Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU.............................................................................................6
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................. 7
CHƯƠNG 2. LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH....................................................8
2.1. SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ......................................................................................8
2.1.1. Vị trí cầu...........................................................................................................8
2.1.2. Căn cứ thiết kế..................................................................................................8
2.1.3. Quy hoạch đô thị và phát triển kinh tế khu vực................................................8
2.1.4. Hiện trạng khu vực...........................................................................................8
2.1.5. Sự cần thiết phải xây dựng cầu.........................................................................9
2.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.........................................................................................9
2.2.1. Địa hình khu vực cầu........................................................................................9
2.2.2. Khí hậu khu vực cầu đi qua............................................................................10
2.2.3. Đặc điểm thuỷ văn..........................................................................................10
2.2.4. Đặc điểm địa chất...........................................................................................11
2.3. QUY MÔ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU CẦN THƠ.......................................11
2.3.1. Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật.......................................................................11
2.3.2. Đảm bảo giao thông trong quá trình thi công cầu...........................................12
CHƯƠNG 3. SƠ BỘ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU.......................................................13
3.1. CẦU DẦM BTCT DƯL 33M NHỊP GIẢN ĐƠN.................................................13
3.1.1. Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 3x33(m).................................13
3.1.2. Kết cấu phần trên............................................................................................13
3.1.3. Kết cấu phần dưới..........................................................................................14
3.2. CẦU DẦM SUPER T BTCT 3X33M...................................................................16
3.2.1. Kết cấu phần trên............................................................................................16
3.2.2. Kết cấu phần dưới..........................................................................................16
CHƯƠNG 4. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN..................................................18
4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.....................................................................18

4.2. SO SÁNH VỀ KINH TẾ.......................................................................................18
4.2.1. Phương án 1: Cầu dầm I BTCT dự ứng lực nhịp 33m, toàn cầu có 3 nhịp.....18
Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.2.2. Phương án 2: Cầu dầm Super T 33m..............................................................24
3.1.1. Lan can, lề bộ hành.........................................................................................26
3.1.2. Dầm ngang.....................................................................................................27
..................................................................................................................................... 27
3.1.3. Cấu tạo dầm chủ.............................................................................................27
4.2.3. Nhận xét kinh tế.............................................................................................31
4.3. SO SÁNH VỀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG CHẾ TẠO.............................................32
4.3.1. Phương án 1: Cầu giản đơn I BTCT dự ứng lực.............................................32
4.3.2. Phương án 2: Cầu dầm super T BTCT............................................................32
4.4. SO SÁNH VỀ ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC SỬ DỤNG..........................................32
4.5. KẾT LUẬN...........................................................................................................33
CHƯƠNG 5. TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ......34
5.1. XÁC ĐỊNH CHI TIẾT KÍCH THƯỚC TRỤ T1...................................................34
5.1.1. Xà mũ.............................................................................................................35
5.1.2. Thân trụ..........................................................................................................35
5.1.3. Móng trụ.........................................................................................................36
5.1.4. Vật liệu chế tạo trụ.........................................................................................36
5.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ...............................................37
5.2.1. Tĩnh tải...........................................................................................................37
5.2.2. Hoạt tải (LL)...................................................................................................41
5.2.3. Lực hãm xe (BR)............................................................................................43
5.2.4. Tải trọng gió (WL và WS)..............................................................................43
5.2.5. Lực ly tâm (CE)..............................................................................................50
5.2.6. Xác định hệ số phân bố tải trọng ngang K......................................................50

5.3. TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MẶT CẮT.................................51
CHƯƠNG 6. KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT..............................................................56
6.1. CÁC MẶT CẮT TÍNH TOÁN..............................................................................56
6.2. KIỂM TOÁN MẶT CẮT NGÀM CỦA XÀ MŨ (I-I)..........................................56
6.2.1. Dữ liệu ban đầu..............................................................................................57
6.2.2. Tính toán cốt thép...........................................................................................58
6.2.3. Kiểm tra cấu kiện chịu uốn.............................................................................59
6.2.4. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt..............................................................................61
Page 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
6.2.5. Kiểm tra nứt...................................................................................................63
6.3. KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐỈNH MÓNG (II-II)....................................................64
6.3.1. Dữ liệu ban đầu..............................................................................................64
6.3.2. Tính toán cấu kiện chịu nén............................................................................66
6.3.3. Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ.........................................................69
6.3.4. Kiểm tra nứt...................................................................................................71
6.4. KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG (III-III)...................................................71
6.4.1. Kiểm tra cấu kiện chịu uốn.............................................................................72
6.4.2. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt..............................................................................74
6.5. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI...........................................76
6.5.1. Dữ liệu ban đầu..............................................................................................76
6.5.2. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu....................................................76
6.5.3. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền....................................................76
6.5.4. Sức kháng thân cọc Qs...................................................................................77
6.5.5. Tính toán số lượng cọc...................................................................................79
6.5.6. Xác định chiều dài chịu nén và chiều dài chịu uốn của cọc............................79
6.5.7. Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ I............................................................80
CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ THI CÔNG..........................................................................83

7.1. LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG TRỤ T1................................................................83
7.1.1. Điều kiện thi công..........................................................................................83
7.1.2. Trình tự thi công trụ T1..................................................................................83
7.2. ĐỊNH VỊ TIM TRỤ...............................................................................................84
7.3. CỌC KHOAN NHỒI............................................................................................85
7.3.1. Thiết kế thi công cọc khoan nhồi....................................................................88
7.3.2. Lựa chọn thiết bị, công nghệ khoan................................................................88
7.3.3. Dung dịch Bentonite và các chỉ tiêu...............................................................90
7.4. LỰA CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG HỐ MÓNG..................................................91
7.5. THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG.................................................................92
7.5.1. Xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông.....................................92
7.5.2. Kiểm tra bằng thực nghiệm............................................................................94
7.5.3. Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tông..............................95
7.5.4. Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông thông thường.........................96
Page 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7.5.5. Lớp bê tông lót đáy.........................................................................................98
7.5.6. Tính toán chọn máy đầm và máy trộn bê tông................................................98
7.6. THIẾT KẾ VÁN KHUÔN....................................................................................99
7.6.1. Phân khối đổ bê tông......................................................................................99
7.6.2. Bố trí ván khuôn.............................................................................................99
7.6.3. Cấu tạo ván khuôn........................................................................................100
7.6.4. Kiểm toán ván khuôn....................................................................................103
7.7. THIẾT KẾ ĐÀ GIÁO..........................................................................................110
CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG.....................................................111
8.1. BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG.............................................................111
8.1.1. Chọn vị trí để bố trí mặt bằng công trường...................................................111
8.1.2. Tính toán bố trí mặt bằng..............................................................................111

8.1.3. Mặt bằng phía bờ Cần Thơ...........................................................................114
8.2. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CHO HẠNG MỤC..................................................115
8.2.1. Căn cứ để lập tiến độ....................................................................................115
8.2.2. Các bước lập tiến độ thi công.......................................................................115
8.3. TRÌNH TỰ THI CÔNG CHI TIẾT TỪNG HẠNG MỤC...................................116
8.3.1. Thi công mặt bằng công trường....................................................................116
8.3.2. Thi công cọc khoan nhồi...............................................................................117
8.3.3. Thi công hố móng.........................................................................................125
8.3.4. Thi công bệ trụ.............................................................................................127
8.3.5. Thi công thân trụ..........................................................................................128
8.3.6. Thi công xà mũ trụ.......................................................................................129
8.4. DỰ TOÁN...........................................................................................................130

CHƯƠNG 1................................................................................................................

Page 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH ẢNH
CHƯƠNG 1. LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2. SƠ BỘ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU

CHƯƠNG 3. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

CHƯƠNG 4.

TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

CHƯƠNG 5. KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ THI CÔNG

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

Page 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1. LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2. SƠ BỘ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU
CHƯƠNG 3. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

CHƯƠNG 4. TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

CHƯƠNG 5. KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ THI CÔNG

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

Page 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp được coi là một học phần, tổng hợp kiến thức các môn học được
trang bị trong trường, đặc biệt là các môn học chuyên nghành cũng như các kinh nghiệm
mà sinh viên có được trong suốt quá trình nghiên cứu , đi thực tập và làm đồ án . Nó thể
hiện kiến thức cũng như trình độ khả năng thực thi ý thức các công tác trước một công
việc, bước đầu áp dụng những kiến thức học được vào công việc thực tế. Thông qua đồ
án tốt nghiệp giúp sinh viên hệ thống lại được kiến thức của mình dưới sự hướng dẫn của
chỉ bảo của thầy cô giáo. Có thể nói đây là thời gian sinh viên thu hoạch được rất nhiều
kiến thức cũ và mới, cả việc có thể ứng dụng thêm được một số phần mềm học tích cực
hơn tìm hiểu nhiều về thực tế thi công hơn .
Cấu trúc đồ án tốt nghiệp gồm 7 chương:
- Chương 1: Lập dự án đầu tư
- Chương 2. Sơ bộ lựa chọn phương án
- Chương 3: So sánh lựa chọn phương án
- Chương 4: Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh trụ
- Chương 5: Kiểm toán các mặt cắt
- Chương 6: Thiết kế thi công
- Chương 7: Tổ chức thi công
Đồ án được hoàn thành dưới sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của
thầy giáo hướng dẫn. Song do sự hạn chế về nhận thức chuyên môn cũng như kinh
nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em
kính mong nhận được sự góp ý của thầy cô để đồ án được hoàn chình hơn, giúp em có
thể hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau khi tốt
nghiệp.
Sinh viên

Page 7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2. LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH
2.1. SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ
2.1.1. Vị trí cầu
Dự án xây dựng Cầu Tùng Khánh trên quốc lộ QL91C vượt qua sông Cần Thơ thuộc
Huyện Ninh Kiều, Tỉnh Cần Thơ.
Khi yêu cầu giao thông ngày càng tăng thì mật độ xe chạy qua cầu ngày càng nhiều
nhằm phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương và an ninh quốc phòng
khi cần thiết.
2.1.2. Căn cứ thiết kế
Căn cứ luật xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003; Luật sửa đổi, bổ sung một
số điều của luật liên quan đến đầu tư xây dựng cơ bản số 38/2009/QH12 ngày 19/06/2009
của Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam;
Căn cứ Nghị định số 51/2008/NĐ-CP ngày 22/4/2008 của Chính phủ của chính phủ
quy định chức năng nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ GTVT;
Căn cứ Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ ban hành quy
chế quản lý chất lượng công trình xây dựng và Nghị định số 49/2008/NĐ-CP ngày
18/4/2008 của Chính phủ về sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số 209/2004/NĐCP.
Căn cứ Nghị định số 112/2007/NĐ-CP ngày 14/2/2009 của Chính phủ về quản lý chi
phí đầu tư xây dựng công trình;
Căn cứ quyết định 1327/QĐ-TTg ngày 24/8/2009 của Thủ tướng Chính phủ về việc
phê duyệt quy hoạch phát triển GTVT đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng
đến năm 2030;
2.1.3. Quy hoạch đô thị và phát triển kinh tế khu vực
Cùng với tốc độ phát triển kinh tế của cả nước, kinh tế của các địa phương trong tỉnh
Cần Thơ và các địa phương lân cận, khi chưa có cầu mới thì việc giao lưu hàng hoá và đi
lại của các địa phương gặp rất nhiều khó khăn. Nên việc xây dựng cầu mới sẽ cải thiện cơ
sở hạ tầng và mở ra hướng phát triển của các địa phương đó.
2.1.4. Hiện trạng khu vực

Hiện nay quốc lộ 91C đang có phà vượt sông, đây chỉ là phương tiện có tính chất tạm
thời, do vậy khi có bão lũ lớn xảy ra thường gây ách tắc giao thông và dễ xảy ra tai nạn.

Page 8


N TT NGHIP
2.1.5. S cn thit phi xõy dng cu
Ngoi ý ngha m thụng 1 ca ngừ ca a phng, to iu kin y nhanh quỏ trỡnh
ụ th hoỏ khu vc, cũn gúp phn nõng cao cht lng cnh quan ụ th, gim thiu tỏc
ng mụi trng.
i vi c khu vc nghiờn cu thỡ vic xõy dng cu cú ý ngha to ln trờn nhiu
phng din an ninh - quc phũng - kinh t - chớnh tr xó hi.

2.00
LK1 63.40

LK4

1.30
61.00

gh i c hú
10.000
GPS01

Cao đ
ộ
- Mốc GPS Tên
mốc

- Cột Km
10.000
M1

- Đ ờng chuyền
- Đỉ
nh
- Timcầu
- Cầu, cống
- Cột đ
iện thoại, hạ thế, cao thế

1,2...T - Nhà tranh; ngói; 1,2,3...tầng

T

- Nhà tôn
- Nhà cao tầng
- Rã nh
- Ruộng lúa, màu
- Ao, hồ
- Taluy d ơng, â
m
LK 1

7.00
5.00

ộ

- Lỗ khoan ĐCaộosđ
â
u

Hỡnh 1.1: Bỡnh khu vc Cu Tựng Khỏnh Mt ct tng nh II-II
2.2. IU KIN T NHIấN
2.2.1. a hỡnh khu vc cu
Cu Tựng Khỏnh trờn quc l QL91C vt qua sụng Cn Th l mt con sụng
phõn cỏch gia 2 vựng ng bng cú a hỡnh tng i bng phng, khụng cú nỳi i.
a hỡnh thp dn t Tõy Bc xung ụng Nam ( vi dc 0.14%) xen k nhng ụ t
trng thng xuyờn b ngp nc.

Page 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2.2. Khí hậu khu vực cầu đi qua
Đoạn tuyến khảo sát nằm trong vùng khí hậu vùng đồng bằng đặc trưng của
miền Nam Việt Nam, đó là kiểu khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều.
Cần Thơ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ít bão, quanh năm nóng ẩm,
không có mùa lạnh. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 tới
tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 28 °C, số giờ nắng trung bình cả năm
khoảng 2.249,2h, lượng mưa trung bình năm đạt 1600 mm. Độ ẩm trung bình năm dao
động từ 82% - 87%. Do chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có lợi thế về nền nhiệt
độ, chế độ bức xạ nhiệt, chế độ nắng cao và ổn định theo hai mùa trong năm.
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ không khí trung bình năm: 31.1°C
Nhiệt độ trung bình ngày: 27.3°C
Nhiệt độ trung bình cao nhất:40.2°C
Nhiệt độ thấp kỷ lục: 11.4°C

b. Mưa
Lượng mưa trung bình năm 1.924 mm
Mưa tập trung vào các tháng tháng 6 đến tháng 10, đỉnh điểm thường rơi vào tháng
10 hàng năm, với lượng mưa là 328 mm. Mưa ít nhất vào tháng 1 đến tháng 4.
c. Độ ẩm
Trong khu vực có độ ẩm tương đối trung bình tháng năm là 83.9%. Thời kỳ độ
ẩm cao kéo dài từ tháng 9 đến tháng 10. Các tháng có độ ẩm thấp là 2,3
Bảng 1.1: Bảng độ ẩm trung bình tháng và năm
Thán

I

g
Độ
ẩm %)

I
I

8
5

I
II

8
5

I
V

8
5

V

8
4

V
I

8
3

V
II

8
5

V
III

8
6

I
X

8
7

X

8
4

X
I

8
7

X
II

8
6

N

ăm
8

5

8
5

2.2.3. Đặc điểm thuỷ văn
Toàn bộ khu vực Cầu Tùng Khánh, nằm trong lưu vực sông Cần Thơ khí hậu
chia làm hai mùa, mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến 4, mùa mưa bắt đầu tháng 5 đến tháng
12, mưa nhiều nhất vào tháng 9,10.
Chế độ nước trên sông Cần Thơ chia thành hai mùa rõ rệt, mùa lũ bắt đầu từ
tháng 6 và kết thúc vào tháng 11.
Page 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phù hợp với chế độ mưa, chế độ dòng chảy trong các sông suối lưu vực sông
Cần Thơ cũng phân hóa theo mùa, một năm hình thành hai mùa dòng chảy lũ rất rõ rệt.
2.2.4. Đặc điểm địa chất
1- Lớp 1: Cuội sỏi sạn.
2- Lớp 2: Sét pha cát màu nâu, xám vàng, trạng thái chảy dẻo.
3- Lớp 3: Sét pha kẹt cát pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo cứng.
4- Lớp 4: Đá vôi.
2.3. QUY MÔ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU CẦN THƠ
2.3.1. Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật
Cầu Tùng Khánh bắc qua Sông Cần Thơ gồm 3 nhịp, mỗi nhịp dài 33m. Có
chiều dài toàn cầu Ltc= 109.18m (tính đến hết phạm vi đuôi mố).
2.3.1.1. Quy mô
- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép và BTCTDUL.
- Tải trọng thiết kế : HL93, người đi 3.10-3 MPa.
- Tần suất thiết kế : P=1%
- Khổ cầu : 12m
- Sông cấp V.
- Khổ thông thuyền: 20x3.5 m
- Mực nước cao nhất: +1.34 (m)
- Mực nước thông thuyền: +0.80 (m)

- Mực nước thấp nhất: -1.96 (m)
- Đường 2 đầu cầu theo tiêu chuẩn chung của cấp đường.
2.3.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05
- Đường ô tô-yêu cầu thiết kế TCVN4054-05
- Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ 22TCN220-95
- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN237-01
- Các tiêu chuẩn khác theo khung tiêu chuẩn đã được Bộ GTVT phê duyệt

Page 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.3.2. Đảm bảo giao thông trong quá trình thi công cầu
- Trong quá trình thi công cầu phải có phương án đảm bảo giao thông được
thông suốt.
- Việc thi công cầu nên thi công sau khi nền đường thi công đến cao độ đỉnh
kết cấu áo đường và tận dụng làm đường vận chuyển máy móc thiết bị vật tư phục vụ thi
công cầu. Trong hồ sơ thể hiện biện pháp thi công chỉ đạo khi thi công nhà thầu căn cứ
vào khả năng, năng lực của mình để bố trí chơ hợp lý đảm bảo tiến độ, chất lượng, giá
thành công trình.

Page 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 3. SƠ BỘ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU
3.1. CẦU DẦM BTCT DƯL 33M NHỊP GIẢN ĐƠN
3.1.1. Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 3x33(m)

Hình 2.1: Bố trí chung cầu
Toàn cầu gồm 3 nhịp BTCT DƯL 33m, tổng chiều dài cầu là 109.18 m. Mặt cắt ngang
bố trí 5 dầm tiết diện chữ I lắp ghép, khoảng cách giữa 2 dầm là 240cm, bản mặt cầu
BTCT có cường độ bê tông ở 28 ngày f c , = 30 Mpa đổ tại chỗ. Lớp phủ mặt cầu gồm: lớp
bê tông nhựa 7cm. Lan can, tay vịn bằng thép ống có

20.4 2
. Khe co giãn đầu nhịp dùng
6

tấm cao su đúc sẵn lắp ghép.
3.1.2. Kết cấu phần trên

Hình 2.2: Mặt cắt ngang cầu

Page 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.1.3. Kết cấu phần dưới
,
- Mố cầu: hai mố cầu kiểu mố tường mỏng BTCT có f c = 30Mpa . Bản quá độ đầu
,
,
cầu bằng BTCT có f c = 30Mpa , đá kê gối BTCT có f c = 30Mpa . Móng mố sử dụng
,
móng cọc khoan nhồi BTCT có f c = 30Mpa đường kính D=100cm

Hình 2.3: Bố trí chung mố cầu

,
- Trụ cầu: Toàn cầu gồm 2 trụ P1-P2 bằng BTCT, f c = 30Mpa dạng trụ đặc. Móng trụ

cầu sử dụng móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính D=100cm các trụ P1- P2

Page 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.4: Bố trí chung trụ cầu

Page 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2. CẦU DẦM SUPER T BTCT 3X33M
3.2.1. Kết cấu phần trên

Hình 2.5: Bố trí chung cầu
Toàn cầu gồm 3 nhịp dầm thép dài 33m, tổng chiều dài cầu là 109.18 m. Mặt cắt
ngang bố trí 6 dầm Super T, khoảng cách giữa 2 dầm là 200cm, bản mặt cầu BTCT có
cường độ bê tông ở 28 ngày f c , = 30 Mpa đổ tại chỗ . Lớp phủ mặt cầu gồm: lớp bê tông
,
nhựa 7cm. Lan can, tay vịn bằng BTCT có f c = 30Mpa . Khe co giãn đầu nhịp dùng tấm

cao su đúc sẵn lắp ghép.

Hình 2.6: Mặt cắt ngang cầu
3.2.2. Kết cấu phần dưới

,
- Mố cầu: hai mố cầu kiểu mố tường mỏng BTCT có f c = 30Mpa . Bản quá độ đầu
,
,
cầu bằng BTCT có f c = 30Mpa , đá kê gối BTCT f c = 30Mpa . Móng mố sử dụng móng
,
cọc khoan nhồi BTCT có f c = 30Mpa đường kính D=100cm mũi cọc ngàm đến lớp đá

vôi 1,5m
Page 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.7: Bố trí chung mố cầu
,
- Trụ cầu: Toàn cầu gồm 2 trụ P1-P2 bằng BTCT , f c = 30Mpa dạng trụ đặc. Móng trụ

cầu sử dụng móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính D=100cm các trụ P1- P2.

Hình 2.8: Bố trí chung trụ cầu

Page 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 4.

SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Qua tính toán sơ bộ 2 phương án xây dựng ta có:
Phương án 1: Cầu dầm I BTCT dự ứng lực nhịp 33 m, toàn cầu có 3 nhịp.
Phương án 2: Cầu dầm Super T BTCT nhịp 33 m
Hai phương án đều khả thi, ta lựa chọn phương án nào khả thi nhất để tiến hành
thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công.
4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Việc lựa chọn phương án xây dựng cầu dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản sau:
- Đảm bảo về mặt kinh tế, vốn đầu tư nhỏ và hoàn vốn nhanh.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, đủ khả năng chịu lực theo thiết kế đảm bảo ổn định và
tuổi thọ cao.
- Đảm bảo về mặt mỹ quan, hoà cùng với cảnh quan xung quanh tạo dáng đẹp.
Dựa trên các nguyên tắc đó ta đi vào phân tích những yếu tố cần chú ý:
+ Phương án lập ra phải dựa vào điều kiện địa chất thuỷ văn và sông có thông
thuyền.
+ Cố gắng sử dụng định hình sẵn có để thi công cơ giới hoá, thuận tiện cho việc
thi công và giảm giá thành chế tạo theo định hình.
+ Tận dụng vật liệu có sẵn ở địa phương.
+ áp dụng các điều kiện và phương pháp thi công tiên tiến.
4.2. SO SÁNH VỀ KINH TẾ
4.2.1. Phương án 1: Cầu dầm I BTCT dự ứng lực nhịp 33m, toàn cầu có 3 nhịp
4.2.1.1. Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu
- Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
+ Lớp bê tông nhựa: t1 = 0.07m ; γ 1 = 24 KN / m 3
Tổng trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
DWlp = (t1.γ 1 ).W = (0, 07.24).12.33 = 665.28KN

- Tính cho 1 m: 20.16 KN/m
4.2.1.2. Tính toán khối lượng lan can, tay vịn
Ta bố trí các cột lan can trên 1 nhịp 33m với khoảng cách 2 m. Vậy toàn nhịp có 17
cột. Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây:

Page 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hạng mục

Bê tông

Trọng lượng

Bệ lan can

8.25

206.25

Cột + tay vịn

3.69

4.2.1.3. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp
Kích thước các bộ phận kết cấu nhịp như sau:

Hình 3.2: Dầm ngang đoạn đầu
Hình 3.1: MCN dầm chủ đoạn đầu
dầm

dầm

Hình 3.3: MCN dầm chủ đoạn giữa

dầm

Hình 3.4: Dầm ngang đoạn giữa
dầm
Dầm ngang được bố trí tại 5 mặt cắt nhịp cầu.
Page 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

8

10
0

Tấm đan có kích thước như sau:

160

MCN bản mặt cầu như sau:

Bảng 3.1: Khối lượng các bộ phận kết cấu nhịp
Tính cho 1 dầm

Tính cho 1 nhịp (5 DẦM)

Bộ phận

Thể
tich

Trọng lượng

m3

KN

5

105.071

2626.77

13.55

20

10.84

271

0.128

3.2

210

26.88

672

79.200

1980

1

79.2

1980

Diện tích

Thể tich

Trọng lượng

m2

m3

KN

Dầm chủ

0.637

21.014

525.353

Dầm
ngang

2.710

0.542

Tấm đan

0.128

Bản mặt
câu

2.400

Số l ượng

4.2.1.4. Tính toán khối lượng mố cầu
Do hai mố có cấu tạo giống nhau (cùng kích thước) nên ta chỉ cần tính một mố trái
hoặc phải là được.
Page 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cấu tạo mố như hình vẽ dưới đây:

Hình 3.5: Cấu tạo và kích thướt mố trái
-Tường cánh:

Vtc = 15.60 × 0.3 × 2 = 9.36(m 3 )

-Tường ngực:
 0,3 + 0,6 
3
Vtn = 
÷× 0,3 ×10 + 4,85 × 0,3 ×11 = 10,25(m )
2



-Thân mố:
3

Vtm =1,5×4,6×11 = 75,9(m )
-Bệ mố:
3

Vbm = 5×12×2,0 =120 (m )
-Đá tảng:
Vđt = 5 × 0, 2 × 0,8 × 0,8 = 0, 79(m3 )

-Bản giảm tải
Page 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
VBGT = 3 × 3 × 3 × 0,2 = 5,4( m 3 )

→ Thể tích bê tông của 1 mố:

3

Vmố =9.36 + 10,25 + 7,95+ 120+ 0,79 + 5,4= 148.35 (m )
→ Trọng lượng bê tông của 1 mố:

DCbt

mố

=148.35× 25= 3708.75(KN)

Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m 3 bêtông của
mố là 100Kg/m3. Khối lượng thép trong 2 mố:
148.35 x 0,1= 14.835 ( T) = 148.35
(KN)
Bảng 3.2: Khối lượng mố
Khối lượng tính cho 1 mố
Thể tích
STT
Cấu kiện
m3
1
Tường cánh
9.36
2
Tường ngực
10,25
3
T thân
75.90

4
Bệ mố
120.00
5
Đá tảng
0.79
6
Bản giảm tải
5.40
Tổng thể tích bê tông (m3)
148.35
Tổng khối lương bê tông (KN)
3708.75
Tổng khối lượng toàn mố (KN)
3857.10

KL THép
T
3.06
1,025
7.59
12.00
0.08
0.54

4.2.1.5. Tính toán khối lượng trụ cầu
- Thể tích bê tông 1 trụ:
Vtr = 6.79 × 4.14 + 12.375 × 2.0 + 8.8 × 6 × 2 = 141.28m3

→ Trọng lượng bê tông 1 trụ : DCtr = Vtr × 25 = 3532( KN )

Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông trụ là 100Kg/m3.

TT

Vị trí

Chiều caoh

Đơn vị

1

T1

7550

mm

2

T2

7550

mm

Page 22

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3.3: Bảng khối lượng tính toán trụ T1 ~T2
Khối lượng tính cho trụ T1
Thể tích

KL THép

m3

T

Đá tảng

0.79

0.08

2

Xà mũ

24.75

2.91

3

Thân trụ

28.11

12.50

4

Bệ trụ

105.60

11.00

STT

Cấu kiện

1

Tổng thể tích bê tông

141.28

Tổng khối lương bê tông

3532.00

Tổng khối lượng trụ T1

3673.28

Page 23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3.4: Khái toán khối lượng Phương án 1

4.2.2. Phương án 2: Cầu dầm Super T 33m
4.2.2.1. Bản mặt cầu và lớp phủ
−Chiều dày c ác lớp còn lại chọn như sau:
−Bản mặt cầu dày

200 mm

−Lớp mui luyện dày trung bình

100 mm.

−Lớp phòng nước có bề dày

5 mm.

−Lớp bê tông nhựa dày

70 mm
Page 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.2.2.2. Tính toán các thông số sơ bộ :
Dung trọng của bêtông ximăng là 2.5 T/m3 .
Dung trọng của bêtông nhựa là 2.4 T/m3 .

Dung trọng của lớp phòng nước là 1.8 T/m3 .
Dung trọng của cốt thép là 7.85 T/m3 .
+ Tính toán trọng lượng bản mặt cầu.
Ta có diện tích bản mặt cầu là : 3.5 m2.
Thể tích bản mặt cầu: 3.5 × 33 = 115.5 m3
Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bêtông là 2 kN/m3
Trọng lượng của cốt thép trong bản mặt cầu tính cho một nhịp dầm:
115.5 × 2 = 231 kN
Thể tích cốt thép trong bản bản mặt cầu là:
231
= 3 m3
7.85 × 9.81
Vậy thể tích của bê tông bản mặt cầu là: 115.5 − 3 = 112.5 m3
Trọng lượng bê tông bản mặt cầu:
112.5 × 2.5 × 9.81 = 2759 kN
Vậy trọng lượng bản mặt cầu một nhịp dài 33 m là:
DCBMC = 2759 + 231 = 2990 kN
+ Tính toán trọng lượng các lớp phủ mặt cầu.
Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1m dài là :
DW1 = h1 × γ1 × B1 = 0.07 × 2.4 × 14 × 9.81 = 23.1 kN/m
Trọng lượng lớp phòng nước dày 0.5 cm trên 1m dài là :
DW2 = h 2 × γ 2 × B1 = 0.005 × 1.8 × 14 × 9.81 = 1.24 kN/m
Trọng lượng lớp mui luyện dày trung bình 10 cm:
DW3 = h 3 × γ 3 × B1 = 0.1× 2.5 × 14 × 9.81 = 34.34 kN/m
Trọng lượng các lớp phủ mặt cầu trên 1m dài:
DW = 23.1 + 1.24 + 34.34 = 58.68 ( kN / m ) .
Trọng lượng các lớp phủ mặt cầu cho 1 nhịp dài 28 m:
DWCLMC = 58.68 × 33 = 1936.4 ( kN )

Page 25