thuyết minh thiết kế cầu dầm bản rỗng

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CẦU
SV: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K63- 63DCCD05
GVHD : PHẠM NGỌC TRƯỜNG

NĂM 2015

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
TRẮC NGANG CẦU ARMY I

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
1


Tªn cäc

42

42A

42B

6.70

43A 43E

6.00

43F

44B 44D
44A 44C

15.17

15.56

15.52

9.50

44
43G

7.50

4.00

2.80

43

15.34

16.18

15.60
16.78
8.60

1.00 15.49
16.39
2.00
1.50 16.48

9.50

1.00 15.94
15.50

Kho¶ng c¸ch

16.96
1.50 15.65

Cao ®é thiªn nhiªn

17.04

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

45

46

Yêu cầu
1. Thiết kế sơ bộ 2 phương án cầu, so sánh lựa chọn 1 phương án
2. Thiết kế kĩ thuật phương án được chọn (thiết kế một hạng mục được giao có trong
danh sách kèm theo)
3. Thuyết minh in trên giấy A4 (gồm hai phần trên)
4. Bản vẽ trên giấy A1: Bố trí chung hai phương án và cấu tạo chi tiết hạng mục được
giao.
5. Tiêu chuẩn thiết kế cầu: 22TCN-272-05.

Vĩnh Yên, ngày

tháng

năm

GVHD : Phạm Ngọc Truờng

LỜI MỞ ĐẦU

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
Trong mục tiêu phát triển đến năm 2030, nước ta về cơ bản sẽ trở thành một nước công
nghiệp. Do đó, nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là phát triển mạng lưới giao
thông vận tải đã trở nên thiết yếu hơn bao giờ hết nhằm phục vụ cho sự phát triển nhanh
chóng và bền vững của đất nước. Sau thời gian học tập tại Trường Đại học công nghệ

GTVT, em được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án môn học là: Thiết kế cầu ARMY qua tại km
23+885.46 thuộc dự án xây dựng công trình: Cao tốc Nội Bài-Lào Cai dưới sự hướng dẫn của thầy
giáo Phạm Ngọc Trường.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU GỒM 3 CHƯƠNG.
Chương 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ.
Chương 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT.
Chương 3: THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CÔNG.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.

……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

Vĩnh Yên, ngày..........tháng......năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

PHẦN I

THIẾT KẾ SƠ BỘ

I/ GIỚI THIỆU CHUNG:
1.1.Tổng quan về dự án
SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
Tuyến đường Hà nội - Lào Cai là tuyến đường nối thủ đô với các tỉnh miền núi phía
bắc. Tuyến đường này được làm mới hoàn toàn nhằm phục vụ nhu cầu đi lại của người dân
đị lại.rút ngắn thời gian trước đây là 6 tiếng. Giờ rút ngắn còn 3 tiếng, tiết kiệm chi phí 1
nửa. Đây là 1 dự án lớn được đầu tư trọng điểm của nhà nước.tuyến này tiếp giáp với các
quốc lộ 1A,2,7,70. Mục tiêu của dự án là tiếp tục phát triển, từng bước hoàn thiện hệ thống
cơ sở hạ tầng, tạo tiền đề thúc đẩy tiến trình đầu tư, xây dựng cơ sở hạ tầng. Nhằm phát triển
các tỉnh miền núi phía bắc, đẩy mạnh tốc độ phát triển kinh tế. Giao thương trao đổi hàng

hóa với các tỉnh biên giới.Tuyến giúp nối các trung tâm thành phố của các tỉnh,các trung tâm
thương mại,kinh tế trọng điểm của miền bắc. Dự án sẽ góp phần làm tăng nhanh hiệu quả
kinh tế của tuyến đường Hà Nội - Lào Cai đang được đầu tư xây dựng và đảm bảo khả
năng vận chuyển hàng hoá, và thông xe trên toàn tuyến. Về chính trị ,quân sự :trong thơi kì
đất nước đang phát triển kinh tế công nghiệp hiện đại hóa đất nước.Đảng và nhà nước cũng
ko quên tang cường quốc phòng quân sự . Để quân sự được tăng cường và phát triển nhà
nước cũng đầu tư vào giao thông nhằm ứng phó nhanh những tình huống bất ngờ và chuẩn
bi trước những kẻ xâm phạm.
-Về văn hóa ,khoa học kỹ thuật sự thuận lợi góp phần tang cường giao lưu văn hóa
khoa học kỹ thuật của tỉnh nhà với các tỉnh bạn,nâng cao đời sống văn hóa và tinh thần của
nhân dân ,tang cường công tác quản lý của nhà nước với các vùng xung quanh .
Do tầm ảnh hưởng quan trọng nêu trên,nên việc cần phải xây dựng một cây cầu là cấp
thiết và cấp bách. Đồng thời nghiên cứu áp dụng khoa học kỹ thuật , sử dụng kết cấu đơn
giản gọn nhẹ nhằm đáp ứng xây dưng cầu nhanh chóng , kịp thời đảm bảo độ bền vững
1.2.Vị trí địa lý :
Sóc Sơn là một trong các huyện ngoại thành của TP. Hà Nội . Các địa danh giáp ranh bao
gồm: phía Đông và Đông Bắc la huyện Hiệp Hòa (tỉnh Bắc Giang),về phía bắc giáp với
huyện Yên Phong ( tỉnh Bắc Ninh ). huyện Phổ yên (tỉnh Thái Nguyên); phía Tây Bắc giáp
thị xã Phúc Yên ( tỉnh Vĩnh Phúc). Về phía nam giáp các huyện đông anh, Mê Linh
( Tp. Hà Nội)
1.3 Mạng lưới giao thông trong khu vực :
a/ Về giao thông đường thủy :
Sóc Sơn có hệ thống sông, kênh rạch dày đặc.
Hiện nay, Bình Chánh đẩy nhanh tiến bộ nâng cấp đường giao thông nông thôn và tiến
hành khảo sát, điều tra lập dự án phát triển toàn diện giao thông đường bộ phục vụ cho dự án
xây dựng khu kinh tế mở.
Hệ thống cầu trên địa bàn huyện dang không đáp ứng được lưu lượng giao thông ngày
càng cao, đặc biệt là các cầu trên tuyến đường Hà Nội-Lào Cai . Để đáp ứng nhu cầu vận tải
ngày một tăng nhanh, thành phố đang đầu tư xây dựng công trình giao thông để đáp ứng nhu
cầu vận tải .

1.4 Vị trí xây dựng :
Cầu Army I nằm trên tuyến đường Hà Nội – Lào Cai , thuộc huyện Sóc Sơn –
TP.Hà Nội
1.5. Điều kiện địa hình :
SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
Khu vực nguyên cứu xây dựng cầu là đất ruộng cũng như đất đồi đan xen nhau. Gần
khu vực xây dựng cầu nhà dân thưa thớt, Không đi qua các khu vực tập trung dân cư.
1.6. Điều kiện khí tượng – thủy văn:
a/ Khí tượng :
- Khí hậu phân chia thành hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10
+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 sang năm
- Nhiệt độ : tương đối ổn định :
+ Nhiệt độ trung bình : 250 C - 290 C
+ Nhiệt độ cao tuyệt đối : 38.20 C
+ Nhiệt độ thấp tuyệt đối : 6.70 C
- Độ ẩm :
+ Trung bình 73 – 85%
+ Bốc hơi từ 3.5 – 6 mm/ngày, cao nhất 7.8 mm/ngày .
- Chế độ mưa :
+ Lượng mưa trung bình hàng năm : 1.000 - 1.400 mm.
+ Trong mùa mưa, lượng mưa tháng thấp nhất khoảng 100 mm, tháng nhiều
nhất 240 mm.
- Chế độ gió :
+ Mùa mưa : hướng gió chính là Tây – Tây Nam.

+ Mùa khô : Bắc – Đông Bắc.
1.7. Địa chất :
+ Lớp đất số 1 :
Đất sét lẫn hữu cơ, màu xám , độ dẻo cao, trạng thái nửa cứng. Bề dày trung bình h
=3÷7m (tại các lỗ khoan trên cạn). Tính chất cơ lý đặc trưng như sau:
- Độ ẩm
:
W = 21.5%.
- Dung trọng tự nhiên
:
γw = 1.86g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
:
γd = 0.561g/cm3
- Lực dính đơn vị
:
C = 0.0497kg/cm2
- Góc ma sát trong
:
ϕ = 4120 57’.
+ Lớp đất số 2 :
Sét pha, màu xám trắng nâu đỏ, độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm. Bề dày trung
bình h =4 - 15m. Tính chất cơ lý đặc trưng như sau:
- Độ ẩm
:
W = 28.9%.
- Dung trọng tự nhiên
:
γw = 1.863g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi

:
γd = 1.123g/cm3
- Lực dính đơn vị
:
C = 0.0792kg/cm2
- Góc ma sát trong
:
ϕ = 140 84’.
+ Lớp đất số 3 : lớp sét pha, màu xám vàng, nâu đỏ.có bề dày trung bình 5- 20m .trạng
thái cứng .Tính chất cơ lý đặc trưng như sau
- Độ ẩm
:
W = 15.8%.
SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
- Dung trọng tự nhiên
- Dung trọng đẩy nổi
- Lực dính đơn vị
- Góc ma sát trong :

:
γw = 1.873g/cm3
:
γd = 0.994g/cm3
:
C = 0.025kg/cm2

ϕ = 120 20

II/ CÁC NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ CẦU:
- Đảm bảo về mặt kinh tế : hao phí xây dựng cầu là ít nhất, hoàn vốn nhanh và thu lợi
nhuận cao.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật : Đảm bảo đủ khả năng chịu lực theo yêu cầu thiết kế, đảm bảo
ổn định và thời gian sử dụng lâu dài.
- Đảm bảo về mặt mỹ quan : hòa cùng và tạo dáng đẹp cho cảnh quan xung quanh.
Dựa vào ba nguyên tắc trên ta phải chú ý một số vấn đề sau :
+ Phương án thiết kế lập ra phải dựa trên điều kiện địa chất, thủy văn và khổ thông
thuyền.
+ Cố gắn tận dụng những kết cấu định hình sẵn có để công xưởng hóa và cơ giới hóa
hàng loạt nhằm giảm giá thành công trình.
+ Tận dụng vật liệu sẵn có tại địa phương.
+ Ap dụng những phương pháp thi công tiên tiến nhằm đảm bảo tiến độ và chất lượng
công trình.
III/ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :
Với những nhu cầu thực tế và nhằm phục vụ cho việc làm đồ án tốt nghiệp, tôi được
giao nhiệm vụ thiết kế Cầu Army I – Đường Hà Nội –Lào cai với những thông số sau :
-Khổ cầu : 8m + 2 × 1,5m
-Tải trọng thiết kế : HL–93 và người đi 300 kg/m2
-Khổ tĩnh không dưới cầu 4.75m :
-Điều kiện địa chất (xem tài liệu khảo sát)
Nhiệm vụ thiết kế :
+Thiết kế sơ bộ ba phương án
+Thiết kế kỹ thuật cho phương án khả thi
+Thiết kế tổ chức thi công phương án được chọn.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05

8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

CHƯƠNG I
PHƯƠNG ÁN 1
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN
DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP
1 NHỊP L = 18m

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
9


N MễN HC THIT K CU

I. PHNG N KT CU
-

-

1/KT CU PHN TRấN
S b trớ nhp : 1 nhp Ltc = 18.5m.
Cỏc nhp gin n di L =18 m, chiu cao dm 0.65m, mt ct ngang mi nhp gm 12
dm, khong cỏch mi dm 1m , dm ngang bng BTCT M300 ti ch, bn mt cu
BTCT M300 ti ch.
Dc ngang mt cu hai mỏi 2% .
Lp ph bn mt cu 11cm.

L b hnh khỏc cp vi phn xe chy, l b hnh BTCT M250 lp ghộp.
Lan can hn hp : phn chn xe BTCT, phn trờn bng thộp m km.
Gi cu : Dựng gi cao su.
2/ KT CU PHN DI :
M BTCT M300 dng m chõn dờ. Múng cc khoan nhi D = 1000mm, chiu sõu
úng cc L = 10.5m. Sau m phn tip giỏp gia ng v cu cú Bn quỏ bng BTCT

BO TR CHUNG PHệễNG AN I: DAM BTCT l=18m
to ha noi

to LAO CAI

đi hà nội
5500

8000

50

18000

21.46

5500

21.26
20.50
20.30

900

4800

15.50
2000

1000

3000

13.50

2000

8 cọc khoan nhồi D= 1000
Dự ki?n L= 10.5 m

3

SVTH: NGUYN VN THNG
LP : 63DCCD05
10

đi lào cai


N MễN HC THIT K CU

II./THIT K KT CU NHP
1/ S LIU BAN U :

- Ton cu cú 1 nhp, chiu di nhp 18m.
- Chiu di tớnh toỏn l ltt = 17.4m
- Kh cu : B = 8 m + 2 x1.5m
- Ti trng : HL- 93.
2/ HèNH DNG V KCH THC MT CT NGANG :
2.1/ Khong cỏch gia cỏc dm ch:
Chn K = 1m
2.2/ chiu cao dm,b rụng dm c b trớ nh sau:

1
2

600

700

500

1 500

21.07

1
2

mặt cắt tại mố
4 000

lớp m ui luyện 2cm
lớp ph òng n ước 1cm

lớp bê t ông bảo vệ 3cm
lớp bê tông asph al 5cm

2%

mặt cắt giữ nhip
1 500

4 000

vạch sơn

21.26

2%

21.07

650

100

ống thoát nước

1 000

SVTH: NGUYN VN THNG
LP : 63DCCD05
11

50


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

II./ THIẾT KẾ MỐ CẦU
KÍCH THƯỚC MỐ CẦU :
5500

927

1580
4800

920

300300 700 150
4420

1300

1300

100

2000

2400

2000

3980

2400

400

THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP :
Dầm được tập kết trên xà lan. Đưa dầm ra giữa nhịp, dùng cần cẩu đứng trên xà lan cẩu
dầm vào vị trí. Liên kết hệ dầm, mặt cầu, lắp dựng lan can, lề bộ hành và hệ thống bảng tín
báo, hệ thống chiếu sáng trên cầu.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

CHƯƠNG II
PHƯƠNG ÁN 2
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN
DẦM BTCT DUL TIẾT DIỆN ‘ CHỮ T ’
1 NHỊP L = 18m

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
13

N MễN HC THIT K CU

I./PHNG N KT CU
-

-

-

1/ KT CU PHN TRấN :
S b trớ nhp : 1 nhp Ltc = 18.5m.
Cỏc nhp gin n di L = 18 m, chiu cao dm 1.65m, mt ct ngang nhp gm 5
dm, khong cỏch mi dm 2.5 m, dm ngang bng BTCT M300 ti ch, bn mt cu
BTCT M300 ti ch.
Dc ngang mt cu hai mỏi 2% .
Lp ph bn mt cu 11cm.
L b hnh khỏc cp vi phn xe chy, l b hnh BTCT M250 lp ghộp.
Lan can hn hp : phn chn xe BTC, phn trờn bng thộp m km.
Gi cu : Dựng gi cao su.
2/ KT CU PHN DI :
M BTCT M300 dng m chõn dờ. Múng cc khoan nhi D = 100cm, chiu sõu úng
cc L = 10.5m. Sau m phn tip giỏp gia ng v cu cú Bn quỏ bng BTCT.

BO TR CHUNG PHệễNG AN II: DAM BTCT chu T l=18m
to LAO CAI

to ha noi

đi lào cai

đi hà nội
8 000

5500

5500

18000

22.46

22.26
20.50
20.30

900

B

4800

15.50
2000

1000

3000

13.50

2000

8 cọc khoan nhồi D= 1000
Dự ki? n L= 10.5 m

3

SVTH: NGUYN VN THNG
LP : 63DCCD05
14


N MễN HC THIT K CU

II./THIT K KT CU NHP
1/ S LIU BAN U :
- Ton cu cú 1 nhp, chiu di nhp 18m.
- Chiu di tớnh toỏn l ltt = 17.4m
- Kh cu : B = 8m + 2 x1.5m
- Ti trng : HL-93
2/ HèNH DNG V KCH THC MT CT NGANG :
2.1/ Khong cỏch gia cỏc dm ch:
Chn K = 2.5m
2.2/ Chiu cao dm, b rng sn dm c b trớ nh sau:

1
2
500

700

600

mặt cắt tại mố

1
2

mặt cắt giữa nhip

4000

1500

4000

lớp mui luyện 2cm
lớp phòng nước 1cm
lớp bê tông bảo vệ 3cm
lớp bê tông asphal 5cm

22.07

1500

vạch sơn phân làn

22.26

2%

22.07

2%

500

ống thoát nước
1650

1000

2500

2500

2500

2500

SVTH: NGUYN VN THNG
LP : 63DCCD05
15

1000


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

II./ THIẾT KẾ MỐ CẦU
KÍCH THƯỚC MỐ CẦU :

5500

927

1580

920

4800

3980

4420

2400

300300 700 150

400

1300

100

2000

1300

2000

2400

BIỆN PHÁP THI CÔNG CẦU
THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP :
- Bước 1: Lắp dựng xe lao dầm và đường vận chuyển xe lao dầm. Tập kết dầm ở đầu cầu,
dùng con lăn dịch chuyển từng phiến dầm vào đúng vị trí. Dùng xe lao dầm lao ra vị trí nhịp,
hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vị trí. Đổ bêtông liên kết các dầm.
- Bước 2: Làm đường vận chuyển xe lao dầm và đường vận chuyển trên nhịp 1. Di
chuyển xe lao dầm sang vị trí nhịp 2. Dùng xe lao dầm lao ra vị trí hạ dầm kết hợp sàn ngang
bằng thủ công đưa dầm vào vị trí gối. Đổ bêtông liên kết các dầm.
Thi công lao lắp các nhịp còn lại tương tự như nhịp 1 và 2.
-Hoàn thiện : vệ sinh, sơn, quét vôi, lắp đặt hệ thống chiếu sáng, lắp dựng biển báo trên
cầu.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

Chọn vật liệu xây dựng cầu.
* Dầm BTCT đúc sẵn :
γc = 24kN / m 3

-Trọng lượng riêng của bê tông ( khi tính Ec)

γc = 25kN / m 3

(khi tính tĩnh tải)

-Cường độ chịu nén của bê tông dầm ở 28 ngày tuổi chọn : f’c =40 MPa
-Cường độ khi cắt thép:

f’c =34MPa

-Mô đun đàn hồi :

Ec=

0,043γc 1.5

f 'c

=31975 Mpa

f ck = 0.063 f 'c = 3.98MPa

-Mô đun chống cắt:
-Hệ số Poisson

= 0.2

* Bản bê tong đổ sau:
- Cường độ chịu nén của bê tông dầm ở 28 ngày tuổi chọn : f’c =30 MPa
Ec = 0.043γ c1.5

- Mô đun đàn hồi :

f c' = 27691MPa

fr=0.63

-Mô đun chống cắt:
-Tỷ số mô đun đàn hồi của dầm /bản

f ' ci

=3.45 Mpa

n r = 1.15

* Cốt thép thường:
-Giới hạn chảy tất cả các loại thép khác =240MPa
-Giới hạn chảy của thép dọc chủ = 420Mpa
-Mô đun đàn hồi

Es = 200000Mpa

* Cốt thép DƯL:
-Cường độ chịu kéo:

f pu = 1860 Mpa

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
f py = 0.9 f pu = 1674 Mpa

-Giới hạn chảy:

E p = 197000Mpa

-Mô đun đàn hồi:

Xác định chiều dài nhịp tính toán
Chiều dài nhịp dầm tính toán là khoảng cách giữa tim hai gối cầu. Tính toán chiều dài
này phục vụ cho công việc xác định nội lực dầm giản đơn. Đối với cầu dầm liên tục không
cần tính toán.

Chiều dài tính toán 1 nhịp của cầu dầm (giản đơn) được tính theo công thức sau:
Ltt = Ld − 2a = 18 − 0.6 = 17.4(m)
Trong đó:
a- khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:
Nếu Ld =15-24m thì nên lấy a = 0,2 -0,3 m;
Nếu Ld =24-33m thì nên lấy a = 0,3 -0,4 m;
Ld – chiều dài toàn dầm;
Ltt – nhịp tính toán của dầm
Vì Ld =18m nên chọn a=0.3m

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

CHƯƠNG IV

SO SÁNH PHƯƠNG ÁN

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

Qua tính toán sơ bộ hai phương án xây dựng cầu ta có :
+ Phương án 1 : Cầu dầm bản rỗng BTCT 18m, toàn cầu có 1 nhịp.
+ Phương án 2 : Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực dầm chữ “T” 18m, toàn cầu có 1 nhịp
18m
TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN PHẦN CẦU
-Dung trọng của bê tông ximăng là 2,5 T/m3
-Dung trọng của bê tông nhựa l 2,25 T/m3
-Dung trọng của cốt thếp l 7,85 T/m3
+ Phương án I : Dầm bản rỗng bê tông cốt thép l = 18 m.
a) Dầm chủ:
Cấu tạo dầm:
Vì l dầm bản DUL, đúc sẵn, nhịp giản đơn
Ta cĩ chiều cao dầm: H = 0.65 m
Thể tích dầm l:
Vdầm = 2.(0.593x0.6+0.452x8.4) = 8.305 (m3)
Vậy khối lượng 1 dầm chủ là: G1 =8.305 x 2,5 = 20.763T
Vậy khối lượng tòan bộ dần chủ : G= 20.763 x 12 =249 T
b.Kết cấu mặt cầu.
Khối lượng ván khuôn:G= 11 x 0,08 x 18 x 0,95 = 15.05T
Thể tích bản mặt cầu BTCT:V= 0,1 x 18 x 12 =21.6 m3

Khối lượng bản mặt cầu BTCT:G= 21,6.x2,5 = 54 T
Khối lượng lớp BT nhựa mềm:G= 0,05x 12 x 18 x 2,25 = 24.3 T
Tổng khối lượng = 54 + 24.3+15.05 = 93.35 T
+ Phương án II : Dầm bêtông cốt thép tiết diện chữ T, l = 18 m.
a) Dầm chủ
Cấu tạo dầm:
SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
Vì l dầm chữ T DUL, đúc sẵn, nhịp giản đơn nên theo t/c ta chọn chiều cao dầm:
H = 1,650 m
Sđầu dầm = 650.1450 + 200.2000= 1.343 (m2)
Sgiữadầm = 2000.200 + 650.300 +( 1650-200-200). 200 +150.150 +100.100
=0,813(m2)
Thể tích dầm tính cả đoạn đầu dầm là:
Vdầm = 2.(1.343.0,6+0,813.8,4) = 15,27(m3)
Vậy khối lượng 1 dầm chủ là: G1 = 15,27 x 2,5 = 38,175 T
Vậy khối lượng toàn bộ dần chủ : G= 38,175 x 5=190.875 T
Với kết cấu dầm chữ T ta phải thiết kế dầm ngang để đảm bảo sự phân bố lực giữa các dầm
chính, giúp dầm hoạt động bình thường.
b) Kết cấu mặt cầu.
Thể tích bản mặt cầu BTCT:V= 0,2 x 12 x 18= 43.2 m3
Khối lượng bản mặt cầu BTCT:G=43.2 x 2,5 = 108 T
Khối lượng lớp BT nhựa mềm:G= 0,05x 12 x 18 x 2,25 = 24,3T
Tổng khối lượng là:G=108 + 24,3 = 132,3 T
Ta có bảng tổng quan sau:
Khối lượng dầm Khối lượng KC Tổng

chủ
phần trên
lượng
Phương án 1
Phương án 2

330.825T
190.875 T

khối

93,35 T

424.175 T

132,3 T

323.175 T

Theo bảng trên phần vật liệu của 2 phương án có sự chênh lệch nhau không
lớn .Phương án 1 sử dụng khối lượng vật liệu lớn hơn.Theo chỉ tiêu so sánh này chọn
phương án 2
2 . So sánh các phương án về điều kiện chế tạo và thi công
+Thi cơng kết cầu nhịp
Cả 2 phương án đều:
-Đổ bê tông tại chỗ mối nối mặt cầu,gờ lan can,thi công lớp bê tông lưới thép
SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
21

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
*Phương án 1: Không cần đổ dầm ngang, đắt dầm trực tiếp nên gối cầu
*Phương án 2: Tiến hành đổ bê tông làm mối nối giữa các dầm
- Lắp dầm bằng giá ba chân.Hàn mối nối đổ bê tông bản mặt cầu.
-Dầm đúc tại bi cuối cầu,đưa dầm vào vị trí bằng lao kéo dọc và sang ngang vào vị trí gối
Ở phương án 2 ở khâu vận chuyển có một nhược điểm là rất dễ xảy ra hiện tượng
nứt cánh dầm.
+Thi cơng mố trụ
Cả 2 phương án đều có phương pháp thi công mố trụ giống nhau bao gồm:
-San ủi tạo mặt bằng thi cơng
-Thi công cọc bằng thiết bị chuyn dụng
-Đào hố móng,lắp dựng cốt thép,ván khuôn thi công bệ và thân móng.
3 . So sánh về chỉ tiêu khai khác
Cả 2 phương án có chỉ tiêu về khai thác là tương đương nhau.
4 . So sánh về chỉ tiêu duy tu bảo dưỡng,khôi phục và cải tạo
Cả 2 phương án đều dùng dầm Bê Tông Cốt Thép nên việc duy tu bảo dưỡng là khá dễ
dàng,chi phí không quá cao,nhưng vẫn địi hỏi thường xuyên để đảm bảo chất lượng công
trình.Vì vậy được dùng phổ biến hơn dầm thép.
5 . So sánh về chỉ tiêu mỹ quan
Cả hai phương án đều có cùng chiều cao kiến trúc,cấu trúc mố trụ,lan can,tay vịn giống nhau
nên về chỉ tiêu mỹ quan,cả 2 phương án tương đương nhau.
Sau khi so sánh 2 phương án cầu ta thấy,về hầu hết các chỉ tiêu thì 2 phương án khá
tương đương nhau về nhiều mặt,song ở phương án 1 có nhỉnh hơn về mặt chế tạo thi công
và theo nhiệm vụ môn học .Vì vậy ta chọn phương án 1.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
22

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

PHẦN 2
THIẾT KẾ KỸ THUẬT

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
23


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU
1. Tính đặc trưng hình học dầm chủ
1.1. Chọn các kích thước chính
- Số lượng dầm:

n=12 dầm

- Khoảng cách giưa các dầm

S=1000mm

- Khoảng cách từ tim dầm tới mép lan can

de=0 mm

- Lớp phủ mặt cầu:
Lớp Asphalt

h as = 50mm

hpv = 100mm

Lớp tạo phẳng

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

6000
500

6000

1500

4000

4000

1500

500

Líp mui luyÖn dµy 2 cm
700

700

Líp phßng n­íc dµy 1cm
Líp bt b¶o vÖ dµy 3 cm

100

100

600

+21.26

600

Líp Bt asphal dµy 5 cm

Hình 2.1. Mặt cắt ngang dầm

SVTH: NGUYỄN VĂN THẮNG
LỚP : 63DCCD05
25