Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đề tài cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực kéo trước 2 nhịp 24m

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đề tài cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực kéo trước 2 nhịp 24m Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đề tài cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực kéo trước 2 nhịp 24m Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đề tài cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực kéo trước 2 nhịp 24m Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đề tài cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực kéo trước 2 nhịp 24m

MỤC LỤC

PHẦN I: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

Cầu Tân Mỹ thuộc Dự án cầu Tân Mỹ Tiền Giang hiện tại chưa có công trình cầunên phải thiết kế cầu đảm bảo thoát nước hiện tại và lâu dài Cầu thuộc ngã ba Tân Mỹ,

xã Tân Hưng, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang

Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông ngày càng cao Từ đó tạo điều kiệnthuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành vận tải Về kinh tế: phục vụvận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai khu vực, là nơi giaothông hàng hóa trong thành phố Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết và cấpbách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của khu vực và hòa nhập mạng lướigiao thông quốc gia

1.2 CĂN CỨ PHÁP LÝ

- Luật Xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003 của Quốc Hội khoá XI, kỳ họp thứ 4;

- Luật Đấu thầu số 61/2005/QH11 ngày 29/11/2005 của Quốc Hội khoá XI;

- Luật số 38/2009/QH12 ngày 16/5/2009 của Quốc Hội khoá XII, kỳ họp thứ 5 sửa đổi, bổsung một số điều của các luật liên quan đến đầu tư xây dựng cơ bản;

- Nghị định 15/2013/NĐ-CP ngày 06/02/2013 của Chính phủ về Quản lý chất lượng côngtrình xây dựng;

- Nghị định số 85/2009/NĐ-CP ngày 15/10/2009 của Chính phủ hướng dẫn thi hành LuậtĐấu thầu và lựa chọn nhà thầu xây dựng theo Luật Xây dựng;

- Nghị định số 112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 của Chính Phủ về quản lý chi phí đầu tưxây dựng công trình;

- Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 và Nghị định số 83/2009/NĐ-CP ngày15/10/2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình Nghị định số112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 về chi phí đầu tư xây dựng công trình và các văn bảnhướng dẫn thi hành Nghị định số 12 và 112;

- Quyết định số 957 QĐ-BXD ngày 29/9/2009 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc công

bố Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng công trình;

1.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI

1.3.1 Số liệu khảo sát

Căn cứ vào dữ liệu đầu bài do giáo viên hướng dẫn đồ án cung cấp, đồ án của emthiết kế dựa trên các số liệu khảo sát sau đây:

32 tc 6

94

81

6 7 72

6 7

7 3 36 73 20

7 4

7 2

57 88 17 25

Tiền Giang nằm trong tọa độ 105°50’–106°55’ kinh độ Đông và vĩ độ Bắc

• Phía Bắc giáp tỉnh Long An

• Phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp

• Phía Nam giáp tỉnh Bến Tre và tỉnh Vĩnh Long

• Phía Đông Bắc giáp Thành phố Hồ Chí Minh

• Phía Đông Nam giáp Biển Đông

Được chính phủ quy hoạch là một trong những Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

Tiền Giang nằm trải dọc trên bờ Bắc sông Tiền (một nhánh của sông Mê Kông) với chiều

dài 120 km Nhờ vị trí hết sức thuận lợi nên Tiền Giang đã trở thành trung tâm văn hóa

chính trị của cả Đồng bằng sông Cửu Long[5], là địa bàn trung chuyển hết sức quan trọng

gắn cả miền Tây Nam Bộ Vị trí như vậy giúp Tiền Giang sớm trở thành một tỉnh có nền

kinh tế phát triển hàng đầu trong khu vực miền Tây Nam Bộ và vùng kinh tế trọng điểm

phía Nam[6]

1.4.1 Địa chất

Căn cứ vào các lỗ khoan thăm dò địa chất tại 2 mố cầu, địa tầng từ trên xuống dưới

tại các lỗ khoan gồm các lớp sau:

- Lớp 1A: Sét màu xám vàng, nâu đỏ lẫn dăm sạn Trạng thái cứng

- Lớp 1B: Cát pha màu xám vàng, nâu vàng lẫn đá hòn cục Trạng thái dẻo

- Lớp 02: Sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn dăm sạn Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

- Lớp 03: Đá sét bột kết màu xám vàng, xám nâu, phong hóa nứt nẻ mạnh.

- Lớp 04: Đá sét bột kết màu vàng, xám nâu, phong hóa nứt nẻ nhẹ

1.4.2 Đặc điểm khí hậu

Tiền Giang Khí hậu Tiền Giang mang tính chất nội chí tuyến - cận xích đạo và khíhậu nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ bình quân cao và nóng quanh năm Nhiệt độ bìnhquân trong năm là 27oC - 27,9oC Với 2 mùa rõ rệch là mùa mưa và mùa khô Mùa khô

từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau lượng mưa trung bình 1.210 - 1.424 mm/năm

và phân bố ít dần từ bắc xuống nam, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11

1.4.3 Đặc điểm thủy văn:

Địa hình đồng bằng chiếm tỷ trọng lớn nên mạng lưới sông suối trong khu vực kháphát triển với mật độ trung bình đạt 0,62 km/km2 nhưng phân bố không đều trong toànvùng Vùng đồng bằng có địa hình lớn, chia cắt mạnh, mạng lưới sông suối phát triểnmạnh trên 1 km/km2, Tuy sông ngòi nhiều, lượng nước khá dồi dào nhưng lưu vực sôngnhỏ, điều kiện địa hình dốc nên việc khai thác sử dụng nguồn nước sông cho sản xuất vàđời sống gặp nhiều khó khăn

Đặc điểm thủy văn khu vực

Diện tích lưu vực : F = 3.6 km2

Lưu lượng thiết kế : Q1% = 214 m3/s

Khẩu độ tính toán : Lo = 37.60 m

Cao độ thiết kế kể cả sóng vỗ : HTK = 40.74 m

Cầu thiết kế không có thông thuyền và có cây trôi

1.5 YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG

- Đảm bảo an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông;

- Đáp ứng các yêu cầu khai thác chủ yếu như; độ bền, dễ kiểm tra, thuận tiện duy tu, đảmbảo độ cứng, xét đến khả năng mở rộng cầu trong tương lai

- Kết cấu cầu phù hợp với trình độ và năng lực thi công hiện tại

- Đảm bảo tính thông thoáng và thẩm mỹ cao

- Các yếu tố tuyến trên mặt bằng phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật tương ứng với vận tốcthiết kế

- Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đường và các dự án khác có liênquan

- Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khối lượng xâydựng và giải phóng mặt bằng Tuy nhiên, cũng phải đảm bảo an toàn và êm thuận tới mứctối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông

- Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ - trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan

- Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình thi công như rung và tiếng ồn

- Đảm bảo tính kinh tế

1.6 TIÊU CHUẨN, QUY TRÌNH ÁP DỤNG

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu TCVN-11823-2017;

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô: TCVN 4054: 2005;

- Tiêu chuẩn động đất TCXDVN 375: 2006;

- Tiêu chuẩn thi công cầu đường bộ TCCS:02:2010/TCĐBVN;

- Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi: 22TCN 257 -2000;

- Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn cầu thép: 22TCN 280 -01;

- Tiêu chuẩn kỹ thuật sơn cầu thép và kết cấu thép: 22TCN 235-97;

- Quy trình thiết kế công trình phụ tạm và thi công cầu: 22TCN 200-89;

- Quy trình thi công và nghiệm thu các công trình nền móng: TCXD 79-1980;

1.7 QUY MÔ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Phần đường: Tuyến đường có các thông số mặt cắt ngang như sau:

- Tải trọng thiết kế: HL93 + Tải trọng đoàn người: 3kN/m2

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu: TCVN 11823-2011

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô: TCVN 4054-2005

- Độ dốc ngang cầu: Dốc ngang hai mái 2%

Khổ cầu Đơn vị Giá trị

Do năng lực và thời gian có hạn, trong đồ án em chỉ thiết kế các hạng mục chính.

1.8 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG

1.8.1 Mục đích

Mục đích của việc nghiên cứu đánh giá tác động tới môi trường là giúp các nhàquản lý Dự án, lập Dự án, kỹ thuật có trách nhiệm thực thi các giải pháp kĩ thuật nhằmgiảm thiểu tác động tới môi trường khi thực hiện và khai thác Dự án Đồng thời thôngbáo các cơ quan có liên quan và bộ phận dân cư những ảnh hưởng tích cực và tiêu cựccủa Dự án tới thành phần tự nhiên và xã hội

1.8.2 Các tác động môi trường trong giai đoạn xây dựng và khai thác

Việc hình thành cầu Km(0004+079) có ảnh hưởng những tiêu cực tới môi trường tựnhiên và môi trường xã hội ở vị trí xây dựng Tuy nhiên trong giai đoạn thi công cũngnhư khai thác, không ảnh hưởng nhiều đến môi trường xung quanh và ngược lại môitrường xung quanh cũng không ảnh hưởng nhiều đến quá trình khai thác và thi công.1.8.3 Các biện pháp giảm thiểu những tác động bất lợi

Các biện pháp giảm thiểu nhằm giảm tầm ảnh hưởng của các tác động hay loại bỏhoàn toàn các hiệu ứng tiêu cực nhằm cải thiện sự hòa nhập giữa dự án và môi trường.Các giải pháp giảm thiểu cũng có thể cho phép tối ưu hóa các tác động tích cực làm cho

Dự án tốt hơn Các biện pháp giảm thiểu cần được áp dụng trong suốt quá trình xây dựng

và khai thác nhằm ngăn chặn hoặc giảm tới mực thấp nhất các tác động xấu

1.8.4 Các kết luận

Vị trí tuyến cầu đi qua thuộc một phần khu vực dân cư có mật độ trung bình, cácyếu tố ảnh hưởng tới môi trường ở mức độ nhẹ, tác động tới môi trường trong quá trìnhxây dựng tuy có nhưng chỉ là tạm tời Trong giai đoạn khai thác các tác động này có thểgiảm xuống mức thấp bằng các biện pháp xử lý và thực tế chúng chỉ có tác động nhỏ tớimôi trường

Tiếng ồn và rung động là không thể tránh khỏi, tuy vậy có thể giảm thiểu bằng cách

dử dụng các thiết bị hợp lý và vào cá thời điểm phù hợp

Ô nhiễm không khí do khí thải động cơ là nguy cơ xảy ra khi Dự án hoàn thành, tuynhiên độ ô nhiễm này có thể kiểm soát bằng cách tăng các tiêu chuẩn về môi trường củacác loại phương tiện tham gia giao thông

1.8.5 Tổng mức đầu tư của Dự án

Cầu Tân Mỹ tại Km(0004+079) được xây dựng nhằm tạo điều kiện đảm bảo giaothông đi lại trong vùng, là cầu nối kinh tế trong khu vực với các vùng lân cân nhằm tạođiều kiện phát triển và giao lưu kinh tế trong vùng Phù hợp với giao thông quy hoạchcủa tỉnh, thiết lập vành đai khép kín trong mạng lưới giao thông của tỉnh

Nguồn vốn của Dự án dựa trên nguồn vốn của Dự án tín dụng ngành giao thông vậntải để cải thiện mạng lưới đường quốc gia lần thứ nhất Với ước tính nguồn vốn khoảng

450 tỉ đồng được cung cấp cho Dự án theo từng giai đoạn và khối lượng của Dự án đãhoàn thành dựa trên tình hình thi công thực tế

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN 1 CẦU DẦM BẢN BÊ TÔNG CỐT

THÉP DỰ ỨNG LỰC

2.1 BỐ TRÍ CHUNG PHƯƠNG ÁN

- Cầu dược xây dựng với sơ đồ: 2×24m=48m

- Loại cầu: Cầu dầm bản rỗng BTCT dự ứng lực L=24m

72 71

70 69 68b

7.08 6.62 3.10 15.49

6.87 10.00

1a 03 04

1b 03 04

01 03 04

1:1.0

1:1 0

+24.18

35.63 28.73 23.73

35.85 31.25 26.25

37.92 36.17

39.26

è ng t ho ¸ t n í c D150

(t û l Ö: 1/150)

Lan c a n

è n g t ho ¸ t n í c D150

Bè tr Ý hé l an mÒm 1:1

Bè tr Ý hé l an mÒm

§i t©n th¾ng 1:1

®i hoµng mai

c c b

+26.96

11 c ä c kho a n n hå i

d =1m, L=8m

+44.321 +44.386

37.46

+45.64

+30.46

8 c ä c kho a n n hå i D=1.0m L=7.0m

+44.321

+33.18

8 c ä c kho a n nhå i D=1.0m L=9.0m

Hình 2.1: Bố trí chung cầu

2.1.1 Giới thiệu chung về phương án

- Quy mô công trình: Cầu dầm bản BTCT dự ứng lực

- Dạng dầm: Dầm bản dự ứng lực kéo trước

- Tải trọng thiết kế: Đoàn xe tiêu chuẩn HL93, tải trọng làn, người đi bộ

- Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 11823-2011

2.1.2 Các số liệu tính toán

1.1.1.1 Mặt cắt ngang cầu

- Bề rộng phần xe chạy: Bxe chạy = 2×6 m

- Bề rộng chân lan can: Blan can = 2×0.5 m

- Bề rộng toàn cầu: B = 13 m

1.1.1.2 Khổ thông thuyền

Cầu thiết kế phục vụ tuyến đường đi qua khe, không có khổ thông thuyền, thiết kếvuông góc với dòng chảy (được thể hiện trên bình đồ)

1.1.1.3 Các yếu tố hình học của cầu

- Trên mặt bằng cầu nằm trên đường thẳng

- Độ dốc dọc theo phương ngang cầu in = 2%

- Trụ cầu được làm bằng BTCT dạng trụ đặc thân hẹp, hai đầu cầu có hình bán nguyệt Mũtrụ, thân và bệ trụ bằng BTCT 30 MPa Trụ T1 được đặt trên cọc khoan nhồi D = 1m,gồm 8 cọc L = 9 m

- Tổng chiều dài toàn cầu tính đến 2 đuôi mố là L = 61.15

2.2 CẤU TẠO HẠNG MỤC CẦU

Lí p BTCT liªn kÕt: 10cm

i = 2 %

Bª t«ng atphan: 7 cm S¬n chèng thÊm: 0.4 cm

(t û l Ö: 1/75) 1/2 mÆt c ¾t c - c

- Dầm bản BTCT dự ứng lực dùng loại bê tông có f'c=40 MPa, lớp liên kết bản dùng loại

bê tông có f'c=30 MPa đổ tại chỗ

- Chiều cao mặt cắt h = 950 mm

TL 1 : 40

-2MÆt c ¾t

TL 1 : 40

-4 MÆt c ¾t

- Lớp phủ mặt cầu gồm 7cm asphalt và 0.4cm lớp phòng nước

- Gờ lan can dùng bê tông có f'c=30 MPa đổ tại chỗ, lan can bằng thép mạ tráng kẽm chiềudày mạ 110 μm mật độ mạ 781 g/m2 Khối lượng lan can tính theo md, khối lượng chitiết sẽ được tính cho từng cầu cụ thể

- Gối cầu, khe co dãn bằng cao su, thép nhập ngoại

2.2.2 Kết cấu phần dưới

1.1.1.6 Mố cầu

Mố 2 bên đầu cầu thiết kế theo dạng mố chữu U bằng BTCT Sử dụng móng nông,đặt trên hệ cọc khoan nhồi D = 1 m, bằng BTCT 30 MPa đổ tại chỗ Mố M0 gồm 8 cọc,chiều dài cọc L = 7 m Mố M1 gồm 11 cọc, chiều dài cọc L = 8m Thân mố, tường đầu,

tường cỏnh bằng BTCT 30 MPa đổ tại chỗ Chiều dài chớnh thức sẽ được quyết định saukhi khoan thử và thử tải PDA cọc.

A

A

Chốt neo dầm D32mm L=600mm

(t ỷ l ệ 1/100) (t ỷ l ệ 1/100)

Vữa đệm gối 30Mpa Vữa đệm gối 30Mpa

B B

A

A

Chốt neo dầm D32mm L=600mm

Vữa BT đệm gối 30Mpa Chốt neo dầm D32mmL=600mm

250 25x500=12500 250

675 650 675 2000

1250 3x3500=10500 1250

13000

EL1 EL2

EL3 EL4

i=2% i=2%

8 Cọc khoan nhồi D1.0m,L=9m

1000 3000 1000 5000

Đ iểm ghi lý trì nh trụ

700 8200

200 200

300 300

Hỡnh 2.5: Mặt trụ cầu T1

2.2.3 Mặt cầu và cỏc cụng trỡnh phụ trợ

Lớp phủ mặt cầu gồm 3 lớp:

- Bờ tụng asphan hạt mịn dày 7cm

- Lớp phũng nước bằng sơn chống thấm dày 0.4cm

- Lớp liờn kết mặt cầu bằng bờ tụng 30Mpa đổ tại chỗ

Gờ lan can dựng bờ tụng cú f'c=30 MPa đổ tại chỗ, lan can bằng thộp mạ trỏng kẽmchiều dày mạ 110 μm mật độ mạ 781 g/m2 Khối lượng lan can tớnh theo md, khối lượngchi tiết sẽ được tớnh cho từng cầu cụ thể

2.3 PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỦ ĐẠO

2.3.1 Thi công kết cấu nhịp

- Dầm được chế tạo trên bãi đúc cố định, bố trí tại phía mố M0 Sàng dầm ra khỏi bệ đúcđưa vào bãi chứa dầm, chờ đến khi lao lắp

- Dầm được đưa ra từ bãi đúc đến đầu mố bằng đường ray và xe goong

- Tiến hành lao dầm ra nhịp 1 bằng tời điện và xe goong, sang ngang từng phiền dầm vào

vị trí gối cầu theo thiết kế bằng giá pooc-tích

- Nhịp 2 tiến hành thi công tương tự nhịp 1

- Lắp dùng ván khuôn đổ bê tông dầm ngang

- Đổ bê tông mối nối bản mặt cầu

- Cẩu lắp các tấm bản ván khuôn vào vị trí

- Lắp dung hệ thông thoát nước mặt cầu

- Lắp dung lan can khe co dãn

- Thi công lớp phủ mặt cầu

- Thi công đường hai đầu cầu

- Hoàn thiện, thử tải, đưa vào khai thác

2.3.2 Thi công mố

Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng.

- Chuẩn bị vật liệu, thiết bị thi công

- San ủi mặt bằng đến cao độ thiết kế 44.32 m

- Định vị tim mố và tim cọc

Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

- Định vị vị trí cọc, đào đất tạo lỗ chuẩn bị hạ ống vách

- Lắp đặt giá dẫn hướng, dùng búa rung DZ40 hạ ống vách

- Dùng máy khoan khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế bằng công nghệ khoan đập cáp

- Vệ sinh hố khoan, chế tạo và lắp đặt lồng thép dọc Đổ bê tông bằng máy bơm hoặc cầncẩu

- Thi công hoàn chỉnh từng cọc rồi tiến hành kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi

Bước 3: Thi công hố móng

- Đào đất hố móng bằng máy kết hợp thủ công

- Đập đầu cọc Vệ sinh hố móng

Bước 4: Thi công bệ mố

- Lắp dựng hệ văng chống

- Lắp dựng ván khuôn cốt thép bệ mố

- Đổ bê tông bệ mố, bảo dưỡng bê tông

Bước 5: Thi công tường thân, tường đỉnh, tường cánh

- Sau khi bê tông mố đạt cường độ tháo dỡ ván khuôn và lấp đất đầm chặt đến cao độ đỉnhbệ.

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn tường thân, tường đỉnh và tường cánh

- Đổ bê tông bằng máy bơm hoặc cần cẩu

- Sau khi bê tông đạt cường độ tiến hành tháo dỡ ván khuôn và bảo dưỡng bê tông

- Hoàn thiện mố

2.3.3 Thi công trụ

Bước 1: San ủi mặt bằng thi công

- Chuẩn bị vật liệu, thiết bị thi công

- San ủi mặt bằng, đắp đảo thi công trụ

Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

- Dùng máy khoan, khoan mồi tạo lỗ kết hợp với rung hạ ống vách

- Tiếp tục khoan cọc tới cao độ thiết kế bằng phương pháp khoan đập cáp

Bước 3: Đổ bê tông cọc khoan nhồi

- Vệ sinh hố khoan, lắp hạ lồng thép, cố định lồng thép vào ống vách

- Lắp đặt ống đổ bê tông, phễu đổ bê tông

- Đổ bê tông cọc bằng phương pháp ống rút thẳng đứng

- Bê tông được chuyển từ trạm trộn về bằng xe chở bê tông

Bước 4: Đào đất hố móng

- Thi công thùng chụp

- Đào đất hố móng bằng máy kết hợp với thủ công

- Đập đầu cọc BTCT rồi vệ sinh hố móng sạch sẽ

- Đổ lớp bê tông bịt đáy M200 dày 50 cm

Bước 5: Thi công bệ trụ

- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn bệ mố

- Đổ bê tông bệ trụ bằng cẩu hộc bê tông

- Bảo dưỡng bê tông

Bước 6: Thi công thân trụ, mũ trụ và hoàn thiện

- Lấp đất vào hố móng

- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống

- Lắp dựng giàn YUKM để phục vụ thi công

- Đổ bê tông thân và mũ trụ, sau khi bê tông đạt cường độ tháo ván khuôn và hoàn thiện

mố, thanh thải lòng sông

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN 2 CẦU DẦM CHỮ I BÊ TÔNG CỐT

THÉP DỰ ỨNG LỰC

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG ÁN

3.1.1 Các số liệu tính toán

2.1.1.1 Mặt cắt ngang cầu

- Bề rộng phần xe chạy: Bxe chạy = 2×6 m

- Bề rộng chân lan can: Blan can= 2×0.5 m

- Trên mặt bằng cầu nằm trên đường thẳng

- Độ dốc dọc theo phương ngang cầu in = 2%

- Trụ cầu được làm bằng BTCT dạng trụ đặc thân hẹp, hai đầu cầu có hình bán nguyệt Mũtrụ, thân và bệ trụ bằng BTCT 30 MPa Trụ T1 được đặt trên cọc khoan nhồi D = 1m,gồm 8 cọc L = 9 m

- Tổng chiều dài toàn cầu tính đến 2 đuôi mố là L = 63.77 m

c b

1a 03 04

1b 03 04

01 03 04

8 c ọ c kho an nhồ i D=1.0m L=9.0m

8 c ọ c kho a n n hồ i D=1.0m L=9.0m

8 c ọ c kho an nhồ i D=1.0m L=9.0m

HtN:=36.73

m0

m1 T1

35.73

26.63 32.67

21 10000

c b

Đ i t ân t hắng

đi ho àng mai

10000 21

74 73

72 71

70 69 68b

7.08 6.62 3.10 15.49

6.87 10.00

ố ng t ho á t n ớ c D150 Sét màu xá m và ng , n âu đỏ l ẫ n d ă m sạ n Tr ạ n g thá i c ứn g

5 5000

63765

G ia c ố đá hộ c xây10 m đầu c ầu

5 8000 24000

50

50 13000

C hi tiết C

2%

1000 5x2200=11000

- Lớp bản mặt cầu bằng bờ tụng cố thộp dày 0.2 m

- Lớp phủ bờ tụng nhựa dày 7 cm, lớp phũng nước dày 4 mm

- Dốc ngang cầu in = 2% đối với đoạn thẳng, tạo độ dốc ngang bằng xà mũ.

- Lan can, tay vịn, ống nối bằng thép mã kẽm

- Gối cầu bằng cao su bản thép, khe co giãn dạng ray nhập ngoại

100 100

1200 1200

1000 5x2200=11000

1000

1100 3x3600=10800

3400 1600 1500

mÆt c ¾t a-a (Tû l Ö 1/125)

D = 1m, gồm 8 cọc L = 9 m Chiều dài chính thức sẽ được quyết định sau khi khoan thử

i=2% i=2%

8 Cäc khoan nhåi D=1m,L=9m

1000 3000 1000 5000

- Bê tông asphan hạt mịn dày 7cm

- Lớp phòng nước bằng sơn chống thấm dày 0,4cm

- Lớp liên kết mặt cầu bằng bê tông 30Mpa đổ tại chỗ

Gờ lan can dùng bê tông có f'c=30 MPa đổ tại chỗ, lan can bằng thép mạ tráng kẽmchiều dày mạ 110 μm mật độ mạ 781 g/m2 Khối lượng lan can tính theo md, khối lượngchi tiết sẽ được tính cho từng cầu cụ thể

13

( Tû lÖ : 1/20 ) chi tiÕt "b"

150

200 130

30 70

Hình 3.6: Cấu tạo lan can và ống thép liên kết

3.2 PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỦ ĐẠO

3.2.1 Thi công kết cấu nhịp

Bước 1:

- Chuẩn bị thiết bị, tập kết vật liệu và làm đường vận chuyển dầm

- Lắp xe lao dầm, đưa xe lao dầm ra vị trí nhịp

- Lao xe lao dầm ra vị trí nhịp, dùng xe goong đưa dầm BTCT ra vị trí xe lao

- Dùng xe lao đưa dầm ra vị trí nhịp

- Dùng hệ thống sàng ngang trên mố trụ đưa từng phiến dầm vào vị trí gối

- Liên kết chắc chắn các dầm lại với nhau

Bước 2:

- Đưa xe lao dầm qua vị trí nhịp tiếp theo

- Làm đường lao kéo dọc trên vị trí nhịp đã lao xong

- Trình tự lao dầm tương tự nhịp trước

Bước 3:

- Sau khi lao xong dầm, thao dỡ xe lao, đường lao kéo dọc

- Lắp đặt tấm bản kê, ván khuôn, cốt thép đổ bê tông dầm ngang

- Thi công lớp phủ mặt cầu, hệ thống thoát nước, lan can

- Hoàn thiện cầu

3.2.2 Thi công mố

Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng

- Chuẩn bị vật liệu, thiết bị thi công

- San ủi mặt bằng đến cao độ thiết kế

- Định vị tim mố và tim cọc

Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

- Định vị vị trí cọc, đào đất tạo lỗ chuẩn bị hạ ống vách

- Lắp đặt giá dẫn hướng, dùng búa rung DZ40 hạ ống vách

- Dùng máy khoan khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế bằng công nghệ khoan đập cáp

- Vệ sinh hố khoan, chế tạo và lắp đặt lồng thép dọc Đổ bê tông bằng máy bơm hoặc cầncẩu

- Thi công hoàn chỉnh từng cọc rồi tiến hành kiểm tra chất lượng cọc khoan

Bước 3: Thi công hố móng

- Đào đất hố móng bằng máy xúc và kết hợp thủ công

- Đập đầu cọc Vệ sinh hố móng

Bước 4: Thi công bệ mố

- Lắp dựng hệ văng chống

- Lắp dựng ván khuôn cốt thép bệ mố

- Đổ bê tông bệ mố, bảo dưỡng bê tông

Bước 5: Thi công tường thân, tường đỉnh, tường cánh

- Sau khi bê tông mố đạt cường độ tháo dỡ ván khuôn và lấp đất đầm chặt đến cao độ đỉnhbệ.

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn tường thân, tường đỉnh và tường cánh

- Đổ bê tông bằng máy bơm hoặc cần cẩu

- Sau khi cê tông đạt cường độ tiến hành tháo dỡ ván khuôn và bảo dưỡng bê tông

- Hoàn thiện mố

3.2.3 Thi công trụ

Bước 1: San ủi mặt bằng thi công

- Chuẩn bị vật liệu, thiết bị thi công

- San ủi mặt bằng, đắp đảo thi công trụ

Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

- Dùng máy khoan, khoan mồi tạo lỗ kết hợp với rung hạ ống vách

- Tiếp tục khoan cọc tới cao độ thiết kế bằng phương pháp khoan đập cáp

Bước 3: Đổ bê tông cọc khoan nhồi

- Vệ sinh hố khoan, lắp hạ lồng thép, cố định lồng thép vào ống vách

- Lắp đặt ống đổ bê tông, phễu đổ bê tông

- Đổ bê tông cọc bằng phương pháp ống rút thẳng đứng

- Bê tông được chuyển từ trạm trộn về bằng xe chở bê tông chuyên dụng

Bước 4: Đào đất hố móng

- Thi công thùng chụp

- Đào đất hố móng bằng máy kết hợp với thủ công

- Đập đầu cọc BTCT rồi vệ sinh hố móng sạch sẽ

- Đổ lớp bê tông bịt đáy M200 dày 50 cm

Bước 5: Thi công bệ trụ

- Lắp dựng cốt thép, ván khuon bệ mố

- Đổ bê tông bệ trụ bằng cẩu hộc bê tông

- Bảo dưỡng bê tông

Bước 6: Thi công thân trụ, mũ trụ và hoàn thiện

- Lấp đất vào hố móng

- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống

- Lắp dựng giàn YUKM để phục vụ thi công

- Đổ bê tông thân và mũ trụ

- Sau khi bê tông đạt cường độ tháo ván khuôn và hoàn thiện mố

- Thanh thải lòng sông

CHƯƠNG 4 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Phương án 1: Cầu dầm bản rỗng 2 nhịp , chiều dài toàn cầu 61,15 m.

Phương án 2: Cầu dầm chữ I 2 nhịp , chiều dài toàn cầu 63,77 m.

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Phương án cầu phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Đơn giá(đồng)

Thành tiền (đồng)

Đơn giá(đồng)

Thành tiền (đồng)

Thành tiền (đồng)

Thành tiền (đồng)

4.3.1 Theo điều kiện thi công chế tạo:

* Phương án I: Cầu dầm bản rỗng BTCT DUL kéo trước

- Khả năng vượt nhịp lớn do tải trọng bản thân dầm nhẹ

- Do chịu lực thẳng đứng nên mố trụ có cấu tạo nhỏ, tiết kiệm vật liệu

- Tận dụng được vật liệu và nguồn nhân lực địa phương

- Sử dụng được các công nghệ thi công tiên tiến

- Sơ đồ kết cấu siêu tĩnh nên rất nhạy cảm với những tác động như mố trụ bị lún, sự thayđổi của môi trường

- Thi công đòi hỏi công nghệ cao, tuân thủ theo một qui trình nghiêm ngặt đòi hỏi sự chínhxác cao trong thi công

- Sử dụng nhiều thép cường độ cao ảnh hưởng nhiều tới giá thành của công trình

- Thời gian thi công thường kéo dài

* Phương án II: Cầu dầm chữ I BTCT DUL kéo trước.

- Các nhịp cầu gần đều nhau do đó khi thi công chế tạo chỉ cần một bộ ván khuôn (nếukhông yêu cầu về tiến độ ), dễ tiêu chuẩn hoá kết cấu

- Tận dụng được vật liệu địa phương, do đó sẽ giảm được giá thành của công trình

- Trong phương án này ít sử dụng các loại vật liệu đắt tiền và quí hiếm

- Quá trình thi công kết cấu nhịp đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp

- Trong quá trình thi công công nghệ và máy móc không đòi hỏi quá cao do đó tận dụngđược nguồn nhân lực địa phương đáng kể

- Do kết cấu làm việc riêng lẽ do đó ít chịu sự tác động của mố trụ bị lún và môi trườngxung quanh Tuy nhiên, kết cấu khá nặng, khả năng vượt nhịp ngắn, do đó số trụ thi côngnhiều dẫn tới ảnh hưởng dòng chảy của sông

- Cầu rung mạnh hơn khi có hoạt tải

4.3.2 Theo điều kiện mỹ quan

* Phương án 1: Hình dáng kiến trúc đẹp

* Phương án 2: Hình dáng không đẹp, không mỹ quan.

4.3.3 Theo điều kiện khai thác sử dụng, duy tư bảo dưỡng

* Phương án 1:

- Xe chạy êm thuận

- Chất lượng khai thác tốt

- Tuổi thọ của công trình cao

- Khi một bộ phận của công trình bị hư hỏng sẽ gây ảnh hưởng đến toàn bộ công trình, mặtkhác khi một bộ phận của công trình gặp phải sự cố hay muốn mở rộng cầu thì rất khókhăn

* Phương án 2:

- Trong giai đoạn khai thác sử dụng ít duy tu bảo dưỡng

- Ít chịu sự tác động của môi trường

- Có thể mở rộng cầu khi cần thiết

- Có thể sửa chữa dễ dàng khi có một bộ phận của cầu bị hư hỏng

- Kết cấu nặng

- Bản mặt cầu không liên tục, xe chạy không êm thuận

4.3.4 Theo chỉ tiêu sử dụng nguồn nhân lực, vật liệu địa phương

* Phương án 1 : Khả năng tận dụng nguồn nguyên liệu, nhân lực ít.

* Phương án 2 : Quá trình thi công kết cấu nhịp đơn giản, dễ tận dụng được vật

liệu địa phương, do đó sẽ giảm được giá thành của công trình

4.3.5 Theo yếu tố chính trị - kinh tế - văn hóa – xã hội

Nếu nhìn vào xu thế của thời đại và tương lai của tỉnh: với một nền kinh tế đangtrên đà phát triển, đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện, nhu cầu về đời sống tinhthần ngày càng được nâng cao thì việc xây dựng cầu liên tục lại có một ý nghĩa lớn, phùhợp với xu thế mới, tạo điều kiện phát triển kinh tế, xã hội, du lịch của dân cư, tăngcường an ninh quốc phòng

- Phương pháp thi công PA I còn tương đối cao, tận dụng được vật liệu địa phương

- PA I có tuổi thọ cao, ít phải duy tu bảo dưỡng như PA II

- Sau khi phân tích các phương án theo các chỉ tiêu so sánh thì phương án 1 có nhiều ưuđiểm hơn Do đó chọn phương án 1 làm phương án thiết kế kỹ thuật

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 5 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC HẠNG MỤC

5.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN

5.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế

Cầu đựợc thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 và tiêu chuẩn thiết kếđường ô tô TCVN 4054 – 05

5.1.2 Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu

4.1.1.1 Đặc điểm về kinh tế xã hội

Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông ngày càng cao của tỉnh Từ đó tạođiều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành vận tải Về kinh tế:phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai khu vực, lànơi giao thông hàng hóa trong tỉnh

4.1.1.2 Đặc điểm vè thủy lực thủy văn

Cầu thiết kế không có thông thuyền và có cây trôi, thiết kế cầu đảm bảo thoát nướchiện tại và lâu dài

4.1.1.3 Đặc điểm về địa hình – địa chất

Căn cứ vào các lỗ khoan thăm dò địa chất tại 2 mố cầu, địa tầng từ trên xuống dướitại các lỗ khoan gồm các lớp sau:

- Lớp 1A: Sét màu xám vàng, nâu đỏ lẫn dăm sạn Trạng thái cứng

- Lớp 1B: Cát pha màu xám vàng, nâu vàng lẫn đá hòn cục Trạng thái dẻo

- Lớp 02: Sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn dăm sạn Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

- Lớp 03: Đá sét bột kết màu xám vàng, xám nâu, phong hóa nứt nẻ mạnh

- Lớp 04: Đá sét bột kết màu vàng, xám nâu, phong hóa nứt nẻ nhẹ

5.1.3 Sơ đồ kết cấu

4.1.1.4 Kết cấu phần trên

- Mặt cắt ngang cầu gồm 13 phiến dầm BTCT dự ứng lực lắp ghép

- Sơ đồ nhịp: 2×24 m

- Dầm bản BTCT dự ứng lực dùng loại bê tông có f'c =40 MPa, lớp liên kết bản dùng loại

bê tông có: f'c =30 MPa đổ tại chỗ

5.2.1 Chiều dài kết cấu nhịp

- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: ao1 = 0.35m

5.2.2 Tải trọng thiết kế

- Tải trọng làn thiết kế (Lane Load): qlan = 9.3 kN/m

5.2.3 Hệ số tải trọng max min

- Hệ số xung kích đối với hoạt tải: 1+IM = 1.33

5.2.4 Bê tông trụ

- Cường độ chịu nén của bê tông (tuổi 28 ngày): fct'= 40 Mpa

5.2.5 Bê tông dầm

- Cường độ chịu nén của bê tông (tuổi 28 ngày): fct'= 45 Mpa

5.2.6 Bê tông cọc

- Cường độ chịu nén của bê tông (tuổi 28 ngày): fct' = 30 Mpa

5.2.7 Bê tông asphalt + nước

- Trọng lượng riêng của bê tông Atphan: a= 23 kN/m3

5.2.8 Cốt thép thường

- Trọng lượng riêng của cốt thép thường: sr = 78.5 kN/m3

5.3 CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP

5.3.1 Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp chính

13000 500

Hình 5.1: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp chính trên đỉnh trụ

5.3.2 Kích thước cấu tạo dầm chủ

- Chiều cao dầm tại mặt cắt đỉnh trụ: ho = 0.95m

- Chiều cao dầm tại mặt cắt giữa nhịp: hg = 0.95m

5.3.3 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

- Chiều dày lớp bê tông atphal: tap = 0.07m

- Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu: tmc = 17.4cm

- Tổng trọng lượng lớp phủ mặt cầu dải đều: qmc = 42 kN/m

5.3.4 Cấu tạo lan can

- Trọng lượng chân lan can dải đều: qclc = 11.25 kN/m

- Khoảng cách từ mép cọc đến mép bệ (ngang cầu): a4 = 0.5m

- Khoảng cách từ tim cọc đến mép bệ (ngang cầu): a2 = 1m

Kích thước bệ móng

Kích thước thân trụ

- Diện tích mặt cắt ngang thân trụ: Att = 340000cm2

5.5 CẤU TẠO MỐ

- Chiều rộng bệ mố (phương dọc cầu): a1=600cm

- Chiều rộng bệ mố (phương ngang cầu ): a2=1200cm

Chèt neo dÇm D32mm L=600mm

1000 3000 1000 5000

Chèt neo dÇm D32mm L=600mm

CHƯƠNG 6 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CHI TIẾT TRỤ

6.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CHUNG

6.1.1 Các điều kiện cơ bản

- Tiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05

- Tải trọng bộ hành 3.00 (kN/m2)

- Hệ số gia tốc động đất Lsl = 24.00 (m)

- Chiều dài nhịp trái Lsr = 23.00 (m)

- Chiều dài nhịp phải Ll = 23.30 (m)

- Chiều dài nhịp tính toán Lr = 23.30 (m)

- Cao độ mặt đường thiết kế FRL = 31.00 (m)

- Cao độ đỉnh trụ (phía phải) EL1 = 29.81 (m)

- Cao độ đất tự nhiên (sau khi xói) GL = 23.84 (m)

6.1.2 Vật liệu

5.1.1.1 Bê tông

- Cường độ nén của BT ở tuổi 28 ngày: f’c = 30 (MPa)

- Mô đun đàn hồi của bê tông: Ec = 29440 (MPa)

- Giới hạn ứng suất ở trạng thái sử dụng

• Giới hạn ứng suất nén: 13.50 (MPa)

• Giới hạn ứng suất kéo: 2.74 (MPa)

- Trọng lượng đơn vị bê tông: γc = 24.50 (kN/m3)

5.1.1.2 Cốt thép thường

6.1.3 Kích thước

Ký

hiệu

a2 Bề rộng thân trụ 9.600 h2l Chiều cao phần trên xà mũ(trái) 0.600a3 Chiều dài phần dưới xà mũ 10.000 h2r Chiều cao phần trên xà mũ(phải) 0.600a4 Khoảng cách dầm chủ 1.000 h3 Chiều cao thân trụ 7.800a5 Chiều dài bệ trụ 13.000 h4 Chiều dày bệ trụ 2.000

b3 K.c từ tim gối trái đến tim trụ 0.325 bs2 Bề rộng phần xe chạy 12.000b4 K.c từ tim gối phải đến tim trụ 0.325 bs3 Bề rộng gờ chắn xe 0.000b5 Bề rộng bệ trụ 5.000 bs4 Bề rộng lề người đi bộ 0.000

bs5 Bề rộng gờ lan can 0.500

BẢNG CAO ĐỘ

EL1 Cao độ đỉnh trụ 45.640 EL3 Cao độ đáy thân trụ 20.710EL2 Cao độ đỉnh thân trụ 28.510 EL4 Cao độ đáy bệ 18.7106.1.4 Tải trọng

Phản lựcNhịp trái

(m3)

Nhịp phải(m3)

Nhịp trái(kN)

Nhịp phải(kN)

TÊN HOẠT TẢI

Xe hai trục thiết kế

P4 110 KN V3 1.2 mP5 110 KN

- b : Chiều rộng toàn bộ cầu giữa các bề mặt lan can

- d : Chiều cao kết cấu phần trên (bao gồm cả lan can)

- At : Diện tích chắn gió ngang (1/2 nhịp)

Tải trọng gió dọc:

F

= 0.25 × P

b(m) (m)d b/d Cd (m2)At 1.8At(KN) (KN)PD (KN)FWSL

5.1.1.9 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần dưới

Áp lực gió tác dụng lên kết cấu phần dưới:

- Vận tốc nước thiết kế ứng với tần suất lũ thiết kế: V = 1.14 (m/s)

- Góc giữa hướng nước chảy và trục dọc của trụ: ɵ = 0.00o

- Hệ số cản theo chiều dọc trụ: CD = 0.70

- Hệ số cản theo chiều dọc ngang: CL = 0.00

- Áp lực dòng chảy tác dụng theo chiều dọc trụ

5.1.1.11 Lực dọc cầu do nhiệt độ thay đổi đều

- Hệ số giãn nở nhiệt của bê tông 0.0000108 oC

Chuyển vị ngang tại gối Du m 0.00377 0.00377

Lực ngang tại gối do DT H = G×A×Du/hrt KN 156.5 156.5

5.1.1.12 Lực dọc cầu do co ngót, từ biến

- Lực va của sà lan kéo với trụ

• Hệ số khối lượng thuỷ động học: CH = 1.05

• Năng lượng va tàu: KE = 500×CH×M×V2 = 231525 (J)

• Chiều dài hư hỏng của mũi xà lan: aB = 46 (mm)

• Lực va của sà lan kéo: PB = 2778 (KN)

- Lực va của tàu tác dụng lên trụ

• Theo phương vuông góc với tim cầu : PT = 2778 (KN)

• Theo phương song song với tim cầu: PL = 1389 (KN)

5.1.1.14 Động đất từ kết cấu phần trên

Nhịp tráiKN

Nhịp phảiKN

- Hệ số phân bố ngang cho xe thiết kế: = 0.500

- Hệ số phân bố ngang cho tải trọng làn: = 0.463