Thiết kế cầu BTCT DUL I Căng Trước L=33m (Thuyết minh + Bản vẽ)

Đồ án được thể hiện đầy đủ chi tiết cách tính toán từ lan can, bản mặt cầu đến dầm chính, mố, trụ có kèm theo bản vẽ chi tiết. Ngoài ra, đồ án còn lồng ghép cách diễn giải, vận dụng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện nay TCVN 272-05 sẽ giúp các bạn sinh viên dễ nắm kiến thức, vận dụng ngoài thực tế.

Trang 1

Đồ án được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉbảo của giáo viên hướng dẫn Song do sự hạn chế về trình độ chuyên môn vàkinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót Rấtmong được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo để đồ án được hoàn chỉnhhơn, giúp em hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trướccông việc thực tế sau khi tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của ThS Nguyễn VănSơn cũng như toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ em trong quá trình họctập tại trường

Cần Thơ, ngày 25 tháng 04 năm 2012

Sinh viên

Bùi Phương Nam

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



Giáo viên hướng dẫn

Ths Nguyễn Văn Sơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

Trang 3

Giáo viên đọc duyệt

Trang 4

MỤC LỤC

Trang PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ

Mở đầu : Số liệu thiết kế

I Giới thiệu chung 1

II Nhiệm vụ thiết kế 2

II.1 Cơ sở lập dự án 2

II.2 Nhiệm vụ thiết kế 3

III Đặc điểm điều kiện tự nhiên 3

III.1 Địa hình 3

III.2 Địa chất 3

IV Khí tượng - thủy văn 8

IV.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng 8

IV.1.1 Chế độ ẩm 8

IV.1.2 Chế độ nhiệt 9

IV.1.3 Chế độ mưa 9

IV.2 Các yếu tố thủy văn 9

V Đề xuất phương án kết cấu nhịp 9

V.1 Phương án 1 9

V.1.1 Kết cấu phần trên 9

V.1.2 Kết cấu phần dưới 10

V.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật 10

V.2 Phương án 2 10

V.2.1 Kết cấu phần trên 10

V.2.2 Kết cấu phần dưới 11

V.2.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật 11

Phương án sơ bộ I - Cầu BTCT DƯL căng trước tiết diện chữ I Chương I: Tính toán lan can I.1 Thông số thiết kế lan can 12

I.2 Xác định sức kháng của tường chắn bê tông 13

I.3 Xác định sức kháng của thanh và cột lan can 17

I.4 Kiểm toán lan can 20

Trang 5

Chương II: Tính toán bản mặt cầu

II.1 Số liệu tính toán 22

II.2 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 22

II.3 Tính toán cốt thép bản mặt cầu 22

Chương III: Tính toán dầm chính III.1 Số liệu thiết kế 28

III.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 28

III.3 Xác định hệ số phân bố ngang 29

III.4 Tính toán nội lực dầm chính 33

III.5 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 40

III.6 Bố trí cốt thép DƯL 41

III.7 Tính toán mố cầu 43

III.7.1 Số liệu tính toán 43

III.7.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên mố 45

III.7.3 Tính toán móng mố 47

III.8 Tính toán trụ cầu 51

III.8.1 Số liệu tính toán 51

III.8.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên trụ 53

III.8.3 Tổ hợp tải trọng ở các TTGH 58

III.8.4 Tính toán sức chịu tải của cọc 59

III.9 Biện pháp thi công tổng thể 63

III.9.1 Thi công mố 63

III.9.2 Thi công trụ 64

III.9.3 Thi công kết cấu nhịp 64

Phương án sơ bộ II - Cầu dầm thép I liên hợp với bản bê tông cốt thép Chương I: Tính toán lan can I.1 Thông số thiết kế lan can 65

I.2 Xác định sức kháng của tường chắn bê tông 66

Chương II: Tính toán bản mặt cầu II.1 Số liệu tính toán 75

Trang 6

II.3 Xác định nội lực bản mặt cầu 75

II.4 Tổ hợp nội lực bản mặt cầu ở các TTGH 80

II.5 Bố trí cốt thép bản mặt cầu 81

Chương III: Tính toán dầm chính III.1 Kích thước cơ bản của dầm chính 87

III.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 87

III.3 Xác định hệ số phân bố ngang 92

III.4 Tính toán nội lực dầm chính 96

III.5 Kiểm toán dầm chính 101

III.6 Tính toán mố cầu 108

III.6.1 Tính toán tải trọng tác dụng lên mố 109

III.6.2 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 113

III.6.4 Tính toán số lượng cọc 117

III.7 Tính toán trụ cầu 117

III.7.1 Tĩnh tải tác dụng lên trụ 118

III.7.2 Hoạt tải tác dụng lên trụ 120

III.7.3 Tổ hợp tải trọng ở các TTGH 121

III.7.5 Tính toán số lượng cọc 125

III.8 Biện pháp thi công tổng thể 125

III.8.1 Thi công trụ 125

III.8.2 Thi công mố 127

III.8.3 Thi công kết cấu nhịp 127

So sánh lựa chọn phương án kỹ thuật I.1 Phương án 1 128

I.1.1 Ưu điểm 128

I.1.2 Nhược điểm 128

I.2 Phương án 2 129

I.2.1 Ưu điểm 129

I.2.2 Nhược điểm 129

I.3 Lựa chọn phương án kỹ thuật 129

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Trang 7

Chương I: Tính toán lan can

I.1 Số liệu tính toán 130

I.2 Xác định sức kháng của tường bê tông 131

I.4.1 Trường hợp 1 138

I.4.5 Kiểm tra chống trượt lan can đối với bản mặt cầu 139

I.4.6 Tính toán liên kết bu lông 140

I.5 Chiều dài neo cốt thép vào bản mặt cầu 141

Chương II: Tính toán bản mặt cầu II.1 Số liệu tính toán 142

II.2 Sơ đồ tính toán 142

II.3 Xác định momen cho bản mặt cầu 142

II.3.1 Momen do tĩnh tải 142

II.3.2 Momen do hoạt tải 144

II.3.3 Momen cho bản hẫng 146

II.4 Tổ hợp nội lực cho bản mặt cầu 148

II.5 Tổ hợp nội lực cho bản hẫng 149

II.6 Tính toán cốt thép bản mặt cầu 150

II.6.1 Tính toán cốt thép chịu momen âm 150

II.6.2 Tính toán cốt thép chịu momen dương 152

II.6.3 Tính toán cốt thép cho bản hẫng 153

II.7 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 153

II.7.1 Kiểm tra nứt bản chịu momen dương 153

II.7.2 Kiểm tra nứt bản chịu momen âm 155

II.7.3 Kiểm tra nứt bản hẫng 156

II.8 Bố trí cốt thép cấu tạo 157

II.8.1 Bố trí cốt thép cấu tạo lớp dưới 157

II.8.2 Bố trí cốt thép chịu co ngót, nhiệt độ 158

Trang 8

Chương III: Tính toán dầm ngang

III.1 Số liệu thiết kế 160

III.2 Giả thuyết tính toán 160

III.3 Tải trọng tác dụng lên dầm ngang 161

III.3.1 Nội lực do tĩnh tải 161

III.3.1.1 Dầm ngang giữa nhịp 161

III.3.1.2 Dầm ngang đầu nhịp 162

III.3.2 Nội lực do hoạt tải 162

III.3.2.1 Nội lực do hoạt tải theo phương dọc cầu 163

III.3.2.2 Nội lực do hoạt tải theo phương ngang cầu 164

III.3.2.3 Tổ hợp nội lực tác dụng lên dầm ngang 166

III.4 Tính toán bố trí thép dầm ngang giữa nhịp 167

III.4.1 Chịu uốn dương 167

III.4.2 Chịu uốn âm 169

III.4.3 Khả năng chịu cắt 169

III.4.4 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 172

III.5 Tính toán bố trí thép dầm ngang đầu nhịp 174

III.5.1 Chịu uốn dương 174

III.5.2 Chịu uốn âm 175

III.5.3 Khả năng chịu cắt 175

III.5.4 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 178

Chương IV: Tính toán thiết kế dầm chính IV.1 Số liệu thiết kế 181

IV.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 181

IV.3 Xác định hệ số phân bố ngang 183

IV.3.1 Hệ số phân bố ngang cho dầm giữa 183

IV.3.1.1 Hệ số phân bố momen do hoạt tải 183

IV.3.1.2 Hệ số phân bố lực cắt do hoạt tải 185

IV.3.1.3 Hệ số phân bố cho tải trọng mỏi 185

IV.3.2 Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 185

IV.3.2.1 Hệ số phân bố momen do hoạt tải 185

IV.3.2.2 Hệ số phân bố lực cắt do hoạt tải 186

IV.3.2.3 Hệ số phân bố cho tải trọng mỏi 187

Trang 9

IV.4 Tính toán nội lực dầm chính 187

IV.4.1 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chính 187

IV.4.2 Nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm chính 195

IV.5 Tổ hợp nội lực tác dụng lên dầm chính 198

IV.6 Bố trí thép DƯL 199

IV.6.1 Xác định sơ bộ thép DƯL 199

IV.6.2 Bố trí cốt thép DƯL 200

IV.7 Tính toán đặc trưng hình học tiết diện dầm 202

IV.7.1 Xác định tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL 202

IV.7.2 Xác định đặc trưng hình học dầm I giai đoạn 1 202

IV.7.3 Xác định đặc trưng hình học dầm I giai đoạn 2 204

IV.8 Tính toán mất mát ứng suất 207

IV.8.1 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi 207

IV.8.2 Mất mát ứng suất do co ngót 209

IV.8.3 Mất mát ứng suất do từ biến 209

IV.8.4 Mất mát ứng suất do chùng sau khi căng 210

IV.8.5 Tổng mất mát ứng suất 211

IV.9 Kiểm toán dầm ở TTGH Sử dụng 211

IV.9.1 Ứng suất giới hạn của cáp DƯL 211

IV.9.2 Ứng suất giới hạn của bê tông dầm 212

IV.10 Kiểm toán dầm ở TTGH Cường độ 214

IV.10.1 Kiểm toán tiết diện dầm theo điều kiện chịu uốn 214

IV.10.2 Kiểm toán tiết diện dầm theo điều kiện chịu cắt 218

IV.11Tính toán độ võng 223

IV.11.1 Độ võng do hoạt tải 223

IV.11.1 Độ võng do tĩnh tải 225

IV.12 Tính toán độ vồng ngược 226

IV.12.1 Độ vồng ngược do DƯL 226

IV.12.2 Tính toán tổng độ vồng 227

Chương V: Tính toán gối cầu V.1 Giới thiệu chung 228

V.2 Lựa chọn kích thước gối cầu 228

Trang 10

V.3.1 Tải trọng tác dụng xuống gối 228

V.3.2 Tính các giá trị chuyển vị 228

V.3.3 Kiểm tra gối cầu 229

V.3.3.1 Kiểm tra chiều dày gối cầu 229

V.3.3.2 Kiểm tra ứng suất nén của gối cao su 229

V.3.3.3 Kiểm tra độ lún do nén 230

V.3.3.4 Xác định góc quay của gối 231

V.3.3.5 Kiểm tra nén và quay kết hợp 231

V.3.3.6 Kiểm tra ổn định của gối chất dẻo 232

V.3.3.7 Kiểm tra dịch vị ngang của gối cao su 232

V.3.3.8 Xác định chiều dày cốt tăng cường 233

V.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của gối cầu 233

Chương VI: Tính toán mố cầu M 2 VI.1 Số liệu tính toán 234

VI.2 Tải trọng tác dụng lên mố 235

VI.2.1 Tải trọng kết cấu nhịp (DC1) 235

VI.2.2 Tải trọng bản thân mố (DC2) 236

VI.2.3 Tải trọng do hoạt tải (LL) 238

VI.2.4 Lực ma sát (FR) 239

VI.2.5 Lực hãm xe (BR) 240

VI.2.6 Lực ly tâm (CE) 240

VI.2.7 Tải trọng gió (WS,WL) 240

VI.2.8 Trọng lượng đất đắp (EV) 243

VI.2.9 Áp lực ngang của đất (EH) 243

VI.2.10 Áp lực ngang hoạt tải sau mố (LS) 245

VI.2.11 Áp lực đứng hoạt tải sau mố (VS) 245

VI.3 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 246

VI.3.1 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt A-A 247

VI.3.2 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt B-B 252

VI.3.3 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt C-C 256

VI.4 Tính toán kết cấu tường đầu, tường thân, bệ mố 258

VI.4.1 Tính toán kết cấu tường đầu 258

VI.4.2 Tính toán kết cấu tường thân 262

Trang 11

VI.4.3 Tính toán kết cấu bệ mố 270

VI.4.4 Tính toán kết cấu tường cánh 279

VI.4.4.1 Tính toán nội lực mặt cắt I-I 279

VI.4.4.2 Tính toán nội lực mặt cắt II-II 280

VI.4.4.3 Tính toán nội lực mặt cắt III-III 282

VI.4.4.4 Tính toán nội lực mặt cắt IV-IV 283

VI.4.4.5 Tính toán kết cấu mặt cắt I-I 285

VI.4.4.6 Tính toán kết cấu mặt cắt II-II 289

VI.4.4.7 Tính toán kết cấu mặt cắt III-III 293

VI.4.4.8 Tính toán kết cấu mặt cắt IV-IV 296

VI.5 Tính toán bản quá độ 300

VI.5.1 Số liệu tính toán 300

VI.5.2 Tính toán nội lực bản quá độ 301

VI.5.3 Tính toán và bố trí thép bản quá độ 303

VI.5.4 Kiểm tra khả năng chịu uốn 304

VI.5.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt 304

VI.5.6 Kiểm tra nứt bản quá độ 305

Chương VII: Tính toán móng mố cầu M 2 VII.1 Số liệu tính toán 307

VII.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 309

VII.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 309

VII.2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền 309

VII.2.3 Sức chịu tải tính toán của cọc 312

VII.2.4 Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc 312

VII.3 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc biên 313

VII.4 Tính toán nội lực các cọc 314

VII.5 Kiểm toán móng cọc bệ cao theo TTGH Cường độ 318

Chương VIII: Tính toán trụ cầu T 3 VIII.1 Số liệu tính toán 334

VIII.2 Tải trọng tác dụng lên trụ 335

VIII.2.1 Tải trọng kết cấu nhịp (DC1) 335

VIII.2.2 Tải trọng bản thân trụ (DC2) 336

Trang 12

VIII.2.4 Lực hãm xe (BR) 340

VIII.2.5 Lực ly tâm (CE) 340

VIII.2.6 Tải trọng gió (WS,WL) 341

VIII.2.7 Tải trọng nước 344

VIII.2.7.1 Lực đẩy nổi (B) 344

VIII.2.7.2 Áp lực nước tĩnh (WA) 344

VIII.2.7.3 Áp lực dòng chảy (p) 345

VIII.2.8 Lực va tàu thuyền 345

VIII.3 Tổ hợp tải trọng ở các TTGH 345

VIII.3.1 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt III-III 346

VIII.3.2 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt II-II 352

VIII.3.3 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt I-I 358

VIII.4 Tính toán kết cấu xà mũ, thân trụ, bệ trụ 360

VIII.4.1 Tính toán kết cấu xà mũ 360

VIII.4.2 Tính toán kết cấu thân trụ 364

VIII.4.3 Tính toán kết cấu bệ trụ 373

Chương IX: Tính toán móng trụ cầu IX.1 Số liệu tính toán 382

IX.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 384

IX.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 384

IX.2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền 384

IX.2.3 Sức chịu tải tính toán của cọc 387

IX.2.4 Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc 387

IX.3 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc biên 388

IX.4 Tính toán nội lực các cọc 389

IX.5 Kiểm toán móng cọc bệ cao theo TTGH Cường độ 393

PHẦN III: TỔ CHỨC THI CÔNG TỔNG THỂ Chương I: Trình tự công nghệ và giới thiệu máy thi công I.1 Trình tự công nghệ 409

I.2 Trình tự các bước công nghệ 409

I.2.1 Chuẩn bị mặt bằng 409

I.2.2 Thi công mố 409

I.2.3 Thi công trụ trên bờ 410

Trang 13

I.2.4 Thi công trụ dưới nước 410

I.2.5 Thi công kết cấu nhịp 411

I.2.6 Thi công dầm ngang 411

I.2.7 Thi công bản mặt cắt, gờ lan can 411

I.2.8 Công tác hoàn thiện 411

I.3 Giới thiệu năng lực máy thi công 412

Chương II: Trình tự thi công chi tiết II.1 Các quy định kỹ thuật 415

II.1.1 Công tác chuẩn bị 415

II.1.1.1 Tiêu chuẩn về vật liệu 415

II.1.1.2 Tiêu chuẩn về thi công 415

II.1.1.3 Thiết kế thành phần vật liệu 416

II.1.1.4 Thiết bị gia công ván khuôn, thép, đổ bê tông 416

II.1.1.5 Thiết bị khoan 417

II.1.1.6 Bố trí công trường 418

II.1.2 Công tác thực hiện 418

II.1.2.1 Cọc khoan nhồi 418

II.1.2.2 Thi công mố 424

II.1.2.3 Thi công trụ 427

II.1.2.4 Thi công kết cấu nhịp 430

II.1.3 Các chỉ dẫn về an toàn lao động và bảo vệ môi trường 431

II.1.3.1 An toàn lao động 431

II.1.3.2 Vệ sinh môi trường 432

II.1.3.3 Phòng chống cháy nổ 432

II.2 Tính toán thi công 433

II.2.1 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy 433

II.2.2 Tính toán cần cẩu lao dầm 434

II.2.3 Kiểm tra ổn định tường cọc ván 434

Tài liệu tham khảo 437

Bản vẽ : 13 bản vẽ A1

1 - Bố trí chung phương án I

2 - Bố trí chung phương án II

Trang 14

4 - Cấu tạo hình học dầm I-33

Trang 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 22TCN 272-05 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU, NHÀ XUẤT BẢN GIAOTHÔNG VẬN TẢI, HÀ NỘI, 2005

2 TCXD 205-1998, TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC, BỘ XÂY DỰNG,BAN HÀNH 1998

3 MỐ TRỤ CẦU, NGUYỄN MINH NGHĨA (CHỦ BIÊN), NHÀ XUẤT BẢNGIAO THÔNG VẬN TẢI, HÀ NỘI, 2002

4 BÀI GIẢNG MỐ TRỤ CẦU, NGUYỄN VĂN LIÊM, TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦNTHƠ

5 GS.TS NGUYỄN VIẾT TRUNG-PGS.TS HOÀNG HÀ-Ths ĐÀO DUY LÂM,CÁC VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM CẦU CHỮ I,T, SUPER-T BÊ TÔNG CỐT THÉP

DỰ ỨNG LỰC, NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG, HÀ NỘI, 2005

6 NỀN VÀ MÓNG CÔNG TRÌNH CẦU ĐƯỜNG, BÙI ANH ĐỊNH – NGUYỄN

SỸ NGỌC, NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG 2008

7 GS.TS NGUYỄN VIẾT TRUNG, VÍ DỤ TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU THEOTIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 22TCN 272-05, NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNGVẬN TẢI, HÀ NỘI, 2006

8 GS.TS LÊ ĐÌNH TÂM, CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ –TẬP 1, NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG, 2008

9 GS.TS LÊ ĐÌNH TÂM, CẦU THÉP, NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬNTẢI, HÀ NỘI, 2009

10 PHẠM HUY CHÍNH, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG CẦU, NHÀ XUẤTBẢN XÂY DỰNG, 2006

11 GS.TS NGUYỄN VIẾT TRUNG-PGS.TS HOÀNG HÀ-PGS.TS NGUYỄNNGỌC LONG, CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP, NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNGVẬN TẢI, HÀ NỘI, 2007

12.PHẠM HUY CHÍNH, TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH, NHÀ XUẤT BẢNXÂY DỰNG, HÀ NỘI, 2008

13 BÀI GIẢNG THI CÔNG CẦU- ThS TRẦN NHẬT LÂM, ĐẠI HỌC CẦN THƠ

14 BÀI GIẢNG CẦU BÊ TÔNG, ThS NGUYỄN VĂN SƠN, ĐẠI HỌC CẦN THƠ

15 THÍ NGHIỆM ĐẤT HIỆN TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH NỀNMÓNG - VŨ CÔNG NGỮ , NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC KỸ THUẬT

16 MÓNG CỌC PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ - VŨ CÔNG NGỮ, NHÀ XUẤTBẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT

Trang 17

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

I Giới thiệu chung:

- Tuyến nối thị xã Ngã Bảy với đường Nam Sông Hậu được Chính Phủ, Bộ GTVTđồng ý bổ sung vào dự án đường Nam Sông Hậu tại các văn bản số 2396/VPCP-KTNngày 15/04/2009; văn bản số 3219/BGTVT-KHĐT ngày 20/05/2009

- Địa điểm xây dựng: thị xã Ngã Bảy, huyện Châu Thành tỉnh Hậu Giang và huyện

Kế Sách tỉnh Sóc Trăng

- Phạm vi, phương án tuyến:

 Điểm đầu tuyến: Thị xã Ngã Bảy – tỉnh Hậu Giang, giao vớiQL1A tại lý trình Km2100+564 (điểm đầu của Đường số 4 – theo quy hoạch của

TX Ngã Bảy)

 Điểm cuối tuyến: Huyện Châu Thành – tỉnh Hậu Giang, giaovới đường Nam Sông Hậu tại lý trình Km16+1038, cách mố A cầu Kênh Thủy Lợikhoảng 200m

 Hướng tuyến: Theo quy hoạch tổng thể GTVT đến năm 2020của tỉnh Hậu Giang đã được Thủ Tướng phê duyệt thì tuyến nối thị xã Ngã Bảy vớiđường Nam Sông Hậu (ĐT927C) có đầu phương án tại thị xã Ngã Bảy (Km0+000),giao với QL1A tại lý trình km2100+564 (điểm đầu của Đường số 4 – theo quy hoạchcủa TX Ngã Bảy), tuyến đi trùng với Đường số 4 – theo quy hoạch của TX NgãBảy, vượt qua kênh Đào, giao với tuyến tránh TX Ngã Bảy tại lý trìnhKm2101+433, đến vị trí kết thúc của Đường số 4 – theo quy hoạch của TX Ngã Bảytuyến chạy thẳng và cắt qua kênh Ba Ngàn, kênh Mái Dầm, đến vị trí cách kênhXáng Cái Côn khoảng 250m thì rẽ trái để đi dọc theo kênh này theo quy hoạch của

TX Ngã Bảy, từ đây tuyến chạy dọc theo bên trái của kênh Xáng Cái Côn khoảng từ200m – 300m, tuyến lần lượt cắt qua các kênh, rạch: kênh Ba Phấn, rạch Cà Ớt, kênhĐứng, rạch Nhà Lẳm, rạch Ngay Trên, rạch Cây Sắn, rạch Cây Dương, rạch Ngã Tư,rạch Mật Cật, rạch Ngã Lá, rạch Ngã Cái và kết thúc tại giao với đường Nam SôngHậu tại lý trình khoảng Km16+1036 Tổng chiều dài tuyến khoảng 15,446km Trongđó:

Đoạn tuyến thuộc địa phận TX Ngã Bảy, tỉnh Hậu Giang có lý trình từKm0+000.00÷Km10+300.00, đoạn tuyến thuộc địa phận huyện Châu Thành, tỉnh

Trang 18

Hậu Giang có lý trình từ Km15+100.00÷Km15+446.11 Tổng chiều dài tuyến thuộcđịa phận tỉnh Hậu Giang là 10,646km

Đoạn tuyến thuộc địa phận huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng có lý trình từKm10+300.00÷Km15+100.00 (giữa rạch Cây Dương và rạch Ngã Tư đến tim củarạch Ngã Cái) Chiều dài tuyến thuộc địa phận tỉnh Sóc Trăng là 4,8km

II Nhiệm vụ thiết kế:

II.1 Cơ sở lập dự án:

- Quyết định số 443/QĐ-BGTVT ngày 12 tháng 2 năm 2010 của Bộ Giao ThôngVận Tải về việc phê duyệt danh mục tiêu chuẩn áp dụng cho Dự án thành phần thuộc

Dự án đường Nam Sông Hậu

- Báo cáo số 405/KHĐT ngày 27 tháng 5 năm 2010 của Vụ Kế Hoạch Đầu Tư vềviệc thẩm định Dự án thành phần thuộc Dự án đường Nam Sông Hậu, bao gồm: Tiểu

dự án 1 – Tuyến nối Thị xã Ngã Bảy với đường Nam Sông Hậu và Tiểu dự án 2 –Tuyến nối Thị trấn Long Phú với đường Nam Sông Hậu, địa điểm xây dựng: tỉnhHậu Giang và tỉnh Sóc Trăng

- Quyết định số 1451/QĐ-BGTVT ngày 28 tháng 5 năm 2010 của Bộ Giao ThôngVận Tải về việc phê duyệt Dự án thành phần thuộc Dự án đường Nam Sông Hậu, baogồm: Tiểu dự án 1 – Tuyến nối Thị xã Ngã Bảy với đường Nam Sông Hậu và Tiểu

dự án 2 – Tuyến nối Thị trấn Long Phú với đường Nam Sông Hậu, địa điểm xâydựng: tỉnh Hậu Giang và tỉnh Sóc Trăng

- Quyết định số 1860/QĐ-BGTVT ngày 1 tháng 7 năm 2010 của Bộ Giao ThôngVận Tải về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu Dự án thành phần thuộc Dự án đườngNam Sông Hậu, bao gồm: Tiểu dự án 1 – Tuyến nối Thị xã Ngã Bảy với đường NamSông Hậu và Tiểu dự án 2 – Tuyến nối Thị trấn Long Phú với đường Nam Sông Hậu,địa điểm xây dựng: tỉnh Hậu Giang và tỉnh Sóc Trăng

- Báo cáo thẩm tra thiết kế bản vẽ thi công số 014/CTCL ngày 24/01/2011 Gói thầu

số 9: Xây dựng đoạn tuyến Km0+000÷Km2+140 và các cầu trên tuyến (cầu KênhĐào và cầu Kênh Ba Ngàn) thuộc Tiểu dự án 1: Tuyến nối thị xã Ngã Bảy với đườngNam Sông Hậu – Dự án thành phần thuộc dự án đường Nam Sông Hậu do Công tyTNHH MTV TVĐT&XD Cửu Long lập

Trang 19

- Báo cáo kết quả thẩm định thiết kế bản vẽ thi công số 119/CQLXD-TĐ1 ngày22/02/2011 Gói thầu số 9: Xây dựng đoạn tuyến Km0+000÷Km2+140 và các cầutrên tuyến (cầu Kênh Đào và cầu Kênh Ba Ngàn); Gói thầu số 10: Xây dựng các cầu:Kênh Mái Dầm (Km2+140÷Km2+700) và Kênh Đứng (Km4+300÷Km5+100) thuộcTiểu dự án 1: Tuyến nối thị xã Ngã Bảy với đường Nam Sông Hậu – Dự án thànhphần thuộc dự án đường Nam Sông Hậu của Cục QLXD&CLCTGT.

- Quyết định số 307/QĐ-BGTVT ngày 23/02/2011 của Bộ GTVT về việc phê duyệtthiết kế bản vẽ thi công Gói thầu số 9: Xây dựng đoạn tuyến Km0+000÷Km2+140 vàcác cầu trên tuyến (cầu Kênh Đào và cầu Kênh Ba Ngàn); Gói thầu số 10: Xây dựngcác cầu: Kênh Mái Dầm (Km2+140÷Km2+700) và Kênh Đứng(Km4+300÷Km5+100) thuộc Tiểu dự án 1: Tuyến nối thị xã Ngã Bảy với đườngNam Sông Hậu – Dự án thành phần thuộc dự án đường Nam Sông Hậu

II.2 Nhiệm vụ thiết kế:

- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL.

- Tiêu chuẩn thiết kế : 22TCN 272 - 05

III Đặc điểm điều kiện tự nhiên:

Trang 20

- Căn cứ vào kết quả khoan thăm dò và tài liệu thí nghiệm, địa tầng Cầu Kênh BaNgàn (Km 1+874.25) – tuyến nối thị xã Ngã Bảy với đường Nam Sông Hậu - TỉnhHậu Giang & Sóc Trăng được chia ra như sau:

 Trên cùng là lớp đất đắp gồm sét lẫn thực vật màu nâu vàng, dày 0.40m Kếtiếp là các lớp:

 Lớp 1: lớp sét màu nâu, trạng thái dẻo mềm Lớp này phân bố ở LK1A từ trênmặt đến 2.30m, ở LK2A từ trên mặt đến 2.10m, ở LK3A từ trên mặt đến 1.90m, ởLK4A từ trên mặt đến 1.70m, ở LK2 từ trên mặt đến 2.00m, ở LK5A từ trên mặt đến1.70m, và ở LK6A từ 0.40m đến 1.80m Lớp có các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng như sau:

6 Dung trọng thiên nhiên

Giá trị tiêu chuẩn

Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn thứ I

Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II

cơ lý đặc trưng như sau:

Trang 21

Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II II 1.433

8 Lực dính

9 Góc ma sát trong

độ

0.119

100 34’0.105

190 18’

 Lớp 3: lớp sét cát màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng Lớp này phân bố ởLK1A từ 14.20m đến 16.20m, ở LK2A từ 14.20m đến 16.10m, ở LK3A từ 13.90mđến 16.00m, ở LK1 từ 11.00m đến 14.20m, ở LK4A từ 13.40m đến 15.40m, ở LK2

từ 13.20m đến 16.40m, ở LK5A từ 14.00m đến 15.50m, và ở LK6A từ 14.20m đến15.70m Lớp có các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng như sau:

Trang 22

 Lớp 4: lớp cát sét màu vàng, trạng thái dẻo Lớp này phân bố ở LK1A từ

16.20m đến 22.10m, ở LK2A từ 16.10m đến 22.20m, ở LK3A từ 16.00m đến22.30m, ở LK1 từ 14.20m đến 20.40m, ở LK4A từ 15.40m đến 21.20m, ở LK2 từ16.40m đến 22.50m, ở LK5A từ 15.50m đến 21.20m, và ở LK6A từ 15.70m đến21.60m Lớp có các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng như sau:

8 Lực dính

 Lớp 5: lớp sét cát màu xám xanh, nâu, trạng thái nửa cứng Lớp này phân bố

ở LK1A từ 22.10m đến 24.00m, ở LK2A từ 22.20m đến 24.00m, ở LK3A từ 22.30mđến 24.00m, ở LK1 từ 20.40m đến 24.00m, ở LK4A từ 21.20m đến 24.00m, ở LK2

từ 22.50m đến 26.00m, ở LK5A từ 21.20m đến 24.00m, và ở LK6A từ 21.60m đến24.00m Lớp có các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng như sau:

Trang 23

Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II II 1.786

 Lớp 7: lớp sét cát màu xám xanh, nâu, trạng thái nửa cứng Lớp này phân bố

ở LK1A từ 30.00m đến cuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp, ở LK2A từ30.00m đến cuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp, ở LK3A từ 32.00m đếncuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp, ở LK1 từ 28.00m đến 50.00m, ở LK4A

từ 28.00m đến cuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp, ở LK2 từ 30.00m đến52.00m, ở LK5A từ 28.00m đến cuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp, và ởLK6A từ 28.00m đến cuối lỗ khoan 40.00m vẫn chưa kết thúc lớp Lớp có các chỉtiêu cơ lý đặc trưng như sau:

Trang 24

4 Độ sệt B 0.118

8 Lực dính

IV KHÍ TƯỢNG – THỦY VĂN

IV.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng

IV.1.1 Chế độ ẩm:

- Độ ẩm tương đối trung bình trong năm phân hoá theo mùa một cách rõ rệt, chênhlệch độ ẩm trung bình giữa tháng ẩm nhất và tháng ít ẩm nhất khoảng 11% Độ ẩm

Trang 25

trung bình thấp nhất vào khoảng tháng 3 và 4 (77%) và giá trị độ ẩm trung bình trongnăm là 82%.

IV.1.2 Chế độ nhiệt:

- Nhiệt độ trung bình là 27oC không có sự chênh lệch qua các năm Tháng có nhiệt

độ cao nhất (35oC) là tháng 4 và thấp nhất vào tháng 12 (20,3oC)

IV.1.3 Chế độ mưa:

- Khu vực tuyến đi qua nằm trong vòng đai nội chí tuyến Bắc bán cầu, gần xích đạo;

có khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia thành hai mùa rõ rệt Mùa mưa có gió Tây Nam từtháng 5 đến tháng 11, mùa khô có gió Đông Bắc từ tháng 12 đến tháng 4 hàng năm

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm, chiếm từ 92 – 97% lượng mưa cảnăm Lượng mưa ở khu vực thuộc loại trung bình, khoảng 1800mm/năm Lượng mưacao nhất vào khoảng tháng 9 (250,1mm)

IV.2 Các yếu tố thủy văn:

- Tư vấn thiết kế đã điều tra thủy văn và phối hợp với Viện Quy hoạch Thủy lợi Nam

bộ để tính toán số liệu thủy văn, mực nước tại vị trí cầu như sau:

 Hmin = - 1.02

 H1% = + 1.62

 H5% = + 1.50

V Đề xuất phương án kết cấu nhịp:

II.1 Phương án 1: Cầu nhịp giản đơn, dầm I căng trước.

- Bố trí chung toàn cầu gồm 7 nhịp 33m

- Bề rộng toàn cầu B = 8.8 m

- Khổ thông thuyền 30 x 5 m

- Tổng chiều dài cầu tính đến hết phạm vi tường cánh mố L = 239,6 m

V.1.1 Kết cấu phần trên:

- Lan can dạng tường chắn bê tông kết hợp tay vịn bằng thép mạ kẽm

- Bản mặt cầu dày 200 mm, cường độ 30 Mpa

Trang 26

+ Chiều cao dầm H = 1.4 m

+ Dầm I DƯL toàn phần căng trước

+ Cường độ bê tông dầm : 50 Mpa

- Mố cầu bằng BTCT, dạng chữ U Cường độ bê tông mố f’c = 30 MPa

- Sử dụng trụ đặc BTCT dạng thân hẹp Cường độ bê tông trụ f’c = 30 Mpa

- Móng mố trụ cầu là móng cọc đài cao, tiết diện cọc khoan nhồi D = 1m, chiều dài dự kiến

38m/cọc

V.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật:

- Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 – 05.

- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205 – 98 kết hợp 22TCN 272-05

V.2Phương án 2: Cầu nhịp giản đơn, dầm thép liên hợp bê tông cốt thép

Trang 27

- Lan can dạng tường chắn bê tông kết hợp tay vịn bằng thép mạ kẽm

- Bản mặt cầu dày 200 mm, cường độ 30 Mpa

- Mố cầu bằng BTCT, dạng chữ U Cường độ bê tông mố f’c = 30 MPa

- Sử dụng trụ đặc BTCT dạng thân hẹp kết hợp thân cột Cường độ bê tông trụ f’c = 30 Mpa

- Móng mố trụ cầu là móng cọc khoan nhồi D = 1m, chiều dài dự kiến 38m/cọc

V.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật:

- Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 – 05.

- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205 – 1998

Trang 28

THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN LAN CAN I.1 Thông số thiết kế lan can:

I.1.1 Một số yêu cầu chung:

- Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi không bị

rớt xuống sông Lan can còn là công trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái hàihòa với các công trình và cảnh quan xung quanh

- Để bảo đảm an toàn, lan can phải được thiết kế với tải trọng va đập của xe cộ Trị sốtải trọng phụ thuộc vào cấp lan can

- Thông số và bố trí thép lan can như hình vẽ:

Hình 1.1 Kích thước và bố trí thép lan can

- Chọn lớp bảo vệ cốt thép là: 50(mm)

- Sử dụng thép AII có: fy = 300 (MPa)

- Sử dụng bêtông cấp 30 MPa có: fc’ = 30(MPa)

- Thép thanh lan can thép AI có fy = 240(MPa)

- Bố trí khoảng cách giữa các cột lan can là 2000(mm)

- Bước thanh cốt đai : 200mm

I.1.2 Điều kiện kiểm toán:

Trang 29

- Lan can thiết kế phải thoải mãn điều kiện sau:

- Trong đó:

R: Tổng sức kháng cực hạn của hệ lan can

Ft: Lực va ngang của xe vào lan can

Y: Chiều cao từ mặt cầu đến điểm đặt của lực tác dụng ngang Ft (mm)

He: Chiều cao từ mặt cầu đến tổng hợp các sức kháng ngang của các thanh lancan (mm)

I.1.3 Xác định các số liệu thiết kế:

- Cầu được thiết kế cho đường cao tốc với tổ hợp các xe tải và các xe nặng:

- Theo bảng A13.7.3.3-1 QT 272-05 : Cấp lan can là cấp 3:

- Sức kháng của hệ lan can là tổng hợp sức kháng của tường chắn, cột và dầm lancan

I.2 Xác định sức kháng của tường chắn bê tông:

I.2.1 Khả năng chịu lực của dầm đỉnh M b :

- Do không có dầm đỉnh nên Mb = 0

I.2.2 Khả năng chịu lực của tường quanh trục thẳng đứng M w H:

- Phần này chỉ do cốt thép dọc chịu, bỏ qua cốt thép chịu nén ta tính toán như bàitoán cốt đơn

- Đối với tiết diện thay đổi ta qui đổi về tiết diện chữ nhật tương đương có diện tíchbằng với diện tích ban đầu nhưng không làm thay đổi chiều cao của lan lan

- Chia tường thành 3 phần tại 3 vị trí thay đổi tiết diện như hình vẽ:

Trang 31

Chiều cao

có hiệu

ds(mm)

Chiều caokhối ứngsuất a (mm)

MwH(N.mm)

Hàmlượngthép min

Hàmlượngthép max

Trang 32

= 44758,76 (kN.mm)

I.2.3 Khả năng chịu lực của tường theo trục nằm ngang M c :

- Phần này chỉ do cốt thép đứng chịu và cũng chia làm 3 đoạn để tính trung bình

- Thép ở đây dùng thép Ф14 bố trí với a = 200 mm theo phương dọc cầu

- Phương pháp tính tương tự như MwH

- Diện tích thép trên 1mm dài là của 3 phần là:

- Hàm lượng thép tối đa

Chiều cao

có hiệu ds

(mm)

Chiều caokhối ứng suất

a (mm)

Mc

(N.mm/mm)

Hàmlượngthép max

Hàmlượngthép min

I.2.4 Sức kháng của tường chắn bê tông:

I.2.4.1 Đối với va xô trong một phần đoạn tường:

- Sức kháng của tường:

Trang 33

I.3 Xác định sức kháng của thanh và cột:

I.3.1 Cột lan can P p :

- Ta có:

Trang 34

= 200 (mm): chiều cao của cột lan can

Mc = x S x fy: là momen kháng uốn tại mặt cắt ngàm vào tường lan can.S: momen kháng uốn của tiết diện quanh trục x-x

- Momen quán tính của tiết diện:

x x

Trang 35

I.3.3 Sức kháng của cột và thanh lan can:

I.3.3.1 Đối với xe va vào giữa nhịp lan can:

- Khi xe va vào giữa nhịp lan can, dạng phá hoại gồm số lượng nhịp lan can N là lẻ (

N = 1 )

- Sức kháng của hệ thanh và cột lan can:

I.3.3.2 Đối với xe va vào cột lan can:

- Khi xe va vào cột lan can, dạng phá hoại gồm số lượng nhịp lan can N là chẵn ( N =

2 )

- Sức kháng của hệ thanh và cột lan can:

- Sức kháng của gờ bêtông trong trường hợp này được xác định theo công thức:

+ Trường hợp xe va vào cột lan can + đầu tường hoặc mối nối:

Trang 36

+ Trường hợp xe va vào cột lan can + một phần đoạn tường:

KN

I.4 Kiểm toán lan can:

I.4.1 Trường hợp 1: Giữa nhịp lan can + một phần đoạn tường

- Sức kháng của hệ lan can:

= Rw + RR = 325,14 + 44,25 = 369,39 KN

- Chiều cao kháng:

mm

I.4.2 Trường hợp 2: Giữa nhịp lan can + đầu tường hoặc mối nối

= Rw + RR = 199,19 + 44,25 = 243,44 kN

I.4.3 Trường hợp 3: Cột lan can + đầu tường hoặc tại mối nối.

KN

Trang 37

- Ta có => ĐẠT

I.4.4 Trường hợp 4: Cột lan can + một phần đoạn tường.

KN

Trang 38

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU II.1 Số liệu tính toán:

- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: S = 1800 mm

- Chiều dài phần hẫng Shang = 800 mm

- Bản mặt cầu làm việc theo một phương

- Chiều dày bản mặt cầu: hf = 200 mm

- Lớp phủ mặt cầu từ trên xuống gồm:

+ Lớp bêtông nhựa :

+ Lớp vải nhựa phòng nước :

+ Lớp mui luyện: ta bố trí lớp mui luyện có độ dốc thoát nước là 2% Tại mép lancan ta bố trí lớp dày 10 mm vào đến giữa nhịp (mặt cắt ngang) là 80mm Nên ta lấylớp mui luyện trung bình là :

- Tổng chiều dày của lớp phủ là :

II.2 Tổ hợp nội lực ở các TTGH:

Bảng 2.1 Tổ hợp nội lực ở các TTGH

TTGH

II.3 Tính toán cốt thép bản mặt cầu:

II.3.1 Bố trí cốt thép chịu momen âm:

Trang 39

- Giả thiết đường kính cốt thép chịu momen âm

+ Chọn thép có đường kính =16 mm

+ Diện tích thanh Abar = 201,06 mm2

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ abv = 50mm

12 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa: (TCN 5.7.3.3.1)

13 + Chiều cao vùng bê tông chịu nén :

14

+ Hệ số quy đổi biểu đồ ứng suất vùng nén :

Trang 40

+ Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa:

22 + Kiểm tra: Pmin = 0,005 > 0,00214 => ĐẠT

II.3.2 Bố trí cốt thép chịu momen dương:

- Giả thiết đường kính cốt thép chịu momen dương:

+ Chọn thép có đường kính =12 mm

+ Diện tích thanh Abar = 113,1 mm2

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ abv = 30mm

Định dạng
Số trang	471
Dung lượng	25,19 MB