ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CẦU TRẦN THỊ LÝ ĐÀ NẴNG

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 1

PHẦN MỞ ĐẦU
Chương 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Đề tài : THIẾT KẾ CẦU NGUYỄN VĂN TRỖI _ TRẦN THỊ LÝ
1 Phân tích sự cần thiết phải đầu tư:
Thành phố Đà Nẵng có nhiều lợi thế , qua hai thế kỷ TP Đà Nẵng đã trở thành trung
tâm văn hoá của khu vực miền trung , cùng với sự phát triển về kinh tế , hiện nay mật
độ dân số và lưu lượng xe tăng nhanh làm cho hệ thống cơ sở hạ tầng trở nên chật hẹp
. Chiến lược phát triển của thành phố là mở rộng ra các vùng xung quanh , xây dựng
các đô thị mới có các cơ sở hạ tầng đáp ứng nhu cầu phát triển hiện nay cũng như
trong tương lai.
Vùng đất sơn trà có biển , có núi tạo nên một khung cảnh rất đẹp và hùng vĩ , là
một mảnh đất có thể phát triển mạnh về dịch vụ và du lịch . Nằm đối diện với trung
tâm đô thị của thành phố sẽ trở thành trung tâm kinh tế , dịch vụ và du lịch.
Thành phố ĐN bị chia cắt bởi con sông hàn .Là một con sông tạo nên cảnh quan
cho thành phố , nhưng cũng là một trở ngại giao thông lớn của thành phố , làm hạn chế
sự phát triển của khu vực Quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn và cảng nước sâu Tiên Sa .
Trong những năm qua hệ thống giao thông giữa trung tâm TP và hai bên quận đã có
cải thiện đáng kể nhờ việc xây dựng xong cầu Sông Hàn , Tuyên Sơn , cải tạo nâng
cấp hai cầu Nguyên Văn Trỗi và Trần Thị Lý. Tuy nhiên để thúc đẩy mạnh hơn nữa sự
phát triển kinh tế củ hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn , khai thác hết tiềm năng vốn
có của TP thì cần phải nghiên cứu xây dựng cụm cầu mới Nguyên Văn Trỗi và Trần
Thị Lý nhằm hoàn thiện hệ thống giao thông của thành phố.
2 Các điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu:
2.1 Điều kiện địa hình ,địa mạo.
Địa hình khu vực lòng sông được hình thành từ lâu đời , khu vực hai đầu cầu

qua quá trình quy hoạch và xây dựng đã làm địa hình ít nhiều thay đổi . mặt đất bằng
phẳng , cao độ mặt đất trung bình từ 0.8-3 m , sông có chiều rông lòng sông từ 400-
600m . Tại ví trí cầu rộng khoảng 550 m , luồng tàu chính đi lệch về hướng đông ,
chiều rộng luồng khoảng 100 m .
Phía bờ tây (Quận Hải Châu) đầu tuyến nối với nút giao thông đường 2/9 –
Duy Tân , phía trái là cảng sông thu , bên phải của tuyến là khu đô thị tượng đài nơi
đây đã xây dựng một số nhà hàng .

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 2

Phía bờ đông (Quận Sơn Trà) : cuối tuyến nối với nút giao thông đường Ngô
Quyền - Nguyễn Văn Thoại , phía phải tuyến là đường đầu cầu và nhà dân , hiện tại rất
chật hẹp . Khi xây dựng cầu mới đoạn đường này không đảm bảo giao thông
Địa hình lòng sông tương đối bằng phẳng , lạch sông lệch về phía đông , đoạn
sông thẳng độ sâu sông từ -9.45 -9.55 m , đoạn sông không có luồng chạy tàu sâu
0.15- 0.5m
Nhìn chung, địa hình tại vị trí xây dựng cầu tương đối thuận lợi.
2.2 Điều kiện khí hậu , khí tượng , thuỷ văn , thuỷ lực
2.2.1 Điều kiện khí hậu , khí tượng:
Khí hậu ở Đà Nẵng và vùng phụ cận chịu ảnh hưởng chung của khí hậu Quảng
Nam –Đà Nẵng và khu vực Trung Trung bộ , hình thành 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ
tháng 12 đén tháng 8 năm sau, mực nước các dòng sông xuống thấp và thương gây nên
hạn hán, nóng và dễ gây nên hoả hoạn. Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, lượng mưa
tập trung, thường gây nên lũ lụt.
Theo quan trắc của Đài khí tượng khu vực Trung – Trung bộ quan trắc ở toạ độ
108
0

12
’
kinh độ Đông và 16
0
03
’
vĩ độ Bắc với thời gian quan trắc liên tục 50 năm,
khí hậu khu vực thành phố Đà Nẵng co nhũng đặc điểm sau :
* Nhiệt độ không khí (
0
C)
Nhiệt độ trung bình hằng năm :25
0
7
Nhiệt độ cao nhất trung bình :29
0
9
Nhiệt độ thấp nhất trung bình :22
0
9
Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối :40
0
9
Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 9
0
2
Biên độ dao động nhiệt giữa các tháng liên tiếp trong năm và các ngày không
lớn lắm, khoảng 5
0
C – 8

0
C.
* Độ ẩm không khí (%)
Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm :82%
Độ ẩm không khí cao nhất trung bình :90%
Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình :75%
Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối :10%
*Mưa (mm)
Lượng mưa trung bình năm :2.066mm
Lượng mưa năm lớn nhất :3.307 mm (1964)

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 3

Lượng mưa năm thấp nhất :1.400 mm (1974)
Lượng mưa một ngày lớn nhất :322 mm
Số ngày mưa trung bình năm :147 ngày
Tháng có số ngày mưa TB nhiều nhất :22 ngày
*Bốc hơi mặt nước
Lượng bốc hơi nước trung bình :2.007 mm/năm
Lượng bốc hơi tháng lớn nhất trung bình :2.41 mm/năm
Lượng bốc hơi nước thấp nhất :119 mm/năm
* Nắng
Số giờ nắng trung bình :5.128 giờ/năm
Số giờ chiếu nắng TB tháng nhiều nhất :248 giờ/tháng
Số giờ chiếu nắng TB tháng ít nhất :120 giờ/tháng
* Gió
Đà Nẵng cũng như các tỉnh Miền Trung chịu ảnh hưởng của gió mùa.Về mùa

Đông thì có gió mùa Đông Bắc và về mùa hạ có gió mùa Tây Nam (gió Lào),nhưng
do địa thế của Thành phố có núi bao bọc, phía bắc giáp đèo Hải Vân và phía Đông có
bán đảo Sơn Trà, phía Tây có dãy Trường Sơn nên gió thường đổi hướng và tốc độ đi
chậm lại.
Hướng gió thịnh hành mùa hè :gió Đông (tháng 4-9)
Tốc độ gió trung bình :3,3m/s – 4m/s
Hướng gió thịnh hành mùa Đông :gióBắcvàTây Bắc(tháng 10-3)
Tốc độ gió mạnh nhất :20 – 25 m/s
Tốc độ gió trung bình trong 10 phút lớn nhất trong năm theo tần suất P=1% là
35,6 m/s
* Bão và ấp thấp nhiệt đới
Mùa bão ở Đà Nẵng trùng với mùa mưa (tháng 9 đến tháng 12) nhưng cũng có
khi cuối tháng 6 đầu tháng 7đã có bão đổ bộ vào (năm 1989).Theo số liệu thống kê
hằng năm có khoảng 8-9 cơn bão đổ bộ vào Đà Nẵng.
Về cấp bão đổ bộ vào Đà Nẵng từ năm 1976 đến nay chỉ có một cơn bão số 2
năm 1989 đổ bộ vào Đà Nẵng có gió cấp 11 đến cấp 12 (tốc độ gió > 40 m/scc).Còn
lại các cơn bão khác chỉ có gió mạnh từ cấp 6 đến cấp 9.
2.2.2.Điều kiện thuỷ văn , thuỷ lực

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 4

Sông Hàn là đoạn sông thuộc hạ lưu hệ thông sông Vu Gia. Dòng chảy trong
sông bị ảnh hưởng của thuỷ triều khá mạnh. Lượng dòng chảy trên đoạn sông này là
do một phần lượng dòng chảy từ thượng nguồn sông Vu Gia đổ về (vì một phần dòng
chảy đổ sang sông Thu Bồn), và một phần lượng nước biển do dòng triều đẩy lên
Đặc điểm địa hình lòng sông : Từ Ngã Ba Tuý Loan đến cầu Nguyễn Văn Trỗi
lòng sông khá rộng , có nhiều vùng bãi ven sông. Địa hình 2 bên bờ sông thấp nên

thường bị ngập khi có lũ. Tại cầu Nguyễn Văn Trỗi , lòng sông đột ngột bị thu hẹp do
xây dưng 2 mố cầu nên dòng chảy tới đây bị cản lại khá mạnh , làm giảm quá trình
thoát lũ trên sông . Từ phía hạ lưu cầu Nguyễn Văn Trỗi ra tới cửa lòng sông lại được
mở rộng . Tuy nhiên , trên đoạn sông này địa hình hai bên bờ khá cao nên hàng năm
dòng chảy lũ chủ yếu được khống chế trong lòng sông chính . Do sự thu hẹp đột ngột
mặt cắt ướt tại cầu Nguyễn Văn Trỗi nên khi có lũ lớn thì sẽ có sự chênh lệch khá cao
về mực nước thượng lưu và mực nước hạ lưu cầu .Tốc độ dong chảy tại mặt cắt ngang
cầu cũng khá lớn.

Dòng chảy trên sông Hàn cũng như phần thượng lưu biến đổi theo 2 mùa rõ rệt.
mùa kiệt kéo dài tư tháng 1 đến tháng 8 , mùa lũ từ tháng chín đến tháng 12.
Trong mùa kiệt , lượng nước từ thượng nguồn đổ về không nhiều và tương đối ổn định
nên dong chảy trên đoạn sông này trong mùa này nhỏ và ít biến đổi .Mực nước lên
xuống , dòng chảy xuôi, ngược là do tác động chủ yếu của thuỷ triều.Tuy nhiên cũng
cần chú ý trong khoảng thời gian từ tháng 5 đến cuối tháng 6 hàng năm dòng chảy trên
đoạn sông này thường được bổ sung một lượng nước đáng kể ( do mưa tiểu mãn).có
năm xảy ra lũ lớn như đột lũ tháng 11 năm 1999 , mực nứoc lũ từ 2,0 – 2,5m, lũ gây
xói lở bờ sông phía thượng nguồn và đặc biệt xói lở toàn bộ mố cầu Trần Thị Lý, gây
xói sụp cầu cảng số 5 sông Hàn .

Dòng chảy mùa lũ đoạn sông này khá lớn . khi có lũ hầu như vùng bão ,vũng
thấpven sông đều bị ngập , hàng năm từ thang 9 đén tháng 12 trung bình có 3 đến 4
trận lũ , năm nhiều lũ có từ 6 đến 7 trận . Lũ lớn thường tập trung trong hai tháng 10
và 11 gây ngập lụt vùng phía thượng lưu cầu Nguyễn Văn Trỗi .

Sông Hàn là sông có chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng mạnh của thuỷ triều ,
nhất. là đoạn sông từ cầu Nguyễn Văn Trỗi đến cửa đổ ra biển . Do đó chế độ dong

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 5

chảy trong sông khá phức tạp , đặc biệt trong mùa lũ (từ tháng 9 đến tháng 12) , dòng
chảy vừa chịu tác động mạnh của dòng chảy thượng nguồn đổ về , vừa chịu ảnh hưởng
của chế độ thuỷ triều . vì vậy việc nghiên cứu , tính toán xác định các đặc trưng thuỷ
văn thiết kế trên đoạn sông này gặp nhiều khó khăn . Tuy nhiên với những tài liệu thực
đo của 2 trạm thuỷ văn cơ bản là Cẩm Lệ và Sông Hàn , cùng với những kết quả điều
tra về độ cao các vết lũ , kết quả đo đạc lưu lượng , tốc độ dòng chảy trong một số đợt
gần đây ngay tại cửa sông , nghiên cứu đến những đặc điểm cụ thể về địa hình đoạn
sông nên việc tính toán thuỷ văn cầu mang lại kết quả tin cậy.

Theo tài liệu cung cấp của Đài khí tượng thuỷ văn khu vực Trung Trung bộ:
Lưu lượng: Q
1%
= 6990 m
3
/s , Q
5%
= 3890 m
3
/s.
Mực nước: H
1%
= 3,34 m , H
5%
= 2,17 m.
Vận tốc: V
1%
= 2,60 m/s , V

5%
= 1,75 m/s
2.2.3.Chế độ thuỷ triều
Chế độ thuỷ triều trên sông Hàn thuộc chế độ bán nhật triều , độ cao chênh giữa
mực nứoc lớn và nước ròng là 0,8 m.
2.3 . Điều kiện địa chất
2.3.1 Địa chất.
Trên cơ sơ khảo sát địa chất hiện trường bằng các lỗ khoan địa chất , kết hợp
với thí nghiệm trong phòng . Địa tầng khu khảo sát cầu bao gồm các lớp sau:
Lớp 1: Cát pha lẫn dầm sạn , đá xô bồ (đất đắp) . Lớp này chỉ có mặt tại LKC! , bề
dày 3,5m . Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm.

Lớp 2 : Cát hạt vừa màu xám vàng , trạng thái bão hoà . Lớp nay chỉ có mặt tại LKC3,
bề dày 2,5 m .
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau :
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :43,77%
Hạt cát :46,44%
Hạt bụi :6,38%
Hạt sét :3,40%
Độ ẩm tự nhiên :W = 22,95 g/cm
3

Tỷ trọng :d = 2,67 g/cm
3

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 6

Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy :WL = 27,3%
Giới hạn dẻo :WP = 20,08%
Chỉ số dẻo IP = 6,95
Độ sệt :B = 0,41
Lớp 3:Cát hạt mịn màu xám trắng – xám vàng , trạng thái bão hoà , kết cấu rời rạc .
lớp này có mặt tại tất cảcác lỗ khoan , bề dày lớp thay đổi từ 5,2 mét tại LKC2 đến 6,5
mét tại LKC3 .
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :2,15%
Hạt cát :82,5%
Hạt bụi :15,35%
Tỷ trọng : ∆ = 2,65 g/cm
3

Góc nghỉ khi khô :αc = 28
0
2
’
Góc nghỉ khi ướt :αw = 30
0
27
’
Cường độ chịu tải trọng quy ước :R = 1,0 Kg/cm
2

Lớp 4: bùn sét pha mau xám đen . Lớp này chỉ có mặt tại LKC2 , LKC3 , bề dày lớp

thay đổi từ 3,2 mét tại LKC2 đến 2,3 mét tại LKMC1.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :0,44%
Hạt cát :39,71%
Hạt bụi :42,96%
Hạt sét :16,89%
Độ ẩm tự nhiên :W = 43,56%
Dung trọng tự nhiên :γw = 1,72 g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,20 g/cm
3

Tỷ trọng :∆ = 2,69 g/cm
3

Hệ số rỗng :ε = 1,24
Độ rỗng :n = 55,42%
Độ bão hoà :G = 94,14%

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 7

Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy :WL = 34,92%
Giới hạn dẻo :WP = 22,14%
Chỉ số dẻo :IP = 12,78

Độ sệt :B = 1,86
Hệ số nén lún :a1 – 2 = 0,115 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng :E1 – 2 = 21,84 Kg/cm
2

Lực dính kết :C = 0,08 Kg/cm
2

Góc nội ma sát :φ = 3021
’

Lực dính kết :Cuu = 0,156 Kg/cm
2

Góc nội ma sát :φuu = 1
0
22
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước :R = 0,4 Kg/cm
2

Lớp 5: Cát pha màu xám đen, trạng thái dẻo. Lớp này chỉ có mặt tại LKC, bề dày lớp
này 3,7 m.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :
Hạt cát : 79,08%

Hạt bụi : 13,76%
Hạt sét : 7,16%
Độ ẩm tự nhiên : w = 26,6%
Dung trọng tự nhiên : γw = 1,80 g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,42 g/cm
3

Tỷ trọng :∆ = 2,68 g/cm
3

Hệ số rỗng :ε = 0,89
Độ rỗng :n = 47,09 %
Độ bão hoà : G = 80.34 %
Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 28,33 %
Giới hạn dẻo : WP = 21,9 %
Chỉ số dẻo : IP = 6,43
Độ sệt : B = 0,74
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,042 cm
2
/Kg

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 8

Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 90,72 Kg/cm

2

Lực dính kết : C = 0,07 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 9
0
53
’
Lực dính kết : Cuu =
Góc nội ma sát : φuu =
Cường độ chịu tải trọng quy ước : R = 0,8 Kg/cm
2

Lớp 6: Cát hạt vừa màu xám trắng, trạng thái bão hòa. Lớp này chỉ có mặt tại LKC3,
bề dày lớp này 2,0 m.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 0,69%
Hạt cát : 89,18%
Hạt bụi : 10,13%
Tỷ trọng : ∆ = 2,65 g/cm
3

Góc nghỉ khi khô : αc = 29
0
27
’
Góc nghỉ khi ướt : αw = 32
0

32
’
Cường độ chịu tải trọng quy ước : R = 2,50 Kg/cm
2+

Lớp 7: Sét pha màu xám đen- xám xanh, trạng thái dẻo mềm- dẻo chảy. Lớp này có
mặt tại LKC1, LKC2 bề dày lớp này thay đổi từ 3,3 mét tại LKC1 đến 5,0 tại LKC3.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 0,3%
Hạt cát : 30,46%
Hạt bụi : 46,24%
Hạt sét : 23,0%
Độ ẩm tự nhiên : w = 42,17 g/cm
3

Dung trọng tự nhiên : γw = 1,75 g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,23 g/cm
3

Tỷ trọng :∆ = 2,69 g/cm
3

Hệ số rỗng :ε = 1,20
Độ rỗng :n =54,40 %
Độ bão hoà : G = 95,44 %

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa

xây dựng cầu đường

Trang 9

Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 44,58 %
Giới hạn dẻo : WP = 28,48 %
Chỉ số dẻo : IP = 16,11
Độ sệt : B = 0,85
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,087 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 32,30 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,08 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 6
0
48
’
Lực dính kết : Cuu = 0,285 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 1
0
52
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R = 0,72 Kg/cm
2


Lớp 8: Sét pha màu xám vàng- xám trắng, trạng thái nửa cứng. Lớp này có mặt tất cả
các lỗ khoan, bề dày lớp này thay đổi từ 6,8 mét tại LKC2 đến 9,2 tại LKC3.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 1,51%
Hạt cát : 35,68%
Hạt bụi : 38,41%
Hạt sét :24,40%
Độ ẩm tự nhiên : w = 23,17 g/cm
3

Dung trọng tự nhiên : γw = 1,98 g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,61 g/cm
3


Tỷ trọng : ∆ = 2,69 g/cm
3

Hệ số rỗng : ε = 0,68
Độ rỗng : n =40,23 %
Độ bão hoà : G = 91,92 %
Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 34,12 %

Giới hạn dẻo : WP = 21,26 %
Chỉ số dẻo : IP = 12,86

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 10

Độ sệt : B = 0,15
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,022 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 185,16 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,4 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 20
0
29
’
Lực dính kết : Cuu = 0,401 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 4
0
43
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R =2,4 Kg/cm
2


Lớp 9: Cát pha màu xám trắng, trạng thái dẻo. Lớp này chỉ có các LKC2,LKC3, bề
dày lớp này thay đổi từ 1,5 mét tại LKC2 đến 2,6 tại LKC3.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 18,31%
Hạt cát : 57,35%
Hạt bụi : 17,93%
Hạt sét :6,41%
Độ ẩm tự nhiên : w = 16,74 g/cm
3

Dung trọng tự nhiên : γw = 2,07g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,74 g/cm
3

Tỷ trọng : ∆ = 2,67 g/cm
3

Hệ số rỗng : ε = 0,54
Độ rỗng : n =34,84%
Độ bão hoà : G = 94,71%
Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 21,77 %
Giới hạn dẻo : WP = 14,92 %

Chỉ số dẻo : IP = 6,85
Độ sệt : B = 0,26
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,022 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 192,21 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,3 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 21
0
59
’

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 11

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R =2,39 Kg/cm
2


Lớp 10: Sét pha màu xám trắng(đá phiến phân hóa hoàn toàn). Lớp này có mặt tất cả
các lỗ khoan, bề dày lớp này thay đổi từ 3,9 mét tại LKC2 đến 9,2 tại LKC3.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 8,25%

Hạt cát : 35,59%
Hạt bụi : 40,44%
Hạt sét :15,7%
Độ ẩm tự nhiên : w = 21,0 g/cm
3

Dung trọng tự nhiên : γw = 1,95 g/cm
3

Dung trọng khô :γc = 1,62 g/cm
3

Tỷ trọng : ∆ = 2,69 g/cm
3

Hệ số rỗng : ε = 0,67
Độ rỗng : n =40,01 %
Độ bão hoà : G = 86,9 %
Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 32,36 %
Giới hạn dẻo : WP = 21,91 %
Chỉ số dẻo : IP = 10,45
Độ sệt : B = 0,04
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,02 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 239,32 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,43 Kg/cm

2

Góc nội ma sát : φ = 23
0
13
’
Lực dính kết : Cuu = 0,611 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 10
0
2
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R =4,12 Kg/cm
2

Lớp IA: đá phiến xerixit-thạch anh xerixit, màu xám xanh, đới phong hóa hoàn toàn –
mạnh.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:

Tỷ trọng (∆) biến đổi từ ? : ∆ = 2,69 g/cm
3


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 12

Dung trọng (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,3 - 2,5 g/cm
3

Lớp IB: đá phiến xerixit-thạch anh xerixit, màu xám xanh, đới phong hóa mạnh - vừa.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:

Tỷ trọng (∆): ∆ = 6,9 g/cm
3

Dung trọng (γ) tự nhiên : 2,5 g/cm
3


Lớp IC: đá phiến xerixit-thạch anh xerixit, màu xám xanh, đới phong hóa vừa nhẹ.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:

Tỷ trọng (∆) biến đổi từ 2,66 - 2,69 g/cm
3

Dung trọng (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm
3

Cường độ kháng nén khi khô (Rk) biến đổi từ 140 – 596 Kg/cm
2

Cường độ kháng nén khi bão hòa (?) biến đổi từ 114 – 482 Kg/cm
2
Nhìn chung, địa chất khu vực ? tương đối thích hợp với móng cọc khoan nhồi,
để đảm bảo an toàn cho công trình và lợi ích về kinh tế, mũi cọc cấm vào đá phiến
phong hóa mạnh – vừa hoặc phong hóa vừa - nhẹ.

2.3.2. Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật
2.3.2.1. Quy trình, qui phạm thiết kế
2.3.2.1.1. Về thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 – 05
Tiêu chuẩn về tải trọng gió TCVN 2737 – 95
Tiêu chuẩn về tải trọng do nhiệt TCVN 4088 – 85
Tiêu chuẩn về thiết kế chống động đất 22TCN 221 – 95
Tiêu chuẩn về giao thông đường thủy nội địa TCVN 5664 – 92
Tính toán đặc trưng dòng chảy lũ do mưa rào 22TCN 220 – 95
Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRED 1998
Tiêu chuẩn về cáp “Rccommendations for Stay Cable Design, Testing and
Installation”, PTI Guide Specification, 4th Edition, 2001 Post Tensioning Institute,
Phonenix, AZ “PTI”
G ố i cao su bản thép, tiêu chuẩn co dãn cao su AASHTO M251-92
Tiêu chuẩn thiết kế đường phố, quảng trường đô thị 20TCN 104 – 83
Tiêu chuẩn thiết kế đường 22TCN 273 – 01
Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237 – 01
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054– 98

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 13

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211– 93
Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ báo cáo NTKT và báo cáo NCKT các dự
án xây dựng kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN 268-2000
2.3.2.1.2. Về khảo sát địa hình, địa chất
Quy phạm đo vẽ địa hình 96TCN 43-90
Tiêu chuẩn TCXĐVN 309-2004 “công tác trắc địa xây dựng công trình-Yêu

cầu chung”
Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263-2000
Quy trình khảo sát thủy văn 22TCN 27-84
Quy trình khoan thăm dò địa chất 22TCN 259-2000
Quy trình lấy mẫu nguyên dạng ATSM D1587
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn AASHTO T206(SPT
D1586)
2.3.2.1.3.Về thi công và nghiệm thu
Quy trình cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu TCXDVN 326-2004
Cầu cống-Quy phạm thi công và nghiệm thu 22TCN 266-2000
Sơn cho cầu thép và kết cấu thép 22TCN 235-97
Dầm cầu thép và kết cấu thép-Yêu cầu kỹ thuật chế tạo và nghiệm thu trong
công xưởng 22TCN 288-02
Kết cấu thép –Yêu cầu kỹ thuật gia công lắp ráp, nghiệm thu 22TCN 170-89
Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn cầu thép 22TCN 280-01
Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép quy phạm thi công và nghiệm thu
TCVN 4452-87
Quy trình thi công và nghiệm thu cấp phối đá dăm 22TCN 252-98
Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa 22TCN 249-98
Quy trình thi công và nghiệm thu cấp nền đường 22TCN 304-03
2.3.2.2.Quy mô thiết kế
Quy mô vĩnh cữu : vĩnh cữu
Cấp công trình : cấp 1
Khổ cầu : 2,75+3x3,5+1,5+3x3,5+2,75=28 m
Tần suất thiết kế : P=1%
Tải trọng :0,8HL-93, người 0,3 T/m
2

Tải trọng động đất :cấp 7(thang MSK-64), hệ số gia tốc A=0,108

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 14

Tải trọng gió :vận tốc gió trung bình 10 phút tại cao độ 10 m(tính
từ mặt nước) là 35,6 m/s
Tải trọng va tàu
Loại tàu Tấn tải trọng
thiết kế(DWT)
Chiều dài lớn
nhất (m)
Chiều rộng lớn
nhất (m)
Mớn nước đầy
tải (m)
Tàu tự hành 300 38 7 2,2
Xà lan kéo 400 41 12,2 1,3

Khổ thông thuyền
Chiều rộng thông thuyền B
tt
=50 m
Chiều cao tĩnh không thuyền H =7 m kể từ mực nước H?
Chiều sâu mực nước thông thuyền tối thiểu H= 2,2 m
Đường hai đầu cầu:Đường phố cấp khu vực
Bề rộng nền đường : 4,5+3x3,5+2+3x3,5+4,5=33,5m
Bề rộng mặt đường :6x3,75=21
Độ dốc tối đa :i
max

≤
6%
Bán kính đường cong nằm tối thiểu R
min
: 250 m
Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu R
min
: 4000 m
Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu R
min
: 1000 m
Mô duyn đàn hồi :E
yc
=1530 daN/cm
2

Tải trọng trục :12 tấn

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 15













Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


Chương 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1. PHƯƠNG ÁN I:
- Kết cấu thượng bộ:
+ Cầu dây võng dầm cứng liên tục BTCT f'c = 50 Mpa, 3 nhịp 100 + 400+100 (m)
+ Trụ lan can tay vịn, tay vịn bằng Inox
+ Các lớp mặt cầu:
- Lớp tạo mui luyện dày trung bình 7 cm
- Lớp phòng nước dày 1 cm
- BTN hạt mịn rải nóng dày 5cm

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản
+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10 cm
- Kết cấu hạ bộ:
+ Tháp cầu bằng BTCT f'c = 50 Mpa tiết diện hộp
+ Mố neo (móng giếng chìm) f'c = 30 Mpa
+ Cọc khoan nhồi BTCT f'c = 30 Mpa
- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:
+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp lắp hẫng cân bằng qua tim tháp
+ Thi công mố: Thi công móng giếng chìm
+ Thi công tháp: đổ bêtông tại chỗ sử dụng ván khuôn trượt.
2. PHƯƠNG ÁN II:
- Kết cấu thượng bộ:
+ Dầm liên tục BTCT f'c = 50 Mpa: 75 + 5x90 + 75 (m)
+ Lan can bằng thép lá, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm.
+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản
+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10 cm
+ Các lớp mặt cầu:
- Lớp tạo mui luyện dày trung bình 5 cm
- Lớp phòng nước dày 1 cm
- BTN hạt mịn rải nóng dày 5cm
- Kết cấu hạ bộ:
+ Trụ cầu liên tục bằng BTCT f'c = 30 Mpa
+ Mố cầu dạng mố chữ U cải tiến BTCT f'c = 30 Mpa
+ Cọc khoan nhồi BTCT f'c = 30 Mpa
- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

+ Dầm liên tục được thi công theo công nghệ đúc đầy theo chu kỳ
+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ Bêtông tại chỗ
+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ Bêtông tại chỗ.
+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi.

Phần I:

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


THIẾT KẾ SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN
Chương 1 :
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I:
CẦU DÂY VÕNG DẦM LIÊN TỤC BTCT THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ
LẮP HẪNG CÂN BẰNG
1. Tính toán khối lượng các hạng mục công trình:
1.1 Tính toán khối lượng dầm cứng BTCT:
Dầm liên tục BTCT của cầu dây võng được thi công theo công nghệ lắp

hẫng.Khoảng cách giữa hai cáp chủ là 23.5 m.Cáp chủ sơ bộ chọn đường kính 0.6
m.Khoảng cách giữa các cáp treo là 10m .Sơ bộ chọn đường kính của cáp treo là
0.15m. Tháp cầu có chiều cao tính từ đỉnh bệ móng lên đỉnh tháp là 68.4m.
Dầm liên tục BTCT dài 600 (m) .Mặt cắt ngang được cấu tạo từ 3 hộp 4 sườn.
Dầm cầu được cấu tạo từ các khối đúc .
Cấu tạo các khối dầm như sau:


30
30
30
30
B? TÄNG NHÆÛA HAÛT MËN DA?Y 5 Cm
LÅÏP PHO?NG NÆÅÏC DA?Y 1Cm
LÅÏP TAÛO MUI LUY?ÛN DA?Y TB 7 Cm
BAÍN MÀÛT CÁÖU DA?Y 30 Cm
275
1050
25
640640
25
1050
275
30
30
30
30
31
150
50

143
117
757 364


Sử dụng công thức trong AutoCad ta có:
+ Diện tích MCN: 24.07 (m
2
)
+ Thể tích bêtông của 1 khối neo: 0,75x0,68 = 0,51 (m
3
)
→
khối lượng của dầm bê tong:
(24.07.600 + 0,51)x2.5 = 36106.275(T)
+ Lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông dầm là 0.2 T/m3.
→
Tải trọng dầm tính ra phân bố đều:
DC = 36106.275/600 = 60.177 (T/m)

1.2 Tính toán khối lượng Tháp cầu:

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


- Hai tháp cầu có cấu tạo hoàn toàn giống nhau, chi tiết kích thước như hình vẽ:
- Thể tích bêtông phần bệ tháp:
V
1

= 5x14x46.1 = 3227 (m
3
)
- Thể tích bêtông của trụ tháp:
V
2
= 68.77x2.2x4= 605.176 (m
3
)
- Thể tích bêtông đoạn tháp xiên, rỗng:
V
3
= 65.75x3x1.2= 236.7 (m
3
)
- Thể tích bêtông dầm ngang trên:
V
5
= (3,4.3,4 – 2,4.2,4).21,72 = 92,7 ( m
3
)
- Thể tích bêtông dầm ngang dưới
V
6
= (3,4.3,4 – 2,4.2,4).32,1 + 2.2,4.2,4.1 = 148,6 ( m
3
)
→
Tổng thể tích bêtông 1 tháp cầu:
V = 3227+605.176-236.7+92.7+148.6 = 3836.776(m

3
)
→
Tổng trọng lượng của 1 tháp :
P
tháp
= 3836.776x2,5=9591.94 (T)

















Cấu tạo tháp cầu:


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

400
340
340
50
2350
220
1158
4610
500
CÁÚU TAÛO THAÏP CÁÖU , TL 1/200
1655 4030
1885
340
218
300
1400
150
900
1885







1.3 Tính toán khối lượng mố neo:
cấu tạo mố neo:

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


300
-13.46 m
1800
2700
500
900
100
100100
1800
3000
CÁÚP PHÄÚI ÂÁÚTÂÄÖI
CÁÚP PHÄÚI ÂAÏ DÀM LOAÛI 1 30CM
BÃTÄNG NHÆÛA HAÛT THÄ 7 CM
BÃTÄNG NHÆÛA HAÛT MËN 5 CM
ÂÁÚT ÂÀÕP SAU MÄÚ
100
300
MÀÛT CÀÕT NGANG MÄÚ NEO - TÈ LÃÛ 1/100

4000
1000
500
1000
100
60

20
80
20
30
100
20
20
60
30
30
30
BAÍN MÀÛT CÁÖU DAÌY 30 Cm
LÅÏP TAÛO MUI LUYÃÛN DAÌY TB 7 Cm
LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC DAÌY 1Cm
BÃ TÄNG NHÆÛA HAÛT MËN DAÌY 5 Cm
2751050
25
30
50
2020
80
2272
25
1050275 30
30
30
60
20
20
100

30
20
80
20
60
100
MÀÛT CÀÕT NGANG CÁÖU, TL 1/100
150
50
143

- Sử dụng công thức trong AutoCad ta có mố trái:
Diện tích phần bêtông mố neo: F=484.3

(m
2
)

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


25
30
Thể tích phần mố neo:
484.3

x 40 = 19372 (m
3
)

Trọng lượng mố neo:
19372 x 2.5 =48430 (T)
1.4 Khối lượng mố phải giống mố trái
1.5 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu:
1.5.1 Khối lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp BTN dày 5cm: DW1= 0,05. 28. 2,25.9,8 = 30,87 (KN/m)
- Lớp phòng nước dày 1cm: DW2 = 0,01 .28. 1,5.9,8 = 4,12 (KN/m)
→
Trọng lượng các lớp mặt cầu: 30,87 + 4,12 = 34,99 (KN/m)
1.5.2 Trọng lượng lan can, tay vịn, gờ chắn bánh:
- Lan can tay vịn làm bằng ống thép tráng kẽm, lấy W
lctv
= 0,4(KN/m).
+Trọng lượng Bêtông phần bệ lan can, tay vịn (tính cho 1 m dài):
0,25.0,3.2,4.9,8 = 1,76 (KN/m)
+Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông là 0,60KN. =>Trọng lượng
lan can tay vịn là:
0,4+1,76+0,25.0,3.0,6=2,21(KN/m)
- Thể tích bêtông của phần gờ chắn bánh:
0,5.(0,2 + 0,3).0,3= 0,075 (m
3
)
=> Trọng lượng của phần chắn bánh:
0,075.2,4.9,8 + 0,075.0,6 = 1,81 (KN)
⇒ Tỉnh tải giai đoạn II tính ra phân bố đều:
DW = 34,99+(2,21.2 + 1,81.4) = 46,65 (KN/m) =4.665 (T/m)

1.6 Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây võng:

- Sơ đồ kết cấu trong cầu dây võng là hệ siêu tỉnh, nội lực trong hệ phụ thuộc độ cứng
của của các bộ phận cấu thành nên hệ. Do đó để tính toán được nội lực trong hệ phải
sơ bộ lựa chọn cấu tạo tiết diện dây .
- Sử dụng các bó cáp CĐC gồm nhiều tao có đường kính danh định 5 mm.
- Các chỉ tiêu các bó cáp sử dụng như sau:



15 tao
20
30
30

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


Tải trọng giới hạn
(
z
β ) (T)
2790
Tải trọng sử dụng
(0,45.
z
β ) (T)
1255.5

Ta chọn sơ bộ tiết diện cho cáp chủ :
Tiết diện cáp chủ: F= Stt/f =9873/75150 = 131.4x10

-3
(m
2
)=1310.4
f: Cường độ giố hạn chảy của vật liệu làm dây. Ta sở dụng thép có đường kính
5mm,tiết diện ngang danh định 0.196cn
2
.Giới hạn chảy của thép f
by
=1670Mpa suy ra
f=0.45x1670000 =751500KN/m
2
Số sợi cáp 5mm: n=1310.4 /0.196 = 6685(sợi)
Chọn cáp chủ 136bó ,mỗi bó 20 tao , mỗi tao 7 sợi,
Chọn cáp treo 9bó , mỗi bó 15 tao, mỗi tao 7 sợi

Các Thông Số Của Dây Võng
Tên dây
Số tao
trong 1
bó
Chiều
dài(1dây)
Khối lượng
1 dây(T)
Dây 1 15 6.18
0.97
Dây 2 15 10.29
1.62
Dây 3 15 14.46

2.28
Dây 4 15 18.67
2.95
Dây 5 15 22.93
3.62
Dây 6 15 27.23
4.30
Dây 7 15 31.58
4.98
Dây 8 15 35.97
5.67
Dây 9 15 40.41
6.37
Dây 10 15 41
6.47
Dây 11 15 37.3
5.88
Dây 12 15 33.8
5.33
Dây 13 15 30.5
4.81
Dây 14 15 27.4
4.32
Dây 15 15 24.5
3.86

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Dây 16 15 21.8
3.44
Dây 17 15 19.3
3.04
Dây 18 15 17
2.68
Dây 19 15 14.9
2.35
Dây 20 15 13
2.05
Dây 21 15 11.3
1.78
Dây 22 15 9.8
1.55
Dây 23 15 8.5
1.34
Dây 24 15 7.4
1.17
Dây 25 15 6.5
1.03
Dây 26 15 5.8
0.91
Dây 27 15 5.3
0.84
Dây 28 15 5
0.79
- Tổng khối lượng thép cường độ cao dùng cho các cáp treo: 320.01 (T)
- Khối lượng cáp chủ là: 2.99x10
3
(T),

-Tổng Chiều dài cáp chủ hai bên là :1280m (xem phụ lục 1)
2.Tính toán số lượng cọc trong tháp:
2.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
- Sử dụng cọc khoan nhồi BTCT đường kính 1,5 m, f'c = 30 Mpa
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
P
tt
= min{Qr, Pr}
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
P
n
= 0,85[0,85.f'c.(Ap-A
st
) +f
y
.A
st
]; (N)
Trong đó:
f'c: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); f'c = 30Mpa .
Ap: Diện tích mũi cọc(mm
2
); Ap = 1766250 mm
2
.
A
st
: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 22φ20 : A
st

= 6908 mm
2

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa
Thay vào ta được:
P
n
= 0,85.[0,85.30.(1766250 - 6908) + 420.6908] = 40,6.10
6
(N) = 40,6 (MN)
- Sức kháng dọc trục tính toán:
Pr = φ.Pn (MN)

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường


4.34,01 ≤+=
Ds
Hs
d
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc, φ = 0,75 (TCN-5.5.4.2)
Pr = 0,75.40,6 = 30,45(MN)
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng mũi danh định: q
p
= 3.qu.Ksp.d (Mpa)
Trong đó:

d: Hệ số chiều sâu không thứ nguyên:


qu: Cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá, qu = 30 Mpa
K
sp
: Hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên
S
d
: Khoảng cách các đường nứt, S
d
= 300 mm
t
d
: Chiều rộng các đường nứt; t
d
=1 mm
D : Đường kính cọc; D = 1500 mm
D
s
: Đường kính hố đá, D = 1500 mm
Hs: Chiều sâu chôn cọc vào trong hố đá; Hs = 2300 mm
Thay số vào các công thức ta được: d =1,6; Ksp = 0,23

→
q
p
=3.30.0,23.1,6 = 33.12 (Mpa)
- Sức kháng dọc trục tính toán:

Qr=
qp
ϕ
q
p
.Ap
qp
ϕ : Hệ số sức kháng lấy theo bảng 10.5.5.2;
qp
ϕ = 0,5
Qr = 0,5.33,12.1,766 = 29.25 (MN)
Sức chịu tải tính toán của cọc:
Ptt = min{Qr, Pr} = min{19,5; 30,45} = 29.25 (MN)
2.2 Tính toán áp lực tác dụng lên bệ mố, tháp:
Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ em sử dụng chương trình
Midas Civil.
2.2.1 Các bước chính thực hiện trong chương trình:
- Mô hình hóa kết cấu
- Khai báo các làn xe
- Khai báo các tải trọng theo 22TCN272-05: Xe Tadem+Lan, Xe Tai+ Lan
- Khai báo các lớp xe
d
d
d
S
t
D
S
Ksp
300110

3
+
+
=