Thiết kế cầu qua sông :KRÔNGPĂK - HUYỆN KRÔNGPĂK

Chương 0 : MỞ ĐẦU
1.1.Giới thiệu nội dung đồ án:
-Tên đồ án :Thiết kế cầu qua sông :KRÔNGPĂK - HUYỆN KRÔNGPĂK
-Vị trí công trình: Cầu KRÔNGPĂK taị km 38 thuộc huyện KRÔNGPĂK
- tỉnh Đăk Lăk . Đây là tuyến đường có vị trí chiến lược quan trọng về kinh tế, chính
trị , văn hoá , an ninh quốc phòng .
- Các số liệu ban đầu :
+Địa hình :
Sông KRÔNGPĂK nằm ở vùng đồi núi , sông có độ lớn về mùa mưa lũ nước
dâng rất nhanh .
+Địa chất :
Địa chất khu vực này chia làm nhiều lớp :lớp trên cùng là lớp sét cứng , có chiều dày
trung bình là 2.95 (m ). Lớp thứ 2 là cát hạt mịn , có chiều dày trung bình là 4.5 (m) .
Lớp thứ ba là lớp cát hạt trung có chiều dày trung bình 7.8 ( m) , tiếp theo là lớp đá
phong hóa có chiều dày tương đối lớn .
+ Thuíy vàn :
-Mực nước lũ lịch sử : 481.36 (m)
-Mực nước lũ hàng năm : 480.13 (m)
-Mực nước khảo sát : 474.81(m)
+.Khí hậu - Thời tiết:
- Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa.Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa , mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9 , mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm
sau .
+Các chỉ tiêu kỹ thuật của công trình
-Qui mô xây dựng : vĩnh cửu.
-Tần suất lũ thiết kế : p =1%.
-Tải trọng thiết kế :
* Đoàn xe : H30
*Xe đặc biệt : HK80
*Người đi bộ: 400 (kg/m2)
-Khẩu độ cầu L0 =161( m.)

-Khổ cầu : 7 (m). (Không có lề người đi )
-Sông không thông thuyền
-Phạm vi nghiên cứu của đồ án
+ Phần thiết kế sơ bộ : 30%
+ Phần thiết kế kỷ thuật : 50%
+ Phần thiết kế thi công : 20%
1.2 Các điều kiện tự nhiên của công trình:
- Địa hình.
Đây là khu vực miền núi nên địa hình khúc khuỷu , gồ ghề . Ở phía nam và phía bắc bờ
sông tại vị trí xây dựng cầu có hai dải đất rộng , bằng phẳng , cao ráo đây là vị trí thuận
lợi cho công tác lập lán trại và tập kết nguyên vật liệu để thi công sau này .
- Địa chất:
Theo số liệu khảo sát địa chất gồm các lớp sau:
+Lớp 1 :Sét cứng dày trung bình 2.95 (m ).
+Lớp 2 :Cát hạt mịn dày trung bình 4.5 (m ).
+Lớp 3:Cát hạt trung có chiều dày 7.8 (m)
- Điều kiện thủy văn:
Theo số liệu khí tượng thủy văn có:
+MNLLS : 481.38 (m)
+MNLHN : 480.13 (m)
+MNKS : 474.81 (m)
Sông không không có thông thuyền
-Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
+ Vật liệu đá cát:Khu vực này có hai mỏ vật liệu có trữ lượng lớn , đảm bảo chất
lượng , có thể đáp ứng mọi yêu cầu khi công trình cần đến .
+ Vật liệu xi măng sắt thép: nhựa lấy tại cảng nha trang
-Điều kiện nhân lực máy móc :
Hiện nay các đơn vị thi công đều có đầy đủ các thiết bị máy móc để thi công
công trình, có đội ngũ công nhân lành nghề và đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ
chuyên môn cao có nhiều kinh nghiệm, nhiệt huyết với công việc, quyết tâm xây dựng

công trình đúng tiến độ đề ra và đảm bảo chất lượng.
1.3 .Các điều kiện kinh tế - xã hội khu vực xây dưng công trình
- Dân số :Số lượng 21.000 người , phân bố với mật độ 110người/1km2
-Điều kiện dân sinh:người dân ở đây chủ yếu sống bằng nghề nông nghiệp và chăn
nuôi gia súc
- Cơ sở hạ tầng: Do ở vùng quê nên cơ sở hạ tầng còn hạn chê .
- Khả năng và sự cần thiết giao lưu kinh tế , xã hội với khu vực lân cận : Thực hiện
mục đích công nghiệp hoá hiện đại hóa đất nước trong những năm gần đây nhu cầu
GTVT tăng vọt do xuất hiện nhièu khu công nghiệp chế biến nông lâm sản .
Cây cầu được xây dựng luôn là mơ ước của mọi người . Nó tác động tích cực đến
sự phát triển kinh tế của khu vực Tây Nguyên và tạo những lợi ích kinh tế to lớn góp
phần vào sự phát triển trong giai đoạn hiện nay và cả tương lai . Từ đó đặt ra phải gấp
rút xây dựng cây cầu nhằm thỏa mãn nhu cầu giao thông trên toàn tuyến .
1.4.Hiện trạng giao thông :
-Hiện trạng giao thông qua vị trí công trình :đê c cầu tạm
.-Các khó khăn hiện thời về lưu thông qua vị trí công trình :cầu tạm năy được xây dựng
khá lâu và đê xuống cấp trầm trọng lăm cho lưu thông trên tuyến bị ách tắc . -Cây cầu
được xây dựng nó sẽ mang một ý nghĩa chiến lược rất quan trọng về kinh tế , chính trị ,
văn hóa , an ninh quốc phòng . Nó thúc đẩy sự phát triển và hội nhập của khu vực Tây
Nguyên với khu vực miền nam . Quy hoạch xây dựng cầu KRÔNGPĂK là điểm nối
huyết mạch giao thông toàn quốc .Ngoài ra nó cn mang ý nghĩa hết sức quan trọng đó là
biểu tượng của sự phát triển kinh tế , văn hóa , kiến trúc trong xây dựng .
CHƯƠNG 1 : ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA
PHƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU.
1.1.Đánh giá điều kiện địa hình.
Căn cứ vào các số liệu địa chất , mặt cắt ngang sông,
độ dốc địa hnh của khu vực ,thủy văn, tính chất công
trình cầu ta chọn loại kết cấu nhịp dầm đơn giản (chữ
I + bản, BTCT ứng suất trước ,hay cầu dầm thép liên
hợp,cầu dầm thép BTCT thường , hay cầu giàn

thép ...)
1.2.Đánh gía điều kiện địa chất .
Địa chất ở đây được phân thành 3 Lớp rõ rệt bao gồm :
+ Lớp 1 : Sét cứng
+ Lớp 2 : Cát hạt mịn
+ Lớp 3 : Cát hạt trung
Căn cứ vào địa chất này ta sử dụng loại móng cọc đóng ma sát đóng vào lớp cát hạt
trung
1.3.Điều kiệu khí hậu ,địa chất , thông thuyền : Mực nước nước ở đây không sâu lắm
,về mùa lũ cũng gây ra hiện tượng sói lỡ cục bộ ở vài nơi nhưng không ảnh hưởng
đáng kể đáng kể , không có hiện tượng di chuyển dòng chủ .
-Yêu cầu sông không thông thuyền
-Sông ở xa biển nên không có hiện tượng bị nước mặn xâm thực , độ ẩm trung bình
trong năm khoảng 82% . Cao độ mặt cầu lấy theo cao độ đường đỏ đã được vạch sẵn để
từ đó để định ra cao độ đáy cầu và cao độ đáy mố trụ cầu ...
-Căn cứ vào tình hình địa chất , thuỷ văn tại khu vực xây dựng cầu ta có thể chọn loại
vật liệu cho kết cấu nhịp như : BTCTƯST , dầm bê tông - thép liên hợp , giàn ...
1.4.Điều kiện cung ứng nguyên vật liệu ,nhân lực máy móc thiết bị.
-Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu tại chỗ vì tại đây có hai mỏ vật liệu rất lớn
đảm bảo về số lượng và chất lượng .
-Vật liệu thép , xi măng nhựa lấy tại cảng nha trang
-Thiết bị và công nghệ thi công : để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như
cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa , các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất .

CHƯƠNG 2 : ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU:
Trên cơ sở phân tích và đánh giá các phương án ở phần trên đề xuất các phương án
vược sông như sau:
2.1 Phương án 1:

-Phương án cầu BTCT thường gồm 8 nhịp 21m ..
+Kết cấu phần trên :
-Sơ đồ nhịp : 8 nhịp mỗi nhịp 21 (m) .
-Dầm chủ tiềt diện chữ T chiều cao dầm 1,75 (m ) bằng bê tông M300 .
-Mặt cắt ngang gồm 4 dầm chủ khoảng cách các dầm 1,8 (m) .
-Mỗi nhịp gồm 3 dầm ngang .
-Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 16 (cm ).
+ Các lớp mặt cầu :
-BTN dày 5(cm ).
-Lớp bảo vệ dày 3(cm ).
-Lớp phòng nước dày 1(cm) .
-Lớp tạo mui luyện dày 3(cm) .
+Kết cấu phần dưới :
-Phần trụ ta sử dụng loại trụ chữ T : sử dụng bê tông cốt thép đỗ tại chỗ .Bệ trụ
bằng bê tông M250 thân trụ xà mũ bằng bê tông M300 .
- Mố cầu sử dụng mố tường BTCT phần bệ móng bằng bê tông M250 còn lại
dùng bê tông M 300.
-Nón mố bằng đá hộc xây vữa M75 , bên dưới có một lớp dăm sạn đệm dày 10 cm .
-Cọc BTCT đường kính (35x35) cm , bê tông cọc M300 .Khẩu độ cần thiết là:


)(.2
0
mbLLbLL
ph
n
tr
n
tk
−−−−=

∑
= 168,3- 9,8- 2 = 156,6 m
-Chênh lệch giữa khẩu độ cầu theo thiết kế và khẩu độ yêu cầu:

ε%=
%5%7,2100.
161
1616,156
100
);max(
0
00
==
−
=
−
tk
o
yc
yctk
LL
LL
⇒ đạt yêu cầu
Giải pháp thi công :
+ Thi công mố:Thi công trên cạn hoàn toàn .
- Đóng cọc .
-Đắp đất đến cao độ đáy bệ .
-Thi công bệ móng.
-Thi công phần thân mố, tường ngực, tường cánh.
+Thi công trụ : do điều kiện lòng sông có độ dốc lớn nên vận tốc dòng chảy lớn ,

mặt khác do cấu tạo địa chất lớp trên là sét vậy thi công trụ số 2 , 3 và số 4 theo phương
pháp đê quai là không hợp lý cho dù mực nước thi công thấp . Ở đây ta sẽ dùng khung
vây cọc ván thép để thi công các trụ này còn các trụ số 1 , 5 và 6 thi công trên cạn hoàn
toàn nên ta dùng phương pháp đào trần không chống vách .
-Thi công trụ số 1-7
 Đóng vòng vây cọc ván thép .
 Đào đất .
 Đóng cọc .
 Hút nước hố móng .
 Thi công bệ móng .
 Thi công thân trụ .
 Thi công xà mũ .
+Thi công nhịp: Lao lắp dầm bằng tổ hợp mút thừa
2.2 Phương án 2:
Sơ đồ nhịp gồm 5 nhịp BTCT UST chiều dài mỗi nhịp là 33 (m ).
+Kết cấu phần trên :
-Sơ đồ nhịp : 5 nhịp mỗi nhịp 33 (m ).
-Dầm chủ tiềt diện chữ I chiều cao dầm 1,86 (m ) (cả bản ); bằng bê tông M400
-Mặt cắt ngang gồm 4 dầm chủ khoảng cách các dầm 1,8 (m ).
-Mỗi nhịp gồm 3 dầm ngang .
-Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 16 (cm ).
+Các lớp mặt cầu :
-BTN dày 5 (cm) .
-Lớp bảo vệ dày 3cm .
-Lớp phòng nước dày 1(cm) .
-Lớp tạo mui luyện dày 3(cm ).
+Kết cấu phần dưới :
-Phần trụ ta sử dụng loại trụ chữ T : sử dụng bê tông cốt thép đỗ tại chỗ .Bệ trụ
bằng bê tông M250 thân trụ xà mũ bằng bê tông M300 .
- Mố cầu sử dụng mố tường BTCT phần bệ móng bằng bê tông M250 còn lại

dùng bê tông M 300.
-Nón mố bằng đá hộc xây vữa M75 , bên dưới có một lớp dăm sạn đệm dày
10 cm .
-Cọc BTCT đường kính (35 × 35) cm , bê tông cọc M300 .
+ Kháøu âäü cáöu thiãút kãú laì :

)(.2
0
mbLLbLL
ph
n
tr
n
tk
−−−−=
∑
trong âoï :
L : Tổng chiều dài nhịp và các khe hở giữa nhịp
L = 5.33 +4.0,05=165,2(m)

∑
b
: Tổng chiều dày của các trụ ứng với MNCN

∑
b
= 4.1,6 = 6,4(m)

tr
n

L
,
ph
n
L
: Chiều dày của mô đất hình nén chiếu lên MNCN
coï
tr
n
L
=
ph
n
L
= 0(m)
b=1 (m) : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào cầu
Như vậy ta có

tk
L
0
= 165,2 - 6,2- 2.1 =156,9 (m)
-Chênh lệch giữa khẩu độ cầu thiết kế và khẩu độ cầu yêu cầu là: ε%=
%5%73,2100.
161
6,156161
100.
);max(
0
00

<=
−
=
−
tk
o
xc
yctk
LL
LL
⇒ Đạt yêu cầu
-Giải pháp thi công :
+ Thi công mố:Thi công trên cạn hoàn toàn .
-Đóng cọc .
-Đắp đất đến cao độ đáy bệ .
-Thi công bệ móng.
-Thi công phần thân mố, tường ngực, tường cánh.
+Thi công trụ : do điều kiện lòng sông có độ dốc lớn và thi công về mùa khô nên mực
nước thi công thấp nên ta thi công theo phương pháp đào trần đắp vòng vây bằng đất :
 Đào đất hố móng .
 Đóng cọc .
 Thi công bệ móng .
 Thi công thân trụ .
 Thi công xà mũ .
+Thi công nhịp: Lao lắp dầm bằng tổ hợp mút thừa
2.3Phương án 3:
--Gồm 5 nhịp BTCT liên hợp , mỗi nhịp chiều dài 33(m)
+Kết cấu phần trên :
-Sơ đồ nhịp : 5 nhịp mỗi nhịp 33 (m ).
-Dầm chủ tiềt diện chữ I chiều cao dầm 1,7(m ).

-Mặt cắt ngang gồm 4 dầm chủ khoảng cách các dầm 1,8 (m ).
-Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 15 (cm) .
+Các lớp mặt cầu :
-BTN dày 5 (cm) .
-Lớp bảo vệ dày 3 (cm) .
-Lớp phòng nước dày 1 (cm) .
-Lớp tạo mui luyện dày 3 (cm ).
+Kết cấu phần dưới :
-Phần trụ ta sử dụng loại trụ chữ T : sử dụng bê tông cốt thép đỗ tại chỗ .Bệ trụ bằng bê
tông M250 thân trụ xà mũ bằng bê tông M300 .
- Mố cầu sử dụng mố tường BTCT phần bệ móng bằng bê tông M250 còn lại dùng bê
tông M 300.
-Nón mố bằng đá hộc xây vữa M75 , bên dưới có một lớp dăm sạn đệm dày 10 cm
.
-Cọc BTCT đường kính (35 35) cm , bê tông cọc M300 .
+ Khẩu độ cầu thiết kế là :

)(.2
0
mbLLbLL
ph
n
tr
n
tk
−−−−=
∑
trong đó :
L : Tổng chiều dài nhịp và các khe hở giữa nhịp
L = 5.33 +4.0,05=165,2(m)

∑
b
: Tổng chiều dày của các trụ ứng với MNCN

∑
b
= 4.1,6 =6,4(m)

tr
n
L
,
ph
n
L
: Chiều dày của mô đất hình nén chiếu lên MNCN
có
tr
n
L
=
ph
n
L
= 0(m)
b=1 (m) : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào cầu
Như vậy ta có

tk

L
0
= 165,2 - 6,2- 2.1 =156,9 (m)
-Chênh lệch giữa khẩu độ cầu thiết kế và khẩu độ cầu yêu cầu là: ε%=
%5%73,2100.
161
6,156161
100.
);max(
0
00
<=
−
=
−
tk
o
xc
yctk
LL
LL
==> Đạt yêu cầu
-Giải pháp thi công:
+ Thi công mố:Thi công trên cạn hòan tòan .
-Đóng cọc .
-Đắp đất đến cao độ đáy bệ .
- Thi công bệ móng.
-Thi công phần thân mố, tường ngực, tường cánh.
+Thi công trụ : do điều kiện lòng sông có độ dốc lớn và thi công về mùa khô nên mực
nước thi công thấp nên ta thi công theo phương pháp đào trần đắp vòng vây bằng đất

-Thi công trụ số 1 đến 4
-Đào đất .
-Đóng cọc .
-Hút nước hố móng .
-Thi công bệ móng .
-Thi công thân trụ .
-Thi công xà mũ .
+Thi công nhịp: các dầm chủ sẽ được liên kết lại với nhau từng đôi một rồi được lao
ra vị trí bằng trụ tạm kết hợp với hệ thống con lăn, đường trượt

)(.2
0
mbLLbLL
ph
n
tr
n
tk
−−−−=
∑
trong đó :
L : Tổng chiều dài nhịp và các khe hở giữa nhịp
L = 5.33 +4.0,05=165,2(m)

∑
b
: Tổng chiều dày của các trụ ứng với MNCN

∑
b

= 4.1,6 =6,4(m)

tr
n
L
,
ph
n
L
: Chiều dày của mô đất hình nén chiếu lên MNCN
có
tr
n
L
=
ph
n
L
= 0(m)
b=1 (m) : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào cầu
Như vậy ta có

tk
L
0
= 165,2 - 6,2- 2.1 =156,9 (m)
-Chênh lệch giữa khẩu độ cầu thiết kế và khẩu độ cầu yêu cầu là :
ε%=
%5%73,2100.
161

6,156161
100.
);max(
0
00
<=
−
=
−
tk
o
xc
yctk
LL
LL

==> Đạt yêu cầu
-Giải pháp thi công:
+ Thi công mố:Thi công trên cạn hoàn toàn .
-Đóng cọc .
-Đắp đất đến cao độ đáy bệ .
- Thi công bệ móng.
-Thi công phần thân mố, tường ngực, tường cánh.
+Thi công trụ : do điều kiện lòng sông có độ dốc lớn và thi công về mùa khô nên mực
nước thi công thấp nên ta thi công theo phương pháp đào trần đắp vòng vây bằng đất
-Thi công trụ số 1 đến 4
-Đào đất .
-Đóng cọc .
-Hút nước hố móng .
-Thi công bệ móng .

-Thi công thân trụ .
-Thi công xà mũ .
+Thi công nhịp: các dầm chủ sẽ được liên kết lại với nhau từng đôi một rồi được lao ra
vị trí bằng trụ tạm kết hợp với hệ thống con lăn, đường trượt

3.3 Phương án 1: CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP THƯỜNG
(Gồm 8nhịp 21m bê tông cốt thép thường , trụ đặc thân hẹp, mố tường BTCT)
3.3.1 Tính khối lượng của nhịp dầm 21m:
a.Tính toán khối lượng các bộ phận kết cấu nhịp :
Sơ đồ mặt cắt ngang dầm
2%
2%
Sơ đồ bố trí lan can tay vịn
90
Bệ(25x20)cm
Thanh ngang
TD 10x10(cm)
Thanh đứng
TD 20x20(cm)
207cm
20

T
T
HẠNG MỤC
Đ.
VỊ
DIỄN GIẢI
KHỐI.
LƯỢNG

GHI
CHÚ
1
Bê tông dầm chủ Mác
M300
m
3
(180.16 + 15.15 + 25.159).2100 =
8880480 (cm
3
)
8,88
2
Bê tông dầm ngang tại giữa
nhịp Mác M300
m
3
[1/2.(1,75 + 1,2).0,15 +
+1,05.1,75].0,2.3
1,24
3
Bê tông dầm ngang tại gối
Mác M300
m
3
[1/2.(1,75 + 1,2).0,15 +
+1,44.1,75].0,2.5

Khối lượng bê tông
1 nhịp 21 (m )

T 4.8,88.2,5 + (1,24 + 2.1,64).2,5 100,1
4
Bê tông lan can tay vịn
Mác M200
m
3
)(3640000)187.10.10.2.(10.2
25.2100.20.22.11).20.20.90(
3
cm
=
++
3,64

Khối lượng bê tông
lan can ,tay vịn
T 9,1
5
Bê tông tạo dốc i=2% với
chiều dày TB 0,03 m M250
T g
đ
= 0,03.7.21,0.2,4 10,58
6
Lớp phòng nước dày 1 dày 1
cm
T g
n
= 0,01.7.21,0.1,5 2,2
7

Lớp bảo vệ dày 3 cm M250 T g
bv
= 0,03.7.21,0.2,4 10,58
8
Lớp bê tông nhựa dày 5 cm T g
bv
= 0,03.7.21,0.2,4 16,19
Tổng KL các lớp mặt cầu T g
bmc
= 10,58 + 2,2 + 10,58 + 16,9 40,26
b.Tính toán khối lượng mố ,trụ cầu
Mặt cắt tính khối lượng trụ cầu