PHẦN I: TỔNG QUAN Chương I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Điều kiện tự nhiên Đây là khu vực rộng lớn nối tiếp vùng rừng núi sông Bé, Lâm Đồng với vùng đồng bằng miền Tây Nam Bộ ra tới tận biển Đông. Phần lớn diện tích là đồng bằng, ruộng lúa, vườn cây có thảm thực vật hết sức phong phú. Vùng ven phía Bắc và Đông Bắc , địa hình tương đối cao hơn với những dải đồi núi thấp. Sát ven biển địa hình thấp dần tạo thành vùng ngập triều với các loại cây sú, cây đước. Điều kiện ĐỊA CHẤT: Lớp 1: bùn sét hữu cơ màu xám xanh, đôi chỗ lẫn cát và hữu cơ: Chiều dày lớp: h1=12.8 m. Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Độ sệt: B = 1.24. Lực dính: c = 0.082 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 8 Lớp 2: Cát hạt mịn đến trung, đôi chỗ lẫn sỏi sạn, màu xám xanh, xám trắng, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng: Chiều dày lớp: h2 = 4 m. Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Tỷ trọng: G = 2.69. Lực dính: c = 0.14 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 17 Lớp 3: Sét cát màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng mặt lẫn nhiều đá dăm sạn: Chiều dày lớp: h3 = 10.2 m. Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Tỷ trọng: G = 2.73. Lực dính: c = 0.313 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 29 Lớp 4: Sétmàu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h4 = 4.1 m. Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Tỷ trọng: G = 2.73. Lực dính: c = 0.125 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 31 Lớp 5: Sét màu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h5 = 19.9 m. Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Tỷ trọng: G = 2.73. Lực dính: c = 0.311 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 33 Lớp 6: Sét màu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h6 Các chỉ tiêu cơ lý: Trọng lượng thể tích: . Tỷ trọng: G = 2.73. Lực dính: c = 0.355 (KGcm2). Góc ma sát trong: . SPT (trung bình): 30 Điều kiện khí hậu Điều kiện chung Vị trí dự án nằm trong vùng khí hậu đồng bằng Nam Bộ với nét đặc trưng chủ yếu là thời tiết gió mùa. Khí hậu ở đây mang đầy đủ những đặc điểm của khí hậu toàn miền với sự phân chia hai mùa mưa và khô một cách rõ rệt. Một số đặc trưng chủ yếu của khí hậu khu vực được thể hiện theo tài liệu quan trắc tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất. Nhiệt độ không khí Nhiệt độ trung bình măn vào khoảng 27.10C. Biên độ chênh lệch trung bình tháng nhỏ, trong năm không có tháng nào nhiệt độ trung bình vượt quá 300C và xuống dưới 250C. Tháng lạnh nhất là tháng 12 có nhiệt độ trung bình là 25.70C. Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối quan trắc tại Tân Sơn Nhất là 13.80C (04011937). Tháng nóng nhất là tháng 4 có nhiệt độ trung bình 28.90C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối quan trắc được tại Tân Sơn Nhất là 400C. Biên độ dao động ngày và đêm của nhiệt độ trung bình là 7.20C. Thời kỳ nhiệt độ dao động mạnh nhất là tháng 3, 4; thời kỳ doa động ít nhất là những tháng 10,11. Các đặc trưng về chế độ nhiệt khu vực được thể hiện trong bảng và hình sau: Đặc trưng của chế độ nhiệt: Đặc trưng Trị số Nhiệt độ trung bình năm 27,1 Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 28,9 Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 25,7 Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 40,0 Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 13,8 Biên độ ngày trung bình của nhiệt độ 7,2 Đặc trưng nhiệt độ khu vực: Mưa Tại TP Hồ Chí Minh lượng mưa trung bình năm là 1931 mm, số ngày mưa trung bình là 158.8 ngày với sự phân chia 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa kéo dài 7 tháng, từ tháng 5 đến tháng 11. Trong mùa mưa tập trung hơn 90% lương mưa cả năm. Lượng mưa tăng dần từ đầu mùa tới giữa mùa, đật tới cực đại vào tháng 9, tháng 10 với lượng mưa trung bình gần 300 mm. Các tháng còn lại, từ tháng 12 đến tháng 4, thuộc về mùa khô. Tháng 1, 2, 3 là thời kỳ ít mưa nhất. Mỗi tháng trung bình chỉ quan sát được 1 4 ngày mưa nhỏ, Thang1co1 lượng mưa cực tiểu là tháng 2 có lượng mưa trung bình là 4.1 mm với 1 2 ngày mưa. Đặc trưng chế độ mưa: Đặc trưng Trị số Lượng mưa trung bình năm (mm) 1931 Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất (mm) 327,1 Lượng mưa trung bình tháng nhỏ nhất (mm) 4,1 Số ngày mưa trung bình 158,8 Độ ẩm, nắng Độ ẩm trung bình năm tại khu vực là 78%. Các tháng mùa mưa có độ ẩm lớn hơn các tháng mùa khô. Độ ẩm trung bình mùa mưa là 83%, mùa khô là 71%. Tháng 2, 3 là các tháng khô nhất với độ ẩm trung bình là 70%. Một trong nhựng nét đặc trưng của khí hậu đồng bằng Nam Bộ là có tổng số giờ nắng trung bình cả năm rất lớn, vào khoảng 2500 giờ (yếu tố của khí hậu khu vực cận xích đạo). Tất cả các tháng trong năm đều có số giờ nắng trunbg bình lớn hơn 160 giờ. Trong tháng 3, số giờ nắng trung bình lên tới 272 giờ, tức là hơn 9 giờ nắng trong 1 ngày. Gió Nhìn trung gió tại khu vực TP Hồ Chí Minh tương đối nhẹ, tốc độ gió phổ biến vào khoảng 0 3.5ms theo phần lớn các hướng. Tuy nhiên gió mạnh cũng xuất hiện trong thời gian gió mùa Tây Nam và trong cơn bão. Tốc độ gió mạnh nhất quan trắc được tại Tân Sơn Nhất là 36ms theo hunog71 Tây Nam (trong thời gian có gió mùa Tây Nam). Điều kiện thủy văn Đặc điểm thủy văn hệ thống sông Đồng Nai Sông Đồng Nai là sông lớn nhất trong khu vực Đông Nam Bộ. Sông có chiều dài 635 km, là sông dài nhất trong nội địa nước ta. Sông Đồng Nai chảy qua nhiều vùng khí hậu và địa hình, với tổng diện tích lưu vực khoảng 44000 km2. Các nhánh chính của sông Đồng Nai là các sông La Ngà ở bờ trái, sông Bé, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây ở bờ phải, Tổng lượng nước trung bình hàng năm của song Đồng Nai vào khoảng 30 tỷ m3. Hiện nay phía thượng lưu song Đồng Nai có các hồ chứa lớn là Trị An và Dầu Tiếng góp phần điều tiết dòng chảy. Các tohng6 số chủ yếu của sông Đồng Nai: Độ cao nguồn: 1.700 m Chiều dài sông: 635 km Chiều dài lưu vực: 380 km Diện tích lưu vực: 44.100 km2 Độ cao bình quân khu vực: 470 m Độ dốc bình quân lưu vực: 4.6% Chiều rộng bình quân lưu vực: 98 km Mật độ lưới sông: 0.64 kmkm2 Hệ số uốn khúc: 2.16 Đoạn sông khu vực dự kiến xây dựng cầu Vị trí dự kiến xây dựng cầu Đồng Nai nằm tại thượng lưu cầu cũ. Chiều rộng sông Đồng Nai trong phạm vi đoạn sông nghiên cứu vào khoảng 400 m. Đây là đoạn sông thẳng, hẹp, và sâu, có chế độ thủy văn, thủy lực đặc biệt. Hiện tương xói bồi cục bộ quy mô nhỏ tại đoạn sông này diễn ra thường xuyên vào các kỳ triều cường và trong mùa lũ. Tuy nhiên căn cứ trên các loại bản đồ khu vực trong thời gian 20 30 năm trở lại đây, chưa thấy xảy ra các hiện tượng sạt lở bờ, thay đổi dòng chảy có quy mô lớn tại khu vực dự kiến xây dựng cầu. Địa hình bờ sông rất bằng phẳng. Trong mùa lũ khi thủy triều lên, nước sông dềnh vào các kênh rạch nhỏ hai bên bờ sông làm ảnh hưởng đáng kể tới chế độ thủy văn tại các kênh rạch đổ vào sông chính. Thủy triều Vùng cửa sông Đồng Nai có chế độ bán nhật triều không đều. Số ngày nhật triều trong tháng hầu như không đáng kể. Hàng ngày có hai lần triều lên và hai lần triều xuống với chênh lệch rõ rệt mực nước của hai kỳ nước ròng. Tại vùng cửa sông chế độ triều biến thiên phức tạp, vì vậy có sự chênh lệch triều rõ rệt. Độ lớn triều trong kỳ nước cường là: 2.0 3.5 m, thuộc loại lớn tại Việt Nam. Trong kỳ nước kém, triều vẫn lên xuống khá mạnh, độ lớn triều có thể tới 1.0 2.0 m. Biên độ triều lớn tại khu vực cửa sông dẫn đến phạm vi ảnh hưởng triều trên sông Đồng Nai rất lớn, đặc biệt là vào mùa khô. Phạm vi ảnh hưởng triều vào cả mùa khô và mùa lũ đều vượt qua vị trí cầu. Trong mùa lũ phạm vi ảnh hưởng triều rút ngắn lại, tuy nhiên vẫn có ảnh hưởng rõ rệt trong việc thoát lũ.
Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng PHẦN I: TỔNG QUAN Chương I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Điều kiện tự nhiên Đây khu vực rộng lớn nối tiếp vùng rừng núi sông Bé, Lâm Đồng với vùng đồng miền Tây Nam Bộ tới tận biển Đông Phần lớn diện tích đồng bằng, ruộng lúa, vườn có thảm thực vật phong phú Vùng ven phía Bắc Đông Bắc , địa hình tương đối cao với dải đồi núi thấp Sát ven biển địa hình thấp dần tạo thành vùng ngập triều với loại sú, đước Điều kiện ĐỊA CHẤT: Lớp 1: bùn sét hữu màu xám xanh, đôi chỗ lẫn cát hữu cơ: Chiều dày lớp: h1=12.8 m Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =1.48T/m • Độ sệt: B = 1.24 • Lực dính: c = 0.082 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 60 4' • SPT (trung bình): Lớp 2: Cát hạt mịn đến trung, đôi chỗ lẫn sỏi sạn, màu xám xanh, xám trắng, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng: Chiều dày lớp: h2 = m Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =1.85T/m • Tỷ trọng: G = 2.69 • Lực dính: c = 0.14 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 100 49' • SPT (trung bình): 17 Lớp 3: Sét cát màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng mặt lẫn nhiều đá dăm sạn: Chiều dày lớp: h3 = 10.2 m Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =2.01T/m • Tỷ trọng: G = 2.73 • Lực dính: c = 0.313 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 210 28' • SPT (trung bình): 29 GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:1 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Lớp 4: Sétmàu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h4 = 4.1 m Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =1.74T/m • Tỷ trọng: G = 2.73 • Lực dính: c = 0.125 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 010' • SPT (trung bình): 31 Lớp 5: Sét màu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h5 = 19.9 m Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =1.983T/m • Tỷ trọng: G = 2.73 • Lực dính: c = 0.311 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 23052' • SPT (trung bình): 33 Lớp 6: Sét màu nâu vàng, đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn, trạng thái cứng: Chiều dày lớp: h6 Các tiêu lý: • Trọng lượng thể tích: γ w =2.12T/m • Tỷ trọng: G = 2.73 • Lực dính: c = 0.355 (KG/cm2) • Góc ma sát trong: ϕ = 26039' • SPT (trung bình): 30 Điều kiện khí hậu Điều kiện chung Vị trí dự án nằm vùng khí hậu đồng Nam Bộ với nét đặc trưng chủ yếu thời tiết gió mùa Khí hậu mang đầy đủ đặc điểm khí hậu toàn miền với phân chia hai mùa mưa khô cách rõ rệt Một số đặc trưng chủ yếu khí hậu khu vực thể theo tài liệu quan trắc trạm khí tượng Tân Sơn Nhất Nhiệt độ không khí Nhiệt độ trung bình măn vào khoảng 27.1 0C Biên độ chênh lệch trung bình tháng nhỏ, năm tháng nhiệt độ trung bình vượt 30 0C xuống 250C Tháng GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:2 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng lạnh tháng 12 có nhiệt độ trung bình 25.7 0C Nhiệt độ thấp tuyệt đối quan trắc Tân Sơn Nhất 13.8 0C (04/01/1937) Tháng nóng tháng có nhiệt độ trung bình 28.90C Nhiệt độ cao tuyệt đối quan trắc Tân Sơn Nhất 400C Biên độ dao động ngày đêm nhiệt độ trung bình 7.2 C Thời kỳ nhiệt độ dao động mạnh tháng 3, 4; thời kỳ doa động tháng 10,11 Các đặc trưng chế độ nhiệt khu vực thể bảng hình sau: Đặc trưng chế độ nhiệt: Đặc trưng Trị số Nhiệt độ trung bình năm 27,1 Nhiệt độ trung bình tháng cao 28,9 Nhiệt độ trung bình tháng thấp 25,7 Nhiệt độ cao tuyệt đối 40,0 Nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8 Biên độ ngày trung bình nhiệt 7,2 độ Đặc trưng nhiệt độ khu vực: 35 32.5 30 T0C 27.5 25 22.5 20 17.5 15 I II III IV V VI Max VII TB VIII IX X XI Min Mưa GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:3 SVTH: Phạm Thị Lõn XII Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Tại TP Hồ Chí Minh lượng mưa trung bình năm 1931 mm, số ngày mưa trung bình 158.8 ngày với phân chia mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài tháng, từ tháng đến tháng 11 Trong mùa mưa tập trung 90% lương mưa năm Lượng mưa tăng dần từ đầu mùa tới mùa, đật tới cực đại vào tháng 9, tháng 10 với lượng mưa trung bình gần 300 mm Các tháng lại, từ tháng 12 đến tháng 4, thuộc mùa khô Tháng 1, 2, thời kỳ mưa Mỗi tháng trung bình quan sát – ngày mưa nhỏ, Thang1co1 lượng mưa cực tiểu tháng có lượng mưa trung bình 4.1 mm với – ngày mưa Đặc trưng chế độ mưa: Đặc trưng Trị số Lượng mưa trung bình năm (mm) 1931 Lượng mưa trung bình tháng lớn 327,1 (mm) Lượng mưa trung bình tháng nhỏ 4,1 (mm) Số ngày mưa trung bình 158,8 Độ ẩm, nắng Độ ẩm trung bình năm khu vực 78% Các tháng mùa mưa có độ ẩm lớn tháng mùa khô Độ ẩm trung bình mùa mưa 83%, mùa khô 71% Tháng 2, tháng khô với độ ẩm trung bình 70% Một nhựng nét đặc trưng khí hậu đồng Nam Bộ có tổng số nắng trung bình năm lớn, vào khoảng 2500 (yếu tố khí hậu khu vực cận xích đạo) Tất tháng năm có số nắng trunbg bình lớn 160 Trong tháng 3, số nắng trung bình lên tới 272 giờ, tức nắng ngày Gió Nhìn trung gió khu vực TP Hồ Chí Minh tương đối nhẹ, tốc độ gió phổ biến vào khoảng ÷ 3.5m/s theo phần lớn hướng Tuy nhiên gió mạnh xuất thời gian gió mùa Tây Nam bão GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:4 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Tốc độ gió mạnh quan trắc Tân Sơn Nhất 36m/s theo hunog71 Tây Nam (trong thời gian có gió mùa Tây Nam) Điều kiện thủy văn Đặc điểm thủy văn hệ thống sông Đồng Nai Sông Đồng Nai sông lớn khu vực Đông Nam Bộ Sông có chiều dài 635 km, sông dài nội địa nước ta Sông Đồng Nai chảy qua nhiều vùng khí hậu địa hình, với tổng diện tích lưu vực khoảng 44000 km Các nhánh sông Đồng Nai sông La Ngà bờ trái, sông Bé, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây bờ phải, Tổng lượng nước trung bình hàng năm song Đồng Nai vào khoảng 30 tỷ m3 Hiện phía thượng lưu song Đồng Nai có hồ chứa lớn Trị An Dầu Tiếng góp phần điều tiết dòng chảy Các tohng6 số chủ yếu sông Đồng Nai: Độ cao nguồn: 1.700 m Chiều dài sông: 635 km Chiều dài lưu vực: 380 km Diện tích lưu vực: 44.100 km2 Độ cao bình quân khu vực: 470 m Độ dốc bình quân lưu vực: 4.6% Chiều rộng bình quân lưu vực: 98 km Mật độ lưới sông: 0.64 km/km2 Hệ số uốn khúc: 2.16 Đoạn sông khu vực dự kiến xây dựng cầu Vị trí dự kiến xây dựng cầu Đồng Nai nằm thượng lưu cầu cũ Chiều rộng sông Đồng Nai phạm vi đoạn sông nghiên cứu vào khoảng 400 m Đây đoạn sông thẳng, hẹp, sâu, có chế độ thủy văn, thủy lực đặc biệt Hiện tương xói bồi cục quy mô nhỏ đoạn sông diễn thường xuyên vào kỳ triều cường mùa lũ Tuy nhiên loại đồ khu vực thời gian 20 – 30 năm trở lại đây, chưa thấy xảy tượng sạt lở bờ, thay đổi dòng chảy có quy mô lớn khu vực dự kiến xây dựng cầu Địa hình bờ sông phẳng Trong mùa lũ thủy triều lên, nước sông dềnh vào kênh rạch nhỏ hai bên bờ sông làm ảnh hưởng đáng kể tới chế độ thủy văn kênh rạch đổ vào sông GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:5 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Thủy triều Vùng cửa sông Đồng Nai có chế độ bán nhật triều không Số ngày nhật triều tháng không đáng kể Hàng ngày có hai lần triều lên hai lần triều xuống với chênh lệch rõ rệt mực nước hai kỳ nước ròng Tại vùng cửa sông chế độ triều biến thiên phức tạp, có chênh lệch triều rõ rệt Độ lớn triều kỳ nước cường là: 2.0 ÷ 3.5 m, thuộc loại lớn Việt Nam Trong kỳ nước kém, triều lên xuống mạnh, độ lớn triều tới 1.0 ÷ 2.0 m Biên độ triều lớn khu vực cửa sông dẫn đến phạm vi ảnh hưởng triều sông Đồng Nai lớn, đặc biệt vào mùa khô Phạm vi ảnh hưởng triều vào mùa khô mùa lũ vượt qua vị trí cầu Trong mùa lũ phạm vi ảnh hưởng triều rút ngắn lại, nhiên có ảnh hưởng rõ rệt việc thoát lũ Mực nước mùa cạn mùa lũ Biên Hòa 2.00 1.50 Mùc n í c H (m) 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 12 18 24 Giê V - 1996 X - 1996 Mèc "0" cao ®é Mịi Nai Từ Nhà Bè lên tới Bien Hòa, biên độ triều thay đổi đáng kể Biên độ triều Nhà Bè vào khoảng 2.0 – 2.5 m, Biên Hòa 1.0 – 1.5 m Độ dốc mặt nước Bien Hòa lớn từ tới lần so với độ dốc từ Nhà Bè tới cửa sông ảnh hưởng thủy triều Mực nước biên Hòa – Nhà Bè GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:6 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng 2.00 1.50 Mùc n í c H (m) 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00 12 18 24 Giờ TrạmNhàBè TrạmBiên Hòa Mèc "0" cao ®é Mịi Nai Tần suất thiết kế Căn vào quy mô kiến nghị công trình, tần suất thiết kế cầu đường đầu cầu kiến nghị sau: Tần suất mực nước thiết kế cầu: P = 1% (chu kỳ 100 năm) Trong trường hợp mực nước lũ lịch sử điều tra vị trí cầu lớn mực nước có tần suất P = 1% sử dụng mực nước lịch sử lớn làm mực nước thiết kế cầu Tần suất mực nước thông thuyền: P = 5% (chu kỳ 20 năm) Tần suất thiết kế đường đầu cầu: P = 1% ( chu kỳ 100 năm) Các công trình phạm vi đường đầu cầu, nút giao thiết kế với tần suất sau: Cầu lớn, cầu trung (l caàu > 25m): P = 1% ( chu kỳ 100 năm) Cầu nhỏ (lcầu < 25m): P = 1% (chu kỳ 100 năm) Điều kiện thủy văn dọc tuyến Phạm vi tuyến hai đầu cầu tuyến mới, nằm khu vực địa hình phẳng ven sông Đồng Nai sông nhánh Chế độ thủy văn tuyến chịu ảnh hưởng đáng kể mực nước sông Đồng Nai sông nhánh GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:7 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Do có đê ngăn cản nên mực nước dọc tuyến đường nhánh sông nhỏ lên xuống hoàn toàn theo thủy triều chế độ dòng chảy sông Đồng nai Điều dẫn đến mực nước thiết kế cầu có khác biệt nhỏ Chương II: QUY TRÌNH THIẾT KẾ I./.Quy trình thiết kế nguyên tắc chung 1./.Quy trình thiết kế Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22TCN272-05 Tiêu chuẩn thiết kế đường 4054-2005 Qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN – 211- 06 Quy trình nghiệm thu cầu 22 TCN 170-87 Tổ chức thi công 22 TCN 4055-85 Quy trình kỹ thuật thi công, nghiệm thu mặt đường bêtông nhựa 22 TCN 22-90 Các tiêu chuẩn qui trình có liên quan khác 2./.Các thông số kó thuật a./.Quy mô xây dựng Cầu thiết kế vónh cữu với tuổi thọ > 100năm b./.Tải trọng thiết kế Hoạt tải thiết kế HL – 93 gồm tổ hợp của: Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng Xe hai trục kết hợp với tải trọng Tải trọng người × 103 MPa Tỉnh tải tính theo toàn tónh tải tác dụng lên công trình trình thi công khai thác Ngoài có số tải trọng khác như: lực xung kích, lực va tàu c./.Khổ cầu thiết kế Ta thiết kế cầu với xe dành cho người bộ, tổng bề rộng ngang cầu 14m Sông thiết kế cấp III nên có khổ thông thuyền theo phương đứng 7m theo phương ngang 50m II./.Các phương án cầu, so sánh lựa chọn Dựa vào yêu cầu vào yếu tố sau ta đưa phương án cầu cần thiết kế sơ để lựa chọn phương án thiết kế thích hợp Qui mô công trình phải phù hợp với qui hoạch khu vực định phê duyệt GTVT Đảm bảo yêu cầu kó thuật khả thông xe khu vực GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:8 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Đảm bảo yêu cầu kinh tế phù hợp với kinh phí đầu tư Không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Tạo mó quan cho khu vực Thi công thuận lợi đảm bảo yêu cầu kó thuật Đáp ứng yêu cầu thông thuyền Giảm tối thiểu trụ Sơ đồ nhịp cầu xét tới việc ứng dụng công nghệ tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc sữ dụng nước Đảm bảo tính khả thi thi công Giải pháp thiết kế sơ bộ: Giải pháp thiết kế 1: Dầm liên tục bêtông cốt thép dự ứng lực thi công theo pháp đúc hẫng cân cho nhịp nhịp dẫn dầm SuperT thi công lao dầm Giải pháp thiết kế 2: cầu vòm ống thép nhồi BT nhịp dẫn dầm chữ I BTCT dự ứng lực GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:9 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ Chương I: PHƯƠNG ÁN I CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG Yêu cầu thiết kế + Quy mô công trình: Cầu vónh cửu BTCT DUL + Dạng dầm: Dầm hộp ứng suất trước + Tải trọng thiết kế: Đoàn xe tiêu chuẩn HL93, tải trọng làn, người + Nhịp thiết kế dài 52m + 73m + 52m + Mặt cắt ngang cầu: hộp đơn + Bề rộng mặt đường xe chạy đường: 2x3.0m + Lề hành: 2x1.2 m + Lan can thép theo ASSHTO + Khoảng cách an toàn xe chạy đến mép lề hành 0.5 m + Khổ thông thuyền: + Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 – 05 Chọn tiết diện hình học mặt cắt ngang cầu: + Mặt cắt ngang dạng hộp đơn, thành hộp xiên theo tỉ lệ 1/5 để tăng tính thẩm mỹ giảm trọng lượng thân kết cấu, giảm khối lượng thép, bê tông + Độ dốc ngang cầu chọn theo điều kiện đảm bảo thoát nước: 1.5% + Chiều cao dầm trụ (Hp): Hp < < 20 L 16 nên chọn Hp = 4.2 m + Chiều cao dầm nhịp (Hc): Hp để thuận < < 50 L 30 lợi cho công tác tu bảo dưỡng sau Vậy chọn Hc = m + Chọn chiều dài đoạn đỉnh trụ (khối K0) đảm bảo bố trí xe đúc, chọn 13 m Các khối từ K1 – K4 dài 2.5 m Các khối từ K5 – K8 dài 3m Các khối K9,K10 dài 3.5 m bên Các khối hợp long dài m Khối đúc đà giáo bờ dài 14.5 m gồm m – 3.5m – 3.5m – 3.5m - Nhịp dẫn: GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:10 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng fcpg = ( M WC (1,1) + M CLL (1,1) + M FT (1,1)) J g(1,1) − nps(1,1) × A ps1(1,1) × Y cps1(1,1) ( ( Ycps(j,1) − ycg(1,1)) )( ) ÷÷ Pi (1,1)× Ycps(1,1)− ycg(1,1) Ycps(j,1)− ycg(1,1) Pi (1,1) +− − (1,1) I g(1,1)−nps(1,1)×A ps1(1,1)×Y cps1 A g(1,1)−nps(1,1)×A ps1(1,1) ữ Pi (i,1) ì ( Ycps(i, i) − ycg(i,1)) ( Ycps(i, i) − ycg(j,1)) Pi (i,1) ữ J g(i,1) n (i,1) ì A (i, i) × Y cps(i,i) j A g (i,1) nps(i,i) ì A ps1(i, i) ữ ps ps1 + ∑ ÷ i =2 + M SW (i − 1,1) − M WC (i − 1,1) + M CLL (i,1) − M CLL (i − 1,1) + M FT (i,1) − M FT (i − 1,1) Y (j,1) − y (i,1) ÷ ( cps )÷ cg J g(i,1) − n (i,1) × A (i, i) × Y cps1(i,i) ps ps1 GVHD: ThS Voõ Vónh Bảo Trang:2 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng Trong : - A g(i,1) , I g(i,1) , ycg(i,1) diện tích, momen quán tính, trọng tâm mặt cắt S1 thời điểm căng cáp K i - ycg(i,1) khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt S1 thời điểm căng cáp K i tới gốc tọa độ - Y cps(i,1) khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp K i tới gốc tọa độ mặt cắt S1 - Y cps (j,1) trọng tâm cáp DUL mặt cắt S1 thời điểm căng cáp khối K j - Pi lực căng cáp nhóm cáp K i mặt cắt S1 vào thời điểm căng cáp khối K j - M WC (i,1), M CLL (i,1) momen trọng lượng bê tông ướt, tải trọng thi công khối K i gây mặt cắt S1 - M FT (j − 1,1) momen xe đúc đặt thi công đốt K j−1 gây mặt cắt S1 - M SW (i,1) momen trọng lượng bê tông khô gây mặt cắt S1 Vì Pi có chứa ∆fpES nên việc tính toán ∆fpES đòi hỏi phải tính lập Ví dụ tính mát ứng suất nén đàn hồi mặt cắt S1 vào thời điểm căng cáp K : + Trước hết ta giả sử ∆fpES (2,1) = 3.57( MPa) + Ta tính lực căng cáp nhóm cáp K , K - Lực cáp nhóm cáp K mặt cắt S1 vào thời điểm căng cáp K Pi (1,1) = Aps1(1,1)× 0.78×f pu -Δf pES (2,1)-Δf pA (1,1)-ΔfpF (1,1) = 5320 × (0.78 ×1860-3.57-139.0588-29.4149) = 6.8220 ×106 (MPa) - Lực cáp nhóm cáp K mặt cắt S1 vào thời điểm căng cáp K Pi (2,1) = A ps1(2,1) × ( 0.78× fpu − ∆ pES (2,1) − ∆fpA (2,1) − ∆fpF (2,1)) = 10640× ( 0.78× 1860 − 3.57− 107.4545-41.7898) = 6.9275× 106 ( MPa) GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:1 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng + Ứng suất trọng tâm cốt thép DUL mặt cắt S1 vào thời điểm căng cáp K : fcpg(2,1) = ( M WC (1,1) + M CLL (1,1) + M FT (1,1)) J g(1,1) − nps(1,1) × A ps1(1,1) × Y cps(1,1) ( Ycps(2,1) − ycg(1,1)) Pi (1,1) × ( Ycps(1,1) − ycg(1,1)) ( Ycps(2,1) − ycg(1,1)) Pi (1,1) ÷ +− − A g(1,1) − nps(1,1) × A ps1(1,1) ữ J g (1,1) nps(1,1) ì A ps1(1,1) × Y cps (1,1) Pi (2,1) × ( Ycps(2,2) − ycg(2,1)) ( Ycps(2,1) − ycg(2,1)) Pi (2,1) ÷ +− − A g(2,1) − nps(2,2) ì Aps1(2,2) ữ J g(2,1) nps (2,1) ì A ps1(2,2) × Y cps (2,2) + M SW (1,1) − M WC (1,1) + M WC (2,1) + M J g(2,1) − n ( Ycps(2,1) − ycg(2,1)) ps FT (2,1) − M (2,1) × A FT (1,1) + M (2,2) × Y ps1 cps CLL (2,1) − M CLL (1,1) (2,2) × Thay số ta được: ( 1.6888× 109 + 2.67× 107 + 1.2× 109 ) ( -274+2161.4) 2.3315× 1013 − 5.8231× 5320× 3492 6.8220× 106 × ( -349+2161.4) ( -274+2161.4) 6.8220× 106 +− ữ 2.3315ì 1013 5.8231ì 5320ì 3492 9.4917× 10 -5.8231× 5320 fcpg(2,1) = 6.9275× 106 × ( -199+2161.4) ( -274+2161.7) 6.9275× 106 +− − ÷ 2.3315× 1013 − 5.5055× 5320× 1992 9.4900× 10 -7.0784 × 5320 8 ( 2.7446 − 1.6888+ 3.3925+ 5.2 − 1.2) × 10 + 0.6008× 10 − 0.267× 10 × + 2.3315× 1013 − 5.5055× 5320× 1992 ( -274+2161.7) = -2.6270 (MPa) + Tại thời điểm mặt cắt có tổng cộng bó cáp ( bó cáp K , bó cáp K ) nên lấy N=2 cặp + Lấy E ci theo tuổi trung bình bê tông khối K (vì mặt cắt tính toán mặt cắt S1) tới thời điểm căng cáp K : 27 ngày 27 fci' = × 50 = 50.09MPa + 0.85× 27 E ci = 0.043× γ1.5 × fci' = 0.043× 25001.5 × 50.09 = 35783 GVHD: ThS Võ Vónh Bảo Trang:2 SVTH: Phạm Thị Lõn Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ứng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng ∆f'pES = N − Ep 2N E ci Sai soá : ∆ = cpg = − 1197000 -2.6270 = 3.6157( MPa) 2× 35783 ∆f'pES − ∆ pES × 100 ∆fpES = 3.6157-3.57 × 100 = 1.28%