Đồ án thiết kế cầu qua sông Hữu Trạch

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU..........................................................................................................7
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG............................................................................7
1.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến.................................................................7
1.1.1 Giới thiệu chung............................................................................................7
1.1.2 Điều kiện về địa hình.....................................................................................7
1.1.3 Địa mạo.........................................................................................................7
1.1.4. Địa chất:.......................................................................................................7
1.1.5 Địa chất thuỷ văn...........................................................................................7
1.1.6 Khí hậu..........................................................................................................8
1.2 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến.....................................................................8
1.2.1. Dân cư và sự phân bố dân cư........................................................................8
1.2.2 Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội của vùng............................8
1.2.3 Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai...............9
1.3 Các điều kiện thi công.........................................................................................9
1.3.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu..............................................9
1.3.2 Điều kiện cung cấp máy móc......................................................................10
1.3.3 Điều kiện cung cấp nhân lực.......................................................................10
1.3.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt..........11
1.3.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc....................................11
1.4 Phân tích sự cần thiết phẩi đầu tư dự án.............................................................11
1.5 Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng...............................................................12
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU..............................................13
2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ..............................................................................13
2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ......................................................................................13
2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau..................................................................13
2.3.1 Phương án I.................................................................................................13
2.3.2 Phương án II................................................................................................14
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ.......................................................................................14
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC........14
3.1 Giới thiệu chung về phương án..........................................................................14

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.....................................................................15
3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu:.......................................................17
3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị:.............................................................17
3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn......................................................................17

1


3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ:............................................................................18
3.4.1 Khối lượng mố:...........................................................................................18
3.4.2 Khối lượng trụ.............................................................................................19
3.5 Tính toán số lượng cọc:.....................................................................................20
3.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên đáy bệ mố, trụ:...............................................20
3.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ:................................22
4.1 Giới thiệu chung về phương án:.........................................................................28
4.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.....................................................................29
4.2.1 Khối lượng dầm chủ và dầm ngang.............................................................29
4.2.2: Khối lượng các bộ phận trên cầu................................................................31
4.3 Tính toán khối lượng mố, trụ.............................................................................32
4.3.1 Khối lượng mố............................................................................................32
4.3.2 Khối lượng trụ.............................................................................................32
4.4 Tính toán số lượng cọc......................................................................................33
4.4.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ:..........................................................33
4.4.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ:................................34
4.4.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc:...........................................................35
CHƯƠNG 5: LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT – SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG
ÁN TỐI ƯU.................................................................................................................37
5.1 Cơ sở để lựa chọn đưa vào thiết kế kỹ thuật:.....................................................37
5.2 So sánh các phương án theo giá thành dự toán:.................................................37
5.2.1 Phương án I: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST tiết diện I gồm 5 nhịp 33m....37

5.2.2 Phương án II: Cầu dầm liên tục BTCT ƯST (50m + 70m + 50m)..............37
5.3 So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo.....................................37
5.3.1 Phương án I: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST tiết diện I gồm 5 nhịp 33m....37
5.3.2 Phương án II: Cầu dầm liên tục BTCT ƯST (50m + 70m + 50m)..............38
5.4 So sánh các phương án theo điều kiện khai thác, duy tu, bảo dưỡng.................38
5.4.1 Phương án I: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST tiết diện I gồm 5 nhịp 33m....38
5.4.2 Phương án II: Cầu dầm liên tục BTCT ƯST (50m + 70m + 50m)..............38
5.5 Kiến nghị lựa chọn phương án:..........................................................................38
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT.............................................................................40
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU...................................40
6.1 Đặc điểm cấu tạo...............................................................................................40
6.2 Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp nội lực........................................................40
6.2.1 Giai đoạn thi công đúc hẫng đối xứng các đốt qua trụ (từ đốt K0-K8)........40

2


6.2.2 Giai đoạn thi công xong đoạn sát trụ trên đà giáo, hợp long nhịp biên........41
6.2.3 Giai đoạn thi công đốt hợp long giữa nhịp giữa..........................................41
6.2.4 Giai đoạn hoàn thiện....................................................................................41
6.2.5 Giai đoạn khai thác sử dụng........................................................................41
6.3 Tải trọng tác dụng và hệ số tải trọng..................................................................41
6.3.1 Trọng lượng bản thân của các đốt dầm.(DC):..............................................41
6.3.2 Tĩnh tải giai đoạn 2......................................................................................41
6.3.3 Hoạt tải........................................................................................................41
6.3.4. Tải trọng thi công cầu chính.......................................................................41
6.3.5 Tải trọng gió đứng trên một cánh hẫng (WUP)...........................................42
6.3.6 Tải trọng co ngót từ biến.............................................................................42
6.4 Sơ đồ bố trí cáp..................................................................................................42
6.5 Kết cấu nhịp trong giai đoạn thi công................................................................42

6.5.1 Trình tự thi công cầu được thể hiện theo sơ đồ sau.....................................42
6.5.2 Các bước thi công chính..............................................................................43
6.5.3 Xây dựng cấu trúc dữ liệu cho từng giai đoạn thi công...............................44
6.5.4 Tính toán diễn biến nội lực theo công nghệ đúc hẫng cân bằng..................45
6.6 Tính toán bố trí cốt thép dự ứng lực chịu momen âm trong dầm.......................47
6.6.1 Tính toán tải trọng tác dụng trong các giai đoạn thi công............................47
6.6.5 .Tính Toán Nội lực Giai đoạn chịu hoạt tải khai thác..................................49
6.6.6 Tính toán số lượng cáp âm cho dầm chủ.....................................................52
6.6.7 Kiểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn cường độ................................54
6.6.8 Tải trọng tác dụng giai đoạn đúc đốt Ki khi căng cáp..................................60
6.7 Tính toán cốt thép dự ứng lực chịu momen dương trong giai đoạn khai thác....61
6.7.1 Tải trọng tác dụng trong giai đoạn khai thác...............................................61
6.7.2 Tính toán số lượng cáp dự ứng lực cho dầm chủ.........................................62
6.7.3 Kiểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn cường độ................................63
6.7.4 Giai đoạn hợp long nhịp biên và căng nhóm cáp nhóm 2:...........................67
6.7.5 Giai đoạn hợp long nhịp giữa và căng cáp nhóm 3:.....................................67
6.7.6 Giai đoạn thi công xong các lớp mặt cầu, lan can tay vịn............................68
6.7.7 Kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác sử dụng...........................................68
6.8 Kiểm tra ứng suất các tiết diện trong giai đoạn thi công....................................70
6.9 Kiểm tra ứng suất các tiết diện trong giai đoạn khai thác sử dụng.....................71
6.9.1 Kiểm tra ứng suất........................................................................................72
6.9.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép.......................................................................72

3


6.9.3 Kiểm toán lực cắt........................................................................................73
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TRỤ T1..............................................................................75
7.1. Cấu tạo trụ........................................................................................................75
7.2. Các tải trọng tác dụng lên trụ............................................................................75

7.2.1. Tĩnh tải kết cấu nhịp...................................................................................75
7.2.2. Tĩnh tải bản thân trụ...................................................................................75
7.2.3. Hoạt tải tác dụng lên trụ.............................................................................76
7.2.4 Lực hãm xe (BR).........................................................................................79
7.2.5 Lực ly tâm (CE)...........................................................................................79
7.2.6 Tải trọng gió (WL,WS)...............................................................................79
7.2.7 Tải trọng nước (WA)...................................................................................81
7.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn.............................82
7.3.1 Tổng hợp tải trọng tác dụng.........................................................................84
7.3.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt....................................................86
7.4 Kiểm toán các mặt cắt trụ..................................................................................87
7.4.1 Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ trụ.....................................................................87
7.4.2 Kiểm tra mặt cắt tại đáy móng.....................................................................91
7.5. Xác định sức chịu tải của cọc...........................................................................92
PHẦN III: THIẾT KẾ THI CÔNG...........................................................................100
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ CẦU.....................................................100
8.1. Đặc điểm cấu tạo trụ T1..................................................................................100
8.1.1. Các số liệu cao độ.....................................................................................101
8.1.2. Địa chất khu vực đặt trụ T1......................................................................101
8.2. Đề xuất phương án thi công trụ.......................................................................101
8.2.1. Đề xuất giải pháp thi công........................................................................101
8.2.2. So sánh lựa chọn giải pháp thi công.........................................................103
8.3. Trình tự thi công chi tiết.................................................................................104
8.4. Các công tác trong quá trình thi công trụ........................................................104
8.4.1. Công tác chuẩn bị.....................................................................................104
8.4.2. Công tác định vị tim trụ............................................................................105
8.4.3. Thi công cọc khoan nhồi..........................................................................106
8.4.4. Xây dựng vòng vây cọc ván thép..............................................................112
8.4.5. Công tác đào đất hố móng........................................................................113
8.4.6. Thi công đổ lớp bê tông bịt đáy................................................................113

8.4.7. Hút nước hố móng....................................................................................114

4


8.4.8. Thi công bệ cọc, thân trụ..........................................................................115
8.5. CÁC NỘI DUNG TÍNH TOÁN PHỤC VỤ THI CÔNG................................117
8.5.1. Tính toán chiều dày bê tông bịt đáy..........................................................117
8.5.2. Tính toán cọc ván thép..............................................................................118
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP...........................................134
9.1. Công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng..........................................................134
9.1.1. Ưu điểm....................................................................................................134
9.1.2. Nhược điểm..............................................................................................134
9.2. Trình tự thi công chi tiết.................................................................................135
9.2.1. Trình tự thi công kết cấu nhịp...................................................................135
9.2.2. Các công nghệ thi công chi tiết của từng bước thi công KCN..................136
9.3. Công nghệ căng kéo các loại cốt thép.............................................................151
9.3.1. Công tác chuẩn bị.....................................................................................151
9.3.2. Trình tự căng cáp......................................................................................151
9.3.3. Một số sự cố thường gặp trong thi công dầm và cách khắc phục.............154
9.4. Một số yêu cầu về vật liệu..............................................................................154
9.4.1. Yêu cầu kỹ thuật.......................................................................................154
9.4.2. Kiểm tra chất lượng và bảo quản..............................................................157
9.5. Nguyên lí cấu tạo và chọn loại xe đúc............................................................159
9.6. An toàn lao động.............................................................................................160
9.6.1. Khi lắp, vận hành và tháo xe đúc..............................................................160
9.6.2. Khi đổ bêtông...........................................................................................160
9.6.3. Khi căng kéo dự ứng lực..........................................................................161
9.7 Tính toán ổn định mút......................................................................................161
9.7.1 Tính toán ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công:..............................161

9.7.2 Tải trọng tác dụng:....................................................................................161
CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRỤ T1.....................................163
10.1. Trình tự thi công chung trụ T1:.....................................................................163
10.2. Trình tự thi công chi tiết trụ T1:....................................................................164
10.3. Khối lượng của từng chi tiết theo định mức 1776-2007:..............................165
10.4. Biên chế nhân công máy móc cho từng chi tiết:...........................................170
10.5. Biên chế tổ đội thi công:...............................................................................176
PHỤ LỤC 1:TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC...........................................178
I. Phương án I........................................................................................................178
II. Phương án II.....................................................................................................184

5


PHỤ LỤC II:DỰ TOÁN...........................................................................................194
Dự toán phương án I..............................................................................................194
Dự toán phương án II.............................................................................................198
PHỤ LỤC III: THIẾT KẾ DẦM CHỦ THEO PHƯƠNG DỌC CẦU......................201
III.1 Các bước thực hiện mô hình cầu bằng phần mềm Midas 7.01.......................201
III.2 Xác định nội lực của dầm và tính toán số bó cốt thép dự ứng lực:.................203
III.3 Xác định nội lực của dầm và tính toán số bó cốt thép dự ứng lực:.................208
III.4: Các biểu đồ moment và ứng suất trong các giai đoạn thi công.....................215
III.4.2 Kết quả ứng suất trong giai đoạn thi công...............................................219
III.5 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa................................................................227
III.6 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu...........................................................228
III.7 Kiểm tra lực cắt.............................................................................................229
PHỤ LỤC IV: THIẾT KẾ TRỤ T1...........................................................................231
IV.1 Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ trụ........................................................................231
IV.2 Kiểm tra mặt cắt tại đáy móng.......................................................................234
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................236

6


PHẦN MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến
1.1.1 Giới thiệu chung
Tỉnh Thừa Thiên Huế nằm ở duyên hải miền trung Việt Nam bao gồm phần đất
liền và phần lãnh hải thuộc thềm lục địa biển Đông. Phía Bắc, từ Đông sang Tây, Thừa
Thiên Huế trên đường biên dài 111,671 km tiếp giáp với các huyện Hải Lăng, Đakrông
và Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị. Từ mặt Nam, tỉnh có biên giới chung với huyện Hiên,
tỉnh Quảng Nam dài 56,66km, với huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng dài 55,82 km.
Ở phía Tây, ranh giới tỉnh (cũng là biên giới quốc gia) kéo dài từ điểm phía Bắc (ranh
giới tỉnh Thừa Thiên Huế với tỉnh Quảng Trị và nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào)
đến điểm phía Nam (ranh giới tỉnh Thừa Thiên Huế với tỉnh Quảng Nam và nước
Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào) dài 87,97km. Phía Đông, tiếp giáp với biển Đông
theo đường bờ biển dài 120km.… Trên địa bàn có nhiều khu di tích lịch sử và danh
lam thắng cảnh có thể phát triển ngành du lịch, đáp ứng nhu cầu tham quan, vui chơi
giải trí cho khách du lịch. Do đó mà hệ thống giao thông ở trên địa bàn tỉnh cần được
đầu tư xây dựng, phát triển, mở rộng để đáp ứng tốt nhu cầu đi lại của người dân đồng
thời tạo điều kiện lưu thông thuận lợi góp phần đẩy mạnh sự phát triển kinh tế của khu
vực nói riêng và của cả nước nói chung.
1.1.2 Điều kiện về địa hình
Khu vực khảo sát thuộc đới chuyển tiếp giữa kiểu địa hình đồi núi bóc mòn, dạng
địa hình này được hình thành tạo do quá trình bào mòn, xâm thực. Bề mặt địa hình bị
phân cắt tương đối mạnh bởi các nhánh sông, suối nhỏ.
1.1.3 Địa mạo
Quá trình địa mạo ở đây chủ yếu là sự xói rữa, bóc mòn bề mặt riêng của vùng
thắp dưới chân núi và vùng đồng bằng trước núi là nơi có mặt của các sản phẩm sường

tích có bề dày tăng lên rõ rệt. Thực vật phát triển khá phong phú, về phía tây, tây nam
chủ yếu là các rừng cây lấy gỗ và các đồi thấp với các loài thảo mộc hoang dại: sim
mua, tram chối và một số cây hoa màu.
1.1.4. Địa chất:
Tại thực địa tiến hành các lỗ khoan thăm dò tại vị trí các trụ cầu và hai mố cầu,
xác định cấu tạo địa chất như sau:
- Lớp 1: Á sét.
- Lớp 2: Cát hạt mịn, chặt vừa.
- Lớp 3: Cát hạt trung, chặt.
1.1.5 Địa chất thuỷ văn
Sông Hữu Trạch bắt nguồn từ vùng núi phái tây thị xã Hương Trà, chảy qua một
số thung lũng và hợp với dòng Tả Trạch tạo thành sông Hương tại ngã bà Bằng Lãng.
Mức nước lũ hàng năm ở song Hữu Trạch tương đối cao. Qua điều tra thu thập tại vị
trí dự kiến xây dựng cầu Hữu Trạch có được các mức lũ sau:
7


- MN lũ năm 1975: +7.55m.
- MN lũ năm 1999: +8.9m.
- MN lũ năm 2007: +7.4m.
- MN lũ năm 2009: +8.05m.
- MN lũ hàng năm: +6.53m.
- MN thấp nhất: -0.5m.
Trên cơ sở tài liệu đã thu thập trong khu vực và những phân tích tính toán bao gồm:
phù hợp với quy mô các công trình đã được xây dựng trên cùng dòng song Hữu Trạch,
phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05, nên lựa chọn các số liệu sau đây
làm số liệu thủy văn thiết kế cầu qua song Hữu Trạch:
- Tần suất thiết kế p= 1%.
- Cao độ đáy dầm cầu tối thiểu: +9m.
- Tĩnh không thông thuyền B=30m, H=6m.

- Khẩu độ yêu cầu: L=160m.
1.1.6 Khí hậu
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cho nên thời tiết diễn ra theo chu kỳ 4
mùa, mùa xuân mát mẽ, ấm áp; mùa hè nóng bức; mùa thu dịu và mùa đông gió rét.
Nhiệt độ trung bình cả năm 25°C. Số giờ nắng cả năm là 2000 giờ. Mùa du lịch đẹp
nhất từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau.
1.2 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến
1.2.1. Dân cư và sự phân bố dân cư
Thừa Thiên Huế có mật độ dân số bình quân là người 226,8 người/km 2. Dân cư
phân bố không đều giữa các địa phương: vùng đồng bằng với mật độ trung bình trên
250 người/ km2 trong khi ở các vùng núi, mật độ trung bình khoảng dưới 40
người/km2. Khu vực hai đầu cầu xây dựng là dân cư sống ở thôn Kim Ngọc, Thạch
Hãn, Đinh Môn, Khe Trẹm... với thành phố Huế. Thời gian gần đây khu vực đang
được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt. Cùng với sự phát triển không ngừng về kinh tế,
trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồng thời do nắm bắt kịp thời các chủ
trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùng trong mấy năm gần đây tương đối
ổn định.
Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn. Ở
gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều. Do đó trước khi thi
công phải đảm bảo được công tác đền bù giải tỏa để tạo mặt bằng thi công cầu. Trong
quá trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho khu vực
xây dựng cầu.
Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì
đáng lưu ý.
1.2.2 Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội của vùng
Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thu
nhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên. Mức sống của người dân ngày

8

càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng cao,
điều đó yêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới để giải
quyết các nhu cầu ngày càng cao của người dân.
Khu vực xây dựng cầu nằm trên đường quốc lộ 1A. Tình hình chính trị quốc
phòng của khu vực rất ổn định. Các cụm dân cư có các cán bộ tuyên truyền về chính
sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân dân, nhờ vậy mà lòng tin của nhân dân vào
đảng ngày càng tăng cao, dân chúng ngày càng yêu nước hơn.
1.2.3 Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai
Dựa vào các nguồn lực tổng hợp về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên,
kinh tế - xã hội và con người cũng như tranh thủ các nguồn đầu tư trong và ngoài
nước, trong thời gian tới Thừa Thiên Huế tiếp tục đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế
trên cơ sở định hướng phát triển chung của tỉnh:
- Tiếp tục chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng giảm dần tỷ trọng khu vực I, tăng
dần tỷ trọng khu vực II và III.
- Phát triển nông -lâm-ngư nghiệp dựa vào thế mạnh của tỉnh, khai thác lợi thế của
vùng đầm phá ven biển, vùng gò đồi miền núi để mở rộng vững chắc phát triển nuôi
trồng thủy sản, vùng trồng rừng, vùng trồng cây công nghiệp.
- Tập trung phát triển công nhiệp, đặc biệt là các ngành công nghiệp quan trọng
trong nền kinh tế của tỉnh: Công nghiệp chế biến thực phẩm, đồ uống, công nghiệp dệt
may, công nghiệp vật liệu xây dựng, từng bước phát triển các cơ sở công nghiệp kỹ
thuật cao.
- Phát triển du lịch, dịch vụ trên cơ sở khai thác những thế mạnh về tài nguyên du
lịch tự nhiên và nhân văn, tạo động lực cho sự phát triển các ngành kinh tế khác trên
địa bàn tỉnh.
- Kết hợp các nguồn lực từ trung ương, nguồn lực tại chỗ, trong dân và các nguồn
lực khác để đẩy nhanh tốc độ phát triển cơ sở hạ tầng về mạng lưới giao thông, điện,
cấp thoát nước độ thị và đặc biệt là các công trình thủy lợi để tạo khả năng tăng tưởng
nhanh cho nền kinh tế.
1.3 Các điều kiện thi công

1.3.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu
Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận
lợi:
+ Đá: Mỏ đá Ga Lôi tại Thôn Hải Cát, Xã Hương Thọ, Huyện Hương Trà, Tỉnh
Thừa Thiên Huế, nằm trong vùng đồi thấp, phía Bắc giáp khe Năcno, phía Nam giáp
khe Thương, phía Đông giáp sông Hương, phía Tây giáp đường quốc lộ 1.
Mỏ có vị trí thuận tiện về giao thông, cả đường thủy và đường bộ, thuận lợi cho việc
khai thác và tiêu thụ sản phẩm. Sản phẩm của mỏ chủ yếu phục vụ cho thị trường xây
dựng trong thành phố, các vùng lân cận và các dự án lớn trên địa bàn nên việc vận
chuyển sản phẩm tới nơi tiêu thụ rất thuận tiện.

9


Đá tại mỏ đá Ga Lôi thuộc nhóm đá Granit có chất lượng cao, có khả năng chịu được
các lực nén, kéo mài mòn, và đập rất lớn phù hợp với các công trình xây dựng giao
thông, thủy lợi và dân dụng đòi hỏi khắt khe về độ bền.
- Trữ lượng mỏ: 1.800.000m3 đá nguyên khai
- Chủng loại và chất lượng sản phẩm:
Đá nguyên khai từ mỏ đá Ga Lôi của Công ty có thể được chế biến theo các quy cách
sản phẩm như sau:
Các sản phẩm đá xây dựng
Tên sản phẩm

Kích thước

Đá hộc
Dăm nghiền 1x2
Dăm nghiền 2x4
Dăm nghiền 4x6

Đá cấp phối 0x37
Đá cấp phối 0x25

D max= 250mm
D max = 20mm
D max = 40mm
D max = 60mm
D max = 37mm
D max = 25mm
Cộng

Độ rỗng (%)
49,07
49,07

Khối lượng Sản lượng
thể tích
(m3/năm)
1,25
40.000
1,37
30.000
1,37
20.000
30.000
15.000
10.000
145.000

+ Cát: Dọc bờ sông Hương thuộc địa phận xã Hương Thọ, thị xã Hương Trà cát

sau khi được hút từ lòng sông được tập kết ở các bãi ven sông rồi vận chuyển bằng xe
tải cỡ lớn đến vị trí thi công.
+ Xi măng: Trên địa bàn tỉnh có nhiều công ty sản xuất xi măng: công ty TNHH
Ximang Luks, nhà máy XM Đồng Lâm…Nhưng để thuận lợi cho đường vận chuyển,
nhà thầu thi công chọn XM Luks nằm trong địa bàn thị xã để thi công, XM được vận
chuyển bằng đường bộ đến vị trí thi công.
+ Đất đắp: Được khai thác ở vùng chân núi thấp, nằm sát địa phận xã Hương Thọ,
sau đó được vận chuyển bằng xe tải tới vị trí thi công.
1.3.2 Điều kiện cung cấp máy móc
Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc phục vụ cho việc thi công cầu như:
Máy khoan cọc nhồi, cần cẩu, máy đào, máy ủi, ôtô vận chuyển bê tông, máy bơm bê
tông, máy đầm bê tông và các loại máy móc cần thiết khác. Đảm bảo quá trình thi
công được tiến hành đồng bộ và liên tục, đảm bảo được tiến độ thi công.
1.3.3 Điều kiện cung cấp nhân lực
Khu vực có số lượng người dân nằm trong độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn.
Người dân có tính cần cù, chịu khó, ham học hỏi và được đào tạo khá tốt, có khả năng
tiếp nhận nhanh các tiến bộ khoa học kỹ thuật. Đây là một trong thế mạnh, là nguồn
lực quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội.
Phía thi công có đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, có khả năng
làm việc trong môi trường khắc nghiệt của thời tiết với năng suất cao.

10


Đội ngũ công nhân đã từng đi thi công nhiều công trình, đã có nhiều kinh nghiệm
trong công việc, làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết.
Đơn vị thi công đã có đầy đủ các thiết bị, phụ tùng cần thiết cho việc sửa chữa,
bảo quản máy móc trong quá trình thi công.
Khi gặp trục trặc, sự cố thì với đội ngũ công nhân có tay nghề đã được đào tạo
bài bản có thể sửa chữa tại công trường trong một thời gian ngắn, và sẽ không làm

gián đoạn quá trình thi công.
1.3.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt
Đơn vị thi công cung cấp đầy đủ các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt của anh em
công nhân và các cán bộ kỹ thuật trên công trường. Đảm bảo sự quan tâm tốt đến sức
khoẻ công nhân để hoàn thành công trình đúng thời hạn.
Các nhu yếu phẩm này có thể được mua tại các chợ hoặc tại các quán hàng kinh
doanh gần trên địa bàn thi công.
Địa phương mà tuyến đi qua đã có điện lưới quốc gia rất ổn định đảm bảo cung
cấp đầy đủ cho các loại máy móc chạy bằng điện và đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu
cầu sinh hoạt của anh em công nhân tại công trường.
Nguồn nhiên liệu chủ yếu cung cấp cho các loại máy móc là xăng, dầu Diezen
được mua và vận chuyển tại các kho xăng dầu lớn trong khu vực bất cứ thời gian nào
khi cần.
1.3.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc
Tình hình phát triển y tế: nhờ được đầu tư của trung ương và địa phương, cùng
với việc nâng cao đời sống, ngành y tế đã có những bước phát triển nhanh. Bệnh viện
Trung ương Huế và các bệnh viện mới được xây dựng trên qui mô lớn hiện đại không
những phục vụ khá tốt cho người dân của tỉnh mà còn phục vụ cho các tỉnh trong cả
nước. Các cơ sở y tế phát triển đến tận tuyến xã, phường, mỗi huyện đều có bệnh viện
đã nâng cao khả năng chữa bệnh và chăm sóc sức khoẻ cho người dân tại chỗ có hiệu
quả rõ rệt.
Khu vực tuyến đi qua đã có mạng lưới điện thoại rất phát triển và ổn định. Các
mạng điện thoại không dây được phủ sóng trên toàn khu vực với chất lượng phủ sóng
tốt và hầu như không gặp trở ngại gì. Chính vì vậy mà tại công trường có thể lắp đặt
điện thoại và các cán bộ, công nhân có thể sử dụng điện thoại di động tại công trường
phục vụ cho việc liên lạc giữa các tổ đội, các bộ phận thi công dể dàng, thuận lợi để
quá trình thi công có thể diễn ra một cách cơ động, nhanh chóng và chính xác.
1.4 Phân tích sự cần thiết phẩi đầu tư dự án
Tỉnh Thừa Thiên Huế đang phấn đấu xây dựng sớm trở thành thành phố trực
thuộc Trung ương, là trung tâm của khu vực miền Trung và một trong những trung tâm

lớn, đặc sắc của cả nước về văn hóa, du lịch, khoa học – công nghệ, y tế chuyên sâu,
giáo dục – đào tạo đa ngành, đa lĩnh vực, chất lượng cao. Phấn đấu đến năm 2020,
Thừa Thiên Huế xứng tầm là trung tâm đô thị cấp quốc gia, khu vực và quốc tế, một
trong những trung tâm kinh tế, văn hóa, khoa học – công nghệ, y tế, đào tạo lớn của cả

11


nước và khu vực các nước Đông Nam Châu Á; có quốc phòng, an ninh được tăng
cường, chính trị - xã hội ổn định, vững chắc; đời sống vật chất và tinh thần của nhân
dân không ngừng được cải thiện.
Cầu bắc qua sông Hữu Trạch là cầu nối quan trọng giữa khu vực dân cư sinh sống
ở các thôn Kim Ngọc, Thạch Hãn, Đinh Môn, Khe Trẹm… với thành phố Huế, hiên
nay các thôn này đang bị cô lập bởi nhánh sông Hữu Trạch và Tả Trạch, việc đi lại của
người dân chủ yếu bằng thuyền.
Như vậy việc xây dựng cầu là rất cần thiết và cấp bách có ý nghĩa to lớn trong
việc phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng. Cầu xây dựng sẽ vừa giải quyết
nhiều vấn đề giao thông đi lại trong khu vực và cả nước, vừa góp phần hoàn thiện cơ
sở hạ tầng giao thông, nhằm thúc đẩy đầu tư, đưa nền kinh tế của các khu vực hai bên
cầu nói riêng và cả nước nói chung ngày càng phát triển.
1.5 Qui mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng
- Qui mô: cầu được xây dựng với qui mô vĩnh cửu.
- Tải trọng thiết kế: Tải trọng HL93
- Khổ cầu: K=11m
- Tĩnh không thông thuyền: Công trình qua sông cấp IV nên có tĩnh không thông
thuyền:
+ Chiều cao thông thuyền H=6m (tính từ mực nước thông thuyền).
+ Khoang thông thuyền B=30m.
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22TCN272-05.
- Các tiêu chuẩn hiện hành khác

12


CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ
- Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước công nghệ thi công cầu ngày càng
phát triển mạnh mẽ, việc áp dụng các công nghệ thi công hiện đại vào các công trình
cầu không còn là một vấn đề quá lớn. Tuy nhiên việc áp dụng công nghệ thi công còn
phụ thuộc vào tình hình khu vực và điều kiện thi công.
- Cầu bắc qua sông Hữu Trạch rộng với các đặc trưng khu vực xây dựng cầu như
đã nêu trên thì có thể thực hiện với nhiều phương án cầu, kết cấu khác nhau. Mặt khác
giữa các công nghệ thi công không có công nghệ nào là tối ưu toàn bộ mà chỉ có công
nghệ này tối ưu và khả thi hơn công nghệ kia mà thôi.
- Việc đưa ra các phương án kết cấu ngoài mục đích phải đảm bảo hợp lý về mặt
kết cấu, tính thẩm mỹ của công trình thì một vấn đề hết sức quan trọng nữa là tính kinh
tế của công trình và phù hợp với khả năng của các đơn vị thi công.
- Trên cơ sở đó ta đề xuất kết cấu thượng bộ của 2 phương án là cầu đơn giản
dầm I thi công bằng cẩu lắp. Và cầu liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân
bằng.
2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ
- Kết cấu hạ bộ của 2 phương án cầu cũng được đề xuất với kết cấu trụ đặc.
- Sử dụng mố chữ U bê tông cốt thép và dùng loại cọc khoan nhồi để tăng cường
sức chịu tải khi chịu tải trọng lớn từ kết cấu thượng bộ. Mặt dù cấu tạo trụ cầu và một
số bộ phận hơi phức tạp, thi công tương đối khó khăn nhưng với ưu điểm nổi trội là
tăng vẽ mỹ quan cho công trình cầu.
2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau
2.3.1 Phương án I
Cầu đơn giản dầm I bằng BTCT DƯL 5 nhịp: 5×33m. Độ dốc dọc cầu là 2%.
Tổng chiều dài L = 160m, Ltto = 156,8m

L0tt − L0 yc
L0

yc

=

156,8 − 160
.100% = 2, 0% < 5% ⇒ thoả mãn yêu cầu
160

2.3.1.1 Kết cấu thượng bộ
+ Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp giản đơn 5 nhịp. Mặt cắt ngang dầm là dạng I gồm 6
dầm, chiều dài mỗi nhịp là Lnhịp = 33m, tổng chiều dài cầu = 165,2 m.
+ Dầm dài 33m, chiều cao dầm 1,6m.
+ Trụ lan can tay vịn bằng BTCT, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm.
+ Các lớp mặt cầu: Lớp bê tông nhựa hạt mịn dày 7cm.
Lớp phòng nước dày 0,5cm.
+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản.
+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm.
2.3.1.2 Kết cấu hạ bộ
+ Trụ cầu bằng BTCT f'c = 30 Mpa.
+ Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30 Mpa.
13


+ Cọc khoan nhồi BTCT f'c = 30 Mpa, đường kính cọc là D=120cm.
- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:
+ Thi công bán lắp ghép, dầm I được thi công theo công nghệ cẩu lắp.
+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ.
+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi.
2.3.2 Phương án II
Cầu dầm liên tục BTCT DƯL 3 nhịp : 50 + 70 + 50m = 170m, Ltto = 165,1 m
L0tt − L0 yc
L0

yc

=

165,1 − 160
.100% = 3,19% < 5% ⇒ thoả mãn yêu cầu
1600

2.3.2.1 Kết cấu thượng bộ
+ Cầu dầm liên tục BTCT DƯL 3 nhịp f'c = 40Mpa: 50 + 70 + 50m = 170m.
+ Mặt cắt ngang dạng dầm hộp gồm 1 hộp hai vách xiên chiều rộng 12,5m, chiều cao
dầm chủ tại trụ chính là 4,2m và tại mút đầu dầm là 2,1m.
+ Trụ lan can tay vịn bằng BTCT, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm.
+ Các lớp mặt cầu: Lớp bê tông nhựa dày 7
Lớp phòng nước dày 0,5cm.
+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản.
+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm.
2.3.2.2 Kết cấu hạ bộ
+ Trụ và mố cầu bằng BTCT f'c = 30Mpa.
+ Phần móng trụ cầu sử dụng cọc khoan nhồi BTCT f'c = 30Mpa, D = 120cm.
- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:
+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng qua tim trụ.
+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ.

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ.
+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi.

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT ỨNG
SUẤT TRƯỚC
3.1 Giới thiệu chung về phương án
Kết cấu nhịp cầu dầm I bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp đơn giản gồm 5
nhịp 33m. Mặt cắt ngang dầm là dạng I.
14


Một nhịp có 3 dầm ngang đặt ở hai đầu nhịp và giữa nhịp. Gồm 6 dầm chủ cao
1,6m khoảng cách hai dầm chủ là 2m, phần hẫng 1,25m. Bản mặt cầu dày 20cm.
50

33000

50

33000

16500

1500
MNTT +2.5m

2000

1600

1600

MNTN -0.5m
6000

2000

+1.2m

6000

-3.95m

2000

6000

+9.0m
2000

9500

500

+8.55
2000

8500

6000

2000
2000

II
MNCN +5.1m
+7.34m

1500

II
6000

-4.5m

Hình 3.1 ½ chính diện cầu

8500/2

1250.0

250.00

8500/2

2%

2%

1250.0
250.0
500.0

1250.0

2000.0

1000.0

1000.0

1000.0

3500.0

1000.0

6250.0

2650.0

2000.0

6250.0

3600.0

3600.0

CHÁN KHAY BÃTÄNG15MPa
DÀM SAÛ
N ÂÃÛ
M DAÌY 10cm

500.0

100.0

2000

1000.0

9500

2750.0

2000.0

6000

750 750

560

610

12500.0

2650.0

Hình 3.2 Mặt cắt ngang cầu
3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp
Chiều cao dầm chủ 1,6m. Gồm 6 dầm chủ, mỗi dầm đặt cách nhau 2m. Tại các
vị trí hai đầu và ở giữa dầm chủ có bố trí các dầm ngang. Các tấm đan được đặt trên
khe của dầm chủ để đổ bản mặt cầu sau này.

15


90

10

8

13

70

160
20

25

20

71

71

Hình 3.3: Mặt cắt ngang dầm I tại giữa nhịp và tại gối

1600

16000

2000

1000
Hình 3.4: ½ Chính diện dầm

00
10

80

1300
Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan
1100

1520

1200
840

130

350

100

1100

1800
1290
Hình 3.6: Dầm ngang tại giữa nhịp và tại gối
- Diện tích mặt cắt ngang của dầm chủ
A1 = 0,6645 (m2)
A2 = 1,1625 (m2)
- Thể tích 1 dầm chủ: V = 1,1625.4 + 0,9135.2 + 0,6645.27 = 24,42 (m3)
- Diện tích mặt cắt dọc của dầm ngang:
Tại gối:
A1 = 1,9335 (m2)
16


Tại giữa nhịp: A2 = 2,0125 (m2)
- Diện tích mặt cắt ngang của bản mặt cầu:
A = 2,5 (m2)
- Khối lượng của một nhịp 33m được tính như sau:
Bảng 3.1: Khối lượng bê tông 1 nhịp 33m
Thể
Tính cho 1 nhịp 34m
tích bê
Số
Trọng
Thể
Trọng
Hàm lượng

Bộ phận
tông 1 lượng
lượng
bêtông
lượng bê
thép
dầm
(dầm)
thép
(m3)
tông (kN)
(kN/m3)
3
(m )
(kN)
Dầm chủ
24,42
6
146,52
3516,48
1,0
146,52
D.Ngiữa nhịp 0,403
5
2,015
48,36
1,0
2,015
D.N tại gối
0,387

10
3,87
92,88
1,0
3,87
Tấm đan
0,104
165
17,16
411,84
1,0
17,16
Bản mặt cầu
82,5
1
82,5
1980
1,0
82.5
Tổng cộng
DC = 6301,63 (kN)
Vậy ta có DC = 190,96 (kN/m)
3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu:
3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị:
+ Khối lượng của cột đèn đường:
Theo đặc tính kĩ thuật do công ty cung cấp đèn thì khối lượng của 1 cột đèn
đường (đã cộng các chi tiết trang trí) là: 0,89 (T/cột) = 8,9 (kN/cột)
Toàn cầu có 22 bộ đèn đường ta qui thành tải trọng phân bố đều.
Bảng 3.2: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị
Bộ phận

Cách tính
Trọng lượng (kN/m)
δ.B.γ = 0,07.12.23
Lớp BTN dày 7 cm
19,32
Lớp phòng nước dày 0,5 δ.B.γ = 0,005.12.15
0,9
22 Cột đèn đường
(8,9.22)/(5.33)
1,19
Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị: DW = 19,32 + 0,9 + 1,19 = 21,41 (kN/m)
3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn

175

135

D=10,daø
y 4 mm

250

560

610

200.00

Hình 3.7: Cấu tạo lan can
Thể tích ống thép đường kính 10cm dày 4mm dài 33m:

V = 3,14.(0,052-0,032).33 = 0,166 (m3)
17


Thể tích 1 cột lan can bằng bê tông cốt thép:
V = 0,08.0,2 = 0,016 (m3)
Thể tích 1 bệ lan can bằng bê tông cốt thép dài 34m:
V = 0,24.33 = 7,92 (m3)
Bảng 3.3: Khối lượng lan can tay vịn cho 1 nhịp 33m
Hàm
Trọng Trọng
S
Thể
Thể tích
Số
lượng
lượng lượng
T Hạng mục tích
trên 1
lượng
thép
thép
bê tông
T
(m3)
nhịp (m3)
3
(kN/m ) (kN)
(kN)
1 Tay vịn

0,166
4
0,664
52,12
2 Cột lan can 0,016
32
0,512
1,0
0,512
12,29
3 Bệ lan can 7,92
2
15,84
1,0
15,84
380,16
Tổng cộng:
Vậy DW2 = 13,967 (kN/m)
3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ:
3.4.1 Khối lượng mố:
6000

Trọng
lượng trên
1m
dài
(kN/m)
1,579
0,388
12

13,967

2300

6000

2000 2000

380

340

1000

300

3700

2300

2000

500

3700

600

2000

2000

400

1250

12500

Hình 3.8: Cấu tạo mố trái và mố phải
Bảng 3.4: Thể tích các bộ phận của mố cầu
Thể tích
Số
(m3)
lượng
Tường cánh
A = 28,5 m2
11,4
2
Thân mố
12,5
1,5
3,7
69,375
1
Tường đỉnh
12,5
0,4
2,3
11,5
1

Bệ móng
12,5
6
2
150
1
Bản quá độ
3
2,8
0,2
1,68
4
Đá kê gối
1
1
0,6
0,3
0,18
2
Đá kê gối
2
1
0,6
0,34
0,204
2
Đá kê gối
3
1
0,6

0,38
0,228
2
Bảng 3.5: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép 1 mố
Tên cấu kiện

S
T
T

Dài (m)

Tên cấu kiện

Thể
tích
(m3)

Rộng (m)

Hàm lượng
thép
(kN/m3)

Cao (m)

Trọng
lượng
thép (KN)

Trọng lượng
bêtông (KN)

Tổng thể
tích (m3)
22,8
69,375
11,5
150
6,72
0,36
0,408
0,456
Tổng trọng
lượng (kN)

18


547,2
1665
276
3600
161,28
10,08
11,42
12,77

570
1734,38

287,5
3750
168
10,44
11,83
13,23
6545,38

380

600

340

22,8
69,375
11,5
150
6,72
0,36
0,408
0,456

750

2000

1,0
1,0
1,0

1,0
1,0
1,0
1,0
1,0

300

1 Tường cánh
22,8
2 Thân mố
69,375
3 Tường đỉnh
11,5
4 Bệ móng
150
5 Bản quá độ
6,72
6 Đá kê gối 1
0,36
7 Đá kê gối 2
0,408
8 Đá kê gối 3
0,456
Tổng
3.4.2 Khối lượng trụ

1000

1000

1500

2750

H

800

1600
2000

7000

6000

12500

Hình 3.9: Cấu tạo trụ cầu
Cấu tạo 4 trụ tương tự nhau, ngoại trừ chiều cao của thân trụ là khác nhau:
Chiều cao thân trụ T1 và T4 là 8,5m
Chiều cao thân trụ T2 và T3 là 9,5m
Bảng 3.6: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ T1, T4
Diện
Chiều
Thể
Hàm lượng
Trọng
Tên cấu
Trọng lượng

tích
cao,
tích
thép
lượng
kiện
bê tông (KN)
(m2)
rộng (m)
(m3)
(kN/m3)
thép (kN)
Xà mũ
16,688
2
33,38
1,0
33,38
801,12
Thân trụ
10,65
8,5
89,25
1,0
89,25
2142
Bệ móng
75
2
150

1,0
150
3600
Đá tảng 1
2,400
0,3
0,72
1,0
0,72
17,28
Đá tảng 2
2,400
0,34
0,816
1,0
0,816
19,584
Đá tảng 3
2,400
0,38
0,912
1,0
0,912
21,888
Trọng lượng trụ T1, T4: 6876,42 kN
Bảng 3.7: Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ T2, T3
Diện
Chiều
Hàm lượng Trọng
Thể tích

Trọng lượng
Tên cấu kiện
tích
cao,
thép lượng
3
(m )
bê tông (KN)
(m2)
rộng (m)
(kN/m3)
thép (kN)
Xà mũ
16,688
2
33,38
1,0
33,38
801,12
19


Thân trụ
10,65
9,5
99,75
1,0
Bệ móng
75
2

150
1,0
Đá tảng 1
2,400
0,3
0,72
1,0
Đá tảng 2
2,400
0,34
0,816
1,0
Đá tảng 3
2,400
0,38
0,912
1,0
Trọng lượng trụ T2, T3: 7139,45 kN
3.5 Tính toán số lượng cọc:
3.5.1 Áp lực lớn nhất tác dụng lên đáy bệ mố, trụ:
Lực thẳng đứng tính toán tác dụng lên mố ,trụ:

99,75
150
0,72
0,816
0,912

2394
3600

17,28
19,584
21,888

AP = 1,25.DCbt + Rtt

Trong đó:
DCbt - Trọng lượng bản thân mố, trụ (kN)
Rtt - Lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn 1, 2 và hoạt tải tác dụng lên (kN)
Rtt = Rkcn + Rht
Rkcn = ( 1,25.DC + 1,5.DW ).Σω
Rht = 1,75.n.m[(1+IM).ΣPiyi + 9,3.Σω+]+1,75.2.T.PL. Σω+
Trong đó:
DC: Trọng lượng kết cấu nhịp phân bố đều trên một mét dài.
DW: Tĩnh tải giai đoạn hai phân bố đều trên một mét dài.
IM - Hệ số xung kích; (1+IM) = 1,25
n - Số làn xe, n =

B 11,5
=
= 3,3 , vậy n =3.
W 3,5

m - Hệ số làn xe; m = 0,85
Pi - Tải trọng trục bánh xe
yi - Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng
T: Bề rộng người đi, T = 1,25m
qL : Tải trọng đoàn người, qL = 3 KN/m2
Σω+ - Diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải (phần dương)
Σω - Tổng diện tích đah áp lực lên mố, trụ

Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi được thể hiện ở hình 3.10
Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi được thể hiện ở hình 3.11

20


Ltt=32.4 m

145

35

4.3
145

4.3

9.3kN/m

0.867

1

0.735

dah RM

110

110

1.2
9.3kN/m
dah RM

1
0.963

Hình 3.10: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi

Ltt=32.4 m

Ltt=32.4 m

145

145

35

4.3 4.3
9.3kN/m
dah RT
0.867

1

0.867
110

110

1.2

9.3kN/m
dah RT

1
0.963

0.735
0.867

1

0.537

145

145

4.3 4.3
35

145

145

35

4.3 4.3

9.3kN/m

0.272
0.404

dah RT

21


Hình 3.11: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi
Bảng 3.8 áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố trụ
Xe tải thiết kế
Xe hai trục thiết kế
Hai xe cách 15m
Cấu
+
+
Σω ΣPiyi
Σω ΣPiyi
Σω+ ΣPiyi
Rht
Rht
Rht
kiện
2
2
2

(m ) (kN)
(kN)
(m ) (kN)
(kN)
(m ) (kN)
(kN)
Mố 16,2 296,4 2325,68 16,2 215,93 1867,97 Trụ 32,4 301,06 3027,00 32,4 215,93 2549,13 32,4 413,26 3284,87
Rht = 1,75.n.m[(1+IM).ΣPiyi + 9,3.Σω+]+1,75 2.T.PL. Σω+ (2 xe cách nhau 15m lấy
90%)
Bảng 3.9 Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu
ω
DC
DW
Rkcn
DCbt
Rht
Rtt
Ap
Mố/Trụ
2
(Kn/m) (kN/m) (kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(m ) (kN)
Mố trái 190,96 35,38
6545,38 16,2 4726,67 2325,68 7052,35 15234,08
190,96 35,38
Trụ 1
6876,42 32,4 9453,35 3284,87 12738,22 21333,75

190,96 35,38
Trụ 2
7139,45 32,4 9453,35 3284,87 12738,22 21662,53
190,96 35,38
Trụ 3
7139,45 32,4 9453,35 3284,87 12738,22 21662,53
190,96 35,38
Trụ 4
6876,42 32,4 9453,35 3284,87 12738,22 21333,75
Mố
190,96 35,38
6545,38 16,2
2325,68
phải
4726,67
7052,35 15234,08
3.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ:
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
Ptt = min{Qr, Pr}
3.5.2.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Sức kháng dọc trục danh định:
Pn = β.[0,85.f’c.(Ap-Ast) +fy.Ast]
Trong đó:
β – Hệ số triết giảm β=0,85
f’c - Cường độ chịu nén của BT cọc (MPa), f’c = 30MPa
Ap - Diện tích mũi cọc (mm2), Ap = 1130973mm2
Ast - Diện tích cốt thép chủ (mm2), dùng 16N025: Ast = 7980 (mm2)
fy - Giới hạn chảy của cốt thép chủ (MPa), fy = 420MPa
Thay vào ta được:
Pn = 0,75.0,85[0,85.30.(1130973-7980)+420.7980]

= 27189733 (N) = 27189,733 (kN)
Sức kháng dọc trục tính toán:
Pr =∅.Pn
Với ∅ - Hệ số sức kháng (∅=0,75)
Pr = 0,75.27189,733 = 20392 (kN)
3.5.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Cọc khoan nhồi đường kính 120cm.

22


lớp 1

1544

TRUÛ 2

Lớp 1
3641

2567

Lớp 2

lớp 3

TRUÛ 1

4450

1 1
Lớp

lớp 2

Lớp 2

14533

lớp 3

14348

12706

lớp 3

4306

lớp 2

MÄÚ A

3113 2354

lớp 1

Lớp 1

4500

lớp 2

1949

lớp 1

3703

4367 2927

Các lớp đất gồm có : + lớp 1: Á sét
+ lớp 2: Cát hạt mịn, chặt vừa
+ lớp 3: Cát hạt trung,chặt (dày vô cùng)

Lớp 2

Lớp3

TRUÛ 3

11194

14815

12983

Lớp 3
Lớp 3

TRUÛ 4

MÄÚ B

Hình 3.12. Độ sâu cọc xuyên qua các lớp đất tại mố MA, trụ T1, T2, T3 và T4, mố MB
Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền.
Qr = Q s + Q p
Trong đó: Qf : Sức kháng bên Qs = u × Σfi × ∆zi
fi : Ma sát bên đơn vị cực hạn của cọc.
u : Chu vi thân cọc.
u × ∆zi : Diện tích xung quanh của đoạn phân tố cọc.
23


QP : Sức kháng mũi QP = qP × Ap.
qP : Sức kháng mũi đơn vị cực hạn của cọc.
Ac : Tiết diện ngang mũi cọc.
Bảng 3.10 Dự báo sức chịu tải từ thí nghiệm SPT cho mố MA
SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM SPT
(1)
(2)
(3)
(4)
Z(m)
N(số nhát búa) N60
LỚP ĐẤT
2,927
8
Á sét
6

4,427
14
11
Cát hạt mịn,
5,927
20
16
chặt vừa
7,294
26
20
8,794
34
27
10,294
36
29
11,794
38
30
13,294
40
32
Cát hạt trung,
14,794
42
34
chặt
16,294
44

35
17,794
46
37
18,794
48
38
20,00
50
40
Sức kháng bên
Với đất dính:
Sức kháng bên đơn vị danh định cho cọc khoan trong đất dính, chịu tải trọng dưới điều
kiện tải trọng không thoát nước có thể tính như sau:

qs = α .Su
Với:
α = hệ số dính bám , lấy theo bảng 10.8.3.3.1-1 (Tùy theo giá trị của Su ).

Su = Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình.
Su được xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường.
Su = 0,006N60 = 0,006.

N .Eh
60

Eh : năng lượng hữu ích, 30 – 80%, chọn Eh = 50% .
qs (Mpa)
Z (m) N60 Su (Mpa) α

u (m)

l (m)

Qs (KN)

2,927 6
0,036
0,55 0,020
3,77 2,927 220,07
Với đất rời:
Sức kháng thành bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc khoan nhồi trong đất rời điều
kiện tải trọng không thoát nước có thể được ước tính bằng cách sử dụng số nhát búa
SPT.
-Với N ≤ 53 ta có qs = 0,0028.N.
- Với 53 < N ≤ 100 ta có qs = 0,00021.(N-53).0,15 (Phương pháp Reese và Wright)

24


Giả thiết số nhát búa SPT là N <53 => qs = 0,0028.N
Bảng 3.11 Tính toán sức kháng bên đất rời
Z (m)
N60
qsi (Mpa)
u (m)
li (m)
Qs (KN)
4,427
11

0,031
3,77
1,5
175,31
5,927
16
0,045
3,77
1,5
254,48
7,294
20
0,056
3,77
1,367
288,60
8,794
27
0,076
3,77
1,5
429,78
10,294
29
0,081
3,77
1,5
458,06
11,794
30

0,084
3,77
1,5
475,02
13,294
32
0,090
3,77
1,5
508,95
14,794
34
0,095
3,77
1,5
537,23
16,294
35
0,098
3,77
1,5
554,19
17,794
37
0,104
3,77
1,5
588,12
18,794
38

0,107
3,77
1,0
403,39
20,00
40
0,112
3,77
1,206
509,22
Tổng cộng
5182,35
Sức kháng mũi:
Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong dất dính, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định
của cọc khoan (Mpa) có thể tính như sau:
q p = Nc .Su ≤ 4 (Mpa)
Với N c = 6.(1 + 0, 2.Z / D.) ≤ 9 .
Trong đó: D = 1200(mm): dường kính cọc khoan.
Z : Độ xuyên của cọc khoan (mm).

Su (Mpa)
Z(m)
Nc
qp (Mpa)
Ap (m2)
Qp (KN)
2,927
9
0,036
0,324

1,13
366,44
Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất rời, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định
của cọc khoan (Mpa) có thể tính như sau:
- Với N ≤ 60 ta có qp = 0,064.N (MPa)
- Với N > 60 ta có qp = 3,8 MPa (Phương pháp Reese và Wright)
Giả thiết số nhát búa SPT là N≤ 60 => qp = 0,064.N (MPa)
Bảng 3.14. Tính toán sức kháng mũi
Z(m)
N60
qp (Mpa)
Ap (m2)
Qp (KN)
17,703
40
2,56
1,13
2892,8
Sức kháng của cọc:
Theo 10.7.3.2:Sức kháng tính toán của cọc QR được tính như sau
QR = Φ.Qn = Φ qp .Qp + Φ qs .Qs = Φ qp q p . Ap + Φ qs qs . As
Trong đó:
- Qp : Sức kháng mũi cọc(N).
- Qs : Sức kháng thân cọc (N).

25