Đồ án thiết kế cầu Đại Lộc bắc qua sông Thạch Hãn nối Phường Đông Lương

Quảng Trị là một tỉnh thuộc vùng miền trung. Phía Bắc giáp Tỉnh Quảng Bình, phía Nam giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Tây giáp đất nước Lào, phía Đông giáp Biển Đông. Tỉnh Quảng Trị rất thuận tiện trong giao thông: có Quốc lộ 1A đi xuyên qua.Trên địa bàn có nhiều khu di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh có thể phát triển ngành du lịch, đáp ứng nhu cầu tham quan, vui chơi giải trí cho khách du lịch. Do đó mà hệ thống giao thông ở trên địa bàn tỉnh cần được đầu tư xây dựng, phát triển, mở rộng để đáp ứng tốt nhu cầu đi lại của người dân đồng thời tạo điều kiện lưu thông thuận lợi góp phần đẩy mạnh sự phát triển kinh tế của khu vực nói riêng và của cả nước nói chung. Cầu Đại Lộc dự kiến bắc qua sông Thạch Hãn nối Phường Đông Lương,Thành Phố Đông Hà và xã Triệu Thuận, Huyện Triệu Phong tỉnh Quảng Trị. Địa hình thềm sông: Bề mặt địa hình tương đối bằng phẳng . Hai bên dọc bờ sông là khu vực dân cư sinh sống. Địa hình lòng sông: Cầu Đại Lộc tại khu vực khảo sát rộng hơn 136m, dòng chảy tương đối ổn định. Bề mặt địa hình lòng sông không bằng, cao độ địa hình lòng sông thay đổi trong khoảng từ +6.5m đến -5.0m. Khu vực xây dựng cầu có địa mạo chủ yếu là các cây bụi, cây nhỏ, vấn đề phát dọn bề mặt để tạo diện thi công, tập trung máy móc, trang thiết bị, bố trí lán trại phục vụ cho công tác xây dựng cầu tương đối thuận lợi, và không cần phải tốn nhiều công sức.

Trang 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC BẢNG 7

DANH MỤC HÌNH 11

PHẦN MỞ ĐẦU 15

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 15

1.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến 15

1.1.1 Giới thiệu chung 15

1.1.2 Điều kiện về địa hình 15

1.1.3 Địa mạo 15

1.1.4 Địa chất 15

1.1.5 Địa chất thuỷ văn 16

1.1.6 Khí hậu 16

1.2 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến 16

1.2.1 Dân cư và sự phân bố dân cư 16

1.2.2 Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội của vùng 17

1.2.3 Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai 17

1.3 Các điều kiện thi công 17

1.3.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu 17

1.3.2 Điều kiện cung cấp máy móc 18

1.3.3 Điều kiện cung cấp nhân lực 18

1.3.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt 18

1.3.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc 18

1.4 Phân tích sự cần thiết phẩi đầu tư dự án 19

1.5 Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng 19

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 20

2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ 20

2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ 20

2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau 20

2.3.1 Phương án I 20

2.3.2 Phương án II 21

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ 22

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC 22

3.1 Giới thiệu chung về phương án 22

Trang 2

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 23

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 25

3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị 25

3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn 26

3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ 26

3.4.1 Khối lượng mố 26

3.4.2 Khối lượng trụ 28

3.5 Tính toán số lượng cọc 29

3.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ 29

3.6 Tính toán sức chịu tải của cọc đóng 32

3.6.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 32

3.6.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 32

3.7 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 36

3.7.1 Xác định số lượng cọc 36

3.7.2 Bố trí cọc 37

37

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN II CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP 2 NHỊP 2X48m 37

4.1 Giới thiệu chung về phương án 37

4.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 40

4.2.1 Khối lượng dầm chủ và thanh giằng 40

4.2.2 Khối lượng các bộ phận trên cầu 40

4.2.3 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn 41

4.3 Tính toán khối lượng mố, trụ 41

4.3.1 Khối lượng mố 41

4.3.2 Khối lượng trụ 43

4.4 Tính toán số lượng cọc 45

4.4.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ 45

4.5 Tính toán sức chịu tải của cọc đóng 47

4.5.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 47

4.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 48

4.6 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 51

4.6.1 Xác định số lượng cọc 51

4.6.2 Bố trí cọc 52

Trang 3

CHƯƠNG 5: LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT – SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG

ÁN TỐI ƯU 53

5.1 Cơ sở để lựa chọn đưa vào thiết kế kỹ thuật 53

5.2 Theo điều kiện kinh tế 53

5.2.1 Phương án I: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST tiết diện I gồm 3 nhịp 32m 53

5.3 Khả năng thi công 57

5.4 Khả năng sử dụng vật liệu địa phương 57

5.5 Duy tu bão dưỡng 57

5.6 Theo điều kiện khai thác sử dụng 57

5.7 Theo điều kiện mỹ quan 57

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 59

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 59

6.1 Số liệu thiết kế và cơ sở lựa chọn tiết diện 59

6.1.1 Số liệu thiết kế 59

6.2 Các giai đoạn làm việc và tải trọng tác dụng 60

6.2.2 Tĩnh tải rải đều trên một dầm chủ 61

6.3 Nội lực và tổ hợp nội lực 61

6.3.1 Tính hệ số phân bố ngang cho hoạt tải thiết kế 61

6.3.2 Hệ số phân bố ngang của mô men 62

6.3.3 Hệ số phân bố ngang đối với lực cắt 65

6.3.4 Tính toán nội lực dầm chủ do tỉnh tải 66

6.3.5 Tính toán nội lực dầm chủ do hoạt tải thiết kế 70

6.3.6 Tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn tại các mặt cắt đặc trưng 78

6.4 Tính toán bố trí cốt thép DƯL 80

6.4.1 Chọn sơ bộ số lượng cáp dự ứng lực 80

6.4.2 Bố trí cốt thép DƯL cho dầm chủ 82

6.5 Tính toán mất mát ứng suất 84

6.5.1 Tính đặc trưng hình học của dầm chủ 84

6.5.2 Tính mất mát ứng suất 91

6.6 Kiểm toán dầm chủ 97

6.6.1 Kiểm toán TTGH cường độ 1 97

6.6.2 Kiểm toán TTGH sử dụng 108

6.6.3 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy do mỏi 117

CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ T1 119

Trang 4

7.1 Số Liệu Tính Toán 119

7.2 Tính toán các tải trọng tác dụng lên trụ 120

7.2.1 Tỉnh tải 120

7.2.2 Hoạt tải ( LL+IM ) 121

7.2.3 Hoạt tải người đi ( PL ) 126

7.2.4 Lực hãm xe ( BR ) ( 3.6.4 ) 127

7.2.5 Lực ly tâm ( CE ) ( 3.6.3 ) 127

7.2.7 Tải trọng nước (Theo TCN 3.7): (WA) 132

7.3 Tổ hợp tải trọng 136

7.3.1 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt xà mũ ( mặt cắt A-A ) 136

7.3.2 Mặt cắt đỉnh móng I-I 140

7.3.3 Mặt cắt tại đáy móng II-II 146

7.4 Kiểm toán tại các mặt cắt 153

7.4.1 Kiểm toán mặt cắt xà mũ ( mặt cắt A-A ) 153

158

7.4.2 Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng: I-I 161

166

7.5 Tính toán đài cọc 179

7.5.1 Tính toán chọc thủng 179

7.5.2 Tính toán theo điều kiện chịu uốn 179

PHẦN III : THIẾT KẾ THI CÔNG 185

CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 185

8.1 Đặc điểm cấu tạo trụ T1 185

8.1.1.Thủy văn 185

8.1.2.Địa chất 186

8.1.3 Cao độ tự nhiên 186

8.2 Đề xuất các phương án thi công trụ T1 186

8.3.Trình tự thi công trụ T1 187

8.4 Các công tác chính trong quá trình thi công trụ T1 188

8.4.1 Công tác chuẩn bị 188

8.4.2 Công tác định vị tim trụ 188

8.4.3 Công tác thi công cọc BTCT 192

8.4.4 Thi công đóng cọc 196

8.4.5 Thi công vòng vây cọc ván thép 201

Trang 5

8.4.6 Công tác đào đất hố móng 203

8.4.7 Hút nước hố móng 203

8.4.8 Thi công bệ trụ, thân trụ, xà mủ 204

8.4.9.Thi công thân trụ cầu 205

8.4.10.Thi công xà mũ trụ 206

8.5.Tính toán các công trình phụ tạm 206

8.5.1 Tính toán cọc ván thép 206

8.5.2 Các nguyên tắc tính toán 206

8.5.3.Tính toán ván khuôn 212

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 238

9.1 Giới thiệu chung 238

9.2 Đặc điểm lao lắp các dầm chủ BTCT ƯST đúc sẵn 238

9.3 Đề xuất các phương án và chọn phương án thi công 239

9.3.1 Các điều kiện để chọn phương án thi công 239

9.3.2 Đề xuất các phương án thi công 239

9.4 Ưu nhược điểm của các phương án 241

9.4.1 Phương án 1: Lao lắp dầm bằng giá long môn 241

9.4.2 Phương án 2: Dùng dầm dẫn và giá long môn 242

9.4.3 Phương án 3: Dùng tổ hợp giá 3 chân 242

9.5 So sánh chọn phương án thi công 242

9.5.1 Phương án 1 242

9.5.2 Phương án 2 243

9.5.3 Phương án 3 243

9.6 Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm bằng tổ hợp giá 3 chân 243

9.6.1 Kiểm tra ổn định lật của tổ hợp trong quá trình thi công 243

9.6.2 Tính toán lực kéo, lực hãm 247

CHƯƠNG 10: TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRỤ T3 250

10.1 Khối lượng công tác 250

10.2 Định mức công tác 251

10.2.1 Công tác chuẩn bị và đúc cọc 251

10.2.2 Đóng cọc bê tông cốt thép đường kính cọc 40cmx40cm chiều dài cọc <24 m: đơn vị 100m 252

10.2.3 Đóng cọc ván thép <=12m : đơn vị 100m 252

10.2.4 Đào hố móng :đơn vị 100m3 253

Trang 6

10.2.5 Đổ bê tông bệ trụ 253

10.2.6 Thi công thân trụ lần 1 254

10.2.7 Đổ bê tông thân trụ lần 2 256

10.2.8 Đổ bê tông xà mũ 257

10.3 Thời gian hoàn thành công tác 259

TÀI LIỆU THAM KHẢO 263

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Khối lượng bê tông 1 nhịp 32m 25

Bảng 3.2: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị 25

Bảng 3.3: Khối lượng lan can tay vịn cho 1 nhịp 32m 26

Bảng 3.4: Thể tích các bộ phận của mố cầu 27

Bảng 3.5: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép 1 mố 28

Bảng 3.6: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ 1,2 29

Bảng 3.7: Áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố trụ 31

Bảng 3.8: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu 32

Bảng 3.9:Dự báo sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm SPT 32

Bảng 3.10: Tính sức kháng bên lớp á sét dẻo 33

Bảng 3.11:Tính sức kháng bên lớp sét ,nửa cứng 33

Bảng 3.12: Tính sức kháng bên lớp cát hạt trung,chặt vừa 35

Bảng 3.13:Tính sức kháng mũi chưa hiệu chỉnh 35

Bảng 3.14: Tính toán số lượng cọc 37

Bảng 4.2: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị: 41

Bảng 4.3: Khối lượng lan can tay vịn cho 1 nhịp 48m: 41

Bảng 4.4: Thể tích các bộ phận của mố cầu: 42

Bảng 4.5: Thể tích các bộ phận của mố cầu 43

Bảng 4.6: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép 1 mố: 43

Bảng 4.7: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ 1 44

Bảng 4.8: Áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố trụ: 47

Bảng 4.9: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu: 47

Bảng 4.10:Dự báo sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm SPT 48

Bảng 4.11: Tính sức kháng bên lớp á sét dẻo 49

Bảng 4.12:Tính sức kháng bên lớp sét ,nửa cứng 49

Bảng 4.14:Tính sức kháng mũi chưa hiệu chỉnh 50

Bảng 4.15: Tính toán số lượng cọc 51

Bảng 5.1:Tổng hợp khối lượng phương án 1 cầu dầm DƯL giản đơn(32*3)m 53

Bảng 5.3:Tổng hợp khối lượng phương án 2 cầu dầm thép liên hợp với bản BTCT(48*2)m 55

Bảng 5.5:So sánh 2 phương án 58

Bảng 6.1: Tĩnh tải rải đều trên dầm biên 61

Bảng 6.2: Mô men do tĩnh tải tại các mặt cắt tính toán đối với dầm biên 67

Bảng 6.3: Lực cắt do tĩnh tải tại các mặt cắt tính toán đối với dầm biên 69

Trang 8

Bảng 6.4: Giá trị mômen do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm biên 72

Bảng 6.5: Giá trị mômen do xe hai trục tác dụng lên dầm biên 72

Bảng 6.6: Giá trị mômen do tải trọng làn tác dụng lên dầm biên 72

Bảng 6.7: Giá trị mômen do đoàn người tác dụng lên dầm biên 73

Bảng 6.8: Tổ hợp mômen do hoạt tải tác dụng lên dầm biên 73

Bảng 6.9: Giá trị lực cắt do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm biên 76

Bảng 6.10: Giá trị lực cắt do xe hai trục tác dụng lên dầm biên 76

Bảng 6.11: Giá trị lực cắt do tải trọng làn tác dụng lên dầm biên 76

Bảng 6.12: Giá trị lực cắt do đoàn người tác dụng lên dầm biên 77

Bảng 6.13: Giá trị lực cắt do hoạt tải tác dụng lên dầm biên 78

Bảng 6.14: Tổ hợp mômen theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm biên 78

Bảng 6.15: Tổ hợp lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm biên 78

Bảng 6.16: Tổ hợp mômen theo trạng thái giới hạn sử dụng của dầm biên 79

Bảng 6.17: Tổ hợp lực cắt theo trạng thái giới hạn sử dụng của dầm biên 79

Bảng 6.18: Bảng tính đặc trưng bó cáp 83

Bảng 6.19: Bảng tính tọa độ bó cáp: 83

Bảng 6.20: Toạ độ trọng tâm các bó cáp tại các tiết diện tính từ đáy dầm 84

Bảng 6.21: Bảng tính đặc trưng hình học giai đoạn 1 88

Bảng 6.24: Bảng tính mất mát trong bó 1 92

Bảng 6.25: Bảng tính mất mát trong bó 2 92

Bảng6.26: Bảng tính mất mát trong bó 3,4 93

Bảng 6.27: Bảng tổng hợp MMƯS do ma sát 93

Bảng 6.28: Bảng kết quả ứng suất f: 94

Bảng 6.29: Bảng tổng hợp MSƯS do co ngắn đàn hồi 95

Bảng 6.30: Bảng tổng hợp MSƯS do từ biến của bê tông 95

Bảng 6.31: Bảng MMƯS do co tự chùng của cáp DƯL 96

Bảng 6.32: Bảng MMƯS do co tự chùng của cáp DƯL 96

Bảng 6.33: Bảng tổng hợp MMƯS 96

Bảng 6.34:Kiểm toán cường độ uốn 100

Bảng 6.35: Kiểm toán lượng cốt thép tối đa 100

Bảng 6.36: Bảng tính dv 103

Bảng 6.37: Bảng tính Vp 103

Bảng 6.38: Bảng ứng suất cắt trong bê tông 105

Trang 9

Bảng 6.39: Bảng kiểm toán lực cắt 107

Bảng 6.40: Ứng suất thớ trên trong quá trình thi công(giai đoạn 1) 110

Bảng 6.41: Ứng suất thớ dưới trong quá trình thi công(giai đoạn 1) 111

Bảng 6.42: Ứng suất thớ trên trong quá trình thi công(giai đoạn 2) 112

Bảng 6.43: Ứng suất thớ dưới trong quá trình thi công(giai đoạn 2) 113

Bảng 6.44: Bảng kiểm toán giới hạn ứng suất của dầm tại thớ trên(giai đoạn 3) 114

Bảng 6.45: Bảng kiểm toán giới hạn ứng suất của dầm tại thớ dưới(giai đoạn 3) 115

Bảng 7.1: Trọng lượng các bộ phận trụ 121

Bảng 7.2: Tính toán giá trị hoạt tải 122

Bảng 7.6: Kích thước kết cấu hứng gió 129

Bảng 7.7: Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp 130

Bảng 7.8: Tải trọng gió dọc tác dụng lên xà mũ trụ 130

Bảng 7.9: Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ 132

Bảng 7.10: Tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ 132

Bảng 7.11: Áp lực thuỷ tỉnh 133

Bảng 7.12: Áp lực đẩy nổi 133

Bảng 7.13: Áp lực dòng chảy theo phương dọc 134

Bảng 7.14: Áp lực dòng chảy theo phương ngang 134

Bảng 7.15: Lực va tàu thuyền vào trụ 135

Bảng 7.16: Bảng tải trọng xét tới mặt cắt A-A 138

Bảng 7.17: Bảng tổ hợp tải trọng ở TTGH SD tại mặt cắt A-A 139

Bảng 7.19: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt I-I 140

Bảng 7.20: Bảng tổ hợp 1cường độ I 141

Bảng 7.21: Bảng tổ hợp 1cường độ II 142

Bảng 7.22: Bảng tổ hợp 1cường độ III.1 142

Bảng 7.23: Bảng tổ hợp 1cường độ III.2 143

Bảng 7.25: Bảng tổ hợp trạng thái GHĐB I.2 144

Bảng 7.26: Bảng tổ hợp THGHSD I.1 145

Bảng 7.27: Bảng tổ hợp THGHD I.2 145

Bảng 7.28: Bảng tổ hợp tải trọng tại đỉnh bệ(I-I) 146

Bảng 7.29: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt II-II 146

Bảng 7.30: Bảng tổ hợp cường độ I mặt cắt II-II 147

Trang 10

Bảng 7.31: Bảng tổ hợp cường độ II mặt cắt II-II 148

Bảng 7.32: Bảng tổ hợp cường độI III.1 mặt cắt II-II 148

Bảng 7.33: Bảng tổ hợp cường độI III.2 mặt cắt II-II 149

Bảng 7.34: Bảng tổ hợp theo THGHĐB I.1 mặt cắt II-II 150

Bảng 7.35: Bảng tổ hợp theo THGHĐB I.2 mặt cắt II-II 150

Bảng 7.36: Bảng tổ hợp theo THGHSD I.1 mặt cắt II-II 151

Bảng 7.37: Bảng tổ hợp theo THGHSD I.2 mặt cắt II-II 152

Bảng 7.38: Bảng tổ hợp tải trọng tai đáy bệ mặt cắt II-II 152

Bảng 7.39: Dữ liệu ban đầu 153

Bảng 7.40: Tổ hợp tải trọng tại MC A-A 153

Bảng 7.41: Kiểm toán cắt tiết diện A-A 155

Bảng 7.42: Kiểm tra nứt của tiết diện 157

Bảng 7.44: Bảng tổng hợp tải trọng tới mặt cắt I-I 163

Bảng 7.45: Bảng tính mô men kháng uốn các tiết diện 165

Bảng 7.46: Bảng đặc trưng hình học các tiết diện 167

Bảng 7.47: Kiểm toán cấu kiện chịu nén 168

Bảng 7.48: Kiểm toán cắt thân trụ 169

Bảng 7.49: Kiểm toán khả năng chịu cắt 169

Bảng 7.50: Kiểm tra nứt của tiết diện 171

Bảng 7.52: Bảng tổ hợp tải trọng đến mặt cắt đáy móng 172

174

Bảng 7.54: Tính lún móng cọc 178

Bảng 7.55: Kết quả kiểm toán mômen 181

Bảng 7.56: Kiểm toán cắt bệ trụ 182

Bảng 10.1: Bảng khối lượng công tác 250

Bảng 10.2: Bảng thời gian hoàn thành 259

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: ½ chính diện cầu 22

Hình 3.2: Mặt cắt ngang cầu 23

Hình 3.3: Mặt cắt ngang dầm I tại giữa nhịp và tại gối 24

Hình 3.4: ½ Chính diện dầm 24

Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan 24

Hình 3.6: Dầm ngang tại giữa nhịp và tại gối 24

Hình 3.7: Cấu tạo lan can 26

Hình 3.8:Cấu tạo mố trái và mố phải 27

Hình 3.9: Cấu tạo bản quá độ và gối kê 27

Hình 310: Cấu tạo trụ cầu 1,2 28

Hình 3.11: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi 30

Hình 3.12: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi 31

Hình 3.131: Mặt bằng bố trí cọc ở bệ mố A và B 37

Hình 3.14: Mặt bằng bố trí cọc ở bệ trụ 1, 2 37

Hình 4.1: ½ chính diện cầu 38

Hình 4.2: Mặt cắt ngang cầu 39

Hình 4.3: Cấu tạo dầm I 40

Hình 4.4: Cấu tạo lan can 41

Hình 4.5: Cấu tạo mố cầu 42

Hình 4.5: Cấu tạo bản quá độ và gối kê: 42

Hình 4.6: Cấu tạo trụ cầu 44

Hình 4.7: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi 46

Hình 4.9: Mặt bằng bố trí cọc ở bệ mố A và B 52

Hình 4.10: Mặt bằng bố trí cọc ở bệ trụ 1 52

Hình 6.1: Mặt cắt dầm chủ tại vị trí giữa nhịp và tại gối 60

Hình 6.2: Tiết diện qui đổi tại vị trí giữa nhịp 61

Hình 6.3: Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy cho dầm biên 63

Hình 6.4: Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy cho dầm biên 64

Hình 6.5: Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt Ltt/2 66

Hình 6.6: Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt 3Ltt/8 66

Trang 12

Hình 6.10: Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 3Ltt/8 68

Hình 6.11: Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt Ltt/4 68

Hình 6.12: Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt Ltt/8 69

Hình 6.13: Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối 69

Hình 6.14: Xếp hoạt tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt Ltt/2=15,7m 70

Hình 6.15: Xếp hoạt tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt 3Ltt/8=11,775m 71

Hình 6.21: Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt Ltt/8=3,925m 75

Hình 6.22: Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt gối 75

Hình 6.23: Tiết diện qui đổi tại vị trí giữa nhịp 81

Hình 6.24: Bố trí cáp dự ứng lực trong dầm chủ 82

Hình 6.25: Mặt cắt dầm chủ quy đổi 85

Hình 6.26: Sơ đồ tính đặc trưng hình học 3 giai đoạn 86

Hình 6.27: Vị trí xe tải TK gây ra độ võng lớn nhất 116

Hình 6.28: Xếp xe tải mõi 118

Hình 7.1: Cấu tạo trụ T1 120

Hình 7.2: Xếp tải lên đường ảnh hưởng phản lực trụ T1 121

Hình 7.7: Xếp xe lệch tâm theo phương ngang cầu 124

Hình 7.10: Xếp xe lệch tâm theo phương ngang cầu 125

Hình 7.11: Xếp tải trọng người lên ĐAH RTrụ 126

Hình 7.14: Mô phỏng tải trọng gió tác dụng lên công trình 128

Hình 7.16: Sơ đồ tính nội lực mặt cắt A-A 138

Hình 7.17: Bố trí cốt thép đá tảng 159

Hình 7.18: Cấu tạo đá tảng 160

Hình 7.19: Cắt ngang thân trụ 161

Trang 13

Hình 7.20: Quy đổi tiết diện ngang thân trụ 162

Hình 7.21 : Sơ đồ tính cấu kiện chịu nén 165

Hình 7.22: Sơ đồ bố trí cọc 173

Hình 7.23: Sơ đồ tính toán móng cọc đài thấp 173

Hình 7.24: Sơ đồ móng khối quy ước 176

Hình 7.25: Mặt bằng bố trí cọc trụ T1 và các mặt cắt tính toán 179

Hình 7.26: Biểu đồ mômen vận chuyển và cẩu lắp cọc 183

Hình 8.1: Cấu tạo trụ T1 185

Hình 8.2: Mô tả cách đưa một tọa độ ra thực địa 191

Hình 8.3: Phương pháp xác định tim trụ T1 192

Hình 8.4: Công tác đúc cọc 194

Hình 8.5: Sơ đồ treo cọc 195

Hình 8.6: Sơ đồ xách cọc 195

Hình 8.7 :Búa đóng cọc HD36 197

Hình 8.8: Trình tự đóng cọc 200

Hình 8.9: Công tác thi công cọc ván thép 201

Hình 8.10: Cấu tạo trụ cọc ván thép 202

Hình 8.11: Công tác thi công bệ trụ cầu 204

Hình 8.12: Công tác thi công thân trụ cầu 206

Hình 8.13: Sơ đồ tính cọc ván thép khi chống một tầng 207

Hình 8.14: Sơ đồ tính cọc ván thép 210

Hình 8.15: tính mô men lên cọc ván thép cọc ván thép 211

Hình 8.16 : Bố trí ván khuôn bệ móng 212

Hình 8.17 : Ván khuôn bệ móng 212

Hình 8.18 :Biểu đồ áp lực ngang của bêtông tươi 213

Hình 8.19 : Ván khuôn số 1 215

Hình 8.20: Sơ đồ làm việc của sườn ngang 217

Hình 8.21: Sơ đồ bố trí thanh giằng 218

Hình 8.22:Sơ đồ bố trí ván khuôn mặt chính diện và mặt bên thân trụ 220

Hình 8.23: Ván khuôn thân trụ 221

Hình 8.24 :Biểu đồ áp lực ngang của bêtông tươi 222

Hình 8.25 : Ván khuôn số 1 224

Hình 8.28: Sơ đồ bố trí ván khuôn mặt chính diện và mặt bên xà mũ 229

Trang 14

Hình 8.29: Cấu tạo ván khuôn xà mũ 230

Hình 8.31 : Ván khuôn số VII 233

Hình 9.1: Sơ đồ lao lắp dầm bằng giá long môn 240

Hình 9.2: Dầm dẫn và giá long môn 240

Hình 9.3: Sơ đồ lao lắp dầm bằng tổ hợp giá ba chân 241

Hình 9.4: Sơ đồ tính ổn định giá 3 chân 244

Hình 9.5: Sơ đồ tính ổn định sàng ngang dầm biên 245

Hình 9.6: Sơ đồ tính toán cáp treo dầm 248

Hình 9.7: Sơ đồ tính ổn định khi lao dầm BTCT 248

Trang 15

PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến

1.1.1 Giới thiệu chung

Quảng Trị là một tỉnh thuộc vùng miền trung Phía Bắc giáp Tỉnh Quảng Bình, phíaNam giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Tây giáp đất nước Lào, phía Đông giáp Biển Đông.Tỉnh Quảng Trị rất thuận tiện trong giao thông: có Quốc lộ 1A đi xuyên qua.Trên địa bàn

có nhiều khu di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh có thể phát triển ngành du lịch, đápứng nhu cầu tham quan, vui chơi giải trí cho khách du lịch Do đó mà hệ thống giaothông ở trên địa bàn tỉnh cần được đầu tư xây dựng, phát triển, mở rộng để đáp ứng tốtnhu cầu đi lại của người dân đồng thời tạo điều kiện lưu thông thuận lợi góp phần đẩymạnh sự phát triển kinh tế của khu vực nói riêng và của cả nước nói chung

1.1.2 Điều kiện về địa hình

Cầu Đại Lộc dự kiến bắc qua sông Thạch Hãn nối Phường Đông Lương,Thành PhốĐông Hà và xã Triệu Thuận, Huyện Triệu Phong tỉnh Quảng Trị

Địa hình thềm sông: Bề mặt địa hình tương đối bằng phẳng Hai bên dọc bờ sông làkhu vực dân cư sinh sống

Địa hình lòng sông: Cầu Đại Lộc tại khu vực khảo sát rộng hơn 136m, dòng chảytương đối ổn định Bề mặt địa hình lòng sông không bằng, cao độ địa hình lòng sông thayđổi trong khoảng từ +6.5m đến -5.0m

1.1.3 Địa mạo

Khu vực xây dựng cầu có địa mạo chủ yếu là các cây bụi, cây nhỏ, vấn đề phát dọn

bề mặt để tạo diện thi công, tập trung máy móc, trang thiết bị, bố trí lán trại phục vụ chocông tác xây dựng cầu tương đối thuận lợi, và không cần phải tốn nhiều công sức

1.1.4 Địa chất

Căn cứ vào kết quả khảo sát khoan thăm dò, các thí nghiệm tại hiện trường và thínghiệm trong phòng đã xác định được các tầng địa chất khu vực Địa chất khu vực thicông là phức tạp bao gồm khoảng 10 lớp khác nhau với sự thay đổi các lớp địa chất phứctạp Với điều kiện địa chất như vậy sẽ gây ra một số khó khăn trong công tác sử lý nềnmóng, tính toán sức chịu tải của cọc và công tác thi công cọc sau này Các lớp địa chấtthăm do tại các lỗ khoan như sau:

- Lớp I: Á sét,dẻo

- Lớp II: Sét,nửa cứng

- Lớp III: Cát hạt trung, chặt vừa

Trang 16

1.1.5 Địa chất thuỷ văn

Quảng Trị có hệ thống sông suối khá dày Các sông ở đây hầu hết bắt nguồn từ dãynúi Trường Sơn nên sông không dài, lòng sông hẹp, dốc và nhiều thác ghềnh Phần lớncác sông đều chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam ra biển

Trong tỉnh có hai hệ thống sông chính đó là sông Thạch Hãn và sông Bến Hải.Ngoài hai hệ thống sông trên còn có rất nhiều hệ thống sông, suối nhỏ khác

Dòng chảy chủ yếu tập trung vào mùa lũ từ tháng VII dến tháng XI, lượng dòngchảy mùa này chiếm khoảng 70-80% tổng lượng dòng chảy trong cả năm Các tháng cònlại thường ít mưa nên lượng dòng chảy nhỏ

1.1.6 Khí hậu

- Nhiệt độ:

Nhiệt độ cao nhất trong năm: 37,50C

Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 16,40C

Nhiệt độ trung bình hang năm khoảng 30,60C

- Mưa:

Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 3428mm

Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng trung bình năm khoảng 25 ngày

Mùa mưa bắt đầu vào tháng 9 và kết thúc vào tháng 1 năm sau Các tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 10 và 11 với lượng mưa trung bình khoảng 500mm đến 600mm

Mùa khô kéo dài từ tháng 2 đến tháng 7, lượng mưa trung bình khoảng 30 đến 35mm

- Độ ẩm:

Độ ẩm không khí trung bình năm: 84,81%

Độ ẩm không khí cao nhất trung bình năm: 82%

Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình: 75%

Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối: 79%

1.2 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến

1.2.1 Dân cư và sự phân bố dân cư

Khu vực hai đầu cầu xây dựng là phường Đông Lương và xã Triệu Thuận, tỉnhQuảng Trị Thời gian gần đây khu vực đang được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt Cùngvới sự phát triển không ngừng về kinh tế, trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồngthời do nắm bắt kịp thời các chủ trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùngtrong mấy năm gần đây tương đối ổn định

Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn Ở gần

Trang 17

phải đảm bảo được công tác đền bù giải tỏa để tạo mặt bằng thi công cầu Trong quá trìnhthi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho khu vực xây dựngcầu.

Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì đánglưu ý

1.2.2 Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội của vùng

Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thunhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên Mức sống của người dân ngày càngđược nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng cao, điều đóyêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới để giải quyết cácnhu cầu ngày càng cao của người dân

Tình hình chính trị quốc phòng của khu vực rất ổn định Các cụm dân cư có các cán

bộ tuyên truyền về chính sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân dân, nhờ vậy màlòng tin của nhân dân vào đảng ngày càng tăng cao, dân chúng ngày càng yêu nước hơn

1.2.3 Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai

Đây là khu vực có điều kiện rất thuận lợi để phát triển kinh tế trong tương lai NốiThành Phố Đông Hà với Xã Triệu Thuận và nhiều xã kế cận nên điều kiện giao thôngthương mại giữa các vùng rất thuận lợi Vì vậy khu vực được đánh giá là sẽ phát triểnnăng động và nhanh chống trong tương lai và vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng khu vực màđặc biệt là hệ thống giao thông vận tải được xem là vấn đề trọng yếu để góp phần thựchiện thành công mục tiêu phát triển khu vực về mọi mặt

Phát triển nền văn hoá đa dạng nhưng cũng phải giữ được những nét văn hoá truyềnthống của nó Phương châm trong tương lai ngắn nâng cao mức sống người dân trong địabàn cũng như mức sống của người dân trên toàn Tỉnh, đưa nền kinh tế của Tỉnh dần thoátkhỏi tình trạng khó khăn như hiện nay

1.3 Các điều kiện thi công

1.3.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu

Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận lợi:+ Đất đắp: Đất đắp có thể sử dụng đất tự nhiên ngay ở vị trí thi công

+ Đá: Mỏ đá Cam Thành nằm ở địa bàn huyện Cam Lộ, Quảng Trị Đá ở đây là loại

đá granít màu xám xanh đốm đen, trữ lượng khoảng >1000000 m3 Mỏ đá cách công trìnhkhoảng 40km, đường vận chuyển bằng bê tong nhựa rất thuận lợi Hiện mỏ đá đang đượckhai thác nhằm phục vụ cho các công trình xây dựng trong khu vực

+ Cát: Mỏ cát ngay tại khu vực cầu Đại Lộc Cát ở đây có chất lượng đạt yêu cầu,khả năng cung cấp 1000m3/ngày

+ Xi măng: Xi măng được vận chuyển từ miền Bắc vào bằng đường thủy Các loại

xi măng đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật mà công trình cần

Trang 18

1.3.2 Điều kiện cung cấp máy móc

Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc phục vụ cho việc thi công cầu như:Máy khoan cọc nhồi, cần cẩu, máy đào, máy ủi, ôtô vận chuyển bê tông, máy bơm bêtông, máy đầm bê tông và các loại máy móc cần thiết khác Đảm bảo quá trình thi côngđược tiến hành đồng bộ và liên tục, đảm bảo được tiến độ thi công

1.3.3 Điều kiện cung cấp nhân lực

Khu vực có số lượng người dân nằm trong độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn Ngườidân có tính cần cù, chịu khó, ham học hỏi và được đào tạo khá tốt, có khả năng tiếp nhậnnhanh các tiến bộ khoa học kỹ thuật Đây là một trong thế mạnh, là nguồn lực quan trọng

để phát triển kinh tế - xã hội

Phía thi công có đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, có khả nănglàm việc trong môi trường khắc nghiệt của thời tiết với năng suất cao

Đội ngũ công nhân đã từng đi thi công nhiều công trình, đã có nhiều kinh nghiệmtrong công việc, làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết

Đơn vị thi công đã có đầy đủ các thiết bị, phụ tùng cần thiết cho việc sửa chữa, bảoquản máy móc trong quá trình thi công

Khi gặp trục trặc, sự cố thì với đội ngũ công nhân có tay nghề đã được đào tạo bàibản có thể sửa chữa tại công trường trong một thời gian ngắn, và sẽ không làm gián đoạnquá trình thi công

1.3.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt

Đơn vị thi công cung cấp đầy đủ các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt của anh emcông nhân và các cán bộ kỹ thuật trên công trường Đảm bảo sự quan tâm tốt đến sứckhoẻ công nhân để hoàn thành công trình đúng thời hạn

Các nhu yếu phẩm này có thể được mua tại các chợ hoặc tại các quán hàng kinhdoanh gần trên địa bàn thi công

Địa phương mà tuyến đi qua đã có điện lưới quốc gia rất ổn định đảm bảo cung cấpđầy đủ cho các loại máy móc chạy bằng điện và đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầusinh hoạt của anh em công nhân tại công trường

Nguồn nhiên liệu chủ yếu cung cấp cho các loại máy móc là xăng, dầu Diezen đượcmua và vận chuyển tại các kho xăng dầu lớn trong khu vực bất cứ thời gian nào khi cần

1.3.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc

Gần khu vực thi công công trình có trạm y tế xã do đó đảm bảo khi có sự cố, tai nạn

gì trên công trường cũng có thể chuyển nhanh chóng đến trạm y tế kịp thời Đồng thờitrên công trường cũng có một số thuốc men trị thương thường gặp trên công trường.Trường hợp bất trắc có thể xảy ra thương tích nặng thì có thể đưa đến bệnh viện

Trang 19

Ngoài thời gian ban ngày làm việc tại công trường thì các ngày lễ, ban đêm anh emcông nhân và các cán bộ kỹ thuật làm việc tại công trường có thể sinh hoạt văn hoá tạitrung tâm văn hoá xã, hoặc học bồi dưỡng nghiệp vụ tại các trung tâm gần đó.

Khu vực tuyến đi qua đã có mạng lưới điện thoại rất phát triển và ổn định Cácmạng điện thoại không dây được phủ sóng trên toàn khu vực với chất lượng phủ sóng tốt

và hầu như không gặp trở ngại gì Chính vì vậy mà tại công trường có thể lắp đặt điệnthoại và các cán bộ, công nhân có thể sử dụng điện thoại di động tại công trường phục vụcho việc liên lạc giữa các tổ đội, các bộ phận thi công dể dàng, thuận lợi để quá trình thicông có thể diễn ra một cách cơ động, nhanh chóng và chính xác

1.4 Phân tích sự cần thiết phẩi đầu tư dự án

Tỉnh Quảng Trị là một tỉnh nghèo của nước ta với nền kinh tế phát triển còn kháchậm, thu nhập của người dân đang còn ở mức thấp so với mức thu nhập chung của cảnước Vì vậy mà mục tiêu đẩy mạnh phát triển kinh tế của tỉnh trong những năm gần đâyrất được nhà nước và lãnh đạo tỉnh quan tâm Để thực hiện mục tiêu phát triển kinh tế,vấn đề được xem là đóng một vai trò vô cùng quan trọng đó là phát triển mạng lưới giaothông trên địa bàn Những năm gần đây mạng lưới giao thông đi lại trên địa bàn tỉnh đangđược chú trọng và đẩy mạnh xây dựng với những tuyến đường và những công trình cóquy mô lớn nhằm góp phần thực hiện hiệu quả mục tiêu phát triển kinh tế mà ban lãnhđạo tỉnh và chính phủ đã đè ra trong tương lai

Như vậy việc xây dựng cầu Đại Lộc là rất cần thiết và cấp bách có ý nghĩa to lớntrong việc phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng Cầu Đại Lộc xây dựng sẽ vừagiải quyết nhiều vấn đề giao thông đi lại trong khu vực và cả nước, vừa góp phần hoànthiện cơ sở hạ tầng giao thông, nhằm thúc đẩy đầu tư, đưa nền kinh tế của các khu vựchai bên cầu nói riêng và cả nước nói chung ngày càng phát triển

1.5 Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng

- Qui mô: cầu được xây dựng với qui mô vĩnh cửu

- Tải trọng thiết kế: Tải trọng 0.5HL93

- Khổ cầu: K=7+2x1.25m

- Tĩnh không thông thuyền: Công trình qua sông cấp V nên có tĩnh không thông thuyền:

+ Chiều cao thông thuyền H=3,5m (tính từ mực nước thông thuyền)

+ Khoang thông thuyền B=25m

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22TCN272-05

- Các tiêu chuẩn hiện hành khác

Trang 20

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ

- Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước công nghệ thi công cầu ngày càng phát

triển mạnh mẽ, việc áp dụng các công nghệ thi công hiện đại vào các công trình cầukhông còn là một vấn đề quá lớn Tuy nhiên việc áp dụng công nghệ thi công còn phụthuộc vào tình hình khu vực và điều kiện thi công

- Cầu Đại Lộc thuộc địa bàn tỉnh Quảng Trị là một công trình bắc qua con sông rộngvới các đặc trưng khu vực xây dựng cầu như đã nêu trên thì có thể thực hiện với nhiềuphương án cầu, kết cấu khác nhau Mặt khác giữa các công nghệ thi công không có côngnghệ nào là tối ưu toàn bộ mà chỉ có công nghệ này tối ưu và khả thi hơn công nghệ kia

mà thôi

- Việc đưa ra các phương án kết cấu ngoài mục đích phải đảm bảo hợp lý về mặt kếtcấu, tính thẩm mỹ của công trình thì một vấn đề hết sức quan trọng nữa là tính kinh tếcủa công trình và phù hợp với khả năng của các đơn vị thi công

- Trên cơ sở đó ta đề xuất kết cấu thượng bộ của 2 phương án là cầu đơn giản dầm Ithi công bằng cẩu lắp Và cầu dầm thép liên hợp thi công bằng lao dọc

2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ

- Kết cấu hạ bộ của 2 phương án cầu cũng được đề xuất với kết cấu trụ đặc

- Sử dụng mố chữ U bê tông cốt thép và dùng loại cọc đóng bê tông cốt thép để tăngcường sức chịu tải khi chịu tải trọng lớn từ kết cấu thượng bộ Mặt dù cấu tạo trụ cầu vàmột số bộ phận hơi phức tạp, thi công tương đối khó khăn nhưng với ưu điểm nổi trội làtăng vẽ mỹ quan cho công trình cầu

2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau

+ Dầm dài 32m, chiều cao dầm 1,6m

+ Trụ lan can tay vịn bằng BTCT, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm

+ Các lớp mặt cầu: Lớp bê tông nhựa dày 7cm

Lớp phòng nước dày 0,5cm

Trang 21

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản.

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm

2.3.1.2 Kết cấu hạ bộ

+ Trụ cầu bằng BTCT f'c = 30 Mpa

+ Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30 Mpa

+ Cọc đóng BTCT f'c = 30 Mpa, tiết diện cọc 40x40 cm

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Thi công bán lắp ghép, dầm I được thi công theo công nghệ cẩu lắp

+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

+ Mặt cắt ngang dạng dầm I gồm 5 dầm chiều cao 2,2m chiều dài mỗi nhịp là

Lnhịp = 48m, tổng chiều dài cầu 2×48m = 96 m

+ Trụ lan can tay vịn bằng BTCT, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm

+ Các lớp mặt cầu: Lớp bê tông nhựa dày 7cm

Lớp phòng nước dày 0,5cm

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm

2.3.2.2 Kết cấu hạ bộ:

+ Trụ và mố cầu bằng BTCT f'c = 30Mpa

+ Cọc đóng BTCT f'c = 30 Mpa, tiết diện cọc 40x40cm

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Dầm thép liên hợp được thi công theo phương pháp lao dọc

+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

+ Cọc được đóng bằng máy đóng cọc

Trang 22

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT ỨNG SUẤT

TRƯỚC

3.1 Giới thiệu chung về phương án

Kết cấu nhịp cầu dầm I bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp đơn giản gồm 3 nhịp32m

Một nhịp có 3 dầm ngang đặt ở hai đầu gối và giữa nhịp Gồm 5 dầm chủ cao1,6m khoảng cách hai dầm chủ là 2,2m, phần hẫng 1,1m Bản mặt cầu dày 20cm

1500 500

+2.0m +6.0

-0.25

00 3500

Hình 3.1: ½ chính diện cầu

Trang 23

1800 4000

Hình 3.2: Mặt cắt ngang cầu

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp

Chiều cao dầm chủ 1,6m Gồm 5 dầm chủ, mỗi dầm đặt cách nhau 2,2m Tại các đoạn ở hai đầu và ở giữa dầm chủ có bố trí các dầm ngang Các tấm đan được đặt trên

khe của dầm chủ để đổ bản mặt cầu sau này

Trang 24

85 65

Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan

Hình 3.6: Dầm ngang tại giữa nhịp và tại gối

- Diện tích mặt cắt ngang của dầm chủ

Trang 25

- Khối lượng của một nhịp 32m được tính như sau:

Bảng 3.1: Khối lượng bê tông 1 nhịp 32m

Bộ phận

Thểtích bêtông 1dầm(m3)

Sốlượng(dầm)

Tính cho 1 nhịp 32mThể tích

bê tông(m3)

Trọnglượng bêtông (kN)

Hàm lượngthép(kN/m3)

Trọnglượngthép(kN)

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị

+ Khối lượng của cột đèn đường:

Theo đặc tính kĩ thuật do công ty cung cấp đèn thì khối lượng của 1 cột đèn đường(đã cộng các chi tiết trang trí) là: 0,89 (T/cột) = 8,9 (kN/cột)

Toàn cầu có 10 bộ đèn đường ta qui thành tải trọng phân bố đều

Bảng 3.2: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị

Trang 26

3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn

Thể tíchtrên 1nhịp(m3)

Hàmlượngthép(kN/m3)

Trọnglượng

bê tông(kN)

Trọnglượng trên1m dài(kN/m)

Diệntích(m2)

Chiềudài(m)

Trang 27

Hình 3.9: Cấu tạo bản quá độ và gối kêTên cấu kiện Dài(m) Rộng (m) Cao (m) Thể tích(m3) lượngSố tích (m3)Tổng thể

Trang 28

Trọnglượngthép (KN)

Trọng lượngbêtông (KN) lượng (kN)Tổng trọng

Trang 29

Tên cấu

kiện

Diệntích(m2)

Chiềucao,rộng (m)

Thểtích(m3)

Trọnglượngthép (kN)

3.5 Tính toán số lượng cọc

3.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ

Lực thẳng đứng tính toán tác dụng lên mố ,trụ:

tt bt

DW: Tĩnh tải giai đoạn hai phân bố đều trên một mét dài

yi - Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng

Σω+ - Diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải (phần dương)

Trang 30

Σω - Tổng diện tích đah áp lực lên mố, trụ

Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi được thể hiện ở hình 3.10

Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi được thể hiện ở hình 3.11

Trang 31

Hình 3.12: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi

Bảng 3.7: Áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố trụCấu

kiện

Xe tải thiết kế Xe hai trục thiết kế Hai xe cách 15m

Σω+ ΣPiyi Rht Σω+ ΣPiyi Rht Σω+ ΣPiyi Rht(m2) (kN) (kN) (m2) (kN) (kN) (m2) (kN) (kN)

Trang 32

Mố/Trụ 1,25.DCbt(kN) Rtt (kN) Ap (kN)

Trụ 1 4846,775 10403,61 15250,39Trụ 2 4846,775 10403,61 15250,39

Bảng 3.8: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu

3.6 Tính toán sức chịu tải của cọc đóng

3.6.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

- Thay vào ta được

Pvl = 1.[420.1018 + 0,85.30.(122500 – 1018)] = 3,53.106 N = 3,53 (MN)

- Sức kháng dọc trục tính toán

Pr= Φ.Pvl ; (MN)

= 0,75.3,53 = 2,65 (MN)

3.6.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền

- Cọc đóng có kích thước 35x35 cm, chiều dài dự kiến của cọc là 15,5m

- Cọc được đóng qua các lớp đất

Lớp 1 : Á sét, dẻo (3-6)m

Lớp 2 : Sét ,nửa cứng ( 3- 7)m

Lớp 2 :Cát hạt trung,chặt vừa, dày ∞

Bảng 3.9:Dự báo sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm SPT

Trang 33

N – Số nhát đập để ống lấy mẫu SPT đi được 30cm

N60 – Số đọc SPT hiệu chỉnhtheo năng lượng tiêu chuẩn 60%

Trang 35

Bảng 3.12: Tính sức kháng bên lớp cát hạt trung,chặt vừa

3.6.2.2 Sức kháng mũi chưa hiệu chỉnh

Bảng 3.13:Tính sức kháng mũi chưa hiệu chỉnh

(m)

qpi ở giữalớp phân tố

∆Zi(m) qpi.∆Zi Σqpi ∆Zi

qp =153.N60

Trang 36

- Trong khi đó chiếu sâu ngàm thực là:DA = 15,5 – 11,5 = 4 m.

- Như vậy ta không cần phải hiệu chỉnh sức kháng mủi

+ Sức chịu tải huy động Qhd = Qp/3 + Qf = 572,3/3 + 72,3 = 263,06 (T)

+ Sức chịu tải cho phép [Q] = 263,06/2 = 131,53 (T)

β - Hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng , chọn β = 1,4 đến 1,8

Rtt - Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng (kN)

Ptt - Sức chịu tải tính toán của cọc (kN)

Trang 37

18001800

13301330

1330675

Trang 38

- Cầu có 5 dầm chủ chử I, chiều cao dầm chủ 2,2m, phần hẫng 1,1m ,bản mặt cầu dày 20cm.

- Cầu thi công theo công nghệ lao dọc

1900

3500

1500 500

Trang 40

14 350

4.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp

4.2.1 Khối lượng dầm chủ và thanh giằng

-Diện tích mặt cắt ngang của một dầm thép chử I:

AI = 2,144 x 0.014 + 0,35 x 0,016 + 0,45 x 0,02 + 0,4 x 0,02 = 0,052616 (m2)

-Trọng lượng của các phần còn lại như liên kết dọc, liên kết ngang, sườn tăng cường, neo liên kết bằng 0,1 lần trọng lượng của toàn bộ dầm I

-Trọng lượng hệ liên kết thanh ngang lấy: chọn (0,1-0,12)DC

Bảng 4.1: Khối lượng bê tông 1 nhịp 48m

Bộ phận

Thểtích

1 dầm(m3)