Thiết kế cầu qua sông l6

Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu .... Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ .... Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu .... Tính toán sức chịu tải của cọc tro

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU TẠI KON TUM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG L6

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I 2

THIẾT KẾ SƠ BỘ 2

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 3

1.1 Giới thiệu chung về cầu 3

1.2 Các điều kiện tự nhiên, khí hậu tại vị trí xây dựng cầu 3

1.2.1 Điều kiện địa hình, địa mạo 3

1.2.2 Khí tượng 3

1.2.3 Điều kiện địa chất 3

1.2.4.Điều kiện thuỷ văn, thuỷ lực 3

1.3 Các chỉ tiêu kỷ thuật 3

1.4 Các điều kiện thi công 4

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu 4

1.4.2 Điều kiện cung cấp máy móc 4

1.4.3 Điều kiện cung cấp nhân lực 4

1.4.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt 5

1.4.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc 5

1.5.Phân tích sự cần thiết phải đầu tư 5

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 7

2.1.Phương án 1: Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp 5x33(m) 7

2.2 Phương án 2: Cầu giàn thép nhịp 3x55(m) 8

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC 10

3.1 Giới thiệu chung về phương án 10

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 10

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 13

3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị 13

3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh 13

3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ 15

3.4.1 Khối lượng mố 15

3.4.2 Khối lượng trụ 16

3.5 Tính toán số lượng cọc 17

3.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ 17

3.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ 22

3.5.2.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu 22

3.5.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền 22

3.5.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 26

3.5.3.1 Xác định số lượng cọc 26

3.5.3.2 Bố trí cọc 26

3.5.4 Tính toán giá thành 27

CHƯƠNG 4 34

PHƯƠNG ÁN II CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT 34

4.1 Giới thiệu chung về phương án 34

4.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 35

4.2.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị 35

4.2.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn 35

4.2.3 Tĩnh tải bản mặt cầu 36

4.2.4 Lựa chọn tiết diện dầm chủ: 36

4.3 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 38

4.4 Tính toán khối lượng mố trụ 41

4.4.1 Tính toán khối lượng mố: 41

4.4.2 Khối lượng trụ 42

4.5 Tính toán số lượng cọc cho mố và trụ: 44

4.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ 44

4.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ 46

4.5.2.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu 46

4.5.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền 47

4.5.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 50

4.5.3.1 Xác định số lượng cọc 50

3.5.3.2 Bố trí cọc 51

4.5.4 Tính toán giá thành 53

CHƯƠNG 5: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN 61

5.1 Cơ sở để lựa chọn đưa vào thiết kế kỹ thuật 61

5.2 So sánh các phương án theo giá thành dự toán 61

5.2.1 Phương án 1: Cầu dầm I BTCT ƯST 61

5.2.2 Phương án 2: Cầu giàn thép 61

5.3 So sánh các phương án theo theo khả năng thi công và tiến độ 61

5.3.1 Phương án I: Cầu dầm BTCT ƯST (5x33m) 61

5.3.1.1 Khả năng thi công 61

5.3.1.2 Tiến độ 62

5.3.2 Phương án II: Cầu giàn thép (3x42m) 62

5.3.2.1 Khả năng thi công 62

5.3.2.2 Tiến độ 62

5.4 So sánh các phương án theo điều kiện khai thác, duy tu, bảo dưỡng 62

5.5 So sánh các phương án theo điều kiện tận dụng nguồn nhân lực và vật liệu địa phương 62

5.2.1 Phương án 1: Cầu dầm I BTCT ƯST 62

5.2.2 Phương án 2: Cầu giàn thép 62

5.6 So sánh các phương án theo điều kiện mỹ quan 62

5.7 Kiến nghị lựa chọn phương án 63

PHẦN II 64

THIẾT KẾ KỸ THUẬT 64

CHƯƠNG 6: 65

THIẾT KẾ DẦM CHỦ 65

6.1 Số liệu ban đầu 65

6.1.1 Số liệu thiết kế 65

6.1.2 Thống kê vật liệu 65

6.2 Thiết kế cấu tạo 66

6.2.1 Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu 67

6.2.2 Lựa chọn tiết diện dầm chủ 67

6.2.3 Đặc trưng hình học của dầm: (Tính cho mặt cắt giữa nhịp) 68

6.3 Tính nội lực dầm chủ 69

6.3.1 Các tham số dùng xác định hệ số phân bố ngang 70

6.3.2 Tính hệ số phân bố ngang 70

6.4 Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải 73

6.4.1 Các hệ số cho tĩnh tải p 73

6.4.2 Tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 74

6.4.3 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 75

6.4.4 Tính toán nội lực dầm chủ do hoạt tải thiết kế 80

6.4.5 Tổ hợp nội lực của tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm chủ 85

6.5 Tính toán và bố trí cốt thép 86

6.5.1 Tính toán diện tích cốt thép 87

6.5.2 Bố trí cốt thép DƯL cho dầm chủ 87

6.6 Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm theo các giai đoạn làm việc 90

6.6.1 Tiết diện quy đổi 90

6.6.2 Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 1: 91

6.6.3 Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 2: 93

6.6.4 Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 3: 94

6.7 Tính toán mất mát ứng suất 95

6.7.1 Mất mát ứng suất do ma sát f PF 96

6.7.2 Mất mát ứng suất do biến dạng của neo f pA 98

6.7.3 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi f pES 99

6.7.4 Mất mát ứng suất do co ngót trong bê tông 100

6.7.5 Mất mát ứng suất do từ biến trong bê tông 100

6.7.6 Mất mát ứng suất do chùng cốt thép DƯL 101

6.7.7 Tổng hợp các mất mát ứng suất 102

6.8 Kiểm toán TTGH cường độ 1 103

6.8.1 Kiểm toán cường độ uốn 103

6.8.2 Kiểm toán mặt cắt theo giới hạn cốt thép 106

6.8.3 Tính cốt đai và kiểm toán cắt ở trạng thái giới hạn cường độ I 108

6.9.1 Các giới hạn ứng suất trong bê tông 113

6.9.2 Kiểm toán ứng suất giai đoạn 1 114

6.9.3 Kiểm toán ứng suất giai đoạn 2 115

6.9.4 Kiểm toán ứng suất giai đoạn 3 116

6.9.5 Kiểm tra độ võng ở giữa nhịp 117

CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ T1 120

7.1 Số Liệu Tính Toán 120

7.2 Tính toán các tải trọng tác dụng lên trụ 121

7.2.1 Tỉnh tải 121

7.2.2 Hoạt tải ( LL+IM ) 122

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

7.2.6 Tải trọng gió ( WL,WS ) ( 3.8.1 ) 128

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

7.3 Tổ hợp tải trọng 134

7.3.1 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt xà mũ ( mặt cắt A-A ) 134

7.3.1.1.Tải trọng do tỉnh tải truyền xuống 134

7.3.1.2.Tải trọng do hoạt tải truyền xuống dầm biên 134

7.3.1.3.Tải trọng do tỉnh tải bản thân phần hẩng của xà mũ 136

7.3.2 Mặt cắt đỉnh móng I-I 139

7.3.3 Mặt cắt tại đáy móng II-II 148

7.4 Kiểm toán tại các mặt cắt 157

7.4.1 Kiểm toán mặt cắt xà mũ ( mặt cắt A-A ) 157

7.4.2 Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng: I-I 165

7.4.2.3.Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ 172

7.4.2.4.Kiểm tra nứt (TCN 5.7.3.4) 174

7.4.3.Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng: II-II 176

PHẦN III 192

THIẾT KẾ THI CÔNG 192

PHẦN III: THIẾT KẾ THI CÔNG 193

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 193

8.1 Đặc điểm cấu tạo trụ T1: 193

8.2 Các điều kiện ảnh hưởng đến thi công: 194

8.2.1 Vật liệu : 194

8.2.2 Nhân lực và máy móc - thiết bị : 194

8.2.3 Điều kiện khí hậu và dân cư: 194

8.2.4 Kho bãi lán trại và mặt bằng thi công: 194

8.3: Kỹ thuật thi công các hạng mục công trình: 195

8.3.1: Công tác chuẩn bị 195

8.3.2: Chọn thời điểm thi công trụ cầu: 197

8.3.3: Đề xuất giải pháp thi công: 197

8.3.4 Trình tự thi công trụ T1: 198

8.3.5 Các nội dung thi công chính: 199

8.5.1: Công tác chuẩn bị 199

8.5.1.1 Lán trại kho bãi 199

8.5.1.2 Nguyên vật liệu 199

8.5.1.3 Nhân lực và máy móc 199

8.5.2 Công tác định vị tim trụ: 199

8.5.3 Thi công cọc khoan nhồi theo phương pháp khoan tuần hoàn nghịch 200

8.5.4 Thi công vòng vây cọc ván thép 209

8.5.5 Tính toán lớp bê tông bịt đáy: 211

8.5.6 Tính toán cọc ván thép: 212

8.5.7 Thi công đổ lớp bê tông bịt đáy: 218

8.5.8 Thi công bệ trụ: 220

8.5.9 Tính toán ván khuôn 221

8.5.10 Thi công thân trụ 229

8.5.10.1 Trình tự thi công 229

8.5.10.2 Tính toán ván khuôn 230

8.5.11 Thi công xà mũ: 239

8.5.11.1 Trình tự thi công: 239

8.5.11.2 Tính toán ván khuôn: 239

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 246

9.1 Giới Thiệu Chung 246

9.2 Điều kiện địa hình - địa chất thuỷ văn 246

9.2.1 Điều kiện địa hình 246

9.2.2 Điều kiện địa chất 246

9.2.3 Thuỷ văn 246

9.3 Điều kiện thi công 246

9.4 Sản xuất dầm BTCT chữ I – Căng trước: 247

9.4.1.Công tác chuẩn bị 247

9.4.2.Công tác lắp cốt thép cường độ cao, lắp neo vào bệ 248

9.4.3.Công tác căng cốt thép cường độ cao 248

9.4.4.Công tác đổ bê tông 248

9.4.5.Công tác hạ kích, cắt cốt thép cường độ cao 248

9.4.6.Công tác vận chuyển dầm 249

9.5 Đặc điểm lao lắp các dầm chủ BTCT đúc sẵn 249

9.6 Các điều kiện để chọn phương án thi công 249

9.7 Các phương án thi công 250

9.7.1 Phương án 1: Lao lắp dầm bằng tổ hợp mút thừa loại nhỏ 250

9.7.2.Phương án 2: Lao lắp dầm bằng giá long môn 250

9.8 Ưu, nhược điểm của các phương án 251

9.8.3 Phương án 1: Dùng tổ hợp mút thừa loại nhỏ 251

9.8.2 Phương án 2: Dùng cần trục long môn 252

9.9 So sánh chọn phương án 252

9.9.1 Phương án 1 252

9.9.2 Phương án 2 252

9.10 Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm bằng tổ hợp mút thừa 252

9.11 Tính toán và kiểm tra phương án chọn 253

9.11.1 Cấu tạo tổ hợp lao dầm: (Lao lắp dầm bằng tổ hợp mút thừa) 253

9.11.2 Kiểm tra độ ổn định khi lao tổ hợp 253

9.11.3 Kiểm tra lật theo phương dọc cầu 254

9.11.4 Kiểm tra lật theo phương ngang cầu 255

9.11.4.3 Tính cáp treo dầm 257

CHƯƠNG 10: TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRỤ T1 259

TÀI LIỆU THAM KHẢO 265

Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành xây dựng cầu đường thuộc Trường Phân Hiệu Đại Học Đà Nẵng Tại Kon Tum Trong những năm qua, với sự dạy dỗ tận tâm của các Thầy Cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng

sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc

Do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em

Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Giáo PGS.TS HOÀNG PHƯƠNG HOA và các giảng viên Khoa KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng tháng 7 năm 2017

Phạm Văn Vũ

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ

- Phương án I: Cầu Dầm BTCT DƯL

- Phương án II: Cầu Giàn Thép



(25%)

3

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung về cầu

- Thiết kế cầu vượt sông L6

1.2 Các điều kiện tự nhiên, khí hậu tại vị trí xây dựng cầu

1.2.1 Điều kiện địa hình, địa mạo

- Khu vực xây dựng cầu tương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi không nhiều Hai bên bờ sông là khu dân cư, cầu nằm trong vùng đồng bằng cách xa biển nên ít chịu ảnh hưởng của thủy triều

1.2.2 Khí tượng

Khí hậu ở Kon Tum và vùng phụ cận chịu ảnh hưởng chung của khí hậu khu vực Bắc Trung bộ, Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 26oC Vào mùa hè nhiệt độ cao nhất có thể lên tới

39oC Giai đoạn từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa mực nước sông hạ thấp, nên thuận lợi cho việc thi công cầu

Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm và thường có

mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-22oC Độ ẩm khoảng 90%

Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu

1.2.3 Điều kiện địa chất

- Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất khu vực công trình đi

qua có đặc điểm sau:

- Lớp 1: Lớp cát hạt nhỏ

- Lớp 2: Lớp Á cát

- Lớp 3: Lớp á sét chiều dày vô cùng

1.2.4.Điều kiện thuỷ văn, thuỷ lực

- Mực nước cao nhất : +7,3 m

- Mực nước thông thuyền: +4,0 m

- Mực nước thi công: +4,0 m

- Mực nước thấp nhất: +1,4 m

1.3 Các chỉ tiêu kỷ thuật

- Quy mô: cầu được xây dựng với quy mô vĩnh cửu

- Tải trọng thiết kế: Tải trọng 0.65HL93; đoàn người 3.1KN/m2

- Khổ độ cầu: Lo = 164 (m)

- Khổ cầu: K = 10 + 2×1,25 (m)

- Sông thông thuyền cấp: Cấp V (miền trung )

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 272 – 05

1.4 Các điều kiện thi công

1.4.1 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 mỏ đất tại xã Chư Hreng Đường vào khai thác thuận lợi, đất tại đây thuộc loại đất sét pha cát lẫn dăm sạn, trữ lượng khoảng

>500000m3 Hiện mỏ đất này đang được khai thác nhằm phục vụ cho các công trình xây dựng trong khu vực

+ Đá: Mỏ đá dưới chân núi Chư Hreng nằm ở địa bàn xã Chư Hreng, TP Kon Tum

Đá ở đây là loại đá granít màu xám xanh đốm đen, trữ lượng khoảng >700000 m3

Mỏ

đá cách công trình khoảng 10km, đường vận chuyển bằng bê tông nhựa rất thuận lợi Hiện mỏ đá đang được khai thác nhằm phục vụ cho các công trình xây dựng trong khu vực

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

+ Xi măng: Xi măng được vận chuyển từ công ty cổ phần Hải Vân Các loại xi măng đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật mà công trình cần

1.4.2 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 bê tông, máy đầm bê tông và các loại máy móc cần thiết khác Đảm bảo quá trình thi công được tiến hành đồng bộ và liên tục, đảm bảo được tiến độ thi công

1.4.3 Điều kiện cung cấp nhân lực

Khu vực có số lượng người dân nằm trong độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn Người dân có tính cần cù, chịu khó, ham học hỏi và được đào tạo khá tốt, có khả năng tiếp nhận nhanh 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

1.4.4 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 em công nhân và các cán bộ kỹ thuật trên công trường Đảm bảo sự quan tâm tốt đến sức khoẻ 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 kinh doanh gần trên địa bàn thi công

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

1.4.5 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 thời trên 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

Ngoài thời gian ban ngày làm việc tại công trường thì các ngày lễ, ban đêm anh em công nhân và các cán bộ kỹ thuật làm việc tại công trường có thể sinh hoạt văn hoá tại trung 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 Các mạng 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 điện thoại và các cán bộ, công nhân có thể sử dụng điện thoại di động tại công trường phục vụ cho việc liên lạc giữa các tổ đội, các bộ phận thi công dể dàng, thuận lợi để quá trình thi công có thể diễn ra một cách cơ động, nhanh chóng và chính xác

1.5.Phân tích sự cần thiết phải đầu tư

Các tuyến quốc lộ chính chạy qua địa bàn tỉnh Kon Tum bao gồm quốc lộ 14 nối Kon Tum với Đà Nẵng và Gia Lai, quốc lộ 24 nối với khu kinh tế Dung Quất (Quảng Ngãi) lớn nhất miền Trung, quốc lộ 40 tới Khu kinh tế cửa khẩu Bờ Y và nối với quốc

lộ 18B của Lào Trong tương lai, tuyến đường Hồ Chí Minh nhánh phía Tây sẽ được

nâng cấp và mở rộng trên cơ sở của quốc lộ 14C và nhánh phía Đông trên cơ sở của quốc lộ 14 tạo điều kiện thông thương giữa Kon Tum và các tỉnh bạn Kon Tum hiện

có một số sân bay quân sự cũ từ thời chiến tranh trong đó có 2 sân bay loại nhỏ ở huyện Kon Plong và huyện Ngọc Hồi có thể sử dụng cho máy bay lên thẳng Do đặc điểm hệ thống sông, suối của Kon Tum nhỏ hẹp và dộ dốc lớn nên không thuận lợi cho phát triển giao thông đường thuỷ Vấn đề giao thông đi lại giữa hai bên bờ sông chỉ có thể thực hiện bằng các phương tiện tàu thuyền nhỏ qua sông, do đó nó không đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân sống tại đây và không đảm bảo an toàn cho người qua sông Vì vậy mà việc thi công cầu qua sông H9 được xem là vấn

đề hết sức cần thiết nhằm đáp ứng nguyện vọng, sự mong mỏi của người dân sống hai bên sông nói riêng và toàn khu vực nói chung

Khi cầu được xây xong sẽ tạo điều kiện thuận lợi để nhân dân khu vực hai bên sông có thể dễ dàng giao lưu, buôn bán với nhau

Như vậy việc xây dựng cầu qua sông L6 là rất cần thiết và có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng Cầu xây dựng sẽ vừa giải quyết nhiều vấn đề giao thông đi lại trong khu vực, vừa góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng giao thông, nhằm thúc đẩy đầu tư, đưa nền kinh tế của các khu vực hai bên cầu nói riêng và của tỉnh Kon Tum nói chung ngày càng phát triển để tương xứng với

vị thế xứng đáng của mình

7

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

2.1.Phương án 1: Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp 5x33(m)

),max( 0 0

0 0





yc tt

yc tt

L L

L L

(CT1)Trong đó:

Vậy khẩu độ đạt yêu cầu

+ Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp giản đơn 5 nhịp Mặt cắt ngang dầm là dạng I gồm 6 dầm, chiều dài mỗi nhịp là Lnhịp = 33m, tổng chiều dài cầu 5×33m = 165 m

+ Dầm dài 33m, chiều cao dầm 1,8m

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

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

Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản

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

-Kết cấu mố:

Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng cọc khoan nhồi

có đường kính 100cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 25m(mố MA và MB)

Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 200x20*300cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện 100x50cm

-Kết cấu trụ:

Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng cọc khoan nhồi có đường kính 100cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 25m

- 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

+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi

2.2 Phương án 2: Cầu giàn thép nhịp 3x55(m)

Vậy khẩu độ đạt yêu cầu

+ Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp giản đơn 3 nhịp Mặt cắt ngang dầm là dạng I gồm 5 dầm, chiều dài mỗi nhịp là Lnhịp = 55m, tổng chiều dài cầu 3×55m = 165 m

+ Dầm dài 55m, chiều cao dầm 0,7m

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

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

9

Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản

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

-Kết cấu mố:

Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng cọc khoan nhồi

có đường kính 100cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 25m (mố MA và MB)

Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 200x20*300cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện 100x50cm

-Kết cấu trụ:

Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng cọc khoan nhồi có đường kính 100cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 25m

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Thi công bán lắp ghép, dầm thép chữ 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

+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi

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 5 nhịp 31m Mặt cắt ngang dầm là dạng I

Một nhịp có 5 dầm ngang đặt ở hai đầu nhịp, L/4, 3L/4 và giữa nhịp Gồm 5 dầm chủ cao 1,55m khoảng cách hai dầm chủ là 2,4m, phần hẫng 1,2m Bản mặt cầu dày

Hình 3.2 Mặt cắt ngang cầu

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp

Chiều cao dầm chủ 1,8m Gồm 6 dầm chủ, mỗi dầm đặt cách nhau 2,4m 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

11

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

Hình 3.4: ½ Chính diện dầm

Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan và 1/2 bản mặt cầu

- Dầm ngang: Gồm 5 dầm bố trí theo cấu tạo

+ 2 dầm ngang tại gối

Chiều cao dầm ngang: hdn < hdc =1800-60=1740m m=1.75m

13

Tại gối: Fdn=1,8x1,740+0,035x0,1+1,6x0,15=3.3755 (m2)

Giữa nhịp: Fdn=1,8x(0.15+1.06)+0,15x0,21+1,16x0.15x2+0.31x0.1+1.6x(0.15+0.11) =3.185 (m2)

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị

Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1m dài là:

Thể tích ống thép đường kính 10cm dày 4mm dài 33m:

Số lượng

Thể tích trên 1 nhịp (m3)

Hàm lượng thép (kN/m3)

Trọng lượng thép (kN)

Trọng lượng

bê tông (kN)

Trọng lượng trên 1m dài (kN/m)

Khối lượng BT trong gờ chắn bánh: Gcb = Vcb×γc = 3.3×2,4x10= 76.2 kN

Khối lượng trên 1m dài: Gcb = Gcb/33 = 76.2/33= 2,31kN/m

350 150

Hình 3.8: Cấu tạo gờ chắn

*Vậy tĩnh tải tác động lên cầu :

Nhịp 35 m:

+ Giai đoạn 1:

15

DC1 = (DCDC + DCDN)=(3067.632+230.072)+391.37+19.569=3708.643 KN + Giai đoạn 2:

1000 500

14000

15000 1400

Hình 3.9: Cấu tạo mố trái Bảng 3.3: Thể tích các bộ phận của mố cầu

3 Bê tông tường đỉnh KN 0.3x2.097+(0.5+0.713)/2x0.4x14x24 82.143

4 Bê tông tường cánh KN =(1x3,983+2,5x2,446+1,230x(3,983+2,5)/2)

3.4.2 Khối lượng trụ

Hình 3.10: Cấu tạo trụ cầu

Cấu tạo 5 trụ tương tự nhau, ngoại trừ chiều cao của thân trụ là khác nhau:

- Chiều cao thân trụ 1,4 là 7,225 m

- Chiều cao thân trụ 2 đều là 7,872 m

- Chiều cao thân trụ 3 đều là 9,872 m

KCN P

Trong đó : CD

MÔ

P - trọng lượng bản thân của mố

CD MÔ

P = 1,25× (4284.784+160.679)= 5556.83 kN

CD

PL LL

P  – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố

yi : tung độ đường ảnh hưởng tương ứng

: Tổng diện tích đah áp lực lên mố

q1= 9,3 KN/m; 0.65HL93 tải trọng thiết kế

T = 1,25 m: Bề rộng làn người đi bộ

PL = 3.1 KN/m2: Tải trọng đoàn người

ω = 16,2 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

19

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

Xét xe tải thiết kế (xe 3 trục):

KCN P

Trong đó : CD

TRU

P - trọng lượng bản thân của trụ

CD TRU

P = 1,25× 5800.663= 7250.83 kN

CD PL LL

P  – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên trụ

Chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = L – 2a = 33 – 2×0,3 = 32,4 m

(1+ IM): hệ số xung kích; (1+IM) =1,25

n : số làn xe; n = 2

m: hệ số làn xe; m= 1

Pi : tải trọng trục bánh xe

yi : tung độ đường ảnh hưởng tương ứng

: Tổng diện tích đah áp lực lên mố

q1= 9,3 KN/m; 0.65HL93 tải trọng thiết kế

T = 1,25 m: Bề rộng làn người đi bộ

PL = 3.1 KN/m2: Tải trọng đoàn người

ω = 32,4 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

Cần chú ý rằng: trong trường hợp này, việc xếp xe sẽ được tiến hành đối với từng trụ một, đối với từng loại xe một để xét trường hợp bất lợi Hơn nữa, để tính phản lực gối phải tổ hợp xe theo một cách thứ hai nữa như sau:

“ Lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15000 mm tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết

kế, khoảng cách giữa các trục 145 kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300mm”( mục 3.6.1.3.1 22TCN25,332-05)

21

PL

HL 93

145 145

35

145 145

KCN P

Tóm lại: trường hợp khống chế của các trụ là:

3.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ

+ Chọn cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở mố, trụ là 22.5m

+ Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

fy - Giới hạn chảy của cốt thép chủ (MPa), fy = 420MPa

Thay vào ta được:

3.5.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền

Cọc khoan nhồi nằm trong 3 lớp đất nên ta cần tính sức kháng bên ở 2 lớp đất; mũi cọc nằm ở tầng đất sét nửa cứng nên ta tính sức kháng mũi cọc cho lớp đất dính

Sức kháng thành bên thân cọc trong lớp đất dính:Q =si   qs L U i (kN)

- Hệ số sức kháng mũi bên đất dính

Bảng 3.13 Sức kháng thành bên thân cọc trong đất dính

Lớp

Chiều dài cọc hữu hiệu nằm trong các lớp đất

Chu vi cọc

Số nhát búa (SPT)

Sức kháng cắt không thoát nước

Sức kháng bề mặt đơn vị

Sức kháng thành bên

Li (m) U(m) N Su (kPa) q (kPa) s Q (kN) si

Sức kháng mũi cọc:

Qp

Sức kháng tính toán của cọc:

QR

Sức kháng dọc trục tính toán:

Pr

Sức chịu tải tính toán của cọc: Ptt

Mố A 3116.235 574,03 3690.265 14774,6 3690.265 Trụ 1 3876.385 574,03 4450.415 14774,6 4450.415 Trụ 2 3242.443 574,03 3816.473 14774,6 3816.473 Trụ 3 3808.032 574,03 4382.062 14774,6 4382.062 Trụ 4 3928.925 574,03 4502.955 14774,6 4502.955

Mố B 2991.397 574,03 3565.427 14774,6 3565.427

n

Trong đó: n - Số lượng cọc tính toán

: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng  = 1,5 đối với trụ

 = 1,6 đối với mố

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

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

Bảng 3.10: Tính toán số lượng cọc

Mố/Trụ Ap(kN) Ptt(kN) β ntt nch

Mố trái 13153.28 3690.265 1,6 5.70291 6 Trụ 1 17737.33 4450.415 1,5 5.97832 8 Trụ 2 17977.15 3816.473 1,5 7.06561 8 Trụ 3 18718.10 4382.062 1,5 6.40729 8 Trụ 4 17737.33 4502.955 1,5 5.90856 8

Mố phải 13153.28 3565.427 1,6 5.70291 6

3.5.3.2 Bố trí cọc

Hình 3.13: Mặt bằng bố trí cọc khoan đóng ở bệ mố A và B

Hình 3.14: Mặt bằng bố trí cọc khoan đóng ở bệ trụ 1, 2, 3, 4

27

3.5.4 Tính toán giá thành

Bảng 3.5.Bảng thống kê vật liệu toàn bộ cầu phương án I

STT Kết cấu Hạng mục vật liệu Đơn vị Khối lượng

TỔNG HỢP CHI PHÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

CÔNG TRÌNH: CẦU QUA SÔNG …

PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DẦM……

STT Kết cấu Mã CV Vật liệu Tính ĐV lượng Khối

31

Bảng 3.7.Tổng dự toán xây dựng của phương án 1 - Cầu BTCT DƯL

TỔNG HỢP DỰ TOÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

CÔNG TRÌNH: CẦU QUA SÔNG …

PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DẦM……

ĐVT: VN Đồng

TOÁN

06/2016/TT-BXD

ngày 15/2/2017

4 Chi phí khảo sát lập thiết kế kỹ

Tạm tính 150% CP lập thiết kế + dự toán

Thông tư 06/2016/TT-BXD

5 Chi phí thiết kế kỹ thuật - dự toán 264,461,847 26,446,185 290,908,032 Gtv5 Gxd*HS% QĐ số 79/QĐ-BXD,

8 Chi phí giám sát thi công xây

QĐ số 79/QĐ-BXD, ngày 15/2/2017

9 Chi phí lập HSMT, đánh giá

QĐ số 79/QĐ-BXD, ngày 15/2/2017

Thông tư 210/2016/TT-BTC, ngày 10/11/2016

Thông tư 210/2016/TT-BTC, ngày 10/11/2016

3 Chi phí kiểm tra công tác nghiệm

33/2004/QĐ-BTC