Khí hậu vùng đặt cầu: Tuyến khảo sát nằm trong vùng thuộc đới khí hậu Bắc Trung Bộ, được hình thành hai mùa rõ rệt.. Khí hậu trong vùng về mùa Đông chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, g
Trang 178CÔNG TY CP TVTK XDGT
BẮC MIỀN TRUNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Vinh, ngày tháng năm 2010
THUYẾT MINH THIẾT KỪ DỰ ÁN: NÂNG CẤP, MỞ RỘNG QUỐC LỘ 1A ĐOẠN THANH HÓA - DIỄN CHÂU.GÓI THẦU SỐ 13: ĐOẠN TỪ KM 407 + 00.0 - KM 414 + 00.0
HẠNG MỤC: CẦU CẨM BÀO (LÝ TRÌNH: KM 411 + 344.67)
BƯỚC: THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CÔNG
I GIỚI THIỆU CHUNG:
1.1 Vị trí xây dựng:
Cầu Cẩm Bào tại lý trình Km 411 + 344.67 (đơn nguyên cũ Km 411+257 ) thuộc đuờng giao thông QL1A địa phận tỉnh Nghệ An Hiện tại vị trí này đã có cầu cũ đang sử dụng tốt Để đảm bảo bề rộng cầu sau khi mở rộng tuyến nên phải xây dựng thêm cầu này bên cạnh cầu cũ
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 19/06/2009 của 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 phủ quy 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 quy chế 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 209/2004/NĐ-CP;
Căn cứ Nghị định số 112/2007/NĐ-CP ngày 14/2/2009 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;
Căn cứ quyết định 1327/QĐ-TTg ngày 24/8/2009 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt quy hoạch phát triển GTVT đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030;
Căn cứ quyết định số 831/QĐ-BGTVT ngày 02/04/2009 của Bộ trưởng Bộ GTVT về việc cho phép lập dự án đầu tư công trình: Nâng cấp, mở rộng QL1A đoạn thành phố Thanh Hóa - Diễn Châu, tỉnh Thanh Hóa và Nghệ An;
Trang 2
Căn cứ quyết định số 1502/QĐ-BGTVT ngày 29/5/2009 của Bộ Trưởng Bộ GTVT về việc phê duyệt danh mục tiêu chuẩn áp dụng cho dự án đầu tư công trình: Nâng cấp,
mở rộng QL1A đoạn thành phố Thanh Hóa - Diễn Châu, tỉnh Thanh Hóa và Nghệ An;
Căn cứ Quyết định 881/QĐ-BGTVT ngày 01/04/2010 của Bộ Trưởng Bộ GTVT về việc phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình: Nâng cấp, mở rộng QL1A đoạn thành phố Thanh Hóa - Diễn Châu, tỉnh Thanh Hóa và tỉnh Nghệ An;
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 thấy cao độ trung bình khoảng từ 1 - 10m
Đặc điểm địa hình vị trí xây dựng cầu khá bằng phẳng hai bên dân cư sinh sống và buôn bán khá đông đúc Cầu nằm trung khu vực đồng bằng và cầu bắc qua kênh tiêu (kênh Vách Bắc) của hệ thống thủy lợi Bắc Nghệ An
2.2 Khí hậu vùng đặt cầu:
Tuyến khảo sát nằm trong vùng thuộc đới khí hậu Bắc Trung Bộ, được hình thành hai mùa rõ rệt Mùa khô từ tháng XII đến tháng IV dương lịch, mùa mưa từ tháng V đến tháng XI Các đặc trưng khí tượng, thuỷ văn thuộc các đặc trưng của vùng đồng bằng khu bốn cũ
Khí hậu trong vùng về mùa Đông chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, gây nên mưa 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 mùa đông đều ở mức trên 85%
Khí hậu về mùa hè có đặc điểm nổi bật nhất của vùng Nghệ An nói riêng và khu vực khu bốn cũ nói chung là khô, nóng với gió Tây Nam (gió Lào) thổi nóng Nguyên nhân
do hiệu ứng phơn của Trường Sơn đối với luồng gió mùa Tây Nam Gió Lào thổi mạnh nhất vào 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 lệch đáng 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 dương lịch) là thời kỳ khô hạn nhất trong năm, lượng mưa ít, có khi cả tháng không có một đợt mưa nào Lượng mưa chủ yếu tập trung vào đầu và cuối mùa hạ với diễn biến từ lượng mưa ít hơn 100mm/tháng ở giữa mùa bắt đầu tăng từ đầu tháng VIII nhanh chóng đạt tới cực đại vào 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 là thời 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, vì vậy đây chính là mùa lũ lụt
a, Nhiệt độ:
Trang 3Về chế độ nhiệt, nhiệt độ trung bình năm ở vùng núi là 23.50C, còn ở vùng đồng bằng duyên hải là 23.90C và có sự phân bố theo hai mùa rõ rệt ở đây, mùa lạnh đến muộn hơn nhiều so với các tỉnh khác (mãi tới cuối tháng XI hoặc tháng đầu XII) và lại chấm dứt sớm hơn Như vậy, Nghệ An là một trong những vùng có mùa nóng kéo dài, thời kỳ có nhiệt
Bảng1.1: Nhiệt độ trung bình tháng và năm ở một số trạm
Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí tối cao trung bình tháng và năm
B ng 1.3: B ng nhi t ệt độ không khí tối thấp trung bình tháng và năm độ không khí tối thấp trung bình tháng và năm không khí t i th p trung bình tháng và n m ối thấp trung bình tháng và năm ấp trung bình tháng và năm ăm
Trang 4
Tên Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
b Mưa
Chế độ mưa ở Nghệ An cũng có thể chia ra hai mùa rõ rệt với lượng mưa trung bình năm khoảng 1800mm, nhưng phân bố không đều giữa các vùng Do ảnh hưởng của dãy Trường Sơn như bức tường chắn khổng lồ nên mùa mưa đến muộn Lượng mưa giữa hai mùa 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 tháng thứ nhất thì mùa mưa gồm những tháng liên tục có lượng mưa tháng lớn hơn 8.3% lượng mưa năm và tần suất xuất hiện trên 50% Theo chỉ tiêu thứ hai thì mùa mưa gồm những tháng 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
sự tương phản rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô và dùng P 75% số vùng còn lại Trong tính toán cụ thể chỉ cần xét đối chiếu chỉ tiêu với những tháng chuyển tiếp từ mùa mưa qua mùa khô tương ứng áp dụng hai chỉ tiêu này cho các điểm đo mưa trong vùng cho kết quả gần giống như nhau Trong bảng 1.4 là kết quả phân mùa mưa cho một số trạm đại diện trong tỉnh Nghệ An
B ng 1.4: Phân mùa m a m t s tr m trong khu v c ưa một số trạm trong khu vực ộ không khí tối thấp trung bình tháng và năm ối thấp trung bình tháng và năm ạm trong khu vực ực.
c Độ ẩm:
Trang 5- Độ ẩm trung bình năm ở đồng bằng khoảng 85%, tăng lên tới xấp xỉ 90% trên các rẻo cao.
Thời kỳ ẩm nhất, giống như ở Bắc Bộ, là các tháng cuối mùa đông, mà tháng ba là tháng cực đại với độ ẩm trung bình 88 - 90%
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 trung bình 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 thung lũng phía Tây Nghệ An xuống tới 60-65%
Bảng I-5: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm trạm Quỳnh Lưu (%),
th i o n (1968 - 2006) ời đoạn (1968 - 2006) đ ạm trong khu vực.
Tháng
VII
Q/Lưu 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
2.3.2 Đặc điểm thuỷ văn vùng cầu đi qua:
Khu vực tuyến khảo sát nằm trong lưu vực sông Hoàng Mai, sông Thái, sông Lạch Vạn, sông Cầu Bùng Các sông trong khu vực nghiên cứu có lưu vực hở Đây là những con sông không còn ở dạng tự nhiên nữa do con người khai thác và cải tạo đã bao đời nay với mục đích dân sinh kinh tế, được nối với Kênh Nhà Lê chạy suốt dọc ven biển Miền
chính cảu kênh tiêu ra Biển Đông là của Lạch Vạn Do vậy mưa lũ thượng nguồn của vùng đồng bằng mà miền núi của cá các huyện chảy qua kênh đổ về không lấn át được dòng triều lên trực tiếp từ Biển Đông qua Lạch Vạn, vì vậy lưu lượng lũ lưu vực (hở) từ thượng nguồn về là không xét đến nữa
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 2 đỉnh 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 các chuỗi quan trắc và tính toán theo phương pháp thống kê xác suất (số liệu có kèm theo trong phần phụ lục):
(m)
H4%
(m)
H5%
(m)
HTB
Trang 6
2 Đò Đao 2,84 2,53 2,47 1,80 Sông Bùng, cách bờ biển khoảng 6,5 Km
2.3.3 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 Bắc Miền Trung tính toán với tần suất thiết kế P = 1% như sau:
2.4 Địa chất:
Theo hồ sơ khảo sát địa chất do Công ty cổ phần tư vấn thiết kế xây dựng giao thông Bắc Miền Trung lập, trong giai đoạn này tại vị trí cầu tiến hành khoan 3 lỗ kết hợp với
lỗ khoan trong bước thiết kế cơ sở (Chi tiết xem trong bản vẽ bố trí chung toàn cầu) Trong phạm thăm dò của mỗi lỗ khoan lớp địa chất tính từ trên xuống như sau:
- Lớp DC: Đất đắp lẫn dăm sạn
- Lớp 1: Sét pha màu xám ghi, xám đen, trạng thái dẻo chảy
- Lớp 2: Sét màu trắng, nâu vàng, trạng thái nửa cứng
- Lớp 3: Sét lẫn màu xám trắng, nâu vàng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứng
- Lớp 4: Sét lẫn sạn màu xám trắng, nâu vàng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứng
- Lớp 5: Sét lẫn sạn màu xám trắng, nâu vàng, nâu đỏ trạng thái cứng
III GIẢI PHÁP KỸ THUẬT:
3.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật:
3.1.1 Phần cầu:
- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT DƯL
Trang 7- Tải trọng thiết kế HL93.
- 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
3.1.2 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
Trang 8
- 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
3.2 Giải pháp kết cấu
3.2.1 Vị trí xây dựng:
- Cầu Cẩm Bào nằm tại Km 411+ 344.650 thuộc dự án nâng cấp, mở rộng quốc lộ 1A đoạn Thanh Hóa - Diễn Châu, tỉnh Thanh Hóa và Nghệ An Cầu mới nằm bên cạnh cầu thuộc dự án cầu yếu của nguồn vốn JBic vừa thi công xong Cầu mới nằm bên cạnh cầu cũ (hai mép gờ lan can cách nhau a = 0,5m)
3.2.2 Kết cấu phần trên:
- Cầu được thiết kế 1 đơn nguyên độc lập cách cầu cũ 0.5m về bên trái, bề rộng đơn nguyên mới là 11m
- Trên mặt cắt ngang đơn nguyên mới gồm 11 dầm chủ đặt cách nhau 1m, chiều cao dầm chủ h=0.55m, bê tông dầm chủ 40MPa
- Lớp phủ mặt cầu bằng BTN hạt mịn dày 7cm, dốc ngang 1 mái 2%
- Lớp chống thấm: Sử dụng lớp chống thấm dạng phun
- Bản mặt cầu bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ
Trang 9- 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 mỗi nhịp bố trí 3 ống thoát nước
- Khe co giãn: Sử dụng khe co giãn cao su
3.2.3 Kết cấu phần dưới.
- Trụ cầu: Trụ cầu dạng trụ dẻo bằng BTCT 30MPa Trụ cầu được đặt trên hệ gồm 4 cọc khoan nhồi đường kính D=1.0 m bằng BTCT 30MPa, chiều dài cọc dự kiến Ldk=28m
3.2.4 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
3.2.5 Đường hai đầu cầu:
- Đường cấp III đồng bằng, vận tốc thiết kế Vtk = 80km/h (TCVN 4054-05)
3.2.6 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 bắt đầu từ đuôi mố
3.2.6 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
Trang 10
- Bê tông chân khay đường đầu cầu và tứ nón dùng loại 15Mpa.
- Bê tông lót và tạo phẳng dùng loại 10Mpa
b Thép:
- Thép cường độ cao:
+ Giới hạn bền 1860MPa
+ Giới hạn chảy 1670Mpa
+ Độ chùng < 2,5%
- Thép thường:
Thép thường theo tiêu chuẩn TCVN1651-85 có các đặc trưng như sau:
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
IV TỔ CHỨC XÂY DỰNG:
4.1.1 Thi công mố:
Trang 11- Thi công cọc ván thép giữ ổn định đường đầu cầu
- 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 tại hiện trường trong quá trình thi công)
- Lắp dựng đà giáo ván khuôn và cốt thép đổ bê tông các hạng mục của mố
- Hoàn thiện mố
4.1.2 Thi công trụ T1 và T2:
- San tạo mặt bằng, tập kết vật tư thiết bị
- Đắp đảo thi công trụ
- Thi công cọc khoan nhồi đến cao độ thiết kế (Chiều dài cọc sẽ được quyết định tại hiện trường trong quá trình thi công)
- Đào đất hố móng
- Lắp dựng đà giáo ván khuôn và cốt thép đổ bê tông các hạng mục của mố
- Hoàn thiện trụ
- Thanh thải lòng sông
4.1.3 Thi công kết cấu nhịp.
- San ủi mặt bằng, làm bãi đúc dầm ở phía đầu cầu, thi công bệ đúc dầm, lắp đặt ván khuôn dầm, lắp đặt cốt thép, đổ bê tông dầm
- Lắp đặt dầm vào vị trí gối bằng cần cẩu, lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông bản mặt cầu
- Các công tác hoàn thiện: lan can, mặt cầu, khe co giãn …
4.2 Bố trí mặt bằng công trường
- Bãi đúc dầm, lán trại công nhân, bãi tập kết vật liệu, trang thiết bị thi công, được bố trí ở sau mố M2
- Mặt bằng công trường được bố trí mang tính chủ đạo Đơn vị thi công căn cứ tình hình thực tế và năng lực để bố trí lại sao cho phù hợp
4.3 Tiến độ thi công cầu.
Cầu dự kiến thi công trong vòng 12 tháng Để đảm bảo tiến độ thi công yêu cầu làm tốt công tác chuẩn bị: Đền bù giải phóng mặt bằng, chuẩn bị bãi thi công, tập kết xe máy, tranh thủ thời gian thi công xen kẽ các hạng mục công trình