Lập dự án, thiết kế kỹ thuật, thiết kế thi công và tổ chức thi công cầu khe kiền

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 của thếgiới để có thể xây

LỜI MỞ 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 của thếgiới 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

Em được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án tốt nghiệp là “Lập dự án, thiết kế kỹ

thuật, thiết kế thi công và tổ chức thi công cầu Khe Kiền”.

Được sự hướng dẫn của thầy giáo Lê Hoàng Anh, em đã hoàn thành nội dung đồ

án tốt nghiệp

Kết cấu đồ án tốt nghiệp của em gồm 3 phần:

- Phần 1: Lập dự án đầu tư xây dựng công trình

- Phần 2: Thiết kế kỹ thuật

- Phần 3 : Thiết kế thi công và tổ chức thi công

Do thời gian có hạn, kiến thức thực tế của em còn hạn chế, chắc chắn trong đồ ántốt nghiệp còn có sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn của quý thầy côgiáo

Em chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Sinh viên thực hiện

LÊ PHONG SƠN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

1 Nội dung và chất lượng của đồ án

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2 Kết luận và đánh giá ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

PHẦN 1:

LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

Trong các ngành kinh tế của đất nước thì Giao thông vận tải chiếm một vị trí hếtsức quan trọng Sự phát triển của nền kinh tế xã hội cần có mạng lưới giao thông hiện đại

và đồng bộ Với tình hình hiện nay, nhiều trung tâm Kinh tế - Văn hóa lớn được mở ra,việc giao lưu kinh tế, văn hóa giữa các vùng từ thành phố đến nông thôn, từ đồng bằnglên miền núi vì thế mà yêu cầu về Giao thông vận tải ngày càng trở nên cần thiết

Với nước ta, mạng lưới giao thông vận tải đang từng bước hoàn thiện và đóng mộtvai trò rất quan trọng, trong đó giao thông đường bộ là một bộ phận rất cần thiết vàkhông thể thiếu được Chính vì vậy mà mạng lưới đường ôtô đang từng bước được quyhoạch, cải tạo nâng cấp các tuyến đường cũ, xây dựng thêm các tuyến mới

Trên những tuyến đường giao thông nối liền các vùng kinh tế hay khu dân cưthường gặp phải nhiều sông suối Tại những điểm đó cần phải có biện pháp làm cầu quasông để đảm bảo chỉ tiêu kinh tế của tuyến đường

Cầu Khe Hiền sẽ là một nhân tố quan trọng góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế khuvực và giao lưu, thông thương với các huyện trong tỉnh Kiên Giang với các tỉnh phụ cận,đẩy nhanh tốc độ công nghiệp hóa, phát triển đô thị và khai thác quỹ đất trong khu vực

Từ những phân tích cụ thể ở trên cho thấy rằng sự đầu tư xây dựng cầu Khe Hiền là cần thiết.

1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

a Vị trí địa lý

Nghệ An thuộc vùng Bắc Trung Bộ Phía bắc giáp tỉnh Thanh Hóa, phía nam giáptỉnh Hà Tĩnh, phía đông giáp biển Đông, phía tây bắc giáp tỉnh Huaphanh (Lào), phíatây giáp tỉnh Xiengkhuang (Lào), phía tây nam giáp tỉnh Borikhamxay (Lào)

Nghệ An là tỉnh có diện tích lớn nhất Việt Nam thuộc vùng Bắc Trung Bộ Trungtâm hành chính của tỉnh là thành phố Vinh, nằm cách thủ đô Hà Nội 291 km về phíanam.[2] Trước đây, Nghệ An cùng với Hà Tĩnh có cùng một tên chung là Hoan Châu(thời bắc thuộc), Nghệ An châu (đời nhà Lý, Trần), xứ Nghệ (năm 1490, đời vua LêThánh Tông), rồi trấn Nghệ An Năm 1831, vua Minh Mệnh chia trấn Nghệ An thành 2tỉnh: Nghệ An (bắc sông Lam) và Hà Tĩnh (nam sông Lam) Năm 1976 đến 1991, Nghệ

An và Hà Tĩnh sáp nhập thành một tỉnh- Nghệ Tĩnh Từ năm 1991, lại tách ra thành 2tỉnh là Nghệ An và Hà Tĩnh

b Địa hình

Tương đối bằng phẳng, thấp dần từ hướng Đông Bắc xuống Tây Nam, chia thành 4vùng tiểu vùng địa hình:

24000 50 24000 50 24000

84200

Hình 1.1.1.Bình đồ khu vực cầu

c Khí hậu

Nghệ An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt hè, đông Từ tháng

4 đến tháng 8dương lịch hàng năm, tỉnh chịu ảnh hưởng của gió phơn tây nam khô và nóng Vào mùa đông, chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc lạnh và ẩm ướt

• Diện tích: 16.487 km²

• Lượng mưa trung bình hàng năm: 1.670 mm

• Nhiệt độ trung bình: 25,2 °C

• Số giờ nắng trong năm: 1.420 giờ

• Độ ẩm tương đối trung bình: 86-87%

Cầu Khe Hiền qua sông cấp V có bề rộng thông thuyền Btt=20m, chiều cao thôngthuyền Htt= 3.5m

+ Mực nước cao nhất: H1 % = 95.897m

+ Mực nước thông thuyền: H2 % = 93.07m

e Điều kiện địa chất

Căn cứ vào kết quả khoan khảo sát địa chất, thí nghiệm hiện trường và kết qua thínghiệm mẫu đất trong phòng dịa tầng khu vực khảo sát được phân chia thành các lớp đất

đá mô tả theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

Lớp số 1: Cát cuội sỏi lẫn tảng lăn, cứng Lớp số 1 chỉ gặp ở lỗ khoan LKIII

bề dầy 2.6m và lỗ khoan LKIV bề dầy 1.7m [ R ] = 3.57 Kg/cm2

Lớp số 2: Sét pha, xám vàng, xám nâu, trạng thái cứng, xuống dưới có lẫnhòn tảng Lớp số 2 chỉ thấy xuất hiện ở lỗ khoan LKI bề dày 4.60m và lỗ khoanLKII bề dầy 4.5m [ R ] = 3.25 Kg/cm2

Lớp số 3: Sa thạch phong hoá vụn bột dạng cát pha màu xám nâu, xám đentrạng thái cứng Lớp số 3 chỉ gặp ở lỗ khoan LKII và có chiều dày 3.2m Cứngcấp IV-VI [R] = 3Kg/cm2

Lớp số 4 : Đá điorit nứt nẻ, màu xám trắng, đốm nâu đen, cứng cấp VII-VIII Đãkhoan xuyên vào lớp này được 3m ở LKI và LKII, 4.5 m ở LK III và LKIV

1.2.2 Tình hình kinh tế, xã hội

Nền kinh tế Nghệ An đang trên đà phát triển tốt, nhất là qua 5 năm thực hiện kếhoạch kinh tế-xã hội 2006–2010, Đảng bộ và quân dân trong tỉnh đã có nhiều cố gắng, nỗlực phấn đấu để đạt được những thành tích quan trọng như: nền kinh tế vẫn duy trì đượckhả năng tăng trưởng cao, năm 2008 đạt 12,6%, ước bình quân 5 năm đạt 11,6%, tănghơn giai đọan trước 0,5%; quy mô tổng sản phẩm nền kinh tế của tỉnh năm 2008 đạt15.185,5 tỷ đồng, ước năm 2010 đạt 18.722 tỷ đồng (gấp 1,7 lần năm 2005), GDP bìnhquân đầu người năm 2008 đạt 802 USD (giá 94), ước năm 2010 đạt 964 USD (gấp 1,6lần với năm 2005); cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp vàdịch vụ: năm 2008, tỷ trọng của ngành công nghiệp-xây dựng chiếm 22,87%, ước năm

2010 chiếm 25,9% (tăng5,4% so với năm 2005); dịch vụ chiếm 29,96%, ước năm 2010chiếm 32,7%, (tăng 4,73% so với năm 2005)

1.3 CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN

Luật xây dựng (số 50/2015/QH13 ngày 18 tháng 06 năm 2014);

Luật giao thông đường bộ đã được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa ViệtNam thông qua ngày 13/11/2008 và có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/07/2009;

Nghị định số 59/2015/NĐ-CP ngày 18/06/2015 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu

tư xây dựng công trình;

Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/05/2015 của Chính phủ về quản lý chất lượng

và bảo trì công trình xây dựng;

Nghị định số 32/2015/NĐ-CP ngày 25/03/2015 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu

tư xây dựng công trình;

Nghị định số 11/2010/NĐ-CP ngày 24/02/2010 của Chính phủ quy định về quản lý

và bảo vệ kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ;

Quyết định số 44/QĐ-UBND ngày 04/02/2012 của ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên

về việc phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch giao thông vận tải tỉnh Điện Biên giai đoạn 2011

- 2020 và định hướng đến năm 2030;

Tờ trình ngày 18/01/2013 về việc cho phép chuẩn bị đầu tư xây dựng công trình: Xâydựng mới 02 cầu BTCT DƯL: Cầu Nậm Thanh và cầu C4 thuộc QL.12 kéo dài, tỉnhĐiện Biên

Quyết định số 489/QĐ-BGTVT ngày 01/3/2013 của Bộ GTVT về việc cho phép lập

Dự án đầu tư xây dựng 02 cầu qua sông Nậm Rốm (cầu Nậm Thanh, cầu C4) và các côngtrình thoát nước trên Quốc lộ 12 kéo dài, tỉnh Điện Biên

Văn bản số 602/UBND-GT ngày 13/3/2013 của ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên vềviệc thỏa thuận điều chỉnh quy hoạch tuyến Quốc lộ 12 kéo dài, tỉnh Điện Biên

Quyết định số 829/QĐ-BGTVT ngày 21/3/2014 về việc phê duyệt thiết kế cơ sở dự

án đầu tư: Xây dựng 02 cầu qua sông Nậm Rốm (cầu Nậm Thanh, cầu C4) và các côngtrình thoát nước trên tuyến Quốc lộ 12 kéo dài, tỉnh Điện Biên

Quyết định số 3524/QĐ-BGTVT ngày 30/9/2015 về việc bổ sung 24 cầu thay thếcác cầu đã tạm dừng hoặc điều chuyển thuộc Dự án Tín dụng ngành giao thông vận tải đểcải tạo mạng lưới đường Quốc gia lần thứ 2

1.4 QUY MÔ VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ

1.4.1 Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật

Tần suất thiết kế

Cầu Khe Hiền được thiết kế với tần suất tính toán được lấy theo yêu cầu của tiêuchuẩn TCVN 4054:2005: cầu lớn được thiết kế vĩnh cửu với tần suất lũ P = 1%

Quy mô mặt cắt ngang cầu

Mặt cắt ngang cầu đảm bảo 2 làn xe cơ giới, bố trí như sau:

Bề rộng phần xe cơ giới (2 làn xe) 2x3.5m = 7.0m

Các Tiêu chuẩn áp dụng

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

- Thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386-2012

- Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995

- Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa TCVN 5664:2009

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựngQCVN 02:2009/BXD

Tham khảo:

- AASHTO LRFD Bridge Design Specification (Edition 2004 & 2007)

- Tiêu chuẩn CEB-FIB 1990

+ Quy trình khảo sát đường ô tô 22 TCN 263-2000;

+ Quy trình khảo sát địa chất công trình và thiết kế, biện pháp ổn định nền đường vùng cóhoạt động trượt và sụt lở 22 TCN 171-87;

+ Quy trình khoan thăm dò điạ chất công trình 22 TCN 259-2000;

+ Công tác trắc địa trong xây dựng – yêu cầu chung TCXDVN 309-2004

+ Thiết kế:

+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22T CN 272-05;

+ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 22 TCN 4054-05;

+ Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-93;

+ Neo bêtông dự ứng lực T13, T15 & D13, D15 22 TCN 267-2000;

+ Tiêu chuẩn thiết kế áo đường cứng ô tô 22 TCN 223-95;

+ Gối cầu cao su cốt bản thép AASHTO M251-92;

+ Tiêu chuẩn khe co giãm cao su AASHTO M297-96, AASHTO M183-96;

+ Tính toán đặc trưng dòng chảy lũ 22 TCN 220-95;

+ Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN 237-01

1.4.3 Yêu cầu thiết kế và tổ chức thi công

- Đảm bảo về mặt kinh tế: hao phí xây dựng cầu là ít nhất, hoàn vốn nhanh và thu lợinhuận cao;

- Đảm bảo về mặt kỹ thuật: Đảm bảo đủ khả năng chịu lực theo yêu cầu thiết kế, đảm bảo

ổn định và thời gian sử dụng lâu dài;

- Đảm bảo về mặt mỹ quan: hòa cùng và tạo dáng đẹp cho cảnh quan xung quanh Dựa vào

ba nguyên tắc trên ta phải chú ý một số vấn đề sau:

+ Phương án thiết kế lập ra phải dựa trên điều kiện địa chất, thủy văn và khổ thông thuyền;+ Cố gắng tận dụng những kết cấu định hình sẵn có để công xưởng hóa và cơ giới hóa hàngloạt nhằm giảm giá thành công trình;

+ Tận dụng vật liệu sẵn có tại địa phương;

+ Áp dụng những phương pháp thi công tiên tiến nhằm đảm bảo tiến độ và chất lượng côngtrình

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ SỞ

2.1 PHƯƠNG ÁN 1:CẦU BẢN BTCT DUL – I =24 M

2.1.1 Bố trí chung

- Chiều dài toàn cầu: LC = 84.2m

- Dốc ngang cầu i=2%

- Kết cấu nhịp: Gồm 3 nhịp dầm bản BTCT DUL lắp ghép nhịp giản đơn L=4m Mặt cắtngang gồm 12 phiến dầm, cự ly tim dầm a=2.1m

50 24000

6000 1000024000

10000

Hình 1.2.1.Bố trí chung cầu phương án 1

Hình 1.2.3.Mặt cắt ngang kết cấu nhịp PA1

- Số lượng dầm dọc trong MCN:4 (cái);

- Số nhịp cầu: 03 (nhịp);

- Chiều dài nhịp cầu: 24 (m);

- Độ dốc dọc cầu: 0 %;

- Độ dốc ngang cầu: 2%

- Loại dầm, chiều cao: Dầm BTCT Dự ứng lực, h=1.45 (m)

- Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp: 12 (cái)

- Bố trí cáp DUL ngang trong 1 nhịp: 04 (bó);

- Khoảng cách giữa các dầm dọc: S= 2.1(m);

- Bề rộng ½ phần xe cơ giới B1 = 3.5(m.);

- Bề rộng lan can =0.5x2=1m

- Bề rộng phần đường dẫn hai đầu cầu Bn =10(m);

- Chiều dày lớp phủ mặt cầu hLp= 0.2(m)

- Bề rộng mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu:

24Cọc 40x40cm

1400 600

1400 1400 600 1400

A

90.50 92.00

Bê tông lót #100

99.16

1200 2100

M?T TRU ? C M?

1200 2100

97.50 400 850

500 B 300

900 900

2%

1200 2100

900 900

A 2%

100

8400

98.09 97.75

99.69

97.75 97.75

6x50 Thép chờ neo bản quá độ

Hỡnh 1.2.4.Cấu tạo múng, mố cầu PA1

200 1400 200

300 1400 300

§¸ cøng liÒn khèi

Cèt thÐp neo ÿ25@500 Cèt thÐp neo ÿ25@500

F - F

Bª t«ng m¸c 250#

8000

1200 900

- Loại gối cầu: Cao su bản thép 150x250x35

- Số lượng gối cầu: 24 cái;

- Loại khe co giãn: Cao su bản thép;

- Số lượng khe co giãn: 4 khe;

- Ống thoát nước bằng gang;

2.1.5 Đường dẫn hai đầu cầu

- 10 mét đường đầu cầu mở rộng mỗi bên 0.5m, tiếp theo là 15m vuốt vào đường Gia cốmái bằng đá hộc xây vữa M150 dày 30cm, dưới lớp đá dăm đệm dày 10cm, trong 10mđường đầu cầu mái taluy thay đổi từ 1:1 đến 1:1.5

- Chân khay xây bằng đá hộc, tứ nóng lát bằng đá hộc xây vữa M150 dày 30cm

2.1.6 Biện pháp thi công

2.1.6.1 Công tác chuẩn bị

- San ủi mặt bằng bố trí mặt bằng cho các công trình phục vụ thi công như: bến bãi, nhàxưởng, bãi đúc dầm, nhà ở cho công nhân

- Sử dụng cầu phao cũ làm đường đảm bảo giao thông

- Làm đường công vụ nội công trường để phục vụ thi công

2.2 PHƯƠNG ÁN 2: CẦU DẦM BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ I 33 m

2.2.1 Bố trí chung

- Chiều dài toàn cầu: LC = 102.9m

- Dốc ngang cầu i=2%

- Kết cấu nhịp: Gồm 3 nhịp dầm bản BTCT DUL lắp ghép nhịp giản đơn L=33m Mặt cắtngang gồm 4 phiến dầm, cự ly tim dầm a=2.1m

2% 2%

Hình 1.2.3.Mặt cắt ngang kết cấu nhịp PA1

- Số lượng dầm dọc trong MCN:4 (cái);

- Số nhịp cầu: 03 (nhịp);

- Chiều dài nhịp cầu: 33 (m);

- Độ dốc dọc cầu: 0 %;

- Độ dốc ngang cầu: 2%

- Loại dầm, chiều cao: Dầm bản BTCT Dự ứng lực, h=1.65 (m)

- Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp: 12 (cái)

- Bố trí cáp DUL ngang trong 1 nhịp: 04 (bó);

- Khoảng cách giữa các dầm dọc: S= 2.1(m);

- Bề rộng ½ phần xe cơ giới B1 = 3.5(m.);

- Bề rộng lan can =0.5x2=1m

- Bề rộng phần đường dẫn hai đầu cầu Bn =10(m);

- Chiều dày lớp phủ mặt cầu hLp= 0.2(m)

- Bề rộng mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu:

- BCầu= 3.5x2+0.5x2=8(m)

2.2.3 Kết cấu phần dưới

Mố cầu: Mố chữ U, bằng BTCT cấp 30Mpa, đặt trên móng cọc đóng BTCT40x40cm

Hình 1.2.4.Cấu tạo móng, mố cầu PA1

+98.987 2% +98.987

Hình 1.2.4.Cấu tạo móng, trụ cầu PA1

2.2.4 Các bộ phận phụ trợ

- Loại gối cầu: Cao su bản thép 150x250x35

- Số lượng gối cầu: 24 cái;

- Loại khe co giãn: Cao su bản thép;

- Số lượng khe co giãn: 4 khe;

- Ống thoát nước bằng gang;

2.2.5 Đường dẫn hai đầu cầu

- 10 mét đường đầu cầu mở rộng mỗi bên 0.5m, tiếp theo là 15m vuốt vào đường Gia cốmái bằng đá hộc xây vữa M150 dày 30cm, dưới lớp đá dăm đệm dày 10cm, trong 10mđường đầu cầu mái taluy thay đổi từ 1:1 đến 1:1.5

- Chân khay xây bằng đá hộc, tứ nóng lát bằng đá hộc xây vữa M150 dày 30cm

2.2.6 Biện pháp thi công

2.2.6.1 Công tác chuẩn bị

- San ủi mặt bằng bố trí mặt bằng cho các công trình phục vụ thi công như: bến bãi, nhàxưởng, bãi đúc dầm, nhà ở cho công nhân

- Sử dụng cầu phao cũ làm đường đảm bảo giao thông

- Làm đường công vụ nội công trường để phục vụ thi công

2.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

2.3.1 Cơ sở lựa chọn phương án

- Đáp ứng yêu cầu về thông thuyền

- Giảm tối thiểu các trụ ở giữa sông

- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên việc tậndụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước

- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công

- Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ

- Khi so sánh phương án cầu để lựa chọn phương án hợp lý nhất ta xét các chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật khác nhau như đánh giá dự toán (vốn đầu tư), nhân lực, thời gian thi công, chiphí khai thác…

- Khi chọn phương án cấu tạo cho những cầu thành phố và ngoại vi thành phố cũng nhưcác cầu trên các tuyến đường trục lớn, ngoài các chỉ tiêu nói trên thì vẻ đẹp mỹ quan củacông trình có một ý nghĩa rất quan trọng

- Ảnh hưởng tới việc lựa chọn 2 phương án có thể còn do tình hình thiết bị, vật tư hiện cónhư: những công cụ, máy móc dung trong xây dựng…Trong những trường hợp này dùcho phương án có hợp lý nhất về các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cũng có thể bị loạitrừ trongkhi đơn vị thi công không được trang bị các thiết bị, phương tiện cần thiết cho thi công

- Thường hiện nay khi lựa chọn phương án cầu để làm phương án kỹ thuật thì người ta sosánh các chỉ tiêu sau:

+ Theo giá thành kể cả ảnh hưởng của chi phí nhân lực và thời hạn xây dựng cũng nhưchênh lệch về chi phí khai thác

+ Theo nhân lực tức là tổng số lượng người và ngày công cần thiết để xây dựng cầu

+ Theo thời hạn xây dựng

- Ngoài ra khi so sánh các phương án cầu còn phải xét đến khối lượng các vật liệu chủ yếu

và tính khan hiếm của nó, hính dáng bề ngoài công trình…

- Để lựa chọn phương án cơ bản thường được căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật vàyêu cầu tổng hợp về kinh tế cấu tạo, công nghệ thi công, khai thác và kiến trúc

- Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp không đi sâu vào các nội dung của các chỉ tiêu dùng để

so sánh các phương án trên được, mà chỉ trên cơ sở phân tích các ưu nhược điểm của

từng phương án, điểu kiện chế tạo, thi công, điều kiện khai thác để đề xuất ra mộtphương án làm phương án kỹ thuật.

2.3.2 So sánh về kỹ thuật

• Cầu dầm BTCT DUL chữ I 24 :

- Ưu điểm:

+ Phương án thi công đa dạng: cần cẩu, dùng dầm dẫn,…

+ Dầm sản xuất tại công trường dễ vận chuyển và lao lắp

+ Phương án thi công đa dạng: cần cẩu, dùng dầm dẫn,…

+ Dầm sản xuất tại công trường dễ vận chuyển và lao lắp

+ Dầm I BTCT dễ dàng tạo các góc cạnh, tạo vẻ mĩ quan cao

+ Giao thông êm thuận, tránh được tiếng ồn

• Cầu dầm BTCTDUL tiết diện chữ I căng sau:

- Ưu điểm:

+ Dầm I BTCT dễ dàng tạo các góc cạnh, tạo vẻ mĩ quan cao

+ Giao thông êm thuận, tránh được tiếng ồn

2.3.4 Về duy tu bảo dưỡng và khai thác

Cả hai phương án tương tự nhau

- Chi phí duy tu sửa chữa thấp

- Tuổi thọ lâu năm

PHẦN 1:

LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH

CHƯƠNG 1:SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

-

-PHẦN B

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2016

Quy mô thiết kế Cầu được thiết kế vĩnh cữu BTCT DƯL

Quy trình thiết kế 22TCN272 - 05

Khoảng cách từ đầu dầm đến điểm đặt kích a1 = 0.15(m)

Hoạt tải thiết kế: - Tải trọng HL93

+ Tổ hợp HL93K: Truck + Lane + Tổ hợp HL93M: Tandem + Lane

+ CHiều cao chân lan can hclc = 0.5 m

1.1 Bê tông chế tạo dầm chủ

- Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày f'c2 = 40 MPa

- Cường độ chịu nén của bê tông khi tạo DƯ L f'ci = 0,9.f'c2 = 36 MPa

- Mô đun đàn hồi của bê tông

Ec2 = 33994.5 MPa

- Mô đun đàn hồi BT lúc truyền lực Eci = 30357.9 MPa

2.2 Bê tông bản mặt cầu

- Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày f'c1 = 30 MPa

3.3 Théo cường độ cao

- Loại thép DƯL: tao thép Tao 7 sợi xoắn Tiêu chuẩn ASTM A461M

3.4 Thép thường

CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ CẤU TẠO2.1 Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu

pu

py f

f =0,9

- Số dầm chủ

- Gờ người đi đồng mức với mặt cầu phần xe chạy

- Mặt cầu phần xe chạy ngăn cách với lề người đi bằng Vạch

- Chiều cao dầm chủ H = 145 cm

- Chiều cao gờ trên cùng h6 = 8 cm

- Chiều dài dầm ngang Ldn = 150 cm

- Đoạn vuốt nối đầu dầm LVN = 390 cm

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC

3.1 BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG

LỰC

Có 3 cách bố trí cáp dự ứng

lực

+ Đường cong Parabol bậc 2

+ Đường cong gẫy khúc có vuốt tròn

+ Đường cong tròn nối với đường

Ltt/4 602.5 87.0 91.0 69.5 103.7 57.0 120.2 31.0 126.5 5.0 132.8

Ltt/8 311.3 87.0 64.7 69.5 82.7 57.0 103.0 31.0 117.1 5.0 131.3Gối 20.0 87.0 27.9 69.5 53.3 57.0 78.9 31.0 104.0 5.0 129.2Đầu

3.2 XÁC ĐỊNH GÓC NGHIÊNG TRỤC BÓ CÁP SO VỚI PHƯƠNG NẰM NGANG

Góc nghiêng trục bó cáp so với phương nằm ngang được xác định theo công thức sau

3Ltt/8

893.8 2370 87 0.036 0.036 2.067 0.036 106.7 25.0 38.26N2 893.8 2370 69.5 0.029 0.029 1.651 0.029 116.3 51.0 28.70N3 893.8 2370 57 0.024 0.024 1.354 0.024 130.6 77.0 14.44N4 893.8 2370 31 0.013 0.013 0.737 0.013 132.1 103.0 12.87N5 893.8 2370 5 0.002 0.002 0.119 0.002 133.7 129.0 11.30N1

Ltt/4

602.5 2370 87 0.072 0.072 4.128 0.072 91.0 25.0 54.02N2 602.5 2370 69.5 0.058 0.058 3.300 0.058 103.7 51.0 41.29N3 602.5 2370 57 0.047 0.047 2.707 0.047 120.2 77.0 24.77N4 602.5 2370 31 0.026 0.026 1.473 0.026 126.5 103.0 18.49N5 602.5 2370 5 0.004 0.004 0.238 0.004 132.8 129.0 12.21N1

Ltt/8

311.3 2370 87 0.108 0.108 6.179 0.108 64.7 25.0 80.30N2 311.3 2370 69.5 0.086 0.086 4.943 0.086 82.7 51.0 62.29N3 311.3 2370 57 0.071 0.071 4.057 0.071 103.0 77.0 41.99N4 311.3 2370 31 0.039 0.039 2.209 0.039 117.1 103.0 27.85N5 311.3 2370 5 0.006 0.006 0.357 0.006 131.3 129.0 13.72N1

Gối

20.0 2370 87 0.144 0.143 8.214 0.143 27.9 25.0 117.09N2 20.0 2370 69.5 0.115 0.115 6.578 0.115 53.3 51.0 91.67

N4 20.0 2370 31 0.051 0.051 2.945 0.051 104.0 103.0 40.96N5 20.0 2370 5 0.008 0.008 0.475 0.008 129.2 129.0 15.83

dầm

0.0 2370 87 0.147 0.146 8.353 0.145 25.0 25.0 120.00N2 0.0 2370 69.5 0.117 0.117 6.690 0.117 51.0 51.0 94.00

N3 0.0 2370 57 0.096 0.096 5.495 0.096 77.0 77.0 68.00N4 0.0 2370 31 0.052 0.052 2.995 0.052 103.0 103.0 42.00

4.1 TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT GIAI ĐOẠN I

4 5 3

6

4

2

2

1.2

'

b

b h b

h h b

1.2

'

b

h b h

')

(2

'.')

(2

2 2

1 1 1

- Khoảng cách từ mép dưới của mặt cắt đến Trục trung hịa giai đoạn 1

- Khoảng cách từ mép trên của mặt cắt đến Trục trung hịa giai đoạn 1

2 2 0 2 2

3 2 2

2 0

3 2

1 0 1 1

3 1 1

0

)(

2

''

)

(12

')

(

2

.12

.2

''

)

(12

')

(

PS

b PS

t w

w

b w

w w

b w

w

d y A

h y h b b h b b

y

h h b h b h

y h b b h b b I

−+

−

=

Đặc điểm các phiến dầm

MẶT CẮT GỐI, L/2, L/4 MẶT CẮT L/8, 3L/8

CHI TIẾT KÍCH THƯỚC TỪNG MẶT CẮT

Bề rộng gờ trên b3 80 80 80 80 80 cmBề/r gờ trên

4.1.1 Tính diện tích tiết diện thu hẹp

Để tính toán ta chia dầm ra thành các khối nhỏ như hình vẽ

MẶT CẮT Mc L/2 3L/8 Mc L/4 Mc L/8 Mc Mc gối Đơn vị

Khối

K1 Sườn b h 100.020.0 100.020.0 100.020.0 100.020.0 100.065.0 (cm)(cm)

A 01 2000.0 2000.0 2000.0 2000.0 6500.0 (cm2)Khối

12666.667

Mô men tĩnh của khối K0i = a0i.A0i

a0i - Khoảng cách từ trọng tâm khối K0i đến đáy dầm

A0i - Diện tích khối K0i

∆Aps - Diện tích ống ghen

dps - Khoảng cách từ trọng tâm ống ghen đến đáy dầm

- Khoảng cách từ trọng tâm ống ghen đến trọng tâm mặt cắt

PS

b d y

4.1.4 Tính mô men quán tính

Mô men quán tính:

2

3

.12

a F h b

2

a F h b

a F

d

I =∏ +

Trong đó

F - Diện tích tiết diện

a - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến TTH

4

ps/6

4 -659.58 -659.58 -659.58 -659.58 -659.58 cm4

1233.37435

-2

405280.3

-7

171034.7

-4

13350.175

b4 b3

Aps

0

ApsEp

ApsEp

PS C

( PS)

b PS C

E

E A

2 0

tdI PS C

P

E

E C

tdI b

I

W =

tdI

tdI e I e

I

W =

Trong đó:

Ep - Mô đun đàn hồi của cáp dự ứng lực Ep = 197000 Mpa

Ec2 - Mô đun đàn hồi của BT chế tạo dầm Ec2 = 33994.48

48

Mpa

Aps - Diện tích cáp dự ứng lực

+ Diện tích 1 tao cáp DƯL Aps1 = 1.4 cm2

Mc L/4

Mc L/8

Mc Gối

Đơn vị

A0 5466.4 5466.4 5466.4 5466.4 9261.9 cm2

Ep 197000 197000 197000 197000 197000 Mpa

Ec2 33994.4

8

33994.48

4.3 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN III (MẶT CẮT LIÊN HỢP)

Giai đoạn III là giai đoạn sau khi đã kéo các bó cốt thép dự ứng lực, đã đổ bản BT và bản bê tông đã đạt cường độ Khi đó sẽ tạo ra hiệu ứng liên hợp giũa dầm I và bản bê tông mặt cầu

Mặt cắt tính toán giai đoạn III là mặt cắt dầm chữ I liên hợp với bản bê tông

4.3.1 Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6)

4.3.1.1 Đối với dầm giữa.

Bề rộng bản cánh hữu hiệu được lấy nhỏ nhất trong 3 giá trị sau:

- 1/4 Chiều dài nhịp Bban = 582.5 cm

- 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm

12.hf + max(b2;0,5.b3) = Bban = 280 cm

- Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau

Bban = 210 cmVậy bề rộng bản cánh hữu hiệu của dầm trong:

4.3.1.2 Đối với dàm biên

Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm giữacộng giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau:

1/2 bề rộng hữu hiệu dầm giữa: 105 cm

- 1/8 Chiều dài nhịp hữu hiệu 291.25 cm Bban = 396.25 cm

- 6 lần bề dày trung bình của bản cộng giá trị lớn hơn trong 2 giá trị: Bề rộng sườn dầm

f e c

c tdI

c tdI

I

E

E A

2

1

0

+

=

2 3

2

1 2

2

1

.12

'

tdII f e f e

C

C tdI

tdI

E

E C A

I

I

- Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với TTH II-II

Mc L/4

Mc L/8

30549464.3

30671045

3584072

Trong đó:

Ec1 - Mô đun đàn hồi của bản bê tông

Ec2 - Mô đun đàn hồi của bê tông dầm chủ

be - Bề rộng bản cánh hữu hiệu (ở đây tính cho dầm biên)

hf - Chiều dày bản bê tông

5.2.1 Tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẫy

5.2.1.1 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên

2

)( 1 2

Vậy hệ số phân bố ngang gNgười = 0.000

5.2.1.2 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong

Đối với dầm trong thì ảnh hưởng của tải trọng Người là không đáng kể Khi đó ta xếptải trọng Người lên cả hai lề đi bộ và coi như tải trọng này phân bố đều cho các dầmchủ

E

Trong đó:

EB -Mô đun đàn hồi của vật liệu dầm EB =Ec2 = 33994.48 Mpa

ED - Mô đun đàn hồi của vật liệu bản ED =Ec1 = 29440.09 Mpa

I - Mô men quán tính mặt cắt dầm I = ItđII = 2797791

3

cm4

A - Diện tích mặt cắt ngang dầm A =AtđII = 9041.279 cm2

eg: Khoảng cách từ trọng tâm của dầm cơ bản đến trọng tâm bản mặt

eg = (ytop

tđII + 0,5.hf )= 72.53 cm

Ghi chú: Các giá trị trên lấy ở mặt cắt L/2

Tham số độ cứng dọc Kg = 87229863 cm4

5.2.2.2 Tính hệ số phân bố ngang Mômen

a Hệ số phân bố ngang đối với dầm trong (Bảng A.4.6.2.2.2a-1)

- Trường hợp 1 làn thiết kế chịu tải

1 , 0 3

2 , 0 6 , 0

2900075

,0

s

g M

damtrong

Lt

K L

S S

g

1 , 0 3

3 , 0 4 , 0

430006

,0

=

s

g M

damtrong

Lt

K L

S S

ts – Chiều dày của bản bê tông

de – Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong của bó

vỉa hoặc lan can chắn xe

- Trường hợp 1 làn thiết kế chịu tải

Tính theo phương pháp đòn bẫy gM dầmbiên= 0.405

- Trường hợp ≥2 làn thiết kế chịu tải

280077

,

M damtrong

- Trường hợp ≥2 làn thiết kế chịu tải

- Trường hợp 1 làn thiết kế chịu tải

Tính theo phương pháp đòn bẫy gV dầmbiên = 0.405

- Trường hợp ≥2 làn thiết kế chịu tải

300060

,

V damtrong

5.2.3 Lựa chọn hệ số phân bố ngang tính toán

So sánh hệ số phân bố ngang dầm biên và dầm trong ta thấy hệ số phân bố ngang đối vớidầm biên lớn hơn, tức là dầm biên làm việc bất lợi hơn dầm trong nên ta tính toán thiết

g V

damtrong