Thiết kế nút giao giữa đường trần hưng đạo và đường đình điền tỉnh hưng yên

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
==============

TIỂU LUẬN THIẾT KẾ CẦU HẦM ĐÔ THỊ NÂNG CAO
CẢI TẠO NÚT GIAO GIỮA ĐƯỜNG TRẦN HƯNG ĐẠO VÀ
ĐÌNH ĐIỀN QL39 TỈNH HƯNG YÊN

Giảng viên: Th.s Đào Duy Lâm
Học viên : Nguyễn Thanh Bình
Phạm Hồng Đại
Trần Lê Kim Đĩnh
Đinh Công Linh
Lớp
: Kỹ thuật hạ tầng đô thị 22-1


Hà Nội, 5-2015


Chương 1. Mở đầu
I.

Đặt vấn đề

Tuy là một hạng mục công trình giao thông giải quyết các xung đột về giao cắt
nhưng cầu vượt cũng là một bộ phận cấu thành nên cảnh quan đô thị. Chính vì vậy,
cầu vượt cần được xem như là công trình kiến trúc. Chỉ có như vậy, kiến trúc cầu
vượt mới thực sự tham gia và góp phần mạnh mẽ cho cảnh quan kiến trúc đô thị.
Các đô thị Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, quá trình đô thị hóa
sâu rộng diễn ra ở khắp mọi nơi. Chính vì vậy, chỉ trong một thời gian ngắn, cùng với
một lượng dân cư lớn đã tập trung vào đô thị gây nên áp lực lớn lên tổng thể hệ thống

giao thông và hạ tầng đô thị Việt Nam. Nạn kẹt xe thường xuyên xảy ra do lưu lượng
giao thông tại các điểm nút giao thông quá lớn. Chính vì vậy, trong chiến lược cải tạo
và nâng cấp hạ tầng đô thị, rất nhiều các giải pháp mang tính tình thế được lựa chọn,
trong đó có cả việc quy hoạch thiết kế và đầu tư các nút giao thông cầu vượt tại các
điểm nút giao cắt lớn trong vùng đô thị. Vì là vấn đề cấp bách ở hiện tại nên đa phần
các nút cầu vượt được dự tính hiện nay mang tính chất xen. Nhưng về lâu dài, cần có
những giải pháp đồng bộ để có được những thiết kế hợp lý, phù hợp với tình hình giao
thông nước ta trong tương lai cũng như các điều kiện kinh tế xã hội, kiến trúc quy
hoạch khác.
Trên thế giới, các nhà thiết kế giao thông đô thị đã nghiên cứu ra rất nhiều mô hình
tổ chức nút giao thông cầu vượt cho đô thị, trong đó mô hình Nút hoa thị hoàn chỉnh
được coi là mô hình tối ưu nhất. Nhưng, nút giao thông kiểu này lại tốn rất nhiều diện
tích đất. Khi yêu cầu cho các vận tốc tham gia nút cầu vượt càng cao thì yêu cầu về
diện tích đất xây dựng càng lớn bấy nhiêu. Ví dụ như khi vận tốc xe trên nút giao
thông tăng từ 40km/h đến 60 km/h thì yêu cầu diện tích đã tăng lên 5-6 lần so với
bình thường do phải đảm bảo được bán kính cong hợp lý cho phương tiện cơ giới tốc
độ cao. Từ đó, dẫn đến các mô hình nút giao thông cầu vượt hiện nay dường như đã
đạt đến giới hạn bố trí để có thể cân bằng được với mức độ tiện nghi cũng như diện
tích và giá thành xây dựng. “Với điều kiện kinh tế cũng như lưu lượng xe của nước ta
hiện nay thì tổ chức và thiết kế nút dạng nào là hợp lý hơn cả luôn là một bài toán hóc
búa và gần như còn chưa có lời giải đáp”.
Trong điều kiện ở các đô thị nước ta hiện nay, quy hoạch chưa đi trước một bước
khiến cho việc thiết kế và quy hoạch các nút giao thông cầu vượt còn thiếu hợp lý. Có
thể nhận thấy qua một số nút giao thông đã có ở Hà Nội. Cầu vượt tại nút giao thông
Ngã Tư Vọng giao cắt giữa đường Trường Chinh và Giải Phóng có chiều dài khoảng
200m, chiều cao xấp xỉ 4m, kết cấu xây dựng chủ yếu bằng Bê tông cốt thép, trong đó
có sử dụng kết cấu ứng suất trước. Sau khi xây dựng xong, với hình khối đồ sộ của


mình, công trình này dường như áp đảo cảnh quan và kiến trúc đô thị của cả tuyến

phố. Với chiều cao tương đương như một tòa nhà 2 tầng, chiếm hơn 50% lòng đường
nên tầm nhìn của các công trình dân sinh 2 bên đường hầu như bị thu hẹp, giảm chất
lượng sống của người dân. Hơn nữa, kiến trúc và kết cấu xây dựng mang tính cứng
nhắc, thiếu những yếu tố mang tính đóng góp cho mỹ quan đô thị nên hầu như không
thể tạo nên một ấn tượng thẩm mỹ tốt. Gầm cầu sử dụng các loại tấm chắn, lưới mắt
cáo tự phát để tận dụng làm nơi trông xe khiến cảnh quan càng trở nên “tối hơn”.
Cầu vượt nút giao thông Mai Dịch thuộc điểm giao cắt của tuyến đường Phạm
Hùng - Phạm Văn Đồng cũng có quy mô tương tự. Tuy nhiên, công trình cũng chỉ
mới đạt được các giá trị sử dụng là phân luồng giao thông, còn kiến trúc thì hầu như
không có gì đột phá so với khuôn mẫu - cục mịch, đơn điệu và nặng nề. Sau khi đưa
vào sử dụng, các phần không gian bên dưới của cầu vượt cũng bị tận dụng là nơi để
xe nên cũng không tránh khỏi sự lộn xộn và nhếch nhác. Công trình cầu vượt nút giao
thông Ngã Tư Sở trên trục Nguyễn Trãi - Tây Sơn có thể xem là được hơn cả. Có
chiều dài 237m, rộng 17m, kết cấu bê tông ứng suất trước, công trình cũng được quy
hoạch tương đối đồng bộ với cả hệ thống hầm vượt bộ hành 262m và hệ thống cây
xanh, trang trí nhưng cũng mới chỉ dừng ở việc có đủ, còn tính tiện nghi và thẩm mỹ
vẫn cần khắc phục nhiều.
Trong tương lai, sẽ có rất nhiều các nút giao thông tại khắp các đô thị trên cả nước
được thiết kế và đầu tư xây dựng. Tương lai của cầu vượt đô thị là rất lớn, tuy nhiên
khó khăn trước mắt còn rất nhiều. Một ví dụ thực tế là nút giao Ngã Tư Vọng khi đưa
và khai thác vẫn xảy ra ách tắc giao thông bởi vì không giải quyết được triệt để sự
xung đột giữa các dòng xe. Vấn đề nút giao trong thành phố với diện tích đất bị khống
chế quả là một bài toán khó. Việc tổ chức các nút giao thông khác mức thường mang
tính bị động dẫn đến chi phí đền bù giải phóng mặt bằng thường cao gấp nhiều lần so
với chi phí xây dựng.
Phương tiện di chuyển cũng là một đặc thù riêng mà các đô thị Việt Nam từ đó
thiết kế nút giao thông cầu vượt cần có sự điều chỉnh khác so với các nguyên mẫu trên
thế giới. Trong khi ở các nước tiên tiến, phương tiện giao thông đường bộ chủ yếu là
ô tô thì ở Việt Nam lại chủ yếu là xe gắn máy. Đây là loại phương tiện cá nhân có tính
cơ động cao, tốc độ di chuyển thấp nhưng hệ số an toàn thấp hơn, dễ gây ách tắc giao

thông nên đòi hỏi những yêu cầu khắt khe hơn về quy chuẩn tổ chức và phân luồng
giao thông, đặc biệt là ở các nút giao thông lớn quan trọng.
Thêm vào đó hệ thống tiêu chuẩn thiết kế cho hạng mục này còn thiếu, nếu có
cũng mới chỉ là một số hướng dẫn chung hay dự thảo. Tham khảo của quốc tế thường
chỉ có quy chuẩn cho phương tiện cơ giới là ô tô, và còn chưa đồng bộ dẫn đến cái
thiếu vẫn thiếu, cái thừa vẫn thừa. Một tín hiệu rất tốt là ngày 16/07/2009, Bộ Xây
dựng đã ban hành Thông tư 23/2009/TT-BXD về việc thi tuyển kiến trúc công trình


xây dựng. Theo đó, các công trình công cộng có quy mô lớn và công trình có kiến
trúc đặc thù sẽ phải tổ chức thi tuyển hoặc tuyển chọn phương án thiết kế kiến trúc
trong đó có cả hạng mục cầu vượt trong đô thị. Như vậy phần nào cũng cho thấy được
vai trò của cầu vượt không chỉ quan trọng đối với giao thông đô thị mà còn cả với
kiến trúc cảnh quan đô thị.
Cầu vượt còn chưa được xem như một công trình kiến trúc dẫn đến kiến trúc cầu
vượt còn đơn điệu, nặng về yếu tố sử dụng, thiếu “có lựa chọn” công nghệ mới và vật
liệu mới, thiếu hệ thống thiết bị đô thị hiện đại. Trong tổ chức không gian kiến trúc
của đô thị, sự xuất hiện của những cây cầu vượt kể trên đã phá vỡ tính ổn định, tương
đối đồng nhất về kiến trúc trước đó. Đặc biệt là thiếu những quy hoạch kết nối mang
tính tổng thể và dài hạn để cầu vượt trong tương lai không chỉ là bộ phận làm đẹp cho
cảnh quan đô thị mà còn là một công trình đầu mối kết nối được với tất cả các hệ
thống giao thông hiện đại của đô thị như đường bộ trên cao, đường sắt trên cao, hầm
bộ hành, cầu bộ hành, bến xe buýt... Cũng cần có các cuộc thi thiết kế kiến trúc cho
cầu vượt được tổ chức mang tính mở rộng rãi để không chỉ những người thiết kế cầu
và giao thông tham dự mà cả các KTS và những người làm mỹ thuật văn hóa cùng
tham gia. Từ đó có được những phương án thiết kế không chỉ hiện đại thuận tiện mà
tiến tới còn phải đạt được tính kiến trúc văn hóa và mỹ thuật cao.


Chương 2. Thiết kế sơ bộ phương án

II.

Thiết kế sơ bộ một phương án nút giao lập thể
Mặt bằng hiện trạng

Chọn phương án cầu vượt trên cao ( nút giao lập thể hình hoa thị)

III. Đề xuất tổ chức giao thông trong nút giao
- Các phương tiện lưu thông trên đường Trần Hưng đạo đi trên cầu qua nút giao


- Các phương tiện đi theo hướng Trần Hưng Đạo -> Đình Điền đi theo theo hướng
rẽ phải theo hình hoa thị ( các nhánh A’, B’, C’, D’ hoặc rẽ trực tiếp theo các
nhánh rẽ A, B, C, D) không tổ chức các hướng rẽ trái trên đường trục chính cho
các phương tiện.
Phương án tổ chức giao thông như nhình vẽ dưới đây



- xut gii phỏp kt cu cu vt trong nỳt giao lp th
-

Tiêu chuẩn thiết kế và tải trọng:

o Tiêu chuẩn thiết kế:
- Quy trình thiết kế đờng TCVN 4054-85 kết hợp với TCVN 4054-98.
- Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79.
Tham khảo:
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-01 và một số quy trình, quy phạm
khác.

o Tải trọng thiết kế:
Tĩnh tải:
- Bê tông không cốt thép:
2.4T/m3.
- Bê tông cốt thép:
2.5T/m3.
- Bê tông nhựa:
2.3T/m3.
- Đất đắp sau mố: sử dụng đất tiêu chuẩn: TC = 350, TC = 1.8T/m3.
Hoạt tải:
- Tải trọng thiết kế:
H30 - XB80.
- Tải trọng bộ hành:
300kg/m2.
Các tải trọng khác:
- Tải trọng động đất: Cấp 6 theo thang MSK-64 (22TCN-221-85).
- Tải trọng va tàu: Tàu tự hành 200DWT.
- Nhiệt độ: Phạm vi nhiệt độ 5 ữ 400C.
Thay đổi nhiệt độ 200C (tính từ nhiệt độ chuẩn 200C).
- Tải trọng gió:
W = 50Kg/m2 khi có hoạt tải.
W = 180Kg/m2 khi không có hoạt tải.
- Lực hãm, lực lắc ngang, áp lực đất, lực hãm xe, lực ma sát, từ biến, co
ngót, lún mố trụ: Theo quy trình thiết kế cầu 22TCN 272-01.
-

Bê tông:

o Trừ khi có chỉ dẫn riêng, cờng độ lăng trụ 28 ngày của bê tông đợc quy định nh
sau:

Loại
B
C
D
E
F

Cờng độ fc
40Mpa
30Mpa
25Mpa
10Mpa
20Mpa

áp dụng cho
Dần BTCT DƯL L=33m.
Bản mặt cầu, mố,trụ, cọc đúc sẵn.
Bệ đúc dầm.
Bê tông đệm.
Bê tông bịt đáy.

Kết cấu BTCT bệ móng đặt trên lớp bê tông đệm tạo phẳng dày tối thiểu 100mm
trừ khi có chỉ dẫn riêng.


Tất cả các cạnh của kết cấu BTCT đợc tạo vát 20x20mm trừ khi có chỉ dẫn riêng.
Thép thờng:
Thép theo tiêu chuẩn ASTM hoặc tơng đơng:
Loại thép
Mác thép

Giới hạn chảy
Giới hạn bền
(Mpa)
(Mpa)
Thép có gờ
G40
280
480
Thép có gờ
G60
420
620
Ký hiệu thanh thép:
105 F01 D25-150()
Số lợng thanh
Tên thanh
Đờng kính thanh
Khoảng cách thanh
Ghi chú
Ký hiệu:
T - Mặt trên, B - Mặt dới, FF - Mặt xa
NF - Mặt gần, BF - Mặt giữa, EF - Mỗi mặt.
Mối nối thép đợc bố trí so le sao cho trên mặt cắt không quá 50% thanh nối trừ
khi có chỉ dẫn riêng.
Trừ khi có chỉ dẫn riêng, chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu là:
- 75mm:
Bệ móng.
- 50mm:
Mố trụ cầu, cọc đúc sẵn,bản dẫn, lan can.
- 40mm:

Dầm BTCT DƯL đúc sẵn.
Cáp DƯL:
Cáp DƯL dùng tao 7 sợi - 12.7, loại 270 ASTM A416, độ chùng thấp.
Đờng kính danh định và cờng độ:
Đờng kính
danh định
12.7mm

Giới hạn chảy
(Mpa)
1670

Giới hạn bền
(Mpa)
1860

áp dụng cho
Dầm BTCT DƯL
33m

Vật liệu khác:
Các vật liệu cầu khác: Neo, khe co giãn, gối cầu,lan can, v.v. xem bản vẽ chi tiết.
Các vật liệu đờng đầu cầu: Theo tiêu chuẩn kỹ thuật chung của dự án.
Kết cấu phần trên và phần dới

Phơng án : Chiều dài toàn cầu L= 191.2 Sơ đồ nhịp: 39.1+2 x 40+33+39.1 m.
Kết cấu phần trên:
Mặt cắt ngang cầu gồm 5 dầm BTCT DƯL tiết diện chữ I chiều cao dầm
165cm, chiều rộng cánh trên, cánh dới 97.5cm, khoảng cách giữa các dầm chủ
là 240cm.

Mặt cầu bao gồm:


+
+
+
+

Bê tông atphan dày 70 mm.
Lớp phòng nớc dày 3 - 4 mm đợc phun bằng keo nhập ngoại.
Bản mặt cầu dầy 20cm
Bản ván khuôn dầy 7cm

Lan can: Dùng loại lan can hỗn hợp ( vừa chắn ôtô vừa đảm bảo cho ng ời đi ).
Chiều cao toàn bộ lan can 100 cm. Trong đó:
+ Chiều cao phần chắn xe cơ giới phía dới bằng bê tông: 60 cm.
+ Chiều cao phần chắn bộ hành phía trên bằng thép: 40 cm.

Vật liệu:
+ Bê tông dầm và mối nối mác 400.
+ Bê tông dầm ngang mác 300.
+ Cốt thép thờng dùng loại AI và AII.
+ Gối cầu: dùng gối cao su bản thép kích thớc 550x350x60.
+ Khe co giãn cao su dày 5cm.
Kết cấu phần dới:

Hai mố dạng chữ U bằng BTCT. Móng mố A1 dự kiến là móng cọc tiết diện
40x40cm,

Các trụ bằng thân đặc bằng BTCT.Móng trụ là móng nông đặt trên nền thiên

nhiên, chiều rộng trụ 9m.

Vật liệu:
+ Bê tông mố & bản quá độ mác 250.
+ Bê tông bệ trụ, thân trụ mác 250; bê tông xà mũ, đá kê mác 300.
+ Cốt thép thờng dùng loại AI & AII.
+ Taluy, tứ nón mố & chân khay bằng đá hộc xây vữa XM mác 100.
Đờng hai đầu cầu
Mặt đờng:

5 cm Bê tông nhựa hạt trung.

Tới nhựa dính bám tiêu chuẩn 1.0 Kg/m2.

Móng cấp phối đá dăm:
+ Lớp cấp phối đá dăm loại I : 15cm (E=3500 daN/cm2)
+ Lớp cấp phối đá dăm loại II : 20cm (E=2500 daN/cm2)
An toàn giao thông:
Đờng hai đầu cầu bố trí rào chắn bằng tôn lợn sóng.
Kt lun


Việc thiết kế cầu vượt khác mức tại nút giao giữa đường Trần Hưng Đạo và
Đình Điền tỉnh Hưng Yên sẽ làm giảm ùn tắc giao thông, tai nạn giao thông tạo cảnh
quan cho khu vực.
Tuy với phương án đề xuất làm nút giao lập thể tại nút giao thông này chưa
thực sự hiệu quả về mặt kinh tế nhưng trong tương lai với sự phát triển kinh tế của
khu vực Tỉnh Hưng Yên sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các phương tiện lưu thông và
đảm bảo việc phát triển quỹ đất giao thông tại nút giao này.