Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu
MỤC LỤC
MỤC LỤC:...................................................................................................................1
PHẦN MỞ ĐẦU:.........................................................................................................7
CHƯƠNG 1: GIỚI THIÊÊU CHUNG:..........................................................................7
1.1. Điều kiê n tự nhiên khu vực tuyến:........................................................................7
Ê
1.1.1. Giới thiê Êu chung:................................................................................................7
1.1.2. Điều kiê Ên về địa hình:........................................................................................7
1.1.3. Địa mạo:.............................................................................................................7
1.1.4. Địa chất:..............................................................................................................7
1.1.5. Địa chất thủy văn:...............................................................................................8
1.1.6. Khí hâ u:..............................................................................................................8
Ê
1.2. Điều kiện xã hô Êi khu vực tuyến:...........................................................................9
1.2.1. Dân cư và sự phân bố dân cư:............................................................................9
1.2.2. Tình hình kinh tế- chính trị- văn hóa trong vùng:.............................................9
1.2.3. Định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hô Êi trong tương lai:.......................9
1.3. Các điều kiê Ên thi công:........................................................................................10
1.3.1. Điều kiê Ên khai thác, cung cấp nguyên vâ Êt liê Êu:
...............................................10
1.3.2. Điều kiê Ên cung cấp máy móc:..........................................................................10
1.3.3. Điều kiê Ên cung cấp nhân lực:...........................................................................10
1.3.4. Điều kiê Ên cung cấp nhiên liê Êu, nhu yếu phẩm sinh hoạt:...............................11
.
1.3.5. Điều kiê Ên đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc:......................................11
1.4. Phân tích sự cần thiết phải đầu tư dự án:............................................................11
1.5. Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuâ t xây dựng:...............................................................12
Ê
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU :.........................................13
2.1. Lựa chọn kết cấu thượng bô Ê:...............................................................................13
2.2. Lựa chọn kết cấu hạ bô Ê:......................................................................................13
2.3. Đề xuất hai giải pháp kết cấu:.............................................................................13
2.3.1. Phương án 1:.....................................................................................................13
2.3.2. Phương án 2:.....................................................................................................14
PHẦN 1: THIẾT KẾ SƠ BÔÊ.....................................................................................16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BÔÊ PHƯƠNG ÁN 1...................................................16
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST TIẾT DIÊÊN CHỮ I 6 NHỊP 28m..................16
3.1. Toán khối lượng các hạng mục công trình:.........................................................16
3.1.1. Số liê Êu và kích thước mă Êt cắt ngang dầm:......................................................16
.
1
3.1.2. Xác định khối lượng bản thân kết cấu nhịp:....................................................16
3.1.3. Xác định khối lượng các bô Ê phâ n trên cầu:....................................................18
.
Ê
3.1.4. Xác định khối lượng các kết cấu hạ bô Ê:...........................................................20
3.2. Tính toán số lượng cọc trong bê Ê mố trụ cầu:......................................................23
3.2.1. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố A:.............................................23
3.2.2. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố B:.............................................24
3.2.3. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T1:...........................................24
3.2.4. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T2, T3:.....................................25
3.2.5. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T4:...........................................26
3.2.6. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T5:...........................................26
3.2.7. Tính toán sức chịu tải của cọc:.........................................................................26
3.2.8. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc:...............................................................31
3.3. Tổng dự toán xây dựng phương án 1:.................................................................32
CHƯƠNG 4:...............................................................................................................36
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2..........................................................................36
THIẾT KẾ CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT 4 NHỊP 42m......................36
4.1.Tính toán khối lượng các hạng mục công trình:..................................................36
4.1.1. Số liê Êu và kích thước mă Êt cắt ngang dầm:......................................................36
.
4.1.2. Xác định trọng lượng bản thân các bô Ê phâ n trên cầu:....................................36
.
Ê
4.1.3. Xác định trọng lượng kết cấu nhịp:..................................................................37
4.1.4. Xác định khối lượng các cấu kiê n hạ bô .........................................................39
Ê
Ê:
4.2. Tính toán số lượng cọc trong bê Ê mố, trụ cầu:.....................................................42
4.2.1. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố A:.............................................42
4.2.2. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố B:.............................................43
4.2.3. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T1:...........................................43
4.2.4. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T2:...........................................44
4.2.5. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ T3:...........................................44
4.2.6. Tính toán sức chịu tải của cọc:.........................................................................45
4.2.7. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc:...............................................................49
4.3. Tổng dự toán phương án 2:.................................................................................50
CHƯƠNG 5:...............................................................................................................54
SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN..............................................................................54
5.1. Các tiêu chuẩn đánh giá:.....................................................................................54
5.2. So sánh các phương án:.......................................................................................54
5.2.1. So sánh các phương án theo giá thành dự toán:..............................................54
2
5.2.2. So sánh các phương án theo tính thẩm mỹ:.....................................................54
5.2.3. So sánh các phương án theo tiến đô Ê và khả năng thi công:.............................55
5.2.4. So sánh các phương án theo sự tác đô ng đến môi trường:..............................55
Ê
5.2.5. So sánh các phương án theo theo điều kiê Ên sử dụng nhân lực và vâ Êt liê Êu:
.....55
5.2.6. So sánh phương án theo điều kiê Ên khai thác sử dụng:....................................55
5.3. Kết luâ n và kiến nghị:.........................................................................................56
Ê
PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUÂÊT.............................................................................57
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỦ- DẦM I 28m:........................57
6.1. Số liê u ban đầu:...................................................................................................57
Ê
6.2. Tính hê Ê số phân bố ngang:..................................................................................59
6.2.1. Tính hê Ê số Kg:..................................................................................................59
6.2.2. Hê Ê số phân bố ngang của mômen: ..................................................................59
6.2.3. Hê Ê số phân bố ngang đối với lực cắt: ..............................................................62
6.3. Tính toán nô Êi lực dầm chủ: ................................................................................63
6.3.1. Tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ: ........................................................................63
6.3.2. Hoạt tải: ...........................................................................................................63
6.3.3. Đường ảnh hưởng momen, lực cắt và sơ đồ xếp tải:.......................................64
6.4. Tính toán và bố trí cốt thép: ...............................................................................73
6.4.1. Chọn sơ bô Ê số lượng cáp dự ứng lực:..............................................................73
6.4.2. Bố trí cáp dự ứng lực cho dầm chủ:.................................................................74
6.4.3. Tọa đô Ê trọng tâm các bó cáp DƯL tính từ đáy dầm tại các mă t cắt:..............75
.
Ê
6.5. Tính toán đă c trưng hình học của dầm chủ:........................................................76
Ê
6.5.1. Giai đoạn 1 (lúc căn kéo):................................................................................76
6.5.2. Giai đoạn 2 (sau khi bơm vữa):........................................................................78
6.5.3. Giai đoạn 3 (bản bê tông đông cứng):.............................................................79
6.6. Tính toán mất mát ứng suất:................................................................................81
6.6.1. Mất mát ứng suất do ma sát giữa cốt thép DƯL và thành ống:.......................81
6.6.2. Mất mát ứng suất do biến dạng của neo:.........................................................83
6.6.3. Mất mát ứng suất do nén đàn hồi:....................................................................83
6.6.4. Mất mát ứng suất do co ngót trong bê tông:....................................................85
6.6.5. Mất mát ứng suất do từ biến của bê tông:........................................................85
6.6.6. Mất mát ứng suất do tự chùng của cáp DƯL:..................................................85
6.6.7. Tổng hợp các mất mát ứng suất:......................................................................87
6.7. Kiểm toán theo TTGH cường độ 1 (THGHCD1):.............................................87
6.7.1. Kiểm toán theo điều kiện mô men kháng uốn:................................................87
3
6.7.2. Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:........................................................................89
6.7.3. Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:....................................................................90
6.7.4. Tính cốt đai và kiểm toán cắt ở trạng thái giới hạn Cường độ I......................90
6.8. Kiểm toán theo TTGH sử dụng (TTGHSD):......................................................93
6.8.1. Kiểm tra ứng suất trong bê tông:.....................................................................93
6.8.2. Kiểm tra độ võng:.............................................................................................98
CHƯƠNG 7:.............................................................................................................100
THIẾT KẾ TRỤ T2:.................................................................................................100
7.1. Số liệu thiết kế:..................................................................................................100
7.1.1. Kết cấu phần trên:...........................................................................................100
7.1.2. Số liê Êu trụ:......................................................................................................100
7.1.3. Kích thước trụ:................................................................................................100
7.2. Các tải trọng tác dụng lên trụ:...........................................................................101
7.2.1. Tĩnh tải kết cấu nhịp:......................................................................................101
7.2.2. Tĩnh tải do các thành phần của trụ:................................................................101
7.2.3. Hoạt tải tác dụng:...........................................................................................101
7.2.4. Phản lực gối do người đi trên kết cấu nhịp::..................................................105
7.2.5. Lực hãm xe (BR):...........................................................................................106
7.2.6. Lực ly tâm (CE):.............................................................................................106
7.2.7. Tải trọng gió (WL,WS):.................................................................................107
7.2.8. Tải trọng nước (WA):.....................................................................................111
7.3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt:........................................................113
7.3.1. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt xà mũ:................................................113
7.3.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt đỉnh móng:..................................115
7.3.3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt đáy móng:....................................122
7.4. Kiểm toán các mặt cắt:......................................................................................128
7.4.1. Kiểm toán mă t cắt xà mũ:..............................................................................128
Ê
7.4.2. Tính toán cốt thép đá tảng:.............................................................................133
7.5. Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng:..........................................................................135
7.5.1. Tính các đặc trưng hình học của mặt cắt:......................................................135
7.5.2. Tính toán cấu kiện chịu nén:..........................................................................137
7.5.3. Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ:.......................................................141
7.5.4. Kiểm tra nứt:...................................................................................................143
7.6. Kiểm tra mặt cắt tại đáy móng:.........................................................................145
7.6.1. Xác định sức chịu tải của cọc:........................................................................146
4
7.6.2. Xác định chiều dài chịu nén và chiều dài chịu uốn của cọc:.........................146
7.6.3. Xác định các đặc trưng đàn hồi của cọc:.......................................................147
7.6.4. Tính các phản lực đơn vị:...............................................................................147
7.6.5. Tìm tâm đàn hồi c và điểm chuyển vị bằng 0:...............................................148
7.7. Tính toán móng theo TTGH:.............................................................................149
7.7.1. Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu:......................................................149
7.7.2. Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu:..........................................................151
7.7.3. Kiểm tra cường độ của đất tại đáy móng khối quy ước:...............................153
7.7.4. Tính toán, kiểm tra độ lún móng cọc:............................................................154
7.8. Tính toán đài cọc:..............................................................................................156
7.8.1. Tính toán chọc thủng:.....................................................................................156
7.8.2. Tính toán theo điều kiện chịu uốn:.................................................................156
7.8.3. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt:.............................................................................158
7.8.4. Kiểm tra nứt:...................................................................................................160
7.8.5. Kiểm tra cường độ của cọc khi vận chuyển và treo lên giá búa:..................161
PHẦN III: THIẾT KẾ THI CÔNG:.........................................................................163
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T2.......................................................163
8.1. Đặc điểm cấu tạo trụ T2:...................................................................................163
8.2. Các điều kiện ảnh hưởng đến thi công:.............................................................163
8.2.1. Vật liệu:..........................................................................................................163
8.2.2. Nhân lực và máy móc - thiết bị:.....................................................................164
8.2.3. Điều kiện khí hậu và dân cư:..........................................................................164
8.2.4. Kho bãi lán trại và mặt bằng thi công:...........................................................164
8.3. Đề xuất giải pháp thi công:...............................................................................165
8.3.1. Ưu điểm:.........................................................................................................165
8.3.2. Nhược điểm:...................................................................................................165
8.4. Trình tự thi công trụ T2:....................................................................................165
8.5. Các nội dung thi công chính:............................................................................167
8.5.1. Công tác chuẩn bị:..........................................................................................167
8.5.2. Công tác định vị tim trụ:................................................................................167
8.5.3. Thi công cọc đóng BTCT:..............................................................................171
8.5.4. Thi công vòng vây cọc ván thép:...................................................................177
8.5.5. Công tác đào đất hố móng:.............................................................................178
8.5.6. Thi công lớp bê tông bịt đáy:.........................................................................178
8.5.7. Hút nước hố móng:.........................................................................................178
5
8.5.8. Thi công bệ trụ cầu:........................................................................................179
8.5.9. Thi công thân trụ cầu:.....................................................................................181
8.5.10. Thi công xà mũ trụ:......................................................................................181
8.6. Tính toán công trình phụ tạm phục vụ thi công:...............................................182
8.6.1. Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy:.......................................................182
8.6.2. Tính toán vòng vây cọc ván thép:..................................................................183
8.6.3. Tính toán ván khuôn trụ T2:...........................................................................187
CHƯƠNG 9:.............................................................................................................204
THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP:..............................................................204
9.1. Giới thiệu chung:...............................................................................................204
9.2. Đặc điểm lao lắp các dầm chủ BTCT ƯST đúc sẵn:........................................204
9.3. Đề xuất các phương án và chọn phương án thi công:......................................204
9.3.1. Các điều kiện để chọn phương án thi công:...................................................204
9.3.2. Đề xuất các phương án thi công:....................................................................205
9.4. Ưu nhược điểm của các phương án:.................................................................207
9.4.1. Phương án 1:...................................................................................................207
9.4.2. Phương án 2:...................................................................................................207
9.4.3. Phương án 3:...................................................................................................207
9.5. So sánh chọn phương án thi công:....................................................................208
9.5.1. Phương án 1:...................................................................................................208
9.5.2. Phương án 2:...................................................................................................208
9.5.3. Phương án 3:...................................................................................................208
9.6. Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm bằng tổ hợp giá 3 chân:.........................208
9.7. Kiểm tra ổn định lật của tổ hợp trong quá trình thi công:................................209
9.7.1. Tính ổn định khi lao giá 3 chân ra nhịp:........................................................209
9.7.2. Tính ổn định khi sàng ngang dầm biên:.........................................................210
CHƯƠNG 10:...........................................................................................................213
TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRỤ T2................................................................................213
10.1. Khối lượng công tác:.......................................................................................213
10.2. Định mức sử dụng nhân lực, máy móc:..........................................................214
10.3. Thời gian hoàn thành các công tác:.................................................................219
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................223
6
PHẦN MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến:
1.1.1. Giới thiệu chung:
Đà nẵng là một tỉnh thuộc vùng miền trung. Phía Bắc giáp thành phố Huế, phía
Tây và phía Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông. Thành phố Đà nẵng
rất thuận tiện trong giao thông: có Quốc lộ 1A đi ngang qua, đường biển, đường
hàng không và đường sắt. Trên địa bàn có nhiều khu di tích lịch sử và danh lam
thắng cảnh có thể phát triển ngành du lịch, đáp ứng nhu cầu tham quan, vui chơi
giải trí cho khách du lịch. Do đó mà hệ thống giao thông ở trên địa bàn thành phố
cần được đầu tư xây dựng, phát triển, mở rộng để đáp ứng tốt nhu cầu đi lại của
người dân đồng thời tạo điều kiện lưu thông thuận lợi góp phần đẩy mạnh sự phát
triển kinh tế của khu vực nói riêng và của cả nước nói chung.
1.1.2. Điều kiện về địa hình:
Cầu HC-14 dự kiến bắc qua sông Cầu Đỏ nối liền Hòa Cầm và Hòa Phước. Vị trí
cầu dự kiến xây dựng cách cầu Cầu Đỏ cũ khoảng 300m về phía hạ lưu của sông.
Địa hình thềm sông: Bề mặt địa hình tương đối bằng phẳng. Hai bên dọc bờ sông
là khu vực dân cư sinh sống.
Địa hình lòng sông: Sông Cầu Đỏ tại khu vực khảo sát rộng hơn 150m, dòng
chảy tương đối ổn định. Bề mặt địa hình lòng sông không bằng, cao độ địa hình
lòng sông thay đổi trong khoảng từ +8,50m đến -3,0m.
1.1.3. Địa mạo:
Khu vực xây dựng cầu có địa mạo chủ yếu là các cây bụi, cây nhỏ, vấn đề phát
dọn bề mặt để tạo diện thi công, tập trung máy móc, trang thiết bị, bố trí lán trại
phục vụ cho công tác xây dựng cầu tương đối thuận lợi, và không cần phải tốn
nhiều công sức.
1.1.4. Địa chất:
Căn cứ vào kết quả khảo sát khoan thăm dò, các thí nghiệm tại hiện trường và thí
nghiệm trong phòng đã xác định được các tầng địa chất khu vực. Địa chất khu vực
thi công là phức tạp bao gồm khoảng 3 lớp khác nhau với sự thay đổi các lớp địa
chất phức tạp. Với điều kiện địa chất như vậy sẽ gây ra một số khó khăn trong công
tác xử lý nền móng, tính toán sức chịu tải của cọc và công tác thi công cọc sau này.
Các lớp địa chất thăm dò tại các lỗ khoan như sau :
Lớp cát hạt nhỏ có chiều dày trung bình 7,0m
Lớp cát hạt trung lẫn sỏi sạn có chiều dày trung bình 5,0m
Lớp cát hạt trung lẫn cuội sỏi có chiều dày vô cùng.
7
1.1.5. Địa chất thuỷ văn:
Đà Nẵng có hệ thống sông suối khá dày. Các sông ở đây hầu hết bắt nguồn từ
phía tây, tây bắc và tỉnh Quảng Nam nên sông không dài, lòng sông hẹp, dốc. Phần
lớn các sông đều chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam ra biển.
Huyện Hòa Vang có hai hệ thống sông chính đó là sông Hàn và sông Cu Đê.
Ngoài hai hệ thống sông trên còn có rất nhiều hệ thống sông, suối nhỏ khác.
Dòng chảy chủ yếu tập trung vào mùa lũ từ tháng 07 đến tháng 11, lượng dòng
chảy mùa này chiếm khoảng 70-80% tổng lượng dòng chảy trong cả năm. Các
tháng còn lại thường ít mưa nên lượng dòng chảy nhỏ.
Khu vực này thuộc hạ lưu sông nên mực nước thay đổi ít vào các mùa.
Các số liệu thuỷ văn :
Mực nước cao nhất : + 6,0 m
Mực nước thông thuyền : + 3,5 m
Mực nước thấp nhất : + 1,0 m
Sông có tàu thuyền qua lại phục vụ cho việc đánh bắt hải sản và vận chuyển hàng
hoá nhỏ trong vùng. Cấp thông thuyền của sông HC-14 là cấp V.
1.1.6. Khí hậu:
- Nhiệt độ :
Nhiệt độ cao nhất trong năm : 30,50C
Nhiệt độ thấp nhất trong năm : 18,20C
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng : 25,90C
- Mưa:
Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2504mm.
Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng trung bình năm khoảng 22 ngày.
Mùa mưa bắt đầu vào tháng 9 và kết thúc vào tháng 1 năm sau. Các tháng có
lượng mưa lớn nhất là tháng 10 và 11 với lượng mưa trung bình khoảng 550mm đến
1000mm.
Mùa khô kéo dài từ tháng 2 đến tháng 7, lượng mưa trung bình khoảng 23 đến
40mm.
- Độ ẩm :
Độ ẩm không khí trung bình năm : 84,6%
Độ ẩm không khí cao nhất trung bình năm : 88%
Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình : 83%
Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối : 82%
Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều
đến việc xây dựng cầu.
8
1.2. Điều kiện xã hội của khu vực tuyến:
1.2.1. Dân cư và sự phân bố dân cư:
Khu vực hai đầu cầu xây dựng là Hòa Cầm và Hòa phước, thành phố Đà Nẵng.
Thời gian gần đây khu vực đang được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt. Cùng với sự
phát triển không ngừng về kinh tế, trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồng
thời do nắm bắt kịp thời các chủ trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùng
trong mấy năm gần đây tương đối ổn định.
Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn. Ở
gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều. Do đó trước khi
thi công phải đảm bảo được công tác đền bù giải tỏa để tạo mặt bằng thi công cầu.
Trong quá trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho
khu vực xây dựng cầu.
Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì
đáng lưu ý.
1.2.2. Tình hình kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội trong vùng:
Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thu
nhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên. Mức sống của người dân ngày
càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng
cao, điều đó yêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới
để giải quyết các nhu cầu ngày càng cao của người dân.
Khu vực xây dựng cầu nằm trên đường quốc lộ 1A là trục giao thông huyết mạch
Bắc Nam. Tình hình chính trị quốc phòng của khu vực rất ổn định. Các cụm dân cư
có các cán bộ tuyên truyền về chính sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân
dân, nhờ vậy mà lòng tin của nhân dân vào đảng ngày càng tăng cao, dân chúng
ngày càng yêu nước hơn.
1.2.3. Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai:
Đây là khu vực có điều kiện rất thuận lợi để phát triển kinh tế trong tương lai.
Nằm ở trên đường quốc lộ 1A đi qua nên điều kiện giao thông thương mại giữa các
vùng rất thuận lợi. Vì vậy khu vực được đánh giá là sẽ phát triển năng động và
nhanh chóng trong tương lai và vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng khu vực mà đặc biệt
là hệ thống giao thông vận tải được xem là vấn đề trọng yếu để góp phần thực hiện
thành công mục tiêu phát triển khu vực về mọi mặt.
Phát triển nền văn hoá đa dạng nhưng cũng phải giữ được những nét văn hoá
truyền thống của nó. Phương châm trong tương lai ngắn nâng cao mức sống người
dân trong địa bàn cũng như mức sống của người dân trên toàn Thành phố, đưa nền
kinh tế của Thành phố ngày càng phát triển.
9
1.3. Các điều kiện thi công:
1.3.1. 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 huyện Hòa Vang. Đường vào khai
thác thuận lợi, đất tại đây thuộc loại đất sét pha cát lẫn dăm sạn, trữ lượng khoảng >
600000m3. Hiện mỏ đất này đang được khai thác nhằm phục vụ cho các công trình
xây dựng trong khu vực.
+ Đá : Mỏ đá Phước Tường nằm ở địa bàn huyện Hòa Vang, thành phố Đà
Nẵng. Đá ở đây là loại đá granít màu xám xanh đốm đen, trữ lượng khoảng
>1000000 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 cầu Đỏ. Cát ở đây có chất lượng đạt yêu cầu, khả
năng cung cấp 1000m3/ngày.
+ Xi măng: Sử dụng xi măng Hải Vân, nhà máy xin măng nằm trên địa bàn
thành phố. Vì vậy vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây dựng rất thuận
lợi, giá rẻ, đảm bảo chất lượng và số lượng mà công trình đặt ra.
1.3.2. 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 đóng cọc, 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.
1.3.3. 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.
Phía thi công có đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, có khả năng
làm việc trong môi trường khắc nghiệt của thời tiết với năng suất cao.
Đội ngũ công nhân đã từng đi thi công nhiều công trình, đã có nhiều kinh nghiệm
trong công việc, làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết.
Đơn vị thi công đã có đầy đủ các thiết bị, phụ tùng cần thiết cho việc sửa chữa,
bảo quản máy móc trong quá trình thi công.
Khi gặp trục trặc, sự cố thì với đội ngũ công nhân có tay nghề đã được đào tạo
bài bản có thể sửa chữa tại công trường trong một thời gian ngắn, và sẽ không làm
gián đoạn quá trình thi công.
10
1.3.4. 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.
Nguồn nhiên liệu chủ yếu cung cấp cho các loại máy móc là xăng, dầu Diezen
được mua và vận chuyển tại các kho xăng dầu lớn trong khu vực bất cứ thời gian
nào khi cần.
1.3.5. 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.
1.4. Phân tích sự cần thiêt phải đầu tư dự án:
Để cân bằng kinh tế cho hai bên bờ sông thì nhất thiết phải xây dựng công trình
này bởi vì hiện tại việc giao thông của hai vùng chủ yếu là tàu và thuyền, do đó khi
công trình này được đưa vào sử dụng thì nó sẽ thuận lợi cho việc giao thương giữa
các vùng ở hai bên bờ sông, điều này sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi
buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển
được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế,
văn hóa của người dân địa phương nói chung.
11
1.5. Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng:
Qui mô xây dựng
: Vĩnh cửu
Tần suất lũ thiết kế
: P = 1%
Tải trọng thiết kế
: Hoạt tải HL-93 và đoàn người PL = 3,6kN/m2
Khẩu độ cầu
: Lo = 160 m
Khổ cầu
: K = 7 + 2×1,5 m
Cấp sông
: Cấp V
Nhịp thông thuyền
: 22 m
Tiêu chuẩn thiết kế cầu
: 22TCN272-05 và các tiêu chuẩn hiện hành khác.
12
CHƯƠNG 2:
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1. Lựa chọn kết cấu thượng bộ:
Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước công nghệ thi công cầu ngày càng
phát triển mạnh mẽ, việc áp dụng các công nghệ thi công hiện đại vào các công
trình cầu không còn là một vấn đề quá lớn. Tuy nhiên việc áp dụng công nghệ thi
công còn phụ thuộc vào tình hình khu vực và điều kiện thi công.
Việc đưa ra các phương án kết cấu ngoài mục đích phải đảm bảo hợp lý về mặt
kết cấu, tính thẩm mỹ của công trình thì một vấn đề hết sức quan trọng nữa là tính
kinh tế của công trình và phù hợp với khả năng của các đơn vị thi công.
Trên cơ sở đó ta đề xuất kết cấu thượng bộ của 2 phương án là cầu đơn dầm giản
đơn bê tông cốt thép ứng suất trước tiết diện chữ I và cầu dầm thép liên hợp bản bê
tông cốt thép.
2.2. Lựa chọn kết cấu hạ bộ:
- Dùng móng cọc đóng.
- Kết cấu mố chọn loại mố chữ U cải tiến.
- Dùng trụ cầu toàn khối cho kết cấu cầu đơn giản.
2.3. Đề xuất 2 giải pháp kết cấu:
Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt sông
như sau :
2.3.1. Phương án 1:
- Loại cầu: Cầu đơn giản bê tông cốt thép dự ứng lực.
- Mô tả kết cấu phần trên:
+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 6x28m
+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1,4m, chiều dày bản mặt cầu sơ bộ chọn 20cm
+ Lan can tay vịn BTCT f’c= 30MPa
+ Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7cm
Lớp phòng nước dày 0,4cm
Lớp tạo độ dốc 2% dày 4cm
- Mô tả kết cấu phần dưới:
+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT f’c= 30MPa..
+ Trụ cầu: Trụ đặc có thân thu hẹp.
+ Móng: Móng cọc BTCT f’c= 30MPa. Cọc đóng 35x35(cm).
- Đường dẫn hai đầu cầu :
+ Lớp BTN mịn 5cm.
+ Lớp BTN thô 7cm.
13
+ Lớp CPĐD dày 30cm.
+ Lớp CP đất đồi K98.
+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95.
- Kiểm tra khẩu độ cầu :
Yêu cầu :
yc
¦ Ltt L0 ¦
0
5%
yc
L0
Trong đó :
yc
yc
+ L0 : Khẩu độ tĩnh không yêu cầu L0 = 160m
+ Ltt : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu.
0
Ltt = 6.28 + 5.0,05 – 5.1,6 -2.1 = 158,25(m)
0
¦ 158,25 160 ¦
.100% 1,09% 5% => Đạt yêu cầu.
160
- Phương pháp thi công chủ đạo:
+ Thi công nhịp: Lao lắp bằng tổ hợp mút thừa.
+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, lắp dựng giá búa đóng cọc, tiến hành
đóng cọc tới cao độ thiết kế.
+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có),
đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 20cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ
bêtông.
+ Thi công trụ: Sử dụng vòng vây cọc ván thép, đóng vòng vây cọc ván thép, tiến
hành đào đất, sau đó đóng cọc rồi đổ bê tông lót móng, hút nước. Tiếp theo lắp
dựng ván khuôn đổ bê tông bệ cọc, bê tông thân trụ, bê tông xà mũ.
2.3.2. Phương án 2:
- Loại cầu: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT.
- Mô tả kết cấu phần trên:
+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 4 nhịp: 4x42m
+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1,5m, chiều dày bản chọn 20cm.
+ Lan can tay vịn BTCT f’c= 30MPa.
+ Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7cm
Lớp phòng nước dày 0,4cm
Lớp tạo độ dốc 2% dày 4cm
- Mô tả kết cấu phần dưới:
+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT f’c= 30MPa.
+ Dạng trụ : Trụ đă Êc thân hẹp BTCT f’c= 30MPa.
+ Móng: Móng cọc BTCT f’c= 30MPa. Cọc đóng 35x35(cm).
14
- Đường dẫn hai đầu cầu :
+ Lớp BTN mịn 5cm.
+ Lớp BTN thô 7cm.
+ Lớp CPĐD dày 30cm.
+ Lớp CP đất đồi K98.
+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95.
- Kiểm tra khẩu độ cầu :
Yêu cầu :
yc
¦ Ltt L0 ¦
0
yc
L0
5%
Trong đó :
yc
yc
+ L0 : Khẩu độ tĩnh không yêu cầu L0 = 160m
+ Ltt : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu
0
Ltt = 4.42 + 3.0,1 – 3.1,6 – 2.1 = 161,5(m)
0
161,5 160
.100% 0,94% 5% => Đạt yêu cầu.
160
- Phương pháp thi công chỉ đạo:
+ Thi công nhịp: Lao kéo dọc.
+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, lắp dựng giá búa đóng cọc, tiến hành
đóng cọc tới cao độ thiết kế .
+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có),
đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 20cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ
bêtông.
+ Thi công trụ: Sử dụng vòng vây cọc ván thép, đóng vòng vây cọc ván thép, tiến
hành đào đất, sau đó đóng cọc rồi đổ bê tông lót móng, hút nước. Tiếp theo lắp
dựng ván khuôn đổ bê tông bệ cọc, bê tông thân trụ, bê tông xà mũ.
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ
15
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT
ƯST TIẾT DIỆN CHỮ I 6 NHỊP 28m
3.1. Tính toán khối lượng các hạng mục công trình:
3.1.1. Số liệu và kích thước mặt cắt ngang dầm: bản vẽ sơ bộ phương án 1.
3.1.2. Xác định khối lượng bản thân kết cấu nhịp:
Kết cấu nhịp : Gồm 6 nhịp giản đơn .
- Chiều cao dầm chủ 1,4m.
- Bản bêtông mặt cầu dày 200mm.
- Bê tông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) : 45Mpa.
- Cốt thép DƯL dùng loại tao thép 7 sợi xoắn có đường kính 15,2mm.
- Chi tiết mặt cắt ngang: thể hiện trong bản vẽ sơ bộ phương án 1.
a) Xác định trọng lượng bản thân dầm chủ:
1
0
F =0 8 2
,86 m
1
0
10
5
10
2
0
412
60
412 8
1
0
132
116
116
F =2 1 m
,2 6 2
10
7
60
MCN dầm chủ đoạn đầu dầm
Dầm ngang đoạn đầu dầm
MCN dầm ngang
Hình 3.1. Mặt cắt dầm tại gối.
25
20
30
63
2
F =2,099m
107
12 12
150
20
20
30
20
F =0,5 2
6m
10
12 12 8
60
63
10
20
170
20
60
MCN dầm chủ đoạn giữa dầm
Dầm ngang đoạn giữa dầm
MCN dầm ngang
Hình 3.2. Mặt cắt dầm ở giữa nhịp.
+ Diện tích tại mặt cắt giữa nhịp: Agiữa nhịp= 0,56(m2)
+ Diện tích tại mặt cắt ở gối: A gối= 0,868(m2)
16
+ Thể tích bê tông của 1 dầm chủ BTCT DƯL chữ I 28m:
Vdầm = 0,868.1,5.2+0,56.22+2.1,5.(0,56+0,868)/2 = 17,07(m3)
+ Thể tích cốt thép của 1 dầm chủ BTCT DƯL chữ I 28m:
Vthép = 1,4%.17,07 = 0,24(m3)
+ Thể tích bê tông thực tế của 1 dầm chủ BTCT DƯL loại I 28m:
Vdc = 17,07 – 0,24 = 16,83(m3)
+ Trọng lượng dầm chủ tính cho 1 nhịp 28m gồm 5 dầm:
DCdầm = (16,83.24 + 0,24.78,5).5 = 2113,80(kN)
+ Trọng lượng dầm chủ tính cho 1 m dài cầu:
DCdầm = 2113,80/28 =75,49(kN/m)
b) Xác định trọng lượng bản thân dầm ngang:
- Dầm ngang được bố trí như sau: 2 dầm ngang đặt cách đầu dầm 0,3m, dầm ngang
còn lại đặt tại giữa nhịp.
+ Thể tích 1 dãy gồm 4 dầm ngang loại I (đặt tại gối)
VI= 4.2,216.0,2 = 1,77(m3)
+ Thể tích cốt thép trong dầm ngang loại I
VIthép =1,4%.1,77 = 0,025(m3)
+ Thể tích thực của bê tông dầm ngang loại I
VIbt = 1,77 – 0,025 =1,745(m3)
+ Trọng lượng dầm ngang loại I
DCINgang = (1,745.24 + 0,025.78,5).2 = 87,69(kN)
+ Thể tích 1 dãy gồm 4 dầm ngang loại II
VII = 4.2,099.0,2 = 1,679(m3)
+ Thể tích cốt thép trong dầm ngang loại II
VIIthép =1,4%.1,679 = 0,024(m3)
+ Thể tích thực của bê tông dầm ngang loại II
VIIbt = 1,679 – 0,024 =1,655 (m3)
+ Trọng lượng dầm ngang loại II
DCIINgang = (1,655.24 + 0,024.78,5) = 41,60(kN)
+ Tổng trọng lượng dầm ngang nhịp 28 m
DCdn = 41,60 + 93,21 =134,81(kN)
+ Trọng lượng dầm ngang tính cho 1 m dài cầu :
DCdn = 134,81/28 = 4,81(kN/m)
Trọng lượng dầm chủ + ngang tính cho 1 m dài cầu :
DCdầm = DC1 = 75,49 + 4,81 = 80,30(kN/m)
17
c) Xác định trọng lượng bản mặt cầu và tấm đan:
+ Thể tích 1m dài bản mặt cầu
Vb = 11,5.0,2.1 = 2,3(m3)
+ Thể tích cốt thép
Vthép = 1,2%.2,3 = 0,028(m3)
+Thể tích thực của bê tông
Vbt = 2,3 – 0,028 = 2,27(m3)
+ Trọng lượng bản mặt cầu tính cho 1m dài
DCbmc = 2,27.24 + 0,028.78,5 = 56,68(kN/m)
+ Thể tích tấm đan tính trên 1m dài cầu
Vtđ = 1,5.1.0,08.4 = 0,48(m3)
+ Thể tích cốt thép
Vthép = 1,2%.0,48 = 0,006(m3)
+ Thể tích thực của bê tông
Vbt = 0,48 – 0,006 = 0,474(m3)
+ Trọng lượng tấm đan tính cho 1m dài cầu
DCtđ = 0,474.24 + 0,006.78,5 = 11,85(kN/m)
3.1.3. Xác định khối lượng các bộ phận trên cầu:
a) Xác định trọng lượng các lớp phủ mặt cầu:
+ Thể tích lớp bê tông nhựa dày 7cm
Vbtn = 0,07.10,5.168 = 123,48(m3)
+ Trọng lượng lớp bê tông nhựa
DCbtn = 123,48.22,5 = 2778,3(kN)
+ Thể tích lớp phòng nước dày 0,4cm
Vpn = 0,004.10,5.168 = 7,056(m3)
+ Trọng lượng lớp phòng nước
DCpn = 7,056.18 = 127,01(kN)
+ Thể tích lớp tạo mui luyện dày 4cm
Vml = 0,04.10,5.168 = 70,56(m3)
+ Trọng lượng lớp mui luyện
DCml = 70,56.24 =1693,44(kN)
Trọng lượng các lớp phủ mặt cầu trên 1m dài cầu
DW = (2778,3+127,01+1693,44)/168 = 27,37(kN/m)
b) Xác định trọng lượng phần lan can tay vịn:
18
16
60
10
70
25
20 30 2015 35
200
20 30 2015 20
10
25
50
Hình 3.3. Cấu tạo lan can, tay vịn.
- Kích thước cột lan can, tay vịn như bản vẽ sơ bộ
- Tay vịn được làm bằng các ống INOX, đường kính 100, bề dày 2mm. Trọng
lượng trên 1m dài của ống là 10N/m, mỗi đoạn ống dài 2m.
+ Số lượng ống INOX trên 1 nhịp 28m
n
28
.2.2 56 (ống)
2
Ltv = 56.2 = 112(m)
+ Khối lượng tay vịn trên 1 nhịp 28m
Gtv = 112.0,01 = 1,12(kN)
+ Diện tích mặt cắt ngang bệ lan can
A= 0,7.0,25+ (0,20 + 0,50).0,25/2= 0,263(m2)
+ Thể tích bệ lan can trên 1 nhịp 28m
Vblc = 0,263.28.2 = 14,728(m3)
+ Khối lượng bệ lan can trên 1 nhịp 28m
Gblc = 14,728.25 = 368,2(kN)
+ Thể tích cột lan can trên 1 nhịp 28m
V = (0,16.0,1.0,6- 2.3,14.0,052.0,1).30 = 0,24(m3)
+ Khối lượng cột lan can trên 1 nhịp 28m
Gclc = 0,24.25 = 6(kN)
Trọng lượng lan can tay vịn trên 1m dài
DClctv = (1,12 + 368,2 + 6)/28 = 13,4(kN/m)
19
3.1.4. Xác định khối lượng các cấu kiện hạ bộ:
a) Xác định trọng lượng mố A, B:
1150
40
40
100
230
230
230
230
115
20
0
115
1
5
40
10
9
10
0
285
140
80
50
50
10
5
10
5
50
270
1250
Hình 3.4. Cấu tạomố A và B.
STT
Cấu kiện
Thể tích
Vmố(m3)
Thể tích thép
1% Vmố(m3)
Thể tích BT
Vbt(m3)
Trọng lượng
(kN)
1
Đá kê gối
0,525
0,005
0,52
12,873
2
Tường cánh
6,514
0,065
6,449
160,62
3
Tường đỉnh
8,74
0,087
8,653
215,284
4
Thân mố
32,2
0,322
31,878
790,35
5
Bê Ê mố
50,625
0,506
50,119
1242,577
0,985
97,56
2421,704
Tổng :
Bảng 3.1. Bảng tính khối lượng mố A và B(mố A giống mố B).
b) Xác định trọng lượng trụ số 1:
100
140
230
230
100
230
110
340
500
60
150
60
150
120
100
250
20
110
230
100
600
20
100
100
600
160
1120
100
70 70
110
720
Hình 3.5 Cấu tạo trụ số 1.
20
- Xem thêm -