Lập phương án cầu UTT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN
BỘ MÔN CÔNG TRÌNH
-------  -------

HƯỚNG DẪN
LẬP PHƯƠNG ÁN CẦU

Giảng viên: Th.s Đào Đắc Lý
Phone: 0982148991
Email:
Thái Nguyên 8 -2016


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU 1
PHẦN 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ
PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
•

THIẾT KẾ SƠ BỘ:
- Đánh giá chung về điều kiện địa phương và thu thập các số liệu
- Thành lập 2 phương án sơ bộ
- Tính toán khối lượng vật liệu và giá thành 2 phương án
- Phân tích, so sánh và lựa chọn phương án thiết kế kỹ thuật

•

THIẾT KẾ KỸ THUẬT:
- Tính toán thiết kế bản mặt cầu
- Tính toán thiết kế dầm ngang và dầm dọc phụ
- Tính toán thiết kế dầm chủ

02 BẢN VẼ A1 + 01 BẢN THUYẾT MINH 50-100 TRANG A4


1.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.1.1. Giới thiệu công trình.
1.1.2. Quy trình quy phạm sử dụng.
1.1.3. Mục tiêu của dự án.
1.1.4. Sự cần thiết phải đầu tư.


Phần 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ
1.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.3. QUY MÔ – KỸ THUẬT – CẤP HẠNG CÔNG TRÌNH
CẦU
1.4. LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
1.5. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN


1.2.1. Điều kiện Địa hình
- Địa hình vị trí xây dựng cầu
- Cấp sông, khổ thông thuyên…

1.2.2. Điều kiện Địa chất
1.2.2. Điều kiện Thủy văn
- Các mực nước

1.2.3. Điều kiện Khí hậu, thời tiết

1.2.5. Điều kiện cung ứng vật liệu
1.2.6. Điều kiện dân cư, kinh tế xã hội của khu vực xây dựng cầu
1.2.7. Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư XD cầu
1.2.8. Quy mô và các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình cầu
- Quy mô, tần suất lũ thiết kế, tải trọng, khẩu độ, cấp sông, khổ
thông thuyền …


1.3. QUY Mễ K THUT CP HNG
CễNG TRèNH CU
1.3.1.V trớ cu, quy mụ, kh cu, tnh khụng thụng thuyn.
1.3.1.1 V trớ cu
-

Cầu nhỏ: L 30m. Khi đó vị trí của cầu phụ thuộc vào tuyến đờng.

-

Cầu lớn: L 100m. Khi đó tuyến đờng phụ thuộc vào cầu.

-

Cầu trung: L=30 -100m. Khi đó ta phải xem xét cả hai khả năng

1.3.1.2 Kh cu:
-

Xỏc nh kh cu theo kh tuyn tng ng: ( Xem li cỏch xỏc nh kớch thc tuyn
theo phng ngang)

+ Kh cu v kh tuyn bng nhau
+ Kh cu thu hp so vi tuyn nu khú khn

1.3.1.2 Tnh khụng thụng thuyn
- Sụng thụng thuyn : Tra theo cp sụng ng vi tiờu chun
- Sụng khụng thụng thuyn: ỏy dm cỏch mc nc 0,5m or 1,0m cu ng b


1.3. QUY MÔ – KỸ THUẬT – CẤP HẠNG
CÔNG TRÌNH CẦU
1.3.2 Tải trọng và tiêu chuẩn thiết kế.
1.3.2.1 Tải trọng thiết kế:
HL93 + PL
1.3.2.2 Tiêu chuẩn thiết kế
22 TCN 272-05


1.4.1. Phương án 1:

Yêu cầu của phương án


1.4.1. Ph
a. Xác
- Tr

ng án 1:

nh t ng chi u dài k t c u nh p:

ng h p có kh u

+ D ng kh u

thoát n

thoát n

c L0 (trên c s tính toán th y v n):

c trên m t c t sông.

+ Xác nh v trí t m d ki n: V trí hai m c n
kh u thoát n c d i c u L0.
+ T ng chi u dài k t c u nh p

t sao cho không

c tính t mép m này

c phép vi ph m vào

n mép m bên kia.

- Tr ng h p không có kh u
thoát n c L0:
i v i sông nh thu c vùng trung du và mi n
núi, dòng ch y h p và rõ r t, b d c ng: dùng ph ng án n c ng p n âu thì làm c u n
ó, v trí hai m c n t sao cho không
c phép vi ph m vào mép c a MNCN. T ng chi u dài

k t c u nh p c ng
c tính t mép m này n mép m bên kia.


1.4.1. Ph

ng án 1:

b.Ch n và b trí các nh p c u:
Xác nh v trí và kh u nh p ch :
- Nh p ch là nh p thông thuy n ho c là nh p có kh u l n nh t.
- Nh p ch
c t t i v trí ch lòng sông n c sâu nh t trong mùa c n (
c xác nh c n c
vào MNTN).
- D ng kh thông thuy n vào v trí nh p ch ta s xác nh
c kh u nh p ch . Kh u nh p
ch không
c vi ph m vào b r ng thông thuy n.
- Trong s
c u ph i b trí ít nh t m t nh p thông thuy n ( i v i sông thông thuy n). i v i
tr ng h p lòng sông có a ch t không n nh có th d ch chuy n lòng sông theo m t c t
ngang sông thì ph i b trí các nh p thông thuy n d phòng.


1.4.1. Phương án 1:
b.Chọn và bố trí các nhịp cầu:
Chọn dạng và phân chia kết cấu nhịp:

1.4.1. Ph

ng án 1:

c. Xây d ng

ng m t c u:

- C n c vào các c p thi t k c a tuy n
ng ta xác
hình h c c b n c a tuy n nh : d c d c id, bán kính
+

nh các y u t
c tr ng
ng cong ng, …

d c d c:

•

i v i c u có 1 nh p gi n

n có th l y id-=0%.

•

i v i c u nh nh p gi n

n có th l y id=1÷2%.

•

i v i c u trung và l n (d m liên t c và nh p d n gi n

•Hai nh p k nhau

d c không

c chênh qua 2%

n) có th l y i d≤5%.

xe ch y êm thu n.

+ Thông th ng t toàn b c u ho c m t ph n c a c u n m trên
ng cong
ng có bán kính R=3000÷12000m. Thông th ng l y R=5000÷6000m.
- C n c vào t ng chi u dài KCN tính t mép m bên này n mép m bên kia ã
xác nh trên thì ta có th xác nh
c
ng m t c u có th bao g m c ph n
o n th ng và o n cong tròn ho c có th ch có ph n
ng cong tròn.
- Thông th ng v i KCN gi n n, thì ta t KCN trên
ng th ng mà không c n
b trí trên
ng cong tròn
n gi n trong thi công. N u s nh p ch n thì ta có
th b trí c u có d c v hai phía t

nh tr gi a, còn n u s nh p l thì ta có
th
t nh p gi a có d c d c id=0% và các nh p biên có d c d c id=1÷2% v


Các số liệu cần thiết khi thành lập các phương án cầu
Chiều dài toàn cầu
Lo = L + Σb +ΣLn(tr) + Ln(ph) + 2x(0,65m ∼ 1,0m)
Trong đó:
L = khẩu độ cầu cần thiết (m), theo tính toán thủy văn
Σb = Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m)
Ln(tr), Ln(ph) = chiều dài của các nón đất hai đầu cầu chiếu trên MNCN (m)

Khổ gầm cầu
+ Khổ giới hạn thông thuyền đối với các sông có thông thuyền
Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kỳ 20năm (m)
Theo chiều ngang

Cấp đường sông

Theo chiều thẳng đứng (trên
toàn chiều rộng)

Cầu qua sông

Cầu qua kênh

I

80

50

10

II

60

40

9

III

50

30

7

IV

40

25

6 (thích hợp); 5 (tối thiểu)

V

25

20

3,5

VI

15

10

2,5

+ Khổ gầm cầu qua đường:
Đối với cầu vượt qua đường ô tô cấp I, II, III:
H = 5m ; B = chiều rộng đường vượt
Đối với cầu vượt qua đường địa phương:
H = 4,5m ; B = 6m.
Đối với cầu vượt đường thô sơ khác:
H = 2,5m ; B = 4m


Lập và so sánh các phương án cầu
Bước 1: Nguyên tắc phân chia nhịp cầu
- Bố trí khổ gầm cầu phù hợp
- Bảo đảm kinh tế
- Có khả năng tiêu chuẩn hóa cao các bộ phận

Bước 2: Xác định khối lượng vật liệu, giá thành phương án cầu
Bước 3: So sánh lựa chọn phương án cầu
- Giá thành dự toán
- Khối lượng vật liệu chủ yếu
- Điều kiện chế tạo và thi công
- Điều kiện khai thác
- Yêu cầu mỹ quan

Ví dụ: Thành lập các phương án cầu, cho biết sơ đồ mặt cắt ngang sông


BẢN VẼ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ


Trong phạm vi DDAMH, chỉ cần đưa ra các kích thước chi
tiết và dự tính khối lượng
1.3.1. Tính toán các hạng mục công trình
- Khối lượng kết cấu nhịp
- Khối lượng mố
- Khối lượng trụ
- Khối lượng móng (cọc)
- Khối lượng bộ phận khác

1.3.2. Thiết kế sơ bộ
1.3.3. Tổng hợp khối lượng
vật liệu
1.3.4. Phân tích đơn giá và
lập tổng dự toán

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I

ST

HẠNG MỤC VẬT LIỆU

ĐƠN VỊ

KHỐI LƯỢNG

BT dầm f'c=50Mpa

m3

1381.73

Cốt thép DƯL

T

67.39

Cốt thép thường

T

138.173

BT f'c=25Mpa

m3

20.93

4

Cốt thép thường

T

1.85

5

BT Nhựa hạt mịn

m

1886.4

Lớp Phòng Nước

T

27.6

BT f'c=30Mpa

m3

13.44

Cốt thép thường

T

1.34

BT f'c=30Mpa

m3

853.42

10

Cốt thép thường

T

85.368

11

BT f'c=30Mpa

m

532.54

12

Cốt thép thường

T

53.29

13

BT f'c=30Mpa

m

302.53

Cốt thép thường

T

20.88

BT f'c=25Mpa

m3

7.2

Cốt thép thường

T

0.56

T

KẾT CẤU

1
2

3

6
8

9

Nhịp

Lan Can Tay Vịn

Kết cấu mặt đường

Gờ chắn bánh

Mố

Trụ

Cọc khoan nhồi

14
15
16

Bản Giảm Tải

2

3

3


1.4.1. So sánh về giá thành công trình
- Sơ đồ cầu
- Tổng giá thành công trình

1.4.2. So sánh về điều kiện thi công
- Thi công kết cấu phần dưới
- Thi công kết cấu phần trên

1.4.3. So sánh về mặt khai thác, sử dụng
- Điều kiện khai thác, độ êm thuận,
- Ứng suất thứ cấp
- Điều kiện duy tu, bảo dưỡng, thay thế

1.1.4. So sánh về mặt mỹ quan
1.4.5. So sánh về yếu tốt chính trị, kinh tế, văn hóa, du lịch…
1.4.6. Kết luận

Phn 2: THIT K K THUT
(THIT K DM CA PHNG N TK K THUT)
1.1. CC IU KIN T NHIấN CA CễNG TRèNH
Vị trí cầu nên tránh đặt tại các vị trí sau: 1.
1.2. XUT
CC
PHNG
N
CU
Cầu đi
qua địa
hình thấp, địa
chấtKT
hai đầu
cầu yếu dẫn đến việc xử lý lún phức tạp và
gặp rất nhiều khó khăn. 2. Không đặt cầu
cácC
căn cứ
sự, sân
bay hoặc N S B
1.3. THITgầnK
Squân
CC
PHNG
những nơi yêu cầu phải đảm bảo an ninh
đặc biệt. 3. Không nên đặt cầu chéo với
dòng chảy

1.4. SO SNH LA CHN PHNG N

Phần 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT (TK DẦM))
1. Xác định Quy trình và Tải trọng thiết kế

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

2. Số liệu chung: Loại DẦM, bố trí trên MẶT CẮT NGANG
3. Đặc trưng VẬT LIỆU
4. Xác định CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC của dầm
5. Tính ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC từng giai đoạn
1. Các LOẠI TẢI TRỌNG tác dụng lên dầm

TẢI TRỌNG VÀ TỔ
HỢP TẢI TRỌNG

2. Xác định hệ số phân bố ngang cho hoạt tải
3. Tính NỘI LỰC do từng tải trọng tại các mặt cắt
4. TỔ HỢP tải trọng tại các mặt cắt nguy hiểm
5. Tính toán các MẤT MÁT ỨNG SUẤT thép DƯL
1. Kiểm toán dầm ở TTGH Sử dụng

KIỂM TOÁN

2. Kiểm toán dầm ở TTGH Cường độ
3. Kiểm toán dầm ở TTGH Mỏi (nếu có)