ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THÀNH PHỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ VÀ CẦU GIÀN THÉP 2 NHỊP LIÊN TỤC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.52 MB, 179 trang )
N TT NGHIP
B MễN CTGTTP
MC LC
VI
.10.1
TíNH
TOáN
MẩI
NẩI
CHO
THANH
BIêN:
179..................................................................5
I-1:CU TO NT GIAO KHÁC MỨC TRÊN CÁC ĐÔ THỊ VÀ TUYẾN
GIAO THÔNG.............................................................................................................7
Nút giao ba nhánh ( ngã ba ).........................................................................................7
Hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp.............................................................8
Hình I.2 biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y.....................................................................8
Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete).................................................................9
Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê....................................................................................10
Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác......................................................................10
Nút giao bốn nhánh ( ngã tư )......................................................................................10
Hình I.6: Nút giao hình hoa thị.................................................................................11
Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp........................................................................12
Hình I.9: Nút giao hình thoi......................................................................................13
Nút giao nhiều nhánh:.................................................................................................13
Hình 1.9a: Nút giao nhiều nhánh..............................................................................14
I-2:YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KẾT CẤU TRONG NÚT GIAO THÔNG LẬP
THỂ............................................................................................................................. 14
I-3:CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THƠNG LẬP THỂ....................................14
Cơng nghệ thi cơng cầu cong......................................................................................15
Mặt cắt kết cấu dầm bản..............................................................................................15
Dầm bản đặc...............................................................................................................15
Hình I.10: Cắt ngang dầm bản đặc............................................................................16
Dầm bản rỗng.............................................................................................................. 16
Hình I.11: Cắt ngang dầm bản rỗng..........................................................................17
Chiều cao dầm bản.....................................................................................................18
Hình I.13...................................................................................................................18
CHƯƠNG II:THIẾT KẾ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG
VĂN..................................................................................................................20
Bảng 1: Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nút giao (TCXDVN 104-2007)...............26
III.1.LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ NÚT GIAO.........29
Các thông số kỹ thuật thiết kế vịng xuyến...................................................................29
Các thơng số kỹ thuật thiết kế cầu nhánh....................................................................29
* Tính tốn tầm nhìn trên bình đồ...............................................................................31
Sơ đồ tính tốn tầm nhình cho đường nhánh có một ln xe......................................32
* Xác định tầm nhìn trên trắc dọc...........................................................................33
III.2.1: Nguyờn tắc thiết kế.............................................................................................39
III.2.2:Giải pháp thiết kế.................................................................................................39
Phương án tuyến trên mặt bằng được đưa ra như sau....................................................41
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
1
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Bảng : Các thơng số trên mặt bằng..........................................................................41
III.2.3:Thiết kế trắc dọc tuyến........................................................................................42
Bảng 4: Trắc dọc cầu................................................................................................43
III.2.4: Thiết kế trắc ngang.............................................................................................43
III.3.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU TRONG NÚT GIAO:. 49
MCN các cầu nhánh..................................................................................................50
MCN vịng xuyến......................................................................................................50
Trụ cầu nhánh............................................................................................................51
Trụ vịng xuyến.........................................................................................................52
Mố cầu nhánh............................................................................................................53
Lan can......................................................................................................................54
III.3.4.Các thơng số vật liệu và kiểm tốn sơ bộ mặt cắt dầm.......................................59
I.1. Kh¸i niệm chung...................................................................................................60
I.2. Đặc điểm chung cầu giàn thép.........................................................................61
I.3. Các sơ đồ cầu giàn thép.....................................................................................63
I.3.1 Các cấu kiện giàn..................................................................................................63
I.3.2. sơ đồ Cầu giàn giản đơn....................................................................................65
I.3.3. Cầu giàn hẫng và giàn liên tục............................................................................67
CHNG II:CU TO GIN CH.......................................................................72
II.1. mặt cắt các thanh trong giàn chủ.......................................................................72
II.1.1. Loại mặt cắt một thành đứng............................................................................72
II.1.2. Loại mặt cắt hai thành đứng.............................................................................73
II.2. Cấu tạo thanh giằng, bản giằng, bản ngăn...........................................................75
II.2.1. Bản giằng.............................................................................................................75
II.2.2. Thanh giằng..........................................................................................................76
II.2.3. Bản khoét lỗ.........................................................................................................77
II.3. Cấu tạo nút giàn...................................................................................................77
II.3.1. Nguyên tắc cấu tạo nút giàn................................................................................78
II.3.1. Các loại nút giàn...................................................................................................79
CHNG III: CU TO H THNG DM MT CU.....................................82
III.1 Cấu tạo liên kết dầm dọc dầm ngang...................................................................82
a. Dầm dọc đặt chồng lên dầm ngang........................................................................82
b. Liên kết cho biên trên của dầm dọc và dầm ngang đặt ngang bằng.....................83
c. Liên kết dầm ngang vào giàn chủ...........................................................................84
CHNG IV :CU TO HỆ LIÊN KẾT...............................................................88
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
2
LỚP:CTGTTP_K45
N TT NGHIP
B MễN CTGTTP
IV.1. Khái niệm hệ liên kÕt.........................................................................................88
2.HƯ liªn kÕt däc díi.......................................................................................................88
IV .2. HƯ liªn kÕt däc..................................................................................................89
IV .3. Hệ liên kết ngang..............................................................................................90
IV .4.Phần giàn đeo và mô hình thanh mạ của giàn hẫng.......................................92
IV.5. Các cấu kiện tổ hợp..............................................................................................93
CHNG V:TO VNG V LP DNG..................................................................98
V.1. Tạo vồng hình học theo phơng thẳng đứng.........................................................98
V.2. kiểm soát độ vồng khi chế tạo nút giàn..............................................................101
CHNG VI:TNH TON CU GIN THẫP LIấN TC 2 NHỊP THEO
TIªU CHN 22TCN 272 -05.........................................................................103
LIªN KÕT NĨT TRONG DΜN CHĐ CÊU T¹O THEO MÈI NÈI CĐA NHËT,
TØC LΜ KHôNG CHế TạO BảN NẩI, BảN NẩI đẻC CấU TạO LIềN VI CấU
TạO THANH, CáC MẩI NẩI GIữA CáC THANH XIêN VI Mạ Hạ HAY Mạ THẻNG L CáC MẩI NẩI HN, CáC MẩI NẩI TRUYềN THẩNG đẻC CHUYểN
THNH CáC MÈI NÈI THANH VΜ CHUN RA PHÝA NGOΜI B¶N NĨT.
................................................................................................................................... 167
VIệC TíNH TOáN MẩI NẩI THANH L TíNH Sẩ BULôNG LIêN KếT CHO
CáC THANH Mạ THẻNG, Mạ Hạ, CáC THANH XIêN, đềU L CáC MẩI NẩI
CHịU LC DC L CHẹ YếU. CHỉ TíNH TOáN MẩI NẩI VI CáC
THANH CHịU LC DÄC LÍN NHÊT VΜ BÈ TRÝ SÈ LIªN KÕT, CÊU TạO
BảN NẩI, CáC THANH CSSN LạI Sẽ đẻC Bẩ TRí TơNG T để Dễ DNG
CHO VIệC GIA CôNG CáC CHI TIếT NẩI.......................................................167
VI .10.1 TíNH TOáN MẩI NẩI CHO THANH BIêN:..........................................167
MẩI NẩI THANH Mạ Hạ L MẩI NẩI CHịU CắT, LC C¾T LΜ NÉI LÙC
CĐA THANH DΜN.................................................................................................167
NÉI LÙC THIÕT KÕ MÈI NẩI PU.......................................................................167
Bẩ TRí MầI NẩI THANH BIêN NH HìNH Vẽ, MẩI NẩI đẻC Bẩ TRí TạI 4
MặT CẹA THANH BIêN,......................................................................................168
VI.1 Chọn kích thớc sơ bộ ban đầu.......................................................109
VI.1 Vật liệu thiế kế....................................................................................................111
VI .1.2 Kích thớc cơbản............................................................................................111
VI.2:TNH TI CA CU V T HP TI TRNG...115
VI .2.1. Trọng lợng bản thân các cấu kiện cầu DC: .115
VI .2.2. Các hệ số tính toán.117
VI .2.3 Các tổ hợp tải trọng118
SVTH:NGUYN ANH PHC
3
LP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN CTGTTP
VI.3 :THIẾT KẾ DẦM DỌC……………………………………………………….119
VI 3.1 Tính đặc trng hình học của mặt cắt ngang dầm dọc..119
VI 32 Xác định mômen dẻo của mặt cắtdầm.119
VI 3.3 Tính toán mô men chẩy của mặt cắt:.. 120
VI3.4 Xác định hệ số phân bố ngang của các dầm dọc KM KV...120
VI 3.5. Tính nội lực tác dụng lên dÇm däc ………………………………………….121
VI 3.6. TÝnh dut …………………………………………………………………..125
VI.4:THIẾT KẾ DẦM NGANG.................................................................................130
VI.4.1. Đặc trng hình học của mặt cắt ngang dầm ngang.........................................130
VI.4.2. Xác định mômen dẻo của mặt cắt dầm.......................................................... 130
VI.4.3. Tĩnh tải tác dụng từ dầm dọc xuống dầm ngang ...........................................131
VI.4.4. Hoạt tải tác dụng lên dầm ngang....................................................................131
VI.4.5. Tổng hợp hiệu øng lùc cđa dÇm ngang............................................................132
VI.4.6. TÝnh dut ......................................................................................................132
VI.5:THIẾT KẾ LỀ NGI I.................................................................................138
VI.5.1 Đặc trng tiết diện dầm....................................................................................138
VI.5.2 Tính tải trọng tác dụng lên phần lề ngời đi............138
VI.5.3 Tính mômen dẻo và mô men chẩy của mặt cắt ......139
VI.5.4. Kiểm toán dÇm däc phơ:…………………………………………...……......139
VI.5.5. TÝnh dut …………………………………………………………….........139
VI.6:THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU.............................................................................145
VI.6.1 Vật liệu:.......................................................................................................... 145.
VI.6.2 Phơng pháp chung tính bản mặt cầu:...........................................................145
VI.6.3 Tính toán sơ đồ bản kê hai cạnh..147
VI.6.4. Sơ đồ tính toán bản hẫng: ..149
VI.6.5 Tính và bố trí cốt thép bản mặt cầu: ...150
SVTH:NGUYN ANH PHC
4
LP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN CTGTTP
VI.7:THIẾT KẾ GIÀN CHỦ……………………………………………….............156
VI.7.1 TÝnh đặc trng hình học các thanh dàn chủ: .....156
VI.7.2 Tính toán nội lực dàn chủ do tĩnh hoạt:..........................................................158
VI.7.3. Nội lực các thanh trong mặt phẳng dàn gió : 162
VI.7.4. Tính duyệt giàn chủ.165
VI.7.5.Tính duyệt thanh biên .....168
VI.8:THIT K DN GIể172
VI.8.1. Kiểm toán thanh ngang trong dàn gió trên:172
VI .8.2. Kiểm toán thanh xiên trong dàn gió trên174
VI.9 :THIT K CNG CẦU………………………………………………………177
VI .9.1. KiĨm tra tiÕt diƯn thanh cỉng cÇu theo TTGH CĐ I: 177
VI.9.1.1. Kiểm tra độ mảnh giới hạn .177
VI.9.1.2. Các tỷ số chiều rộng/chiều dày giới hạn đối với nén dọc trục.177
VI.9.1.3. Xác định sức kháng nén..178
VI.9.1.4.Kiểm tra søc kh¸ng nÐn……………………………………………………178
VI.10:THIẾT KẾ LIÊN KẾT TRONG GIÀN CHỦ………………………………..179
VI .10.1 Tính toán mối nối cho thanh biên:179
VI.10.2. Thiết kế nút dµn……………………………………………………………181
LỜI NĨI ĐẦU
Trong q trình đổi mới phát triển kinh tế đi lên của đất nước ta thì yêu cầu đòi hỏi về
phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng GTVT một cách khoa học là một yêu cầu bức thiết vì GTVT
là nền tảng để phát triển các ngành khác. Để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này chúng ta cần
phải đẩy mạnh xây dựng các đường ôtô cao tốc, nâng cấp hàng loạt các quốc lộ tỉnh lộ, xây
dựng những cây cầu có quy mơ lớn và có vẻ đẹp kiến trúc hiện đại…Thực tế hiện này là rất
cần có những kỹ sư có trình độ chun mơn tốt, vững vàng để có thể nhanh chóng nắm bắt
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
5
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
được các cơng nghệ xây dựng Cầu - Đường tiên tiến hiện đại để góp phần xây dựng nên các
cơng trình có chất lượng và có tính nghệ thuật cao.
Sau thời gian học tập tại Bộ mơn Cơng trình Giao thơng Thành phố -Trường
ĐHGTVT, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cơ
trong trường ĐHGTVT nói chung và các thầy cơ trong Khoa Cơng trình nói riêng em đã tích
luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho cơng việc của một kỹ sư tương lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến
thức tại trường , đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi
sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy cơ giáo trong bộ mơn CTGTTP, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của :
+ Giáo viên hướng dẫn : - Th.s Nguyễn Thị Tuyết Trinh.
- Th.s Phạm Duy Anh.
Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ cịn có hạn chế nên trong tập Đồ án này
chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin kính mong các thầy cơ trong bộ mơn
chỉ bảo để em có thể hồn thành đồ án tốt nghiệp và vững vàng về trình độ chuyên môn khi
công tác thực tế.
Em xin chân thành cảm ơn !
TPHCM, tháng 05 năm 2008.
Sinh viên
Nguyễn Anh phước
PHẦN I:THIẾT KẾ SƠ BỘ NÚT GIAO THÔN G LẬP THỂ
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU CONG
TRONG CÁC NÚT GIAO LẬP THỂ
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
6
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN CTGTTP
I-1:CẤU TẠO NÚT GIAO KHÁC MỨC TRÊN CÁC ĐƠ THỊ VÀ TUYẾN GIAO
THƠNG.
Tuỳ theo tính chất quan trọng và lưu lượng xe thết kế các luồng xe mà người ta
chọn các loại nút giao khác mức hoặc nút giao đồng mức.
Nút giao khác mức là điểm giao giữa các tuyến giao thơng, khi đó các luồng xe
chuyển hướng từ một tuyến sang một tuyến khác trên những cao độ khác nhau và các
luồng xe khi lưu thông hạn chế xung đột với nhau. Các nút giao khác mức thường
được xây dựng tại điểm giao nhau của các tuyến đường với đường cao tốc, xa lộ hay
đường quốc gia để đảm bảo giữa các nhánh là liên thơng giảm thiểu xung đột.
Nút giao khác mức hồn chỉnh là nút giao giữa các tuyến cao tốc, các tuyến có
vai trị bình đẳng trong lưu thơng.
Nút giao khác mức khơng hồn chỉnh là nút giao có phân ra đường chính và
đường phụ. Tuyến chính khi lưu thơng xung đột được loại bỏ hồn tồn, nhánh phụ
khi lưu thơng vẫn tồn tại xung đột tại một số vị trí nhánh rẽ.
Nút giao khác mức rất đa dạng được thiết kế tuỳ theo địa hình và u cầu giao
thơng, nút giao được bố trí cho ngã ba, ngã tư hoặc nhiều tuyến giao nhau, sau đây
trình bày một số dạng nút giao có bố trí cầu cong.
Nút giao ba nhánh ( ngã ba ).
Nút giao ba nhánh khác mức rất đa dạng, các ngã ba cơ bản được gồm:
• Loại nút giao nhánh rẽ: Đây là loại nút giao bố trí cho các luồng xe chỉ
rẽ từ tuyến đường này sang tuyến đường khác. Các nhánh rẽ có thể là
nhánh nối trực tiếp, nhánh rẽ nửa trực tiếp hoặc nhánh rẽ gián tiếp. Trên
hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp. Đây là một ngã tư nhưng
chỉ có một nhánh rẽ trái như một ngã ba.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
7
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình I.1 biểu diễn nhánh rẽ trái nửa trực tiếp
Hình I.2 biểu diễn nhánh rẽ dạng chữ Y
• Nút giao ba nhánh trompete: Nút giao này bố trí cho ngã ba trên
đường cao tố khi lưu lượng xe > 1500 xe/h. Hình dáng nút giao có dạng
kèn trompete quay trái hoặc quay phải, dạng quay trái là giải pháp thông
dụng nên dùng, nút giao trompete thẻ hiện trên hình hình I.3.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
8
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình I.3: Ngã ba dạng loa kèn (Trompete)
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
9
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
• Nút giao ngã ba hình quả lê: Trên hình I.4 thể hiện nút giao rẽ trái và
rẽ phải hình quả lê. Loại này các nhánh rẽ bằng cầu vượt cong, có mặt
bằng đối xứng chiếm dụng diện tích nhỏ và kiến trúc đẹp .
Hình I.4: Ngã ba dạng quả lê
• Nút giao ngã ba nhánh hình tam giác: Trong nút giao này các nhánh rẽ
trái nửa trực tiếp bố trí trên các cầu cong ba tầng. Loại nút giao này dùng
thiết kế khi các dòng xe rẽ trái cần tốc độ cao. Nút giao này đẹp nhưng
chiều dài cầu lớn do phải bố trí trên nhiều tầng cầu vượt.
Hình I.5: Ngã ba nhánh hình tam giác.
Nút giao bốn nhánh ( ngã tư ).
• Nút giao hình hoa thị:
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
10
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình I.6 thể hiện nút giao hình hoa thị là dạng nút giao cơ bản, có các chỉ tiêu
kinh tế tốt nhất để xây dựng nút giao các đường cao tốc. Nút giao hình hoa thị thường
được thiết kế khi lưu lượng xe vượt quá 1500 xe/h. Dạng nút giao này được biến tấu
thành niều dạng nút giao có các nhánh rẽ khác nhau như: Như nhánh rẽ hình nơ trịn,
hình nơ vuốt dài, hình nơ bóp bẹp, nhánh rẽ trực tiếp vng góc , nhánh rẽ vận dụng.
Hình I.6: Nút giao hình hoa thị
• Nút giao nhánh rẽ trực tiếp:
Trên hình I.7 cho thấy một dạng nút giao khá phức tạp, các nhánh rẽ đều trực
tiếp, không xung đột. Nút giao này chỉ thiết kế cho điểm giao nhau của các đường cao
tốc nhiều là xe.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
11
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình I.7: Nút giao nhánh rẽ trực tiếp
• Nút giao hình cối xay gió: Nút giao hình cối xay gió thường nhiều tầng có độ
dốc dọc các nhánh lớn và tầm nhìn ở các đường cong lồi bị hạn chế. Nhưng nút
giao này chiếm diện tích nhỏ phù hợp khi bố trí trong các khu đơ thị
Hình I.8: Nút giao hình cối xay gió
• Nút giao hình thoi: Khi giữa các đường cao tốc có độ chênh cao lớn người ta
xây dựng nút giao có dạng hình thoi vì mục tiêu kinh tế. Tuy nhiên việc lưu
thông các phương tiện không thuận lợi lắm do dốc dọc cao và bán kính nhỏ.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
12
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình I.9: Nút giao hình thoi
Nút giao nhiều nhánh:
Nút giao nhiều nhánh thường xuất hiện trong giao thông thành phố khi các điểm
giao là hội tụ nhiêù tuyến. Trong nút giao này các tuyến giao thơng chính được ưu tiên
vượt lên trên hoặc đi dưới độc lập, không xung đột với các tuyến khác. Các nhánh phụ
sẽ phân, nhập luồng ở độ cao khác tuyến chính. Cầu vượt có thể là cầu chính vượt qua
các nhánh và đảo trịn phân luồng phía dưới hoặc là cầu cong dạng hình xuyến đi trên
cao để các làn xe giao lưu với nhau. Cầu cong chỉ thiết kế khi các tuyến phụ đi bên
trên thể hiện trong hình 1.9a.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
13
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Hình 1.9a: Nút giao nhiều nhánh
Trong trường hợp nhiều tuyến đường quan trọng giao nhau sẽ thiết kế nút giao
nhiều tầng. Nút giao loại này rất phức tạp, cầu cong nằm trên tuyến có đường cong
chuyển tiếp.
I-2:YÊU CẦU KIẾN TRÚC CỦA KẾT CẤU TRONG NÚT GIAO THƠNG LẬP
THỂ.
Nút giao lập thể thơng thường được xây dựng trong các khu đô thị và vượt qua
các đường lớn như xa lộ, đường cao tốc hoặc đường cấp quốc gia, cơng trình sẽ nằm
trong quần thể kiến trúc nổi bật. Ngồi u cầu về giao thơng, quy hoạch địi hỏi cơng
trình có tính thẩm mỹ cao. Cấu trúc cơng trình phải hài hồ với kiến trúc tổng thể và
cảnh quan xung quanh.
Do yêu cầu về kiến trúc cũng như hạn chế chiều cao xây dựng dầm cầu nên chọn
với tỷ lệ chiều cao và chiều dài nhịp nhỏ, phát huy tối đa khả năng của vật liệu để đưa
vào cơng trình cầu có chiều dài nhịp lớn. Các đường biên kết cấu cần nối với nhau êm
thuận, tốt nhất vẫn là nối tiếp tuyến. Kích thước cần thanh mảnh tỷ lệ kiến trúc hợp lý.
Kết cấu mố trụ cầu có thể là cột hình trịn, hình ơvan hoặc hình vng có xà mũ
thẳng hoặc cánh hẫng, kết cấu cần thanh mảnh tạo dáng kiến trúc đẹp, nếu có thể nên
thiết kế lẩn xà mũ trong kết cấu nhịp.
Trong phạm vi nút giao cần phải thiết kế cây xanh, vườn hoa và các trang trí cây
cảnh để tạo ra quang cảnh đẹp, hài hồ.
I-3:CẦU CONG TRONG NÚT GIAO THƠNG LẬP THỂ.
Trong nút giao khi các tuyến vượt là đường cong thì cầu cũng được thiết kế
cong, các yếu tố đường cong trên cầu sẽ được cân nhắc và theo yếu tố đường cong của
đường.
Câu vượt được thiết kế thẳng góc hoặc chéo phụ thuộc vào hướng tuyến đi bên
dưới. Góc chéo nên hạn chế < 45o.
Các cầu trên nhánh rẽ thường là cầu cong nối vào cầu vựơt chính và thơng
thường có quy mơ mặt cắt ngang nhỏ hơn cầu chính.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
14
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Cơng nghệ thi cơng cầu cong
Cầu cong bằng nhiều nhịp dầm thẳng nối tiếp được thi công bằng phương pháp
lao kéo dọc, hoặc bằng cẩu như các dầm giản đơn thông thường, bản mặt cầu được đổ
bê tông tại chỗ. Đôi khi các dầm cũng được đổ tại chỗ trên đà giáo.
Cầu dầm bản cong ƯST nhiều nhịp liên tục thường được thi công đổ tại chỗ trên
đà giáo cố định hoặc di động. Công nghệ thi cơng loại dầm này được trình bày chi tiết
hơn trong phần công nghệ thi công dầm bản cong.
Mặt cắt kết cấu dầm bản
Đã có nhiều cơng trình cầu được xây dựng với kết cấu nhịp bằng dầm bản nhịp
giản đơn hoặc liên tục bằng BTCT thường, BTCT ƯST. Dầm bản là loại hình kết cấu
có chiều cao thấp, tiết diện đặc hoặc rỗng bên trong bằng lỗ hình trịn hoặc vng. Với
những nhịp nhỏ (<9m) bản thường được thiết kế đặc hình chữ nhật bằng BTCT
thường. Với những nhịp trung bình (9
nhiều nhịp. Khi chiều rộng toàn cầu lớn hơn 15m cần xem xét tách thành hai bản riêng
biệt để thuận lơị trong thi công và tránh các ứng suất cục bộ.
Dầm bản đặc
Khi xây dựng cơng trình nhỏ hoặc hạn chế chiều cao xây dựng dầm được thiết
kế bằng tiết diện đặc. Tiết diện hình chữ nhật như hình 1I.10a. Mặt cắt dạng này
thường thiết kế cho các loại dầm giản đơn bê tông cốt thép thường hay bê tông thép
ứng suất trước căng trước và rất thơng dụng cho các cầu có nhịp ngắn. Tiết diện có
hai đáy khơng bằng nhau như hình I.10b, I.10c thường được thiết kế cho các cầu nhịp
liên tục bê tơng dự ứng lực có nhịp lớn hơn 25m.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
15
LỚP:CTGTTP_K45
N TT NGHIP
B MễN CTGTTP
1000
2020
1000
1000
1000
1000
300
1000
a ) Tiết diện đặc hình chữ nhật lắp ghép
1000
B
b ) Tiết diện đặc hai đáy khác nhau
1350
B
c ) Tiết diện đặc cánh hẫng
Hỡnh I.10: Cắt ngang dầm bản đặc
Ưu điểm của dầm bản đặc là dễ bố trí cốt thép, dễ sử lý kết cấu trong phạm vi
các nhánh cong giao vào nhau, khả năng chống xoắn của dầm tốt và thi công đơn giản.
Nhược điểm của dầm bản đặc là chưa sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và
tĩnh tải của dầm lớn.
Dầm bản rỗng
Khi thiết kế các nịp lớn để giảm trọng lượng tĩnh tải cũng như tiết kiệm vật liệu
dầm được thiết kế bằng tiết diện rỗng như hình I.11a, I. 11b, I. 11c.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
16
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
30 0~500
B
b ) TiÕt diƯn rõng lắp ghép
1000
B
b ) Tiết diện rỗng hình tròn
1490
B
R=2000
b ) Tiết diện rõng hình chữ nhật
Hỡnh I.11: Ct ngang dm bản rỗng
Khi chiều rộng cầu lớn mặt cắt được chia thành hai cầu riêng biệt như hình I.12
sau
500
24 000
3 000
470
14.106
i = 1.5 %
R=2000
500
7 000
95
0
R=2000
R = 2000
8458
R = 2000
8458
R = 2000
500
i = 1.5 %
0
95
R = 2000
2 500
1490 550
550
7 000
1 450
2 500
1 450
1490 550
550
500
2 850
4 700
2 850
2 700
2 850
2000
2 700
2000
2 850
1 200
2 x 30 00 = 6 000
1 200
1 200
8 400
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
2 x 30 00 = 6 000
1 200
8 400
17
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN CTGTTP
Ưu điểm của dầm bản rỗng là sử dụng tối đa khả năng của vật liệu và tĩnh tải của
dầm nhỏ.
Nhược điểm của dầm bản rỗng là khó bố trí cốt thép dự ứng lực tại các mặt cắt
kết cấu có nhánh cong giao vào nhau.
Chiều cao dầm bản
Trong các nút giao khác mức, chiều cao dầm thường được dùng với trị số
nhỏ nhất để làm giảm chiều cao xây dựng đồng thời giảm chiều dài cầu và dốc của
đường lên cầu.
H
B
Hình I.13
-Dầm bản giản đơn thơng thường có chiều cao H, chiều dài nhịp L thì
chiều cao dầm được chọn theo tỷ lệ H/L = 1/15 ~ 1/20
-Với dầm bản liên tục chiều cao dầm thường chọn theo tỷ lệ H/L = 1/20 ~
1/30. Dầm bản rỗng có chiều cao lớn hơn dầm bản đặc với cùng chiều dài nhịp.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
18
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Một số thơng số giữa chiều cao và chiều dài nhịp như sau:
Chiều
Chiều dài
TT
cao bản
nhịp (m)
(cm)
Tỷ lệ L/H
Loại kết cấu
Áp dụng
1
7
30
1/23
BTCT
Phổ biến
2
9
40
1/23
BTCT
Phổ biến
3
12
52
1/23
BTCT/BTƯST
Phổ biến
4
15
65
1/23
BTCT/BTƯST
Đường L-HL, Đường
HCM, QL1,QL18
5
18
75
1/24
BTƯST
Đường Láng-Hoà lạc,
Đường HCM, QL18
6
20
85
1/24
BTƯST
QL18, QL6
7
22
100
1/22
BTƯST
QL18, QL6, Đường
HCM
8
24
100
1/24
Bản rỗng BTƯST
Nút Ngã tư Mai Dịch
- Liên tục
9
30
120
1/25
Bản rỗng BTƯST
- Liên tục
10
35
145
1/24
Bản rỗng BTƯST
Nút Cái lân, Nút Vọng
- Liên tục
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
19
Nút Ngã tư Vọng
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
CHƯƠNG II:THIẾT KẾ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN
II.1 TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT VÀ TAỉI LIEU THAM KHAO :
- Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô 4054 05.
- Tiêu chuẩn thiết kế đờng đô thị TCXDVN 104 2007.
- Tính toán và thiếu kế các yếu tố giao thông khác mức GS.TS Nguyễn Xuân
Vinh, TS Nguyễn Văn Hùng.
- Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô 22TCN 273 01.
- Tiêu chuẩn thiÕt kÕ cÇu 22TCN 272 – 05.
II.2 ĐẶC ĐIỂM-HIỆN TRẠNG NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN :
Nút giao Đồng Văn là nút giao giữa QL38 với QL1A và đường sắt Bắc Nam (nút
giao thông Đồng Văn). Đây là một nút giao thơng trọng điểm, thường xun xảy ra
tình trạng ách tắc, mất an tồn giao thơng trên QL1A đoạn từ Đồng Văn đến Phủ
Lý.Hiện trạng nút giao là ngã 3 thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên (Hà Nam), đoạn
giao giữa QL1A và QL38. Nguyên nhân thường dẫn đến ách tắc tại nút giao là do số
lượng xe ôtô các tỉnh về Hà Nội nhiều mà khả năng lưu thông tại nút giao cùng mức
này là rất kém . Hơn nữa, do ngã 3 Đồng Văn đường hẹp nên chỉ cần vài chiếc xe tải
hạng nặng rẽ ngang trong vài phút sẽ gây ùn tắc cho các phương tiện cả một chặng
đường dài.Đây là nút giao ngã ba cùng mức nên thường xảy ra xung đột giao cắt giữa
các dòng xe chạy thẳng theo quốc lộ 1A với dòng xe muốn rẽ trái từ quốc lộ 38 đi về
Phủ Lý( Hà Nam). Nguy hiểm hơn là tại đây vẫn thường xảy ra những vụ tai nạn
thương tâm do tàu đâm vào do còn tồn tại giao cắt trực tiếp giữa đường sắt Bắc- Nam
chạy dọc quốc lộ 1A với giao thông đường bộ,nên hiện tượng ùn tắc vào những thời
điểm có tàu chạy qua là rất thường xuyên. Khi xảy ra tai nạn, mất an tồn giao thơng
do đường tại khu vực này khơng có giải phân cách cứng ,bề rộng đường hẹp nên hiện
tượng ùn tắc diễn ra nhiều giờ đồng hồ mặc dù vẫn có lực lượng cảnh sát giao thông
tham gia điều khiển tại nút giao.
Quốc lộ 1A (QL1A) là tuyến đường xuyên suốt Việt Nam. Quốc lộ bắt đầu (km0 )
tại cửa khẩu Hữu Nghị Quan trên biên giới giữa Việt Nam và Trung Quốc. Nó kết thúc
tại điểm cuối ( Km 2301 +340 ) tại xã Năm Căn huyện Ngọc Hiến tỉnh Cà Mau. Quốc
lộ 1A trong suốt lịch sử của nó đã thúc đẩy sự phát triển của các địa phương mà nó đi
qua nhưng bản thân nó lại khơng được phát triển. Vì vậy QL1A đã không đáp ứng
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
20
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
được nhu cầu lưu thơng của thời hiện tại. Nay QL1A đang được làm mới theo hướng
nâng cấp các đoạn xa đơ thị. Do đó mà đoạn qua ngã ba Đồng Văn giao với quốc lộ 38
thường sảy ra ùn tắc do quá tải về lưu lượng trên QL1A,nên đường chính tại nút giao
thơng là tuyến QL1A được ưu tiên khi lưu thơng qua nút,cịn tuyến phụ là tuyến QL38
thì các phương tiện lưu thơng có trách nhiệm chờ đợi khi qua nút.
Mục tiêu: Giải quyết tình trạng ùn tắc giao thơng và chỉnh trang đô thị.
Quy mô dự án: Dự án gồm 3 hạng mục:
Hạng mục mở rộng QL1A đoạn Đồng Văn-Phủ Lý: Mở rộng QL1A đoạn Đồng VănPhủ Lý từ 2 lên 4 làn xe, có giải phân cách giữa.
Hạng mục nút giao thông giữa QL38 với QL1A và đường sắt Bắc Nam: gồm cầu
chính vượt trực thơng theo hướng QL38, 2 nhánh tách làm 2 hướng QL1-Yên Lệnh và
hướng Yên Lệnh-Hà Nội.
Hạng mục cầu Nhật Tựu và đường dẫn 2 đầu cầu: Xây dựng cầu vĩnh cửu bằng BTCT
và BTDƯL vượt sông Nhuệ và tuyến 2 đầu cầu nối vào nút giao Đồng Văn (cải nắn
tuyến cũ).
Tổng mức đầu tư 597 tỷ đồng.
Thời điểm hoàn thành dự án: Dự kiến năm 2009.
II.3 SỰ CẦN THIẾT PHẢI THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN:
Để quyết định các giải pháp tổ chức giao thơng và lựa chọn loại hình của nút giao
thơng ta có thể căn cứ vào các thông số như: lưu lượng xe chạy trên các đường chính và
đường phụ, số vụ tai nạn giao thông trong năm,độ phức tạp của nút hiện tại…
Quốc lộ 38, nối Hà Nam với Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh. Cầu Yên Lệnh nối
liền hai huyết mạch giao thông lớn là QL1A và QL5, thuận lợi cho các phương tiện giao
thơng từ các tỉnh phía Nam ra các tỉnh vùng Đông Bắc. Sau khi QL38 được đầu tư khôi phục
sẽ là tuyến giao thông trung tâm của ĐBSH. Trục giao thông này nằm trong vành đai 5 của
Thủ đô Hà Nội, kết nối các thành phố, thị xã vệ tinh của các tỉnh vùng như Hà Nam, Hưng
Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Sơn Tây, Hòa Lạc với Hà Nội. Đồng thời là tuyến đường giao
thông phân luồng cho xe quá cảnh vào Thủ đô Hà Nội từ QL1A đi Hải Phòng cũng như một
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
21
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
số tỉnh Đơng Bắc và ngược lại. Các phương tiện giao thơng từ phía Nam ra các tỉnh vùng
Đông Bắc không phải qua Hà Nội nữa, giao thông ở Thủ đô nhờ thế sẽ giảm được áp lực và
tắc nghẽn. Cây cầu càng có ý nghĩa hơn khi mà hiện nay cầu Chương Dương đang xuống cấp,
xe trọng tải lớn không qua được. Cầu phao Khuyến Lương hiện đã tạm ngưng hoạt động vì
vào mùa lũ. Sự xuất hiện cầu Yên Lệnh là cực kỳ cần thiết, đúng lúc. Đối với nhân dân hai
tỉnh Hưng Yên và Hà Nam, cây cầu sẽ tạo cơ hội thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội, đặc
biệt là khi hai tỉnh đang chú trọng phát triển các khu công nghiệp, mong muốn xây dựng và
thu hút ngày càng nhiều hơn các doanh nghiệp, các nhà đầu tư vào sản xuất, kinh doanh tại
địa phương mình.
Quốc lộ 38 sẽ được cải tạo,nâng cấp đạt tiêu chuẩn đường cấp III. Đoạn từ thị trấn
Đồng Văn tới Cầu Nhật Tựu làm mới tuyến tránh thị trấn Đồng Văn,nên cần phải xây dựng
nút giao khác mức với QL 1A và đường sắt, nắn cải cục bộ một số đoạn tuyến tránh các khu
dân cư trên tuyến là điều cần thiết để đảm bảo khả năng thơng hành cho các tuyến,vì trường
hợp giao nhau giữa hai đường quốc lộ ( QL1A với vận tốc thiết kế là 80Km/h và QL 38 khi
nâng cấp thành đường vành đai 5 liên kết các thị xã,thành phố vói Hà Nội) tổ chức nút giao
thơng khác mức là bắt buộc.
Mặt khác Theo số liệu nghiên cứu trong báo cáo khả thi dự án QL38 đoạn nối
cầu Yên Lệnh với QL1A thì đến năm 2024 lưu lượng xe qua cầu Yên Lệnh là 8.776 xe
quy đổi. ứng với lưu lượng này thì cấp đường thiết kế là đường cấp III đồng bằng. Với
lưu lượng của đường phụ tại nút giao trong năm tương lai nhủ vậy khi tham khảo theo
đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông trên đường ô tô của E.M.Lôbanôv ( LB Nga)
thấy nút giao thông Đồng Văn cần thiết phải tổ chức giao thông khác mức.
Trong giai đoạn hiện nay tiến tới 2010 thì cục Đường sắt có kế hoạch nâng cao
tốc độ vận hành trên tuyến đường sắt B-N cũng như hồn thiện khổ đường sắt, tăng số
lượt vận doanh thì phải tổ chức giao nhau khác mức giữa đường bộ với đường sắt để
giao thông đường bộ không bị gián đoạn khi có đường sắt đi qua.
Hiệu quả của việc xây dựng các cơng trình ở nút giao thơng khác mức biểu thị ở
những mặt sau :
- Đảm bảo an toàn cho xe chạy trong nút do đã triệt tiêu hoàn toàn các xung đột
nguy hiểm ( giao cắt) của các luồng xe ra vào nút.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
22
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
- Tăng khả năng thơng xe của nút giao thơng do khơng có giao cắt của các
luồng xe.
- Do không xảy ra ùn tắc giao thông nên cải thiện đáng kể môi trường đô thị, và
sức khỏe con người cũng như tiết kiệm chi phí vận doanh.
II.4.QUY MÔ NÚT GIAO THÔNG ĐỒNG VĂN VÀ TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG:
Dự án nút giao thông Đồng Văn chủ yếu nằm trong địa bàn thị trấn Đồng Văn.
Trục chính của thị trấn Đồng Văn là dọc theo QL1A và đường sắt Thống Nhất. Trục
chính này đã chia thị trấn Đồng Văn ra làm 2 khu vực rõ ràng là bên phải và bên trái
tuyến đường sắt Thống Nhất. Khu vực bên phải tuyến đường sắt Thống Nhất dân cư
sống tập trung sát dọc QL1A và đã định cư tương đối lâu. Theo hướng về phía cầu
Nhật Tựu, sau khi vượt qua lớp nhà đầu tiên của QL1A là khu vực ao thoát nước và
khu vực dân cư thưa thớt hơn. Theo hướng QL38 về phía cầu Yên Lệnh dân cư cũng
sống tập trung sát mặt đường, tuy nhiên chỉ chủ yếu bắt đầu sau khi QL38 nâng cấp.
Tóm lại dọc theo trục QL1A phía phải tuyến và dọc theo trục QL38 có đặc điểm địa
hình, địa vật như đường đơ thị.
Trong nút giao thơng này, xe có nhiều chuyển động khác với trên đường thường. Ta
thấy giữa các làn xe có bốn chuyển động: nhập dịng, tách dịng, cắt dòng và trộn
dòng. Tương quan vị thế các xe trong các chuyển động tạo thành các xung đột
Các xung đột trong nút Đồng Văn có ba loại: điểm nhập, điểm tách và điểm cắt.
Chuyển động trộn dòng là tổng hợp của hai xung đột: một điểm nhập và một điểm
tách.
Trong các xung đột, nguy hiểm nhất là điểm cắt mà đặc biệt ở đây lại có sự giao cắt
giữa đường ôtô và đường sắt.
Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thể chấp nhận được.
Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sống chung với các xung đột. Điều này sẽ gây lãng
phí thời gian tiền bạc và ơ nhiễm môi trường. Khi đã chấp nhận các xung đột, muốn giảm độ
nguy hiểm ta phải định vị nó để phân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao
có lợi. Tức là phải có biện pháp phân định không gian.
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
23
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN CTGTTP
Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thời gian thành các
pha. Mỗi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phép thông qua. Như vậy số
xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhận được.
Tuy nhiên với nút giao Đồng Văn, khi mà các đường giao là QL1A, đường sắt quốc gia và
tuyến đường QL38 thì sự giao cắt và thời gian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh tế
xã hội của dự án đạt được là không cao.
Như vậy một biện pháp đặt ra tích cực hơn là thiết kế nút giao khác mức để phân tách các
luồng xe nhằm đảm bảo an tồn xe chạy và giảm thời gian thơng qua của nút. Do nút Đồng
Văn là giao của tuyến QL1A đặc biệt quan trọng với đường QL38 ( đường vành đai liên kết
giữa các thị xã, thành phố xung quanh HN) nên quy mô của nút là nút giao liên thông.
II.2.1.Quy mô xây dựng:
Tuyến đường trên quốc lộ 1A (Hà Nội – Phủ lý) trong phạm vi nút giao có quy mụ mt
ct ngang:
6 ì 3,75 = 22.5 m
ã 6 ln xe c gii
2 ì3 = 6 m
ã 2 ln xe hn hp
2 ì 2.5 = 5 m
ã 2 ln xe thụ s
ã Gii phõn cỏch
2.5 m
2 ì 0.75 = 1.5 m
• Lề đất
• Tổng cộng
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
37.5 m
24
LỚP:CTGTTP_K45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MƠN CTGTTP
Quy mơ mặt cắt ngang đường QL-1A
Tuyến đường quốc lộ 38 kéo dài (Từ Yên Lệnh đi Nhật Tựu) trong phạm vi nút giao
có quy mụ mt ct ngang l:
4 ì 3,5 = 14 m
ã 4 làn xe cơ giới
• 2 làn xe thơ sơ
2 × 2.5 = 5 m
• Giải phân cách giữa
2.5 m
• L t
2 ì 0.5 = 1 m
ã Tng cng
22.5 m
Mt cắt ngang đường quốc lộ 38
II.2.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật:
Tiêu chuẩn thiết kế tuyến:
• Nút giao: Trong phạm vi nút giao các nhánh được thiết kế theo cấp
tốc độ Vtk=40 Km/h
• Đường đường quốc lộ 1A được thiết kế theo tiêu chuẩn đường đơ thị, đường phố cấp
II, Vtk= 80km/h.
• Đường quốc lộ 38 kéo dài thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị, đuờng đồng bằng cấp
III, Vtk =60 Km/h.
Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu:
SVTH:NGUYỄN ANH PHƯỚC
25
LỚP:CTGTTP_K45
