 67.450 3.628 512.818.549 27.582.430 18 TT3 MS.03001 Làm mối hàn để kiểm tra m 1.313 1.871 240.080 77.387 2.457.005 315.246.478 101.616.389 861 481.783 322.754 922.805 516.513.296 346.020.636 SB.32210 Lắp đặt loại bu lông cƣờng độ cao M22 (5,824+102,507)+(899,9+63,856)+(134,878 +53,872)+52,25 19 TT3 MS.04101 Kiểm tra siêu âm mối hàn 1.313 m (5,824+102,507)+(899,9+63,856) 20 BG Kiểm tra mối hàn phƣơng pháp bột từ (134,878+53,872)+52,25 Thi công hệ dầm chủ 1.072 1.072 m 241 241 300.000 72.300.000 STT MÃ HIỆU ĐỊNH MỨC 21 AI.11911 ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN MÃ HIỆU ĐƠN GIÁ NỘI DUNG CÔNG VIỆC ĐƠN VỊ KHỐI LƢỢNG VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY AI.11911 Sản xuất hệ gá thi công (KH2%*6 tháng+7%) 46 2.720.598 8.597.475 2.808.905 126.398.999 399.438.665 130.501.715 (19128,145+3374,269+3057,182)/1000+20, 46 22 AI.63311 AI.63311 Lắp dựng tháo dỡ hệ gá chế tạo dầm hộp thép (K=1,6) 46 651.045 4.931.382 3.129.730 30.247.540 229.111.989 145.407.233 23 AI.11911 AI.11911 Sản xuất hệ đà giáo trụ tạm (KH2%*6 tháng+7%) 64 2.720.598 8.597.475 2.808.905 174.224.397 550.573.670 179.879.451 4.931.382 3.129.730 41.692.256 315.800.746 200.424.748 39,356+9+2,01+3 24 AI.63311 64 AI.63311 Lắp dựng tháo dỡ hệ trụ tạm (K=1,6) 64 651.045 25 GVL Thép tròn thi cơng 15.000.000 32.400.000 26 GVL Bạt che phục vụ thi công m² 2.001 10.000 20.010.000 27 GVL Nêm gỗ m³ 2.500.000 17.725.000 28 AB.25323 AB.25323 Đào móng cơng trình máy 100m³ 537.869 1.292.264 29 AB.41423 AB.41423 Vận chuyển đất ôtô tự đổ phạm vi ≤1000m, đất cấp III 100m³ 2.245.100 30 AB.42323 AB.42323 Vận chuyển đất 1000m tiếp theo, cự ly vận 100m³ chuyển 7km ôtô tự đổ tấn, đất cấp III 5.238.569 STT MÃ HIỆU ĐỊNH MỨC MÃ HIỆU ĐƠN GIÁ ĐƠN GIÁ NỘI DUNG CÔNG VIỆC ĐƠN VỊ 31 AB.42423 AB.42423 Vận chuyển 10km phạm vi 7km 100m³ ôtô tự đổ tấn, đất cấp III 32 AB.66123 AB.66123 Đắp cát cơng trình máy đầm 16 tấn, độ 100m³ chặt yêu cầu K=0,95 33 AG.11320 AG.11324 Bê tông kê, C20 m³ 34 AG.13212 AG.13212 Sản xuất, lắp đặt cốt thép kê 35 AG.31111 AG.31111 36 AG.41511 AG.41511 KHỐI LƢỢNG VẬT LIỆU NHÂN CÔNG THÀNH TIỀN MÁY VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY 52.818.443 68.303.395 4.048.044 4.677.290 7.930.000 415.878 838.601 800.279 1.034.900 61.334 13.939.010 3.953.077 895.305 Ván khuôn kê 100m² 553.379 8.234.384 Lắp đặt kê 40.846 29.199 84.781 66 Bê tông mặt cầu 37 AF.32310 AF.32316 Bê tông C30 m³ 7.925 1.323.752 770.158 195.190 38 AI.52221 AI.52221 Sản xuất ván khuôn thép để lại 86 15.706.514 7.889.661 2.488.714 1.350.760.236 678.510.829 214.029.367 39 AI.65421 AI.65421 Lắp đặt ván khuôn thép để lại 75 735.146 5.395.964 2.469.410 55.135.960 404.697.333 185.205.785 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS1 m² 711 90.602 233.592 69.383 64.386.311 166.001.984 49.306.874 MS.05103 Sơn bề mặt kết cấu thép HS2 m² 1.800 74.356 233.592 69.383 133.840.800 420.465.168 124.889.008 3.082.981 12.419.295 689.874 22.659.912 91.281.820 5.070.574 16.728.904 3.758.131 687.136 40 AF.82111 AF.82111 Ván khuôn thép luân chuyển 100m² 41 AI.52211 AI.52211 Sản xuất kết cấu thép khung đỡ, giá đỡ, bệ đỡ (Kh2%*2 tháng+7%) 1.683.265 9.210.475 2.279.490 42 AI.65411 AI.65411 Lắp đặt, tháo dỡ khung đỡ, giá đỡ, bệ đỡ (K=1,6) 1.170.255 9.862.076 4.257.234 43 AF.61522 AF.61522 Sản xuất, lắp dựng cốt thép BMC, đƣờng kính 18mm AK.83421 AK.83421 Sơn sắt thép VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY 13.867.952 2.758.730 658.160 1.497.738.773 297.942.873 71.081.332 10.171 20.758 5.542.467 11.312.163 1.323.752 770.158 195.190 199.648.331 116.155.242 29.438.627 3.082.981 12.419.295 724.005 42.169.017 169.871.120 9.902.936 13.940.753 3.131.776 572.614 6.747.324 1.515.779 277.145 13.867.952 2.758.730 658.160 253.242.664 50.377.174 12.018.669 4.385.257 968.714 8.770.514 1.937.429 17.222 114.320 537.320 3.566.795 14.805 15.042 5.785.093 5.877.871 108000/1000 45 KHỐI LƢỢNG THÀNH TIỀN 108 108 m² 544,95 545 545 Gờ lan can, ụ chân cột đèn 46 AF.32310 AF.32316 Bê tông C30 m³ 75,41*2 47 AF.82111 AF.82111 Ván khuôn 151 100m² 683,89*2/100 48 AF.61522 AF.61522 Cốt thép D18 (9130,42*2)/1000 50 BB.19707 BB.19707 Lắp đặt ống HDPE D65/50 18 100m 100*2/100 51 AK.95211 AK.95211 Chét khe nối dây thừng tẩm nhựa AK.85311 AK.85311 Diện tích sơn 195,38*2 Lan can, tay vịn 2 m 15,6*2 52 18 31 31 m² 391 391 STT MÃ HIỆU ĐỊNH MỨC 53 AI.21152 ĐƠN GIÁ NỘI DUNG CÔNG VIỆC ĐƠN VỊ KHỐI LƢỢNG VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY AI.21152 Sản xuất cấu kiện dầm thép dàn kín, kết cấu thép lan can cầu đƣờng 28 16.138.799 7.555.454 2.077.419 452.112.322 211.658.477 58.196.827 20.142.480 57.187.349 (10312,55+17701,05)/1000 54 28 BG Mạ kẽm nhúng nóng 28 9.000.000 AI.61142 Lắp đặt lan can 28 1.888.032 719.015 2.041.385 Vữa đệm m² 25.706 34.390 1.153 Bu lông 55 AI.61142 56 AK.41120 AK.41125 57 THÀNH TIỀN MÃ HIỆU ĐƠN GIÁ BG (400+400+600+600+800) 2.800 252.126.000 20.000 52.891.324 56.000.000 2.800 gối cầu 58 AL.25111 59 AL.25111 Lắp đặt gối cầu thép 10 1.784.382 BG gối chậu thép DH9500 10 121.218.960 17.843.815 1.212.189.600 Khe co giãn 60 AL.25223 AL.25223 Lắp đặt khe co giãn thép mặt cầu khớp nối kiểu lƣợc phƣơng pháp lắp sau m 30 16.300.928 4.483.664 1.385.547 489.027.844 134.509.922 41.566.401 61 AF.14320 AF.14325 Bê tông khe co giãn m³ 1.341.270 1.353.794 39.448 9.388.891 9.476.555 276.133 62 AF.61522 AF.61522 Cốt thép D