LẬP DỰ ÁN, THIẾT KẾ KỸ THUẬT, THIẾT KẾ THI CÔNG VÀTỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH CẦU THÁC GIỀNG –XÃ XUẤT HÓA, TỈNH BẮC KẠN

Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên mônvững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến, hiện đại củathế giới để có thể xâ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

-

-ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LẬP DỰ ÁN, THIẾT KẾ KỸ THUẬT, THIẾT KẾ THI CÔNG VÀ

TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH CẦU THÁC GIỀNG –

LỜI NÓI ĐẦU

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

hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải là một ngành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây làhuyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành khác pháttriển Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên mônvững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến, hiện đại củathế giới để có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại, có chất lượng và tínhthẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa

Sau thời gian học tập tại trường ĐH CNGTVT, bằng sự nỗ lực của bản thân cùngvới sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐH CNGTVT nói chung vàcác thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng, em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ íchtrang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt năm học tập và tìm hiểu kiếnthức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua củamỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tìnhcủa các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của 2 thầy

giáo:NGUYỄN HỮU GIANG và thầy giáo LƯƠNG MẠNH TIẾN

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệmthực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếusót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ

án cũng như kiến thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



-

Hà Nội, Ngày tháng năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT



-

Hà Nội, Ngày tháng năm 2015

Cán bộ đọc duyệt

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

1.1.Giới thiệu chung.

1.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư

- Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông giữa các vùng miền ngày càngcao của đất nước Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặcbiệt là ngành dịch vụ du lịch và vận tải Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hànghóa, hành khách, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa các khu vực, là tuyến đườngquan trọng trong quá trình vận chuyển hành khách, hàng hóa giữa các vùng kinh tếtrong khu vực

- Do tầm quan trọng như trên, nên cần thiết phải xây dựng cầu mới và là vấn

đề chiến lược để phát triển kinh tế của đất nước nói chung và khu vực nói riêng,nằm trong quy hoạch mạng lưới giao thông quốc gia

1.1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội

xe lớn trên QL3B nên cần phải xây dựng cầu Thác Giềng mới có chiều rộng lớnhơn và chịu được tải trọng lớn hơn để thay thế cầu treo Thác Giềng

- Vị trí xây cầu mới cách cầu Thác Giềng hiện tại 99m về phía thượng lưu

1.1.2.2 Đặc điểm địa chất

-Lớp: 1a Đất thổ nhưỡng

- Lớp: 1b Đất hỗn hợp đá hộc sét pha

- Lớp: 2 Cuội sỏi lẫn sạn đá trạng thái xốp

- Lớp: 3 Sét pha máu nâu trạng thái dẻo mềm

- Lớp: 4 Sét pha màu vàng trạng thái dẻo cứng

- Lớp:5 Sét pha màu dăm sạn xám vàng nâu đỏ trạng thái nửa cứng

- Lớp: 6 Đá sét bột phong hóa thành dăm tảng

- Lớp: 7 Sét phong hóa nứt nẻ mạnh xen kẹp cắt mạch

- Lớp: 8 Đá sét kết xám đen đốm trắng chỉ số chất lượng RQD = 30%- 6%

1.1.2.3 Đặc điểm thủy lực thủy văn

- Mạng lưới sông ngòi Bắc Kạn tương đối phong phú nhưng đa số là các nhánhthượng nguồn với đặc điểm chung là ngắn, dốc, thuỷ chế thất thường Bắc Kạn làđầu nguồn của 5 con sông lớn của vùng Đông Bắc là sông Lô, sông Gâm, sông

Kỳ Cùng, sông Bằng, sông Cầu

- Sông ngòi có ý nghĩa quan trọng đối với sản xuất và đời sống của nhân dân tỉnhBắc Cạn Trong một chừng mực nhất định, sông ngòi là nguồn cung cấp nướcchủ yếu cho nông nghiệp và ngư nghiệp Do yếu tố địa hình nên các sông đa sốngắn, dốc, thuận lợi cho việc phát triển thủy điện cũng như thu hút khách du lịchbằng những cảnh quan đẹp, hùng vĩ

- Ngoài hệ thống sông ngòi, Bắc Kạn còn nổi tiếng với hồ Ba Bể Đây là một trongnhững hồ kiến tạo đẹp và lớn nhất nước ta, được hình thành từ một vùng đá vôi

bị sụt xuống do nước chảy ngầm đã đục rỗng lòng khối núi Diện tích mặt hồkhoảng 500ha, là nơi hợp lưu của ba con sông Ta Han, Nam Cương và ChoLeng Hồ có ba nhánh thông nhau nên gọi là ba Bể Đây là một địa điểm có nhiềutiềm năng để phát triển du lịch của tỉnh

- Các số liệu thủy văn để thiết kế cầu :

• H1%= 104.25m

• Hmax= 105.64 m

1.1.2.4 Đặc điểm kinh tế xã hội

- Vị trí của tỉnh có địa hình núi cao, lại ở sâu trong nội địa nên gặp nhiều khó khăntrong việc trao đổi hàng hoá với các trung tâm kinh tế lớn cũng như các cảngbiển Mạng lưới giao thông chủ yếu trong tỉnh chỉ là đường bộ nhưng chất lượngđường lại kém Chính vị trí địa lí cũng như những khó khăn về địa hình đã ảnhhưởng không nhỏ đến việc phát triển kinh tế xã hội của toàn tỉnh

1.1.2.5.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, đảm bảo 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

- Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khốilượng xây dựng và giải phóng mặt bằng Tuy nhiên, cũng phải đảm bảo an toàn

và êm thuận tới mức tối 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 độ rung và tiếngồn

- Đảm bảo tính kinh tế

1.1.2.6.Tiêu chuẩn, quy trình áp dụng

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

- 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 thiết bị phụ trợ thi công cầu: 22TCN200-89;

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

1.1.2.7.Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật

- Cầu xây dựng vĩnh cửu

- Hoạt tải thiết kế: HL 93tải trọng người 300kG/m2

1.2.Phương án 1: Cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn I=30m

96.446

88.446 80.446

88.446 73.446

6 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=9m

101.62 99.82 96.22 86.02

73.82 69.72

79.80 93.50 83.20

93.00

72.10 75.50

71.575 102.075

74.975

4 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=24m

5 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=8m

5 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=15m

6 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=26m

5.58%

Km 1+1 3

Km1+8

90.446 90.446 98.446

93.10 88.10 84.30

2 4 TK 6

91.40 87.80 85.20 82.00

2 4 TK 6 7 8

101.675 94.775

8 6 5

4 1 9

8

7 9 15 27 48 39 45

6 43

6 12 42 47

13 12 22 27 32 30

1a: Đất thổ nh ỡng

1b: Đất nhân tạo: hỗn hợp đá hộc và xét pha

2: Cuội sỏi lẫn sạn cát đa xắc trạng thái xốp

3: Sét pha màu nâu vàng trạng thái dẻo mềm

4: Sét pha màu xám vàng trạng thái dẻo cứng

5: Sét pha lẫn dăm sạn màu xám vàng, nâu đỏ

- Phạm vi thiết kế: + Điểm đầu: Km 1 + 375 (Quốc lộ 3B cũ)

+ Điểm cuối: Km 1+425 (Quốc lộ 3B cũ)

Quy mụ của đường

- Đường đảm bảo giao thụng cú Bn=6.5m, Bm=3.5m; lề đường 1.5x2m Kết cấumặt đường: Cấp phối đỏ dăm loại I dày 15cm, cấp phối đỏ dăm loại II dày26cm, Lớp K95 đỏy khuụn dày 30cm

- Chiều dài tuyến dài 130.250m Điểm đầu đặt tại lý trỡnh Km1+375 được vuốtnối từ cọc P1 Km1+375 (Quốc lộ 3B cũ) điểm cuối là tại cọc P4 lý trỡnhKm1+425 (Quốc lộ 3B cũ) Tuyến được thiết kế với độ dốc dọc thiết kế lớnnhất 11% (trờn chiều dài 26m)

- Bỏn kớnh đường cong nằm thiết kế Rmax = 80m, Rmin = 12m Bỏn kớnh đườngcong đứng lồi thiết kế R = 200m

- Thiết kế hai cống bản kớch thước BxH=60 x40 cm, để đảm bảo thoỏtnước dọc của đường hiện tại

1.2.2.Cấu tạo cỏc hạng mục

1.2.2.1.Kết cầu phần trờn.

Hình 2 Cấu tạo mặt cầu

b b

- Cầu dầm giản đơn BTCTDUL lắp ghép L=30m chiều dài toàn cầu Ltc=130.25m

- Sơ đồ cầu 4x30m , mỗi nhịp gồm 4 dầm đặt cách nhau 2,2m

- Dầm chủ BTCTDUL tiết diện chữ I L=30m chiều cao dầm 1,6m

- Dốc ngang theo phương vuông góc với timk cầu là 2% được tạo dốc bằng xà mũ

- Riêng nhịp 1 dốc ngang về phía thượng lưu là 0.89% tại mố M1 tăng dần vè 2%trụ T1 khe co giãn bằng cao su nhập ngoại

- Gối cầu bằng gối cao su cốt bản thép nhập ngoại kích thước 400x450x50

- Lớp phủ mặt cầu bê tông asphalt gồm 3 lớp

- Bê tông nhựa hạt trung kết cấu chặt dày 7cm

Khèi chèng chuyÓn vÞ 1 C

105.556

Khèi chèng chuyÓn vÞ 2 105.646

0.838 % 2.0 %

Chi tiÕt "A"

Bªt«ng lãt 10MPa Bªt«ng lãt 10MPa

4 cäc khoan nhåi

D=1m, Ldk=24m

4 cäc khoan nhåi D=1m, Ldk=24m

- Lan can bằng thép kết hợp với bê tông

1.2.3 Biện pháp thi công phương án

1.2.3.2Thi công bệ, tường thân, tường cánh mố:

- Phân khối thi công theo các giai đoạn chính sau:

Bước 1: Đào đất hố móng, đập đầu cọc

Bước 2: Vệ sinh hố móng, đổ lớp tạo phẳng 10 cm

Bước 3: Thi công bệ mố M1Bước 4: Tháo dỡ ván khuôn bệ mố, vệ sinh, lấp đất hố móng, chuẩn bị thi công thân mố

Bước 5: Lắp dựng thép, đà giáo ván khuôn thân mố, đổ bê tông thân mố.Bước 6: Tháo ván khuôn đà giáo, hoàn thiện mố cầu M1

Bước 7: Đắp đất quanh mố, đắp đất nón mố

Bước 8: Thi công bản quá độ, gia cố tứ nón

Bước 9: Làm công tác hoàn thiện

1.2.3.3 Thi công kết cấu nhịp

a, Chế tạo dầm I BTCT 30 m+ Thi công bệ đúc

+ Lắp đặt ván khuôn bệ đúc

+ Lắp đặt ống gen+ Lắp vỏn khuụn thành, vỏn khuụn đầu dầm+ Đổ bờ tụng dầm, bảo dưỡng

+ Luồn cỏp vào ống gen, căng cỏp cường độ cao+ Bơm vữa lấp lũng cỏp

b, Lao lắp dầm+ Lắp đường di chuyển giỏ 3 chõn và đường vận chuyển dầm+ Tập kết dầm từ bói đỳc ra đầu cầu

+ Lắp dựng giỏ 3 chõn chuẩn bị cỏc thiết bị an toàn

+ Dựng giỏ 3 chõn đưa dầm vào vị trớ cần lao lắp

+ Sàng ngang dầm đặt dầm lờn gối

+ Cỏc dầm tiếp theo làm tương tự

+ Lắp vỏn khuụn, cốt thộp, đổ bờ tụng dầm ngang đổ bờ tụng mối nối bản cỏnh dầm

6 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=9m

101.62 99.82 96.22

86.02

73.82 69.72

71.575

102.075

74.975 77.275

4 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=24m

5 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=8m

5 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=15m

6 Cọc khoan nhồi, D=1m Ldk=26m

101.846

98.446

105.646 105.646

ký HIệU ĐịA CHấT

T=19.52,P=0.27

1b 3 5

6

8

93.10 88.10 84.30

2 4

TK

6

91.40 87.80 85.20 82.00

2 4

TK

6 7 8

101.675

94.775

8 6 5

4

1

9 8

7 9 15 27 30 48 39 50 45

6 43

6 12 38 47

13 14 12 22 27 30 32 30

1b: Đất nhân tạo: hỗn hợp đá hộc và xét pha

1a: Đất thổ nh ỡng

kẹp sét trạng thái cứng

2: Cuội sỏi lẫn sạn cát đa xắc trạng thái xốp

3: Sét pha màu nâu vàng trạng thái dẻo mềm

4: Sét pha màu xám vàng trạng thái dẻo cứng

5: Sét pha lẫn dăm sạn màu xám vàng, nâu đỏ

- Loại dầm, chiều cao:dầm bản BTCT dự ứng lực kéo trước.

- Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp: 4(cái)

- Khoảng cách giữa các dầm dọc: S= 2.20 (m);

- Bề rộng 1 bên phần bộ hành B2 = 1.2 0(m)

- Bề rộng ½ phần xe chạy B1 = 4.0(m.);

- Bề rộng dải phân cách ở giữa cầu Bo (m) =0.00 (m)

- Bề rộng cọc lan can 1 bên cầu B3 =0.5(m);

- Chiều cao lan can:0.93m

- Bề rộng phần đường dẫn hai đầu cầu Bn =9(m);

- Chiều dày lớp phủ mặt cầu hlp= 7.0 (cm)

- Đường đầu cầu phía đi cửa khẩu pò mã được thiết kế trê cơ sở cấp IV miền núi

- Rmin=15m ,Bn=6m,Bm=3.5m kết cấu mặt đường như tuyến chính

300 1/2 MÆT C¾T CHÝNH DIÖN DÇM L=30M

CÊU T¹O MèI NèI §ÖM

107.77

Khèi chèng chuyÓn vÞ 1 C

105.556

Khèi chèng chuyÓn vÞ 2 105.646

0.838 % 2.0 %

Chi tiÕt "A"

Bªt«ng lãt 10MPa Bªt«ng lãt 10MPa

4 cäc khoan nhåi D=1m, Ldk=24m

4 cäc khoan nhåi D=1m, Ldk=24m

- Loại gối cầu: gối cao su bản thép

- Khe co giãn cao su

- Lan can bằng thép kết hợp với bê tông

1.2.3 Biện pháp thi công phương án 2

1.2.3.1 Thi công mố M1, M2

- Móng mố được xây dựng tại vị trí không có mực nước mặt, mực nước ngầmthấp hơn đáy bệ móng Do vị trí thi công đảm bảo không bị hạn chế giới hạnmặt bằng và đảm bảo tính đơn giản dễ thực hiện trong thi công, ta tiến hành thicông hố móng theo trình tự sau

- San mặt bằng, đầm chặt nền đất

- Thi công cọc khoan nhồi: công tác khoan tạo lỗ thực hiện theo phương phápkhoan gầu xoay, giữ thành khoan bằng dung dịch vữa bentonite, tuy nhiên lỗkhoan cũng cần một đoạn ống vách , đoạn ống vách này sẽ được rút dần lêntrong quá trình đổ bê tông cọc

1.2.3.2 Thi công bệ, tường thân, tường cánh mố:

- Phân khối thi công theo các giai đoạn chính sau:

Bước 2: Vệ sinh hố móng, đổ lớp tạo phẳng 10 cm.

Bước 3: Thi công bệ mố m1Bước 4: Tháo dỡ ván khuôn bệ mố, vệ sinh, lấp đất hố móng, chuẩn bị thi công thân mố

Bước 5: Lắp dựng thép, đà giáo ván khuôn thân mố, đổ bê tông thân mố.Bước 6: Tháo ván khuôn đà giáo, hoàn thiện mố cầu M1

Bước 7: Đắp đất quanh mố, đắp đất nón mố

Bước 8: Thi công bản quá độ, gia cố tứ nón

Bước 9: Làm công tác hoàn thiện

1.2.3.3 Thi công kết cấu nhịp

a Chế tạo dầm thép

- Gia công dầm thép trong công xưởng

b Lao lắp dầm

- Lắp đường di chuyển giá 3 chân và đường vận chuyển dầm

- Tập kết dầm từ bãi đúc ra đầu cầu

- Lắp dựng giá 3 chân chuẩn bị các thiết bị an toàn

- Dùng giá 3 chân đưa dầm vào vị trí cần lao lắp

- Sàng ngang dầm đặt dầm lên gối

- Các dầm tiếp theo làm tương tự

- Lắp ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông dầm ngang đổ bê tông mối nối bản cánhdầm

- Các nhịp còn lại làm tương tự

1.4 So sánh lựa chọn phương án

1.4.1.Cơ sở lựa chọn phương án

- Sau khi đề xuất cấu tạo các phương án cầu, ta cần tiến hành so sánh đểchọn được một phương án hợp lý nhất thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ mỹthuật Khi so sánh, thường người ta căn cứ vào các tiêu chí sau:

- Tính kinh tế: Chi phí ban đầu ít, tuổi thọ cao, giá thành thấp;

- Tính mỹ quan: Thể hiện ở hình dáng trụ, mố, kết cấu nhịp, lan can, đường dẫn,chiếu sáng, hình dáng tổng thể toàn cầu;

- Ảnh hưởng tác động đến môi trường: Xây dựng kết cấu, móng, trụ, mố, kết cấunhịp ít ảnh hưởng xấu đến môi trường;

- Về khả năng thi công: Dễ thi công, thời gian thi công ngắn, tận dụng được vật liệuđịa phương, các thiết bị phù hợp đơn vị thi công;

- Khai thác, bảo dưỡng: Xe chạy êm thuận, độ tin cậy cao, sử dụng vật liệu có chấtlượng tốt, an toàn cho giao thông thủy bộ

1.4.2.So sánh về kinh tế

• Phương án 1: Cầu dầm BTCT, nhịp giản đơn

Bảng 1: Tổng hợp khối lượng xây lắp phương án 1

Khối lợng TKKT Cầu Chính

Bê tông loại C30 m3 240,00

• Phương án 2: Cầu dầm thép liên hợp, nhịp giản đơn

Bảng 2: Tổng hợp khối lượng xây lắp phương án 2

TKKT Cầu Chính

Bê tông loại C25 m3

- Cầu BTCT có độ cứng hơn, có đủ độ bền đáp ứng được yêu cầu khai thác antoàn, thuần tiện, tuổi thọ công trình cao.

- Giảm được chi phí duy tu bảo dưỡng so với phương án II

• Nhược điểm

- Do trọng lượng bản thân lớn kết cấu nhịp cầu BTCT không vượt được nhịp lớn

so với cầu thép ở phương án II

- Do thi công tại công trường cho nên làm tăng thời gian thi công công trình cầu,nếu bố trí tốt về mặt nhân lực sẽ khắc phục được nhược điểm này

- Do trọng lượng bản thân nặng cho nên khó khăn trong quá trình lao lắp

Phương án 2 (Cầu dầm thép liên hợp)

- Trọng lượng bản thân nhẹ hơn so với dầm BTCT có cùng khẩu độ do vậykhả năng vượt được nhịp lớn hơn cầu BTCT.

- Vật liệu làm việc hợp lý, bêtông chịu nén tốt thì nằm ở vùng chịu nén, thépchịu kéo tốt thì nằm ở vùng chịu kéo, do đó tiết kiện được vật liệu

- Tổ chức thi công đơn giản nhẹ hơn do đó không đỏi hỏi các thiết bị thicông phức tạp

- Khi thi công dầm thép không bị phụ thuộc vào thời tiết, dầm có thể thi côngtại xưởng đưa ra hiện trường lắp ráp, vận chuyển đơn giản

Số điểm của mỗi tiêu chí Phương án

 Qua so sánh, phân tích ưu, nhược điểm, chỉ tiêu kinh tế, kỹ mỹ thuật, tổng mứcđầu tư của các phương án, xét năng lực, trình độ công nghệ, khả năng vật tưthiết bị của các đơn vị xây lắp trong nước, điều kiện duy tu bảo dưỡng, căn cứvào kết quả chấm điểm, dưới sự chỉ dẫn của giáo viên, em quyết định chọnphương án 1 để thiết kế kỹ thuật.

PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT

2.1 Xác định sơ bộ kích thước mố

MÆT c¾t b-B

TØ lÖ 1/100

0 % xuÊt hãa

101.846

99.846

6 cäc khoan nhåi D=1m, Ldk = 9m

2.1.1 Cấu tạo cọc khoan nhồi

a.Ưu điểm của cọc khoan nhồi:

- Rút bớt được công đoạn đúc sẵn cọc, do đó không còn các khâu xây dựng bãiđúc, lắp dựng ván khuôn, chế tạo mặt bích hoặc mối nối cọc Đặc biệt khôngcần điều động những công cụ vận tải và bốc xếp cồng kềnh trong khó vậnchuyển cẩu lắp phức tạp

- Vì cọc đúc ngay tại móng, nờn cú khả năng thay đổi kích thước hình học, chẳnghạn chiều dài, đường kính cọc và số lượng cốt thép so với bản vẽ thiết kế, để

phù hợp với thực trạng của đất nền được phát hiện chính xác hơn trong quátrình thi công

- Cọc khoan nhồi có khả năng sử dụng trong mọi loại địa tầng khác nhau, dễdàng vượt qua được những chướng ngại vật

- Cọc khoan nhồi thường tận dụng hết khả năng chịu lực của vật liệu, do đó giảmđược số lượng cọc trong móng Đặc biệt cốt thép chỉ bố trí theo yêu cầu chịulực khi khai thác, không cần bổ sung nhiều cốt thép như cọc đúc sẵn để chịu lựctrong quá trình thi công cọc

- Ít gây tiếng ồn và chấn động mạnh làm ảnh hưởng môi trường sinh hoạt xungquanh

- Kiểm tra chất lượng đất mà cọc khoan đi qua dể dàng

b Nhược điểm của cọc khoan nhồi

- Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu dưới lòng đất, các khuyết tật

dễ xảy ra không kiểm tra trực tiếp bằng mắt được, khó xác định chất lượng sảnphẩm và nhất là các chỉ tiêu về sức chịu tải của cọc Chất lượng phụ thuộc chủquan vào trình độ kỹ thuật, khả năng tổ chức và kinh nghiệm chuyên môn củanhà thầu và đơn vị sản xuất, mặc dầu có thể được trang bị máy móc chuyên dụng

vă đồng bộ kể cả những thiết bị kiểm tra chất lượng và thử nghiệm công trìnhhiện đại

- Thường đỉnh cọc nhồi phải kết thúc trên mặt đất, khó có thể kéo dài thân cọc lênphía trên, do đó buộc phải lăm bệ móng ngập sâu dưới mặt đất hoặc đáy sông, vìvậy không có lợi về mặt thi công

- Rất dể xảy ra khuyết tật ảnh hưởng đến chất lượng cọc, chẳng hạn :

- Hiện tượng thắt hẹp cục bộ thân cọc hoặc thay đổi kích thước tiết diện khi đi quanhiều lớp đất đất khác nhau

- Bê tông xung quanh cọc dể bị rửa trụi lớp xi măng khi gặp mạch ngầm và gây rahiện tượng rổ “kẹo lạc’’

- Ngoài ra còn rất nhiều nguyên nhân chủ quan khác làm cho cọc khoan nhồi kémchất lượng

- Thi công cọc đúc tại chổ thường phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết

- Hiện trường thi công cọc dể bị lầy lội

N3 - D14 - 150 N8 - D16 N4 - D16 N5-D20

N5*-D20 N5-D20 N5-D20 N5-D20 N5-D20

N5-D20 N5-D20 N5-D20 N5-D20N5-D20

N5*-D20

1

1 2

Chi tiÕt "A"

90.846

105.646

Hình 13 Cấu tạo tường thân mố

e.Bố trí cốt thép tường thân mố M1

Hình 14 Cấu tạo cốt thép mố

f Phần tường cánh mố M1 : Là tường chắn đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp

bên trong Đồng thời liên kết với thân mố làm cho điều kiện chịu lực của nó được tốthơn.Tường cánh được làm thẳng góc và liên kết với thân mố và đặt tựa trên bệ mố

MÆT c¾t b-B

TØ lÖ 1/100

0 % xuÊt hãa

0.838 % 2.0 %

D16

D13 D10

B

B A

A

Chi Tiết A D

D8 D8

Lớp đệm đá dăm dày 50 mm.

Hỡnh 16.Cấu tạo bản quỏ độ

h Phần tường đỉnh mố.

- Tường đỉnh là bộ phận chắn đất sau dầm chủ hoặc dầm mặt cầu, cú chiều cao tớnh

từ mặt cầu đến mặt kờ gối

D

10%

Hỡnh 17.Cấu tạo tường đỉnh mố

i.Cốt thộp tường đỉnh mố

Hình 18: Cốt thép tường đỉnh mố

j.Cấu tạo phần tứ nón mố:

+ Nón mố là công trình chống sói lở, lún sụt ta luy nền đường taị vị trí đầu cầu đồngthời có tác dụng như một công trình dẫn dòng chảy Nón mố được gia cố bằng đáhộc,các khe được bịt bằng vữa

0 7 33 4 2 4181

T/m

686.4q

T/m

456.2

ng tđ

8 0 tđ 30

q

ω = 16.1m2 1

tt ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ÁP LỰC GỐI

- Khổ cầu 7.5 m, xếp 2 làn xe H.30 hoặc 1 làn xe XB80 Ta xác định được phản lực như sau:

445.7512

2.32686.4

083.7922

2.32456.2

49.1422

2.3245

638 1 2

075 0 10 0 5

+

=

+ +

=

h

h h h

(sử dụng gối cao su ta có hgối = 7.5 cm.)

2.2.5.1 Phản lực do bản quá độ truyền xống vai kê của mố:

- Bản thân bản quá độ:

11.9 × 3 × 0.2 × 2.4 × 0.5= 8.64 Tấn

- Độ lớn phủ dày trung bình 12.5 cm

Pph = 5 × 33 × 7.5 × 0.125 × 2.3 × 0.5 = 17.789 Tấn

2.2.6 Áp lực đẩy ngang do tĩnh tải của đất tác dụng vào mố cầu.

+ Đất đấp mố có chỉ tiêu cơ lý sau:

γ : dung trọng của đất đắp nền dày = 1.6 T/m3

ϕ : góc ma sát trong của đất ϕ = 300

- Chiều cao đất đắp sau mố

H = 3.275 m

- Chiều rộng tính toán của mố.

B = 11.9 m

* Tính với ϕ = 300

Hệ số áp lực đất

T 002 34 9 11 333 0 275 3 6 1 2

1 2

1

333 0 2

30 45

2 45

2 2

2

0 2

tg tg

µγ

ϕµ

* Tính với ϕ = 400

T 157 22 9 11 217 0 275 3 6 1 2

1 2

1

217 0 2

40 45

2 45

2 2

2

0 2

tg tg

µγ

ϕµ

2.2.7 Do hoạt tải sau mố tác dụng lên bản quá độ :

+ Hoạt tải sau mố tác dụng lên bản quá độ được truyền qua diện tích Bx

40 45 275

3 2

Với a = 1.5 m > l0 = 1.475 m Do đó phần hoạt tải truyền xuống nằm ngoài lăng thểtrược Vậy hoạt tải trên bản quá độ không gây áp lực ngang cho mố, chỉ có áp lực ngang

do tĩnh tải khối đất đắp tác dụng lên mố và hoạt tải gây ra phản lực gối truyền xuống vai kê

Phản lực gối tại vai kê do hoạt tải trên bản quá độ truyền xuống cho vai kê

4

P

với P = 0.7 × Pmax

Pmax là trọng lượng trục sau của xe nặng

2.2.8 Hoạt tải HL 93(LL) và tải trọng người

a/ Hoạt tải xe ôtô trên kết cấu nhịp (LL)

Sơ đồ xếp tải chia thành hai trường hợp sau:

+ Trờng hợp 1: Xe tải thiết kế (LL) + Tải trọng làn (9.3 kN/m)

+ Trờng hợp 2: Xe hai trục (LL) + Tải trọng làn (9.3 kN/m)

- Hệ số xung kích (IM)=1.25

- Nguyên tắc tính toán: Xếp tải trọng xe lên đường ảnh hưởng phản lực gối để xác định

hiệu ứng tải lớn nhất Công thức tính : P=∑P i×Y i

Bảng 5-1: Kết quả tính hoạt tải

Tải trọng Vị trí Tung độ đường

ảnh hưởng Tải trọng trục Phản lực Ri Đơn vị

Tổ hợp hoạt tải xe max:

∑Rimax.nlx.m.(1+IM) + WL = 931.3 KN

• Tải trọng gió tác động lên công trình (WS)

- Tải trọng gió ngang PD phải được lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt tại trọng tâm của phần diện tích thích hợp được tính như sau:

A C

A V

+ S: Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định

+ At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2)

+ Cd: Hệ số cản phụ thuộc vào tỉ số b/d, Cd =1.4 (3.8.1.2.1.1 22 TCN 272-05)

+ b: Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can, b= 9000 mm

+ d: Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có, d= 2320 mm

Bảng tải trọng gió ngang WS xét tới mặt cắt A-AKết cấu Ez (m) At (m2) PD (KN) Mx (KNm) PD25 (KN) Mx25 (KNm)

• Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)

-Tải trọng gió ngang:

- Áp lực gió ngang tác dụng lên xe cộ được lấy bằng 1.5 kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang ,ngang với tim dọc kết cấu và đặt cách mặt đường = 1.8 m

-Trị số tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ : WLN =1,5 L/2 = 18 KN

P =0,00045 2

( kN ) Trong đó:

Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp (c5=c3-2*c1): c5 8.00 m

Chiều cao đắp đất trước mố: b12 0.00 m

H1 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện A-A = 9.606m

H2 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện B-B = 7.606m

H3 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện C-C = 1.606m

K Hệ số áp lực ngang của đất Đối với tường có dịch chuyển K dược lấy bằng Ka là hệ

Áp lực ngang của đất đáp lên tường (EH)

C-C 43.66 -0.64 -28.05

• Áp lực ngang do hoạt tải sau mố LS

- Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn,tác dụng củahoạt tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao heq

-Áp lực ngang của hoạt tải sau mố tính theo công thức:

LS = K*heq*γ

*H*c5 KN-Vị trí hợp lực đặt tại 0.4 H = 0.4*9.606 = 3.842 m

Trong đó: K = 0.235

heq Ciều cao lớp đất tương đương phụ thuộc vào chiều cao tường chắn (m)

Áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)Tiết diện H(m) heq(m) LS(KN) M(KNm)A-A 7.606 0.680 175.02 -665.62B-B 5.606 0.818 155.21 -435.05C-C 2.216 1.461 109.63 -121.47-Ngoài áp lực ngang LS nói trên, còn phải tính đến áp lực thẳng đứng(VS) do lớpđất tương đương tác dụng tới mặt cắt A-A khi thiết kế mố Tri số VS tính theo công thức:

Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt A-A

(kN) (kN) (kN) (kN•m) (kN•m)