Tài liệu đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu dầm i btct dự ứng lực kéo sau 1 nhịp chiều dài nhịp 33m

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Bước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất hạ tầng kỹ thuật.Giao thông vận tải là một nghành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây là huyết mạch 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 vững chắc 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 cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa. Sau thời gian học tập tại trường ĐH Công nghệ GTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐH Công nghệ GTVT nói chung và các thầy cố trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai. Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 2 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu – Hầm . Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực 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 án cũng như kiến thức chuyên môn của mình. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Sinh viên thực hiện 1 năm 2018 Đồ án tốt nghiệp Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………….. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Giáo Viên 2 Đồ án tốt nghiệp Nhận xét của giáo viên đọc duyệt: …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… … Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Giáo Viên TS. NGUYỄN VĂN TUẤN 3 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC..................................................................................................................... 1 PHẦN I.......................................................................................................................... 7 LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH.........................................................................7 CHƯƠNG I.................................................................................................................... 8 GIỚI THIỆU CHUNG...................................................................................................8 1.1.Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng cầu Bắc Mục..........................................8 1.2. Điều kiện địa hình:............................................................................................8 1.3 . Điều kiện địa chất:............................................................................................9 1.4. Điều kiện khí hậu - thuỷ văn:...........................................................................9 1.4.1 . Điều kiện khí hậu:......................................................................................9 1.4.2. Điều kiện thuỷ văn:.....................................................................................9 1.5. Điều kiện kinh tế xã hội:...................................................................................9 1.6. Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư:................................................10 1.7. Điều kiện cung ứng vật liệu:...........................................................................10 1.8. Các nguyên tắc chọn phương án cầu..............................................................11 1.9. Nhiệm vụ thiết kế.............................................................................................11 1.10. Đề xuất các phương án vượt sông:...............................................................11 1.10.1 - Phương án 1:..........................................................................................11 1.10.2- Phương án 2:...........................................................................................12 CHƯƠNG II................................................................................................................13 THIẾT KẾ CƠ SỞ.......................................................................................................13 2.1. Giải pháp thiết kế.............................................................................................13 2.1.2. Kết cấu các hạng mục................................................................................13 2.2. Thiết kế sơ bộ kết cấu nhịp..............................................................................14 2.2.1. Các số liệu ban đầu....................................................................................14 2.2.2 Các đặc trưng vật liệu.................................................................................14 2.2.3. Chọn sơ bộ kết cấu nhịp............................................................................15 2.3. Thiết kế sơ bộ mố, trụ cầu:..............................................................................18 2.3.1. Tính toán sơ bộ mố cầu.............................................................................18 2.4. Biện pháp thi công chỉ đạo phương án I........................................................20 2.4.1. Thi công mố cầu........................................................................................20 2.4.2. Thi công kết cấu nhịp................................................................................21 2.5. Dự toán thiết kế phương án I.........................................................................22 2.5.1. Tổng hợp vật tư.........................................................................................22 2.5.2.Tổng mức đầu tư........................................................................................25 CHƯƠNG III...............................................................................................................27 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phương án sơ bộ II.........................................................................................27 3.1. Giới thiệu chung về phương án.......................................................................27 3.1.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật...................................................................................27 3.1.3. Kết cấu phần trên.......................................................................................27 3.1.4. Kết cấu phần dưới.....................................................................................27 3.2. Thiết kế sơ bộ kết cấu nhịp.............................................................................28 3.2.1. Các số liệu ban đầu....................................................................................28 3.2.2. Các đặc trưng vật liệu................................................................................28 3.2.3. Chọn sơ bộ kết cấu nhịp............................................................................29 3.2.2. Các đặc trưng vật liệu................................................................................31 3.2.3. Chọn sơ bộ kết cấu nhịp............................................................................32 3.3. Thiết kế sơ bộ mố, trụ cầu...............................................................................33 3.3.1. Tính toán sơ bộ mố cầu.............................................................................33 3.4. Biện pháp thi công chỉ đạo phương án II.......................................................35 3.4.1. Thi công mố cầu........................................................................................35 3.3. Thiết kế sơ bộ mố, trụ cầu...............................................................................36 3.3.1. Tính toán sơ bộ mố cầu.............................................................................36 3.4. Biện pháp thi công chỉ đạo phương án II.......................................................38 3.4.1. Thi công mố cầu........................................................................................38 3.4.2. Thi công kết cấu nhịp................................................................................39 3.5. Dự toán thiết kế phương án 2..........................................................................40 3.5.1. Tổng hợp vật tư.........................................................................................40 3.5.2.Tổng mức đầu tư........................................................................................43 CHƯƠNG IV............................................................................................................... 45 SO SÁNH VÀ KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN KĨ THUẬT.............................................45 4.1. Phương án xây dựng mới cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực...................45 4.1.1 Về ưu điểm:................................................................................................45 4.1.2 Nhược điểm:...............................................................................................45 4.2. Phương án xây dựng cầu mới bằng dầm thép liên hợp bê tông.....................46 4.2.1 Ưu điểm:.....................................................................................................46 4.2.2 Nhược điểm:...............................................................................................46 4.3. Về kinh tế........................................................................................................46 4.3.1 Cầu dầm BTCTDUL..................................................................................46 4.3.2 Cầu dầm liên hợp BTCT............................................................................46 4.4. Về kỹ thuật.......................................................................................................46 4.4.1 Cầu dần BTCTDUL tiết diện chữ I...........................................................46 4.4.2 Cầu dần liên hợp BTCT tiết diện chữ T.....................................................47 5 Đồ án tốt nghiệp 4.5. Về duy tu bảo dưỡng:.......................................................................................48 4.5.1 Cầu dần BTCTDUL tiết diện chữ I..........................................................48 4.5.2 . Cầu dần liên hợp BTCT tiết diện chữ T....................................................48 4.6. Kết luận:........................................................................................................... 48 PHẦN II....................................................................................................................... 49 THIẾT KẾ KỸ THUẬT..............................................................................................49 CHƯƠNG 5................................................................................................................. 50 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỦ..........................................................................50 5.1 . Cấu tạo dầm chủ.............................................................................................50 5.1.1 Chiều dài nhịp:...........................................................................................50 5.1.2. Chiều dài nhịp tính toán............................................................................50 5.1.3. Chọn số dầm chủ:......................................................................................50 5.1.4. Khoảng cách giữa các dầm chủ:................................................................50 5.1.5 Cấu tạo dầm chủ:........................................................................................50 5.1.6.Xác định bề rộng bản cánh có hiệu.............................................................52 5.1.7. Cấu tạo dầm ngang....................................................................................53 5.1.9. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu.....................................................54 5.2. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ..........................................................54 5.2.1. Tĩnh tải giai đoạn I....................................................................................54 5.2.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW)...........................................................56 5.3. Xác định hệ số phân bố ngang........................................................................57 5.3.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên..............................................57 5.3.2 Tính tham số độ Bắc Mục dọc....................................................................58 5.3.3Tính hệ số phân bố cho mô men..................................................................59 5.3.4. Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong dầm dọc biên..................60 5.3.5. Tổng hợp hệ số phân bố ngang tại các mặt cắt.........................................61 5.3.6. Xác định hệ số phân bố ngang tính toán....................................................62 5.4. Tính toán nội lực:............................................................................................62 5.4.1. Mặt cắt tính toán........................................................................................62 5.4.2. Vẽ đường ảnh hưởng lực cắt.....................................................................63 5.4.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt.................................................................64 5.4.4. Tổng hợp nội lực.......................................................................................75 5.5. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ .......................................................78 5.5.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I.(Tại mặt cắt giữa nhịp)..............................78 5.5.2. Tính số bó cốt thép cần bố trí....................................................................80 5.5.3. Bố trí cốt thép trên mặt cắt dầm.................................................................80 5.6. Kiểm toán sức kháng uốn của dầm theo TTGH cường độ.............................85 6 Đồ án tốt nghiệp 5.6.1. Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt..................................................85 5.6.2. Kiểm toán khả năng chịu uốn....................................................................87 5.7. ĐTHH của các mặt cắt....................................................................................88 5.7.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I...................................................................88 5.7.2. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn II..................................................................90 5.7.3. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn III................................................................92 5.8.2. Mất mát do ma sát (Theo 5.9.5.2.2b).........................................................94 5.8.3. Mất mát do thiết bị neo (Theo 5.9.5.2)......................................................96 5.8.4. Mất mát do co ngắn đàn hồi của thép (Theo 5.9.5.2.3b)............................97 5.8.5. Mất mát do co ngót (Shrinkage) (5.9.5.4.2)...............................................98 5.8.6. Mất mát do từ biến (Creep) (5.9.5.4.3)......................................................98 5.8.7. Mất mát do tự trùng của cốt thép DƯL (5.9.5.4.4)....................................99 5.9. Xác định ứng suất trong dầm bê tông do DƯL gây ra..................................100 5.9.1.Giả thiết tính toán.....................................................................................100 5.9.2. Tính ứng suất trong bêtông do DƯL gây ra.............................................100 5.10. Kiểm tra độ bền chống nứt của dầm theo điều kiện ứng suất pháp...........104 5.10.1. Giả thiết tính toán..................................................................................104 5.10.2. Kiểm toán 1 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dưới trong giai đoạn khai thác) ....................................................................................................................................... 105 5.10.3. Kiểm toán 2 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn khai thác) ....................................................................................................................................... 106 5.10.4. Kiểm toán 3 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn chế tạo) ....................................................................................................................................... 108 5.10.5. Kiểm toán 4 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dưới trong giai đoạn chế tạo) ....................................................................................................................................... 109 5.11. Kiểm tra đọ võng theo TTGH sử dụng. (ĐIỀU 6.10.5)...............................110 5.11.1. Nguyên tắc kiểm tra...............................................................................110 5.11.2. Công thức kiểm toán.............................................................................110 5.11.3. Xác định độ võng do hoạt tải.................................................................111 PHẦN 3.....................................................................................................................113 THIẾT KẾ THI CÔNG..............................................................................................113 VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG.......................................................................................113 CHƯƠNG VI.............................................................................................................114 THIẾT KẾ THI CÔNG..............................................................................................114 6.1.Điều kiện thi công...........................................................................................114 6.1.1 Đề xuất phương án thi công......................................................................114 6.1.2 Chọn bãi đúc dầm.....................................................................................115 7 Đồ án tốt nghiệp 6.1.3 Thiết kế thành phần bê tông dầm..............................................................116 6.1.4 Chọn máy trộn bê tong.............................................................................116 6.1.5 Thiết kế tỉ lệ phối hợp bê tông M400.......................................................116 6.1.6 Tính toán thành phần bê tông (theo TCXDVN 322 – 2004).....................116 6.2.Thiết kế bãi đúc dầm.......................................................................................119 6.2.1.Tính toán ván khuôn dầm.........................................................................120 6.2.2 Yêu cầu ván khuôn...................................................................................121 6.2.3 Tính ván khuôn thành...............................................................................122 6.2.4 Tính nội lực tại trọng tâm tấm..................................................................123 6.2.5 Tính sườn tăng cường...............................................................................124 6.3.Thiết kế dầm dẫn.............................................................................................125 6.3.1 Đường lao ngang......................................................................................125 6.3.2 Cấu tạo tổ hợp dầm dẫn............................................................................126 6.3.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm tại mặt cắt sát gối............................126 6.3.4 Kiểm tra độ võng......................................................................................127 6.4.Thiết kế giá log môn.......................................................................................128 6.4.1 Thiết kế giá long môn :.............................................................................128 6.4.2 Tính toán sức nâng...................................................................................129 6.4.3 Tính toán xà ngang : khẩu độ tính toán 7,5m............................................129 6.4.4 Tính toán cột giá long môn : chiều cao 7 m..............................................130 6.5Tính toán lực kéo, lực hãm..............................................................................130 6.5.1 Tính toán lực kéo, lực hãm khi lao dầm trên xe goòng.............................130 6.5.2 Tính toán lực kéo, lực hãm hệ dầm dẫn khi lao trên con lăn....................131 6.5.3 Kiểm tra lật khi di chuyển dầm trên xe goòng..........................................132 6.6.Thiết kế trụ tạm...............................................................................................133 6.7.Lắp và căng kéo cáp DƯL.( kéo sau).............................................................134 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG..................................................138 7.1 Thi công bãi đúc dầm, sản xuất dầm chủ......................................................138 7.1.1 Thi công bãi đúc dầm...............................................................................138 7.1.2Công nghệ sản xuất dầm BTCT DUL.......................................................138 7.1.3Kiểm tra- nghiệm thu dầm BTCT dự ứng lực:..........................................143 7.2Công tác lao lắp dầm chủ................................................................................144 7.3Bố trí mặt bằng công trường...........................................................................147 7.4Công tác quản lý vật tư máy móc thiết bị........................................................148 7.5Công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường :........................................149 CHƯƠNG VIII..........................................................................................................150 LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG.......................................................................................150 8 Đồ án tốt nghiệp 8.1 Thiết bị thi công..............................................................................................150 8.2 Trình tự thi công chi tiết.................................................................................151 8.3 Tổ chức khai thác...........................................................................................151 8.4 Công tác duy tu bảo dưỡng.............................................................................151 CHƯƠNG IX.............................................................................................................153 DỰ TOÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH..................................................................153 10.1 Căn cứ lập dự toán.......................................................................................153 10.2 Phương pháp lập dự toán.............................................................................153 10.3 Bảng chi tiết kèm theo.................................................................................153 9 Đồ án tốt nghiệp PHẦN I LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH  10 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng cầu Bắc Mục  Đây là tuyến đường giao thông huyết mạch Cầu Bắc Mục bắc qua suối Bắc Mục thuộc địa phận thị trấn Hàm Yên – tỉnh Tuyên Quang. Tuy nhiên, do thời gian xây dựng quá lâu, cầu này đã xuống cấp và không đáp ứng được nhu cầu vận tải. Vì vậy, cần phải xây dựng cầu mới thay thế.  Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông giữa các vùng miền ngày càng cao của đất nước. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển và người dân hai xã giao lưu với nhau được thuận lợi. Về kinh tế: phục vụ vận tải hàng hóa, hành khách, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa các xã, là tuyến đường quan trọng, trong đó các vùng kinh tế trong. Cầu Bắc Mục là mạng lưới giao thông quan trọng của đất nước. Nó là tuyến đường giao khu vực.  Do tầm quan trọng như trên, nên cần thiết phải xây dựng cầu mới và là vấn đề chiến lược để phát triển kinh tế của đất nước nói chung và khu vực nói riêng, nằm trong quy hoạch mạng lưới giao thông quốc gia.  Xuất phát từ thực tế đó, em được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án: “Thiết kế và xây dựng cầu Bắc Mục. Đây là cơ hội tốt để em củng cố, chao dồi kiến thức lý thuyết thiết kế cầu, thực hành năng lực chuyên môn, biến kiến thức lý thuyết thành năng lực thực tế, giúp em làm quen với công việc thiết kế, đảm bảo yêu cầu trong kế hoạch đào tạo của trường, phục vụ thiết thực cho công việc thiết kế sau này”. 1.2. Điều kiện địa hình:  Chia cắt mạnh, có nhiều núi cao xen kẽ các thung lũng hẹp ven sông ,suối và lẫn lũng núi đá vôi. Độ cao trung bình 200-500m, độ dốc trung bình 25-300. Dạng địa hình núi đất là phổ biến, chiếm trên 42% diện tích, dạng địa hình núi đá chiếm khoảng 10,7%, các dải thung lũng chiếm 4%.  Khu vực cầu phần lớn có địa hình tương đối bằng và thấp. Đây là hạ nguồn suối nên vận tốc nước nhỏ, ít xói lỡ. Mặt cắt ngang khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp. 11 Đồ án tốt nghiệp 1.3 . Điều kiện địa chất:  Điều kiện địa chất trong vùng có nhiều tầng lớp khác nhau phụ thuộc vào độ cao nhưng trong vùng thiết kế địa chất cơ bản có 5 lớp như sau:  1- Lớp (2): Đất phủ hữu cơ thành phần là sét pha màu nâu đen lẫn vật chất hữu cơ kết cấu kém chặt hoặc đất san ủi đường cũ thành phần là dăm sạn mảnh vụn kết cấu kém chặt - đất cấp II, lớp có diện phân bố bên bờ đầu tuyến nằm ngay trên bề mặt địa hình tự nhiên, đây là lớp không đồng nhất kém ổn định cần có biện pháp xử lý trong quá trình thi công.  Tại LK1 lớp có chiều dày 2m, thí nghiệm SPT bước thiết kế cơ sở cho giá trị N30 = 12 , tương ứng sức chịu tải R = 1-2KG/cm2.  Diện phân bố của lớp được thể hiện trên trắc dọc, trắc ngang địa chất khu vực xây dựng công trình.  2- Lớp (3): Đất tàn tích, sườn tích thành phần là sét, sét pha màu nâu, nâu đỏ, vàng nhạt trạng thái nửa Bắc Mục -:- dẻo Bắc Mục lẫn sỏi sạn, hoặc cát pha lẫn sạn sỏi kết cấu chặt vừa -:- kém chặt, Lớp này thường nằm ngay dưới lớp (1b), (2) hoặc nằm ngay trên bề mặt địa hình, có diện phân bố rộng, khi còn ở trạng thái tự nhiên và không bị ngấm nước chúng khá ổn định nhưng khi bị phá vỡ kết cấu tự nhiên chúng trở nên thiếu ổn định xốp nhẹ liên kết kém.  Tại LK2 bước thiết kế cơ sở lớp có chiều dày 4m ở độ sâu 0 - 4m và 16 – 20m , thí nghiệm SPT cho giá trị N30 = 18- 22, tương ứng sức chịu tải R = 2- 4KG/cm2.  Diện phân bố của lớp được thể hiện trên trắc dọc, trắc ngang địa chất vị trí xây dựng công trình.  3- Lớp (4c): Lớp bồi tích, lũ tích thành phần là cuội sỏi đá tảng lẫn cát sét, lớp nằm ngay trên bề mặt địa hình tự nhiên phân bố thuộc phạm vi lòng suối và bờ bên đầu tuyến - đất cấp IV.  Tại LKT1 lớp có chiều dày 3.0m, Tại LKT3 lớp có chiều dày 6.8m, thí nghiệm SPT cho giá trị N30 = 39 -:- >50, tương ứng sức chịu tải R > 4KG/cm2.  Diện phân bố của lớp được thể hiện trên trắc dọc, trắc ngang địa chất vị trí xây dựng công trình.  4- Lớp (4) : Lớp sét pha màu nâu đỏ lẫn dăm sạn mảnh vụn và đá tảng phong hóa sót hoặc đất dăm sạn mảnh vụn phong hoá Bắc Mục (đá phong hoá vỡ vụn) - đất cấp IV. Tại LK2 bước thiết kế cơ sở gặp ở độ sâu từ 4m -:- 16m và từ 20-22m.  Tại LKT1 lớp có chiều dày 1.0m, Tại LKT3 lớp có chiều dày 1.0m, thí nghiệm SPT cho giá trị N30 >50, tương ứng sức chịu tải R > 4KG/cm2. 12 Đồ án tốt nghiệp  Diện phân bố của lớp được thể hiện trên trắc dọc, trắc ngang địa chất vị trí xây dựng công trình.  5- Lớp IV: Thành phần là đá mácma màu xám xanh mức độ phong hoá nứt nẻ mạnh – rất mạnh, quan hệ địa tầng nằm dưới lớp (4), (4c). 1.4. Điều kiện khí hậu - thuỷ văn: 1.4.1 . Điều kiện khí hậu:  Khu vực xây dựng cầu thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 25oC. Vào mùa hè nhiệt độ cao nhất có thể lên tới 35oC lượng mưa trung bình từ 1.155-1.600mm, độ ẩm không khí bình quân 82-84%. Giai đọan từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu. 1.4.2. Điều kiện thuỷ văn: Các số liệu thuỷ văn : H1%(m) Q1%(m3/s) V1%(m/s) Lo(m) 33.50 150.7 2.60 30.70 1.5. Điều kiện kinh tế xã hội:  Cầu được xây dựng trong vùng mà đất đỏ vàng trên đá sét chiếm 42% diện tích tự nhiên, đất đỏ vàng trên đá macma axít (Fa) chiếm 28%, đất vàng nhạt trên đá cát (F4) chiếm 3,4% đất phù sa, đất phù sa sông, suối (Py) chiếm 1,2%; đất dốc tụ (D) chiếm 1,3%; còn lại là đất nâu đỏ trên đá vôi, đất vàng biến đổi do trồng lúa, sông suối, núi đá…theo số liệu thống kê đất đai năm 2000, diện tích tự nhiên của Tràng Định là 99.523 ha. Trong đó diện tích đất nông nghiệp là: 5.921,47 ha, chiếm 5,95% tổng diện tích tự nhiên, diện tích đất lâm nghiệp chiếm 37.780 ha chiếm 37,96%, diện tích đất chuyên dùng; 597,81 ha chiếm 0,6% tổng diện tích tự nhiên, diện tích đất ở 569,02 ha chiếm 0,57%, diện tích đất chưa sử dụng: 54.655ha chiếm 54,92% tổng diện tích tự nhiên đất. Trong những năm gần đây tình hình kinh tế, văn hoá xã hội có nhiều chuyển biến tích cực, trong đó chuyển biến về kinh tế song song với việc phát triển nông nghiệp huyện đang tích cực triển khai các dự án về công nghiệp chế biến nông sản và phát triễn lâm nghiệp. Cho nên khi cầu được xây dựng xong và đưa vào khai thác sẽ giúp cho kinh tế phát triển thuận lợi, đời sống đi lại nhân dân được cải thiện đáng kể, chất lượng cuộc sống được nâng cao. 13 Đồ án tốt nghiệp 1.6. Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư:  Đây là tuyến đường giao thông huyết mạch nối liền hai huyện, do đó việc xây dựng tuyến có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với chiến lược phát triễn kinh tế xã hội và cải thiện đời sống nhân dân. Trước đây việc đi lại hết sức khó khăn do tuyến đường cũ không đủ quy mô và bị xuống cấp nghiêm trọng. Khi dự án được hình thành sẽ đem lại những hiệu quả kinh tế xã hội to lớn, việc vận chuyển hàng hoá và giao thông đi lại thuận tiện hơn.  Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triễn kinh tế, văn hoá, xã hội cũng như việc phát triễn giao thông vận tải ở hiện tại và tương lai, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của việc lưu thông và vận chuyển hàng hoá. Vì vậy việc đầu tư xây dựng cầu để thông tuyến là việc làm cần thiết. 1.7. Điều kiện cung ứng vật liệu:  Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn: Có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu.  Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh như:Việt_Nhật, Việt _Uc.  Xi măng: Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vây, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.  Năng lực và máy móc thi công: Công ty đấu thầu có đầy đủ phương tiện và thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân và kỹ sư chuyên môn cao và dày dạn kinh nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai thác đúng tiến độ. 14 Đồ án tốt nghiệp 1.8. Các nguyên tắc chọn phương án cầu.  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 tuổi thọ 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. 1.9. Nhiệm vụ thiết kế.  Cầu được thiết kế vĩnh cửu, với những tiêu chuẩn kỹ thuật sau:  Tiêu chuẩn kỹ thuật  Khổ cầu: G = 7.5 + 2x0.5m  Quy trình thiết kế: 22 TCN 272-05 của Bộ GTVT.  Tải trọng thiết kế.  Hoạt tải HL93  Người 3 kN/m2 1.10. Đề xuất các phương án vượt sông:  Dựa vào mặt cắt ngang sông, khẩu độ cầu cũng như sông ta đề xuất các phương án vượt sông sau: 1.10.1 - Phương án 1: Kết cấu gồm 1 nhịp cầu dầm I bê tông cốt thép DƯL được chế tạo ở bãi đúc dầm đầu cầu phía mố M1 và bản mặt cầu đổ tại chỗ .  Kết cấu nhịp: Cầu dầm BTCT DƯL (dầm I) o Mặt cắt ngang có 4 dầm chữ I, khoảng cách giữa các dầm là 2200mm  Kết cấu mố trụ: 15 Đồ án tốt nghiệp Mố cầu + Mố chữ U BTCT đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D=1,0m 1.10.2- Phương án 2:  Kết cấu gồm 1 nhịp cầu dầm thép liên hợp BTCT được chế tạo ở bãi đúc dầm đầu cầu phía mố M1 và bản mặt cầu đổ tại chỗ .  Kết cấu nhịp: Cầu dầm lien hợp BTCT o Mặt cắt ngang có 4 dầm thép I, khoảng cách giữa các dầm là 2200mm được liên kết với nhau bằng hệ thống dầm ngang, liên kết dọc, liên kết ngang, neo và bản mặt cầu  Kết cấu mố trụ: Mố cầu + Mố chữ U BTCT đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D=1,0m 16 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II THIẾT KẾ CƠ SỞ Phương án sơ bộ I: Cầu dầm I BTCT DƯL L = 33m 2.1. Giải pháp thiết kế 30700 ®i quèc lé 2c 1/2 MÆt chÝnh cÇu Tû lÖ 1:300 Cäc ®Çu cÇu 38.423 6675 50 ®i ubnd huyÖn 1/2 mÆt c¾t däc cÇu Tû lÖ 1:300 ChiÒu dµi cÇu Lc=46450 33000/2 33000/2 38.494 38.423 6675 38.455 KÕt cÊu mÆt cÇu KÕt cÊu mÆt ® êng Cao ®é ® êng hiÖn t¹i 406 Cao ®é ® êng hiÖn t¹i Cäc cuèi cÇu 50 +36.460 §Êt san ®¾p mµu x¸m vµng, ®é chÆt ch a tèt +36.310 +36.310 8632 §Êt sÐt mµu n©u ®á, x¸m vµng lÉn Ýt d¨m s¹n Tr¹ng th¸i cøng võa ®Õn cøng §Êt san ®¾p mµu x¸m vµng, ®é chÆt ch a tèt +36.370 1:1 .25 §¾p ®Êt lßng mè vµ tø nãn S=52.53m3 MNCN: +33.500 +31.310 +30.460 1500 +29.310 +29.822 +29.822 +28.322 +28.322 .2 1:1 +31.310 5 §Êt sÐt mµu n©u ®á, x¸m vµng lÉn Ýt d¨m s¹n Tr¹ng th¸i cøng võa ®Õn cøng +29.310 +28.270 5500 5500 6 cäc khoan nhåi D=1000mm; Ldk=6m §Êt c¸t, sÐt mµu x¸m n©u, x¸m ghi lÉn Ýt d¨m s¹n Tr¹ng th¸i dÎo mÒm 6 cäc khoan nhåi D=1000mm; Ldk=11m +23.310 §¸ v«i biÕn chÊt, trong ®¸ cã chøa nhiÒu th¹ch anh §¸ rÊt cøng ch¾c +22.270 +20.460 Mè M1 +18.310 §¸ v«i biÕn chÊt, trong ®¸ cã chøa nhiÒu th¹ch anh §¸ rÊt cøng ch¾c Mè M0 +14.260 2.1.2. Kết cấu các hạng mục.  Kết cấu phần trên.  Cầu gồm 4 nhịp giản đơn bằng bê tông cốt thép dữ ứng lực L=33m.  Mặt cắt ngang gồm 4 dầm I BTCT DƯL, với chiều cao dầm h = 1,650 m, khoảng cách giữa các dầm S = 2,2 m.  Độ dốc dọc cầu: 0%; Độ dốc ngang cầu 2%.  Chiều dài toàn cầu Lc = 46.45m. mÆt c¾t ngang tû lÖ: 1/100 8500 500 500 7500 Bª t«ng Asphalt dµy 70mm Líp phßng d¹ng phun10mm B¶n mÆt cÇu BTCT 30MPa, dµy 200mm 400 B¶n v¸n khu«n (Panel) dµy 8cm 2% 1650 2% 950 3x2200=6600 17 950 Đồ án tốt nghiệp  Kết cấu phần dưới. Mố cầu + Mố chữ U BTCT đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D=1,0m  Khe co gián bằng thép .  Gối cầu cao su cốt bản thép.  Lớp mặt cầu gồm : + Bê tông Asphalt dày 70 mm. + Lớp phòng nước dạng phun 5mm. + BTCT 30Mpa dày 200mm 2.2. Thiết kế sơ bộ kết cấu nhịp 2.2.1. Các số liệu ban đầu.. - Khổ cầu: : 7.5+0,5x2 =8,5 m. - Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN 272 - 05. - Chiều dài nhịp : Lnh = 33 m. - Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối : a = 0,4 m. - Chiều dài nhịp tính toán : Ltt = Lnh - 2a = 32,20 m. - Khổ thông thuyền : không có thông thuyền,có cây cối trôi - Tải trọng thiết kế : HL93.  Tổ hợp HL93K: Tổ hợp của xe tải thiết kế (Truck)+Tải trọng làn (Lane).  Tổ hợp HL93M: Tổ hợp của xe 2 trục thiết kế (Tandem)+ Tải trọng làn. - Tải trọng người đi bộ : 3 kN/m2. - Dạng kết cấu nhịp : Cầu dầm giản đơn. - Dạng mặt cắt : Chữ I - Vật liệu kết cấu : BTCT dự ứng lực. - Công nghệ chế tạo : Căng sau - Loại cốt thép DƯL : Tao 12,7 mm. - Cốt thường : Tự chọn. - Neo : Tự chọn. 2.2.2 Các đặc trưng vật liệu.  Bê tông dầm chủ:  c = 2500 kg/m3. - Tỷ trọng của bê tông: 18 Đồ án tốt nghiệp - Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày: f’c = 40 MPa. - Cường độ chịu nén của bê tông khi tạo ứng suất trước: f’ci = 0,8.f’c = 32 MPa. - Cường độ chịu kéo khi uốn: f r 0,63 * f 'c  fr = 3.984 MPa. (TCN-5.4.2.6) - Mô đun đàn hồi của bê tông được xác định theo công thức: Ec 0,043 * c1,5 * f 'c  Ec1 = 33994,48 MPa. (TCN-5.4.2.4-1)  Bê tông bản mặt cầu.  c = 2500 kg/m3. - Tỷ trọng của bê tông: - Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày: - Mô đun đàn hồi của bê tông: Ec 0,043 * c1,5 * f 'c f’c2 = 30 MPa.  Ec2 = 29440,08 MPa.  Thép cường độ cao. - Dùng cáp 12,7 mm, một bó gồm 7 tao, tiêu chuẩn ASTM A4161M - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 MPa (TCN-5.4.4.1) - Giới hạn chảy của cốt thép dự ứng lực: f py 0,9 f pu 1674,0 (MPa) - Môđun đàn hồi của cáp: Ep = 197000 MPa (TCN-5.4.4.2)  Cốt thép thường.  Giới hạn chảy tối thiểu thép thanh: fy = 420 MPa.  Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa. 2.2.3. Chọn sơ bộ kết cấu nhịp.  Lựa chọn dạng mặt cắt và kích thước mặt cắt ngang cầu. - Chọn số dầm chủ : Nb = 4 dầm. - Khoảng cách giữa các dầm chủ : S = 220 cm. - Chiều dài phần cánh hẫng : Sk = 95 cm - Lề người đi được phân cách với mặt đường xe chạy bằng vạch sơn rộng 20 cm. - Bố trí dầm ngang tại các vị trí: Mặt cắt tại gối, mặt cắt L/4 và mặt cắt L/2 - Số dầm ngang trên 1 mặt cắt: ndn = Nb - 1 = 4 - 1 = 3 dầm ngang 19 Đồ án tốt nghiệp Mặt cắt ngang cầu mÆt c¾t ngang tû lÖ: 1/100 8500 500 500 7500 Bª t«ng Asphalt dµy 70mm Líp phßng d¹ng phun10mm B¶n mÆt cÇu BTCT 30MPa, dµy 200mm 400 B¶n v¸n khu«n (Panel) dµy 8cm 2% 1650 2% 950 3x2200=6600 950 b6 h3 h4 h5 h6 h3 h4 h5 h6 b3 b4 b6 b3 b4 h 1h 2 b5 b2 b5 h 1h 2 H + BÒ réng phÇn xe ch¹y : Bxe = 7,50 m. + BÒ réng ch©n lan can 2 x 0,5 m  : Blc = 1,0 m. + BÒ réng v¹ch s¬n : 0,20 m. + Tæng bÒ réng cÇu : Bcau = 7,50 + 2x0,5 = 8,50 m. + ChiÒu dµy b¶n bª t«ng mÆt cÇu : hf = 0.2m + ChiÒu cao ch©n lan can : hlc = 0,50 m. + ChiÒu cao phÇn tay vÞn : htv = 0,60 m. + §é dèc ngang cÇu : 2%  ThiÕt kÕ dÇm chñ. DÇm chñ lµ dÇm ch÷ I b»ng bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc. MÆt c¾t ngang dÇm chñ b1 b1 20