Đồ án tốt nghiệp cầu Liên tục, cầu giàn thép, cầu vòm ống thép nhồi bê tông ( kèm file bản vẽ)

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các môn học được trang bị trong suốt
thời gian học tập tại trường đại học, cũng như các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận
được trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án. Nó thể hiện kiến thức cũng như trình
độ, khả năng thực thi các ý tưởng trước một công việc, là bước ngoặt cho việc áp dụng
những lý thuyết được học vào công việc thực tế sau này. Đồng thời nó cũng là một lần
sinh viên được xem xét, tổng hợp lại toàn bộ các kiến thức của mình học được dưới sự
hướng dẫn, chỉ bảo của các giáo viên đã trực tiếp tham gia giảng dạy mình trong quá
trình học tập, nghiên cứu.
Là sinh viên khoá 55 - Khoa Cầu Đường - Trường Đại học Xây dựng. Sau thời
gian tham gia học tập và nghiên cứu tại trường, đạt được các yêu cầu cần thiết của nhà
trường đề ra, em đã được nhận đồ án tốt nghiệp chuyên ngành: “Cầu và Công trình
ngầm” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS.Nguyễn Quốc Bảo
Nhiệm vụ của đồ án đặt ra bao gồm:
1. Lập dự án khả thi thiết kế cầu H.
2. Thiết kế kỹ thuật cầu H.
3. Thiết kế thi công cầu H.
Đồ án được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo tận
tình của cô giáo hướng dẫn. Song do sự hạn chế về trình độ, chuyên môn cũng như
kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự góp ý,
chỉ bảo của các thầy, cô để đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện hơn kiến
thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau khi tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS.Nguyễn Quốc Bảo
cũng như toàn thể các thầy, cô đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường.
Hà Nội, ngày tháng năm
Sinh viên
Nguyễn Đình Hùng


MỤC LỤC THUYẾT MINH
PHẦN 1:

TỔNG QUAN DỰ ÁN.................................................................................................1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU DỰ ÁN.........................................................................2
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................2
CÁC CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN............................................................................2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.........................2
PHẠM VI DỰ ÁN.............................................................................................3

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI, MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG
TỈNH A......................................................................................................................... 4
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.3.
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.

HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH A..................................................4
Về nông, lâm, ngư nghiệp................................................................................4
Về thương mại, du lịch và công nghiệp..........................................................4
ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÁC NGÀNH KINH TẾ CHỦ YẾU............4

Nông, lâm, ngư nghiệp....................................................................................4
Công nghiệp, thương nghiệp và du lịch..........................................................5
ĐẶC ĐIỂM MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG.....................................................5
Đường bộ..........................................................................................................5
Đường thuỷ......................................................................................................6
Đường sắt.........................................................................................................6
Đường không...................................................................................................6

CHƯƠNG 3: SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ......................................................7
3.1.
TỔNG KẾT HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG KHU VỰC DỰ ÁN..................7
3.2.
KẾT LUẬN VỀ Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY
DỰNG CẦU......................................................................................................................7
CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU...............8
4.1.
4.2.
4.3.
4.3.1.
4.3.2.
4.4.
4.4.1.
4.4.2.

VỊ TRÍ ĐỊA LÝ.................................................................................................8
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH.....................................................................................8
ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THỦY VĂN..............................................................8
Khí tượng.........................................................................................................8
Thuỷ văn..........................................................................................................9
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.........................................................9

Đặc điểm địa chất thuỷ văn.............................................................................9
Đặc điểm địa tầng............................................................................................9

CHƯƠNG 5:

QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.........10

5.1.
QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG......................10
5.1.1.
Quy trình thiết kế...........................................................................................10
5.1.2.
Các thông số kỹ thuật....................................................................................10
5.1.2.1. Quy mô công trình.........................................................................................10


5.1.2.2. Tải trọng thiết kế............................................................................................10
5.1.2.3. Vật liệu...........................................................................................................10
5.1.2.3.1. Bê tông...........................................................................................................10
5.1.2.3.2. Thép: (5.4.3.2- 22 TCN 272 - 05).................................................................10
5.1.2.4. Lớp phủ..........................................................................................................11
5.1.2.5. Khổ cầu..........................................................................................................11
5.1.2.6. Khổ thông thuyền...........................................................................................11
5.1.2.7. Độ dốc dọc cầu...............................................................................................11
5.1.2.8. Kết cấu áo đường hai đâu cầu........................................................................11
5.2.
ĐỀ XUẤT BA PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CẦU........................................11
5.2.1.
Căn cứ đề xuất phương án.............................................................................11
5.2.2.

Phương án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 2 nhịp + cầu dẫn dầm
SUPER T 40m.................................................................................................................12
5.2.2.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp...........................................................12
5.2.2.2. Các thông số cơ bản của mố, trụ...................................................................13
5.2.2.3. Kết cấu khác...................................................................................................13
5.2.3.
Phương án 2: Cầu vòm ống thép nhồi bê tông. ............................................14
5.2.3.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp...........................................................14
5.2.3.2. Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.......................................................14
5.2.3.3. Kết cấu khác...................................................................................................14
5.2.4.
Phương án 3: Cầu giàn thép...........................................................................14
5.2.4.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp...........................................................14
5.2.4.2. Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.......................................................15
5.2.4.3. Kết cấu khác...................................................................................................15
5.2.5.
Tổng hợp các phương án...............................................................................15
5.2.6.
Ưu và nhược điểm các phương án.................................................................16
5.2.6.1. Phương án 1...................................................................................................16
5.2.6.1.1. Ưu điểm..........................................................................................................16
5.2.6.1.2. Nhược điểm....................................................................................................16
5.2.6.2. Phương án 2...................................................................................................16
5.2.6.2.1. Ưu điểm..........................................................................................................16
5.2.6.2.2. Nhược điểm....................................................................................................17
5.2.6.3. Phương án 3...................................................................................................17
5.2.6.3.1. Ưu điểm..........................................................................................................17
5.2.6.3.2. Nhược điểm....................................................................................................17
5.3.
KIẾN NGHỊ.....................................................................................................18

PHẦN 2:
THIẾT KẾ SƠ BỘ.....................................................................................................19
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1................................................20
6.1.
CHỌN TIẾT DIỆN..........................................................................................20
6.1.1.
Dầm hộp phần cầu chính...............................................................................20
6.1.2.
Phần cầu dẫn: dầm SUPER T........................................................................22
6.2.
CẤU TẠO MỐ TRỤ.......................................................................................23
6.3.
TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC....................................................25
6.3.1.
Khối lượng công tác phần kết cấu nhịp.........................................................25
6.3.1.1. Phần cầu chính...............................................................................................25


6.3.1.2. Phần cầu dẫn..................................................................................................27
6.3.1.3. Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu..........................................................27
6.3.2.
Tính toán khối lượng công tác của mố trụ....................................................27
6.3.3.
Tính toán khối lượng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu..........................28
6.3.4.
Tính sơ bộ khối lượng cọc của mố, trụ..........................................................28
6.3.4.1. Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông...........................................28
6.3.4.2. Số liệu địa chất...............................................................................................29
6.3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc........................................................................29
6.3.4.3.1. Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc.............29

6.3.4.3.2. Sức kháng của cọc theo đất nền ở trạng thái giới hạn cường độ..................30
6.3.4.4. Xác định số cọc cho mố Ao, A7....................................................................36
6.3.4.4.1. Xác định tải trọng tác dụng lên mố Ao.........................................................36
6.3.4.4.2. Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng mố Ao...................................39
6.3.4.5. Xác định số cọc tại các trụ phần cầu dẫn (Trụ P1, P6).................................40
6.3.4.5.1. Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P1, P6....................................................40
6.3.4.5.2. Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng trụ P1....................................42
6.3.4.6. Xác định số cọc tại các trụ chuyển tiếp giữa cầu dẫn và cầu chính (Trụ P2,
P5)....................................................................................................................................43
6.3.4.6.1. Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P2...........................................................43
6.3.4.6.2. Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng trụ P2....................................46
6.3.4.7. Xác định số cọc tại các trụ cầu chính (Trụ P3, P4).......................................47
6.3.4.7.1. Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P3...........................................................47
6.3.4.7.2. Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng trụ P3....................................50
6.3.5.
Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình....................................52
6.4.
TỔNG MỨC ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 1........................................................53
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2................................................55
7.1.
CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA PHƯƠNG ÁN.............................................55
7.2.
TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG SƠ BỘ............................................................59
7.2.1.
Vòm chủ.........................................................................................................59
7.3.
Tính toán khối lượng công tác mố trụ............................................................60
7.3.1.
Khối lượng mố A0, A3 .................................................................................60
2.3.2.

Khối lượng trụ ...............................................................................................60
Vậy tổng khối lượng bê tông trụ là : V= 2194.38 m3............................................61
7.3.2.
Tính toán khối lượng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu .........................61
7.3.3.
Tính sơ bộ số lượng cọc cho mố trụ..............................................................61
7.3.3.1. Chọn sức chịu tải của cọc..............................................................................61
7.3.3.2. Xác định số cọc cho mố A0, A3....................................................................61
7.3.3.2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên mố Ao.........................................................61
7.3.3.2.2. Xác định số lượng cọc khoan nhồi cho móng mố A0...................................63
7.3.3.3. Xác định số cọc tại trụ cầu chính P1, P2 ......................................................64
7.3.3.3.1. Xác định tải trọng tác dụng lên trụ P1...........................................................64
7.3.3.3.2. Xác định số cọc .............................................................................................66
7.4.
Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình......................................67
7.5.
TỔNG MỨC ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 2........................................................68
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 3................................................70


8.1.
GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN...........................................................................70
8.2.
PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU...............................................................................70
8.3.
KẾT CẤU PHẦN DƯỚI.................................................................................72
8.4.
TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC....................................................74
8.4.1.
MỐ CẦU........................................................................................................74

8.4.2.
TRỤ CẦU......................................................................................................74
8.4.3.
KHỐI LƯỢNG KẾT CẤU NHỊP.................................................................74
8.4.4.
TÍNH TOÁN CỌC CHO MỐ TRỤ .............................................................78
8.4.4.1. Tính toán khối lượng cọc cho mố..................................................................78
8.4.4.2. Tính toán khối lượng cọc cho trụ :................................................................80
8.4.4.2.1. Tính toán khối lượng cọc cho trụ P1,P4........................................................80
8.4.4.2.2. Tính toán số cọc cho trụ P2,P3......................................................................83
8.5.
Thống kê khối lượng vật liệu dùng trong công trình......................................85
8.6.
TỔNG MỨC ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 1........................................................86
CHƯƠNG 9: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ YẾU CỦA 3 PHƯƠNG ÁN.........88
9.1.
MẶT BẰNG BỐ TRÍ CÔNG TRƯỜNG.......................................................88
9.2.
THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI CỦA 3 PHƯƠNG ÁN.......................88
9.2.1.
Thi công mố 3 phương án..............................................................................88
9.2.1.1. Điều kiện thi công..........................................................................................88
9.2.1.2. Các bước thi công chủ yếu............................................................................88
9.2.2.
Thi công trụ cầu dẫn, trụ chuyển tiếp phương án 1 và phương án 3............90
9.2.2.1. Điều kiện thi công..........................................................................................90
9.2.2.2. Các bước thi công chủ yếu............................................................................90
9.2.3.
Thi công trụ cầu chính phương án 1 (phương án cầu liên tục).....................90
9.2.3.1. Điều kiện thi công..........................................................................................90

9.2.3.2. Các bước thi công chủ yếu............................................................................90
9.2.4.
Thi công trụ phương án 2 (phương án cầu vòm)..........................................91
9.2.4.1. Điều kiện thi công..........................................................................................91
9.2.4.2. Các bước thi công chủ yếu............................................................................91
9.3.
THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN TRÊN CỦA 3 PHƯƠNG ÁN.......................92
9.3.1.
Thi công kết cấu nhịp phần cầu dẫn phương án 1.........................................92
9.3.2.
Thi công kết cấu nhịp phần cầu chính phương án 1 (cầu liên tục)...............93
9.3.3.
Thi công kết cấu nhịp phương án 2 (cầu vòm thép nhồi bê tông)................94
9.3.4.
Thi công kết cấu nhịp phần cầu chính phương án 3 (cầu giàn thép)............96
CHƯƠNG 10: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG....................................98
10.1.
CÂN CỨ PHÁP LÝ VỀ MÔI TRƯỜNG.....................................................98
10.2.
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG...................................................98
10.2.1.
Ảnh hưởng của môi trường liên quan đến vị trí..........................................98
10.2.1.1. Chiếm dụng đất nông nghiệp.......................................................................98
10.2.1.2. Chiếm dụng đất và nhà ở.............................................................................99
10.2.1.3. Gián đoạn hoạt động giao thông..................................................................99
10.2.2.
Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn trước khi xây
dựng...............................................................................................................................100
10.2.2.1. Thu hồi đất cho tái định cư........................................................................100

10.2.2.2. Thu hồi đất để mở rộng đường..................................................................100
10.2.3.
Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn xây dựng.........101
10.2.3.1. Chất lượng không khí (Bụi).......................................................................101
10.2.3.2. Tiếng ồn.....................................................................................................101
10.2.4.
Những tác động của môi trường liên quan đến giai đoạn vận hành sau xây
dựng...............................................................................................................................102
10.2.4.1. Bảo dưỡng..................................................................................................102
10.2.4.2. Giao thông..................................................................................................102
10.2.4.3. An toàn giao thông.....................................................................................102
CHƯƠNG 11: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU....................103
11.1.
11.2.
11.2.1.
11.2.2.
11.2.3.
11.2.4.
11.2.5.
11.2.6.
11.3.

NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN............................................103
SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU.........................104
Giá trị xây lắp.............................................................................................104
Thời gian thi công......................................................................................104
Tác động đến dòng chảy............................................................................104
Ấn tượng thẩm mỹ.....................................................................................104
Duy tu bảo dưỡng......................................................................................105

Tổng hợp kết quả chấm điểm các phương án cầu.....................................105
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ...........................................................................105

PHẦN 3:
THIẾT KẾ KỸ THUẬT..........................................................................................106
CHƯƠNG 12: VẬT LIỆU VÀ HOẠT TẢI THIẾT KẾ......................................107
12.1.
12.1.1.
12.1.2.
12.1.3.
12.2.
12.2.1.
12.2.2.
12.2.3.

VẬT LIỆU...................................................................................................107
Bê tông.......................................................................................................107
Thép thường...............................................................................................108
Thép ứng suất trước...................................................................................108
HOẠT TẢI THIẾT KẾ................................................................................109
Xe tải thiết kế.............................................................................................109
Xe hai trục thiết kế.....................................................................................109
Tải trọng làn thiết kế..................................................................................110

CHƯƠNG 13: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU........................................................111
13.1.
THIẾT KẾ CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU....................................................111
13.1.1.
Chọn chiều dày bản mặt cầu......................................................................111
13.1.2.

Cấu tạo áo đường.......................................................................................112
13.2.
NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN.....................................................................112
13.3.
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BẢN MẶT CẦU..................................113
13.3.1.
Nội lực phần nhịp bản giữa hai sườn hộp.................................................113
13.3.1.1. Mô men uốn...............................................................................................113
13.3.1.1.1. Tính toán nội lực do các lực thành phần gây ra........................................113
13.3.2.
Nội lực phần ngàm.....................................................................................114
13.3.2.1.1. Các tổ hợp..................................................................................................115
13.3.2.2. Lực cắt........................................................................................................115
13.3.2.2.1. Tính toán nội lực do các lực thành phần gây ra........................................115


13.3.2.2.2. Các tổ hợp..................................................................................................116
13.3.3.
Nội lực phần công xôn...............................................................................117
13.3.3.1. Mô men uốn...............................................................................................117
13.3.3.1.1. Tính toán nội lực do các lực thành phần gây ra........................................117
13.3.3.1.2. Các tổ hợp..................................................................................................118
13.3.3.2. Lực cắt........................................................................................................118
13.3.3.2.1. Tính toán nội lực do các lực thành phần gây ra........................................118
13.3.3.2.2. Các tổ hợp..................................................................................................119
13.3.4.
Tổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ 1..................................120
13.4.
THIẾT KẾ CỐT THÉP BẢN MẶT CẦU..................................................120
13.4.1.

Các thông số thiết kế..................................................................................120
13.4.1.1. Sơ bộ cốt thép............................................................................................120
13.4.1.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu.......................................................121
13.4.1.3. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa...........................................................121
13.4.1.4. Kiểm tra sức kháng uống của tiết diện......................................................121
13.4.2.
Tính toán cốt thép chịu mô men âm..........................................................122
13.4.2.1. Sơ bộ cốt thép............................................................................................122
13.4.2.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu.......................................................123
13.4.2.3. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa...........................................................123
13.4.2.4. Kiểm tra sức kháng uốn của tiết diện........................................................123
13.4.3.
Kiểm tra nứt thớ dưới theo TTGH SD......................................................124
13.4.4.
Kiểm tra nứt thớ trên theo TTGH SD......................................................126
13.4.5.
Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện......................................................128
13.4.5.1. Xác định bv và dv......................................................................................129
13.4.5.3. Xác định θ và β (theo 5.8.3.4)...................................................................129
13.4.5.4. Xác định Vc...............................................................................................130
13.4.6.
Cốt thép phân bố........................................................................................130
13.4.7.
Cốt thép chống co ngót..............................................................................131
CHƯƠNG 14: THIẾT KẾ DẦM CHỦ.................................................................132
14.1.
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHI TIẾT DẦM............................................132
14.1.1.
Thiết kế sườn hộp......................................................................................132
14.1.2.

Thiết kế bản đáy hộp..................................................................................133
14.1.3.
Thiết kế đường cong biên dầm..................................................................133
14.1.4.
Xác định đặc trưng hình học các mặt cắt..................................................134
14.2.
TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM LIÊN TỤC................................................137
14.2.1.
Các giai đoạn hình thành nội lực...............................................................137
14.2.1.1. Giai đoạn 1: Giai đoạn đúc hẫng cân bằng từ trụ ra giữa nhịp.................137
14.2.1.2. Giai đoạn 2: Hợp long nhịp biên...............................................................138
14.2.1.3. Giai đoạn 3: Căng cáp dương, hạ giàn giáo nhịp biên..............................139
14.2.1.4. Giai đoạn 4: Hạ gối tạm trụ P4, P5 - Dỡ xe đúc hợp long biên................139
14.2.1.5. Giai đoạn 5: Hợp long nhịp giữa...............................................................139
14.2.1.6. Giai đoạn 6: Hạ gối thật trụ P4, P5 - Dỡ xe đúc hợp long giữa................140
14.2.1.7. Giai đoạn 7: Cầu chịu tĩnh tải phần 2........................................................140
14.2.1.8. Giai đoạn 8: Cầu chịu tác dụng của hoạt tải..............................................141
14.2.1.8.1. Tải trọng làn thiết kế..................................................................................141
14.2.1.8.2. Xe tải thiết kế.............................................................................................141


14.2.1.8.3. Xe hai trục thiết kế.....................................................................................141
14.2.1.8.4. Các tổ hợp hoạt tải.....................................................................................141
14.2.2.
Mô hình hóa và phân tích kết cấu với MIDAS CIVIL.............................142
14.2.3.
Các tổ hợp tải trọng...................................................................................143
14.2.3.1. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn Cường độ I..............................................143
14.2.3.2. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn Sử dụng...................................................144
14.2.4.

Biểu đồ nội lực...........................................................................................144
14.3.
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM CHỦ.......................................................155
14.3.1.
Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu....................................................................155
14.3.1.1. Bê tông mác 500........................................................................................155
14.3.1.2. Thép cường độ cao.....................................................................................156
14.3.1.3. Thép thường...............................................................................................156
14.3.2.
Sơ bộ xác định diện tích cốt thép ƯST cần thiết.......................................157
14.4.
TÍNH LẠI ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN.........................158
14.4.1.
Giai đoạn 1.................................................................................................159
14.4.2.
Giai đoạn 2.................................................................................................159
14.4.2.1. Sau khi căng xong cáp âm tiến hành phun vữa, tiết diện làm việc kể đến
cáp âm quy đổi (giai đoạn 2a)......................................................................................159
14.4.2.2. Tiết diện được tính thêm với sự tham gia của cốt thép âm và dương quy
đổi ra bê tông (giai đoạn 2b).........................................................................................160
14.5.
TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT......................................................161
14.5.1.
Mất mát do ma sát ΔfpF (tính theo công thức 5.9.5.2.2b-1).....................161
14.5.2.
Mất mát do thiết bị neo ΔfpA....................................................................162
14.5.3.
Mất mát do co ngắn đàn hồi DfpES (theo điều 5.9.5.2.3b)......................163
14.5.4.
Mất mát do co ngót (điều 5.9.5.4.2).........................................................164

14.5.5.
Mất mát do từ biến (điều 5.9.5.4.3)...........................................................164
14.5.6.
Mất mát do chùng dão thép (điều 5.9.5.4.4)............................................165
14.5.6.1. Mất mát do dão lúc truyền lực...................................................................165
14.5.6.2. Mất mát sau khi truyền..............................................................................165
14.5.7.
Tổng hợp mất mát ứng suất.......................................................................166
14.6.
KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN...........................................................................175
14.6.1.
Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng..............................................175
14.6.1.1. Kiểm tra ứng suất trong bê tông theo điều 5.9.4.......................................175
14.6.1.2. Kiểm toán nứt trong bê tông theo điều 5.7.3.4 tiêu chuẩn 22TCN 272-05.
.......................................................................................................................................179
14.6.1.3. Biểu đồ ứng suất........................................................................................180
14.6.1.4. Kiểm tra biến dạng (5.7.3.6)......................................................................187
14.6.2.
Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ 1 (điều 5.5.4).....................187
14.6.2.1. Tiết diện 23 (tiết diện sát trụ)....................................................................188
14.6.2.1.1. Kiểm toán sức kháng uốn (điều 5.7.3.2)...................................................188
14.6.2.1.2. Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1).................................192
14.6.2.1.3. Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2).............................194
14.6.2.1.4. Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện......................................................195
14.6.2.1.5. Tính Vc, Vs................................................................................................199
14.6.2.1.6. Kiểm toán sức kháng cắt............................................................................199
14.6.2.2. Tiết diện số 8 (tiết diện giữa nhịp biên)....................................................200
14.6.2.2.1. Kiểm toán sức kháng uốn (điều 5.7.3.2)...................................................200

14.6.2.2.2.
14.6.2.2.3.
14.6.2.3.
14.6.2.3.1.
14.6.2.3.2.
14.6.2.3.3.
14.6.2.3.4.

Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1).................................201
Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2).............................202
Tiết diện số 40 (tiết diện giữa nhịp giữa)..................................................203
Kiểm toán sức kháng uốn khi tiết diện chịu Mômen dương.....................203
Kiểm toán sức kháng uốn khi tiết diện chịu Mômen âm..........................204
Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1).................................206
Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2).............................206

CHƯƠNG 15: TÍNH TOÁN TRỤ CẦU...............................................................208
15.1.
15.2.
15.2.1.
15.2.1.1.
15.2.1.2.
15.2.1.3.
15.2.2.
15.2.3.
15.2.4.
15.2.5.
15.2.5.1.
15.2.5.2.
15.2.5.3.

15.2.6.
15.2.7.
15.2.8.
15.3.
15.4.
15.5.
15.6.
15.6.1.
15.6.2.
15.6.3.
15.6.4.
15.6.5.
15.6.6.
15.7.
15.8.
15.8.1.
15.8.2.
15.8.3.
15.9.

CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤ................................................208
XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ..........................209
Tĩnh tải.......................................................................................................209
Tĩnh tải phần 1...........................................................................................209
Tĩnh tải phần 2...........................................................................................209
Tĩnh tải trụ..................................................................................................210
Hoạt tải xe thiết kế (LL)...........................................................................210
Tải trọng hãm xe (BR)...............................................................................210
Lực va tàu (CV).........................................................................................212
Tải trọng gió...............................................................................................213

Tải trọng gió ngang cầu tác động lên công trình (WS).............................213
Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)......................................................214
Tải trọng gió dọc cầu.................................................................................214
Áp lực nước (WA)....................................................................................215
Lực ma sát (FR).........................................................................................215
Hiệu ứng động đất (EQ)............................................................................216
CHỌN MẶT CẮT TÍNH TOÁN................................................................216
TỔ HỢP TẢI TRỌNG.................................................................................216
GIẢ THIẾT CỐT THÉP TRỤ....................................................................217
KIỂM TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA TRỤ.................................................218
Quy đổi tiết diện tính toán.........................................................................218
Kiểm toán độ mảnh của thân trụ...............................................................219
Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng..............................................220
Kiểm tra nứt trong bê tông........................................................................220
Kiểm toán sức kháng nén dọc trục của trụ................................................221
Sức kháng nén của trụ theo uốn hai chiều.................................................221
KIỂM TRA KÍCH THƯỚC ĐÁ TẢNG.....................................................222
KIỂM TOÁN CỌC......................................................................................223
Tính toán sức kháng của cọc.....................................................................224
Xác định nội lực tác dụng lên mỗi cọc do các tổ hợp tải trọng................224
Kiểm toán sức chịu tải của cọc..................................................................225
TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC..............................................................................225

PHẦN 4:
THIẾT KẾ THI CÔNG...........................................................................................228
CHƯƠNG 1: THI CÔNG MÓNG........................................................................229
1.1.

THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI................................................................229

1.1.1.
1.1.2.
1.1.2.1.
1.1.2.2.
1.1.2.3.
1.1.2.4.
1.1.3.
1.1.3.1.
1.1.3.2.
1.1.3.3.
1.2.
1.2.1.
1.2.2.
1.2.2.1.
1.2.2.2.
1.2.2.3.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.

Công tác chuẩn bị........................................................................................229
Công tác khoan tạo lỗ..................................................................................229
Xác định vị trí lỗ khoan...............................................................................229
Yêu cầu về gia công, chế tạo, lắp dựng ống vách.......................................229
Khoan tạo lỗ.................................................................................................230
Rửa lỗ khoan................................................................................................231
Công tác đổ bê tông cọc..............................................................................231
Đúc cọc bê tông...........................................................................................231

Kiểm tra chất lượng cọc và bê tông coc......................................................233
Phun vữa mũi cọc........................................................................................233
THI CÔNG CỌC VÁN THÉP......................................................................234
Trình tự thi công cọc ván thép.....................................................................234
Tính toán thi công vòng vây cọc ván..........................................................234
Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy..............................................................234
Xác định độ chôn sâu cọc ván thép.............................................................236
Tính toán cọc ván thép.................................................................................236
ĐÀO ĐẤT BẰNG XÓI HÚT........................................................................238
ĐỔ BÊ TÔNG BỊT ĐÁY..............................................................................238
BƠM HÚT NƯỚC.........................................................................................239
THI CÔNG ĐÀI CỌC...................................................................................239

CHƯƠNG 2: THI CÔNG TRỤ............................................................................239
2.1.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.

TRÌNH TỰ THI CÔNG.................................................................................239
TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN TRI CÔNG TRỤ...........................................240
Xác định tải trọng tính toán.........................................................................241
Tính ván lát..................................................................................................243
Tính nẹp ngang............................................................................................244
Tính thanh giằng..........................................................................................246

CHƯƠNG 3: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP........................................................247
3.1.

3.2.
3.3.
3.4.
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
3.4.5.
3.4.6.

NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẪNG........................247
TRÌNH TỰ THI CÔNG.................................................................................247
THI CÔNG KHỐI ĐỈNH TRỤ K0...............................................................248
THI CÔNG CÁC KHỐI CỦA DẦM HẪNG...............................................252
Lắp ráp xe đúc..............................................................................................252
Chỉnh cao độ ván khuôn..............................................................................254
Đổ bê tông....................................................................................................255
Luồn cáp.......................................................................................................255
Căng cáp.......................................................................................................256
Đo đạc..........................................................................................................256

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÁNH HẪNG TRONG QUÁ TRÌNH
THI CÔNG...............................................................................................................259
4.1.
4.1.1.
4.2.

SƠ ĐỒ TÍNH VÀ TẢI TRỌNG...................................................................259
Kết luận........................................................................................................260
TÍNH TOÁN THÉP NEO KHỐI ĐỈNH TRỤ..............................................260

PHẦN 1:
TỔNG QUAN DỰ ÁN

1


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU DỰ ÁN.
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.

Quốc lộ X hiện tại với tổng chiều dài 182 km là tuyến đường ven biển đồng bằng
Bắc Bộ, có ý nghĩa quan trọng về các mặt kinh tế, xã hội, chính trị, quốc phòng - an
ninh. Cầu H năm trên tuyến đường thuộc Quốc lộ X, vượt qua sông C thay cho cầu cũ
đã gần như không đáp ứng được nhu cầu về thông thương, đoạn vượt sông nằm gần
thành phố T tỉnh A. Dự án được xây dựng trên cơ sở nhu cầu thực tế là cầu nối giao
thông của tỉnh với các tỉnh lân cận và là nút giao thông trọng yếu trong việc phát triển
kinh tế vùng Y trong đó có tỉnh A.
1.2. CÁC CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN.
Quyết định số …/QĐ/GTVT ngày ... / .../ ... của Bộ trưởng Bộ GTVT về việc cho
phép tiến hành chuẩn bị đầu tư lập báo cáo NCKT xây dựng cầu H qua thành phố T
tỉnh A.
Công văn số …/GTVT-KHĐT ngày .../.../... của Bộ trưởng Bộ GTVT gửi Ban
quản lý dự án X về việc giao nhiệm vụ Chủ đầu tư và lập báo cáo NCKT xây dựng cầu
H.
Công văn số …/CĐS-QLĐS ngày ... / ... / ... của Cục đường sông Việt Nam về
việc chiều rộng tĩnh không thông thuyền của cầu H.
Thông báo số …/GTVT-KHĐT ngày .../.../... về Hội nghị thẩm định báo cáo
NCKT dự án mở rộng X.

Văn bản số …/CV-UB ngày .../.../... của Uỷ ban nhân dân tỉnh A về vị trí xây
dựng cầu H nằm trong khu vực quản lý của tỉnh, các vấn đề có liên quan.
Một số văn bản liên quan khác.
1.3. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
Dự án xây dựng cầu H qua sông C nằm trong khu vực tỉnh A nhằm nâng cao
hiệu quả giao thông trên toàn đoạn tuyến trong thời gian trước mắt và có thể tới năm
2020. Cụ thể sẽ nghiên cứư những nội dung chủ yếu sau đây:

2


+ Phân tích những quy hoach phát triển kinh tế giao thông vận tải khu vực liên
quan đến sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu.
+ Đánh giá hiện trạng các công trình hiện tại trên tuyến.
+ Lựa chọn vị trí xây dựng cầu.
+ Lựa chọn quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật và và các giải pháp kết cấu.
+ Lựa chọn giải pháp kỹ thuật và các giải pháp xây dựng.
+ Xác định tổng mức đầu tư. Phân tích hiệu quả kinh tế.
+ Kiến nghị giải pháp thực hiện và phương án đầu tư.
1.4. PHẠM VI DỰ ÁN.
Trên cơ sở qui hoạch phát triển không gian đô thị đến năm 2020. của tỉnh A nói
chung và thành phố T nói riêng, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng cầu H giới hạn
trong khu vực thành phố T.

3


CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI, MẠNG LƯỚI
GIAO THÔNG TỈNH A.
2.1. HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH A.

Tỉnh A là một tỉnh lớn của cả nước. Tuy vậy cơ sở vật chất kỹ thuật của tỉnh A
chưa phát triển. Cơ cấu kinh tế sản xuất nông nghiệp mang tính đặc trưng, sản xuất
công nghiệp chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong cơ cấu.
2.1.1. Về nông, lâm, ngư nghiệp.
Nông nghiệp tỉnh đã tăng với tốc độ ...% trong thời kỳ ....Sản xuất nông nghiệp
phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm ...% giá trị sản lượng nông nghiệp tỷ trọng
chăn nuôi chiếm khoảng ...% giá trị sản lượng.
Tỉnh cũng có diễn tích đất lâm nghiệp rất lớn thuận lợi cho trồng cây công
nghiệp và chăn nuôi gia súc.
Với bờ biển kéo dài cũng rất thuận lợi cho việc nuôi trồng và đánh bắt thuỷ hải
sản.
2.1.2. Về thương mại, du lịch và công nghiệp.
Trong những năm qua, hoạt động thương mại và du lịch bắt đầu chuyển biến tích
cực.
Tỉnh A có tiềm năng du lịch rất lớn với nhiều di tích danh lam thắng cảnh. Nếu
được đầu tư khai thác đúng mức thì sẽ trở thành nguồn lợi rất lớn.
Công nghiệp của tỉnh vẫn chưa phát triển. Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý kém,
không đủ sức cạnh tranh. Những năm gần đây tỉnh đã đầu tư xây dựng một số nhà máy
lớn về vật liệu xây dựng, mía đường…làm đầu tàu thúc đẩy các nghành công nghiệp
phát triển.
2.2. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÁC NGÀNH KINH TẾ CHỦ YẾU.
2.2.1. Nông, lâm, ngư nghiệp.
+ Về nông nghiệp:

4


Đảm bảo tốc độ tăng trưởng ổn định, đặc biệt là sản xuất lương thực đảm bảo an
toàn lương thực cho xã hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất khẩu. Tốc độ tăng
trưởng nông nghiệp phương án cao là: ..% giai đoạn 1999-2005; ..% giai đoạn 20062010; và ...% giai đoạn 2010-2020.

+ Về lâm nghiệp:
Đẩy mạnh công tác trồng cây rừng nhằm khôi phục và bảo vệ môi trường sinh
thái, cung cấp gỗ, củi.
+ Về ngư nghiệp:
Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản đặc biệt là nuôi trồng các loại
đặc sản và khai thác biển xa.
2.2.2. Công nghiệp, thương nghiệp và du lịch.
Tập trung phát triển một số ngành chủ yếu như sau:
+ Công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm, mía đường.
+ Công nghiệp cơ khí: Sữa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp,
xây dựng, sửa chữa và đóng mới tàu thuyền.
+ Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản xuất xi măng, các sản phẩm bê tông đúc
sẵn, gạch bông, tấm lợp, khai thác cát sỏi.
Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo các giá trị kim ngạch của vùng là ... triệu USD năm
2010 và ... triệu USD năm 2020. Tốc độ tăng trưởng là ...% giai đoạn, ...% giai đoạn
2006-2010 và ...% giai đoạn 2011-2020.
Tiếp tục đầu tư phát triển những địa điểm có tiềm năng phát triển du lịch thành
những diểm du lịch và giải trí. Phát triển cơ sở hạ tầng công cộng và dịch vụ tư nhân
cần thiết để thu hút khách du lịch.
2.3. ĐẶC ĐIỂM MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG.
2.3.1. Đường bộ.
Năm 2005 đường bộ tỉnh có tổng chiều dài ... km trong đó gồm đường nhựa
chiếm ...%. Đường đá đỏ: chiếm ...%. Đường đất: chiếm ...%.

5


Các huyện trong tỉnh đã có đường ôtô đi tới trung tâm. Mạng lưới đường bộ phân
bố tương đối đều, hầu hết đường sỏi đá và đường đất.
Hệ thống đường bộ vành đai biên giới và đường xương cá, đường vành đai trong

tỉnh còn thiếu, chưa liên hoàn.
Các công trình vượt sông C trên QL X. Trên tuyến hiện tại có một số cầu cũ với
khẩu độ cầu nhỏ, và toàn là cầu nhịp giản đơn chưa có cầu nhịp lớn.
2.3.2. Đường thuỷ.
Mạng lưới đường thuỷ của tỉnh A khoảng ... km (phương tiện từ 1 tấn trở lên đi
được). Hệ thống sông thường ngắn và dốc nên khả năng vận chuyển là khá khó khăn.
2.3.3. Đường sắt.
Hiện tại tỉnh A có hệ thống vận tải đường sắt Bắc Nam chạy qua.
2.3.4. Đường không.
Trong khu vực tỉnh chưa có sân bay.

6


CHƯƠNG 3: SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ.
3.1. TỔNG KẾT HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG KHU VỰC DỰ ÁN.
Cầu cũ nằm trên quốc lộ X là tuyến huyết mạch của tỉnh A để mở rộng quan hệ
với các tỉnh lân cận cũng như phát triển mạng lưới giao thông trong khu vực tỉnh. lại
nằm ở cửa ngõ Thành phố T. Cầu vượt sông có chiều dài lớn, trường hợp cầu hiện tại
có sự cố thì giao thông trên tuyến QL X sẽ bị đình trệ hoàn toàn. Cầu cũ hiện đã khai
thác được gần 30 năm với khổ cầu 2 làn xe. Do được xây dựng từ lâu mặc dù cầu cũ
có được cải tạo nâng cấp với khả năng thông xe H30, XB80 và các trụ có thể chịu
được lực va tàu thuyền nhưng đã xuống cấp trầm trọng. Hiện cầu đáp ứng không đủ
lưu lượng xe hiện nay. Đến năm 2010 đã cần phải xây dựng thêm 1 cầu mới từ 2 đến 4
làn xe với đáp ứng được yêu cầu lưu thông, và thay thế cầu cũ đã xuống cấp.
Mặt khác với quy hoạch phát triển của thành phố T thì việc để tuyến quốc lộ X đi
qua trung tâm thành phố là không hợp lý. Như vậy việc xây dựng thêm cầu H mới có
quy mô vĩnh cửu phù hợp với khả năng lưu thông là giải pháp cần thiết và cấp bách.
3.2. KẾT LUẬN VỀ Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY
DỰNG CẦU.

Việc xây dựng cầu H trên tuyến tránh QL X là rất cần thiết và cấp bách, có ý
nghĩa to lớn về phát triển kinh tế xã hội, chính trị và an ninh quốc phòng tỉnh A, khu
vực Y nói riêng và cả nưóc nói chung.
Kết luận: Cần thiết xây dựng ngay một cầu mới H.

7


CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG
CẦU.
4.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ.
Tỉnh A có diện tích khoảng 23.000km2, nằm ở trung tâm vùng kinh tế Y. Phía
Đông giáp biển Đông với 100 Km bờ biển. Phía Bắc giáp tỉnh HA, phía Nam giáp tỉnh
HB. Phía Tây giáp Lào với đường biên giới chung là 350 km, có ý nghĩa quan trọng về
kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng.
4.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH.
Địa hình tỉnh A hình thành hai vùng đặc thù: vùng đồng bằng ven biển và vùng
núi phía Tây.
Địa hình khu vực tuyến đi qua thuộc vùng đồng bằng, thuộc khu vực đường bao
thành phố T hiện tại. Tuyến cắt qua 1 số khu dân cư ví dụ như điểm hai đầu cầu H
mới, giao cắt với 1 số Tỉnh lộ và điểm cuối tuyến nối với QL X hiện hữu.
Lòng sông tại vị trí dự kiến xây dựng cầu tương đối ổn định, không có hiện
tượng xói lở lớn.
4.3. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THỦY VĂN.
4.3.1. Khí tượng.
Thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh và khô, mùa hè
nóng và mưa nhiều, thể hiện tương phản rõ rệt giữa hai mùa. Mùa đông trùng gió mùa
đông bắc kéo dài từ tháng 10 tới tháng 3 năm sau, có thời tiết lạnh ít mưa và khô. Mùa
hè trùng với gió Tây Nam kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, có thời tiết nóng ẩm và mưa
nhiều.

Nhiệt độ bình quân hàng năm là 27.5 oC. Nhiệt độ thấp nhất 10oC. Nhiệt độ cao
nhất 40.5oC.
Lượng mưa năm lớn nhất: 2500mm. Lượng mưa năm nhỏ nhất 1200mm. Lượng
mưa bình quân nhiều năm: 1980mm.
Độ ẩm lớn nhất 98%. Độ ẩm nhỏ nhất: 37%. Trung bình năm 80%.

8


4.3.2. Thuỷ văn.
Hàng năm chịu ảnh hưởng chủ yếu của thuỷ triều biển Đông với chế độ bán nhật
triều không đều.
Tình hình mưa lũ: Mùa lũ hàng năm vào trung tuần tháng 8 đến tháng 11. Ngập
lũ chủ yếu do mưa lớn ở thượng nguồn sông C.
Các số liệu tính toán thuỷ văn dùng trong thiết kế :
+ Mực nước tần suất 1%

:

H1% = +5.6 m

+ Mực nước tần suất 5%

:

H5% = +3.5 m

+ Mực nước thấp nhất

:

Hmin = +0.2 m

+ Mực nước thiết kế

:

Htk = H5% = +3.5 m

+ Mực nước thông thuyền

:

Htt = H5% = +3.5 m

+ Khẩu độ thoát nước tĩnh cần thiết :

Lo = 370 m.

4.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.
4.4.1. Đặc điểm địa chất thuỷ văn.
Kết quả quan trắc mực nước dưới đất sau khi kết thúc hố khoan 24 giờ, mực
nước này thay đổi từ 0.5 đến 2.5m. Qua thí nghiệm một số mẫu nước cho thấy nước ở
đây có khả năng ăn mòn bê tông tương đối mạnh.
Nước mặt ở đây được cung cấp chủ yếu bởi nước mưa, qua thí nghiệm một số
mẫu nước cho thấy nước có khả năng ăn mòn bê tông yếu.
4.4.2. Đặc điểm địa tầng.
Dọc theo tim cầu, tại các vị trí trụ dự kiến khoan thăm dò 1 lỗ khoan, tính chất
địa tầng từ trên xuống cụ thể như sau:
+ Lớp 1: Bùn nhão, dãy 1 m.

+ Lớp 2: Cát pha sét, dày 5.5 m.
+ Lớp 3: Cát cuội sỏi, dày 7.6 m.
+ Lớp 4: Đá ganit, rất dày

9


CHƯƠNG 5: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ
THUẬT.
5.1. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG.
5.1.1. Quy trình thiết kế.
+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22 TCN 272-05.
+ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô : TCVN 4054-2005.
+ Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm : 22 TCN 211-06.
5.1.2. Các thông số kỹ thuật.
5.1.2.1. Quy mô công trình.
+ Cầu lớn, vĩnh cửu.
+ Vận tốc thiết kế : 80 Km/h.
5.1.2.2. Tải trọng thiết kế.
+ Tải trọng HL-93.
5.1.2.3. Vật liệu.
5.1.2.3.1. Bê tông.
+ fc' = 30 MPa cho các kết cấu không ƯST.
+ fc' = 50 MPa cho các kết cấu ƯST.
+ fc' = 45 MPa cho các kết cấu tháp cầu có neo dây văng.
( fc' : cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày).
5.1.2.3.2. Thép: (5.4.3.2- 22 TCN 272 - 05).
+ Thép thường: fy= 400 MPa, Es =200000 MPa.
+ Thép cường độ cao:
- Cường độ chịu kéo: fpu=1860 MPa.

- Giới hạn chảy: fpy=0.9 x fpu (đối với thép có độ tự chùng thấp).
10


- Mô đun đàn hồi: Ep=197000 MPa.
- Thép tự chùng thấp: loại thép dự ứng lực kéo mà mất mát ứng suất do thép
tự chùng được giảm đáng kể do xử lý kéo ở nhiệt độ cao ngay trong lúc chế tạo.
5.1.2.4. Lớp phủ.
Sử dụng bê tông nhựa hạt mịn, γ =22.5 KN/m 3 .
5.1.2.5. Khổ cầu.
+ K13.5 (m).
5.1.2.6. Khổ thông thuyền.
Sông cấp 2, theo 22 TCN 272-05 :
+ Chiều cao thông thuyền : H = 9 m.
+ Chiều rộng thông thuyền : B = 60 m.
5.1.2.7. Độ dốc dọc cầu.
Theo tiêu chuẩn đường cấp 3 đồng bằng :
+ Bán kính cong đứng lồi tối thiểu : Rmin = 5000 m.
+ Độ dốc dọc tối đa imax = 4%.
5.1.2.8. Kết cấu áo đường hai đâu cầu
Kết cấu áo đường 2 đầu cầu thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22
TCN 211-06, cấu tạo kết cấu áo đường như sau :
+ 7 cm bê tông nhựa.
+ 18 cm cấp phối đá dăm loại I.
+ 36 cm cấp phối đá dăm loại II.
+ Đất đắp tiêu chuẩn.
5.2. ĐỀ XUẤT BA PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CẦU.
5.2.1. Căn cứ đề xuất phương án.
Để lập phương án kết cấu cầu cần dựa vào những điều kiện cơ bản sau :
+ Kết cấu nhịp :

11


- Phải thỏa mãn khổ thông thuyền, gần với nhịp kinh tế.
- Có khả năng định hình cao.
- Phù hợp với khả năng thi công.
+ Mố, trụ :
- Phù hợp với loại kết cấu nhịp, chiều dài nhịp.
- Đảm bảo chiều cao đất đắp trên mô.
- Đảm bảo khả năng thoát nước.
- Đảm bảo tính thẩm mỹ.
- Thuận lợi cho thi công.
+ Nền móng :
- Phù hợp với đặc điểm đại chất.
- Tính kinh tế cao.
- Thuận lợi cho thi công.
5.2.2. Phương án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 2 nhịp + cầu dẫn dầm
SUPER T 40m.
Mặt cắt dọc sông cho thấy 2 phía bờ sông rộng và khá tương đồng nhau, đồng
thời mực nươc thông thuyền cao, càng gần giữa sông càng sâu tuy nhiên độ dốc nhỏ.
Mặt cắt sông không quá dài vì vậy ta có thể tính toán và chọn phương án cầu liên tục 2
nhịp có cầu dẫn hai phía.
5.2.2.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.
+ Sơ đồ nhịp: 2x40+(70+100+70)+2x40 m.
+ Cầu chính dầm liên tục 3 nhịp (70 + 100 + 70) m. Dầm liên tục tiết diện hộp 2
thành nghiêng. Chiều cao dầm trên trụ là H = 6.0 m, giữa nhịp là h = 2.7 m, chiều cao
phần dầm đúc trên giàn giáo cố định không đổi là h = 2.7 m.
+ Cầu dẫn dầm đơn giản SUPER T: 2x40 m mỗi bên, sau khi thi công bản sẽ
được nối liên tục nhiệt. Chiều cao dầm không đổi h = 1.75 m, mặt cắt ngang gồm 6
dầm

12


+ Khẩu độ thoát nước: ΣL0 = 400 – 17.8 = 382.2> 370 m.
+ Trắc dọc cầu: toàn bộ cầu nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc không đổi trên
cầu dẫn i=4% và thay đổi đều trên cầu chính với bán kính cong đứng là R = 3002 m.
+ Chiều dài toàn cầu là L=400 m.
5.2.2.2. Các thông số cơ bản của mố, trụ.
+ Mố A0, A7: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tường thẳng, cao 5.0 m,
đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1.5 m. Bệ mố cao 2 m, theo phương
dọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5 m. Tường thân dày 1.5 m,
tường cánh dày 0.5 m, tường đỉnh dày 0.5 m.
+ Trụ cầu dẫn P1, P6: Dùng loại trụ thân đặc, chiều cao là 6 m và.Theo phương
dọc cầu trụ rộng 1.5 m, theo phương ngang cầu trụ rộng 9 m. Bệ trụ cao 2m, theo
phương dọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5 m.
+ Trụ chuyển giao giữa cầu dẫn và cầu chính P2, P5: Dùng trụ thân đặc BTCT
cao 10 m, theo phương dọc cầu rộng 2 m, theo phương ngang cầu rộng 9 m. Bệ trụ cao
2.0 m, theo phương dọc cầu rộng 7.5 m, theo phương ngang cầu rộng 16.5m.
+ Trụ cầu chính P3, P4: Dùng trụ thân đặc BTCT cao 12 m, theo phương dọc cầu
rộng 3 m, theo phương ngang cầu rộng 10.5 m. Bệ trụ cao 3 m, theo phương dọc cầu
rộng 16.5 m, theo phương ngang cầu rộng 25.5m.
5.2.2.3. Kết cấu khác.
+ Khe co giãn bằng cao su.
+ Gối cầu bằng cao su.
+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống.
+ Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm.
Lớp phòng nước 4 mm.

13

5.2.3. Phương án 2: Cầu vòm ống thép nhồi bê tông.
5.2.3.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.
+Sơ đồ nhịp: 130x3 m
+Cầu chính vòm thép nhồi bê tông 3 nhịp 130 m chiều cao đường tên vòm
f=25, f=(1/4-1/6)l
+Khẩu độ thoát nước: ΣL0 = 400-13.1=386.9 >370m
+Trắc dọc toàn cầu:cầu chính i=0%, cầu dẫn i=3.0%
+Chiều dài cầu L=390m
5.2.3.2. Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.
+ Mố A0, A3: Cấu tạo hoàn toàn giống mố A0, A3 của phương án 1 nhưng
tường thân được bố trí to ra để đảm bảo khản năng chịu lực. Mố cũng được đặt trên
nền cọc khoan nhồi với 12 cọc đường kính D = 1.5 m như phương án 1.
+Trụ vòm chính P1, P2: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột đường
kính 3m và cao 13m. Bệ trụ cao 3m, tiết diện vuông cạnh là 16.5m. Đặt trên 18 cọc
khoan nhồi đường kính 1.5m
5.2.3.3. Kết cấu khác.
+ Khe co giãn bằng cao su.
+ Gối cầu bằng cao su.
+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống.
+ Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm.
Lớp phòng nước 4 mm.
5.2.4. Phương án 3: Cầu giàn thép.
5.2.4.1. Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.
+Sơ đồ nhịp: 80+(80x3)+80m
+Chiều cao giàn h=9.5m, bề rộng 1 khoang b=8.0m

14