thiết kế cầu qua sông với phương án '''''''' dầm bê tông cốt thép'''''''', chương 4 pptx

chng 4: Tính toán khối l-ợng mặt cầu
và các tiện ích công cộng
- Lớp phủ mặt cầu:
+ Lớp phòng n-ớc: 12 x 374.2 = 4490.4 (m
2
)
+ Bê tông asphal: 11 x 374.2 x 0.07 = 288.134(m
3
).
- Đèn chiếu sáng: 38 cột (Bố trí dọc hai bên cầu với khoảng cách 20m)
- Bê tông lan can: 0.3 x 2 x 374.2 = 224.52 (m
3
)
- Cốt thép lan can và thép tay vịn:
+ Hàm l-ợng sơ bộ: 100 (kg/m
3
)
+ Khối l-ợng: 22452 (kg)
1.1.1.
Tổng mức đầu t-
1.1.1.1.
Các căn cứ lập Tổng mức đầu t-:
-Định mức xây dựng cơ bản số 1242/1998/QĐ - BXD ngày 25/11/998 của Bộ xây
dựng
-Đơn giá ca máy số 1260/1998/QĐ - BXD ngày 28/11/1998.
-Điều chỉnh theo TT 03/2000/TT - BXD. Máy thi công 1,07x hệ số 1,055.
-Chi phí nhân công theo bảng l-ơng A6 với l-ơng khởi điểm là 210 000 đồng.
-Thông t- 03/2001/TTLT - BLĐTBXH - BTC ngày 18/1/2001 h-ớng dẫn thực hiện
chế độ phụ cấp khu vực.
-Thông t- số 19/LĐTBXH - TT ngày 2/6/1993 h-ớng dẫn thực hiện chế độ phụ cấp
l-u động.

-Thông t- 09/2000/TT - BXD ngày 17/7/2000 của Bộ xây dựng về việc h-ớng dẫn
lập và quản lý chi phí xây dựng công trình thuộc các dự án đầu t
-Thông t- 109/2000/TT - BTC ngày 13/11/2000 h-ớng dẫn chế độ thu, nộp và sử
dụng lệ phí thẩm định đầu t
-Quyết định số 14/2000/QĐ - BXD ngày 20/7/2000 về việc ban hành định mức chi
phí t- vấn đầu t- và xây dựng.
-Thông t- số 633TC/QĐ - TCNH ngày 14/6/1995 về quy tắc bảo hiểm mọi rủi ro
trong xây dựng.
-Thông t- 70/2000/TT - BTC ngày 17/7/2000 của Bộ Tài Chính về quyết toán vốn
đầu t
-Giá vật liệu: Theo thông báo số 88/2001.TB.LS của UBND tỉnh Sở XD Sở TC -
VG ngày 16 tháng 7 năm 2001 của UBND tỉnh NA về việc ban hành đơn giá vật liệu
xây dựng đến hiện tr-ờng xây lắp.
-Các văn bản hiện hành khác.
1.1.1.2. Tổng kinh phí
Thống kê vật liệu chủ yếu PA 1
STT Hạng mục công trình Chỉ tiêu VL
Khối l-
-ợng
A. Kết cấu phần trên
1 Bê tông dầm Super T 40m +dầm ngang
c
f '
=55MPa
327.04
2 Bê tông bản mặt cầu (Phần dầm Super T)+ tấm đúc sẵn
c
f '
=30MPa
202.2

3 Bê tông dầm hộp liên tục
c
f '
=55MPa
3462.57
4 Bê tông át phan mặt cầu 308.7
5 Bê tông lan can
c
f '
=30MPa
224.52
6 Cốt thép th-ờng dầm Super T (170kg/1m
3
) f
y
=400MPa 55.59
7
Cốt thép th-ờng bản mặt cầu (Phần dầm Super T),
(170kg/1m
3
)
f
y
=400MPa 34.37
8 Cốt thép th-ờng dầm hộp liên tục (160kg/1m3) f
y
=400MPa 554.01
9 Cốt thép lan can (100kg/1m
3
) f

y
=400MPa 22.45
10 Cốt thép CĐC Super T (23.25kg/1m
3
) 12.7mm 76.04
11 Cốt thép C.Đ.C dầm hộp liên tục(64.5kg/1m3) 15.2mm 223.34
12 Gối cao su 18.00
13 Điện chiếu sáng 40.00
B. Kết cấu phần d-ới
15 Bê tông mố + Bản liên tục nhiệt
c
f '
=30MPa
521.17
16 Bê tông thân trụ
c
f '
=30MPa
1039.07
17 Bê tông xà mũ, bệ kê gối trụ cầu dẫn
c
f '
=30MPa
80.64
18 Bê tông bệ móng trụ
c
f '
=30MPa
2640
21 Cốt thép mố ( 90kg/1m

3
) f
y
=400MPa 47.05
22 Cốt thép thân trụ (100kg/1m
3
) f
y
=400MPa 103.9
23 Cốt thép xà mũ, bệ kê gối trụ cầu dẫn,(100kg/1m3) f
y
=400MPa 8.06
24 Cốt thép bệ móng trụ (100kg/1m
3
) f
y
=400MPa 264.0
25 Cọc khoan nhồi D100 cm 768.00
26 Cọc khoan nhồi D150cm 1728
27 Cọc khoan nhồi D200 cm 2400
Tổng mức đầu t- ph-ơng án 1
Thành tiền
Số
hiệu
đơn
giá
Hạng mục Đơn vị
Khối lợng
Đơn giá
(đồng)

(đồng)
G Tổng mức đầu t- đồng A+B+C+D 92,632,998,600
A Giá trị dự toán xây lắp đồng AI+AII 73,169,825,118
AI Xây lắp chính đồng I+II 70,355,601,075
I Kết cấu phần trên 35,293,917,000
1 Bê tông át phan mặt cầu m
3
308.7 1,300,000 401,310,000
2 Bê tông lan can m
3
224.52 600,000 134,712,000
3 Thép lan can T 22.452 6,500,000 145,938,000
4 Bê tông dầm cầu m
3
3789.61 6,500,000 24,632,465,000
5
Cthép thờng bản - dầm
cầu
T 666.42 7,500,000 4,998,150,000
6 Cốt thép DƯL dầm cầu T 299.38 12,000,000 3,592,560,000
7 Gối cao su loại nhỏ cái 10 6,000,000 60,000,000
8 Gối cao su loại lớn cái 8 60,000,000 480,000,000
9 Khe co dãn 10cm m 2 8,000,000 16,000,000
10 Khe co dãn 20cm m 2 20,000,000 40,000,000
11 Lớp phòng nớc m
2
4116.2 110,000 452,782,000
12 Điện chiếu sáng cột 40 8,500,000 340,000,000
II Kết cấu phần d-ới 35,061,684,075
13 Bê tông mố m

3
521.17 800,000 416,936,000
14 Bê tông trụ m
3
1039.07 800,000 831,256,000
15 Cốt thép mố T 47.05 7,000,000 329,350,000
16 Cốt thép trụ T 103.9 7,500,000 779,250,000
17 Cọc khoan nhồi F100cm m 768 3,000,000 2,304,000,000
18 Cọc khoan nhồi F150cm m 1728 4,500,000 7,776,000,000
19 Cọc khoan nhồi D200cm m 2360 7,500,000 17,700,000,000
20 Công trình phụ trợ % 7 I +II 4,924,892,075
AII Xây lắp khác % 4 AI 2,814,224,043
B
Chi phí khác(Tạo MB,
QLDA )
% 6 A 4,390,189,507
C Dự phòng % 10 A+B 7,756,001,463
D Tr-ợt giá % 10 A 7,316,982,512
E1 Các chỉ tiêu kinh tế
E2
Chỉ tiêu toàn bộ 1m
2
mặt
cầu
đ/m
2
g/f
20,629,120
1.2. Ph-ơng án kết cấu 2: cầu dây văng 3 nhịp
1.2.1.

Tổng quát
1.2.1.1.
Sơ đồ nhịp:
Cầu dây văng 3 nhịp: (87 + 182 + 87)m
1.2.1.2. Lựa chọn sơ bộ kết cấu nhịp
Theo yêu cầu về độ võng của nút dây treo là nhỏ nhỏ nhất:
y
i
=
ii
ii
iii
ii
AE
lS
AE
LS

2sin
2
cossin




Trong đó:
S
i
, L
i

: Là lực dọc và hình chiếu của dây văng thứ i lên ph-ơng dọc cầu.
E, A
i
: Độ cứng chịu kéo của dây văng thứ i


: Góc nghiêng của dây văng thứ i
Ta thấy y
i
nhỏ nhất khi sin2
i
= 1

2
i
= 90
o


i
= 45
o
Theo yêu cầu về chuyển vị của đỉnh tháp cầu là nhỏ nhất:
oo
o
AE
hS

sin
2

Trong đó:
S
o
: Lực dọc trong dây neo.
H : Chiều cao tháp cầu.
E.A
o
: Độ cứng chịu kéo của dây neo.


: Góc nghiêng của dây neo so với ph-ơng ngang.

nhỏ nhất khi sin2
o
= 1

2
o
= 90
o


o
= 45
o
Nh- vậy khi góc nghiêng đạt giá trị 45

o
thì độ cứng của cầu đạt giá trị lớn nhất, lúc đó
chiều cao của tháp cầu bằng chiều dài nhịp biên. Tuy nhiên góc nghiêng của dây
neo lớn thì tháp cầu sẽ rất cao, làm tăng kích th-ớc và khối l-ợng vật liệu. Khi đó
tháp cầu làm việc bất lợi do chịu uốn dọc, làm tăng lực nhổ, đặc biệt công nghệ thi
công gặp nhiều khó khăn. Thực tế cho thấy góc nghiêng hợp lý về chịu lực và kinh tế
của dây văng nghiêng nhất là 22
o
24
o
. Từ đó xác định đ-ợc chiều cao hợp lý của
tháp cầu.
Góc nghiêng của các dây văng còn lại đ-ợc lựa chọn trên cơ sở đảm bảo độ cứng tốt
nhất của hệ và tránh mô men uốn lớn trong tháp. Do đó kiến nghị dùng sơ đồ dây
hình rẻ quạt là hợp lý nhất, nó khắc phục đ-ợc nh-ợc điểm của sơ đồ dây đồng quy
và song song.
Căn cứ vào yêu cầu thiết kế, tình hình địa chất, thuỷ văn, yêu cầu mỹ quan, kiến trúc,
địa hình của vị trí dựng cầu, ta đ-a ra sơ đồ của cầu dây văng nh- sau.
Sơ đồ cầu chính dây văng
B=80m
H=10m
Htt=1.2m
Hmax=2.4m
Htt=-2.5m
2
.
5
%
2
.

5
%
Tỷ Lệ : 1/800
1
2
1
2
3
4
1
2
1
2
3
4
475
475
+8.44 +8.44
-0.53 -0.53
400
14 x 8 =112m 1400 1400 14 x 8 = 112m14 x 8 = 112m1400140014 x 8 = 112m
640
20
640
20
640
L = 521m
1200
1200
Theo sơ đồ trên ta thấy cầu dây văng có một hình dáng kiến trúc đẹp, hài hoà và

thích hợp với công nghệ thi công hiện nay (Dùng xe đúc để đúc hẫng từ 2 tháp ra 2
bên mà không cần giàn giáo hay hệ phao, phà trên sông). Với công nghệ thi công
này thì hầu nh- không ảnh h-ởng tới chế độ thuỷ văn của sông.
1.2.1.3. Số l-ợng dây và chiều dài khoang:
- Chiều dài khoang:
+ Hiện nay cầu dây văng th-ờng đ-ợc thi công theo công nghệ đúc hẫng hay
lắp hẫng. Trong công nghệ thi công hẫng thì khoang dầm càng nhỏ vừa thích hợp với
chiều dài đốt đổ bê tông, vừa làm cho cấu tạo neo đơn giản do lực tác dụng lên dây
nhỏ. Khoang dầm nhỏ làm giảm mô men uốn cục bộ trong phạm vi khoang, nâng
cao độ an toàn cho công trình khi sửa chữa thay thế dây hoặc neo. Do đó kiến nghị
dùng hệ dây nhiều khoang nhỏ. Với dầm cứng bằng BTCT thì ta quyết định chọn nh-
sau:
+ Nhịp giữa gồm 29 khoang trong đó:
2 khoang áp trụ tháp mỗi khoang dài 9 m.
1 khoang đốt hợp long 8 m.
26 khoang còn lại đều nhau mỗi khoang 6 m.
Nhịp biên gồm 14 khoang trong đó:
1 khoang áp trụ tháp dài 9m.
13 khoang giữa mỗi khoang dài 6 m.
- Số l-ợng dây và tiết diện dây:
Theo số l-ợng khoang và chiều dài khoang đã chọn thì số l-ợng dây nhịp biên là 14
cặp dây và nhịp giữa là 28 cặp dây. Hiện nay các tao cáp c-ờng độ cao trong cầu
dây văng th-ờng đ-ợc tổ hợp từ các tao cáp đơn vì các tao cáp đơn dễ vận chuyển,
lắp đặt và thích hợp với các hệ thống neo hiện nay. Do đó sử dụng các tao cáp đơn
loại 15.2mm gồm 7 sợi thép
5.
1.2.1.4. Thiết kế mặt cắt ngang dầm chính:
Dầm cứng đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong cầu dây văng, ảnh h-ởng đến
khả năng chịu tải trọng, độ cứng, độ ổn định, công nghệ thi công và giá thành xây
dựng. Do dầm cứng chủ yếu chịu nén nên dùng BTCT, đặc biệt là công nghệ thi

công hẫng.
Do đó em quyết định chọn mặt cắt ngang dầm cứng là loại dầm đơn năng bằng
BTCT gồm 2 dầm chủ tiết diện hình thang (tạo vát để thoát gió). Liên kết với nhau
bằng dầm ngang và bản mặt cầu.
- Chiều cao dầm chủ: Với hệ 3 nhịp 2 mặt phẳng dây:
100
1
300
1

l
h
Với L = 182m

h = 1.8m.
Chiều cao bản mặt cầu h
b
= 30cm.
Chiều cao dầm ngang: h
dn
= 1,5m, dầy 50cm, bố trí cách nhau 6m.
2%
60
Tỉ lệ : 1/100
mặt cắt ngang cầu
70 40
2%
60
7040
30

150
30
180
150
60
110 100 100 110470 470
80 50 550 550 50 80
1.2.1.5. Tháp cầu:
Từ góc nghiêng của dây văng thoải nhất
min
= 23.4
o
, ta xác định đ-ợc chiều cao của
tháp h
tháp
= 42m (Chiều cao từ gối cầu đến đỉnh tháp ). Dự kiến thiết kế tiết diện của
tháp là dạng tiết diện hộp rỗng.
1.2.1.6. Kết cấu phần trên:
Dầm chủ là dầm bê tông cốt thép kết hợp với dây văng với sơ đồ nhịp 87m +
182m + 87m có chiều cao không đổi 1.8m. Chiều dài toàn cầu tính đến 2 đuôi mố là
370 m.
1.2.1.7. Kết cấu phần d-ới:
Mố hai đầu cầu kết cấu chữ U trên nền móng gồm các cọc khoan nhồi đ-ờng
kính100 cm.
CấU TạO Mố CầU
I I
200 475 225
90
30
520

640
3
0
100 100
-44.53
150315410
50
110
20
+1.57
2 trụ T1, T2 là 2 trụ dây văng có chiều cao 54m trên nền móng gồm các cọc khoan
nhồi đ-ờng kính 150cm. Bề rộng móng trụ theo ph-ơng dọc cầu 11m, ph-ơng ngang
cầu 20m.
1.2.1.8. Ph-ơng pháp thi công :
Thi công kết cấu nhịp bằng ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng.