Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)

Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)Thiết kế cầu (Đồ án tốt nghiệp)

MỤC LỤC

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DẦM

2.3 Biện pháp thi công chủ đạo 12

5.2.2 Số liệu trụ: kết cấu phần dưới 36

5.7.3 Tính toán sức kháng đỡ dọc trục của cọc đơn 117

7.1.1 Cấu tạo chi tiết trụ T1 127

8.1 Chuẩn bị vật tư, máy móc, mặt bằng chuẩn bị thi công 146

8.3 Thi công lắp đặt cốt thép, ván khuôn, đổ bê tông bệ trụ 153

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CƠ BẢN SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

1 AASHTO Hiệp hội các chuyên gia đường bộ Liên Bang Hoa Kỳ

2 ACI Viện bê tông Hoa Kỳ

3 ANSI Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ

4 ASME Hội cơ khí Hoa Kỳ

5 ASTM Hội thí nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ

6 FHWA Hiệp hội đường cao tốc liên bang Hoa Kỳ

7 Mn Sức kháng danh định

8 Mr Sức kháng uốn tính toán

9 Ac hoặc A/C Bê tông asphalt

10 BS Tiêu chuẩn của Anh

11 BOQ Biểu khối lượng hay bẳng tiên liệu

12 C hoặc 0 C Độ C hoặc thang nhiệt độ C

13 C.B.R Chỉ số sức chịu tải

14 Cm Centimet

15 CPM Phương pháp đường găng

16 CSI Viện tiêu chuẩn xây dựng

17 Dia Đường kính

18 oF Nhiệt độ Fahrnheir

19 Ha Héc ta

20 Hz Héc (một chu kỳ mỗi giây)

21 IRI Chỉ số nhám quốc tê

22 Gr Gam

23 G/m3 Gam/ mét khối

24 KG ki lô gam

25 KG/cm2 ki lô gam/ cen ti mét vuông

26 KG/cm3 ki lô gam/ cen ti mét khối

27 KG/m2 ki lô gam/ mét vuông

28 KG/m3 ki lô gam/mét khối

29 Km ki lô mét

30 Km/h ki lô mét/ giờ

31 L Hoặc lt lít

32 Max Tối đa

33 Min Tối thiểu

34 m2 Mét vuông

3

37 mm2 Mi li mét vuông

38 Mpa Mega Pascal

39 m/s Mét/giây

40 KN Ki lô niu tơn

41 KN/m2 Ki lô niu tơn/ mét vuông

47 QC Kiểm soát chất lượng

48 QCP Kế hoạch kiểm soát chất lượng

49 R.C Bê tông cốt thép

50 T,t hoặc tấn Tấn (1000kg)

51 VND hoặc VD Đồng Việt Nam

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các môn học được trang bị trong nhà trường cũng như các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận được trong suốt quá trình nghiên cứu, thực tập và làm đồ án Nó thể hiện kiến thức cũng như khả năng thực thi các ý tưởng trước một công việc thực tế, là bước ngoặc vô cùng quan trọng để người sinh viên áp dụng một cách khoa học tất cả những lý thuyết được học vào công việc sau này Đồng thời nó cũng là một lần sinh viên được xem xét, tổng hợp lại toàn bộ các kiến thức của mình lĩnh hội được, thông qua sự hướng dẫn, chỉ bảo của các giảng viên đã trực tiếp tham gia giảng dạy trong quá trình học tập và nghiên cứu suốt niên khóa 2012-2017, của các cá nhân và toàn thể sinh viên lớp 63DCCD09 Trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án được hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các giáo viên hướng dẫn, đặt biệt là Cô Lại Vân Anh đã trực tiếp chỉ đạo, theo dõi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm, xem xét và chỉ bảo của các thầy cô giáo để

đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp chúng em hoàn thiện hơn nữa kiến thức chuyên môn của mình để khỏi bỡ ngỡ trước những công việc khó khăn sau khi rời khỏi nhà trường

Em xin chân thành cảm ơn sự huớng dẫn tận tình của cô giáo Lại Vân Anh cũng như toàn thể các thầy cô giáo khoa Công Trình, Trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Kính gửi đến các thầy, cô giáo lời chúc sức khỏe

Hà Nội, ngày 03 tháng 04 năm 2017

Sinh viên thực hiện Phan Văn Lực

PHẦN I: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG CẦU PHÙ LÔI

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư công trình

Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông giữa các vùng miền ngày càng cao của đất nước Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch và vận tải

Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, hành khách, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa các khu vực, là tuyến đường quan trọng trong quá trình vận chuyển hành khách, hàng hóa giữa các vùng kinh tế trong 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

1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội

1.2.1 Đặc điểm địa hình

- Cầu Phù Lôi thuộc dự án đường cao tốt Hà Nội – Thái Nguyên tại KM 32+060, Cầu xây dựng phía đê hữu Cà Lồ, huyện Sóc Sơn (Hà Nội) và đê Chã, huyện Phổ Yên, tỉnh

Thái Nguyên

- Địa hình tương đối bằng phẳng và thấp dần xuống phía nam, cấu trúc vùng núi phía bắc

chủ yếu là đa phong hóa mạnh

1.2.2 Đặc điểm địa chất

- Căn cứ vào tài liệu đo vẽ ĐCCT, kết quả khoan khảo sát địa chất và kết quả thí nghiệm mẫu đất trong phòng, địa tầng khu vực đoạn tuyến được phân chia thành các lớp đất đá được mô tả theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

2a : Đất thổ nhưỡng

2b : Đất nhân tạo hỗn hợp đá hộc và sét pha

3b : Sét pha màu nâu vàng trạng thái dẻo mềm

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

5b: Sột pha lẫn dăm sạn màu xỏm vàng trạng thỏi dẻo cứng

6 : Đỏ sột bột kết phong húa thành dăm tảng

7a: Đỏ sột kết phong húa nứt nẻ mạnh xen kẹp

7b: Đỏ sột kết xỏm đen đốm trắng cấu tạo phõn lớp

1.2.3 Đặc điểm thủy lực thủy văn

- Khu vực này là địa hình trung du miền núi, cao độ trung bình thay đổi từ +14m - +15m

Địa hình khu vực xây dựng cầu gần khu vực dân sinh

- Khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt Mùa m-a từ tháng 04 đến tháng 11 hàng năm, mùa khô

từ tháng 12 đến tháng 03 năm sau Khí hậu khu vực này mang đầy đủ đặc điểm khí hậu

miền

1.2.4 Đặc điểm kinh tế xó hội

- Vị trớ của tỉnh cú địa hỡnh bằng phẳng , thuận lợi trong việc trao đổi hàng hoỏ với cỏc trung tõm kinh tế lớn cũng như cỏc cảng biển Mạng lưới giao thụng tương đối dày đặc, Việc đầu tư xõy dựng cụng trỡnh là rất cần thiết cho việc lưu thụng hàng húa đẩy mạnh sự phỏt triển kinh tế cho vựng

1.2.5 Yờu cầu thiết kế và tổ chức thi cụng

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

- Đỏp ứng cỏc yờu cầu khai thỏc chủ yếu như; độ bền, dễ kiểm tra, thuận tiện duy tu, đảm bảo độ cứng, xột đến khả năng mở rộng cầu trong tương lai

- Kết cấu cầu phự hợp với trỡnh độ và năng lực thi cụng hiện tại

- Đảm bảo tớnh thụng thoỏng và thẩm mỹ cao

- Cỏc yếu tố tuyến trờn mặt bằng phải thoả món cỏc yờu cầu kỹ thuật tương ứng với vận tốc thiết kế

- Mặt bằng tuyến phự hợp với cỏc quy hoạch hai bờn đường và cỏc dự ỏn khỏc cú liờn quan

- Tuyến phải thoả món cỏc yờu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khối lượng xõy dựng và giải phúng mặt bằng Tuy nhiờn, cũng phải đảm bảo an toàn và ờm thuận tới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thụng

- Phối hợp hài hoà giữa cỏc yếu tố: bỡnh đồ- trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan

- Hạn chế ảnh hưởng đến mụi trường trong quỏ trỡnh thi cụng như độ rung và tiếng ồn

- Luật đấu thầu số 61/2005/QH11 ngày 29/11/2005 của Quốc hội khóa XI, kỳ họp thứ 8

- Nghị định số 85/2008/NĐ-CP ngày 15/10/2009 của Chính phủ về việc hướng dẫn thi hành Luật Đấu thầu và lựa chọn nhà thầu theo Luật xây dựng

- Nghị định 112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình

- Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; Nghị định số 83/2009/NĐ-CP ngày 15/10/2009 về việc sửa đổi, bổ xung một số điều của Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009

- Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng

- Nghị định số 49/2008/NĐ-CP ngày 18/04/2008 của chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng (Sửa đổi bổ xung một số điều của Nghị định số 209/2004/ NĐ-CP)

- Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng công trình BXD ngày 29/9/2009 của Bộ trưởng bộ xây dựng

957/2009/QĐ Quyết định số 2517/QĐ957/2009/QĐ GTVT ngày 28/12/2010 của Giám đốc Sở GTVT Hà Nội về việc ủy quyền phê duyệt một số nội dung công việc thuộc thẩm quyền thẩm định, phê duyệt của Chủ đầu tư xây dựng sử dụng vốn ngân sách do Sở GTVT làm Chủ đầu tư

1.3.2 Các nguyên tắc khi thiết kế cầu

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

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 hàng loạt 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 công trình

1.4 Yêu cầu thiết kế

1.4.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật

* Về cầu:

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL

- Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL-93 , tải trọng người 3KN/m2

- Sông có thông thuyền

Tiêu chuẩn khảo sát, thiết kế cầu cống

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

- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22 TCN 259-2000

- Khảo sát kỹ thuật phục vụ cho thiết kế thi công móng

cọc

22 TCN 160-87

- Móng cọc tiêu chuẩn thiết kế

-

22 TCN 21-86

- Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu TCXDVN 326:2004

- Neo BTDƯL T13, T15, D13, D15 22 TCN267-2000

- Gối cao su cốt bản thép, tiêu chuẩn khe co giãn cao su ASTM D4014-03

- Thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN375-2006

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về báo hiệu đường bộ QCVN41:2012/BGTVT

Tiêu chuẩn khảo sát, thiết kế đường

- Qui trình khảo sát đường ô tô 22 TCN 263-2000

- Qui trình khoan thăm dò địa chất 22 TCN 259-2000

- Qui trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô trên đất yếu 22 TCN 262-2000

- Tiêu chuẩn khảo sát ĐCCT và thiết kế biện pháp ổn

định nền đường vùng có hoạt động trượt sụt lở

22 TCN 171-87

- Qui trình xác định mô đun đàn hồi chung của áo

đường bằng cần đo độ võng Benkelman

22 TCN 251-98

- Qui trình TN xuyên tĩnh CPT, CPTU 22 TCN 320-2004

- Đường ô tô tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-05

- Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06

- Qui phạm thiết kế đường phố, quảng trường và đô thị 20 TCN 104-07

- Qui trình đánh giá tác động môi trường khi lập dự án

NCKT và thiết kế

22 TCN 242-98

1.4.3 Vật liệu dùng cho công trình

Bê tông cho kết cấu tuân thủ theo điều 5.4.2 của tiêu chuẩn 22 TCN 272 – 05 Cường độ mẫu hình trụ của bê tông sau 28 ngày tuổi f’c được dùng như sau:

Gờ lan can, bó vỉa

Mố, bản quá độ, cọc khoan nhồi, tường chắn

C30

10MPa Bê tông đệm móng, tường chắn trọng lực C10

Dầm BTCT DƯL yêu cầu sau khi bê tông đạt 90% cường độ (tương đương là 36Mpa) mới được cắt cáp

- Bệ móng được đặt trên lớp bê tông tạo phẳng dày tối thiểu 100mm trừ khi có quy định khác

- Tất cả các cạnh của kết cấu BTCT đều được tạo vát 20x20mm trừ khi có quy định khác

- Lớp bê tông bảo vệ: trừ khi có chỉ dẫn riêng, chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu được quy định như sau:

* Cốt thép: tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 1651:2008 – Thép cốt bê tông và các tiêu chuẩn hiện hành khác Cường độ thiết kế của thép theo tiêu chuẩn TCVN 1651:2008

Giới hạn chảy (MPa)

Áp dụng cho

Thép tròn trơn CB240-T 240 D  10mm

Thép có gờ CB400-V 400 D > 10mm

- Cáp dự ứng lực: Cáp dự ứng lực dùng loại tao 12.7 mm Grade 270 có độ tự chùng thấp

theo ASTM – A416M – 90A

Chiều dày lớp

bê tông bảo vệ

(mm)

Kết cấu áp dụng

30 Dầm BTCT DƯL, gờ lan can, bó vỉa

50 Tường thân mố, tường cánh mố

75 Bệ móng, cọc khoan nhồi, bản quá độ

- Gối cầu: Gối cao su bản thép 150x200x30mm nhập ngoại

- Khe co giãn: Khe co giãn 50mm dạng khe thép hình chữ F nhập ngoại

* Chất phụ gia:

- Các chất phụ gia tuân thủ các yêu cầu của ASTM C494 và ASTM C1017 có thể được

sử dụng nếu có văn bản cho phép của Kỹ sư có thẩm quyền và phải tuân thủ các thiết kế hỗn hợp và yêu cầu về độ sụt đã được Kỹ sư có thẩm quyền chấp thuận

1.5 Đề xuất các phương án sơ bộ

Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất , điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào khẩu

độ cầu…như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau:

+ Phương án 1: Cầu dầm supper T có L=40m

+ Phương án 2: Cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn I=33m

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DẦM

60.00

A1 STA

: 31 0.00

8.00

1.30 TS 0

N - Value

10 20 30 40 50

9 12

6.89 1.40 TS

THAI NGUYEN

HA NOI

-0.67 RD0.50

-4.67 4.00 2b -5.87 3b 5.20

-9.27 8.60 5a

-11.77 11.10 5b

-14.17 13.50 7b -15.07 7a 14.40 -15.97 7b 15.30 -16.87 7a 16.20 -18.17 7b 17.50

0

N - Value

10 20 30 40 50

7 18 35

>50

>100

6.86

2.66 4.20 2a

-0.54 7.40 2b

-5.64 12.50 3b

-12.94 19.80 5a

-16.14 23.00 7a

-20.64 27.50 7b

0 10 20 30 40 50

3 10 8 15

>50 39

>50

8.00

1.30 TS

>50

6.89 1.40 TS

-3.91 10.80 2

-8.61 15.50 3b

-12.01 18.90 6

-23.11 30.00 7b

0

N - Value

10 20 30 40 50

6 7 15

>50

1 1.4 6.60

3a

D=1.2m, L=21M D=1.2m, L=22M

9

6000

15.335 15.335

2.1.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật

+ Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng dầm thép liên hợp

- Mố, trụ đặt trên nền móng CKN đường kính 1200

- Bề rộng cầu B= (2x16)+ 2x1.0 = 34.0 m

- Chiều dài toàn cầu LTC = 217 m

- Đường 2 đầu cầu theo tiêu chuẩn cấp 4 đồng bằng

- Tải trọng thiết kế cầu: HL-93, tải trọng người 3 KN/m2

- Tần suất thiết kế: P1%, H1% = 10,81m ; H5% = 9,91m

- Sông có thông thuyền, có cây trôi

- Cao độ theo hệ cao độ Quốc gia

- Tọa độ theo hệ tọa độ VN2000

2.1.2 Sơ đồ kết cấu

a) Kết cấu phần trên

- Sơ đồ nhịp gồm 06 nhịp dầm thép liên hợp bê tông cốt thép khẩu độ L=40m, LTC = 209m

- Mặt cắt ngang cầu gồm 14 phiến dầm supper T, với khoảng cách giữa các tim dầm chủ

a = 2,2m; chiều cao dầm h = 1,750 m

- Mặt cầu bao gồm:

- Lớp Bê tông nhựa Asphalt dày 10 cm , bao gồm cả lớp phòng nước

+ Lan can: Dùng loại lan can hỗn hợp ( vừa chắn ôtô vừa đảm bảo cho người đi )

- Vật liệu:

+ Bê tông lan can mác 25 MPa

+ Gối cầu dùng loại gối cao su có lõi thép nhập ngoại

b) Kết cấu phần dưới:

- Mố bê tông cốt thép dạng chữ U, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2m

- Trụ đặc thân hẹp BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2 m

- Vật liệu:

+ Bê tông mố & bản quá độ mác 30 MPa

+ Cốt thép thường dùng loại AI & AII

2%

2%

2%

Hình 2.2.1 Cấu tạo mố cầu

2.2.2 Cấu tạo mố cầu

- Mố U BTCT đặt trên nền móng cọc khoan nhồi đường kính D=1.2m Mố M1đặt trên nền móng 18 cọc khoan nhồi L=22m., Mố M2 đặt trên nên móng 18 cọc khoan nhồi L= 24m

Hình 2.2.2 Cấu tạo mố cầu

2.2.3 Cấu tạo trụ cầu

- Trụ đặc thân hẹp BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2 m

- Trụ T1 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 21m

- Trụ T2 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 21.4m

- Trụ T3 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 21.4m

- Trụ T4 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi L= 21m

- Kích thước hình học trụ như hình vẽ

B

B A

A

Hình 2.2.3 Cấu tạo trụ cầu

Hình 2.2.3 – Cấu tạo trụ cầu 2.3 Biện pháp thi công chủ đạo

2.3.1 Nguyên tắc bố trí công trường

- Bố trí công trường chính gồm lán trại và tập trung vật liệu thiết bị thi công, bãi đúc dầm

ở 2 bên mố M1 và mố M2

2.3.2.Biện pháp thi công mố

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng

+ Chuẩn bị vật liệu, máy móc thi công

+ Xác định phạm vi thi công , định vị trí tim mố

+ Rải lớp đá dăm đệm

+ 5.50m

Hình 2.3.1 San ủi mặt bằng thi công

- Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

+ Định vị tim cọc

+ Dùng búa rung, rung hạ ống vách tới cao độ thiết kế

+ Tiến hành khoan tạo lỗ tới cao độ thiết kế

+ Vệ sinh lỗ khoan, lắp đặt và hạ lồng cốt thép

+ Lắp ống đổ, phểu đổ bê tông

+ Đổ bê tông cọc bằng phương pháp vữa dâng

- 16.204m + 5.50m

Hình 2.3.2 Thi công cộc khoan nhồi

- Bước 3: Thi công hố móng

+ Dùng máy kết hợp thủ công đào đến cao độ đáy móng

+ Đào rónh thoỏt nước, hố tụ nước bố trớ mỏy bơm nếu cần

- 16.204m

+ 5.50m

Máy xúc

1:1 25

Hỡnh 2.3.3 Thi cụng hố móng

- Bước 4: Thi cụng bệ múng

Văng chống gỗ

Bê tông đệm fc' = 15Mpa Ván khuôn thep

Cốt thép chờ t-ờng tr-ớc

Cẩu

Thùng chứa

bê tông

Hỡnh 2.3.4 Thi cụng bệ móng

- Bước 5: Thi cụng thõn và tường cỏnh mố

+ Lắp dựng đà giỏo vỏn khuụn, cốt thộp thõn mố

+ Đổ bờ tụng thõn mố

+ Lắp dựng đà giỏo vỏn khuụn, cốt thộp, cốt thộp tường thõn, tường cỏnh mố

+ Đổ bờ tụng tường thõn tường cỏnh mố

+ Thỏo dỡ đà giỏo vỏn khuụn và cỏc kết cấu phụ tạm khỏc

- 16.204m

+ 7.29m

+ 5.50m + 14.05m

Đất đắp đầm chặt

Bê tông đệm fc' = 15Mpa

Bệ mố đã thi công xong

Văng chống Ván khuôn thep Sàn công tác dày 5cm ống dẫn bê tông  125

Hỡnh 2.3.5 Thi cụng phần thõn và tường cỏnh mố

- Bước 6: Hoàn thiện mố

+ Bảo dưỡng bờ tụng

+ Xõy chõn khay và đắp đất sau mố

+ Hoàn thiện mố

- 16.204m

+ 7.29m + 11.73m + 14.05m

Hỡnh2.3.6 Hoàn thiện mố

2.3.3 Biện phỏp thi cụng trụ

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng, huy động vật tư, thiết bị thi cụng trụ

+ Chuẩn bị vật tư mỏy múc thi cụng

+ Đúng cọc định vị

+ Đúng cọc vỏn thộp bằng bỳa rung

+ Lắp rỏp vành đai ngoài và cỏc thanh giằng

+ Đắp đất bờn trong tường cọc vỏn thộp

Hình 2.3.7 Chuẩn bị mặt bằng thi công trụ

- Bước 2: Rung hạ ống vách và khoan tạo lỗ

+ Đóng cọc định vị 2I360

+ Lắp khung dẫn hướng để rung hạ ống vách

+ Dùng búa rung, rung hạ ống vách tới cao độ thiết kế

+ Dùng máy khoan, khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế

+ Vệ sinh lỗ khoan, lắp dựng vào hạ lồng cốt thép

+ Lắp ống đổ, phểu đổ bê tông

+ Đổ bê tông cọc khoan nhồi ( Mặt bê tông cao trên cao độ bệ đáy 1.5m )

- 18.20m ống vách 

Cọc định vị 2I360

Máy khoan

Hỡnh 2.3.8 Thi cụng cọc khoan nhồi trụ

- Bước 3: Đổ bờ tụng cọc khoan nhồi

+ Đổ bờ tụng cọc khoan nhồi và nhổ ống vỏch

+ Kiểm tra chất lượng cọc

+ Di chuyển mỏy múc ra khỏi vị trớ

+ Đào đất trong vũng võy đến cao độ quy định

- Bước 4: Thi cụng cụng bệ múng

+ Đổ lớp bờ tụng bịt đỏy

+ Hỳt nước trong hố múng

+ Tiến hành cắt ống vỏch, đập đầu cọc, vệ sinh đầu cọc

+ Đổ lớp bờ tụng tạo phẳng dày 10cm

+ Lắp dựng vỏn khuụn, cốt thộp, văng chống bệ trụ

+ Đổ bờ tụng bệ trụ đến cao độ thiết kế bằng mỏy bơm bờ tụng

- Bước 5: Thi công thân xà mũ trụ

+ Đắp đất hố móng đến cao độ thiết kế

+ Lắp dựng ván khuôn, văng chống, cốt thép thân trụ

+ Tiến hành đổ bê tông thân trụ

+ Bảo dưỡng bê tông

- Bước 6: Hoàn thiện trụ

+ Chờ cho bê tông thân trụ và xà mũ trụ đạt cường độ thì tiến hành tháo rõ ván khuôn + Thi công đá kê gối

+ Bảo dưỡng bê tông, lấp hố móng, trả lại lòng sông

+ Tháo giỡ cọc ván thép và thanh thải lòng sông

2.3.4 Biện pháp thi công kết cấu nhịp

- Bước 1: Công tác chuẩn bị

+ Chế tạo từng đoạn dầm trong công xưởng, vận chuyển ra công trường bằng xe ôtô + Lắp dựng hệ thống đường ray tà vẹt

+ Lắp dựng đường hệ thống đường trượt dưới

+ Tiến hành ghép các dầm với nhau thành từng cụm, mỗi cụm từ 2-3 dầm

+ Lắp dựng hệ thống đà giáo MRT và hệ thống đường trượt dưới trên dỉnh trụ

+ Lắp dựng hệ thống đường trượt trên vào đáy dầm

- Bước 2: Lao kéo cụm dầm số 1

+ Lắp dựng hệ thống mũi dẫn, tời, múp, cáp

+ Tiến hành kéo nhịp về phía nhịp lao

+ Tiếp tục nối dài các đoạn dầm và kéo về phía trước cho đến khi mũi dẫn nằm trên đỉnh

mố bên kia

+ Tháo dỡ mũi dẫn, tời, cáp

+ Tiến hành kích hạ cụm dầm xuống đỉnh mố, trụ

- Bước 3: Thi công cụm dầm tiếp theo

+ Tiến hành lắp đặt cụm dầm tiếp theo trình tự như thi công cụm đầu tiên và hạ xuống gối

+ Tiến hành tháo dỡ hệ thống đường trượt, hệ thống đà giáo MRT

+ Tiến hành thi công hệ liên kết ngang, hệ thống mặt cầu

- Bước 4: Hoàn thiện kết cấu nhịp

+ Bảo dưỡng bê tông mặt cầu, thi công hệ thống lan can, thi công lớp phủ mặt cầu

+ Lắp dựng hệ thống thoát nước, chiếu sáng trên cầu

7.077

-16.923

-18.05

2.97 -4.4

-20.5 -3.34

8.00

1.30 TS 0

N - Value

10 20 30 40 50

9 12

6.89 1.40 TS

THAI NGUYEN

HA NOI

-0.67 RD 0.50 -4.67 4.00 2b -5.87 3b 5.20 -9.27 8.60 5a -11.775b11.10 -14.177b13.50 -15.07 7a 14.40 -15.97 7b 15.30 -16.87 7a 16.20 -18.17 7b 17.50

0

N - Value

10 20 30 40 50

7 18 35

>50

>100

6.86 2.66 4.20 2a -0.54 7.40 2b -5.64 12.50 3b

-12.94 19.80 5a -16.14 23.00 7a -20.64 27.50 7b

0 10 20 30 40 50

3 10 8 15

>50 39

>50

8.00

1.30 TS

-2.70 10.70

2b

-12.70 20.70

5a -14.507a22.50

>50

6.89 1.40 TS

-3.91 10.80 2

-8.61 15.50 3b -12.01 18.90 6

-23.11 30.00 7b

0

N - Value

10 20 30 40 50

6 7 15

>50

18 cäc khoan nhåi 18 cäc khoan nhåi

1 1.4 6.60

3a

15.335 15.335

Hình 2.3.9 Trụ hoàn thiện kết cấu nhịp

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2 CẦU BÊ

TÔNG CỐT THÉP NHỊP GIẢN ĐƠN I=33M

3.1.Bố trí chung phương án

bè trÝ chung cÇu(tû lÖ 1:1000)

9600 6000

9

-15.923 4.077

-16.204

5.296

D=120cm, L=20M -0.67 RD0.50

-4.67 4.00 2b -5.87 3b 5.20

-9.27 8.60 5a

-11.77 11.10 5b

-14.17 13.50 7b -15.07 7a 14.40 -15.97 7b 15.30 -16.87 7a 16.20 -18.17 7b 17.50

0

N - Value

10 20 30 40 50

7 18 35

>50

>100

6.86

2.66 4.20 2a

-0.54 7.40 2b

-5.64 12.50 3b

-12.94 19.80 5a

-16.14 23.00 7a

-20.64 27.50 7b

0 10 20 30 40 50

3 10 8 15

>50 39

>50

8.00 1.30 TS

-2.70 10.70 2b

>50

6.89 1.40 TS

-3.91 10.80 2

-8.61 15.50 3b

-12.01 18.90 6

-23.11 30.00 7b

0

N - Value

10 20 30 40 50

6 7 15

>50

1 1.4 6.60

3a

H5%=9.91 H1%=10.81 30000 15.256

-4.7 -2.5

17.56

HA NOI

A1 STA: 31+960.00

8.00

HA NOI

Hình 3.1.1.Bố trí chung cầu

3.1.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật

- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT DƯL và BTCT theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05

- Mố, trụ đặt trên nền móng CKN đường kính 1200mm

- Bề rộng cầu B= (2x16)+ 2x1.0 = 34.0 m

- Chiều dài toàn cầu LTC = 215,6m

- Đường 2 đầu cầu theo tiêu chuẩn cấp 4 đồng bằng

- Tải trọng thiết kế cầu: HL93 + người 3 KN/m2

- Tần suất thiết kế: P1%, H1% = 10.81m ; H5% = 9.91m

- Sông có thông thuyền, có cây trôi

- Cao độ theo hệ cao độ Quốc gia

- Tọa độ theo hệ tọa độ VN2000

3.1.2 Sơ đồ kết cấu

a) Kết cấu phần trên

- Mặt cắt ngang cầu gồm 14 phiến dầm I bằng BTCTDƯL f’c=40MPa với khoảng cách giữa các tim dầm chủ a = 2,250m; chiều cao dầm h = 1,65 m

- Mặt cầu bao gồm:

- Lớp Bê tông nhựa Asphalt dày 10 cm , bao gồm cả lớp phòng nước

+ Lan can: Dùng loại lan can hỗn hợp ( vừa chắn ôtô vừa đảm bảo cho người đi )

- Vật liệu:

+ Bê tông dầm mác 40 MPa

+ Bê tông lan can mác 25 MPa

+ Thép DƯL dùng loại bó cáp 5 – 7 ( Theo tiêu chuẩn ASTM A416-85 Grade270 ) + Cốt thép thường dùng loại AI và AII

+ Gối cầu dùng loại gối cao su có lõi thép nhập ngoại

b) Kết cấu phần dưới:

- Mố bê tông cốt thép dạng chữ U, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2m

- Trụ đặc thân hẹp BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2 m

- Vật liệu:

+ Bê tông mố & bản quá độ mác 30 MPa

+ Cốt thép thường dùng loại AI & AII

16000 1000

mÆt c¾t ngang t¹i mè

Hình 3.2.1 Bố trí chung kết cấu nhịp dầm

3.2.2 Cấu tạo mố cầu

- Mố U BTCT đặt trên nền móng cọc khoan nhồi đường kính D=1.2m Mố M1đặt trên

nền móng 18 cọc khoan nhồi L=20m., Mố M2 đặt trên nên móng 18 cọc khoan nhồi L=

B

Hình 3.2.2 Cấu tạo mố cầu

3.2.3 Cấu tạo trụ cầu

- Trụ đặc thân hẹp BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2 m

- Trụ T1 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 20m

- Trụ T2 đặt trên nền móng gồm 8cọc khoan nhồi , L= 25m

- Trụ T3 đặt trên nền móng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 25m

- Trụ T4 đặt trờn nền múng gồm 8 cọc khoan nhồi , L= 25m

- Trụ T5 đặt trờn nền múng gồm 8 cọc khoan nhồi, L = 20m

10.828

13.100

11.012 13.080

Bê tông đệm 15mpa, 10cm

Đá dăm đệm 20cm

3.3 Biện pháp thi công chủ đạo

3.3.1 Nguyên tắc bố trí công trường

- Bố trí công trường chính gồm lán trại và tập trung vật liệu thiết bị thi công, bãi đúc dầm

ở 2 bên mố M1 và mố M2

3.3.2.Biện pháp thi công mố

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng

+ Chuẩn bị vật liệu, máy móc thi công

+ Xác định phạm vi thi công , định vị trí tim mố

+ Dùng máy ủi kết hợp với thủ công san ủi mặt bằng thi công

+ Rải lớp đá dăm đệm

+ 5.50m

Hình 3.3.1 San ủi mặt bằng thi công

- Bước 2: Thi công cọc khoan nhồi

+ Định vị tim cọc

+ Dùng búa rung, rung hạ ống vách tới cao độ thiết kế

+ Tiến hành khoan tạo lỗ tới cao độ thiết kế

+ Vệ sinh lỗ khoan, lắp đặt và hạ lồng cốt thép

+ Lắp ống đổ, phểu đổ bê tông

+ Đổ bê tông cọc bằng phương pháp vữa dâng

- 16.204m + 5.50m

Hình 3.3.2 Thi công cộc khoan nhồi

- Bước 3: Thi công hố móng

+ Dùng máy kết hợp thủ công đào đến cao độ đáy móng

+ Đào rãnh thoát nước, hố tụ nước bố trí máy bơm nếu cần

M¸y xóc

1:1.25

- 16.204m

+ 5.50m

Hình 3.3.3 Thi công hố móng

- Bước 4: Thi công bệ móng

+ Đổ bờ tụng bệ múng

Văng chống gỗ

Bê tông đệm fc' = 15Mpa Ván khuôn thep

Hỡnh 3.3.4 Thi cụng bệ móng

- Bước 5: Thi cụng thõn và tường cỏnh mố

+ Lắp dựng đà giỏo vỏn khuụn, cốt thộp thõn mố

+ Đổ bờ tụng thõn mố

+ Lắp dựng đà giỏo vỏn khuụn, cốt thộp, cốt thộp tường thõn tường cỏnh mố

+ Đổ bờ tụng tường thõn, tường cỏnh mố

+ Thỏo dỡ đà giỏo vỏn khuụn và cỏc kết cấu phụ tạm khỏc

Đất đắp đầm chặt

Bê tông đệm fc' = 15Mpa

Bệ mố đã thi công xong

Văng chống Ván khuôn thep Sàn công tác dày 5cm

- 16.204m

+ 7.29m

+ 5.50m + 14.05m

Hỡnh 3.3.5 Thi cụng phần thõn và tường cỏnh mố

- Bước 6: Hoàn thiện mố

+ Bảo dưỡng bờ tụng

+ Xõy chõn khay và đắp đất sau mố

+ Hoàn thiện mố

- 16.204m

+ 7.29m+ 11.73m+ 14.05m

Hình 3.3.6 Hoàn thiện mố

3.3.3 Biện pháp thi công trụ

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng, huy động vật tư, thiết bị thi công trụ

+ Chuẩn bị vật tư máy móc thi công

+ Đóng cọc định vị

+ Đóng cọc ván thép bằng búa rung

+ Lắp ráp vành đai ngoài và các thanh giằng

+ Đắp đất bên trong tường cọc ván thép

Hình 3.3.7 Chuẩn bị mặt bằng thi công trụ

- Bước 2: Rung hạ ống vách và khoan tạo lỗ

+ Đóng cọc định vị 2I360

+ Lắp khung dẫn hướng để rung hạ ống vách

+ Dùng búa rung rung hạ ống vách tới cao độ thiết kế

+ Dùng máy khoan khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế

+ Vệ sinh lỗ khoan, lắp dựng vào hạ lồng cốt thép

+ Lắp ống đổ, phểu đổ bê tông

+ Đổ bê tông cọc khoan nhồi ( Mặt bê tông cao trên cao độ bệ đáy 1.5m )

Hình 3.3.8 Thi công cọc khoan nhồi trụ

- Bước 3: Đổ bê tông cọc khoan nhồi

+ Đổ bê tông cọc khoan nhồi và nhổ ống vách

+ Kiểm tra chất lượng cọc

+ Di chuyển máy móc ra khỏi vị trí

+ Đào đất trong vòng vây đến cao độ quy định

- Bước 4: Thi công công bệ móng

+ Đổ lớp bê tông bịt đáy

+ Hút nước trong hố móng

+ Tiến hành cắt ống vách, đập đầu cọc, vệ sinh đầu cọc

+ Đổ lớp bê tông tạo phẳng dày 10cm

+ Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, văng chống bệ trụ

+ Đổ bê tông bệ trụ đến cao độ thiết kế bằng máy bơm bê tông

+ Đắp đất hố móng đến cao độ thiết kế

+ Lắp dựng ván khuôn, văng chống, cốt thép thân trụ

+ Tiến hành đổ bê tông thân trụ

+ Bảo dưỡng bê tông

- Bước 6: Hoàn thiện trụ

+ Chờ cho bê tông thân trụ và xà mũ trụ đạt cường độ thì tiến hành tháo rỡ ván khuôn + Thi công đá kê gối

+ Bảo dưỡng bê tông, lấp hố móng, trả lại lòng sông

+ Tháo giỡ cọc ván thép và thanh thải lòng sông

3.3.4 Biện pháp thi công kết cấu nhịp

- Bước 1: Công tác chuẩn bị

+ Đúc dầm trên bãi đúc đầu cầu

+ Lắp dựng đường di chuyển giá ba chân và đường vận chuyển dầm

+ Lắp dựng giá ba chân

+ Chuẩn bị các thiết bị an toàn

- Bước 2: Di chuyển giá ba chân ra vị trí lao dầm

+ Di chuyển dầm vào vị trí đứng của giá 3 chân

+ Dùng xe cẩu số 2 treo 1 đầu dầm lên và tiếp tục di chuyển ra phía nhịp lao

+ Dùng xe cẩu 1 nhấc đầu dầm còn lại, di chuyển đến nhịp cần lao, sao cho dầm sau không bị vướng bởi dầm trước

+ Sàng ngang dầm và hạ xuống gối

+ Thi công dầm ngang và mối nối dọc

-Bước 3: Thi công các nhịp tiếp theo

+ Lắp dựng hệ thống đường vận chuyển lên nhịp vừa lao

+ Di chuyển giá ba chân ra vị trí nhịp cần lao

+ Tiến hành lao kéo các dầm và gác lên đỉnh trụ, trình tự thi công như nhịp 1

+ Thi công các nhịp tiếp theo tương tự như nhịp 1

-Bước 4: Hoàn thiện kết cấu nhịp

+ Thỏo dỡ hệ thống giỏ ba chõn

+ Thỏo dỡ hệ thống đường vận chuyển dầm, đường di chuyển giỏ ba chõn

+ Thi cụng hệ thống lan can, lớp phủ mặt cầu

+ Lắp đặt hệ thống thoỏt nước, hệ thống chiếu sỏng

Xe lao dầm TBLZ-70

Dầm BTCT DƯL L=33m đối trọng

TÀ V? T 200x200 éU? NG LAO NGANG

éÁ DAM é? M

BÃI éÚC D? M

6000

Hỡnh 3.3.9.Thi cụng nhịp I 33m

CHƯƠNG IV: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

4.1.Cơ sở lựa chọn phương án

Sau khi đề xuất cấu tạo các phương án cầu, ta cần tiến hành so sánh để chọn được một phương án hợp lý nhất thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ mỹ thuật 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 cấu nhịp ít ảnh hưởng xấu đến môi trường

-Về khả năng thi công: Dễ thi công, thời gian thi công ngắn, tận dụng được vật liệu địa 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 chất lượng tốt, an toàn cho giao thông thủy bộ

4.2 So sánh về kinh tế

+ Phương án 1: Cầu dầm supper T, nhịp giản đơn

- Sử dụng kết cấu định hình, do đó tận dụng được vật liệu sẵn có ở trong nước như cát, đá

xi măng là chủ yếu, còn phần cốt thép chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ so với trọng lượng toàn kết cấu

và thường sử dụng loại cốt thép tròn, giá rẻ hơn loại thép dùng làm cầu ở phương án cầu liên hợp

- Giảm được chi phí duy tu bảo dưỡng so với phương án cầu dầm thép liên hợp

+Phương án 2: Cầu dầm BTCT I, nhịp giản đơn

- Thép dùng làm vật liệu chế tạo cầu tốn hơn so với phương án Cầu BTCT Đối với đất nước ta phần lớn số thép trên phải nhập từ nước ngoài, chi phí vận chuyển lớn

- Ở môi trường ẩm, mặn, axít, thép dễ bị gỉ do đó làm giảm tuổi thọ của công trình, mất nhiều thời gian duy tu bảo dưỡng

- Trong quá trình khai thác phải sơn định kỳ để chống gỉ do đó tốn kém hơn

4.3 So sánh về kỹ thuật

Phương án 1: Cầu dầm supper T, nhịp giản đơn

Thi công kết cấu nhịp bằng giá 3 chân : ưu điểm của nó là thi công rất an toàn nhưng cồng kềnh và khá phức tạp

Bản cánh dầm cứng tạo sàn công tác cho các công việc dưới mặt cầu ngay sau khi dầm được đặt vào vị trí, tạo sự an toàn cho công nhân

Dầm có dạng mặt đáy dạng dầm hộp với ít góc cạnh nên được xem như tương đương với các dầm hộp hay bản có lỗ đúc tại chỗ đang được ưa chuộng Đáy các nhịp và xà mũ liên tục tạo hiệu quả cao về mỹ quan

Ngoài ra nó còn có nhiều ưu điểm về khả năng sử dụng như : giao thông êm thuận, tránh được tiếng ồn

Ngày nay chúng ta hiểu BTCT và BTCT dự ứng lực là loại vật liệu lý tưởng có khả năng cạnh tranh với thép trong lĩnh vực xây dựng nói chung và trong xây dựng cầu nói riêng Tính bền cơ học của bêtông tuy có thua kém thép nhưng bê tông lại có khả năng chịu mỏi tốt, có khả năng chống lại các tác động của môi trường tốt hơn thép nên trong quá trình sử dụng tránh được chi phí duy tu bảo dưỡng

Phương án 2 (Cầu dầm BTCT)

+Ưu điểm:

- Sử dụng kết cấu định hình, do đó tận dụng được vật liệu sẵn có ở trong nước như cát, đá

xi măng là chủ yếu, còn phần cốt thép chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ so với trọng lượng toàn kết cấu

và thường sử dụng loại cốt thép tròn, giá rẻ hơn loại thép dùng làm cầu ở phương án cầu liên hợp

- Cầu BTCT có độ cứng hơn, có đủ độ bền đáp ứng được yêu cầu khai thác an toàn, thuận tiện, tuổi thọ công trình cao

- Giảm được chi phí duy tu bảo dưỡng so với phương án Dầm Thép Liên Hợp

vị xây lắp trong nước, điều kiện duy tu bảo dưỡng, căn cứ vào kết quả chấm điểm, dưới

sự chỉ dẫn của giáo viên, em quyết định chọn phương án 1: Cầu dầm supper T để thiết

kế kỹ thuật