Thuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế tổ chức thi công kết cấu nhịp cầu

Giao thông vận tải là một nghành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây là huyếtmạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các nghành khác phát triển.Thực tế cho thấy hiện n

LỜI NÓI ĐẦU

Bước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất hạtầng kỹ thuật Giao thông vận tải là một nghành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây là huyếtmạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các nghành khác phát triển.Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên môn vữngchắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến hiện đại của thế giới để

có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại, có chất lượng và tính thẩm mỹ caogóp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa

Sau thời gian học tập tại trường ĐH GTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sựchỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐH GTVT nói chung và các thầy cốtrong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị chocông việc của một kỹ sư tương lai

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệmthực tế còn hạn chế, nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếu sót

Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ áncũng như kiến thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

  

-

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ ĐỌC DUYỆT

  

-

Ngày tháng năm 2017 Cán bộ đọc duyệt

MỤC LỤC

PHẦN A LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH CẦU

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ ……….… 1

1.1.1 Vị trí xây dung……… ……….1

1.1.2 Căn cứ thiết kế…… … ……… ……….……… 1

1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ,KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA CÔNG TRÌNH………….1

1.2.1 Địa hình……… ……… 1

1.2.2 Khí hậu vùng đặt cầu……… ……… …2

1.2.3 Đặc điểm thuỷ văn vùng cầu đi qua:……… ……….4

1.2.4 Địa chất……….….5

1.3 YÊU CẦU THIẾT KẾ……….……… …6

1.3.1 Phần cầu……….…6

1.3.2 Phần đường hai đầu cầu……… 6

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU 8

2.1 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 1 8

2.1.1 Bố trí chung phương án 1: ……….……… …8

2.1.2 Cấu tạo các hạng mục :……… ….10

2.1.3 Biện pháp thi công phương án :……… ……… … 16

2.2 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 2……….…… ….18

2.2.1 Bố trí chung phương án 2: ……… …… ……18

2.2.2 Cấu tạo các hạng mục ……… ………… …20

2.2.3 Biện pháp thi công phương án ……… ……… ……… 22

CHƯƠNG 3 : SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN……… 23

3.1.CƠ SỞ LỰA CHON PHƯƠNG ÁN ……… … …… 23

3.2 SO SÁNH VỀ KINH TẾ ……… …….… 23

3.2.1 Phương án I : Dầm bản 21m, chiều dài toàn cầu LT.cầu = 90.25m……… ……23

3.2.2 Phương án II : Dầm T 21m,chiều dài toàn cầu LT.cầu = 90.25 m……… ….26

3.2.3 Móng cầu ……… ………26

3.3 SO SÁNH VỀ KĨ THUẬT ……… ………30

3.3.1 So sánh theo chỉ tiêu thi công ……… 30

3.3.2 So sánh về chỉ tiêu khai thác ……… ……… …………30

3.3.3 So sánh về chỉ tiêu duy tu bảo dưỡng, khôi phục và cải tạo ……….30

3.4 SO SÁNH CHỈ TIÊU VỀ MỸ QUAN……… ……….30

KẾT LUẬN …… ……….……… 30

PHẦN B THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CHI TIẾT TRỤ T1……… ………31

4.1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ……… …… ……… 31

4.1.1 Số liệu phần kết cấu trên ……… ……….32

4.1.2 Vật liệu sử dụng ……… ……… ……… 33

4.2.CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ T1….……… ……….34

4.2.1.Tĩnh tải ……… ……….… 34

4.2.2.Hoạt tải (LL)……… ……….36

4.2.3 Tải trọng người đi (PL)……… … ………43

4.2.4 Lực hãm xe……….……… ………43

4.2.5 Lực ly tâm……….……… ………43

4.2.6 Tải trọng gió (wl,ws) 44

4.2.7 Tải trọng nước……… ………45

4.3 TÍNH TOÁN HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG……… ……….47

4.3.1 Hệ số làn……… ……….……… 47

4.3.2 Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen và lực cắt………47

4.3.2 Hệ số điều chỉnh tải trọng……… 49

4.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT……… ……….….50

4.5 THIẾT KẾ CỐT THÉP TRỤ T1……….52

4.5.1 Thiết kế cốt thép cho xà mũ……… ….……….52

4.5.2 Thiết kế cốt thép cho thân trụ……….……….57

4.6 THIẾT KẾ MÓNG TRỤ……….62

4.6.1 Số liệu địa chất ……… ……… ………62

4.6.2 Phương án móng 63

4.6.3 Tổ hợp tải trọng tại đáy bệ 63

4.6.4 Tính toán sức chịu tải của cọc……… 64

4.6.5.Kiểm toán cọc khoan nhồi……… ……… 67

4.6.6 Thiết kế cốt thép dọc cho cọc 71

4.6.7 Thiết kế cốt thép cho bệ cọc .74

CHƯƠNG 5 : CẤU TẠO CHUNG KCN & MỐ CẦU……….75

5.1.CẤU TẠO CHUNG DẦM CHỦ……… ………… … 78

5.1.1 Số liệu thiết kế ……… ……… ……….78

5.1.2 Thiết kế cấu tạo ……… ……….78

5.1.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng……… ………79

5.2 CẤU TẠO CHUNG MỐ CẦU ……….……… 79

5.2.1.Kích thước hình học……… ………79

5.2.2 Số liệu thiết kế……… ……… 81

5.2.3 Tải trọng tác dụng lên mố……….……… 81

PHẦN C THIẾT KẾ THI CƠNG VÀ

TỔ CHỨC THI CƠNG CẦU

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ THI CÔNG……… 81

6.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ ……… ……… …… 81

6.2 ĐIỀU KIỆN THI CÔNG……… ……… ………82

6.2.1 Địa hình……….……… 82

6.2.2 Khí hậu vùng đặt cầu……… ………83

6.2.3 Đặc điểm thuỷ văn vùng cầu đi qua……… 85

6.2.4 Địa chất……….………….…… 85

6.3 THIẾT KẾ MẶT BẰNG……… ………85

6.4 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG………85

6.4.1 Tra bảng để xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông……….… ……85

6.4.2 Kiểm tra bằng thực nghiệm……… ……… …86

6.4.3 Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tông……… ………….……87

6.4.4.Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông thông thường……… 88

6.5 THIẾT KẾ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI……… ……… 92

6.5.1 Thiết kế lồng thép ……… ………….……….92

6.5.2 Khoan tạo lỗ ……….92

6.5.3 Công tác định vị tim trụ ……… 94

6.5.4 Hạ ống vách……….……….96

6.5.5 Đổ bê tông cọc khoan nhồi ……… ……… 98

6.5.6Thiết kế hố móng ……….………….99

6.6 THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1……….…… 114

6.6.1 Phân khối thi công……… …… 114

6.6.2 Thiết kế ván khuôn ……… …… 114

6.7 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG……… …….……… 128

6.7.1 Thi công đường công vụ và đắp đảo ……… ……… 128

6.7.2 Thi công cọc khoan nhồi……… ……… 130

6.7 3 Thi công hố móng……….139

6.7.4 Công tác thi trụ 142

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG………147

7.1 BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG ……… ……… ……147

7.2 LẬP KẾ HOẠCH THI CÔNG ……… ………… ………….148

7.2.1 Tiến độ thi công và biểu đồ nhân lực……….148

7.2.2 Các kế hoạch vật tư, máy, thiết bị, máy thi công……… ………149

CHƯƠNG 8 : DỰ TOÁN XÂY DỰNG……… ….………158

CHƯƠNG 9 :BIỆN PHÁP THI CÔNG KCN & MỐ CẦU………163

9.1 Thi công mố……… ………….163

9.2 Thi công kết cấu nhịp……… …… ………… 164

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 Bảng1.1: Nhiệt độ trung bình tháng và năm ở một số trạm 03

2 Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí tối cao trung bình tháng và năm 03

3 Bảng 1.3: Bảng nhiệt độ không khí tối thấp trung bình tháng và năm 03

5 Bảng 1.5:Độ ẩm tương đối trung bình tháng,năm trạm Quỳnh Lưu 04

12 Bảng 4.4: Tổng hợp nội lực do trọng lượng bản thân trụ tại các m/c 36

14 Bảng4.6 : Tổng hợp phản lực gối khi xét 1 làn chất tải 40

15 Bảng 4.7 : Tổng hợp phản lực gối khi xét 2 làn chất tải 42

23 Bảng 4.15:Tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt đỉnh móng 52

25 Bảng 4.17 :Tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt đáy móng 52

26 Bảng4.18: Tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đáy bệ trụ 64

28 Bảng 7.1: Tổng hợp khối lượng, NC và máy thì công Trụ T1 cầu 149

29 Bảng 8.1 : Dự toán chi tiết trụ T1 158

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1 Hình 2.1 : Bố trí chung cầu phương án 1 09

32 Hình 6.11 Biểu đồ áp lực thuỷ động tác dụng lên tường CVT 106 33

34

36 Hình 6.15: Sơ đồ bố trí ván khuôn mặt trước và mặt bên bệ móng 115

42 Hình 6.21: Sơ đồ bố trí VK mặt chính diện và mặt bên thân trụ 120

47 Hình 6.26: Sơ đồ bố trí ván khuôn mặt chính diện xà mũ 125

54 Hình 6.33 : Sơ đồ đào đất hố móng và bơm hút nước 142

57 Hình 6.36: Sơ đồ bố trí VK mặt chính diện và mặt bên thân trụ 144

63 Hình 9.3 : Đào hố móng 163

64 Hình 9.4 : Lắp dựng VK, CT và đổ BT các hạng mục mố 164

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ :

1.1.1 Vị trí xây dựng:

Cầu Sông Hiếu 2 tại thuộc đuờng giao thông QL48 địa phận tỉnh Nghệ An Hiện tại

vị trí này đã có cầu thuộc nguồn vốn JBIC đã thi công và đưa vào sử dụng với khổ cầu B =12m Để đảm bảo bề rộng cầu sau khi mở rộng tuyến nên phải xây dựng thêm cầu này bêncạnh cầu đang sử dụng hiện nay

1.1.2.Căn cứ thiết kế:

Căn cứ luật xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003; Luật sửa đổi, bổ sung một

số điều của luật liên quan đến đầu tư xây dựng cơ bản số 38/2009/QH12 ngày 19/06/2009của Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam;

Căn cứ Nghị định số 51/2008/NĐ-CP ngày 22/4/2008 của Chính phủ của chính phủquy định chức năng nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ GTVT;

Căn cứ Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ ban hành quychế quản lý chất lượng công trình xây dựng và Nghị định số 49/2008/NĐ-CP ngày

18/4/2008 của Chính phủ về sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số

1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ,KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA CÔNG TRÌNH

1.2.1 Địa hình:

Toàn tuyến đi qua thuộc vùng đồng bằng ven biển, địa hình là dân cư và đồng ruộng

có độ dốc nhỏ, các khe suối thưa thể hiện không rõ ràng, dựa vào bình đồ khu vực cho thấycao độ trung bình khoảng từ 1 - 10m Đặc điểm địa hình vị trí xây dựng cầu khá bằng phẳnghai bên dân cư sinh sống và buôn bán khá đông đúc Cầu nằm trung khu vực đồng bằng vàcầu bắc qua kênh tiêu (kênh Vách Bắc) của hệ thống thủy lợi Bắc Nghệ An

Khí hậu trong vùng về mùa Đông chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, gây nênmưa phùn, gió bấc, có đợt kéo dài 15 - 20 ngày Lượng mưa trong mùa này không lớn,thường từ 30-40mm nhưng kéo dài, làm cho độ ẩm trung bình trong suốt các tháng mùađông đều ở mức trên 85%.

Khí hậu về mùa hè có đặc điểm nổi bật nhất của vùng Nghệ An nói riêng và khu vựckhu bốn cũ nói chung là khô, nóng với gió Tây Nam (gió Lào) thổi nóng Nguyên nhân dohiệu ứng phơn của Trường Sơn đối với luồng gió mùa Tây Nam Gió Lào thổi mạnh nhấtvào tháng VI và VII âm lịch hằng năm

Sự phát triển của gió Tây Nam và ảnh hưởng của dãy Trường Sơn đã làm sai lệchđáng kể sự diễn biến của mùa mưa Về mùa hạ khí hậu khô nóng, thỉnh thoảng có mưa rào

và đây cũng là mùa độ ẩm thấp nhất trong năm Vào giữa mùa hạ (tháng VI và VII dươnglịch) là thời kỳ khô hạn nhất trong năm, lượng mưa ít, có khi cả tháng không có một đợt mưanào Lượng mưa chủ yếu tập trung vào đầu và cuối mùa hạ với diễn biến từ lượng mưa íthơn 100mm/tháng ở giữa mùa bắt đầu tăng từ đầu tháng VIII nhanh chóng đạt tới cực đạivào tháng IX và có giảm chút ít vào tháng X dương lịch Đáng chú ý là trong hai tháng IX và

X dương lịch tổng lượng mưa chiếm 40 - 50% tổng lượng mưa toàn năm Đây cũng chính làthời kỳ xuất hiện bão trong năm, đặc biệt bão thường xuất hiện vào tháng IX dương lịch,mỗi năm có từ 2 - 3 cơn, thậm chí có năm lên đến 4 - 5 cơn, bão thường kèm theo mưa, vìvậy đây chính là mùa lũ lụt

a Nhiệt độ :

Về chế độ nhiệt, nhiệt độ trung bình năm ở vùng núi là 23.50C, còn ở vùng đồngbằng duyên hải là 23.90C và có sự phân bố theo hai mùa rõ rệt ở đây, mùa lạnh đến muộnhơn nhiều so với các tỉnh khác (mãi tới cuối tháng XI hoặc tháng đầu XII) và lại chấm dứtsớm hơn Như vậy, Nghệ An là một trong những vùng có mùa nóng kéo dài, thời kỳ có nhiệt

độ trên 250C có thể dài đến 6 tháng, trong đó nhiều nơi có trên 3 tháng nhiệt độ trung bìnhvượt quá 280C

Tháng I là tháng lạnh nhất (ở Vinh 140C, Cửa rào 170C, Tây Hiếu 160C) Tháng nóngnhất là tháng VII, khi gió tây mang hiệu ứng phơn làm nhiệt độ tăng đột ngột, có lúc lên tới

380 - 390C, gây nên tình trạng khô hạn nghiêm trọng Nhiệt độ tối cao ở Nghệ An vượt qua

400C và xẩy ra vào tháng VII Nhiệt độ tối thấp phổ biến là 5- 60C, ở vùng núi thường xuốngdưới 00C, vào tháng XII hay tháng I Sau đây là các bảng minh hoạ cho chế độ nhiệt ở tỉnhNghệ An:

Bảng1.1: Nhiệt độ trung bình tháng và năm ở một số trạm

Con Cuông 16.4 17.3 19.4 23.3 26.0 27.0 27.9 27.0 25.6 23.4 19.3 17.7

Đô Lương 17.1 17.8 20.1 23.7 26.7 28.1 27.6 26.6 25.2 23.2 19.8 17.7

Cửa Rào 16.5 17.7 19.8 24.2 27.2 28.5 26.9 27.6 26.1 23.1 20.7 17.3Mường Xén 17.3 19.0 21.9 24.5 27.4 28.1 28.0 27.3 26.2 24.0 19.9 17.5Thường Xá 17.5 17.9 22.0 24.0 27.6 29.4 29.6 28.6 26.8 24.4 21.5 18.7Quỳ Hợp 16.7 17.6 20.2 23.7 26.3 26.5 27.6 25.8 24.5 22.4 19.4 16.5Quỳ Châu 14.0 15.3 17.1 21.2 23.5 24.3 23.6 22.3 21.3 19.5 17.0 14.0

Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí tối cao trung bình tháng và năm

Con Cuông 19.9 20.5 22.9 26.8 30.2 30.9 32.0 31.7 28.8 26.0 23.0 21.2

Đô Lương 20.5 21.3 24.2 28.6 32.7 33.9 33.2 30.2 29.2 27.6 24.0 21.8

Cửa Rào 19.0 20.2 22.2 27.2 29.6 30.8 29.6 29.3 27.7 24.7 23.2 20.2Mường Xén 21.7 23.5 27.8 34.0 34.3 34.5 34.6 33.5 31.9 29.4 24.9 25.3Thường Xá 20.5 20.6 23.4 27.8 32.1 33.8 34.2 32.9 30.4 27.7 24.8 22.0Quỳ Hợp 19.0 19.6 22.7 27.0 29.3 28.8 30.0 28.3 26.3 24.4 21.9 19.4Quỳ Châu 18.6 20.1 24.3 30.0 33.1 33.4 32.9 32.6 31.3 28.8 24.8 21.2

Bảng 1.3: Bảng nhiệt độ không khí tối thấp trung bình tháng và năm

Con Cuông 13.9 14.8 13.9 19.4 21.4 22.5 22.6 23.4 22.4 19.5 16.1 14.6

Đô Lương 15.0 16.4 18.6 21.7 24.2 25.2 25.0 23.1 22.6 21.4 18.0 15.7

Cửa Rào 13.6 14.7 17.0 20.6 22.8 24.3 22.2 23.2 22.1 19.3 16.7 13.5Mường Xén 14.1 15.6 17.9 20.1 23.2 24.2 24.1 23.9 23.0 21.3 17.2 14.3Thường Xá 15.6 16.0 18.6 21.8 24.5 26.2 26.3 25.5 24.4 22.2 19.4 16.6Quỳ Hợp 13.5 14.4 15.9 19.3 21.3 21.8 22.5 21.4 20.4 18.5 15.4 12.6Quỳ Châu 11.8 13.1 14.8 18.3 20.1 21.2 19.9 19.7 18.8 16.6 14.1 11.4

b Mưa :

Chế độ mưa ở Nghệ An cũng có thể chia ra hai mùa rõ rệt với lượng mưa trung bìnhnăm khoảng 1800mm, nhưng phân bố không đều giữa các vùng Do ảnh hưởng của dãyTrường Sơn như bức tường chắn khổng lồ nên mùa mưa đến muộn Lượng mưa giữa haimùa chênh lệch nhau không lớn như ở Bắc Bộ vì mùa mưa chỉ chiếm 70% tổng lượng mưa

cả năm và lượng mưa vào mùa lạnh còn khá lớn

Việc phân mùa mùa mưa có thể dựa vào hai chỉ tiêu khác nhau Theo chỉ tiêu thángthứ nhất thì mùa mưa gồm những tháng liên tục có lượng mưa tháng lớn hơn 8.3% lượngmưa năm và tần suất xuất hiện trên 50% Theo chỉ tiêu thứ hai thì mùa mưa gồm nhữngtháng liên tục có lượng mưa tháng vượt quá lượng tổn thất ổn định nào đó Lượng tổn thất

ổn định có thể dùng khả năng bốc hơi (lấy lượng bốc hơi mặt nước đo bằng thùng, chậu)

tương ứng làm đặc trưng tính toán Mức ổn định có thể lấy tần suất P  50% cho vùng có sựtương phản rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô và dùng P  75% số vùng còn lại Trong tínhtoán cụ thể chỉ cần xét đối chiếu chỉ tiêu với những tháng chuyển tiếp từ mùa mưa qua mùakhô tương ứng áp dụng hai chỉ tiêu này cho các điểm đo mưa trong vùng cho kết quả gầngiống như nhau Trong bảng 1.4 là kết quả phân mùa mưa cho một số trạm đại diện trongtỉnh Nghệ An.

Bảng 1.4: Phân mùa mưa một số trạm trong khu vực.

Song thời kỳ khô nhất không phải là đầu mùa đông như ở Bắc Bộ, mà là giữa mùa hạ,thời gian thịnh hành thời tiết gió Tây Tháng cực tiểu của độ ẩm là tháng VII có độ ẩm trungbình dưới 80%, có nơi xuống tới 75%, chênh lệch so với tháng cực đại lên tới 10-15%.Trong tháng VII, độ ẩm tối thấp trung bình vào khoảng 70% riêng đồng bằng và các thunglũng phía Tây Nghệ An xuống tới 60-65%

Bảng 1-5:Độ ẩm tương đối trung bình trạm Quỳnh Lưu (%),thời đoạn(1968-2006)

T

Q/L 87.1 88.9 89.1 87.6 82.6 79.7 78.2 83.6 87.1 86.4 85.9 85.1 85.1

1.2.3 Đặc điểm thuỷ văn vùng cầu đi qua:

Khu vực tuyến khảo sát nằm trong lưu vực sông Hoàng Mai, sông Thái, sông LạchVạn, sông Bùng Các sông trong khu vực nghiên cứu có lưu vực hở Đây là những con sôngkhông còn ở dạng tự nhiên nữa do con người khai thác và cải tạo đã bao đời nay với mụcđích dân sinh kinh tế, được nối với Kênh Nhà Lê chạy suốt dọc ven biển Miền Trung Hệthống kênh tiêu Vách bắc là dòng kênh chính nhằm tiêu úng cho toàn bộ vùng trũng huyệnYên Thành và huyện Diễn Châu và các huyện phụ cận Của thoát nước chính cảu kênh tiêu

ra Biển Đông là của Lạch Vạn Do vậy mưa lũ thượng nguồn của vùng đồng bằng mà miềnnúi của cá các huyện chảy qua kênh đổ về không lấn át được dòng triều lên trực tiếp từ BiểnĐông qua Lạch Vạn, vì vậy lưu lượng lũ lưu vực (hở) từ thượng nguồn về là không xét đếnnữa

Chế độ thủy triều ở vùng biển Bắc Trung Bộ là chế độ bán nhật triều không đều Chế

độ bán nhật triều không đều là mỗi ngày toàn vùng có 2 lần triều lên xuống với 2 chân và 2đỉnh triều không đều nhau

Trên vùng ven biển Bắc Trung Bộ có đặt một số trạm thuỷ văn quan trắc thuỷ triều.Sau đây chúng tôi lấy số liệu một số trạm lân cận vùng dự án để phân tích thông qua cácchuỗi quan trắc và tính toán theo phương pháp thống kê xác suất (số liệu có kèm theo trongphần phụ lục):

Bảng 1.6: Đặc điểm thuỷ văn vùng cầu đi qua

1 Lạch Vạn 2,55 2,34 2,29 1,86 Cửa Lạch Vạn, cách bờ biển khoảng 4,5Km

2 Đò Đao 2,84 2,53 2,47 1,80 Sông Bùng, cách bờ biển khoảng 6,5 Km

3 Cửa Hội 2,87 2,45 2,36 1,60 Sông Lam, cách bờ biển khoảng 1,2 Km

4 Thạch Đồng 2,81 2,36 2,28 1,61 Sông Nài, cách bờ biển khoảng 7,5 Km

5 Cẩm Nhượng 2,40 2,11 2,05 1,49 Cửa Nhượng, cách bờ biển khoảng 2,5 Km

=> Kết quả tính toán thuỷ văn công trình:

Kết quả tính toán thủy văn được Công ty cổ phần tư vấn thiết kế xây dựng giao thông BắcMiền Trung tính toán với tần suất thiết kế P = 1% như sau:

- DD: Sét lẫn dăm sạn sỏi sạn màu xám vàng nâu đỏ trạng thái nửa cứng

- Lớp 1: Sét lẫn vỏ sò màu xám đen trạng thái dẻo chảy

- Lớp 2: Sét màu xám vàng trạng thái nửa cứng

- Lớp 3: Cát hạt mịn, hạt bụi màu xám đen trạng thái ẩm, kết cấu chặt vừa

- Lớp 4: Sét màu xám đen trạng thái dẻo mềm

- Lớp 5: Sét màu xám tro trạng thái dẻo cứng

- Lớp 6: Sét màu xám vàng nâu đỏ loang lỗ đốm trắng trạng thái nửa cứng - cứng

- TK: Cát hạt trung lẫn ít sét màu xám tro kết cấu chặt vừa

1.3 YÊU CẦU THIẾT KẾ

1.3.1 Phần cầu:

- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT DƯL

- Tải trọng thiết kế HL93 Người đi bộ 3x10-3 MPa

- Tần suất thiết kế: P1%

- Động đất: Cấp 7 (thang MSK-64)

- Khổ cầu: Bề rộng toàn cầu B = 11m

- Khổ thông thuyền: sông không thông thuyền

1.3.2 Phần đường hai đầu cầu:

- Đường cấp III đồng bằng, vận tốc thiết kế Vtk = 80km/h (TCVN 4054-2005)

- Thiết kế phù hợp theo quy hoạch của địa phương

- Kết cấu mặt đường: Có cấu tạo giống trên toàn đoạn tuyến

a Tiêu chuẩn khảo sát:

- Quy trình đo vẽ địa hình: 96TCN43-90

- Quy trình khảo sát đường ôtô: 22TCN263-2000

- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN262-2000

- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN259-2000

b Tiêu chuẩn thiết kế:

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

- Đường ôtô yêu cầu thiết kế TCVN 4054-05

- Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế: TCXDVN 104: 2007 (tham khảo)

- Quy phạm thiết kế đường phố, đường, quảng trường đô thị TCXD 104:1983

- Áo đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế: 22 TCN 211 - 06

- Quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN-223-95

- Quy phạm thiết kế tường chắn QP 23-65

- Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN 375: 2006

- Móng cọc: Tiêu chuẩn thiết kế 20 TCN 21-86 TCXD 205: 1998

- Neo bê tông dự ứng lực T13; T15 & D13; D15: 22 TCN 267-2000

- Gối cầu cao su cốt bản thép, tiêu chuẩn khe co giản cao su: AASHTO M251-92

- Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi công cầu: 22 TCN 200 -89

- Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ: 22 TCN 220-95

- Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố quảng trường đô thị

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

- Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình - Tiêu chuẩn: 20 TCN 51-84

- Các quy trình, quy phạm hiện hành khác.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU

2.1 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 1

2.1.1 Bố trí chung phương án 1:

1944

12 20 13 7 10 13 14 15 15 18 25 30

5 12 13 14 16 23 30 32 33

35

1

4

6 5

3 4 5 6 7 8 11 12 14 15 18 26 30

33

1

4

6 5

2 5 6 6 9 11 11 12 13 16 19 24 30

32

1 4

6

5 TK

4 5 6 13 14 15 16 16 18 20 31 32 33

34

DD 2

2

6

TK

5 4 5000

3000 50 5000

3000 5000 90250

4000 1500

mÆt c¾t d - d (dÇm gi÷a)

(tû lÖ: 1/30) mÆt c¾t e - e (dÇm gi÷a)

990

mÆt c¾t e-e (dÇm biªn) (tû lÖ: 1/30)

10 x 10 V¸t mÐp

- Trụ cầu: Trụ cầu dạng trụ đặc thân hẹp hai đầu bán nguyệt bằng BTCT 30MPa Trụ cầu được đặt trên hệ gồm 4 cọc khoannhồi đường kính D=1.0 m bằng BTCT 30MPa, chiều dài cọc dự kiến Ldk = 38m.

375 375

1400 650

Hình 2.5 : Cấu tạo trụ cầu

2.1.2.3 Gia cố mái dốc ta luy đầu cầu:

- Phạm vi gia cố mái ta luy nền đường 2 đầu cầu (bắt đầu từ đuôi mố) là 10m

- Mái ta luy gia cố mố và ta luy nền đường 2 đầu cầu được gia cố bằng đá hộc xây vữa

XM 10MPa dày 30cm

2.1.2.4 Đường hai đầu cầu:

- Đường cấp III đồng bằng, vận tốc thiết kế Vtk = 80km/h (TCVN 4054-05)

2.1.2.5 Công trình phòng hộ:

- Bố trí hai đầu cầu, mỗi đầu 1 biển báo và 1 biển tên cầu theo quy định

- Phía đầu cầu mỗi mố bố trí dải lan can mềm bên phía lề đường, mỗi dải dài L=10m bắtđầu từ đuôi mố

2.1.2.6 Vật liệu chủ yếu:

a Bê tông:

- Bê tông dầm chủ dùng loại 40Mpa

- Bê tông bản mặt cầu, gờ lan can dùng loại 30Mpa

- Bê tông mố, trụ dùng loại 30Mpa

- Bê tông cọc khoan nhồi dùng loại 30Mpa

- Bê tông bịt đáy dùng loại 20Mpa

- Bê tông chân khay đường đầu cầu và tứ nón dùng loại 15Mpa

- Bê tông lót và tạo phẳng dùng loại 10Mpa

- Thép thường: Thép thường theo tiêu chuẩn TCVN1651-2008

c Tay vịn lan can:

- Lan can bằng thép mạ kẽm nhúng nóng

d Gối cầu và khe co giãn:

- Gối cầu và khe co giãn dùng loại nhập ngoại hoặc tương đương

2.1.3 Biện pháp thi công phương án :

2.1.3.1 Thi công mố:

- San tạo mặt bằng, tập kết vật tư thiết bị

- Thi công cọc khoan nhồi đến cao độ thiết kế (Chiều dài cọc sẽ được quyết định tạihiện trường trong quá trình thi công).

- Đào đất hố bằng máy kết hợp với thủ công

- Đổ lớp bê tông đệm 10Mpa dày 10cm

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn và cốt thép đổ bê tông các hạng mục của mố

- Hoàn thiện mố

2.1.3.2 Thi công trụ T1 và T3:

- San tạo mặt bằng và tiến hành đắp đảo thi công, tập kết vật tư thiết bị

- Thi công cọc khoan nhồi đến cao độ thiết kế (Chiều dài cọc sẽ được quyết định tạihiện trường trong quá trình thi công)

- Tiến hành thi công rung hạ vòng vây cọc ván thép

- Đào đất hố móng bằng máy kết hợp với thủ công

- Đổ bê tông bịt đáy rồi đập đầu cọc, vệ sinh hố móng

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn và cốt thép đổ bê tông các hạng mục của trụ

- Hoàn thiện trụ và thanh thải lòng sông

2.1.3.3 Thi công trụ T2:

- Định vị tim trụ và tiến hành lắp hệ phao nổi để thi công trụ T2

- Rung hạ cọc định vị ống vách thép để thi công cọc khoan nhồi trên hệ nổi

- Khoan cọc khoan nhồi trên hệ nổi rồi đổ bê tông cọc nhồi bằng phương pháp đổ ốngthẳng đứng

- Đào đất hố móng bằng phương pháp xói hút và kết hợp với thủ công

- Đổ bê tông bịt đáy rồi mới tiến hành đập đầu cọc, vệ sinh hố móng

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn và cốt thép đổ bê tông các hạng mục của trụ

- Hoàn thiện trụ và thanh thải lòng sông (Rung rút hệ thống cọc ván thép)

2.1.3.4 Thi công kết cấu nhịp.

- Bãi đúc dầm được đặt tại bãi trống phía bên trái đuôi mố M2, phía sau dãu nhà dân bámsát mặt đường Lối vào bãi đúc dầm là đường dân sinh rộng 3,5m

- San ủi mặt bằng làm bãi đúc dầm, thi công bệ đúc dầm, lắp đặt ván khuôn dầm, lắp đặtcốt thép, đổ bê tông dầm

- Lắp đặt dầm vào vị trí gối bằng giàn lao chuyên dụng (trình tự lao lắp xem chi tiết ở bản

vẽ thi công kết cấu nhịp), lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông bản mặt cầu

- Các công tác hoàn thiện: lan can, mặt cầu, khe co giãn …

2.1.3.5 Bố trí mặt bằng công trường

- Bãi đúc dầm, lán trại, nhà kho v.v được đặt tại bãi trống phía bên trái đuôi mố M2,phía sau dãy nhà dân bám sát mặt đường, cách chân công trình 40m Lối vào bãi đúc dầm làđường dân sinh rộng 3,5m.

3000 50 5000

3000 5000 90250

5 12 13 14 16 23 30 32 33

35

1

4

6 5

3 4 5 6 7 8 11 12 14 15 18 26 30

33

1

4

6 5

2 5 6 6 9 11 11 12 13 16 19 24 30

32

1 4

6

5 TK

4 5 6 13 14 15 16 16 18 20 31 32 33

34

DD 2

2

6

TK

5 4

12 20 13 7 10 13 14 15 15 18 25 30

600 600

Hình 2.8 : Cấu tạo dầm T

- Lớp phủ mặt cầu bằng BTN hạt mịn dày 7cm, dốc ngang 1 mái 2%

- Lớp chống thấm: Sử dụng lớp chống thấm dạng màng phun

- Bản mặt cầu bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ

- Lan can: Gờ lan can bằng BTCT 30MPa, tay vịn bằng thép mạ kẽm nhúng nóng

- ống thoát nước: Sử dụng ống gang đúc sẵn D150 bố trí tại gờ lan can bên trái, trên mỗinhịp bố trí 3 ống thoát nước

- Gối cầu: Sử dụng gối cao su cốt bản thép kích thước 150x250x35mm

- Khe co giãn: Sử dụng khe co giãn cao su

CHƯƠNG 3 : SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Qua tính toán sơ bộ 2 phương án xây dựng cầu ta có :

+ Phương án 1 : Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực dầm bản 21m, toàn cầu có 4 nhịp + Phương án 2 : Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực dầm chữ “T” 21 m, toàn cầu có 4

nhịp

3.1.CƠ SỞ LỰA CHON PHƯƠNG ÁN :

Việc lựa chọn phương án xây dựng cầu dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản sau:

- Đảm bảo về mặt kinh tế, vốn đầu tư nhỏ và hoàn vốn nhanh

- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, đủ khả năng chịu lực theo thiết kế đảm bảo ổn định và tuổithọ cao

- Đảm bảo về mặt mỹ quan, hoà cùng với cảnh quan xung quanh tạo dáng đẹp

Dựa trên các nguyên tắc đó ta đi vào phân tích những yếu tố cần chú ý:

+ Phương án lập ra phải dựa vào điều kiện địa chất thuỷ văn và sông có thông thuyền + Cố gắng sử dụng định hình sẵn có để thi công cơ giới hoá, thuận tiện cho việc thi công

và giảm giá thành chế tạo theo định hình

+ Tận dụng vật liệu có sẵn ở địa phương

+ áp dụng các điều kiện và phương pháp thi công tiên tiến

3.2 SO SÁNH VỀ KINH TẾ :

3.2.1 Phương án I : Dầm bản 21m, chiều dài toàn cầu L T.cầu = 90.25m.

3.2.1.1 Phần kết cấu bên trên:

Khối lượng của một thanh :G V   th 0.273 7.85 1.168  Tấn

khối lượng tay vịn toàn cầu có 4 thanh : Gx 4 = 4.673 Tấn

+ Chân lan can & lề bộ hành (hai bên cầu):

Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 Kg/m3) :

3.2.1.2.Phần kết cấu bên dưới:

+ Kết cấu nhịp :Toàn cầu có 44 Dầm bản 21m

- Diện tích tiết diện M.Cắt ngang của một Dầm :

Mỗi trụ có 22 đá kê gối.:V 44 0.035 0.2 0.15    0.0462m3

Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 Kg/m3) :

Vữa co ngót =0.123Tấn => Tổng khối lượng đá kê gối =0.1255 Tấn

1 (1.896 3.445) 2.3 0.7 3.445 2

Vữa co ngót =0.0615Tấn => Tổng khối lượng đá kê gối =0.0628 Tấn

3.2.2 Phương án II : Dầm T 21m,chiều dài toàn cầu L T.cầu = 90.25 m.

3.2.2.1 Phần kết cấu bên trên:

Tính tương tự phương án 1

3.2.2.2 Phần kết cấu bên dưới:

- Để so sánh theo chỉ tiêu này ta cần lập các bảng tính khối lượng sau :

Bảng 3.1 :Tổng hợp khối lượng phần cầu

5./ Bản quá độ & vai kê 105.872

Sau khi lập bảng ta thấy khối lượng của phương án 2 thấp hơn phương án 1

Giá thành của từng phương án như sau :

+Rất tiện lợi cho các loại nhịp với kích thước từ 18 đến 33m (phổ biến)

+ Ván khuôn đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp

+ Có thể đúc ngoài công trường

+ Với những dầm có độ lệch tâm giữa trọng tâm dầm và trọng tâm các bó cáp lớn, mặt cắt T rất kinh tế khi bố trí cốt thép

 Nhược điểm

+ Đối với các loại dầm khác nhau, phải có nhiều bộ ván khuôn

+ Khi độ lệch tâm giữa trọng tâm dầm và trọng tâm các bó cáp nhỏ, mặt cắt T sẽ không hiệu quả và kinh tế khi bố trí cốt thép, trọng tâm của cốt thép khi căng kéo sẽ nằm phía dưới, nó gây lên ứng suất kéo lớn tại bản cánh

+ Cầu rung mạnh khi chịu hoạt tải

+ Có thể xuất hiện vết nứt dọc tại mối nối dọc của bản mặt cầu

.4 SO SÁNH CHỈ TIÊU VỀ MỸ QUAN :

Do phương án 2 có cùng chiều cao dầm lớn hơn phương án 1, cấu trúc của mố trụ, lancan, tay vịn, giống nhau Và đặc biệt do dự án mở rộng quốc lộ 1 nên bên cạnh đã có côngtrình cầu dầm bản có cụng kích thước với phương án 1

3.5 KẾT LUẬN :

Sau khi phân tích các phương án theo 5 chỉ tiêu so sánh thì phương án 1 có nhiều ưuđiểm hơn, mặc dù về mặt khối lượng thì phương án 1 lớn hơn phương án 2 nhưng khôngđáng kể Do đó kiến nghị chọn phương án 1 để thiết kế kỹ thuật

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CHI TIẾT TRỤ T1

4.1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC :

Hình 4.1 :Sơ bộ kích thước trụ T1

Bảng 4.1 :Kích thước trụ (mm)

1417 375

Bắc Miền Trung tính toán với tần suất thiết kế P = 1% như sau:

+ Cao độ thiết kế: 3.71 (m).

4.1.1 Số liệu phần kết cấu trên :

- Khoảng cách từ tim gối đến tim trụ L c = 0.325 m

- Kích thước vũa không co ngót a x b x c = 0.36 x 0.31 x 0.06

- Bê tông dầm chủ dùng loại 40Mpa.

- Bê tông bản mặt cầu, gờ lan can dùng loại 30Mpa.

- Bê tông mố, trụ dùng loại 30Mpa.

- Bê tông cọc khoan nhồi dùng loại 30Mpa.

- Bê tông bịt đáy dùng loại 20Mpa.

- Bê tông chân khay đờng đầu cầu và tứ nón dùng loại 15Mpa.

- Bê tông lót và tạo phẳng dùng loại 10Mpa.

b Thép:

- Thép cờng độ cao:

+ Giới hạn bền 1860MPa.

+ Giới hạn chảy 1670Mpa.

+ Độ chùng < 2,5%

- Thép thường : theo tiêu chuẩn TCVN1651-2008

c Tay vịn lan can:

- Lan can bằng thép mạ kẽm nhúng nóng.

d Gối cầu và khe co giãn:

Gối cầu và khe co giãn dùng loại nhập ngoại hoặc tương đương.

4.2.CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ T1

4.2.1.Tĩnh tải :

4.2.1.1.Tĩnh tải kêt cấu phần trên +thiết bị phụ DC

a Dầm chủ:

- Đoạn đầu dầm m/c D-D đối với dầm giữa :

- Đoạn đầu dầm m/c D-D đối với dầm biên :

- Đoạn giữa dầm m/c E-E đối với dầm giữa :

- Đoạn giữa dầm m/c E-E đối với dầm biên :

Trọng lượng đoạn dầm: