ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẦU ĐƯỜNG CÓ FILE BẢN VẼ KÈM THEO

T ng quan Tuyến đường Nam Sông Hậu đi ven theo bờ Nam của sông Hậu, qua địa phận 3 tỉnh: Cần Thơ, Sóc Trăng và Bạc Liêu.. Tuyến đường hình thành sẽ cùng Quốc lộ 1 nối kết 2 đô thị lớn l

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.1 T ng quan

Tuyến đường Nam Sông Hậu đi ven theo bờ Nam của sông Hậu, qua địa phận 3 tỉnh: Cần Thơ, Sóc Trăng và Bạc Liêu Điểm đầu tuyến là giao lộ giữa Quốc lộ 91B với Quốc lộ 1A (Km 2072+268), điểm cuối tuyến tại Ngã Năm Hành Chính Bạc Liêu

- trùng với điểm đầu tuyến tránh thị xã Bạc Liêu (Km 2178+233 theo lý trình Quốc lộ 1A) Tổng chiều dài tuyến khoảng 149,5km Tuyến đường hình thành sẽ cùng Quốc

lộ 1 nối kết 2 đô thị lớn là thành phố Cần Thơ và thị xã Bạc Liêu, đồng thời, tuyến đường cũng nối liền các cảng, khu công nghiệp đã và đang hình thành ở các tỉnh như Cảng Cái Cui, Cảng Trần Đề, khu công nghiệp Hưng Phú, Đại Ngãi, Trà Kha , tạo điều kiện phát triển kinh tế, xã hội của dân cư vùng đất phía Nam Sông Hậu, tăng cường an ninh quốc phòng

1.1.2

Phạm vi công trình cầu Mỹ Thanh gồm cầu và đường đầu cầu:

Điểm đầu: Km 91+100 (theo lý trình của dự án) thuộc huyện Long Phú

Điểm cuối: Km 92+800 (theo lý trình của dự án) thuộc huyện Vĩnh Châu

Tổng chiều dài tuyến: 1,7km, trong đó cầu Mỹ Thanh dài khoảng 630m

1.2 QUI MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Qui mô tiêu chuẩn kỹ thuật của cầu và đoạn tuyến qua cầu Mỹ Thanh - tỉnh Sóc Trăng như sau:

1.2.1 ầ đườ

Quy mô: cấp thiết kế cấp III, trước mắt do lưu lượng xe chưa nhiều, nguồn vốn Nhà nước còn hạn hẹp nên phân kỳ đầu tư trên nguyên tắc các yếu tố về tiêu chuẩn hình học, bình đồ, trắc dọc vẫn đảm bảo tiêu chuẩn đường cấp III

Mặt cắt ngang giai đoạn 1:

1.2.2 ầ ầu

Quy mô công trình: Cầu xây dựng vĩnh cửu

Vận tốc thiết kế : 80km/h

Tải trọng thiết kế:

- Tải trọng HL93 theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-01

- Tải trọng va tàu: theo tiêu chuẩn phân cấp kỹ thuật đường thủy thì sông Mỹ Thanh thuộc sông cấp III, lực va tàu tương ứng với sông cấp III

Tuyến hiện hữu chia làm 2 đoạn với đặc điểm khác nhau

Bờ phía huyện Long Phú: tuyến hiện hữu thực chất là bờ đê ngăn mặn và lũ trước đây Tuyến đi theo hướng Bắc - Đông Bắc đến Nam - Tây Nam, dọc theo bờ biển và cách biển khoảng 200 - 800m Bình diện tuyến đoạn đầu cầu Mỹ Thanh khá thẳng

Bờ phía huyện Vĩnh Châu: là đường ĐT113 hiện hữu của tỉnh Sóc Trăng, hướng tuyến chạy theo Đông Bắc - Tây Nam Đường hiện hữu cách bờ biển khoảng 500 - 4000m Bình diện tuyến cũng khá thẳng, một vài đoạn tuyến gẫy cục bộ

1.3.1.2 Mặ cắ dọc

Đoạn tuyến đê hiện hữu bờ phía huyện Long Phú có trắc dọc khá bằng phẳng, cao

độ mặt đê khoảng từ +2,50 đến +2,90 - độ dốc dọc hầu hết < 2%

Ơ bờ phía Vĩnh Châu, đường ĐT113 hiện hữu có trắc dọc cũng khá bằng phẳng, cao độ mặt đường tuyến khoảng từ +2,0 đến +3,0 - độ dốc dọc hầu hết < 2%

1.3.1.3 Mặ cắ

Bờ phía Long Phú: nền đường là tuyến đê hiện hữu cao hơn mặt đất tự nhiên khoảng 1,5 - 2,0m - bên trái tiếp giáp mương hiện hữu sâu khoảng 2,5m so với mặt

đê

Bờ phía Vĩnh Châu: đường hiện hữu có chiều rộng khoảng 3m-5m, cao độ nền xấp

xỉ bằng cao độ thiên nhiên hai bên

1.3.1.4 ề ặ đườ

Bờ phía Long Phú: nền đường được đắp bằng đất khai thác tại chỗ Do đây là loại đất sét lẫn nhiều bùn nên mùa mưa lầy lội, nhiều ổ gà, các loại phương tiện không thể lưu thông trên đường được

Bờ phía Vĩnh Châu: nền đường hiện hữu được đắp và bồi tự nhiên bằng cát tại chỗ Cát trong khu vực này có thành phần hạt nhỏ rất nhiều, trạng thái rời rạc, đặc biệt khi không được ngấm nước Mùa nắng tại các đoạn tuyến cát dày gây lún nhiều, mùa mưa đất lại nhão gây sình lầy, các loại phương tiện thông trên đường rất khó khăn

- Khu vực xây dựng cầu Mỹ Thanh có địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ mặt đất thiên nhiên thay đổi từ +0,00 m đến +1,70 m bị chia cắt khá mạnh bởi hệ thống kênh rạch và các vuông nuôi tôm

- Mật độ dân cư thưa thớt, chỉ có chủ yếu là nhà tạm và nhà cấp 4, tập trung nhiều

ở bờ phía Vĩnh Châu Trên khu vực xây dựng cầu không có các công trình hạ tầng kỹ thuật quan trọng

- Sông Mỹ Thanh có chiều rộng khoảng 350 đến 600m; cao độ đáy sông khoảng (-7.0) ÷ (-8.0) Lòng sông đoạn từ cửa biển đến xã Lịch Hội Thượng (huyện Long Phú) khá thẳng, đi theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, sau đó dòng sông chuyển hướng với góc ngoặc khoảng 900 đi theo hướng Tây Bắc - Đông Nam vào sâu trong đất liền Trên tuyến sông này có cầu Mỹ Thanh, nằm trên Tỉnh Lộ 11 và cách vị trí cầu của tuyến Nam Sông Hậu khoảng 20km về phía thượng lưu, tĩnh không thông thuyền 7m

và khẩu độ nhịp thông thuyền 90m, cầu đang được thi công,

Một số nhận xét có liên quan tới việc lựa chọn vị trí, kết cấu và thi công công trình:

- Do đặc điểm lòng sông rộng và sâu, khu vực cầu có cảnh quang thông thoáng, nhu cầu thông thuyền khá cao nên trong việc lựa chọn các phương án kết cấu cầu cần lưu ý các giải pháp hạn chế ảnh hưởng bất lợi đến giao thông đường thủy, phù hợp cảnh quang khu vực như: chọn chiều dài các nhịp vượt sông đủ lớn, tỉ lệ hài hòa giữa các nhịp cầu và chiều rộng lòng sông, hạn chế số lượng trụ dưới nước

- Mặt bằng khu vực 2 bên bờ sông nhà dân khá thưa thớt và trống trải nên có thể

bố trí công trường trên bờ ở 2 bên đầu cầu

- Việc vận chuyển vật tư, thiết bị thi công đến công trường thực hiện bằng đường thủy

1.3.3 ịa ấ

Địa tầng khu vực cầu phân bố như sau:

 Lớp 1: Bùn sét kẹp ít cát màu xám xanh đen, dày khoảng 1m÷4m Các chỉ tiêu

cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau:

 Góc nghiêng ở trạng thái khô: 32000’

 Góc nghiêng ở trạng thái ướt: 23000’

 Lớp 4: Cát hạt nhỏ, kẹp cát, kết cấu chặt vừa, dày khoảng 4.5÷17m Các chỉ tiêu

cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau:

 Tỷ trọng: 2,67 g/cm3

 Góc nghiêng ở trạng thái khô: 34000’

 Góc nghiêng ở trạng thái ướt: 23000’

 Hệ số rỗng lớn nhất: 1,269

 Hệ số rỗng nhỏ nhất: 0,586

 Lớp 5: Sét cát kẹp cát trạng thái dẻo chảy, dày khoảng 0.5-7m Các chỉ tiêu cơ -

lý chủ yếu của lớp đất này như sau:

 Lực dính c: 0.27 kG/cm2

 Góc ma sát trong : 8008’

 Dung trọng tự nhiên : 1,94 g/cm3

 Độ ẩm tự nhiên W %: 27 %

Kết luận:

Nhìn chung địa chất của khu vực tương đối yếu Các lớp 1, 3, 5 có chỉ tiêu cơ lý kém, tính nén lún cao Các lớp 2, 4 là lớp cát hạt nhỏ trạng thái rời rạc đến chặt vừa, chỉ tiêu cơ lý tương đối Các lớp 6, 7 là lớp sét nữa cứng đến cứng, có thể xem xét đặt cao độ mũi cọc vào các lớp này

Đối với nền đường đắp cao đầu cầu, cần có giải pháp xử lý nền ở phần đắp cao khoảng từ 2,0-2,5m trở lên để đảm bảo ổn định và sớm triệt tiêu lún

Trên vùng đồng bằng sông Cửu Long, khí hậu ít biến động, ít có thiên tai do khí hậu (không gặp thời tiết quá lạnh hay quá nóng, ít trường hợp mưa lớn, ít bão và bão nếu có cũng chỉ là bão nhỏ, ngắn, )

Trên toàn vùng đồng bằng Nam Bộ, do địa hình tương đối đồng nhất nên không có nhiều trạm khí tượng Theo số liệu thống kê từ các trạm khí tượng chính thấy đặc trưng của các yếu tố khí tượng giữa các trạm khác nhau trong vùng thay đổi không nhiều, chế độ khí hậu trong vùng là tương đối đồng nhất và có những nét thay đổi dần

từ vùng sát biển vào sâu trong đất liền Do đặc điểm này nên trong phần trình bày các đặc trưng khí tượng tại vị trí dự kiến xây dựng cầu Mỹ Thanh, Tư Vấn Thiết Kế đã lấy các đặc trưng khí tượng tại tỉnh Sóc Trăng

Các đặc trưng khí tượng chủ yếu tại khu vực công trình được tóm tắt như sau:

1.3.4.1.1 Mưa

Đây là khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa khô và mùa mưa Mùa khô bắt đầu từ hạ tuần tháng 12 và kết thúc vào tháng 4 của năm sau Thời gian còn lại trong năm là mùa mưa Lượng mưa bình quân năm 1846mm, số ngày mưa bình quân trong năm là 115 ngày

1.3.4.1.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình năm: 26,80

C

Nhiệt cao nhất: 37,80

C (vào tháng 4 ) Nhiệt độ thấp nhất: 16,20C (vào tháng 12 đến tháng 1)

1.3.4.1.3 Gió

Hướng gió cũng thay đổi theo 2 mùa rõ rệt: gió Đông Bắc từ tháng 12 đến tháng 4 Gió Tây - Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 11 Tốc độ gió trung bình năm 2.3m/s, lớn nhất vào tháng 12 khoảng 25m/s Mỗi năm bình quân có từ 30 - 60 cơn giông

1.3.4.1.4 Đặc tính của nước

Toàn khu vực bị chi phối bởi nước mặn, mạnh nhất là sông Mỹ Thanh, sông Cổ Cò

và biển Đông; nguồn nước ngọt chỉ có nước mưa và nước ngầm ở độ sâu 10 - 150m Xâm nhập mặn là đặc điểm quan trọng của chế độ thủy văn trong vùng, vào các tháng mùa khô lượng nước mặn xâm nhập vào sâu trong sông và kênh rạch; nguồn nước mặn theo thủy triều xâm nhập vào nội đồng chủ yếu qua sông Mỹ Thanh, diễn biến nồng độ mặn của nước biển trong vùng như sau:

S% 16,8 19,7 21,6 25,0 26,8 27,0 24,5 14,2 8,3 7,2 7,6 12,5 Nguồn: Số liệu theo dõi tại khu vực Mỏ Ó trên sông Mỹ Thanh

Hầu hết nguồn nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt đều khai thác ở độ sâu từ 80m - 300m, nồng độ pH = 7 - 8,5, hàm lượng sắt từ 0,1 - 0,36mg/l; độ mặn từ 100 - 200mg/l, các tính chất lý hoá khác như độ trong, hàm lượng ion SO4-2, NO3-1 vào loại bình thường

Do nước sông bị nhiễm mặn nên mức độ ăn mòn đối với kết cấu BTCT hoặc thép

là vấn đề cần được lưu ý khi lựa chọn loại hình kết cấu và chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Chế độ thủy văn chủ yếu là chế độ của dao động triều (bán nhật triều không đều), hướng xâm nhập đều là cửa sông Mỹ Thanh với biên độ triều tương đối ổn định bình quân 3m, lớn nhất là 3.5m, càng vào sâu biên độ triều càng giảm; phần lớn các ngày

trong tháng đều có 2 lần nước lớn, 2 lần nước ròng Trong 1 tháng âm lịch có 2 kỳ triều cường ứng với 2 kỳ trăng tròn và không trăng, 2 kỳ triều kém ứng với 2 kỳ trăng thượng huyền và hạ huyền và các kỳ triều trung gian là thời kỳ chuyển tiếp giữa các

kỳ triều cường và triều kém

Do ảnh hưởng của mực nước dâng rút do gió mùa, khoảng tháng 10, 11, 12 hàng năm mực nước dâng cao nhất, các tháng 5, 6, 7 có mực nước rút xuống thấp nhất Dưới đây là số liệu về một số mực nước chủ yếu nhận được từ kết quả điều tra, khảo sát, thu thập:

Mực nước với tần suất p = 1%: + 2,10m

Mực nước với tần suất p = 5%: + 1,98m

Biên độ triều khu vực khá lớn, việc thi công các trụ gần bờ phụ thuộc vào mực nước triều cần được lưu ý để đảm bảo công tác thi công được liên tục

Khu vực công trình nằm trong vùng nước mặn, cần có các biện pháp bảo vệ chống

ăn mòn của môi trường đối với phần kết cấu ngập nước như móng, thân mố - trụ: tăng chiều dày bê tông bảo vệ, sơn chống thấm, lớp chống gỉ cốt thép, …

1.3.5 Vậ l ệu xây dự

Sóc Trăng là tỉnh có nguồn vật liệu khai thác tại chỗ chủ yếu là cát đắp nền, còn lại hầu hết phải vận chuyển từ nơi khác đến để xây dựng công trình

Cát đắp nền đường có thể khai thác từ các sông trong tỉnh (Đại Ngãi, Mỹ Thanh )

và vận chuyển bằng đường thuỷ hay đường bộ đến chân công trình

Đá dăm, cấp phối đá dăm và sỏi đỏ thể sử dụng từ các mỏ ở Đồng Nai và vận chuyển bằng đường thủy đến hạ lưu sông Hậu, sau đó theo các kênh nhỏ và đường nội bộ đến chân công trình

Xi măng, sắt thép, vải địa kỹ thuật, có thể lấy từ thành phố Hồ Chí Minh hoặc tại tỉnh Sóc Trăng, Cần Thơ Các loại vật liệu đặc chủng như cáp dự ứng lực - neo cáp, gối cầu, khe co dãn, có thể nhập của nước ngoài

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU LIÊN TỤC 1.1 T NH TOÁN KH I LƯ NG KẾT C U NH P

1 n

i

i i i

i y x y x

(6

1 n

i

i i i i i i

F Y

n

i

i i i

i i i i i

2 1

1

1 2

1 1

(12

40

Vớ ộ đè đườ ư ậy ọ q đổ â ố đề :

40

4 97 ,

0

= 0,097 (T/m) Vậy ĩ á ớ :

DW = 2,696+0,097 = 2,793 (T/m) = 27,93 (kN/m)

1.1.2 Khối lƣợng và các đặc trƣng hình học của kết cấu nhịp cầu ch nh

6x300

100 K1 K0

K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11

25,20

y x

y x

25,2

2 1

1

a c

T ươ ì ( ) s y ươ ì đáy ư s :

25 , 2 67 , 1306

5.20

y x

y x

5 , 2

2 2

2

a c

T ươ ì (2) s y ươ ì ướ đáy ư s :

5 , 2 1176

1 2 

y d

- Xá đ á

Từ ươ ì đườ ướ đáy xá đ đượ

ề ộ ề y đáy ừ ư s :

d y

h (m)

25 , 0 73 , 11759

i A A L

21

K ố ượ (kN)

1650/2600

1200/2600

100100

840/2

16050

5 , 2 ).

4

5 , 2 5 , 2 11 (

A 1,25 

T đ :

DCtt - T ọ ượ đ N

Rtt - ự ẳ đứ ĩ đ 2 â ố ( kN)

Xe tải thiết kế + Tải trọng làn

Xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn

9.3kN/m

9.3kN/m39.4m

39.4m

4.34.3

1.2

Hình 1-8: Đườ ưở ự ố ợ

Xe 2 trục thiết kế + Tải trọng làn

Xe tải thiết kế + Tải trọng làn

Cá ườ ọ ọ đượ á :

2 DC2 Dead Load of Component and Attachments (DC)

3 DW Dead Load of Wearing Surfaces and Utilities (DW)

+ Khai báo làn xe:

C x y ộ 5

K á x độ â :

Làn xe Độ â Làn 1 -1,75 Làn 2 1,75 Làn 3 -5,25 Làn 4 5,25 + Khai báo x ẩ AASHTO-LRFD (22TCN272-05)

2 2 2 K q y ươ ì

Á ự ớ :

T á ọ ở : Cọ đườ = 2 ề ừ đáy móng 50m

1 n

i

i i i

i y x y x

.6

1 n

i

i i i i i i

F Y

1 1

.12

1 n

i

c i i i

i i i i i

25 , 0 2

35 , 0 25

, 0 2

35 , 0

39400

1950.2600910

2600

K y ề :

125 , 0 2

6 , 0 125

, 0 2

6 , 0

39400

1950.26001900

2600

870097

,0

= 4,655 (kN/m)

Hình 1-15: Đườ hưở mômen giữ nh biên và x t b lợ

= 0,606.[(1+0,25).(145.7,7+145.9,85+35.7,7)+9,3.194,045]

= 3225,393 (kN.m) + D x 2 :

M A

pu

u psg

.9,0 85,0

10 946 , 15634



psg

Số DƯ ô ứ :

140

906,6278





ps

psg cg

é ù ộ a = 1.c á ô ớ trung hòa

Vớ ô ườ độ é ố /

C

f = 40 (MP ) ì số 1 = (12/7).0,05 = 0,764

f

 = 2.(1,04 0,9. )

pu

pu f

0 2

. ps p c/ w 1 f f

ps

h a h b b f

a d f

f w c

pu ps

d

f kA b f

h b b f f

A

.85

.0

.85

.0

/ 1

pu ps c

pu ps

d

f kA b f

f A

.85

1860.6300

100 200 2500 764 , 0 40 85 , 0 1860 6300

(N.mm) 1,49.10

2

100 2

557 , 608 100 764 ,

0

200 2500 40 85 , 0 2

557 , 608 1628 185 , 1605 6300

0 2

. ps p c/ w 1 f f

ps

h a h b b f

a d f

c

f w c

pu ps

d

f kA b f

h b b f f

A

.85

.0

.85

.0

/ 1

/ 1

pu ps

d

f kA b f

f A

.85

1860.6300

Do đ điể thi công theo công ngh h , d làm vi theo 2 giai đo :

 Giai đo thi công h : d làm vi c theo sơ đ d tĩ đ mút thừ

 Giai đo hoàn thành c : d làm vi theo sơ đ c d liên t 5 nh

1.3.2.1.2 Nội lực giai đoạn thi công

 T ọ á :

 T ọ ượ â á khố đú : DC = 315,962 (kN/m)

 T ọ ượ x đú á ô : Pxđ = 800kN, độ l tâm e=2m

 H ô và thi b ph : Do không có số li chính xác nên ta xét sơ bộ

Hình 1-16: Biể đ mômen b lợ ở giai đo thi công

Từ ể đ mômen đượ mômen âm ớ đ ô gây ra các : Mtcmax = -428194,829 (kN.m)

1.3.2.1.3 Nội lực giai đoạn khai thác

Hình 1-17: ể đ ô ĩ 2

Hình 1-18: ể đ ô

Từ ể đ ô ĩ đ 2 ể đ ô ây

xá đ đượ ô ớ ở ướ ủ á ữ ư sau:

T T T T

W

M W

e N A

N f

)

1)(

.( min ''

'

min '

bo KT T T b T T T

A f e A W

A M n

e A W

M N

.'

T T T d

W

M W

e N A N f