Đồ án tốt nghiệp giả định thiết kế công trình cầu V29

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 1










Luận văn tốt nghiệp:

Giả định là thiết kế cầu qua
sông V29

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 2





MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN 5
LỜI CÁM ƠN 6
CHƯƠNG II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH 7
II.1 Điều kiện địa hình 7
II.2 Điều kiện địa chất 7
II.3 Điều kiện khí hậu thủy văn 7
II.4 Điều kiện cung ứng vật liệu 7
II.5 Năng lực và máy móc thi công 8
II.6 Điều kiện kinh tế xã hội 8
II.7 Hiện trạng giao thông 8
PHẦN I : 9

THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) 9
CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG ĐỀ RA CÁC GIẢI
PHÁP KẾT CẤU 10
I.1 Đánh gia điều kiện địa hình 10
I.2 Đánh giá điều kiện địa chất 10
I.3 Điều kiện khí hậu, thủy văn, thông thuyền 10
I.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực, thiết bị 10
I.5 Các giải pháp kết cấu 11
CHƯƠNG II : ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 12
II.1 Phương án 1 : Cầu liên tục BTCT 12
II.2 Phương án 2 : Cầu dây văng 13
II.3 Phương án 3 : Cầu giản đơn Super T 14
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DƯL THI CÔNG
THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 16
I Tính toán các hạng mục công trình 16
II Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 20
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 3



III Tính toán số lượng cọc trong bệ mố 21
IV Tính toán số lượng cọc cho trụ 23
V Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ 26
VI Tính toán số cọc cho mố 33
VII Tính toán số cọc cho trụ 33

VIII Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 34
IX Tổng hợp khố lượng 40
X Tính khái toán phương án 1 41
CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÂY VĂNG DẦM LIÊN TỤC BTCT
THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG CÂN BẰNG 43
I Tính toán khối lượng các hạng mục công trình trên cầu 43
II Tính toán khối lượng các bộ phận công trình 46
III Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng 47
IV Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố 48
V Tính toán và xác định số lượng cọc cho tháp 50
VI Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ 52
VII Tính toán số cọc cho mố 61
VIII Tính toán số cọc cho tháp 61
IX Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 62
X Tổng hợp khối lượng phương án 2 68
XI Tính khái toán phương án 2 69
CHƯƠNG V : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU SUPER T 71
I Tính toán các hạng mục công trình 71
II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố 77
III Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ 82
IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 86
V Tính toán và bố trí cốt thép 89
VI Tổng hợp khối lượng phương án 3 92
VII Tính khái toán phương án 3 93
CHƯƠNG VI : SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN 95
I Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật 95
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 4



II So sánh các phương án theo giá thành dự toán 95
III So sánh các phương án theo điều kiện thi công, chế tạo 95
IV So sánh các phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 97
V kết luận và kiến nghi 97
PHẦN II 99
THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU LIÊN TỤC BTCT ĐÚC HẪNG (50%) 99
CHƯƠNG I : THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP 100
I Tính toán dầm theo phương ngang cầu 100
I.1 Cấu tạo dầm 100
I.2 Nguyên lý tính toán 100
I.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu 101
I.4 Xác định cốt thép tại các tiết diện tính toán 120
II Tính toán dầm theo phương dọc cầu 132
II.1 Đặc điểm cấu tạo 132
II.2 Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp nội lực 132
II.3 Kết cấu nhịp trong giai đoạn thi công 136
II.4 Kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác, sử dụng 145
II.5 Mất mát ứng suất 147
II.6 kiểm tra các tiết diện trong giai đoạn thi công theo TTGH CĐ1 149
II.7 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHCĐ
152
II.8 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHSD
160
PHẦN III 162
THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) 162

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 163
I Đặc điểm cấu tạo của trụ T1 163
II Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu 163
III Đề xuất phương án thi công trụ T1 164
IV Trình tự thi công trụ T1 165
V Các công tác chính trong quá trình thi công trụ 165
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 5



VI Thi công bê cọc, thân trụ 181
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 190
I Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu 190
II Đề xuất các phương án và chọn phương án thi công 191
III Xác định trình tự thi công kết cấu nhịp 193
IV Một số yêu cầu về vật liệu 215
V Nguyên lý cấu tạo và chọn loại xe đúc 222
VI An toàn lao động 222
TÀI LIỆU THAM KHẢO 224

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 6






Chương I: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Đề tài : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG V29.

Các số liệu ban đầu
I.1.Địa hình: Sông V29 nằm ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc tỉnh Quảng Nam.
I.2.Địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt:
- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.
- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.
- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.
I.3.Thuỷ văn:
- Mực nước cao nhất : 14,0 m.
- Mực nước thông thuyền: 11,5 m.
- Mực nước thấp nhất: 5,0 m.
I.4.Khí hậu - Thời tiết:
- Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết không phân
chia rõ rệt theo mùa, tuy nhiên lượng mưa thường tập trung từ tháng 10 năm này
đến tháng 1 năm sau.
- Chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa Đông Bắc vào những tháng mưa.
- Độ ẩm không khí khá cao (vì nằm ở vùng gần cửa biển ).
I.5.Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:
- Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu.
- Tần suất lũ thiết kế : P =1%.
- Tải trọng thiết kế : Hoạt tải HL-93 và đoàn người 3KN/m
2
.
- Khẩu độ cầu : L
o
= 190 m.
- Khổ cầu : K = 7 + 2x1,5 m.
- Cấp sông : Cấp V.
- Nhịp thông thuyền: 25 m
I.6.Phạm vi nghiên cứu của đồ án:
- Thiết kế sơ bộ ( lập dự án khả thi ) : 30 %.

- Thiết kế kỹ thuật : 50 %.
- Thiết kế thi công : 20 %.

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 7







LỜI CẢM ƠN

Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã
trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của
đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông
vận tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành
Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 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 V29 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, tài liệu thiếu thốn, 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
Th.S Nguyễn Hoàng Vĩnh và các thầy giáo trong bộ môn Cầu Hầm khoa Xây Dựng
Cầu Đường đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.



Đà nẵng ngày 05 tháng 06 năm 2007

Trần Thành Nhân
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 8



Chương II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH
II.1.Điều kiện địa hình:
Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp
đối xứng.
Sông cấp V (chiều rộng khổ gầm cầu 25m ) và khẩu độ cầu L
o
=190 m.
II.2.Điều kiện địa chất:

Địa chất lòng sông chia làm lớp rõ rệch :
- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.
- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.
- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.
II.3.Điều kiện khí hậu - thuỷ văn:
II.3.1. Điều kiện khí hậu:
Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình
quanh năm khoảng 27
o
C. Vào mùa hè nhiệt độ cao nhất có thể lên tới 38
o
C. Giai
đọan từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa, 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 15-20
o
C. Độ ẩm : 90%.
Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều
đến việc xây dựng cầu.
II.3.2. Điều kiện thuỷ văn:
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 : 14,0 m.
- Mực nước thông thuyền : 11,5m
- Mực nước thấp nhất : 5,0m
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 V29 là cấp V.
II.4.Điều kiện cung ứng vật liệu:
II.4.1.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.
II.4.2.Vật liệu thép:
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 9



Sử dung 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 _Úc
II.4.3. 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.
II.5.Năng lực và máy móc thi công:
Công ty trúng gói thầu thi công công trình này 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. Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những
công nghệ mới về xây dựng cầu. Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công
thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về
nhân lực. Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần.
II.6.Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu:
Qua kết quả báo cáo và khảo sát thống kê cho thấy khu vực đầu tư xây dựng có
mật độ phân bố dân trung bình, nghề nghiệp chủ yếu là nông nghiệp và tiểu thủ

công nghiệp, bên cạnh đó là buôn bán nhỏ và tập trung như hàng quán, chợ búa
trong vùng. Nhân dân ở đây cũng là nguồn nhân lực cần thiết trong quá trình xây
dựng công trình cầu.
II.7.Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư:
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.





Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 10

PHẦN I
THIẾT KẾ SƠ BỘ





* PHƯƠNG ÁN I : CẦU LIÊN TỤC BTCT.
* PHƯƠNG ÁN II : CẦU DÂY VĂNG.
* PHƯƠNG ÁN III : CẦU SUPER TEE.



30%



Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 11



Chương I: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ RA CÁC

GIẢI PHÁP KẾT CẤU.
I.1.Đánh giá điều kiện địa hình:
Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp
đối xứng.
Sông cấp V, chiều rộng khổ gầm cầu 25 m và khẩu độ cầu L
0
=190 m nên chọn
những giải pháp kết cấu phù hờp với điều kiện thi công.
I.2.Đánh giá điều kiện địa chất:
Địa chất lòng sông chia làm 3 lớp rõ rệch:
- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.
- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.
- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.
Nhận xét:
Nói chung với địa chất lòng sông lòng sông như vậy ta thấy rất thuận lợi cho
việc thi công ma sát, tuy giá thành củng như việc thi công cọc khoan nhồi đắt tiền
và phức tạp hơn nhiều so với cọc đóng, nhưng khi dùng cọc khoan nhồi thì sẽ giảm
bớt số lượng cọc và khả năng chịu tải lớn hơn so với cọc đóng, do đó trong hai
phương án cầu liên tục và cầu dây văng ta sử dụng cọc khoan nhồi, phương án cầu
Super T dùng cọc đóng
I.3.Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền:
Tình hình xói lở: do dòng sông không uốn khúc và chảy khá êm nên tình hình
xói lở hầu như không xảy ra.
Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 0,3÷ 0,5m,
còn ở những nơi không có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi xói lở.
Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên
loại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép. Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có
điều kiện bảo quản tốt, sửa chữa gia cố kịp thời.
I.4.Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị:
Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở

đây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây
dựng cầu.
I.4.1. 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 của Việt Nam và các nước như
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 12



Công ty LDSX thép Việt -Úc ( VINASTEEL). Neo các loại do nhà máy cơ khí xây
dựng Liễu Châu (OVM) Trung Quốc sản xuất, ngoài ra có thể dùng loại neo của
hãng VSL - Thụy Sỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình.
I.4.2. 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. Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng Hải
Vân. Phụ gia Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất . Nói chung vấn đề
cung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu
cầu công trình đặt ra.
I.4.3. Thiết bị và công nghệ thi công:
Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về số
lượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thông đã mạnh dạn cơ
giới hoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thi
công hiện đại, đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thời
gian hoàn thành là sớm nhất và chất lượng tốt nhất
I.5.Các giải pháp kết cấu:

I.5.1.Nguyên tắc chung:
- Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt.
- Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công.
- Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình,
tăng tính thẩm mỹ.
- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế.
I.5.2.Giải pháp kết cấu công trình:
*Kết cấu thượng bộ:
Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan
cho công trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết
cấu ƯST để so sánh chọn phương án.
*Kết cấu hạ bộ:
- Dùng móng cọc khoan nhồi, hoặc cọc đóng
- Kết cấu mố chọn loại mố chữ U cải tiến.
- Dùng trụ cầu liên tục cho kết cấu cầu liên tục.
- Dung trụ cầu toàn khối cho kết cấu cầu dơn giản.


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 13





Chương II: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt
sông như sau:
II.1.Phương án I:
- Loại cầu : cầu liên tục BTCT.
- Mô tả kết cấu phần trên:
+ Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 60+80+60 (m).
+ Tiết diện hình hộp BTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2,2m đến 4,4m.
+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.
+ Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa
Lớp phòng nước
Lớp tạo độ dốc
- Mô tả kết cấu phần dưới :
+ Dạng mố: Mố BTCT chữ U cải tiến Mác 300.
+ Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 250 không có xà mũ.
+ Móng: Móng cọc khoang nhồi D=1m, BTCT Mác 300.
- 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 :
Khẩu độ cầu :

 )m(1.2LLbLL
)ph(n)tr(niC
tk
o

Trong đó :

Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).
bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).
L
n(tr)
và L
n(ph)
: Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m).
1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.

tk
o
L = 200 – 2.2,0 – 2.1 = 194m.

5% 2,06%100.
194
190194
),max(




yc
o
tk
o
yc
o
tk
o
LL

LL
 thoả mãn yêu c
ầu.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 14



- Phương pháp thi công chỉ đạo :
+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng
qua tim trụ.
+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách,
khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông.
+ 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 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép,
đổ bêtông.
+ Thi công trụ: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân trụ.
II.2.Phương án II:
- Loại cầu: Cầu dây văng.
- Mô tả kết cấu phần trên :
+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 3 nhịp: 46+98+46 (m).
+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 2m, chiều cao tháp 34m.
+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.
+ Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa
Lớp phòng nước
Lớp tạo độ dốc

- Mô tả kết cấu phần dưới:
+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300.
+ Tháp: Dạng chữ H BTCT Mác300.
+ Móng: Móng cọc BTCT Mác300. Cọc khoang nhồi D=100 (cm).
- 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 :
Khẩu độ cầu :

 )m(1.2LLbLL
)ph(n)tr(niC
tk
o

Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).
bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).
L
n(tr)
và L
n(ph)
: Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m).
1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 15



L
o
tk
= 190 – 2.2 – 2.1 = 184m.






100.
190
190184
),max(
yc
o
tk
o
yc
o
tk
o
LL
LL
3,15% <5%  thoả mãn yêu cầu

-Phương pháp thi công chỉ đạo:
+ Dầm BTCT được thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng.
+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách,
khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông.
+ 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 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép,
đổ bêtông.
+ Thi công tháp: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông
thân tháp.
II.3.Phương án III:
- Loại cầu: Cầu đơn giản super T.
- Mô tả kết cấu phần trên :
+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 5 nhịp: 5x40 (m).
+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1,75m, chiều dày bản sơ bộ chọn 16cm.
+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.
+ Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa
Lớp phòng nước
Lớp tạo độ dốc
- Mô tả kết cấu phần dưới:
+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300.
+ Trụ cầu: Trụ đặc có thân thu hẹp.
+ Móng: Móng cọc BTCT 30x30
- 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 :
Khẩu độ cầu :


 )m(1.2LLbLL
)ph(n)tr(niC
tk
o

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 16



Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).
bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).
L
n(tr)
và L
n(ph)
: Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m).
1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.
L
o
tk
= 200,2 – 4.1,8 – 2.1 = 191m.






100.
191
190191
),max(
yc
o
tk
o
yc
o
tk
o
LL
LL
0,5% <5%  thoả mãn yêu cầu
-Phương pháp thi công chỉ đạo:
+Thi công nhịp: lao lắp bằng tổ hợp mút thừa.
+Thi công cọc: tạo mặt bằng thi công, hệ thống đóng cọc
+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 10cm, 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 bịt đáy, hút nước. Tiếp theo lắp
dựng ván khuôn đổ bê tông bệ cọc, bê tông thân trụ, bê tông xà mũ.

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 17









Chương III: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC

I.Tính toán các hạng mục công trình.
I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.
Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau :
60 + 80 + 60 = 200 (m).
Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, vách xiên.
Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau :
1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố

4
1
1100
350 350
150 150
20
20
25
951525
15
179 75
25
50
25
25
80
440
75
25
100
30
199

253
270
50
75
25
75
25
25
25
25
42
50
30 30
200
100
50
1010301035
25
25
25
220
* Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình :
y
t
= a
1
.x
2
+ c
1

(1)
100 400
K6
K5
K1K2
K3
K4
K10
K9
K7
K8
350350350350350350350350350350
440
K0
170
y
S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12

Xác định các hệ số :





35,339
7,10
yx
yx







35,37,139
7,1
2
1
1
a
c

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 18



Thế vào phương trình (1) ta suy ra phương trình biên trên của bản đáy như sau :
7,1.
1521
65,1
2
 xy
t

* Biên dưới của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình :

y
d
= a
2
.x
2
+ c
2
(2)
Xác định các hệ số :





15,439
95,10
yx
yx






15,495,139
95,1
2
1
1

a
c

Thế vào phương trình (2) ta suy ra phương trình biên dưới của bản đáy như sau :
95,1.
1521
2,2
2
 xy
d

Từ phương trình đường cong biên trên và biên dưới bản đáy ta xác định được
chiều cao dầm hộp, chiều dày bản đáy từng tiết diện như sau:
25,0.
1521
55,0
2
 xyy
tdd

(m)

d
yh  (m)
Diện tích tại các mặt cắt :
 
)(
2
06.406.5
14cos

1
3,05,0219,0.25,075.025,0225,011
2
0
myA
dt










Thể tích trên mỗi đốt tính toán :

i
ii
i
l
AA
V .
2
1

 (m3)
+ Với li : chiều dài đốt tính toán.
+ Trọng lượng đốt tính toán : DC

i
= V
i
.24 (KN)

Đốt
Mặt
Cắt
ytr yd Ai(m2)
Chiều Dài

Tính(m)
Thể Tích
Đốt(m3)
Trọng
lượng
Đốt(KN)

S1 3.35 4.15 9.96
K0
S2 3.02 3.72 9.16
4.00 38.25 918.15
K1 S3 2.77 3.38 8.49 3.50 30.91 741.90
K2 S4 2.55 3.08 7.91 3.50 28.71 689.01
K3 S5 2.35 2.82 7.42 3.50 26.83 644.03
K4 S6 2.18 2.59 6.97 3.50 25.21 605.04
K5 S7 2.03 2.37 6.50 3.50 23.59 566.29
K6 S8 1.91 2.23 6.29 3.50 22.39 537.38
K7 S9 1.82 2.11 6.06 3.50 21.61 518.72
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp


Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 19



50
15
40
125
580
850
200
531
530
130
600
50
105
54
90
782
1100
50
50
1100
27050530200
850

100
30
478
295
K8 S10 1.75 2.02 5.89 3.50 20.93 502.22
K9 S11 1.71 1.96 5.76 3.50 20.41 489.80
K10 S12 1.7 1.95 5.75 3.50 20.16 483.81
Tổng(KN)= 6696.36

*Tính toán đốt hợp long ở giữa:
4
1
1100
350 350
150 150
20
20
25
15
179 75
25
50
75
25
253
75
25
75
25
25

25
25
42
1010301035
25
25
25
220
DC
hl
= 5,75.2.24 = 276(KN).
- Khối lượng dầm từ mố dến đốt hợp long
DC
1
=5,75.19.24=2622(KN)
- Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là:
DC
tb
= 6696,36.4 + 276.3 + 2622.2
= 32857,44 (KN)
 Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài :
DC = 32857,44 /(60+80+60) = 164,28 (KN/m).
I.2 Tính khối lượng mố.
1 Mố trái
Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ:

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 20



270
730
50410
200
130
125
457
145
50
105
1100
40
90
1000

50
50
27050530200
850
100
30
478

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ TRÁI
Stt

Tên cấu kiện
Thể tích
(m3)
Hàm lượng
thép(KN/m
3
)
Trọng Lượng

Thép(KN)
Trọng Lượng
Bê Tông(KN)
1 Tường Cánh 31,89 1 31,89 765,36
2 Tường Đỉnh 11,88 1 11,88 285,12
3 Thân mố 83,76 1 83,76 2010,24
4 Bệ mố 116,6 1 116,6 2798,4
5 Đá Tảng 0,51 1.2 0.61 12,24
6 Tổng 244,64 244,74 5871,36
2 Mố phải

Mố phải là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như
hình vẽ:









BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ PHẢI
Stt

Tên cấu kiện
Thể tích
(m3)
Hàm lượng
thép(KN/m
3
)
Trọng Lượng

Thép(KN)
Trọng Lượng
Bê Tông(KN)
1 Tường Cánh 20,2 1 20,2 484,8
2 Tường Đỉnh 11,88 1 11,88 285,12
3 Thân mố 66,60 1 66,60 1598,4
4 Bệ mố 100,54 1 100,54 2412,96

5 Đá Tảng 0,51 1.2 0.61 12,24
6 Tổng 199,73 199,83 4793,52
I.3 Tính khối lượng trụ.
Trụ T1,T2 có kích thước giống nhau như hình vẽ:
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 21



BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 TRỤ
Stt

Tên cấu kiện
Thể tích

(m3)
Hàm lượng
thép(KN/m3)
Trọng Lượng

Thép(KN)
Trọng Lượng

Bê Tông(KN)
1 Thân trụ 109,09 1 109,09 2618,16
2 Bệ Móng 133,08 1 133,08 3193,92

3 Đá Tảng 0.3 1.2 0.36 8,64
4
Tổng 242,47

242,53 5820,72

600
397
100
100
1000
150
50
1285
200
100
550
125
50
50
200

II. Tính khối lượng các bộ phận trên cầu.
II .1 Trọng lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW
1
=1/2. 0.075.11.23=9,48
(KN/m)
- Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW
2

= 1/2. 0.1.11 .23= 12,65 (KN/m)
Trọng lượng các lớp mặt cầu:
DW
mc
= (9,48+12,65)= 22,13 (KN/m)
II.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)
II.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn :
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 22



200 200
20
25
25
1010301035
25
15
200
110

- Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm
- Tay vịn:10x10 cm.
- Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm.
Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN
Stt

Tên cấu kiện
Thể
tích
(m3)
Hàm lượng
thép(KN/m3)
Trọng Lượng

Thép(KN)
Trọng Lượng

Bê Tông(KN)
1 Cột Lan Can 3,63 0.6 2,17 87,12
2 Tay Vịn 7,8 0.6 4,68 187,2
3 Bệ Đặt Cột 15 0.6 9 360
4
Tổng 26,43

15,85 634,32

DW
lc+tv+bc
=
200
634,32
= 3,17 (KN/m)

II.2.2 Trọng lượng phần gờ chắn bánh xe :



DW
gcb
=
200
).24 0,2)/20,25.(0,25(2.2.2.50.

=2,64 (KN/m)
Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 :
DW = DW
mc
+ DW
lc+tv+bc
+ DW
gcb
= 22,13 +3,17 + 2,64 = 27,94 (KN/m)
III.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố
Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc
Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: P
tt
= min{Q
r
, P
r
}
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp


Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 23



- Sức kháng dọc trục danh định:
P
n
= 0,85[0,85.f'
c
.(A
p
-A
st
) +f
y
.A
st
]; MN
Trong đó:
f'
c
: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa .
A
p
: Diện tích mũi cọc(mm
2

); Ap=785398,16 mm
2
.
A
st
: Diện tích cốt thép chủ (mm
2
); dùng 2220 : Ast = 6908mm
2

f
y
: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa
- Thay vào ta được:
Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN
- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn

; MN
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN
* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:
Q
s
= K
s,c


















21
N
1i
isisi
N
1i
isisi
i
i
hafhaf
D8
L

;

(N) (10.7.3.4.3c-1)
Trong đó:
K

s,c
: Các hệ số hiệu chỉnh: K
c
cho các đất sét và K
s
cho đất cát.
L
i
:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm).
D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm).
f
si
: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét
(MPa).
a
si
: Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm).
h
i
: Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm).
N
1
: Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D.
N
2
: Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 24



k
5,1
Tên
lớp
Số
lớp

Z/D Kc,s

Li(mm)

Li/8D

fsi(Mpa)

asi

(mm)

hi
(mm)

Qsi(N)
1.1

4 0.86

3430 0.42 0.036 3141 1140 157420.8

Cát hạt
mịn
1.2

6 0.76

4820 0.6 0.039 3141 2000 297917.6

2.1

7 0.73

6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5

Á cát
2.2

9 0.56

8000 1 0.044 3141 2000 309577
Cát hạt
thô
3.1

10.86

0.53

9930 1.24 0.064 3141 1150 274454
3.2

12.86

0.5 11860 1.48 0.067 3141 2000 521908.6

3.3

14.86

0.46

13860 1.73 0.07 3141 2000 552225.5


3.4

16.86

0.46

15860 1.98 0.073 3141 2000 628629.7

Qs=

2916442

Q
r
= φ
qp
.Q
p
+φ
qs
Q
s

Trong đó :
Q
p
: sức kháng mũi cọc (N) Q
p
= q
p
.A
p

A

p
: diện tích mũi cọc (mm
2
)
q
p
: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
Q
s
: sức kháng thân cọc (N)
φ
qp
: hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc
φ
qs
: hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc
Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φ
qp
= φ
qs
= 0.45
q
p
= (MPa)
Trong đó:
k = 1 : đối với D
p
 500
mm
.

k = 0.6D
p
: đối với D
p
≥ 500
mm
.
D
p
= 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan.
=> q
p
=
k
5,1
= 5,2
1
6
.
0
5,1

x
MPa = 2500 KPa
Q
p
= 2500. 0,78=1950
Q
r
= 0,45.1950+0,45.2916,4

= 2189,8(KN)
Vậy P
tt
= min{Q
r
, P
r
}=min{14,49:2,1898)=2,1898MN=2189,8KN
IV.Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ
Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Khoa xây
dựng cầu đường

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 25



Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: P
tt
= min{Q
r
, P
r
}
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
P
n

= 0,85[0,85.f'
c
.(A
p
-A
st
) +f
y
.A
st
]; MN
Trong đó:
f'
c
: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa .
A
p
: Diện tích mũi cọc(mm
2
); Ap=785398,16 mm
2
.
A
st
: Diện tích cốt thép chủ (mm
2
); dùng 2220 : Ast = 6908mm
2

f

y
: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa
- Thay vào ta được:
Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN
- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn

; MN
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN
* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:
Q
s
= K
s,c


















21
N
1i
isisi
N
1i
isisi
i
i
hafhaf
D8
L

;

(N) (10.7.3.4.3c-1)
Trong đó:
K
s,c
: Các hệ số hiệu chỉnh: K
c
cho các đất sét và K
s
cho đất cát.
L
i
:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm).
D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm).
f

si
: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét
(MPa).
a
si
: Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm).
h
i
: Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm).
N
1
: Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D.
N
2
: Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc.