Đồ án tốt nghiệp cầu dây văng và nút giao khác mức

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành công trình giao thông thành phố Đại học giao thông vận tải 2018 gồm 2 nhiệm vụ: Nhiệm vụ 1 thiết kế nút giao khác mức, nhiệm vụ 2 thiết kế cầu dây văng. Gồm 2 phương án nút giao khác mức, cầu dây văng 4 nhịp 3 trụ tháp.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

SINH VIÊN : HÀ VĂN VƯƠNG

GV HƯỚNG DẪN : PGS.TS ĐÀO DUY LÂM

GV ĐỌC DUYỆT : TS NGUYỄN HỮU HƯNG

HÀ NỘI, 12 - 2017

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

1 NỘI DUNG, CHẤT LƯỢNG VÀ TIẾN ĐỘ CỦA ĐỒ ÁN:

2 TINH THẦN VÀ THÁI ĐỘ LÀM VIỆC:

3 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ:

4 ĐIỂM THÀNH PHẦN: /10

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2017

Giảng viên hướng dẫn

Trang 4

NHẬN XÉT ĐỌC DUYỆT ĐỒ ÁN

1 NỘI DUNG VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA ĐỒ ÁN:

2 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ:

3 ĐIỂM THÀNH PHẦN: /10

Hà Nội, ngày tháng 01 năm 2018

Giảng viên đọc duyệt

Bộ môn ký duyệt

Trưởng Bộ môn/Chủ tịch Hội đồng

Trang 5

GVHD: PGS.TS ĐÀO DUY LÂM SVTH: HÀ VĂN VƯƠNG

LỜI NÓI ĐẦU

Bước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dụng cơ sở vật chất

hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải là một ngành được quan tâm đầu tư xây dựng nhiều vì

đây là huyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành khác

phát triển Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên

môn vững chắc để nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến hiện đại của thế giới

và xây dựng nên những công trình giao thông mới, hiện đại, có chất lượng và tính thẩm mỹ

cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mới mở cửa

Sau thời gian học tập tại trường ĐH GTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự

chỉ bảo dạy dỗ tận tình của những thầy cô trong trường ĐH GTVT nói chung và các thầy cô

trong Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Giao thông Thủy – Khoa

Công trình nói riêng, em đã tích lũy được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của

một kỹ sư trong tương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến

thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi

sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của

các thầy cô giáo trong Bộ môn môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Giao

thông Thủy – Khoa Công trình, đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS

Đào Duy Lâm, thầy đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo để giúp em có thể hoàn thành đồ án tốt

nghiệp của mình theo đúng tiến độ

 GVHD: PGS.TS ĐÀO DUY LÂM

 GVĐD: TS NGUYỄN HỮU HƯNG

Do thời gian làm đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực tế còn

có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin kính

mong các thầy, cô trong Bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ án cũng như kiến

thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 02 tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Hà Văn Vương

Trang 6

MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO LẬP THỂ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ 2

1.1 Khái niệm nút giao thông lập thể 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Phân loại 2

1.1.3 Ưu, nhược điểm 3

1.2 Nút giao thông khác mức trong đô thị và trên các tuyến giao thông 3

1.2.1 Khả năng áp dụng 3

1.2.2 Lựa chọn chỉ tiêu kỹ thuật cho nút giao thông khác mức trong đô thị 3

1.2.3 Nút giao ba nhánh (ngã ba) 4

1.2.4 Nút giao bốn nhánh (ngã tư) 7

1.3 Cầu cong trong nút giao lập thể 12

1.3.1 Tổng quan 12

1.3.2 Cấu tạo cầu cong 12

1.3.3 Công nghệ thi công cầu cong 14

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔ CHỨC GIAO THÔNG NÚT GIAO 15

2.1 Giới thiệu chung 15

2.1.1 Vị trí và thông số chung của nút hiện tại 15

2.1.2 Đặc điểm tự nhiên và tình hình kinh tế - xã hội (Hà Nội) 15

2.1.3 Hiện trạng nút giao 20

2.2 Sự cần thiết phải đầu tư 22

2.3 Quy mô xây dựng nút giao 22

2.3.1 Quy mô xây dựng, mặt cắt ngang 22

2.3.2 Các chỉ tiêu và thông số thiết kế 26

2.3.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật 26

2.4 Phương án thiết kế nút giao 28

Trang 7

2.4.1 Phương án 1 28

2.4.2 Phương án 2 29

2.3.2.1 Tổ chức giao thông trong nút giao 29

2.4.3 Đánh giá và kết luận 31

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HÌNH HỌC NÚT GIAO 33

3.1 Lựa chọn thông số kỹ thuật thiết kế nút giao 33

3.1.1 Lựa chọn vận tốc thiết kế 33

3.1.2 Lựa chọn số làn và bề rộng làn 34

3.1.3 Các thông số kỹ thuật trên cầu chính 35

3.3 Xác định tầm nhìn trong phạm vi nút giao khác mức 35

3.3.1 Tính toán tầm nhìn trên bình đồ 35

3.3.2 Tính toán tầm nhìn trắc dọc 36

3.3.3 Tính toán bán kính cong đứng 37

3.4 Thiết kế mặt bằng nút giao thông 40

3.4.1 Nguyên tắc thiết kế: 40

3.4.2 Tính toán lựa chọn bán kính cong nằm 41

3.4.3 Thiết kế làn tăng, giảm tốc 41

3.4.4 Tính toán các yếu tố hình học của nhánh 42

3.5 Thiết kế trắc dọc 45

3.5.1 Nguyên tắc thiết kế trắc dọc 45

3.5.2 Xác định cao độ khống chế trắc dọc 45

3.5.3 Xác định độ dốc dọc 45

3.6 Thiết kế trắc ngang 46

3.6.1 Nguyên tắc thiết kế trắc ngang 46

3.6.2 Xác định độ dốc ngang và siêu cao 46

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU CẦU TẠI NÚT GIAO 48

4.1 Kết cấu nhịp 48

Trang 8

4.1.1.Thông số chung kết cấu nhịp cầu 48

4.1.2 Mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu 48

4.2 Kết cấu phần dưới 49

4.2.1 Kết cấu trụ cầu 50

4.2.2 Kết cấu mố cầu 51

4.3 Giải pháp bố trí các kết cấu phụ trợ trên cầu 52

4.3.1 Lớp phủ mặt cầu 52

4.3.2 Lan can 52

4.3.3 Thoát nước 53

4.3.4 Chiếu sáng 53

4.3.5 Gối cầu 54

4.3.6 Khe co giãn 55

4.4 Các thông số về vật liệu 55

4.4.1 Bê tông: 55

4.4.2 Cốt thép thường 56

4.4.3 Cốt thép dự ứng lực 56

4.5 Công nghệ xây dựng cầu trong nút giao 56

PHẦN II: THIẾT KẾ CẦU VƯỢT SÔNG 60

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DÂY VĂNG 61

1.1 Tổng quan về kết cấu cầu dây văng 61

1.1.1 Khái niệm chung 61

1.1.2 Lịch sử phát triển cầu dây văng 62

1.1.3 Ưu, nhược điểm của kết cấu cầu dây văng 65

1.2 Cấu tạo của cầu dây văng 66

1.2.1 Bố trí sơ đồ nhịp 66

1.2.2 Bố tí cáp dây văng trên phương ngang 67

1.2.3 Bố trí cáp văng trên phương dọc cầu 70

Trang 9

1.2.4 Cấu tạp tháp cầu 71

1.2.5 Dầm chủ 72

1.2.6 Cấu tạo dây văng 73

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN CẦU DÂY VĂNG 75

2.1 Tổng quan về dự án xây dựng cầu Bạch Đằng - cầu chính dây văng 75

2.1.1.Giới thiệu chung dự án và giải pháp thiết kế cầu 75

2.1.2 Điều kiện địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn 78

2.1.3 Quy mô công trình 80

2.1.4 Tiêu chuẩn áp dụng 80

2.2 Giới thiệu chung về phương án (Phần cầu dây văng) 81

2.2.1 Bố trí chung công trình 81

2.2.2 Kết cấu phần trên 81

2.2.3 Kết cấu phần dưới 83

2.3 Tính toán nội lực 85

2.3.1 Tĩnh tải 85

2.3.2 Hoạt tải 86

2.4 Thiết kế dây văng 87

2.4.1 Các đặc trưng vật liệu 87

CHƯƠNG 3: ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC DÂY VĂNG 88

3.1 Mục tiêu của điều chỉnh nội lực 88

3.1.1 Mục đích của việc điều chỉnh nội lực 88

3.1.2 Nguyên tắc điều chỉnh nội lực 88

3.1.3 Các giả thiết khi điều chỉnh nội lực 89

3.1.4 Các biện pháp điều chỉnh nội lực 89

3.1.5 Nội dung tính toán cầu dây văng khi điều chỉnh nội lực 91

3.2 Lý thuyết điều chỉnh nội lực 92

3.2.1 Trạng thái xuất phát 92

Trang 10

3.2.2 Trạng thái cuối cùng 92

3.2.3 Mục đích của bài toán điều chỉnh nội lực 92

3.2.4 Nội dung tính toán cầu dây văng khi điều chỉnh nội lực 93

3.2.5 Hệ phương trình chính tắc của bài toán điều chỉnh nội lực 93

3.3 Tính toán sơ chỉnh nội lực 96

3.3.1 Giai đoạn căng sơ chỉnh 97

3.3.2 Nội lực và biến dạng của cầu dây văng theo sơ đồ thi công đúc hẫng 97

3.3.3 Các số liệu tính toán ban đầu 97

3.3.4 Trình tự các bước thi công 98

3.3.5 Sơ đồ các bước điều chỉnh nội lực 100

3.4 Tính toán vi chỉnh nội lực 103

3.4.1 Nguyên tắc vi chỉnh 103

3.4.2 Ma trận ảnh hưởng mô men và chuyển vị của dầm cứng 103

3.4.3 Phương trình tính toán lực căng vi chỉnh 103

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM DUYỆT DÂY VĂNG 105

4.1 Đặc điểm cấu tạo của hệ dây văng 105

4.4.1 Tính góc nghiêng của các dây văng 105

4.1.2 Tính toán số tao cáp cần thiết 106

4.2 Tính toán nội lực trong dây văng 112

4.2.1 Tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công 112

4.2.2 Tính nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác 114

4.2.3 Tổng hợp nội lực trong dây văng 116

4.3 Kiểm duyệt dây văng 117

4.3.1 Công thức kiểm toán 117

4.3.2 Kiểm duyệt dây văng 117

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 119

5.1 Kích thước hình học mặt cắt dầm chủ 119

Trang 11

5.2 Tính toán nội lực bản mặt cầu 120

5.3 Bố trí cốt thép 122

5.3.1.Vật liệu sử dụng 122

5.3.2 Chọn tiết diện cốt thép 122

5.4 Kiểm toán nứt 125

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 129

6.1 Tính nội lực dầm chủ 129

6.1.1 Tính nội lực theo các giai đoạn thi công 129

6.1.2 Tính nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác 134

6.1.3 Tổng hợp nội lực dầm chủ 138

6.2 Tính toán và bố trí cốt thép 139

6.2.1 Các đặc trưng vật liệu 139

6.2.2 Nguyên tắc tính toán cốt thép 140

6.2.3 Quy đổi mặt cắt dầm 141

6.2.4 Bố trí cốt thép Dự ứng lực 141

6.2.5 Tính đặc trưng hình học của mặt cắt 144

6.3 Tính toán mất mát ứng suất 147

6.3.1 Mất mát ứng suất do thiết bị neo 147

6.3.2 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 147

6.3.3 Mất mát ứng suất do ma sát 148

6.3.4 Mất mát ứng suất do co ngót 148

6.3.5 Mất mát ứng suất do từ biến 149

6.3.6 Mất mát ứng suất do tự chùng 149

6.3.7 Tổng mất mát ứng suất 150

6.4 Kiểm toán mặt cắt dầm chủ theo TTGH cường độ 150

6.4.1 Nguyên tắc tính duyệt 150

6.4.2 Kiểm toán dầm chủ theo điều kiện cường độ 154

Trang 12

6.4.3 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối đa 158

6.5 Kiểm toán mặt cắt dầm chủ theo TTGHSD 160

6.5.1 Các giới hạn ứng suất trong bê tông 160

6.5.2 Kiểm toán ứng suất trong bê tông trong giai đoạn sử dụng 160

6.5.3 Kiểm toán ứng suất trong giai đoạn thi công (Chi tiết xem Phụ lục 2) 164

6.5 Kiểm toán độ võng của dầm chủ 165

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THÁP CẦU 167

7.1 Cấu tạo tháp cầu 167

7.1.1 Các kích thước cơ bản 167

7.1.2 Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu 168

7.1.3 Yêu cầu tính toán 168

7.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ tháp 168

7.2.1 Các loại tải trọng 168

7.2.2 Trọng lượng bản thân tháp cầu (DC1) 169

7.2.3 Tải trọng tĩnh tải, lực căng trước trong dây văng và hoạt tải 169

7.2.4 Áp lực nước (WA) 170

7.2.5 Áp lực đất (ES) 171

7.2.6 Lực hãm xe (BR) 171

7.2.7 Lực ma sát gối (FR) 172

7.2.8 Tải trọng gió (WS, WL) 172

7.2.9 Tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn 178

7.3 Tính toán và bố trí cốt thép cho các mặt cắt 186

7.3.1 Nguyên tắc tính và bố trí cốt thép 186

7.3.2 Bố trí và kiểm toán cốt thép mặt cắt chân tháp (Mặt cắt II-II) 190

7.3.3 Bố trí và kiểm toán cốt thép mặt cắt dầm ngang (Mặt cắt III-III) 195

7.3.4 Bố trí và kiểm toán cốt thép mặt cắt giằng gió (Mặt cắt IV-IV) 200

7.4 Tính toán cọc khoan nhồi 205

Trang 13

7.4.1 Thông số đầu vào 205

7.4.2 Tính toán bố trí cọc trong móng 205

7.4.3 Kiểm toán cọc 208

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 212

8.1 Các biện pháp thi công chủ đạo 212

8.1.1 Bước 1: Công tác chuẩn bị 212

8.1.2 Bước 2: Thi công hệ sàn đạo 212

8.1.3 Bước 3: Xác định tim cọc thi công 213

8.1.4 Bước 4: Rung hạ ống vách khoan 214

8.1.5 Bước 5: Khoan tạo lỗ 215

8.1.6 Bước 6: Vệ sinh hố khoan lần 1 217

8.1.7 Bước 7: Hạ lồng thép, vệ sinh lỗ khoan lần 2 217

8.1.8 Bước 8: Lắp ống đổ bê tông 218

8.1.9 Bước 9: Đổ bê tông 219

8.2 Thi công trụ tháp 220

8.3 Thi công kết cấu nhịp 223

8.4.1 Thi công đốt K0 223

8.4.2 Thi công các đốt Ki 224

PHỤ LỤC 1 225

PHỤ LỤC 2 226

TÀI LIỆU THAM KHẢO 315

Trang 14

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1.1 Nhánh rẽ trái bán trực tiếp và nhánh rẽ hình chữ Y 5

Hình 1-1.2 Nút giao ba nhánh Trompete 5

Hình 1-1.3 Nút giao ngã ba hình quả lê 6

Hình 1-1.4 Ngã ba nhánh hình tam giác 6

Hình 1-1.5 Nút giao hình hoa thị hoàn chỉnh 7

Hình 1-1.6 Nút giao hoa thị không hoàn chỉnh 8

Hình 1-1.7 Nút giao nhánh rẽ trực tiếp 8

Hình 1-1.8 Nút giao hình thoi 9

Hình 1-1.9 Nút giao hình hoa thoi 10

Hình 1-1.10 Nút giao hình cối xay gió 11

Hình 1-1.11 Nút giao nhiều nhánh 11

Hình 1-1.12 Vị trí nút giao Nguyễn Khánh Toàn - Nguyễn Văn Huyên 15

Hình 1-2.1 Tình hình giao thông nút 19

Hình 1-2.3 Nút giao thông Nguyễn Văn Huyên 20

Hình 1-2.4 Đường Nguyễn Khánh Toàn 21

Hình 1-2.5 Các phương tiện chuyển hướng sang đường Nguyễn Khánh Toàn 21

Hình 1-2.6 Cấu tạo điển hình phần phân cách 25

Hình 1-2.7 Mặt cắt ngang đường Nguyễn Khánh Toàn 26

Hình 1-2.8 Mặt cắt ngang đường Nguyễn Văn Huyên 26

Hình 1-2.9 Phương án 1 28

Hình 1-2.10 Phương án 2 30

Hình 1-3.1 Sơ đồ tính toán tầm nhìn cho đường nhánh 36

Hình 1-3.2 Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên trắc dọc 37

Hình 1-3.3 Sơ đồ tình Rlõm 39

Hình 1-3.4 Sơ đồ tính toán bình đồ đường nhánh rẽ trái gián tiếp 43

Hình 1-3.5 Sơ đồ tính toán trắc dọc nhánh rẽ trái gián tiếp 44

Trang 15

Hình 1-4.1 Mặt cắt ngang dầm chính 49

Hình 1-4.2 Mặt cắt ngang dầm nhánh 49

Hình 1-4.3 Mặt cắt chính trụ và trụ nhánh 50

Hình 1-4.4 Mặt cắt chính trụ hỗn hợp 51

Hình 1-4.5 Mặt cắt chính mố cầu chính và cầu nhánh 52

Hình 1-4.6 Lan can cầu 53

Hình 1-4.7 Cấu tạo ống thoát nước 53

Hình 1-4.8 Bố trí hệ thống chiếu sáng 53

Hình 1-4.9 Gối cầu 55

Hình 1-4.10 Khe co giãn 55

Hình 2-1.1 Cầu dây văng 2 nhịp 62

Hình 2-1.2 Cầu dây văng 3 nhịp 62

Hình 2-1.3 Phác họa của Verantius 63

Hình 2-1.4 Đề xuất của Poyet 63

Hình 2-1.5 Cầu dẫn nước do Torroja thiết kế 64

Hình 2-1.6 Cầu Strömsund, Thụy Điển, xây dựng năm 1955, do Dischinger thiết kế 64

Hình 2-1.7 Bố trí chung phần dây văng cầu Bãi Cháy 67

Hình 2-1.8 Bố trí chung phần dây văng cầu Cần Thơ 67

Hình 2-1.9 Bố trí chung phần dây văng cầu Nhật Tân 67

Hình 2-1.10 Sơ đồ bố tri cáp dây văng theo phương ngang cầu 68

Hình 2-1.11 Kích thước chung mặt cắt ngang cầu Bãi Cháy 69

Hình 2-1.12 Kích thước chung dầm cầu Nhật Tân 69

Hình 2-1.13 Kích thước chung dầm thép Cần Thơ 70

Hình 2-1.14 Ba hình dạng cơ bản của tháp cầu 71

Hình 2-1.15 Mặt cắt ngang điển hình của tháp cầu 72

Hình 2-1.16 Các loại cáp văng 73

Hình 2-2.1 Sơ đồ nhà đầu tư, tư vấn, nhà thầu dự án 76

Trang 16

Hình 2-2.1 Vị trí xây dựng cầu Bạch Đằng – Cầu chính dây văng 77

Hình 2-2.2 Mặt bằng cầu 77

Hình 2-2.3 Bố trí chung cầu chính 78

Hình 2-2.4 Mặt cắt ngang cầu chính 78

Hình 2-2.6 Mặt cắt dầm chủ tại vị trí neo cáp dây văng 82

Hình 2-2.7 Mặt cắt dầm chủ điển hình 82

Hình 2-2.8 Mặt cắt có dầm ngang 82

Hình 2-2.9 Kích thước chung trụ tháp 84

Hình 2-2.10 Cấu tạo chung trụ neo 84

Hình 2-3.1 Kết cấu hoàn chỉnh 100

Hình 2-4.1 Sơ đồ phân chia khoang dầm 105

Hình 2-4.2 Tính hệ số phân bố ngang của hoạt tải 107

Hình 2-4.3 Xếp xe 3 trục lên đường ảnh hưởng 108

Hình 2-4.4 Xếp xe 2 trục lên đường ảnh hưởng 108

Hình 2-4.5 Sơ đồ dây văng 114

Hình 2-5.1 Kích thước mặt cắt ngang cầu 119

Hình 2-5.2 Mô hình hóa bản mặt cầu trong Midas/Civil 120

Hình 2-5.3 Biểu đồ bao momen của BMC ở TTGHCD1 121

Hình 2-5.4 Biểu đồ bao lực cắt của BMC ở TTGHCD1 121

Hình 2-5.5 Biểu đồ bao momen của BMC ở TTGHSD 121

Hình 2-5.6 Biểu đồ bao lực cắt của BMC ở TTGHSD 121

Hình 2-5.7 Sơ đồ tính diện tích cốt thép 123

Hình 2-5.8 Sơ đồ tính vị trí trục trung hòa 126

Hình 2-6.1 Mặt cắt ngang dầm chủ tại vị trí neo cáp 129

Hình 2-6.2 Mặt cắt ngang dầm chủ tại vị trí không neo cáp 129

Hình 2-6.3 Vị trí mặt cắt ngang trên dầm chủ 129

Hình 2-6.4 Thi công đúc hẫng đốt K11 130

Trang 17

Hình 2-6.5 Thi công hợp long nhịp giữa 130

Hình 2-6.5 Sơ đồ 3 dỡ tải trọng xe đúc 134

Hình 2-6.6 Sơ đồ 4 tĩnh tải giai đoạn II 134

Hình 2-6.7 Sơ đồ 5 hoạt tải HL-93 135

Hình 2-6.8 Mặt cắt quy đổi 141

Hình 2-6.9 Biểu đồ sức kháng uốn dầm 157

Hình 2-6.10 Biểu đồ ứng suất thớ trên dầm theo TTGH SD 163

Hình 2-6.11 Biểu đồ ứng suất thớ dưới dầm theo TTGH SD 164

Hình 2-6.12 Biểu đồ độ võng của dầm theo TTGH SD2 166

Hình 2-7.1 Cấu tạo tháp cầu 167

Hình 2-7.2 Mô hình kết cấu 170

Hình 2-7.3 Mặt cắt chân tháp 191

Hình 2-7.4 Mặt cắt đáy dưới gối 196

Hình 2-7.5 Mặt cắt IV-IV 201

Hình 2-7.6 Kích thước bệ móng và bố trí cọc khoan nhồi 208

Hình 2-7.7 Biểu đồ quan hệ lực P và mô men uốn của cọc 210

Hình 2-7.8 Kích thước cọc khoan nhồi 211

Hình 2-8.1 Thi công hệ sàn đạo 213

Hình 2-8.2 Xác định tim cọc thi công 213

Hình 2-8.3 Xác định tim cọc với hệ sàn đạo 214

Hình 2.5Rung hạ ống vách bằng cần cầu và búa rung 215

Hình 2-8.5 Máy khoan Bauer BG40 khoan tạo lỗ 216

Hình 2-8.6 Công tác hạ lồng ống thép 218

Hình 2-8.7 Lắp đặt ống đổ bê tông 219

Hình 2-8.8 Công tác đổ bê tông 220

Trang 18

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-2.1 Đặc trưng chế độ nhiệt (oC) 17

Bảng 1-2.2 Đặc trưng chế độ mưa 17

Bảng 1-2.3 Chiều rộng một làn xe và số làn xe tối thiểu (trích TCXDVN 104-2007) 23

Bảng 1-2.4 Trị số KNTH lớn nhất (Đơn vị tính: xe con/h,trích TCXDVN 104-2007) 24

Bảng 1-2.5 Tính toán số làn xe cần thiết theo các hướng chính 25

Bảng 1-2.6 Thống kê chỉ tiêu lựa chọn phương án nút giao 31

Bảng 1-3.1 Mức độ phục vụ và hệ số sử dụng KNTH thiết kế của đường phố 33

Bảng 1-3.2 Chiều rộng một làn xe và số làn xe tối thiểu 34

Bảng 1-3.3 Các thông số kỹ thuật trên cầu chính 35

Bảng 1-3.4 Bán kính và chiều dài tối thiểu đường cong đứng 37

Bảng 1-3.5 Bảng lựa chọn bán kính cong đứng lồi 38

Bảng 1-3.6 Bảng lựa chọn bán kính cong đứng lõm 40

Bảng 1-3.7 Các chỉ tiêu kỹ thuật về đường cong nằm 41

Bảng 1-3.8 Bảng lựa chọn bán kính cong nằm 41

Bảng 1-3.9 Độ dốc dọc tối đa (Nguồn TCXDVN 104 -2007) 46

Bảng 2-2.1 Cốt thép thường theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008 83

Bảng 2-2.2 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu 86

Bảng 2-3.1 Lực căng sơ chỉnh 102

Bảng 2-4.1 Góc xiên của cáp văng nhịp 105

Bảng 2-4.2 Nội lực sơ bộ trong cáp văng 109

Bảng 2-4.3 Số tao cáp cần bố trí 111

Bảng 2-4.4 Tổng hợp nội lực dây văng trong giai đoạn thi công 113

Bảng 2-4.5 Tổng hợp nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác 115

Bảng 2-4.6 Tổng hợp nội lực dây văng 116

Bảng 2-4.7 Bảng kiểm toán dây văng 118

Bảng 2-5.1 Hệ số tải trọng theo 22 TCN 272-05 121

Trang 19

Bảng 2-5.2 Kết quả nội lực 121

Bảng 2-6.1 Nội lực giai đoạn thi công đốt K11 131

Bảng 2-6.2 Nội lực giai đoạn thi công hợp long giữa 132

Bảng 2-6.3 Tổng hợp nội lực giai đoạn thi công 133

Bảng 2-6.4 Nội lực dỡ tải trọng thi công và tĩnh tải giai đoạn II 135

Bảng 2-6.5 Nội lực dầm chủ do hoạt tải HL93 136

Bảng 2-6.6 Nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác 137

Bảng 2-6.7 Tổng hợp nội lực dầm chủ 138

Bảng 2-6.8 Bố trí cốt thép DUL chịu momen dương nhịp giữa 142

Bảng 2-6.9 Bố trí cốt thép DUL chịu momen âm trên nhịp biên 143

Bảng 2-6.10 Đặc trưng hình học mặt cắt dầm chủ 144

Bảng 2-6.11 Đặc trưng hình học các mặt cắt bố trí cốt thép DUL chịu momen âm nhịp biên 145

Bảng 2-6.12 Đặc trưng hình học các mặt cắt quy đổi cốt thép DUL chịu momen dương nhịp giữa 145

Bảng 2-6.13 Nội lực dầm chủ theo TTGH CĐI 154

Bảng 2-6.14 Sức kháng dầm chủ 155

Bảng 2-6.15 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối đa mặt cắt chịu momen dương 158

Bảng 2-6.16 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối đa mặt cắt chịu momen âm 159

Bảng 2-6.17 Ứng suất trong dầm chủ 161

Bảng 2-7.1 Bảng tính trọng lượng tháp 169

Bảng 2-7.2 Bảng tính trọng lượng của bệ tháp 169

Bảng 2-7.3 Nội lực do trọng lượng bản thân tháp (DC1) 169

Bảng 2-7.4 Nội lực do trọng lượng bản thân kết cấu nhịp (DC2) 170

Bảng 2-7.5 Nội lực do tĩnh tải giai đoạn II (DW) 170

Bảng 2-7.6 Nội lực do tĩnh tải giai đoạn II (DW) 170

Bảng 2-7.7 Bảng tính toán áp lực nước 171

Trang 20

Bảng 2-7.8 Tải trọng do áp lực nước tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 171

Bảng 2-7.9 Bảng tính toán nội lực do lực hãm xe 172

Bảng 2-7.10 Bảng tính toán nội lực do lực ma sát gối 172

Bảng 2-7.11 Mặt cắt đáy móng (I-I) 173

Bảng 2-7.12 Mặt cắt đỉnh móng (II-II) 173

Bảng 2-7.13 Mặt cắt dưới gối cầu (III-III) 174

Bảng 2-7.14 Mặt cắt neo dây (IV-IV) 174

Bảng 2-7.27 Bảng tính áp lực gió ngang tác dụng lên xe cộ 177

Bảng 2-7.28 Bảng tính áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ 177

Bảng 2-7.29 Bảng tính áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ 178

Bảng 2-7.30 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I tại mặt cắt I-I 178

Bảng 2-7.31 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ II tại mặt cắt I-I 178

Bảng 2-7.32 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ III tại mặt cắt I-I 179

Bảng 2-7.33 Tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng tại mặt cắt I-I 179

Bảng 2-7.34 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt I-I 180

Trang 21

Bảng 2-7.35 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I tại mặt cắt II-II 180

Bảng 2-7.36 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ II tại mặt cắt II-II 180

Bảng 2-7.37 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ III tại mặt cắt II-II 181

Bảng 2-7.38 Tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng tại mặt cắt II-II 181

Bảng 2-7.39 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt II-II 182

Bảng 2-7.40 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I tại mặt cắt III-III 182

Bảng 2-7.41 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ II tại mặt cắt III-III 182

Bảng 2-7.42 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ III tại mặt cắt III-III 183

Bảng 2-7.43 Tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng tại mặt cắt III-III 183

Bảng 2-7.44 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt III-III 184

Bảng 2-7.45 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I tại mặt cắt IV-IV 184

Bảng 2-7.46 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ II tại mặt cắt IV-IV 185

Bảng 2-7.47 Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ III tại mặt cắt IV-IV 185

Bảng 2-7.48 Tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng tại mặt cắt IV-IV 186

Bảng 2-7.49 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt IV-IV 186

Bảng 2-7.50 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt chân tháp 190

Bảng 2-7.51 Bố trí cốt thép tháp theo phương dọc cầu mặt cắt II-II 191

Bảng 2-7.52 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt II-II 192

Bảng 2-7.53 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt II-II 193

Bảng 2-7.54 Bố trí cốt thép tháp cầu theo phương ngang cầu mặt cắt II-II 193

Bảng 2-7.55 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt II-II 194

Bảng 2-7.56 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt II-II 194

Bảng 2-7.57 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt dưới gối III-III 196

Bảng 2-7.58 Bố trí cốt thép tháp theo phương dọc cầu mặt cắt III-III 196

Bảng 2-7.59 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt III-III 197

Bảng 2-7.60 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt III-III 198

Bảng 2-7.61 Bố trí cốt thép tháp cầu theo phương ngang cầu mặt cắt III-III 198

Trang 22

Bảng 2-7.62 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt III-III 199

Bảng 2-7.63 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt III-III 199

Bảng 2-7.64 Nội lực tác dụng lên mặt cắt IV-IV 200

Bảng 2-7.65 Bố trí cốt thép tháp theo phương dọc cầu mặt cắt IV-IV 201

Bảng 2-7.66 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt IV-IV 201

Bảng 2-7.67 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt IV-IV 202

Bảng 2-7.68 Bố trí cốt thép tháp cầu theo phương ngang cầu mặt cắt IV-IV 203

Bảng 2-7.69 Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt IV-IV 203

Bảng 2-7.70 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt IV-IV 204

Bảng 2-7.71 Nội lực theo các TTGH tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 205

Bảng 2-7.72 Bảng tính toán sức kháng của cọc theo vật liệu 206

Bảng 2-7.78 Khoảng cách bố trí cọc khoan nhồi 209

Bảng 2-7.79 Kết quả tính toán trong phần mềm SP Column 210

Bảng 2-7.80 Kiểm toán sức chịu cắt của cọc khoan nhồi 211

Trang 23

Trang 24

GVHD: PGS.TS ĐÀO DUY LÂM Trang 1 SVTH: HÀ VĂN VƯƠNG

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO LẬP THỂ

Trang 25

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ

1.1 Khái niệm nút giao thông lập thể

1.1.1 Khái niệm

Nút giao thông khác mức là nút mà giao cắt giữa các đường từ hai mức trở lên, nhờ

các công trình nhân tạo như cầu vượt, hầm chui và các đường nhánh nối tiếp

Khi lưu lượng lớn, nút giao thông cùng mức không đảm bảo thông xe dẫn tới ùn tắc,

hay khi đường cao tốc giao nhau với đường các đường khác thì phải xây dựng nút giao khác

mức

1.1.2 Phân loại

Nút giao khác mức được phân loại theo sự kết nối giữa các đường trong nút gồm có:

nút giao khác mức không liên thông và nút giao khác mức liên thông

1.1.2.1 Nút giao khác mức trực thông (không liên thông)

Là nút giao khác mức mà trong đó giao thông từ nhánh dẫn vào nút không có nhu cầu

rẽ để chuyển hướng Ví dụ một tuyến giao thông vượt qua các tuyến giao thông khác bên

dưới như đường bộ, đường sắt, đường tàu điện…bằng các công trình cầu vượt tại điểm giao

cắt

Ta gọi tuyến giao thông vượt phía trên là tuyến đi trên (thường là tuyến thứ yếu), tuyến

giao thông chui bên dưới là tuyến đi dưới (thường là tuyến chính yếu nên ưu tiên chạy thẳng)

Đối với dạng nút giao này chỉ có một công trình cầu vượt bố trí theo hướng tuyến chạy

trên

1.1.2.2 Nút giao khác mức liên thông

Nút giao khác mức liên thông là nút giao khác mức mà trong đó giao thông từ nhánh

dẫn vào nút có nhu cầu rẽ để chuyển hướng, ngoài công trình giao vượt còn có hệ thống

đường liên hệ (các nhánh nối)

Nút giao khác mức liên thông gồm có hai loại chính sau:

 Nút giao khác mức không hoàn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và đường

phụ Tuyến chính khi lưu thông xung đột được loại bỏ hoàn toàn nhánh phụ khi lưu

thông vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ

 Nút giao khác mức hoàn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có vai

trò bình đẳng trong lưu thông

Vậy ngoài các hướng tuyến giao vượt, nút giao thông khác mức liên thông còn có thêm

hệ thống các nhánh rẽ để hai tuyến đi trên và đi dưới có thể tiếp cận nhau hoặc để 1 tuyến

có thể đảo chiều xe chạy Hệ thống nhánh rẽ chia làm hai phần như sau:

Trang 26

 Nhánh phục vụ cho việc rẽ phải: Do chiều dài khá lớn, trong khi cao độ điểm đầu –

cuối chênh lệch nhau không nhiều (thực ra là điểm đầu – điểm cuối cùng mức) nên

nhánh rẽ phải hầu như luôn được làm bằng đường dẫn trừ trường hợp thật đặc biệt

 Nhánh phục vụ cho việc rẽ trái có 2 dạng sau:

 Nhánh rẽ trái trực tiếp: Dùng cầu vượt để giải quyết xung đột giao cắt rẽ trái một

cách trực tiếp

 Nhánh rẽ trái gián tiếp kiêm chức năng đảo chiều xe chạy

1.1.3 Ưu, nhược điểm

Ưu điểm:

 Khả năng thông xe lớn, tránh ùn tắc, xe chạy qua nút không phải chờ đợi do đó tiết

kiệm thời gian và nhiên liệu

Nhược điểm:

 Giá thành xây dựng cao, chiếm diện tích đất lớn và nếu không phối hợp tốt sẽ phá vỡ

kiến trúc xung quanh, không phù hợp với đô thị có những nhà thấp tầng Để không

phá vỡ kiến trúc xung quanh thì phải làm các đường hầm chui dẫn đến khó khăn cho

công tác thoát nước và tăng giá thành xây dựng

1.2 Nút giao thông khác mức trong đô thị và trên các tuyến giao thông

1.2.1 Khả năng áp dụng

 Nút giao lập thể thông thường được xây dựng trong các khu đô thị và vượt qua các

đường lớn như xa lộ, đường cao tốc hoặc đường cấp quốc gia, công trình sẽ nằm

trong quần thể kiến trúc nổi bật Ngoài yêu cầu về giao thông, quy hoạch đòi hỏi

công trình có thẩm mỹ cao Cấu trúc công trình phải hài hòa với kiến trúc tổng thể

và cảnh quan xung quanh

 Do yêu cầu về kiến trúc cũng như hạn chế chiều cao xây dựng dầm cầu nên chọn với

tỷ lệ cao và chiều dài nhịp nhỏ, phát huy khả năng tối đa của vật liệu để đưa vào công

trình cầu có chiều dài nhịp lớn Các đường biên kết cấu cần nối với nhau êm thuận,

tốt nhất vẫn là tiếp tuyến Kích thước cần thanh mảnh với tỷ lệ kiến trúc hợp lý

 Kết cấu mố trụ cầu có thể là cột hình tròn, hình ô van hoặc hình vuông có xà mũ hoặc

cánh hẫng, kết cấu cần thanh mảnh tạo dáng kiến trúc đẹp, nếu có thể nên thiết kế xà

mũ trong kết cấu nhịp

 Trong phạm vi nút cần phải thiết kế cây xanh, vườn hoa và các trang trí cây cảnh để

tạo ra quang cảnh đẹp, hài hòa

1.2.2 Lựa chọn chỉ tiêu kỹ thuật cho nút giao thông khác mức trong đô thị

Trang 27

 Khi lập kế hoạch và thiết kế nút giao thông khác mức, chọn loại hình nào, số tầng,

kiểu kết cấu cần phải xét tổng hợp đến các yếu tố sau đây: Quy hoạch chung hệ thống

mạng lưới đường trong đô thị, loại đường, cấp đường giao tại nút, địa hình, điều kiện

xây dựng và sử dụng đất đô thị, điều kiện giao thông (lưu lượng, tốc độ, khả năng

thông hành, thành phần dòng xe và an toàn giao thông), các yếu tố kinh tế, môi

trường, xã hội và kiến trúc cảnh quan đô thị

 Với các tuyến trong nội thành, dạng ngã ba hoặc ngã tư: Tạo ra các nhánh rẽ nằm

ngoài phạm vi nút chính Giải pháp này sẽ giúp giảm thiểu được việc giải phóng mặt

bằng quá lớn tại trung tâm nút chính, phân tán được mật độ xe ra khỏi trung tâm nút,

tận dụng được mạng lưới đường hiện hữu xung quanh nên chi phí xây dựng sẽ tiết

kiệm đáng kể Nhược điểm là hành trình xe rẽ trái bị kéo dài, tồn tại những điểm giao

cắt ngoài phạm vi nút chính Vì vậy, khi lựa chọn dạng nút cần phân tích dự báo các

luồng giao thông trước và sau khi xây dựng nút

 Đối với một nút giao thông xác định, có thể có rất nhiều phương án thiết kế nút với

cá kiểu khác nhau, ứng với một loại sơ đồ Việc lựa chọn sơ đồ thiết kế sao cho phù

hợp phải căn cứ vào tình hình cụ thể của từng nút giao thông đó: Lưu lượng xe trên

các tuyến đường, điều kiện về kinh tế, điều kiện về mặt bằng…Tuy nhiên, việc thiết

kế phải tuân theo một số nguyên tắc sau:

 Dòng xe lớn nhất được chạy trên lộ trình ngắn nhất trong nút

 Hạn chế tới mức thấp nhất các điểm xung đột nguy hiểm

 Căn cứ vào điều kiện kinh tế xã hội và tình hình giao thông ở Việt Nam có thể nhận

thấy: Ở các nút giao thông khác mức trong các đô thị nước ta, kiểu nút giao thông áp

dụng sơ đồ hoa thị khá phổ biến do chúng có nhiều ưu điểm như sau:

 Chỉ cần xây dựng một cầu vượt ở giữa nút

 Giá thành không cao, phù hợp với tình hình kinh tế hiện nay

 Khả năng an toàn và thông xe khá cao

 Tại những nút giao thông quan trọng, có lưu lượng lớn và đòi hỏi an toàn cũng như

thông xe cao cũng có thể áp dụng những kiểu giao thông với sơ đồ vòng xuyến hoặc

tổ hợp khác để đảm bảo khả năng thông xe và an toàn cao, với kiến trúc đẹp, đáp ứng

được các nhu cầu của giao thông đô thị

1.2.3 Nút giao ba nhánh (ngã ba)

Giao nhau khác mức tại các ngã ba là nút giao thông gồm một đường chính nối với

đường phụ tại ngã ba hoặc một đường tách thành hai nhánh theo hai hướng (hoặc hai hướng

Trang 28

nhập thành một) Thường có dạng chữ T hoặc chữ Y

1.3.1.1 Loại nút giao nhánh rẽ

Đây là bố trí cho các luồng xe chỉ rẽ từ tuyến này sang tuyến khác Các nhánh rẽ có

thể là nhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp

Hình 1-1.1 Nhánh rẽ trái bán trực tiếp và nhánh rẽ hình chữ Y

1.3.1.2 Nút giao ba nhánh Trompete

Nút giao này bố trí cho ngã ba hình dáng nút giao có dạng kèn trompete quay trái hoặc

quay phải, dạng quay trái là giải pháp thông dụng nên dùng Nên áp dụng cho các trường

hợp tuyến phụ giao cắt qua các tuyến chính có tốc độ cao như các đường vành đai của đô

thị Nút giao phù hợp bố trí cho ngã ba trên đường cao tốc khi lưu lượng xe > 1500 xe/h

Hình 1-1.2 Nút giao ba nhánh Trompete

Trang 29

1.3.1.3 Nút giao ngã ba hình quả lê

Nút giao rẽ trái và rẽ phải hình quả lê, các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt bằng

đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp

Hình 1-1.3 Nút giao ngã ba hình quả lê

1.3.1.4 Nút giao ngã ba hình tam giác

Trong nút giao này các nhánh rẽ trái nửa trực tiếp bố trí trên cầu cong ba tầng Loại

nút giao này dung thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao Nút giao này đẹp nhưng

chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt

Hình 1-1.4 Ngã ba nhánh hình tam giác

Trang 30

1.2.4 Nút giao bốn nhánh (ngã tư)

Giao cắt khác mức ở các ngã tư có thể áp dụng cho rất nhiều loại hình khác nhau Phố

biến nhất là giao nhau kiểu “hoa thị”

1.2.4.1 Nút giao kiểu hoa thị

Gồm hai loại: Hoa thị hoàn chỉnh và hoa thị bán hoàn chỉnh Nút giao hoa thị thường

được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h

a Nút giao hoa thị hoàn chỉnh

Nút có 8 đường dẫn: 4 rẽ phải và 4 rẽ trái Các đường rẽ trái đi trên 4 cánh của hoa thị

Loại hoa thị hoàn chỉnh được áp dụng khi hai đường trục giao nhau hoặc giao giữa một

đường trục và một đường cấp thấp hơn

Hình 1-1.5 Nút giao hình hoa thị hoàn chỉnh

b Nút giao hoa thị không hoàn chỉnh

Có ba dạng hoa thị không hoàn chỉnh, tùy thuộc vào địa hình và điều kiện cụ thể của

khu vực thiết kế nút giao thông bao gồm:

 Loại có 4 đường dẫn và tổ chức giao thông một chiều

 Loại có các đường dẫn giao thông 2 chiều đặt cạnh nhau

Trang 31

 Loại có các đường dẫn giao thông hai chiều đặt chéo nhau

Hình 1-1.6 Nút giao hoa thị không hoàn chỉnh

Chỉ được áp dụng trong trường hợp lưu lượng xe nhỏ à thực hiện đầu tư phân kỳ ở giai

đoạn đầu để bước sang giai đoạn cuối cùng phải là kiểu hoa thị hoàn chỉnh

1.2.4.2 Nút giao nhiều nhánh rẽ trực tiếp

Trên hình cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trực tiếp, không

xung đột Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường cao tốc nhiều là xe

Hình 1-1.7 Nút giao nhánh rẽ trực tiếp

Trang 32

1.2.4.3 Nút giao kiểu hình thoi

Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta xây dựng nút giao có dạng

hình thoi vì mục tiêu kinh tế Tuy nhiên việc lưu thông các phương tiện không thuận lợi lắm

do độ dốc dọc cao và bán kính nhỏ

a Nút giao hình thoi đơn giản

Hình 1-1.8 Nút giao hình thoi

Ưu điểm:

 Tiết kiệm trong xây dựng và sử dụng

 Khi tuyến cao tốc bị khống chế, độ dốc của các đoạn rẽ sẽ có tác dụng giảm tốc trên

tuyến đi ra và tăng tốc trên tuyến đi vào

 Tính chất một làn làm đơn giản hóa các tín hiệu có trên tuyến

 Không có giao chuyển, trộn xe trên các tuyến cao tốc

 Không cần làn chuyển tốc đi trên hoặc đi dưới

Nhược điểm:

 Làm giảm lưu lượng trên các đường phụ có giao thông rẽ trái

 Khó đạt được tầm nhìn thích hợp tại điểm ra vào đường rẽ đặc biệt khi có đường

phụ cắt qua tuyến cao tốc

 Có nhiều điểm xung đột trên đường phụ gây ra tỷ lệ tai nạn cao, trừ khi có tín hiệu

biển báo

Trang 33

 Có khả năng đi nhầm đường

 Giao thông rẽ từ tuyến cao tốc phải dừng lại trên các đường phụ, do vậy có thể phải

xử lý làn chờ

Phạm vi ứng dụng: Kiểu hình thoi giản được áp dụng trong trường hợp có sự giao

nhau của tuyến đường cao tốc đô thị với đường cấp thấp hơn, tuy nhiên, lưu lượng xe không

quá lớn

b Nút giao hình thoi phân tách

Hình 1-1.9 Nút giao hình hoa thoi

Ưu điểm:

 Các điểm vào và ra một làn tiêu chuẩn cao

 Tiết kiệm trong xây dựng và sử dụng

 Dạng đi ra một làn làm đơn giản hóa các tín hiệu có trên tuyến

 Không có đoạn giao chuyển xe trên tuyến

 Tăng khả năng lưu thông của các dạng nút giao hình thoi khác

Nhược điểm:

 Phải có kết cấu bổ sung

 Có khả năng đi nhầm hướng

 Dừng xe trên tuyến phụ để rẽ trái, làm giảm khả năng thông xe của nút

Phạm vi ứng dụng: Áp dụng cho giao nhau giữa tuyến cao tốc đô thị với đường cấp

Trang 34

thấp hơn có lưu lượng xe chạy lớn

1.2.4.4 Nút giao hình cối xay gió

Nút giao này thường nhiều tầng có độ dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các nhánh

cong lồi bị hạn chế Nhưng nút này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đô

thị

Hình 1-1.10 Nút giao hình cối xay gió

1.2.4.5 Nút giao nhiều nhánh

Hình 1-1.11 Nút giao nhiều nhánh

Nút giao nhiều nhánh xuất hiện trong giao thông đô thị khi điểm giao là hội tụ nhiều

tuyến Trong nút giao này các tuyến giao thông chính được ưu tiên vượt lên trên hoặc đi dưới

Trang 35

độc lập, không xung đột với các tuyến khác Các nhánh phụ sẽ phân luồng, nhập luồng ở độ

cao khác với độ cao tuyến chính Cầu vượt có thể là cầu vượt chính qua các nhánh và đảo

làn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trên cao để các làn xe giao

với nhau Cầu cong chỉ thiết kế khi các tuyến phụ đi bên

1.3 Cầu cong trong nút giao lập thể

1.3.1 Tổng quan

Trong nút giao khi các tuyến vượt là đường cong thì cầu cũng được thiết kế cong cong,

các yếu tố cong trên cầu sẽ được cân nhắc theo yếu tố đường cong của đường

Cầu vượt được thiết kế thẳng góc hoặc chéo phụ thuộc vào hướng đi bên dưới góc

chéo hạn chế < 450

Các cầu trên nhánh rẽ thường là cầu cong nối vào cầu vượt chính và thông thường có

quy mô mặt cắt ngang nhỏ hơn cầu chính

Để tạo ra đường cong trong phạm vi cầu, cách đơn giản nhất là làm cho cầu có hình

dạng giả cong, nghĩa là kết cấu nhịp vẫn chịu lực như một dầm thẳng giản đơn nhưng phần

mặt xe chạt phải được mở rộng thêm sao cho phù hợp với độ cong của đường Nhược điểm

của dạng cầu này là có nhiều khe co giãn, trụ cầu lớn và bệ kê gối phức tạp làm cho công

trình tốn nhiều vật liệu và nhất là mặt cầu không êm thuận

Để khắc phục những nhược điểm trên, tại các nút giao khác mức không nên xây dựng

các cầu giả cong mà phải là các hệ dầm cong liên tục Mặt khác, do yêu cầu về tốc độ thiết

kế và đảm bảo an toàn nên trong thực tế độ dốc dọc của cầu rất nhỏ từ đó cho phép tính nội

lực cầu cong theo sơ đồ hệ thanh cong phẳng

Các sơ đồ kết cấu nhịp cong thường gặp bao gồm: Dầm cong một nhịp, dầm cong 2

nhịp và dầm cong nhiều nhịp; độ cong của dầm nhiều nhịp có thể là cong theo 1 chiều hoặc

cong theo hai chiều Các dầm này có thể tựa trên các trụ thẳng và các trụ chéo, sự dụng loại

gối xoắn tự do hoặc loại gối chống xoắn, gối cứng hoặc hối đàn hồi Ngoài ra, để lựa chọn

được phương án cầu cong phù hợp, người thiết kế còn phải căn cứ vào những yếu tố sau:

 Độ lớn của góc mở cho mỗi nhịp cầu cong

 Bán kính cong của mỗi nhịp không đổi hoặc thay đổi liên tục

 Mặt cắt ngang dầm cầu trong mỗi nhịp cầu không đổi hoặc thay đổi liên tục

1.3.2 Cấu tạo cầu cong

Về cơ bản kết cấu phần dưới (mố, trụ) cầu cong có cấu tạo tương tự như cầu thẳng

Tuy nhiên, chúng ta có thể thấy rõ điểm khác biệt giữa cầu thẳng và cầu cong là kết cấu phần

trên có hình cong, để tạo được ra hình cong như vậy thông thường người ta sử dụng các dầm

Trang 36

thẳng trên các nhịp, sau đó đổ bản mặt cầu cong lên trên (giả cong), trường hợp 2 là đổ kết

cấu phần trên là nhịp cong Đối với trường hợp 2 kết cấu phổ biến được sử dụng là dầm bản,

dầm hộp Ở nước ta, được sử dụng phổ biến là kết cấu dầm bản trong các nút giao khác

mức có các nhánh cong sử dụng kết cấu cầu cong Trong nhiệm vụ 1 thiết kế nút giao lập

thể tôi cũng sử dụng dạng kết cấu này nên sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu sâu hơn về kết cấu

dầm bản

Đã có nhiều công trình cầu được xây dựng với kết cấu nhịp bằng dầm bản nhịp giản

đơn hoặc liên tục bằng BTCT thường, BTCT DƯL Dầm bản là loại hình kết cấu có chiều

cao thấp, tiết diện đặc hoặc rỗng bên trong lỗ hình tròn hoặc vuông Với những nhịp nhỏ (<

9m) bản thường được thiết kế đặc hình chữ nhật bằng BTCT thường Với những nhịp trung

bình (9 < L <25) thường được thiết kế bằng BTCT DƯL Với những nhịp lớn (L > 25m) cầu

thường được xây dựng bằng dầm bản liên tục nhiều nhịp Khi chiều rộng toàn cầu lớn hơn

15m cần xem xét tách thành hai bản riêng biệt để thuận lợi cho thi công và tránh các ứng

suất cục bộ

1.3.2.1 Dầm bản đặc

Khi xây dựng công trình nhỏ hoặc hạn chế chiều cao xây dựng dầm được thiết kế bằng

tiết diện đặc Tiết diện hình chữ nhật như hình Mặt cắt dạng này thường được thiết kế cho

các loại dầm giản đơn bê tông cốt thép thường hay bê tông dự ứng lực căng trước và rất

thông dụng cho các cầu nhịp ngắn Tiết diện có hai đáy không bằng nhau thường được thiết

kế cho các cầu nhịp liên tục BT DƯL có nhịp lớn hơn 25m

 Ưu điểm của kết cấu dầm bản đặc là dễ bố trí cốt thép, dễ xử lý kết cấu trong phạm

vi các nhánh cong giao vào nhau, khả năng chống xoắn của dầm tốt và thi công đơn

giản

 Nhược điểm của dầm bản đặc là chưa sử dụng được tối đa khả năng của vật liệu và

tĩnh tải của dầm lớn

1.3.2.2 Kết cấu dầm bản rỗng

 Khi các nhịp lớn để giảm trọng lượng tĩnh tải cũng như tiết kiệm vật liệu dầm được

tiết kế bằng tiết diện rỗng

Khi chiều rộng cầu lớn được chia làm hai cầu riêng biệt

 Ưu điểm của dầm bản rỗng là sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và tĩnh tải của

dầm nhỏ

 Nhược điểm dầm bản rỗng là khó bố trí cốt thép DƯL tại các mặt cắt kết cấu có

nhánh cong giao vào nhau

Trang 37

1.3.2.3 Chiều cao dầm bản

Trong các nút giao khác mức, chiều cao dầm thường được dung với trị số nhỏ nhất để

làm giảm chiều cao xây dựng đồng thời giảm chiều dài cầu và dốc của đường lên cầu

Dầm bản thông thường có chiều cao H, chiều dài nhịp L thì chiều cao dầm được chọn

theo tỷ lệ H/L = 1/15~ 1/20

Với dầm bản liên tục chiều cao dầm thường chọn theo tỷ lệ H/L= 1/20~ 1/30 Dầm

bản rỗng có chiều cao lớn hơn dầm bản đặc với cùng chiều dài nhịp

1.3.3 Công nghệ thi công cầu cong

Cầu cong bằng nhiều nhịp dầm thẳng nối tiếp bằng phương pháp lao kéo dọc, hoặc

bằng cầu như các dầm giản đơn thông thường, bản mặt cầu được đổ bê tông tại chỗ Đôi khi

các dầm cũng được đổ tại chỗ trên đà giáo cố định

Cầu bản cong ƯST nhiều nhịp liên tục thường được thi công đổ tại chỗ trên đà giáo cố

định hoặc di động Công nghệ thi công loại dầm này được trình bày chi tiết hơn trong phần

công nghệ thi công dầm bản cong

Trang 38

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔ CHỨC GIAO THÔNG NÚT GIAO

2.1 Giới thiệu chung

2.1.1 Vị trí và thông số chung của nút hiện tại

Nút giao thông Nguyễn Văn Huyên - Nguyễn Khánh Toàn là nút giao giữa đường

Nguyễn Văn Huyên và Nguyễn Khánh Toàn nằm trên địa bàn quận Cầu Giấy, Hà Nội

Nút giao Nguyễn Văn Huyên - Nguyễn Khánh Toàn là nút giao cùng mức, hiện tại nút

giao sử dụng biện pháp tổ chức giao thông có sử dụng đèn tín hiệu

Nút giao nằm giữa khu vực đông dân cư, tập trung nhiều cửa hàng, nằm cạnh Công

viên Nghĩa Đô, Bảo tàng Dân Tộc học Việt Nam, trường học… nên hàng ngày có rất nhiều

phương tiện qua lại, rất dễ gây ra ùn tắc vào giờ cao điểm

Hình 1-1.12 Vị trí nút giao Nguyễn Khánh Toàn - Nguyễn Văn Huyên

Đường Nguyễn Khánh Toàn là đường hai chiều, có giải phân cách cứng ở giữa, bố trí

6 làn xe mỗi làn 3.5m, vỉa hè rộng 4m có trồng cây xanh

Đường Nguyễn Văn Huyên là đường hai chiều có giải phân cách cứng trồng cây xanh,

bố trí 8 làn xe mỗi làn 3.5m, vỉa hè rộng 4m có trồng cây xanh

Nút giao khá bằng phẳng, chênh cao ít, góc giao giữa đường Nguyễn Văn Huyên và

đường Nguyễn Khánh Toàn là 85o gần vuông góc, có bố trí 4 nhánh rẽ phải trực tiếp Nút

giao hiện tại dạng hình thoi cùng mức

2.1.2 Đặc điểm tự nhiên và tình hình kinh tế - xã hội (Hà Nội)

Trang 39

2.1.2.1 Điều kiện địa hình, địa chất

Địa hình đồng bằng chiếm 90% diện tích với bề mặt nghiêng thoải dần về Đông Nam

Độ cao tuyệt đối 2-15m Có nhiều trũng và đầm lầy phân bố ở phía Đông Nam Đất đá cấu

thành dạng địa hình này chủ yếu là cát, bột và sét trầm tích sông Sông Hồng, sông Đuống

chảy trong Hà Nội quanh co uốn khúc mạnh, các phần đất ven sông thường có cốt cao lớn

hơn các vùng xa sông Điều kiện địa hình như vậy gây khó khăn rất lớn cho việc thoát nước

đô thị đặc biệt vào mùa mưa và những trận mưa lớn

Địa chất khu vực nút giao khá phức tạp, được cấu tạo bởi các lớp sau:

 Lớp 1: Mặt đường và nền đường, cát mịn màu xám nâu, á sét màu nâu vàng cứng

 Lớp 2: Sét hữu cơ màu xám nâu cứng, có chỉ số dẻo trung bình

 Lớp 3: Phù sa hữu cơ màu xám đen cứng có chỉ số dẻo cao

 Lớp 4: Phù sa hữu cơ màu xám đen rất mềm có chỉ số dẻo trung bình

 Lớp 5: Cát phù sa màu xanh đen có độ chặt từ thấp đến trung bình

 Lớp 6: Phù sa màu xám nâu cứng có chỉ số dẻo trung bình

 Lớp 7: Sét màu xám nâu cứng có chỉ số dẻo trung bình

 Lớp 8: Cát pha sét màu nâu, xám xanh có độ chặt trung bình

 Lớp 9: Cát phù sa màu xám xanh có độ chặt từ trung bình đến rất chặt

 Lớp 10: Cát phù sa nghèo màu xám xanh có độ chặt từ trung bình đến rất chặt

 Lớp 11: Cát đồng nhất mày xám và nâu vàng rất chặt

 Lớp 12: Sét xám nâu cứng

 Lớp 13: Cát phù sa xám nâu có độ chặt trung bình

 Lớp 14: Á sét màu xám nâu cứng

2.1.2.2 Điều kiện Khí tượng, thủy văn

Khu vực dự án nằm trong vùng khí hậu đồng bằng Bắc Bộ Là một trung tâm và vùng

khí hậu miền Bắc Khí hậu ở đây mang đầy đủ những đặc điểm của khí hậu miền: Mùa đông

chỉ có thời kỳ đầu tương đối khô còn nửa cuối rất ẩm, mưa nhiều Tuy nhiên liên quan đến

địa hình thấp và bằng phẳng, khí hậu đồng bằng Bắc Bộ đã biều hiện một số nét riêng so với

các vùng khác của miền Điều kiện khí hậu khu vực được phân tích như dưới đây:

a Nhiệt độ không khí

Đặc trưng chế độ nhiệt được biểu thị ở bảng dưới đây:

Trang 40

Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình 14,3 (I)

Nhiệt độ tối cao tuyệt đối 42,8 Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 2,7

c Độ ẩm, nắng

Độ ẩm trung bình năm là 82% Thời kỳ ẩm ướt nhất là vào các tháng cuối mùa đông

(tháng II, III, IV), độ ẩm trùng bình đạt tới 84% - 86% Thời kỳ khô nhất là những tháng đầu

mùa đông (tháng XI, XII, I) Trong đó tháng cực tiểu là tháng XII có độ ẩm trung bình là

80,9% Tổng số giờ nắng trung bình toàn năm vào khoảng 1500 – 1600 giờ nắng Nói

chung,suốt mùa hạ đều nắng nhiều,mỗi tháng có trên 150 giờ nắng Tháng nắng nhiều nhất

là tháng VII với tổng số giờ nắng trung bình vào khoảng 195 giờ

d Gió

Về mùa đông gió thường thổi tập trung theo hai hướng: hướng Đông Bắc hay hướng

Bắc Mùa hạ gió thường thổi theo hướng Đông Nam hoặc hướng Nam Tốc độ gió mạnh

nhất xảy ra vào mùa hạ, khi có dông và bão Tốc độ gió có thể đạt tới 30 – 35m/s Mùa đông,

khi có gió mùa tràn về gió giật cũng có thể đạt tới 20m/s

e Sông ngòi

Định dạng
Số trang	339
Dung lượng	11,08 MB