ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI THIẾT KẾ CẦU SÔNG CẤM

Đến nay chúng ta đã và đang xây dựng hàng trăm cây cầu lớn nhỏ phục vụ cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng với các chủng loại và hình dáng khác nhau như :cầu dàn thép, cầu dầm thép liên hợp

Trang 1

Trường Đại học xây dựng

Khoa cầu đường

hà nội 01/2006

Trang 2

mục lục phần I : báo cáo nghiên cứu khả thi cầu kiền t.p hải phòng 7

chương I : Giới thiệu dự án Error! Bookmark not defined

1.1 Đặt vấn đề: Error! Bookmark not defined

1.2 Các căn cứ lập dự án : Error! Bookmark not defined

1.3 Đối tượng nghiên cứu: Error! Bookmark not defined

1.4 Phạm vi dự án : Error! Bookmark not defined chương Ii Error! Bookmark not defined

Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội - mạng lưới gt t.p hải phòng Error!

Bookmark not defined

1.5 Đặc điểm tự nhiên: Error! Bookmark not defined

1.5.1 Vị trí địa lí: Error! Bookmark not defined

1.5.2 Địa hình, tài nguyên khoáng sản, nguồn nước: Error! Bookmark not defined

1.5.2.1 Vùng tứ giác Long Xuyên: Error! Bookmark not defined

1.5.2.2 Vùng tây sông Hậu Error! Bookmark not defined

1.5.2.3 Vùng bán đảo Cà Mau: Error! Bookmark not defined

1.5.2.4 Vùng hải đảo: Error! Bookmark not defined

1.5.3 Khí hậu : Error! Bookmark not defined

1.5.4 Thuỷ văn: Error! Bookmark not defined

1.6 Đặc điểm kinh tế xã hội: Error! Bookmark not defined

1.6.1 Tình hình dân số : Error! Bookmark not defined

1.6.2 Tổ chức hành chính xã hội: Error! Bookmark not defined

1.6.3 Tình hình kinh tế của tỉnh: Error! Bookmark not defined

1.6.3.1 Về nông, lâm, ngư nghiệp: Error! Bookmark not defined

1.6.3.2 Về nông nghiệp và tiểu thủ công nghiệp : Error! Bookmark not defined

1.6.4 Qui hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực: Error! Bookmark not defined

1.7 Đặc điểm mạng lưới giao thông tỉnh: Error! Bookmark not defined

1.7.1 Hiện trạng các công trình giao thông: Error! Bookmark not defined

1.7.1.1 Mạng lưới giao thông đường bộ: Error! Bookmark not defined

1.7.1.2 Mạng lưới giao thông đường thuỷ: Error! Bookmark not defined

1.7.1.3 Đường hàng không: Error! Bookmark not defined

1.7.2 Định hướng phát triển GTVT tỉnh VL: Error! Bookmark not defined chương Iii:sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu kiền Error! Bookmark

not defined

1.8 Đặc điểm giao thông đường bộ khu vực: Error! Bookmark not defined

1.8.1 Mạng lưới giao thông khu vực: Error! Bookmark not defined

1.8.2 Trục đường Quốc lộ n (QLN): Error! Bookmark not defined

1.9 Đặc điểm các đoạn tuyến QLN: Error! Bookmark not defined

1.9.1 Đoạn km 184 : km211 (Ngã ba Lộ Tẻ - Kinh B) Error! Bookmark not defined

1.9.2 Đoạn km 211 : km239 (kinh B- TT VL ): Error! Bookmark not defined

Trang 3

1.9.3 Đoạn km 239 : km251( TT VT - TX VL): Error! Bookmark not defined

1.9.4 Đoạn km 521 : km318 ( TX VL - Cầu Ba Hòn TT Kiên Lương ): Error! Bookmark not

defined

1.9.5 Đoạn km 318 : km 344 ( Cầu Ba Hòn - Biên giới Cămpuchia ) : Error! Bookmark not

defined

1.10 Hiện trạng cầu phao TH .Error! Bookmark not defined

1.11 Nhu cầu vận tải tỉnh X: Error! Bookmark not defined

1.12 Kế hoạch đầu tư xây dựng các công trình GTVT tỉnh X:Error! Bookmark not defined

1.13 Dự báo phát triển kinh tế: Error! Bookmark not defined

1.14 Dự báo tăng trưởng vận tải qua cầu: Error! Bookmark not defined

1.15 Giao thông với công tác baỏ vệ an ninh quốc phòng .Error! Bookmark not defined

1.16 Kết luận về sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu: Error! Bookmark not defined chương Iv:đặc điểm vị trí xây dựng cầuError! Bookmark not defined

1.17 Địa hình Error! Bookmark not defined

1.18 Địa chất : Error! Bookmark not defined

1.19 Thuỷ văn: Error! Bookmark not defined

1.20 Khí tượng : Error! Bookmark not defined

1.21 Địa chấn: Error! Bookmark not defined chương V:qui mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuậtError! Bookmark

not defined

1.22 Qui mô công trình : Error! Bookmark not defined

1.23 Tiêu chuẩn kỹ thuật: Error! Bookmark not defined

1.24 Các phương án kết cấu cầu THC Error! Bookmark not defined

1.24.1 Phương án 1 Error! Bookmark not defined

1.24.1.1 Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp Error! Bookmark not defined

1.24.1.2 Các thông số cơ bản của kết cấu mố trụ: Error! Bookmark not defined

1.24.1.3 Khối lượng vật liệu, tổng mức đầu tư Error! Bookmark not defined

1.24.4 Phân tích ưu nhược điểm của các phương án Error! Bookmark not defined

1.24.4.1 Phương án 1 Error! Bookmark not defined

1.25 Biện pháp thi công chủ yếu: Error! Bookmark not defined

1.25.1 Thi công mố cả 2 phía bờ: Error! Bookmark not defined

1.25.2 Thi công trụ cầu dẫn trên cạn: Error! Bookmark not defined

1.25.3 Thi công trụ cầu dẫn gần bờ: Error! Bookmark not defined

Trang 4

1.25.4 Thi công trụ giữa sông, nước sâu: Error! Bookmark not defined

1.25.5 Thi công trụ tháp của phương án 3: Error! Bookmark not defined

1.25.6 Thi công dầm 33m và dầm 24m: Error! Bookmark not defined

1.25.7 Thi công kết cấu liên hợp 2 nhịp liên tục: Error! Bookmark not defined

1.25.8 Thi công dầm liên tục và dầm dây văng: Error! Bookmark not defined

1.26 Lựa chọn phương án kiến nghị Error! Bookmark not defined chương Vi:đánh giá tác động môi trường Error! Bookmark not

defined

1.27 Các căn cứ pháp lí về môi trường Error! Bookmark not defined

1.27.1 Căn cứ pháp lí về môi trường: Error! Bookmark not defined

1.27.2 Giới thiệu chung dự án: ( xem chương IV, V ) .Error! Bookmark not defined

1.28 Hiện trạng môi trường Error! Bookmark not defined

1.28.1 Đặc điểm tự nhiên: ( Xem chương IV, V ) .Error! Bookmark not defined

1.28.2 Về sinh thái: Error! Bookmark not defined

1.28.2.1 Tài nguyên khí hậu, nguồn nước: Error! Bookmark not defined

1.28.2.2 Tài nguyên đất, rừng, biển , khoáng sản, con người: ( xem chương 2)Error! Bookmark

not defined

1.29 Đánh gia tác động môi trường Error! Bookmark not defined

1.29.1 ảnh hưởng của môi trường liên quan đến vị trí: Error! Bookmark not defined

1.29.1.1 Chiếm dụng đất nông nghiệp: Error! Bookmark not defined

1.29.1.2 Chiếm dụng đất và nhà ở: Error! Bookmark not defined

1.29.1.3 Gián đoạn hoạt động giao thông: Error! Bookmark not defined

1.29.1.4 Tác động kinh tế : Error! Bookmark not defined

1.29.2 Các yếu tố môi trương khi thiết kế phải chú ý: Error! Bookmark not defined

1.29.2.1 Các khu vực cần tránh : Error! Bookmark not defined

1.29.2.2 Xói mòn mái dốc: Error! Bookmark not defined

1.29.3 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn trước khi xây dựng: Error!

1.29.3.1 Thu hồi đất cho tái định cư: Error! Bookmark not defined

1.29.3.2 Thu hồi đất để mở rộng đường : Error! Bookmark not defined

1.29.4 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn xây dựng:Error! Bookmark not

defined

1.29.4.1 Các tác động chung: Error! Bookmark not defined

1.29.4.2 Chất lượng không khí ( Bụi ): Error! Bookmark not defined

1.29.4.3 Tiếng ồn: Error! Bookmark not defined

1.29.4.4 ảnh hưởng đến giao thông: Error! Bookmark not defined

1.29.4.5 Các công tác văn hoá xã hội: Error! Bookmark not defined

1.29.5 Những tác động của môi trường liên quan đến cơ sở hạ tầng tạm:Error! Bookmark not

defined

1.29.6 Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn vận hành sau xây dựng:Error!

1.29.6.1 Bảo dưỡng: Error! Bookmark not defined

1.29.6.2 Giao thông: Error! Bookmark not defined

1.29.6.3 An toàn giao thông: Error! Bookmark not defined Chương Vii:kết kết luận và kiến nghịError! Bookmark not defined

Trang 5

1.30 Vị trí xây dựng: Error! Bookmark not defined

1.31 Qui mô và tiêu chuẩn: Error! Bookmark not defined

1.32 Phương án kết cấu kiến nghị: Error! Bookmark not defined

1.33 Tiến độ thi công: Error! Bookmark not defined

1.34 Kinh phí xây dựng: Error! Bookmark not defined

1.35 Nguồn vốn: Error! Bookmark not defined

1.36 Nhiệm vụ đồ án Error! Bookmark not defined.

Phần a : Thiết kế kỹ thuật cầu dây văng 3 nhịp liên tục theo tiêu chuẩn AASHTO Error! Bookmark not

defined

Chương 1 : Cấu tạo – Tính toán – Kiểm tra tiết diện dầm hộp thép Error! Bookmark not defined bêtông liên hợp và các bộ phận kết cấu nhịp Error! Bookmark not defined

I Thiết kế mặt cắt ngang .Error!

I.1 Tính diện tích các bản nắp và bản đáy mặt cắt điển hình ( miền uốn dương và miền uốn âm) Error!

I.2) Xác định chiều dày lớp bê tông bao phủ các bản nắp và neo theo cấu tạo.Error! Bookmark not defined

II Thiết kế cấu tạo các bộ phận dải đều theo phương dọc cầu ở phía trong hộp ……….Error!

II.1.Vách ngăn .Error! Bookmark not defined

II.2 Sườn tăng cường đứng cho bụng đứng Error! Bookmark not defined II.3 Sườn tăng cường dọc cho bụng đứng Error! Bookmark not defined

III Tính toán các đặc trưng hình học của mặt cắt liên hợp ……… Error!

III.1 Đặc trưng hình học mặt cắt liên hợp miền uốn dương giai đoạn đàn hồi (MC I-I).Error! Bookmark not

defined

III.2 Đặc trưng hình học mặt cắt liên hợp ở miền uốn âm giai đoạn đàn hồi (MC II-II)Error! Bookmark not

defined

IV Tải trọng và nội lực do các tổ hợp tải trọng ………Error!

IV.1 Tải trọng tác dụng – giai đoạn tác dụng của từng loại tải trọng .Error! Bookmark not defined IV.2 Hoạt tải – Hệ số tải trọng trong các tổ hộp tải trọng ở các trạng thái giới hạn Error! Bookmark not

defined

IV.3 Kết quả nội lực ( lực cắt và mô men ) tại các mặt cắt của dầm chủ Error! Bookmark not defined

V Nguyên lý thiết kế – Kiểm tra khả năng chịu các hiệu ứng lực. ……… Error!

V.1 Hệ số liên quan đến tính dẻo (ductility)ηD : Error! Bookmark not defined

V.2 Tính dư ( Redundancy ) ηR Error! Bookmark not defined

V.3 Tầm quan trọng trong khai thác (Operational importance) ηi Error! Bookmark not defined

VI Tính toán mômen chảy dẻo ( My ) và sức kháng mômen dẻo (Mp) ………Error!

Trang 6

VI.1 Tính My (6.10.5.1.2-TCTK ) .Error! Bookmark not defined

VI.2 Tính toán sức kháng mômen dẻo ( Mp) .Error! Bookmark not defined

VII Tính toán & kiểm tra cường độ chịu uốn dầm liên hợp theo trạng thái giới hạn cường độ I …Error!

VII.1 Miền uốn dương (tiết diện I-I ) Error! Bookmark not defined VII.2 Miền uốn âm (tiết diện II-II) .Error! Bookmark not defined

VIII Tính toán và kiểm tra cường độ chịu lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I ………… Error!

VIII.1.Tại vị trí gối đầu tiên của nhịp 1 (tiết diện II-II) Error! Bookmark not defined VIII.2.Tại vị trí gối thứ hai của nhịp1 .Error! Bookmark not defined VIII.3 Thiết kế và kiểm toán sườn tăng cứng ngang (đứng) trung gian Error! Bookmark not defined VIII.4 Kiểm toán sườn tăng cứng dọc cho bản bụng Error! Bookmark not defined

IX.Tính toán và kiểm tra mỏi theo trạng thái giới hạn mỏi và đứt gã y ………Error!

IX.1.Yêu cầu về mỏi đối với bụng trong miền uốn dương (6.10.4-TCTK) Error! Bookmark not defined IX.2 Yêu cầu về mỏi đối với bụng trong miền uốn âm .Error! Bookmark not defined

X Kiểm tra ổn định (độ mảnh) các cánh chịu nén ……….Error!

X.1 Với miền uốn dương (tiết diện I – I) .Error! Bookmark not defined X.2 Với miền uốn âm (tiết diện II-II) .Error! Bookmark not defined

XI Thiết kế và tính toán khung ngang – Vách ngăn ……….Error!

XI.1 Khoảng cách .Error! Bookmark not defined XI.2 Xác định tải trọng gió theo phương ngang cầu .Error! Bookmark not defined XI.3 Tính toán tải trọng tác dụng lên vách ngăn .Error! Bookmark not defined XI.4 Thiêt kế , kiểm tra vách ngăn .Error! Bookmark not defined

XII Hệ liên kết ngang dọc phía trên ……… Error!

Chương 2 : Thiết kế - tính toán bản mặt cầu .Error! Bookmark not defined

I Tính nội lực do tải trọng cục bộ (Tại giữa nhịp và tại gối thứ 2) ……… Error!

I.1 Xác định mômen cục bộ do trọng lượng bản thân và hoạt tải .Error! Bookmark not defined

I.2 Xác định lực cắt do tải trọng cục bộ tại các tiết diện 100P, 102,104 Error! Bookmark not defined

II Tính nội lực do bản cùng tham gia làm việc với toàn bộ kết cấu nhịp ………Error!

II.1 Tính mômen khi xếp trục xe tải thiết kế, đoàn người đi và tĩnh tải .Error! Bookmark not defined II.2 Tính lực cắt khi xếp trục xe tải thiết kế, đoàn người đi và tĩnh tải .Error! Bookmark not defined III Tính nội lực tại tiết diện 100 (gối 1) khi đặt 1 bánh xe hoạt tải lên bản công xôn ………Error!

III.1 Với xe tải thiết kế .Error! Bookmark not defined III.2 Với xe 2 trục thiết kế .Error! Bookmark not defined

IV Tính toán cốt thép bản mặt cầu ……….Error!

IV.1 Vật liệu .Error! Bookmark not defined IV.2 Nội dung phương pháp .Error! Bookmark not defined IV.3 Tính toán cốt thép chủ chịu mômen âm .Error! Bookmark not defined IV.4 Tính toán cốt thép chủ chịu mômen dương .Error! Bookmark not defined IV.5 Đặt cốt thép trong bản theo cấu tạo (cốt thép dọc cầu) .Error! Bookmark not defined

Trang 7

IV.6 Kiểm toán cường độ chịu cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I .Error! Bookmark not defined IV.7 Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứt).Error! Bookmark not defined IV.8 Tính toán cốt thép lan can .Error! Bookmark not defined Chương 3: Thiết kế tính toán neo chống cắt – neo liên kết để tiết diện thép & btct làm việc liên hợpError!

I Chon loại neo chống cắt ( types of shear connectors ) ………Error!

II- Khoảng cách ngang (lts)(transverse spacing) ……… Error!

III- Lớp phủ và độ chôn sâu ………Error!

IV- Sức kháng mỏi của neo chống cắt trong mặt cắt liên hợp – khả năng chống cắt do mỏi của neo Error!

V- Bước neo chống cắt ( Pitch of shear stud ) ……… Error!

V.1 Bước neo Error! Bookmark not defined

VI- Kiểm tra neo chịu cắt theo trạng thái giới hạn cường độ ……….Error!

VI.1 Trạng thái giới hạn cường độ .Error! Bookmark not defined

VI.2 Lực cắt nằm ngang danh định Vh (6.10.7.4.4.b ) .Error! Bookmark not defined

VI.3 Tính sức kháng cắt danh định (Qn) .Error! Bookmark not defined VII Số lượng neo chống cắt yêu cầu trên các miền theo TTGH cường độ ……… Error!

VII.1 Miền ở giữa mặt cắt có mô men dương lớn nhất và mỗi điểm kề mô men 0,0 (từ gốc1-0,4.L1).Error!

VII.2 Miền ở giữa mỗi điểm kề mô men 0,0 và tim của gối đỡ ở phía trong (Từ 0,8.L1 đến gối 2) Error!

Chương 4 Error! Bookmark not defined ứng suất phụ trong dầm liên hợp thép – bêtông cốt thép do Error! Bookmark not defined nhiệt độ thay đổi không đều và do co ngót bêtông bản .Error! Bookmark not defined

I ứng suất trong dầm do nhiệt độ thay đổi ……… Error!

I.1 ứng suất trong dầm do nhiệt độ thay đổi tính theo tiêu chuẩn AASHTO – Theo DHB.Error! Bookmark

not defined

I.2 tham khảo ứng suất trong dầm liên hợp do nhiệt độ thay đổi tính theo tc 79 - Theo Polivanov Error!

II ứng suất trong dầm do co ngót của bêtông bản ………Error!

III Kiểm tra ứng suất pháp trong dầm Liên Hợp theo TTGH cường độ I có kể đến nhiệt độ thay đổi Error!

Chương 5 : Tính toán liên kết biên dầm vào sườn dầm – Tính toán mối nối Dầm hộp thép & btct liên Error!

I Tính toán liên kết biên dầm vào sườn dầm ……… Error!

I.1.Đặc điểm .Error! Bookmark not defined

I.2 Xác địng kiểu liên kết – Kiểm tra liên kết. Error! Bookmark not defined

II Tính toán mối nối dầm thép liên hợp với bêtông cốt t (mối nối dầm hộp tại vị trí thay đổi tiết diện) Error!

Trang 8

II.1 Đặc điểm .Error! Bookmark not defined II.2 Biểu đồ ứng suất pháp - Xác định nội lực tại mối nối các biên dầm hộp liên hợp.Error! Bookmark not

defined

II.3 Tính số lượng bulông để liên kết các biên dầm .Error! Bookmark not defined II.4 Biểu đồ ứng suất ở sườn dầm – Nội lực để tính mối nối sườn dầm Error! Bookmark not defined II.5 Tính toán số lượng bulông – Kiểm tra khả năng chịu lực của bulông ngoài cùng.Error! Bookmark not

defined

Chương 6 Error! Bookmark not defined Kiểm tra cầu liên hợp thép & bêtông cốt thép liên hợp Error! Bookmark not defined

ở trạng thái giới hạn sử dụng – kiểm tra võng Error! Bookmark not defined

I Trạng thái giới hạn sử dụng … ………Error!

II Độ võng của cầu liên hợp thép & btct ……….Error!

II.1 Độ võng do hoạt tải Error! Bookmark not defined II.2 Độ võng do tĩnh tải .Error! Bookmark not defined

Trang 10

Trong những năm gần đây, cùng với việc phát triển về mọi mặt của nền kinh tế xã hội và những tiến bộ của nền khoa học hiện đại mà đặc biệt là những tiến bộ vượt bậc trong ngành khoa học xây dựng cơ bản, đất nước chúng ta đang trên đà phát triển

và hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới với những yêu cầu cấp bách về nhu cầu nhân lực, tài nguyên và cơ sở hạ tầng

Cùng với nhiều lĩnh vực khác, giao thông vận tải đã góp một phần đáng kể cho công cuộc Công nghiệp hoá, Hiện đại hoá đất nước Những cây cầu, những con đường

đã nối liền các miền đất nước, các vùng lãnh thổ, khu dân cư, khu đô thị làm mạch máu giao thông chảy suốt từ Bắc vào Nam

Đến nay chúng ta đã và đang xây dựng hàng trăm cây cầu lớn nhỏ phục vụ cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng với các chủng loại và hình dáng khác nhau như :cầu dàn thép, cầu dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép, cầu BTCT đơn giản, cầu BTCT liên tục, cầu dây văng, cầu treo parabol với chiều dài nhịp ngày càng lớn, công nghệ thi công ngày càng hiện đại, đòi hỏi hiệu quả giải quyết vấn đề ngày càng cao và chính xác

Đứng trước xu thế phát triển của ngành xây dựng cầu của nước ta hiện nay, là một sinh viên năm cuối làm đồ án tốt nghiệp, em ý thức được rằng đồ án tốt nghiệp là một phần rất quan trọng trong chương chình đào tạo một kỹ sư, nó là một phần kiến thức giúp sinh viên củng cố, hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã học và đi sâu vào làm quen một số vấn đề của thực tế sản xuất đặt ra.Vì vậy em đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là thiết kế cầu qua sông với cầu chính là Cầu dây văng, với mong muốn

được nghiên cứu, học hỏi một loại cầu có nhiều ưu thế và đang là xu hướng lựa chọn của Thế giới và Việt Nam hiện nay

Đây là một công việc đòi hỏi nhiều công sức, nhiều trí tuệ của nhiều người Thầy cô giáo của chúng em là một phần trong số đó Bên cạnh những đóng góp trong nghiên cứu, các thầy, các cô còn giúp đỡ, hướng dẫn, dìu dắt chúng em từ những bước cơ bản đến phức tạp để hoàn thành nhiệm vụ của một sinh viên ngành cầu hầm Ngày hôm nay, chúng em sắp sửa bước ra khỏi cổng trường đại học, bước tiếp những bước

mà các thầy, các cô đã đi, đón nhận những khó khăn và thử thách Đồ án tốt nghiệp chính là bằng chứng chứng tỏ sự trưởng thành của chúng em và quá trình hướng dẫn gian nan, vất vả của các thầy cô

Vì vậy, khi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp được giao, em muốn gửi

lời cảm ơn chân thành tới các thầy, các cô trong Bộ môn Cầu-Hầm Trường Đại Học Xây Dựng, đặc biệt là thầy giáo, Ts Phạm Duy Hoà đã trực tiếp hướng dẫn,giúp đỡ

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Và qua đây, em cũng xin giửi lời cảm ơn tới những người bạn, đã cho em học hỏi rất nhiều trong quá trình làm đồ án

Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng đồ án tốt nghiệp của em chắc không tránh khỏi những khiếm khuyết Em luôn mong nhận được sự góp ý của thầy cô và bạn bè để đồ

án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn, cũng như để em được hiểu biết nhiều hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, 24-01-2006 Sinh viên : Phạm Văn Tình

Trang 11

phÇn 1

dù ¸n kh¶ thi

Trang 12

Trên Quốc lộ 10 có đoạn từ Xóm Mới đến nam cầu Vàng hiện tại (Km25-Km60) bắt đầu từ Thuỷ Nguyên qua Phà Bính vào giữa thành phố Hải Phòng, qua cầu Niệm đi Kiến An Đoạn tuyến này đi qua thành phố, không có

điều kiện mở rộng và không phù hợp quy hoạch thành phố đã được phê duyệt.Do vậy đoạn tuyến này cần được nghiên cứu để tránh đi vào trung tâm thành phố Hải Phòng, phù hợp với qui hoạch phát triển giao thông trước mắt

và lâu dài của thành phố Hải Phòng Trong báo cáo nghiên cứu khả thi bổ sung dự án Quốc lộ 10 đoạn Bí Chợ - Ninh Bình có đưa ra 2 phương án tuyến cho đoạn Quốc lộ 10 này, một phương án đi theo đường hiện tại và một phương án tránh thành phố Hải Phòng Cầu sông Cấm nằm trên phương án tuyến tránh thành phố Hải Phòng tại

vị trí vượt sông Cấm

1.2 Các căn cứ lập dự án:

Dự án khả thi xây dưng cầu sông Cấm được lập trên cơ sở sau:

1- Quyết định số 101/T.TG ngày 10/02/1996 của thủ tướng chính phủ phê duyệt nhiệm vụ thiết kế xây dựng Quốc

5- Công văn số 575/GT ngày 29/4/1997 của UBND T.p Hải Phòng trả lời về việc dự án tuyến Quốc lộ 10

6- Công văn số 511/TTTH ngày 05/5/1997 của gửi Bộ tư lệnh Hải quân, Cảng Dụ Nghĩa, Nhà máy đóng tàu Bến Kiền về việc tĩnh không thông thuyền cầu sông Cấm - Quốc lộ 10

7- Công văn số 517/TTTH ngày 6/5/1997 của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn thành phố Hải Phòng về việc xin ý kiến về các cầu trên Quốc lộ 10, đoạn tuyến tránh thành phố Hải Phòng

8- Công văn số 528/TTTH ngày 08/5/1997 của Cục vận tải - Tổng cục Hậu cần - Bộ Quốc phòng về việc tĩnh không thông thuyền cầu sông Cấm - Quốc lộ 10

9- Công văn số 514/VT15 ngày 03/6/1997 của Cục vận tải - Tổng cục Hậu cần - Bộ Quốc phòng về việc thông báo tĩnh không thông thuyền cầu sông Cấm - Quốc lộ 10

10- Công văn số 30/ĐTBK-VP ngày 21/5/1997 Nhà máy đóng tàu của Bến Kiền - Tổng công ty CN đường thuỷ VN

về việc thông báo tĩnh không thông thuyền cầu sông Cấm - Quốc lộ 10

11- Tổng mức đầu tư và tính hiệu quả kinh tế theo định mức dự toán xây dựng cơ bản số: 1242/QĐ-BXD ngày 25/1/1998, thay cho định mức 56/BXD- VTK ngày 30/3/1994

12- Căn cứ vào dự án nghiên cứu Cấm khả thi xây dựng cầu sông Cấm

1.3 Đối tượng nghiên cứu:

Dự án khả thi xây dựng cầu sông Cấm trên Quốc lộ 10 , nghiên cứu những nội dung chủ yếu dưới đây:

- Phân tích qui hoạch phát triển kinh tế, giao thông vận tải khu vực liên quan đến sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu

- Đánh giá hiện trạng khai thác tuyến đường, các công trình trên tuyến

- Lựa chọ vị trí xây dựng cầu

- Lựa chọn qui mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật

- Chọn phương án kỹ thuật và các giải pháp xây dựng

- Xác định tổng mức đầu tư

Trang 13

- Kiến nghị phương thức đầu tư

1.4 Phạm vi dự án:

- Điểm đầu dự án : Km19+600 ( cách tim ngang cầu 1000m về hướng T.P Hải Phòng )

- Điểm cuối dự án : Km21+600 (cách tim ngang cầu 1000m về hướng Ninh Bình).Trong đó lý trình tim ngang cầu tại Km20+600

- Tổng chiều dài đoạn tuyến: 2.0Km

***********************************************

Trang 14

2.1.1 Vị trí địa lí:

Là một thành phố cảng, T.p Hải Phòng có toạ độ địa lý từ … độ … phút đến độ phút vĩ độ bắc, … độ … phút đến … độ … phút kinh độ đông, phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Đông giáp Vịnh Bắc Bộ, phía tây giáp tỉnh Hải Dương, phía nam giáp tỉnh Thái Bình T.p Hải Phòng có vùng biển với nhiều đảo lớn nhỏ, diện tích biển khai thác có hiệu quả khoảng 6900km2

Giao thông của T.p Hải Phòng bao gồm: Giao thông đường bộ, giao thông đường sắt, giao thông đường thủy, giao thông đường biển, giao thông đường hàng không

Giao thông đường bộ: Quốc lộ 5 là huyết mạch của T.p Hải Phòng nối liền 2 trung tâm kinh tế lớn của cả nước

là Hà Nội - Hải Phòng.Quốc lộ 10 là tuyến chủ đạo nối Hải Phòng với các tỉnh ven biển như Quảng Ninh,Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình

2.1.2 Địa hình, tài nguyên khoáng sản, nguồn nước:

Địa hình T.p Hải Phòng phần lớn là đồng bằng với độ dốc trung bình nhỏ, đồi núi thấp chiếm một tỷ lệ nhỏ

Hệ thống sông khá phức tạp bởi các sông lớn, nhỏ cát ngang địa hình rất nhiều.Đặc điểm các sông ở T.p Hải Phòng do là hạ lưu chuẩn bị đổ ra biển nên thường có khẩu độ lớn, bã i sông rộng, ảnh hưởng rất lớn của thuỷ triều

Cầu sông Cấm nằm ở vị trí khá thuận lợi về địa hình, độ dốc khoảng 0.2%, không có vật cản như hồ, gò đất cao, địa hình lồi lõm…

T.p Hải Phòng có nhiều tài nguyên khoáng sản, tài nguyên rừng phong phú, nổi tiếng với vườn quốc gia Cát

Bà với nhiều động thực vật quý hiếm

T.p Hải Phòng có thể chia thành 3 vùng tài nguyên nước như sau:Vùng đồng bằng với nguồn tài nguyên nước ngọt phong phú, được cung cấp bởi các con sông.Vùng ven biển thiếu nước ngọt do ngập mặn, nhiễm mặn.Vùng hải đảo thiếu nước ngọt thường xuyên

2.1.3 Khí hậu:

T.p Hải Phòng có khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ trung bình mùa hè khoảng 34oC, mùa đông khoảng 17oC.Nhiệt độ cao nhất mùa hè là 39 oC , nhiệt độ thấp nhất mùa đông là 7 oC

Độ ẩm trung bình khá lớn, khoảng 85%.Vào mùa xuân độ ẩm tăng cao, mùa đông độ ẩm xuống thấp

Lượng mưa bình quân hàng năm là 2989 mm, chủ yếu tập trung mưa lớn vào mùa hè

Lượng bốc hơi trung bình từ 1100 - 1300 mm

Thường xuyên có bã o đổ trực tiếp

Gió thịnh hành là gió Đông Nam, gió thổi từ biển vào mang nhiều hơi nước mặn, cấp gió thông thường từ cấp

6 trở xuống

2.1.4 Thuỷ văn:

Mùa lũ hàng năm bắt đầu từ tháng 6, đỉnh lũ thường xuất hiện vào tháng 8 và kết thúc vào tháng 10.Lũ của các con sông ở Hải Phòng thường lên chậm, phù hợp với lũ của sông đồng bằng bắc bộ.Vùng cửa sông chịu ảnh hưởng của thuỷ triều

Trang 15

2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội:

T.p Hải Phòng là một thành phố cảng, một thành phố công nghiệp.Với tốc độ phát triển kinh tế trung bình hàng năm 10%, T.p Hải Phòng được đánh giá là một trung tâm kinh tế trọng điểm của cả nước, có một tiềm năng

to lớn về phát triển kinh tế, nhất là về công nghiệp, dịch vụ và du lịch

Tổng diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh: 617251 ha

Trong đó : - Đất nông nghiệp: 318441 ha

- Đất lâm nghiệp: 206410 ha

- Diện tích rừng hiện hữu: 82178 ha

- Hải sản: 255000 tấn/năm

2.2.5 Về công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp :

Giá trị tổng sản lượng công nghiệp, thủ công nghiệp của địa phương năm 1995 đạt 4750179 tỷ đồng Tốc độ tăng trưởng GDP ngành công nghiệp giai đoạn 1991 - 1995 là 19.25%

+ Xi măng ( địa phương + trung ương): 6925000 tấn /năm

2.2.6 Qui hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực:

Xây dựng hệ thống kinh tế mở cửa tập trung phát triển kinh tế T.p Hải Phòng gắn với thị trường trong nước, và xuất khẩu, đưa T.p Hải Phòng trở thành thành phố có trình độ phát triển cao so với cả nước

Tập trung chuyển dịch cơ cấu kinh tế, gắn cơ cấu kinh tế của tỉnh theo yêu cầu thị trường trong nước và quốc

tế Phát triển kinh tế nhiều thành phần, chú trọng các ngành công nghệ cao, tạo môi trường thuận lợi thu hút vốn

đầu tư và công nghệ mới của nước ngoài Xây dựng hệ thống đô thị cùng với cải tạo môi trường sinh thái, gắn phát triển kinh tế - xã hội với củng cố an ninh quốc phòng trong khu vực và đất nước

Dự báo tốc độ tăng trưởng GDP của đồng bằng Bắc bộ, cả nước, T.p Hải Phòng theo hai phương án:

Chỉ tiêu GDP/người

(USD) theo giá 1994 Phương án I ( Mức độ phát triển thấp) Phương án II ( Mức độ phát triển nhanh )

Trang 16

2.3.1.1 Mạng lưới giao thông đường bộ:

- Tổng chiều dài đường ôtô đang sử dụng: 595 km, bình quân 0.32 km/km2

- Công trình cầu trên tuyến ô tô: 5250 m/164 cầu

Trong đó:

+ Do trung ương quản lý: gồm QL5, QL10, QL351 với tổng chiều dài đi trong phạm vi địa bàn tỉnh là 116.411km, công trình cầu trên tuyến là 1757 m/43 cầu, trong đó có một số cầu chỉ thông được xe 10 tấn đặc biệt trên QL351 có 6 cầu thông xe dưới 10 tấn

+ Do địa phương quản lý: là những đường nối liền tỉnh với huyện hoặc đi tới các khu công nghiệp và các trục

đường huyện đảo Cát Bà, có tổng chiều dài 351.46 km trong đó có 23.15 km mặt đường nhựa còn lại là mặt

đường đá dăm nước và cấp phối, đất đồi, thường xuyên khai thác được 125.3 km cho ô tô vừa và nhỏ

+ Đường đô thị: Bao gồm các tuyến đường thuộc nội ô T.p Hải Phòng, thị xã Đồ Sơn,các thị trấn, các khu công nghiệp có tổng chiều dài 93.2km, trong đó mặt đường nhựa 47.7 km, 11 cầu tổng dài 921.3 m

+ Đường giao thông nông thôn: Chiều dài 1232 km trong đó mặt đường bằng nhựa, bê tông đệm sỏi, đá, cấp phối đá dăm dài 117 km, cầu 291 chiếc với tổng chiều dài 5639m trong đó 1517 m thuộc cầu vĩnh cửu

2.3.1.2 Mạng lưới giao thông đường sắt:

T.p Hải Phòng có tuyến đường sắt Hà Nội – Hải Phòng, là tuyến đường huyết mạch vận tải hành khách và hàng hoá.Tốc độ vận chuyển tương đối nhanh(60Km/h).Tuy nhiên hệ thống nhà ga và dịch vụ vận tải còn chưa

được đầu tư đổi mới và hiện đại hoá

2.3.1.3 Mạng lưới giao thông đường thuỷ:

Giao thông đường sông: T.p Hải Phòng là thành phố cảng, giao thông đường thuỷ rất phát triển.Hiện tại T.p Hải Phòng có 3 cảng lớn, các phương tiện giao thông đường thuỷ chủ yếu là tàu biển và thuyền lớn.Khối lượng hàng hoá theo đường thuỷ của T.p Hải Phòng là rất lớn.Trong tương lai T.p Hải Phòng có dự án nâng cấp một số cảng đương thuỷ và phát triển cơ sở hạ tầng đường thuỷ, nạo vét luồng lạch để đón tầu trọng tải lớn đến 30000 tấn

Tổng chiều dài đường sông trong tỉnh: 2054.9km

Trang 17

chương 3

Sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu sông cấm

3.1 Định hướng phát triển GTVT t.p hải phòng:

T.p Hải Phòng đưa ra các định hướng phát triển GTVT như sau:

- GTVT T.p Hải Phòng dựa vào định hướng phát triển GTVT trong cả nước, khu vực đồng bằng Bắc bộ để có bước đi nhịp nhàng, vững chắc

- GTVT cần đi trước một bước, tạo điều kiện thu hút vốn đầu tư bên ngoài vào những nơi cần thiết phát triển nhanh như các khu công nghiệp, du lịch

- Là nguồn sản xuất vừa mang tính phục vụ, vừa mang tính kinh doanh Nên các thành phần kinh tế phải cùng nhà nước đóng góp đầu tư xây dựng, cùng kêu gọi nước ngoài đầu tư phát triển GTVT của T.p Hải Phòng

- Không ngừng đổi mới khoa học công nghệ , đáp ứng các tiến bộ KHKT vào GTVT, không những đạt mục

đích kinh doanh và phục vụ kinh tế xã hội đến tất cả các vùng kinh tế và cụm dân cư trong T.p Hải Phòng ( kể cả các đảo xa có dân cư ) giao lưu với các tỉnh trong nước, mà còn mở rộng giao lưu quốc tế

Mục tiêu phát triển:

- Hoàn thiện hệ thống GTVT đường bộ và đường thuỷ liên hoàn khép kín từ T.p Hải Phòng đi quốc tế, đi các tỉnh, huyện, xã , khu công nghiệp Có kế hoạch khắc phục tình trạng ách tắc giao thông đô thị

- T.p Hải Phòng đã xác định các tuyến ưu tiên: QL5, QL10 ,QL351 và các tuyến đường sông chủ yếu

- Mở rộng và nâng cấp các tuyến đường từ thành phố đến các khu công nghiệp, trung tâm các huyện, nối liền

hệ thống nông thôn từ huyện về xã Kết hợp hài hoà giao thông vận tải bộ và thuỷ thông qua các sông, cảng sông, cảng biển

Qui mô phát triển:

- Mở rộng giao thông hàng không, nâng cấp sân bay Cát Bi

- Đường sông: + Các tuyến trung ương quản lý: Cấp III và IV

+ Các tuyến địa phương quản lý: Cấp V và VI

- Đường bộ: + Các tuyến quốc lộ trên địa bàn: Cấp II, III đồng bằng

+ Các tuyến tỉnh lộ: Cấp V đồng bằng

3.2 Hiện trạng giao thông khu vực dự án:

Đoạn tuyến tránh Kiến An-Hải Phòng: Tuyến tránh T.P Hải Phòng bắt đầu từ xóm Mới phía nam cầu Giá đi qua Đông Sơn, cầu Trịnh Xá, cầu sông Cấm, Quán Toan, cầu Rế, cầu Trạm Bạc, cầu Vàng mới và gặp đường 10

cũ tại km60 Hiện trạng đoạn tuyến này có thể tóm tắt như sau: đoạn đầu tuyến từ phía nam cầu Giá đến phía bắc cầu Trịnh Xá là đường đất chiều rộng từ 3.5 đến 5m, là đường liên xã Từ phía Bắc cầu trịnh Xá tuyến đi theo QL351 chiều rộng nền 6-8m mặt 5-6m, đoạn khu vực cầu Trịnh Xá rải bằng BT nhựa; từ bến Kiền đến Quán Toan

có chiều rộng nền 6.5-8m được rải nhựa Đoạn từ Quán Toan đến cầu Rế là đường liên xã rộng 3 - 4m có đoạn láng nhựa, có đoạn là đá dăm nước Đoạn từ cầu Rế đến đường 10 hiện nay chưa có đường Đoạn tuyến tránh Kiến An-Hải Phòng thực tế là đường vành đai Thành phố Hải Phòng nơi tập trung toàn bộ các loại xe liên tỉnh, quá tải quá khổ qua Thành phố, do đó hệ thống đường hiện nay xuống cấp nghiêm trọng, kết cấu mặt đường bê tông

át phan nứt gã y vỡ vụn, khổ nền đường hẹp tương đương đường cấp IV Mặt khác lại phải vượt qua 2 phà lớn là phà Kiền và phà Trạm Bạc đều là các phà chưa được đầu tư hiện đại, thời gian vận hành qua phà lâu

3.3 Dự báo nhu cầu vận tải trên tuyến quốc lộ 10:

Việc tính toán nhu cầu vận tải đã được điều tra tính toán chi tiết, kết quả dự báo được tóm tắt trong bảng sau:

Dự báo nhu cầu vận tải ( xe/ ngày đêm) Bảng 3.1

Đoạn tuyến Năm 1997 Năm 2000 Năm 2010 Năm 2020

Trang 18

Cầu Giá - Quán Toan 772 2573 7719 28808

Từ kết quả dự báo trên cho thấy sau năm 2015 nhiều đoạn phải mở rộng thành đường 4 làn xe như đoạn Nam

Định - Thái Bình, Nam Định - Ninh Bình và Thái Bình - Hải Phòng

Phân bổ các lọai phương tiện vận tải (theo tỷ lệ %) Bảng 3.2

Loại xe Năm Xe con % Buýt % Tải % Môtô, xe đạp % Tổng %

3.4 Giao thông với công tác an ninh - quốc phòng:

T.P Hải Phòng là thành phố cảng quan trọng bậc nhất của nước ta, trong thời chiến tranh chống Mỹ, T.P Hải Phòng là cửa ngõ nối liền miền Bắc với các nước xã hội chủ nghĩa và thế giới.Trong điều kiện có chiến tranh, vượt sông Cấm bằng phà hoặc cầu phao đảm bảo giao thông đường bộ thì toàn bộ tàu phóng lôi, tàu chiến và các phương tiện đường thuỷ trong khu vực không thể đi lại được và ngược lại Nếu một trong hai loại hình giao thông

có sự cố, sự ách giao thông sẽ rất trầm trọng ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế và an ninh quốc phòng của T.P Hải Phòng, khu vực đồng bằng Bắc bộ và cả nước

Tóm lại: Nhu cầu về vận tải đã đòi hỏi phải xây dựng một cầu mới vượt sông Cấm thay thế cho phà Kiền hiện

nay, nối liền giao thông từ T.P Hải Phòng đi các tỉnh khu vực đồng bằng Bắc bộ và cả nước.Đảm bảo giao thông với công tác an ninh quốc phòng

3.5 Kết luận về ý nghĩa và sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu:

Căn cứ vào các nội dung phân tích ở trên cho thấy: Cùng với việc nâng cấp cải tạo QLN đạt tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng, việc đầu tư xây dựng cầu sông Cấm là cần thiết phù hợp với qui hoạch và mục tiêu đầu tư với các lý do chính sau:

+Phù hợp với qui hoạch tổng thể và qui hoạch giao thông của T.p Hải Phòng đã được duyệt

+Hiện tại giao thông khu vực cầu sông Cấm không đáp ứng được lưu lượng vận tải

+Cầu sông Cấm ngoài nhiệm vụ phục vụ giao thông trên QL10, nó còn phục vụ đắc lực cho sự đi lại của nhân dân giữa trung tâm T.p Hải Phòng đi các tỉnh phía nam

+Đảm bảo giao thông đường bộ và đường thuỷ liên tục, nối liền T.p Hải Phòng với các tỉnh đồng bằng Băc bộ Nếu một trong hai nhu cầu trên có sự cố ách tắc giao thông sẽ ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế và an ninh quốc phòng của T.p Hải Phòng và khu vực

Căn cứ phân tích nêu trên, cần có những giải pháp cấp bách để đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hoá và hành khách bằng đường bộ, phù hợp với sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân, giải quyết mối quan hệ giữa T.p Hải Phòng với các tỉnh ven biển đồng bằng Bắc bộ, trực tiếp là QL 10 Cầu sông Cấm mới được xây dựng sẽ góp phần hình thành tuyến đường khép kín, góp phần giải quyết ách tắc giao thông nội địa và quốc tế Mặt khác xây dựng cầu sông Cấm thay thế cho phà hiện tại sẽ đáp ứng được yêu cầu phát triển kinh tế, xà hội, dân sinh của khu vực

đồng thời là tuyến phòng thủ có ý nghĩa lớn lao về bảo vệ an ninh quốc phòng cho đất nước Với ý nghĩa như vậy cần thiết phải xây dựng ngay một cầu sông Cấm mới

Sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu sông Cấm gắn liền với sự cần thiết đầu tư xây dựng tuyến tránh thành phố Hải Phòng, điều này đã được khẳng định : “Để đảm bảo thuận lợi cho giao thông liên tỉnh tại khu vực Hải Phòng và tránh những ách tắc do luồng xe liên tỉnh gây ra cho khu vực nội thành Hải Phòng, cần xây dựng tuyến tránh thành phố”

Kết luận: Cần thiết xây dựng ngay một cầu sông Cấm mới!

************************************************

Trang 19

Cầu sông Cấm nằm ở vị trí khá thuận lợi về địa hình, độ dốc khoảng 0.2%, không có vật cản như hồ, gò đất cao, địa hình lồi lõm…

4.2 Đặc điểm địa chất:

4.2.1 Địa tầng và tính chất cơ lý của đất

Công tác khoan thăm dò địa chất đã thực hiện với 4 lỗ khoan từ CK1 đến CK4 Từ kết quả thăm dò, thí nghiệm

và các tài liệu tham khảo nhận thấy tại khu vực dự kiến xây dựng cầu sông Cấm gồm các lớp đất đá (kể từ trên xuống dưới) như sau:

7 sét xám đen dẻo chảy CK1,2,3,4 -13.6ữ-20.4 -20.2ữ-16.9 11ữ2 <1.0

8 sét xám đen dẻo chảy CK1,2,3,4 -16.9ữ-20.2 -23.8ữ-29.1 4.5ữ6.7 <1.0

• Lớp đất số 2 sét dẻo chảy, lớp số 3 bùn sét phân bố hẹp, lớp số 4 sét cát dẻo chảy có chiều dày không đều, lớp số 5 bùn sét cát chỉ gặp ở bờ An Hải, lớp số 6 bùn sét gặp ở bờ Thuỷ Nguyên, 2 lớp này có chiều dày lớn, lớp

số 7 sét dẻo chảy phân bố rộng có chỗ chiều dày tới 11m, các lớp số 8 trở xuống phân bố rộng hơn

• Các lớp đất dính trong khu vực tương đối yếu Đối với móng công trình có thể dùng móng cọc và mũi cọc nên

đặt vào lớp số 12 trở đi

Trang 20

4.3 Đặc điểm thuỷ văn và tĩnh không thông thuyền

4.3.1 Đặc điểm thuỷ văn sông Cấm:

• Sông Cấm là sông nhánh của sông Thái Bình, là hợp lưu của 2 nhánh sông Kinh Môn và Kinh Thầy tại ranh giới hành chính giữa tỉnh Hải Dương và thành phố Hải Phòng Về phía hạ lưu, sông Cấm nhận thêm chi lưu sông Tam Bạc (nối với sông Lạch Tray) và phân lưu thêm nhánh sông Vàng Chấu (nối sang sông Bạch Đằng)

• Kết quả tính toán xác định được tại vị trí cầu:

4.3.2 Tĩnh không thông thuyền dưới cầu sông Cấm:

• Theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu: 22 TCVN 272 – 01, thì đoạn sông Cấm nơi cầu Kiền bắc qua thuộc tiêu chuẩn sông cấp I có tĩnh không thông thuyền B = 80m; H = 10m ứng với mực nước cao có tần suất P= 5%.Và trong công văn số 197/QLĐS của Cục Đường sông Việt Nam đã đồng ý với tiêu chuẩn thông thuyền cho sông Cấm theo tiêu chuẩn sông cấp I, tĩnh không thông thuyền tương ứng với cấp sông trên

• Căn cứ văn bản trả lời của Cục vận tải – Tổng cục hậu cần, Bộ Quốc Phòng đơn vị quản lý trực tiếp cảng Quân đội Dụ Nghĩa, Lữ đoàn vận tải 649, công ty Hồng Hà yêu cầu đảm bảo tĩnh không thông thuyền cho tàu có tải trọng từ 1000 ữ 2500T, chiều cao không hạ được của các loại tàu thuyền tới 24 m Ngoài ra còn nhận được văn bản trả lời của Nhà máy đóng tàu Bến Kiền yêu cầu tĩnh không thông thuyền cho tàu có tải trọng 3000T, chiều cao tối thiểu H≥ 28m,chiều rộng 80m

• Chính phủ hiện đã phê duyệt DAKT cầu Bính nằm thượng lưu phà Bính cũ khoảng 1300m, cắt ngang qua giữa khu vực nhà máy xi măng ở Sở Dầu – Hải Phòng Do cầu ở hạ lưu cảng Vật Cách, nên tĩnh không thông thuyền yêu cầu tới H=25m

• Trong dự án kênh dẫn vào cảng Hải Phòng do hã ng tư vấn HAECON của Bỉ (Theo sự thoả thuận giữa Chính phủ Việt Nam và chính phủ Vương Quốc Bỉ) về nghiên cứu tổng quan và thiết kế kỹ thuật kênh dẫn tới cảng Hải Phòng (Dự án TKKT lập tháng 10/1996) đã đưa ra kết qủa như sau:

Chọn mặt cắt sông Cấm là một hình thang với các đặc trưng chính sau:

Bảng 4.2

Giai đoạn 1 Giai đoạn 2

Chiều rộng đáy kênh 80m tương ứng với

CD – 7.50m 80m tương ứng với CD -8.15m

Độ dốc bờ kênh

Bề rộng thông thuyền dự kiến là 80m cho một làn tàu biển 10,000 DWT chạy dọc giữa trục kênh

• Trên cơ sở phân tích về luồng lạch cảng Hải Phòng, kết hợp với việc điều tra thu thập số liệu tĩnh không thông thuyền cảng Quân đội Dụ Nghĩa, Nhà máy đóng tàu Bến Kiền ở thượng lưu vị trí cầu sông Cấm dự kiến, kiến nghị khổ tĩnh không thông thuyền B=80m,H=25m (tương tự như cầu Bính):

• Mực nước thông thuyền: Để có thể khai thác được tối đa thời gian thông thuyền, kiến nghị mực nước thông thuyền là mực nước cao nhất có tần suất P = 5% :

Trang 21

(HTT = +2.644m)

Nhận xét:: Cầu sông Cấm được xây dựng tại vị trí có địa hình tương đối thuận lợi nhưng địa chất lại tương đối

phức tạp.Khổ thông thuyền yêu cầu lớn

***********************************************

Trang 22

chương 5

Quy mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật

5.1 Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung:

• Kiến nghị dùng tải trọng theo 22 TCN 272 - 01:

+ Hoạt tải thiết kế : HL93

Theo tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng:

• Bán kính cong đứng lồi tối thiểu Rmin = 5000m

• Độ dốc dọc tối đa imax = 4%

Căn cứ vào một số công trình được Bộ GTVT chấp nhận đối với đường cấp III đồng bằng là đường cong đứng, chỉ yêu cầu tối thiểu Rmin = 3000m Chỉ tiêu này đã được áp dụng cho các cầu như Tiên Cựu, Hoà Bình, Bắc Mỹ Thuận… Vì vậy trong dự án này áp dụng bán kính cong Rmin=3000m để thiết kế đường cong đứng trên cầu 5.1.2.5 Tiêu chuẩn kỹ thuật tuyến hai đầu cầu:

Đảm bảo khai thác êm thuận, an toàn đường hai đầu cầu sông Cấm được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng phù hợp với cải tạo nâng cấp QL10

+ Bề rộng nền đường: Bn= 12,00m

+ Bề rồng mặt đường: Bm =7,00m

+ Độ dốc dọc: imax =6%m

+ Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất: Rmin=250m

+ Bán kính đường cong đứng nhỏ nhất lồi: Rmin=5000m

+ Bán kính đường cong đứng nhỏ nhất lõm: Rmin=5000m

+ Kết cấu mặt đường:

7cm bê tông at phan

25cm cấp phối đá dăm loại I

50cm móng mặt

Đất đắp tiêu chuẩn

5.1.2.6 Cấp địa chấn:

Theo tiêu chuẩn thiết kế công trình giao thông trong vùng có động đất, Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 221 - 95 của Bộ GTVT cầu sông Cấm nằm trong khu vực có động đất cấp 7

Trang 23

• Phương án A: cách bến phà Kiền khoảng 300m về phía hạ lưu

• Phương án B: cách bến phà Kiền khoảng 210m về phía thượng lưu

• Phương án C: cách bến phà Kiền khoảng 160m về phía hạ lưu

Qua so sánh 3 phương án vị trí cầu cho thấy phương án A có nhiều ưu điểm :

- Tuyến nối vào đường đầu cầu ngắn nhất, khối lượng giải phóng đền bù ít nhất

- Vị trí cầu nằm trên khúc sông tương đối thẳng và hẹp, hai bên bờ hình thành các bã i sông rộng ổn định

- Cầu nằm xa phạm vi bến phà do đó không ảnh hưởng tới hoạt động của bến phà trong thời gian xây dựng cầu

• Do đó kiến nghị sử dụng phương án vị trí A làm phương án vượt sông của cầu sông Cấm, điều này cũng phù hợp với việc lựa chọn hướng tuyến tránh Hải Phòng đoạn từ xóm Mới đến nam cầu Vàng

5.3 Phương án xử lý Nền đường đắp đầu cầu:

• Căn cứ vào kết quả khoan thăm dò địa chất phần nền đường hai đầu cầu cho thấy nền đường hai đầu cầu sông Cấm cấu tạo bởi các lớp đất yếu có tính lún lớn do đó cần phải có xử lý đặc biệt đối với phần nền đường đầu cầu đi qua phần đất yếu

• Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền đường đầu cầu, việc tính toán cho thấy phần đường đi qua vùng

đất yếu có chiều cao đất đắp h ≤ 10m cần xử lý như sau:

− Mặt cắt ngang đại diện với chiều cao đắp h ≤ 5m và với chiều cao h ≤ 10m

− Dưới nền đắp là một lớp cát trung dầy 1.5m nhằm thoát nước cho các bấc thấm

− Đất nền được xử lý bằng bấc thấm, bố trí theo hình tam giác với cự ly các bấc là 1.5m, cự ly giữa các hàng là 1.3m Chiều sâu bấc thấm dự kiến là 10m

Trang 24

Hình 1: Sơ đồ các phương án tuyến tránh thành phố Hải Phòng và vị trí cầu

Trang 25

5.4 đề xuất ba phương án xây dựng cầu:

Mặt cắt ngang sông cho thấy độ sâu của lòng sông có dạng tương đối đối xứng, có độ lệch chút ít.Do đó ở đây

có thể tính toán và chọn các phương án cầu đối xứng với số nhịp lẻ để trụ không rơi vào vị trí sâu nhất gữa sông Mặt cắt địa chất cho thấy địa chất tại vị trí xây dựng cầu rất phức tạp, gồm nhiều lớp xen kẹp, các lớp địa chất yếu bên trên nằm tương đối sâu(LK2 là -34.88m, LK3 là -37.40m, LK4 là -37.80m, LK5 là -34.65m).Tới lớp 12 trở xuống mới gặp địa chất tốt, nên phương án móng chung là phương án móng cọc khoan nhồi đường kính trung bình

Căn cứ vào các yêu cầu của khổ thông thuyền

Căn cứ vào điều kiện thi công có thể đáp ứng được

Căn cứ vào yêu cầu về mỹ quan, và cảnh quan xung quanh

Sau khi xem xét và lựa chọn kiến nghị 3 phương án xây dựng cầu sông Cấm như sau:

• Phương án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 5 nhịp + cầu dẫn dầm Super T

Sơ đồ nhịp: 39.1+7x40+39.1+(60+90+120+90+60)+39.1+7x40+39.1 m

Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 5 nhịp (60+90+120+90+60), tiết diện hộp thi công bằng phương pháp

đúc hẫng cân bằng, chiều cao dầm thay đổi từ 6,8m cho tới 3m

Cầu dẫn là cầu nhịp đơn giản dầm Super T, 39.1+7x40+39.1m mỗi bên, chiều cao dầm là 1.75m

Tổng chiều dài nhịp là 1136.4m

• Phương án 2: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 5 nhịp + cầu dẫn dầm liên tục BTCT DƯL 5x55+40m mỗi

bên

Sơ đồ nhịp: 40+5x55+(75+3x120+75)+5x55+40m

Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 5 nhịp (75+3x120+75), tiết diện hộp thi công bằng phương pháp

đúc hẫng cân bằng, chiều cao dầm thay đổi từ 6,8m cho tới 3,0m

Cầu dẫn là cầu nhịp dầm liên tục BTCT DƯL 5x55+40m mỗi bên, tiết diện hộp, chiều cao dầm không

3 80x25 7.5+2x1.5 39.1+7x40+38.75+(106+220+106)+38.75+7x40+39.1 1147.7 dây văng đối xứng super T

• Sau khi thiết kế sơ bộ cho 3 phương án trên, tiến hành phân tích, so sánh các hiệu quả kinh tế – xã hội, ta sẽ lựa chọn ra phương án tốt nhất

Trang 26

phÇn 2

thiÕt kÕ s¬ bé

Trang 27

chương 1

thết kế sơ bộ phương án 1 (Cầu chính dầm liên tục 5 nhịp, cầu dẫn dầm đơn giản Super T) (Sơ đồ nhịp : 39.1+7x40+39.1+(60+90+120+90+60)+39.1+7x40+39.1)

1.1 Giới thiệu phương án thiết kế:

• Sơ đồ cầu : 39.1+7x40+39.1+(60+90+120+90+60)+39.1+7x40+39.1 m

• Khổ cầu : 7.5 + 2x1.5 m

• Tải trọng thiết kế:

Kiến nghị dùng tải trọng theo 22 TCN 272 - 01:

+ Hoạt tải thiết kế : HL93

+ Cầu dẫn dầm đơn giản Super T 39.1+7x40+39.1, mỗi bên.Chiều cao dầm không đổi h = 1.75m, mặt cắt ngang gồm 6 dầm Super T

v Kết cấu phần dưới:

+Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT tường thẳng, đặt trên móng cọc khoan nhồi

đường kính D = 1m

+Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1m và D = 1.3m

+Móng trụ, mố: Móng cọc khoan nhồi , sử dụng 2 loại đường kính D = 1m và đường kính D = 1.3m

v Kết cấu khác:

+Khe co giã n bằng cao su

+Gối cầu bằng cao su

+Lan can cầu bằng bê tông và thép ống +Lớp phủ mặt cầu:

- Chiều cao dầm biên không thay đổi h = 3m,

- Đáy dầm biến thiên theo quy luật đường cong có phương trình là:

Trang 28

Y = 2L

h-H

X2 + h ,m

- Với L là chiều dài cánh hẫng cong, L = 60m.Vậy ta có phương trình đường cong biên dưới đáy dầm hộp là:

Y = 260

3-6.8

X2 + 3 ,m

- Chiều dày bản đáy thay đổi theo đường parabol từ chiều dày tại gối là 80cm đến chiều dày giữa nhịp là 25cm

Y = 260

2.75-6

2%

1200 750 25

150 50

50 30

Hình 1: Cấu tạo 1/2 MCN trên gối và giữa nhịp chính

- Mặt cầu có độ dốc ngang 2% và độ dốc dọc thay đổi từ 0% đến 4% trên đường cong tròn R = 3000m và không đổi 4% trên đường thẳng

- Trên tiết diện ngang tại gối có bố trí một lối thông có kích thước : Trên gối nhịp chính bxh = 1x2m, được tạo vút 20x20cm; ở gối nhịp biên bxh = 1x1.5m, được tạo vút 20x20cm

Trang 29

bm b b1

Hình 3: Mặt cắt dọc dầm hộp với gốc toạ độ tại giữa đáy đốt hợp long

• Tính chiều cao tong đốt đáy dầm hộp biên ngoài theo đường cong có phương trình là:

Y1 = a1X2 + b1

Trang 30

a1 = 260

3-6.8

Trang 31

• Tính chiều cao từng đốt đáy dầm hộp biên trong theo đường cong có phương trình là:

Y2 = a2X2 + b2

a2 = 260

2.75-6

Trang 32

• Dầm Super T phần cầu dẫn:

- Chiều dài nhịp : Lnhịp = 40m, (39.1m nhịp sát mố và sát cầu chính)

- Chiều cao dầm Super T : h = 1.75m

- Chiều dài 1 dầm Super T : Ldầm = 38.2m

- Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = 37.5m

1200 150

Hình 4: Cấu tạo MCN dầm cầu dẫn

- Bản mặt cầu đổ tại chỗ, bản liên tục nhiệt đổ tại chỗ

1.3 Cấu tạo mố trụ cầu:

+Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT tường thẳng, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1m

+Bản quá độ : Hay bản giảm tải có tác dụng làm tăng dần độ cứng nền đường khi vào cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố khi hoạt tải đứng trên lăng thể phá hoại.Bản quá độ bằng BTCT dày 20cm, dài 6.5m, rộng 1m Bản quá độ được đặt nghiêng 10%, một đầu gối lên vai kê, một

đầu gối lên dầm kê bằng BTCT, được thi công lắp ghép

+Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1m và D = 1.3m

Trang 33

100 100

Trang 34

đốt(cm) X(m)

Chiều cao hộp(cm) Chiều dày bản đáy Chiều dày sườn

Chiều rộng bản

đáy

Diện tích mặt cắt Thể tích V

- Phần dầm hộp có chiều cao không đổi h = 3.0m, theo chiều dài nhịp thì chiều dày bản đáy thay

đổi tuyến tính từ 0.6m trên gối đến 0.25m ở giữa nhịp.Do đó chiều dày bản đáy trung bình là tđ =

0.425m.Tương tự chiều dày bản sườn trung bình ts = (0.4+0.3)/2 = 0.35m,Như vậy ta quy phần tiết diện dầm hộp có chiều cao không đổi về tiết diện không đổi ứng với tđ = 0.425m và ts = 0.35m, diện tích mặt cắt ngang A = 7.615m2

- Thể tích phần khối đúc phần dầm hộp có chiều cao không đổi là:

- Diện tích MCN phần cầu dẫn:

Trang 35

A = 6xA1dầm + Abản = 6x0.541 + 0.15x12 = 5.046m2

v Thể tích bê tông phần nhịp cầu dẫn:

Vnhiịp cầu dã n = Ltt

nhịp cầu dẫn x A = 675x5.046 = 3406.05m3 1.5.1.3 Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu:

Vkết cấu nhịp

toàn cầu = Vliên tục + Vnhiịp cầu dã n = 7168.606m3

1.5.2 Tính toán khối lượng công tác của trụ mố:

2.5.2.1 Khối lượng mố cầu:

Bảng 5.4

Mố Cao(m) Vtường cánh(m3) Vthân mố(m3) Vđài cọc(m3) Vmố(m3)

Mo 8.6 25.905 125.280 162.500 313.685 M23 8.6 25.905 125.280 162.500 313.685

- Tổng khối lượng công tác bê tông trụ: Vtrụ = 14590.24 (m3)

Trang 36

2.5.2.3 Khối lượng công tác bê tông trụ mố:

Vtrụ mố = VTrụ+ VMố = 14590.24+627.370 = 15217.61m3

1.5.3 Tính toán Khối lượng công tác lan can,gờ chắn và lớp phủ mặt cầu:

- Lan can: VLân can = 2xALan canxLlan can = 2x0.1568x1140 = 357.5 m3

- Gờ chắn:VGờ chán = 2xA Gờ chánxL Gờ chán = 2x0.09408x1140 = 214.5 m3

- Tổng khối lượng công tác bê tông lan can, gờ chắn:

1.5.4 Tính sơ bộ khối lượng cọc của trụ, mố:

1.5.4.1 Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông

- Do tính chất bồi xói các lớp trầm tích phụ thuộc vào lưu tốc của dòng sông nên chế độ bồi lắng ở

đáy sông rất phức tạp đã tạo nên các lớp đất kém đồng nhất về thành phần, trạng thái và kết cấu, chúng xen kẹp , dày mỏng khác nhau

- Lớp đất số 2 sét dẻo chảy, lớp số 3 bùn sét phân bố hẹp, lớp số 4 sét cát dẻo chảy có chiều dày không đều, lớp số 5 bùn sét cát chỉ gặp ở bờ An Hải, lớp số 6 bùn sét gặp ở bờ Thuỷ Nguyên, 2 lớp này có chiều dày lớn, lớp số 7 sét dẻo chảy phân bố rộng có chỗ chiều dày tới 11m, các lớp số 8 trở xuống phân

- Địa chất tại vị trí xây dựng cầu phân biệt về 2 phía bã i sông.Phía bã i sông An Hải xuất hiện 2 lớp

11 và 13 là những lớp đất tốt.Lớp 13(Sa thạch phong hoá mằu trắng đục, mặt lớp phong hoá, độ cứng cấp

IV - V) xuất hiện tại lỗ khoan 2 tại độ sâu -34.6, tại lỗ khoan 1 tại độ sâu -33.4m.Kiến nghị đặt móng cọc khoan nhồi vào lớp 13 tại phía bã i An Hải.Phần cầu dẫn thiết kế theo số liệu địa chất lỗ khoan 1.Phía Thuỷ Nguyên, tại lỗ khoan 3 xuất hiện lớp 11 và lớp 14; tại lỗ khoan 4 xuất hiện lớp 12 và 14, là những lớp đá tốt.Lớp14 (Diệp thạch phong hoá nhẹ, mặt lớp phong hoá, độ cứng cấp IV - V) xuất hiện ở lỗ khoan 3 tại

độ sâu -34.6m, ở lỗ khoan 4 tại độ sâu -37.3m Phần cầu dẫn thiết kế theo số liệu địa chất lỗ khoan 4 Kiến nghị đặt móng cọc khoan nhồi vào lớp 14 tại phía bã i Thuỷ Nguyên

- Các trụ T9 , T10 , T11, T12 , T13 , T14 phần cầu chính dùng cọc đường kính φ = 1.3m.Các trụ còn lại

và 2 mố M0 , M23 dùng cọc đường kính φ = 1.0m

Trang 37

1.5.4.2 Số liệu địa chất:

Lớp Loại đất Trạng thái Tại lỗ khoan Cao độ mặt Cao độ đáy Chiều dày

7 sét xám đen dẻo chảy CK1,2,3,4 -13.6ữ-20.4 -20.2ữ-16.9 11ữ2 <1.0

8 sét xám đen dẻo chảy CK1,2,3,4 -16.9ữ-20.2 -23.8ữ-29.1 4.5ữ6.7 <1.0

14 diệp thạch phong hoá nhẹ CK3,4 -34.6ữ-37.3 >42.1 >4.8

- Các cọc trụ cầu dẫn và mố ở mỗi phía bã i sông có cùng đường kính, cùng độ sâu và cùng đi qua các lớp địa chất như nhau nên sức chịu tải của các cọc giống nhau

gbản = 0.15x12x2.4 = 4.32 T/m + Trọng lượng lớp phủ:

glớp phủ = (0.05x2.25 + 0.03x2.4 + 0.01x1.5 + 0.03x2.4)x10.5 = 2.85 T/m + Trọng lượng lan can:

glan can = 2x0.1568x2.4 = 0.753T/m + Trọng lượng gờ chắn:

Trang 38

TuyÕn tÝnh

37.5m

§ah ¸p lùc mè Mo1

4.3m 4.3m

Trang 39

Đah áp lực mố Mo

LL(Xe 2 trục) = 2x1x1x(1x11+0.968x11)+2x1x0.93x18.75 = 78.171T Vậy: LL = max(LL(Xe tảii) , LL(Xe 2 trục) ) = 94.785T

+ Tổng tải trọng tính toán dưới đáy đài là:

Nội lực

DC (γD = 1.25)

DW (γW = 1.5)

LL (γLL = 1.75)

PL (γPL= 1.75) Cường độ I

PĐáy đài = 1518.847T

- Xác định sức chịu tải của cọc:

Dự kiến chiều dài cọc là : 37.5m

+Theo vật liệu làm cọc:

- Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đường kính D = 1.0m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc

ma sát (ϕf )i và lớp đá có góc ma sát ϕf = 45°

- Bê tông cọc mác #300

- Cốt thép chịu lực 16φ28 có cường độ 345MPa Đai tròn φ10 a200

• Sức kháng (cường độ) cọc khoan nhồi theo đất nền ở trạng thái giới hạn cường độ:

Trang 40

Quiros và Reese (1977) q S = 0,0025.N < 0,19 MPa

Reese và Wright (1977) Với N ≤ 53 :

qS = 0,0028.N Với 53 < N ≤ 100 :

qS = 0,00021.(N – 53) + 0,15 Reese và O’Neill (1988) qS = β '

v

σ ≤ 0,19 MPa với 0,25 ≤β≤ 1,2

Trong đó : β = 1,5 – 7,7.10-3 z

Tên lớp Trạng thái ϕf (độ) SPT - N qS (MPa)

Lớp 7- Sét xám đen dẻo chảy 18° 3.5 0.00875

Lớp 6- Bùn sét cát dẻo nhã o 16° 3.2 0.008

Lớp 7- Sét xám đen dẻo chảy 18° 3.5 0.00875

Lớp 12- Cát hạt vừa chặt vừa, bã o hoà 30o 28 0.07

Đá gốc(lớp 14) phong hoá nhẹ 45° 40 – 50

- Sức kháng mũi cọc:

Sức kháng mũi cọc danh định có thể tính toán bằng cách dùng các phương pháp cho trong bảng 10.8.3.4.3.1 – TCTK Với các kí hiệu :

D = Đường kính của cọc khoan (mm)

DP = Đường kính mũi cọc khoan (mm)

Db = Chiều sâu chôn của cọc khoan trong lớp chịu lực là cát (mm)

Bảng 10.8.3.4.3.1 – TCTK

Reese và Wright (1977) q p (MPa) = 0.064 N đối với N ≤ 60

qp (MPa) = 3,8 đối với N > 60

Reese và O’Neill (1988) qp (MPa) = 0,057.N đối với N ≤ 75

qp (MPa) = 4,3 đối với N > 75

Đá gốc(lớp 14) 45° 40 – 50 2.56 - 3.20

- Xác định sức chịu tải trọng theo phương thẳng đứng của cọc đơn ở TTGH cường độ:

• Xác định sức chịu lực nén của cọc đơn theo cường độ đất nền:

Theo 10.7.3.2 : Sức chịu tải trọng nén của cọc treo (cọc ma sát) xác định theo công thức :

Định dạng
Số trang	225
Dung lượng	1,85 MB