Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu qua sông Kiến Giang

Thuyt Minh n Tt Nghip

Khoa Xõy Dng

Lời cảm ơn


T

rong mục tiêu phát triển của đất nước ta đến năm 2020 trở thành một nước
cơng nghiệp hố hiện đại hố, do đó nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng đã

trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của
đất nước, đặc biệt là nhu cầu phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Là một sinh viên ngành xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Duy Tân,
trong 5 năm qua với sự dạy dỗ tận tình của thầy cơ giáo, em luôn cố gắng học hỏi
và trao dồi kiến thức chuyên môn để phục vụ cho công việc sau này, mong rằng với
những kiến thức mình có được sẽ góp một phần cơng sức nhỏ bé của mình vào cơng
cuộc xây dựng đất nước.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, với đề tài thiết kế cầu qua sông Kiến
Giang, đã phần nào giúp em làm quen với công việc thiết kế một đồ án cơng trình
cầu thực tế, vốn là cơng việc của một kỹ sư cầu đường.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo KS.Nguyễn Đức Hồng đến nay
em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do trình độ cịn hạn chế và lần
đầu tiên vận dụng các kiến thức cơ bản để thực hiện một đồ án lớn nên em khơng
tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Vậy kính mong q thầy cơ thơng cảm và chỉ
dẫn thêm.
Cuối cùng cho phép em gửi lời biết ơn chân thành đến q thầy cơ giáo trong
khoa Xây Dựng, đặc biệt là thầy KS.Nguyễn Đức Hồng đã tận tình hướng dẫn em
hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Lê Triệu Dũng

Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

MỤC LỤC
CHƯƠNG I:..............................................................................................................2
TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH CẦU QUA SƠNG GIANH......................................2
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................................................2
1.1.1.Tên đề tài...............................................................................................................2
1.1.2.Vị trí cơng trình.....................................................................................................2
1.1.3.Số liệu ban đầu......................................................................................................2
1.1.4.Quy mơ và các tiêu chuẩn thiết kế........................................................................2
1.1.5.Phạm vi nghiên cứu của đố án..............................................................................2
1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU..................................3
1.2.1.Điều kiện địa hình.................................................................................................3
1.2.2.Điều kiện địa chất..................................................................................................3
1.2.3.Điều kiện khí hậu.............................................................................................3
1.2.4.Điều kiện thuỷ văn...........................................................................................3
1.3.CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU....................4
1.3.1.Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng...................................................................4
1.3.2.Điều kiện nhân vật lực phục vụ thi cơng...............................................................4
1.3.3.Tình hình kinh tế - xã hội khu vực xây dựng cầu..................................................4
1.3.4.Sự cần thiết phải đầu tư cơng trình............................................................................5

1.3.5.Đánh giá các điều kiện địa phương và đề xuất các phương án vượt sông................6
1.3.6.Giải pháp nền móng..............................................................................................7
1.3.7.Giải pháp cấu tạo trụ, mố......................................................................................7
1.3.8.Sơ đồ kết cấu nhịp.................................................................................................7
1.3.8.1.Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I: 5x34(m)..............7
1.3.8.3.Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT..........................................9
1.3.9.Bố trí chung cầu, mơ tả kết cấu và tính tốn kiểm tra lại khẩu độ của các phương
án........................................................................................................................................9
1.3.9.1.1. Bố trí chung cầu và mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 5x34(m)...........................9
1.3.9.1.2. Kiểm tra khẩu độ thoát nước cầu............................................................10
1.3.9.2.Phương án 2: CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ T NHỊP GIẢN ĐƠN......11
1.3.9.2.1.Bố trí chung cầu và mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 4x41(m)..........................11
1.3.9.2.2.Tính tốn kiểm tra lại khẩu độ cầu...........................................................12
1.3.9.3.Phương án 3: CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT.................................12
1.3.9.3.1.Bố trí chung cầu và mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 40+42+42+40(m)...........12
1.3.9.3.2.Tính tốn kiểm tra lại khẩu độ cầu...........................................................13

CHƯƠNG 2:...........................................................................................................15
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I:.......................................................................15
CẦU DẦM BTCT DƯL 34M NHỊP GIẢN ĐƠN...........................................................15
2.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận cầu...................................................................15
2.1.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp...........................................15
2.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu.............................................................15
2.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn........................................15
- Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề bộ hành trên 1m dài cầu:............................16
- Tổng tính tải do tay vịn, lan can, cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can, ống thép, đá vĩa,
lề bộ hành rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm:.................................................17
2.1.1.3. Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp.............................................................17
- Tính tải do dầm chủ, dầm ngang, tấm đan, bản mặt cầu rải trên 1m dài cầu chia
đều cho 1 dầm chủ:...................................................................................................19

2.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu.........................................................................19
2.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái......................................................................19
2.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải.....................................................................20
Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

2.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu..........................................................................21
2.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố và trụ cầu...................................................................22

CHƯƠNG 3:...........................................................................................................46
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II: CẦU............................................................46
DẦM BTCT DƯL 41M NHỊP GIẢN ĐƠN CHỮ T........................................................46
3.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận cầu...................................................................46
3.1.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp...........................................46
3.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu.............................................................46
3.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn........................................47
- Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề bộ hành trên 1m dài cầu:............................48
- Tổng tính tải do tay vịn, lan can, đá vĩa, bệ lan can, lề bộ hành, cột đèn, bệ cột
đèn, ống thép rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm:............................................48
3.1.1.3.Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp..............................................................48
- Tổng tính tải do dầm chủ, dầm ngang, mối nối rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1
dầm chủ: =................................................................................................................50
3.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu.........................................................................50
3.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái......................................................................50
3.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải.....................................................................51
3.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu..........................................................................52

3.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố và trụ cầu...................................................................53

CHƯƠNG 4............................................................................................................. 78
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN III:....................................................................78
CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT.......................................................................78
4.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận cầu...................................................................78
4.1.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp...........................................78
4.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu.............................................................78
4.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn........................................78
- Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề bộ hành trên 1m dài cầu:............................79
- Tổng tính tải do tay vịn, lan can, bệ lan can, đá vĩa, lề bộ hành, cột đèn, bệ cột
đèn, ống thép rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm:............................................80
4.1.1.3.Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp:(Ta lấy dầm L = 42m để tính tốn)......80
4.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu.........................................................................81
4.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái......................................................................81
4.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải.....................................................................82
4.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu..........................................................................83
4.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố và trụ cầu...................................................................84
4.3.Kiểm tra sức kháng uốn của dầm...........................................................................93
4.3.1.Các tải trọng tác dụng lên dầm chủ................................................................93
4.3.2.Các hệ số dùng trong tính tốn.......................................................................94
4.3.2.1.Hệ số sức kháng......................................................................................94
4.3.2.2.Hệ số điều chỉnh tải trọng.......................................................................94
4.3.2.3.Hệ số làn xe.............................................................................................94
4.3.2.4.Hệ số xung kích.......................................................................................94
4.3.2.5.Xác định hệ số phân bố ngang................................................................94
4.4.1.2.6.Kiểm tra sức kháng uốn của dầm...........................................................106
CHƯƠNG 5....................................................................................................................108
SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.........................................................................108
5.1.Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật............................................108

5.2.So sánh các phương án theo giá thành dự toán....................................................108
5.3.So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo.......................................109
5.3.1.Phương án I: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ I...........................................109
5.3.1.1.Ưu điểm.................................................................................................109
Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

5.3.1.2.Nhược điểm...........................................................................................109
5.3.2.Phương án II: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ T.........................................109
5.3.2.1.Ưu điểm.................................................................................................109
5.3.2.2.Nhược điểm...........................................................................................110
5.3.3.Phương án III: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT.......................................110
5.3.3.1.Ưu điểm.................................................................................................110
5.3.3.2.Nhược điểm...........................................................................................110
5.4.So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng..........................................110
5.5.Kết luận................................................................................................................110

CHƯƠNG 6...........................................................................................................113
THIẾT KẾ DẦM CHỦ..........................................................................................113
6.1.Số liệu ban đầu.....................................................................................................113
6.2.Thiết kế dầm chủ..................................................................................................114
Hình 6.1 : Mặt cắt dầm chủ đầu dầm và giữa dầm................................................114
6.2.1.Các hệ số dùng trong tính tốn.....................................................................114
6.2.1.1.Hệ số làn xe...........................................................................................114
6.2.1.2.Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen..............................................114
6.2.1.2.1.Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa...........114

6.2.1.2.2.Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men của dầm biên...................115
6.2.1.3.Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt...............................................116
6.2.1.3.1.Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm trong...........116
6.2.1.3.2.Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm biên......................117
6.2.1.4.Hệ số điều chỉnh tải trọng......................................................................117
6.2.2.Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng...................................................118
6.2.2.1.Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ.................................................118
6.2.2.1.1.Tĩnh tải dầm chủ.............................................................................118
6.2.2.1.2.Tĩnh tải dầm ngang.........................................................................118
6.2.2.1.3.Tĩnh tải tấm đan..............................................................................118
6.2.2.1.4.Tĩnh tải bản mặt cầu.......................................................................118
........................................................................................................................118
6.2.2.1.5.Tĩnh tải lan can, tay vịn,cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can.................118
6.2.2.1.6.Tĩnh tải lề bộ hành, đá vĩa..............................................................118
6.2.2.1.7.Tĩnh tải lớp mặt cầu........................................................................118
........................................................................................................................118
Vậy: Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ.................................118
6.2.2.2.Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt và sơ đồ xếp tải lên đường ảnh
hưởng tại các mặt cắt đặc trưng..........................................................................119
6.2.2.3.Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên.................121
6.2.2.3.1.Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên.....................................121
6.2.2.3.2.Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa.....................................122
6.2.2.3.3.Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên......................................123
6.2.2.3.4.Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa......................................124
6.2.2.4.Tính nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên................125
6.2.2.4.1.Mô men do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm giữa và dầm biên......125
6.2.2.4.2.Mô men do xe hai trục tác dụng lên dầm giữa và dầm biên..........126
6.2.2.4.3.Mô men do tải trọng làn tác dụng lên dầm giữa và dầm biên........126
6.2.2.4.4.Mô men do tải trọng người đi tác dụng lên dầm giữa và dầm biên
........................................................................................................................127

6.2.2.4.5.Tổ hợp mô men do hoạt tải tác dụng..............................................128
6.2.2.4.6.Lực cắt do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm giữa và dầm biên.......129
6.2.2.4.7.Lực cắt do xe hai trục tác dụng lên dầm giữa và dầm biên............130
6.2.2.4.8.Lực cắt do tải trọng làn tác dụng lên dầm giữa và dầm biên.........130
Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

6.2.2.4.9.Lực cắt do tải trọng người đi tác dụng lên dầm giữa và dầm biên.131
6.2.2.4.10.Tổ hợp lực cắt do hoạt tải tác dụng..............................................132
6.2.2.5.Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đặc trưng...............................................133
6.2.2.5.1.Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm giữa..............133
6.3.Tính tốn bố trí cốt thép..................................................................................137
6.3.1.Chọn sơ bộ số lượng cáp dự ứng lực........................................................137
6.3.2.Bố trí cốt thép DƯL trong dầm................................................................139
6.3.3.Tính đặc trưng hình học tiết diện theo các giai đoạn làm việc.....................142
6.3.3.1.Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 1......................................142
6.3.3.2.Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 2......................................144
6.3.4.Tính mất mát ứng suất..................................................................................146
6.3.4.1.Mất mát do ma sát.................................................................................146
6.3.4.2.Do thiết bị neo.......................................................................................149
6.3.4.3.Do co ngắn đàn hồi................................................................................149
6.3.4.4.Do co co ngót........................................................................................150
6.3.4.5.Do từ biến của bê tông..........................................................................150
6.3.4.6.Do tự chùng của cáp DƯL....................................................................151
6.3.4.6.1.Tại lúc truyền lực...........................................................................151
6.3.4.6.2.Sau khi truyền lực..........................................................................152

6.3.4.7.Tổng hợp các mất mát ứng suất............................................................152
6.4.Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng............................................153
6.4.1.Kiểm tra ứng suất trong bê tông(TCN 5.9.4)...........................................153
6.4.2.Kiểm tra điều kiện biến dạng...................................................................157
6.4.2.1.Tính độ vồng do dự ứng lực..............................................................158
6.4.2.2.Tính độ võng do trọng lượng dầm chủ..............................................158
6.4.2.3.Tính độ võng do bản mặt cầu, dầm ngang, tấm đan..........................158
6.4.2.4.Tính độ võng do lan can tay vịn, cột đèn, lề bộ hành, đá vĩa............159
6.4.2.5.Tính độ võng trọng lượng lớp phủ mặt cầu.......................................159
6.4.2.6.Độ vồng của dầm sau khi căng cáp...................................................159
6.4.2.7.Độ võng của dầm khi khai thác do tải trọng thường xuyên..............159
6.4.2.8.Độ võng của dầm khi khai thác dưới tác dụng của hoạt tải ô tô.......159
6.5.Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn cường độ I..........................................160
6.5.1.Kiểm tra theo điều kiện chịu uốn.............................................................160
6.5.2.Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước............................................164
6.5.3.Kiểm tra dầm theo điều kiện chịu cắt.......................................................165
10.1.Trình tự thi công kết cấu nhịp............................................................................293
10.2.Chọn giải pháp lao lắp dầm chủ.........................................................................294
10.2.1.Điều kiện để đưa ra giải pháp lao lắp..............................................................294
10.2.2.Lao lắp dầm chủ bằng loại tổ hợp mút thừa...............................................295
HÌnh 10.1 : Cấu tạo tổ hợp mút thừa.....................................................................295
10.2.3.Lao lắp dầm chủ bằng giá long môn:.........................................................295
10.2.5.So sánh chọn biện pháp lao lắp..................................................................296
10.3.Công tác thi cơng lao lắp dầm cầu.....................................................................297
10.3.1.Trình tự lao dầm..............................................................................................297
10.3.2.Tính ổn định khi lao giá 3 chân ra nhịp......................................................297
Công việc ảo...............................................................................................................311
Đường găng....................................................................................................................312
Dự trữ của công việc..................................................................................................313

Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

PHẦN I:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
(30%)

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-1-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH CẦU QUA
SƠNG GIANH
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1.Tên đề tài
- Cầu vượt Sơng Kiến Giang nằm trong hạng mục cơng trình giao thông nối
tuyến đường HCM với Quốc lộ 1A, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình.
1.1.2.Vị trí cơng trình
- Cầu qua Sông Gianh thuộc địa phận huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình
cách Thị xã Ba Đồn chừng 2km về phía Nam.

1.1.3.Số liệu ban đầu
- Mặt cắt sông
- Số liệu thuỷ văn: + MNCN: +14.00M
+ MNTT: +7.00M
+ MNTN: -1.00M
1.1.4.Quy mô và các tiêu chuẩn thiết kế
- Tên cơng trình: Cầu qua Sơng Gianh
- Quy mô xây dựng: Vĩnh cữu.
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272-05
- Tải trọng thiết kế: HL-93, đoàn người 3KN/m 2
- Tần suất lũ thiết kế: P=1%
- Khẩu độ cầu: Lo = 156m
- Khổ cầu: K= 8+ 2x1.5(m)
- Khổ thông thuyền: Sông thông thuyền: Cấp V
1.1.5.Phạm vi nghiên cứu của đố án
- Thiết kế sơ bộ (lập dự án khả thi): 30%
- Thiết kế kỹ thuật: 50%
- Thiết kế thi công: 20%
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-2-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU
1.2.1.Điều kiện địa hình
Khu vực xây dựng cầu thuộc huyện vùng núi nên có địa hình rất dốc, về mùa

lũ nước về rất nhanh. Hai bên có các bãi sơng khá rộng rất thuận lợi cho việc bố trí
mặt bằng thi cơng cầu.
1.2.2.Điều kiện địa chất
Theo số liệu khảo sát địa chất thu thập được, địa chất lịng sơng tại vị trí xây
dựng cầu gồm 3 lớp đất đá như sau:
+ Lớp 1: Cát pha màu xám, N30=35
+ Lớp 2: Cát thô lẫn sỏi sạn kết cấu chặt, N30=45
+ Lớp 3: Cát sỏi lẫn cuội kết cấu rất chặt, N30=50
* Nhận xét : Từ số liệu địa chất cho thấy, tại khu vực xây dựng cầu địa chất
gồm những lớp đất đá khá tốt, do đó ta có thể đưa ra những phương án nền móng
khác nhau cho cơng trình cầu.
1.2.3.Điều kiện khí hậu
Khu vực xây dựng chịu ảnh hưởng của vùng khi hậu Bắc Trung bộ kết hợp
với gió Lào hanh khơ từ phía Tây làm cho mùa khơ thường kéo dài hơn. Khí hậu
phân làm 2 mùa khá rõ rệt:
-Mùa khơ: Kéo dài từ tháng 2 tới tháng 9, trong mùa này nắng kéo dài ít có
mưa.
Nhiêt độ trung bình vào khoảng 29oC ,nhiệt độ cao nhất có khi lên tới 36oC, nhiệt
độ thấp nhất khoảng 25-26oC.
-Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau kèm theo gió mùa đơng
Bắc làm nhiệt độ giảm, nhiêt độ trung bình vào khoảng 18-20 oC. Mùa này mực
nước dưới sông thường dâng cao do lũ từ thượng nguồn đổ về do vậy cần có các
biện pháp hữu hiệu để bảo vệ cơng trình trong mùa mưa.
Khu vực xây dựng tuyến có nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 28 oC, có
độ ẩm trung bình hằng năm 80% do vậy khá thuận lợi cho việc xây dựng cầu.
1.2.4.Điều kiện thuỷ văn
Khu vực này có địa hình dốc nên vận tốc dịng chảy lớn. về mùa lũ mực
nước tập trung cao, tuy nhiên mực nước quanh năm lại rất thấp.
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-3-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

- Các số liệu thuỷ văn được khảo sát như sau:
+ MNCN : +14.00m
+ MNTT : +7.00m
+ MNTN : -1.00 m
* Nhận xét : Với đặc điểm khí tượng thủy văn khu vực nêu trên, việc thi cơng
cầu tương đối thuận lợi, có thể thực hiện được quanh năm. Tuy nhiên do mùa khơ
kéo dài gần 8 tháng nên có thể thi cơng tốt nhất vào tháng 2 đến tháng 8.
1.3.CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU
1.3.1.Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng
Cầu qua sông Gianh, cách thành phố Đồng Hới chừng 50 km về phía Nam,
đây là một huyện có đặc điểm kinh tế nơng nghiệp là chính, chung quanh nơi xây
dựng cơng trình trong vịng bán kính 50 km có nhiều các nhà máy xí nghiệp và cơ
xưởng phục vụ và cung cấp vật liệu để thi cơng cơng trình.
- Cát, sỏi, sạn lấy tại các sơng, mỏ cách vị trí xây dựng cầu chừng 15 km.
- Xi măng, sắt thép lấy tại các nhà máy và xí nghiệp của TT Nơng trường Lệ
Ninh và thành phồ Đồng Hới.
- Đá lấy ở mỏ đá thuộc địa phận của huyện cách đó chừng 15km,
- Các vật liệu khác như đất, gỗ cũng lấy tại địa phương.
- Một số vật liệu và phụ kiện đặc biệt được lấy từ nơi khác hoặc nhập ngoại.
1.3.2.Điều kiện nhân vật lực phục vụ thi cơng
Đơn vị nhà thầu có đầy đủ phương tiện máy móc và thiết bị phục vụ xây
dựng cầu, đội ngũ công nhân và kỹ sư có trình độ chun mơn cao và giàu kinh
nghiệm, đã từng thực hiện thi cơng nhiều cơng trình cầu với quy mơ khác nhau. Vì

vậy có thể đưa cơng trình vào khai thác đúng tiến độ, đặc biệt đội ngũ công nhân và
kỹ sư đã dần tiếp cận nhiều công nghệ mới về xây dựng cầu.
1.3.3.Tình hình kinh tế - xã hội khu vực xây dựng cầu
- Vị trí xây dựng cầu nằm ở TX Ba Đồn nên người dân sống hai bên bờ sông
Gianh rất đông, tỉ lệ dân số trong độ tuổi lao động chiếm 65%. Mức sống của người
dân nhìn chung vẫn cịn thấp, dân cư ở đây sống chủ yếu là dựa vào nông nghiệp và
lâm nghiệp.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-4-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

- Nông nghiệp hiện là ngành kinh tế chủ đạo chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ
cấu kinh tế và thu hút tới 90% lực lượng lao động.
- Hệ thống giáo dục văn hố xã hội: Tại thị trấn có các trường phổ thông
trung học, trung tâm y tế, ở cấp xã đều có trường tiểu học và các trường mẫu giáo,
trạm y tế, dân cư trong khu vực được dùng điện 100%.
- Trong những năm gần đây đã có nhiều chuyển biến tích cực về mọi mặt đời
sống kinh tế, văn hố, xã hội nhưng thay đổi nhanh nhất là về mặt kinh tế, nhờ áp
dụng KHCN vào sản xuất, thâm canh tăng vụ, chuyển đổi cây trồng vật nuôi mà đời
sống của người dân ngày một nâng cao.
- Giao thông: Huyện Quảng Trạch gồm 26 xã nên có nhiều con đường nối
liền các xã trong huyện với nhau, với các huyện lân cận và nối với Thành phố Đồng
Hới, đặc biệt là trục đường Hồ Chí Minh và Quốc lộ 1A nên giao thơng khá thuận
lợi cho xây dựng cầu. Ngồi ra cịn có các đường liên thơn, thị trấn phục vụ cho

việc đi lại của nhân dân trong vùng.
- Cấp nước: Sử dụng nguồn nước tại chỗ để thi công cơng trình cầu.
- Cấp điện: Trong vùng đã phủ kín mạng lưới điện quốc gia nên việc sử dụng
điện phục vụ thi cơng cầu là rất thn lợi.
- Bưu chính viễn thông: Mạng lưới thông tin liên lạc đã về tận các thơn
xóm ,hệ thống các bưu điện văn hố xã ngày càng hồn thiện nên việc thơng tin liên
lạc hết sức thuận lợi.
1.3.4.Sự cần thiết phải đầu tư công trình
- Cơng trình cầu qua sơng Gianh nằm trên tuyến đường giao thông huyết
mạch nối liền hai trung tâm kinh tế chính trị của huyện Quảng Trạch, vì vậy việc
xây dựng cầu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế, vận
chuyển hàng hóa giữa Thị xã Ba Đồn và khu vực phía Nam, đồng thời nâng cao đời
sống mọi mặt cho nhân dân. Hiện nay tuyến đường khu vực xây dựng cầu đang bị
xuống cấp nghiêm trọng, giao thơng đi lại rất khó khăn, hiện trạng cầu ở dạng cầu
BTCT thường nhưng đã cũ (vết nứt dầm lớn, độ võng lớn…) khơng cịn đủ khả
năng đáp ứng nhu cầu phục vụ đời sống kinh tế quốc dân và nhu cầu đi lại của
người dân địa phương trong tương lai gần nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết.
Khi dự án này hoàn thành sẽ đem lại những hiệu quả to lớn về kinh tế, xã hội.
- Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, văn hố, xã hội cũng như về giao
thơng vận tải ở hiện tại và trong tương lai, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của việc
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-5-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

lưu thông và vận chuyển hàng hoá cũng như sự tăng trưởng về lưu lượng và tải

trọng xe. Vì vậy, việc đầu tư xây dựng cầu này là cần thiết và cấp bách.
1.3.5.Đánh giá các điều kiện địa phương và đề xuất các phương án vượt sơng
1.3.5.1.Địa hình
- Địa hình ở đây khá dốc, lịng sơng khơng đối xứng và khơng bằng phẳng,
tuy nhiên mực nước cạn nên tạo điều kiện thuận lợi trong q trình thi cơng.
1.3.5.2.Địa chất
- Địa chất tại khu vực sông Gianh gồm các tầng đất đá khá tốt do đó ta có thể
đưa ra các giải pháp nền móng khác nhau như: Móng cọc bệ cao hoặc bệ thấp,
móng nơng đặt trực tiếp trên tầng cát lẫn cuội kết cấu rất chặt.
1.3.5.3.Thuỷ văn
- Mực nước về mùa khô khá thấp trong khi đó về mùa lũ lại rất lớn, đây là
điều kiện quyết định cao độ đáy dầm, trong khi đó mực nước thấp quanh năm là
điều kiện để tổ chức xây dựng các hạng mục của công trình cầu.
Sơng thơng thuyền cấp V, do đó dễ dàng cho việc đề ra các sơ đồ kết cấu có chiều
dài nhịp khác nhau, đặc biệt là phương án có nhiều nhịp giống nhau.
1.3.5.4.Khí hậu
- Do độ ẩm khơng khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt
nên loại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép, đặc biệt là bê tông cốt thép ứng suất
trước. Vật liệu thép vẫn được sử dụng nếu có điều kiện bảo quản tốt, sửa chữa gia
cố kịp thời.
1.3.5.5.Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị
- Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở
đây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đá đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây
dựng cầu.
 Vật liệu thép
-Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái
Nguyên, Biên Hoà...hoặc các loại thép liên doanh như Việt-Nhật, Việt -Úc...
- Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở TX Ba Đồn hoặc có thể lấy từ TP
Đồng Hới.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-6-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

 Xi măng
- Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở trong khu vực. Các
kết cấu bê tông dùng ximăng Bỉm Sơn - Thanh Hóa.
-Nói chung vấn đề cung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất
lượng và số lượng mà u cầu cơng trình đặt ra.
 Thiết bị và công nghệ thi công
- Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều
về số lượng tốt về chất lượng, các cơng ty xây dựng cơng trình giao thơng đã mạnh
dạn cơ giới hố thi cơng, trang bị cho mình máy móc thiết bị với cơng nghệ thi cơng
hiện đại; các đơn vị có nhiều kinh nghiệm trong thi công cầu phải kể đến là Công ty
cầu Thăng Long, Công ty cầu 12, Công ty cầu 14; các cơng ty thuộc các tổng cơng
ty xây dựng cơng trình giao thông,.v.v…đây là các đơn vị đã thực hiện hầu hết các
cơng trình cầu trong nước.
1.3.6.Giải pháp nền móng
- Dùng loại móng nơng đặt trực tiếp trên nền cát lẫn cuội rất chặt tại các vị
trí trụ, tuy nhiên nếu dùng móng nơng thì khi đó các trụ cầu có chiều cao rất lớn,
làm tốn vật liệu đồng thời mất nhiều công sức xây dựng, dẫn đến hiệu quả kinh tế
khơng cao.
- Dùng giải pháp móng cọc đài thấp hoặc đài cao, trong đó loại móng cọc
được sử dụng là loại cọc khoan nhồi, vì địa chất ở đây là cát lẫn cỏi, cuội có kết cấu
rất chặt có chiều dày lớn, khi đó cơng nghệ đóng cọc sẽ rất khó khăn mặt dù về sức

chịu tải thì cọc đóng tốt hơn cọc khoan nhồi.
1.3.7.Giải pháp cấu tạo trụ, mố
- Ta sử dụng loại mố chữ U tường mỏng, trụ có cấu tạo là trụ đặc thân hẹp có
tiết diện thay đổi.
1.3.8.Sơ đồ kết cấu nhịp
- Với điều kiện sông thông thuyền cấp V, mặt cắt dọc sông không đối xứng,
sông là sông miền núi, ta đưa ra các sơ đồ kết cấu nhịp sau:
1.3.8.1.Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I: 5x34(m)
 Ưu nhược điểm của phương án
 Ưu điểm
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-7-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

- Chế tạo đơn giản.
- Ổn định trong thi công.
- Bản mặt cầu được đổ liền khối do đó giảm số lượng khe biến dạng.
 Nhược điểm
- Kém ổn định khi vận chuyển và lao lắp.
- Thi công BMC phải làm ván khuôn phức tạp.
- Để lộ kết cấu gồ ghề bên dưới, khơng phù hợp với cầu địi hỏi về mỹ quan
1.3.8.2.Phương án 2: Cầu dầm giản đơn BTCT ƯST
dầm chữ T: 4x41(m)
 Ưu nhược điểm của phương án
 Ưu điểm

- Các nhịp cầu đều nhau do đó khi thi công chế tạo
chỉ cần một bộ ván khuôn (nếu không yêu cầu về
tiến độ), dễ tiêu chuẩn hoá kết cấu .
- Quá trình thi công kết cấu nhịp đơn giản , dễ chế
tạo và lắp ráp .
- Trong quá trình thi công công nghệ và máy móc
không đòi hỏi quá cao do đó tận dụng được nguồn
nhân lực địa phương đáng kể.
- Do kết cấu làm việc riêng lẽ do đó ít chịu sự tác
động của mố trụ bị lún và môi trường xung quanh.
 Nhựơc điểm
- Khối lượng vật liệu quá nhiều cho cả kết cấu
nhịp, trụ mố và móng,
- Chiều cao kiến trúc khá lớn,
- Đường đàn hồi toàn cầu kém êm thuận,
- Gây lực xung kích bất lợi,
- Cấu tạo nhiều gối cầu và khe co dãn, gây tốn
kém, khó lắp đặt và bảo quản
chữa...
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-8-

cũng như sửa


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

- Kết cấu naëng.
1.3.8.3.Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT
- Phương án cầu dầm thép liên hợp bản BTCT gồm 4 nhịp giản đơn:
40+42+42+40(m)
 Ưu nhược điểm của phương án
 Ưu điểm
- Cầu dầm thép có thể thi cơng nhanh chóng hơn cầu BTCT hoặc cầu BTCT
DƯL
- Cầu dầm thép lắp đặt dễ dàng qua sông suối, qua chướng ngại vật ở bất kỳ
hoàn cảnh thời tiết nào.
- Kết cấu nhịp cầu thép thường nhẹ hơn cầu BTCT do đó làm giảm giá thành
chung, đặc biệt có ý nghĩa khi địa chất lịng sơng yếu.
- Cầu thép dễ sửa chữa và sửa chữa nhanh hơn cầu bê tông.
 Nhược điểm
- Gỉ của thép là vấn đề cần quan tâm, phải sửa chữa thường xuyên, tốn kém
và là nguyên nhân gây hư hỏng cầu thép.
- Giá thành sơn cầu trong suốt thời gian sử dụng rất cao. Việc cạo gỉ sơn lại
ảnh hưởng bất lợi đến sức khoẻ con người và mơi trường.
1.3.9.Bố trí chung cầu, mơ tả kết cấu và tính tốn kiểm tra lại khẩu độ của các
phương án.
1.3.9.1.Phương án 1:CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ I NHỊP GIẢN ĐƠN
1.3.9.1.1. Bố trí chung cầu và mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 5x34(m)
* Kết cấu phần trên
Toàn cầu gồm 5 nhịp BTCT DƯL chữ I 34m, tổng chiều dài cầu là 178,28m.
Mặt cắt ngang bố trí 5 dầm tiết diện chữ I lắp ghép, khoảng cách giữa 2 dầm là
,
240cm, bản mặt cầu BTCT dày 200cm có cường độ bê tông ở 28 ngày f c = 40 Mpa
đổ tại chỗ. Lớp phủ mặt cầu gồm: Lớp bê tông nhựa chặt hạt trung dày 5cm, lớp bê
tông bảo vệ dày 3cm và lớp phòng nước dày 1cm. Lan can, tay vịn bằng thép. Khe
co giãn đầu nhịp dùng tấm cao su đúc sẵn lắp ghép.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-9-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

2000

2000

2000

2000

1/2 MẶ
T CẮ
T II-II
TỈLỆ
: 1/50

250

250

2%

7000
1500

1.5%
300

200

120
930

250

+16.65m

1200

630

2400

2400

2400

2400

1200

800

+14.73m

700

250

200

140

250

1
1:

1130

+16.90m

2%

200
215

4000

1700

200

1600

4000

80

240

300

100

600
400

1.5%

250

100

400

1500

600

12000
250

400

7000

LỚ
P BÊTÔ
NG NHỰA d=5cm
LỚ
P BÊTÔ
NG BẢ
O VỆd=3cm
LỚ
P PHÒ
NG NƯỚ
C
d=1cm
LỚ
P TẠO MUI LUYỆ
N ĐỘDỐ
C 2%
BẢ
N MẶ
T CẦ
U
d=20cm

250400

1/2 MẶ
T CẮ

T I-I
TỈLỆ
: 1/50

500

100

2500
3400

+11.71m

-8.29m
5700

800

6500

Hình 1.1: Mặt cắt ngang cầu phương án 1
* Kết cấu phần dưới
,
- Mố cầu: Hai mố cầu kiểu mố chữ U bằng BTCT có f c = 30Mpa . Bản quá
,
,
độ đầu cầu bằng BTCT có f c = 30 Mpa , 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 mũi cọc

xuyên tới lớp thứ 3 là Cát sỏi lẫn cuội kết cấu rất chặt.
,
- Trụ cầu: Toàn cầu gồm 4 trụ P1-P4 bằng BTCT, f c = 30Mpa dạng trụ đặc.

Móng trụ cầu sữ dụng móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính D=100cm các trụ
P1- P4, mũi cọc xuyên tới lớp thứ 3.
1.3.9.1.2. Kiểm tra khẩu độ thoát nước cầu
tt

Yêu cầu:

L0 − L0
tt

yc
yc

max( L0 , L0 )

≤ 5%

Trong đó:
yc

L0 = 156m: khẩu độ tĩnh không yêu cầu.
tt

L0 : khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu
L0 = ∑ L0i =
tt

∑L

0i

∑ L - ∑b
i

i

- btr - b ph

: Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-10-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

∑b

i

Khoa Xây Dựng

: Tổng chiều dài tĩnh không ứng với MNCN do trụ chiếm chỗ.

btr , b ph : Phần ăn sâu của mố trái, mố phải tại MNCN tính tới đầu kết cấu

nhịp.
tt

L0 = (5x34+6x0,05) –(4x2,0)-2x1,0 = 160,30(m).
tt

L0 − L0

Ta có:

yc

=

yc

L0

160,30 − 156
156

x100% = 2.75% < 5%

Vậy khẩu độ đạt yêu cầu.
1.3.9.2.Phương án 2: CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ T NHỊP GIẢN ĐƠN
1.3.9.2.1.Bố trí chung cầu và mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 4x41(m)
* Kết cấu phần trên
Toàn cầu gồm 4 nhịp BTCT DƯL chữ T 41m, tổng chiều dài cầu là 172,25m.
Mặt cắt ngang bố trí 5 dầm tiết diện chữ T lắp ghép, khoảng cách giữa 2 dầm là

,
240cm, bản mặt cầu BTCT dày 200cm có cường độ bê tơng ở 28 ngày f c = 40 Mpa
đổ tại chỗ. Lớp phủ mặt cầu gồm: Lớp bê tông nhựa chặt hạt trung dày 5cm, lớp bê
tông bảo vệ dày 3cm và lớp phòng nước dày 1cm. Lan can, tay vịn bằng thép. Khe
co giãn đầu nhịp dùng tấm cao su đúc sẵn lắp ghép.

2000

2000

2000

2000

1/2 MẶ
T CẮ
T II-II
TỈLỆ
: 1/50

4000

4000

250

2%

250

+17.05m

250

100

400 600

1.5%

250

2%

7000
1500

100

250

1.5%
300

150

200

300

215

300

140

250

1900
700

1080

300

+16.8m

1
1:

200
215

300

2050

300

100

400

1500

400

12000
250

LỚ
P BÊTÔ
NG NHỰA d=5cm
LỚ
P BÊTÔ
NG BẢ
O VỆd=3cm
LỚ
P PHÒ
NG NƯỚ
C
d=1cm
LỚ
P TẠO MUI LUYỆ
N ĐỘDỐ
C 2%
BẢ
N MẶ
T CẦ
U

d=20cm

250400 600

7000

1/2 MẶ
T CẮ
T I-I
TỈLỆ
: 1/50

630
2460

2460

2460

2460

1080

800

-14.73m

500

100

2500
3600

+11.65m

-8.35m
5700

800

6500

Hình 1.2 : Mặt cắt ngang cầu phương án 2
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-11-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

* Kết cấu phần dưới
,
- Mố cầu: Hai mố cầu kiểu mố chữ U bằng BTCT có f c = 30Mpa . Bản quá
,
,
độ đầu cầu bằng BTCT có f c = 30 Mpa , 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 mũi cọc

xun tới lớp thứ 3 là Cát sỏi lẫn cuội kết cấu rất chặt.
,
- Trụ cầu: Toàn cầu gồm 3 trụ P1-P3 bằng BTCT, f c = 30Mpa dạng trụ đặc.

Móng trụ cầu sữ dụng móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính D=100cm các trụ
P1- P3, mũi cọc xuyên tới lớp thứ 3.
1.3.9.2.2.Tính tốn kiểm tra lại khẩu độ cầu
tt

L0 − L0

u cầu:

L0

yc

≤ 5%

yc

Trong đó:
yc

L0 = 156m: khẩu độ tĩnh khơng yêu cầu.
tt

L0 : khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu

L0 = ∑ L0i =
tt

∑ L - ∑b
i

i

- btr - b ph

∑ L : tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ.
∑ b : tổng chiều dài tĩnh không ứng với MNCN do trụ chiếm chỗ.
0i

i

btr , b ph : phần ăn sâu của mố trái, mố phải tại MNCN tính tới đầu kết cấu

nhịp.
tt

L0 = (4x41+5x0,05) – (3x2,0) – 2x1,0 = 156,25(m).
tt

Ta có:

L0 − L0
L0

yc

yc

=

156,25 − 156
156

x100% = 0.16% < 5%

Vậy khẩu độ đạt yêu cầu.
1.3.9.3.Phương án 3: CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT
1.3.9.3.1.Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 40+42+42+40(m)
* Kết cấu phần trên
Toàn cầu gồm 4 nhịp dầm liên hợp với BTCT 40+42+42+40(m), tổng chiều
dài cầu là 172,25m. Mặt cắt ngang bố trí 5 dầm liên hợp với BTCT khoảng cách
giữa 2 dầm là 240cm, bản mặt cầu BTCT dày 200cm có cường độ bê tơng ở 28
,
ngày f c = 40 Mpa đổ tại chỗ. Lớp phủ mặt cầu gồm: Lớp bê tông nhựa chặt hạt
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-12-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

trung dày 5cm, lớp bê tơng bảo vệ dày 3cm và lớp phịng nước dày 1cm. Lan can,
tay vịn bằng thép. Khe co giãn đầu nhịp dùng tấm cao su đúc sẵn lắp ghép.

2000

2000

2000

2000

1/2 MẶ
T CẮ
T II-II
TỈLỆ
: 1/50

4000

4000

2%

1800

2100

700

7000
250

1.5%

200

300

140

630

+16.85m

2400

2400

2400

2400

1200

800

1200

1500

1
1:

1900

200

+14.73m

250

200

2%

100

300

250

+17.10m

250

100

1.5%

250

100

400
400 600

1500

400

12000
250

LỚ
P BÊTÔ
NG NHỰA d=5cm
LỚ
P BÊTÔ
NG BẢ
O VỆd=3cm
LỚ
P PHÒ
NG NƯỚ
C
d=1cm
LỚ
P TẠO MUI LUYỆ
N ĐỘDỐ
C 2%
BẢ
N MẶ
T CẦ

U
d=20cm

250400 600

7000

1/2 MẶ
T CẮ
T I-I
TỈLỆ
: 1/50

500

100

2500
3600

+11.65m

-8.35m
5700
6500

800

Hình 1.3 : Mặt cắt ngang cầu phương án 3
* Kết cấu phần dưới

,
- Mố cầu: Hai mố cầu kiểu mố chữ U bằng BTCT có f c = 30Mpa . Bản quá
,
,
độ đầu cầu bằng BTCT có f c = 30 Mpa , 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 mũi cọc

xuyên tới lớp thứ 3 là Cát sỏi lẫn cuội kết cấu rất chặt.
,
- Trụ cầu: Toàn cầu gồm 3 trụ P1-P3 bằng BTCT, f c = 30Mpa dạng trụ đặc.

Móng trụ cầu sữ dụng móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính D=100cm các trụ
P1- P3, mũi cọc xun tới lớp thứ 3.
1.3.9.3.2.Tính tốn kiểm tra lại khẩu độ cầu
tt

Yêu cầu:

L0 − L0
L0

yc

yc

≤ 5%

Trong đó:
yc

L0 = 156m: khẩu độ tĩnh khơng u cầu.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-13-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

tt

L0 : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu
L0 = ∑ L0i =
tt

∑ L - ∑b
i

i

- btr - b ph

∑ L : Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ.
∑ b : Tổng chiều dài tĩnh không ứng với MNCN do trụ chiếm chỗ.
0i

i

btr , b ph : Phần ăn sâu của mố trái, mố phải tại MNCN tính tới đầu kết cấu nhịp.
tt

L0 = (40x2+2x42+5x0,1) – (3x2,0) – 2x1,0 = 156,50(m).
tt

Ta có:

L0 − L0
L0

yc

yc

=

156,50 − 156
156

x100% = 0.3% < 5%

Vậy khẩu độ đạt yêu cầu.

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-14-

Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

CHƯƠNG 2:
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I:
CẦU DẦM BTCT DƯL 34M NHỊP GIẢN ĐƠN
2.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận cầu
2.1.1.Tính tốn khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp
2.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu
- Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
+ Lớp bê tông nhựa: t1 = 0,05m ; γ 1 = 25KN / m 3
+ Lớp bê tông bảo vệ: t 2 = 0,03m ; γ 2 = 25KN / m 3
+ Lớp phòng nước: t 3 = 0,01m ; γ 3 = 18KN / m 3
+ Lớp tạo mui luyện độ dốc 2%: H giua = 0,0308m , H 2bên = 0,03m , γ 4 = 25 KN / m 3
Tổng trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
 0,0308 + 0,03 
DWlpmc = (0,05 x 25 + 0,03 x 25 + 0,01x18) x8 + 
 x8 x 25 = 23,52KN/m.
2



- Tính tải GĐ2 rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm: DW =

23,52
= 4,704( KN / m)
5

2.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn

- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:
15x2000+2x1750

350

120

50

160 185

250

150

90

150

250

250

400 600

250 250

250

Tay vin trên

350

Tay vin du o i

Hình 2.1: Cấu tạo và kích thướt lan can tay vịn, đá vĩa
- Ta bố trí các cột lan can trên 1 nhịp 34m với khoảng cách 2 m, riêng tại hai đầu
nhịp ta bố trí 2 cột cách nhau 1,75m. Vậy tồn nhịp có 2x18=36 cột.

100

- MCN tấm đan lề bộ hành:

1500

Hình 2.2 : MCN tấm đan lề bộ hành
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-15-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

- Tay vịn được làm bằng các ống thép, tay vịn trên có đường kính Φ120, tay vịn
dưới có đường kính Φ90 và đều có bề dày 5mm.Trọng lượng riêng của thép lấy
bằng 7,85(T/m3).
⇒ DCTV = DCTVT + DCTVD = 0,144 + 0,108 = 0,252(KN/m).

- Lan can làm bằng đai thép dày 10mm, rộng 150mm. Diện tích 1 cột lan can:
SLC = 0,284(m2)
- Số lượng lan can bằng đai thép trên 1 nhịp 34m: n LC =36. Trọng lượng riêng của
thép lấy bằng 7,85(T/m3).
- Trọng lượng lan can trên một mét dài cầu:
DC LC =

0,284 x0,01x7,85 x36
= 0,0236(T / m) = 0,236( KN / m)
34

- Các ống thép bố trí giữa tay vịn trên và giữa tay vịn dưới có đường kính Φ50, dày
2mm, cao 250mm. Giữa 2 cột lan can ta bố trí 10 ống thép.
- Vậy tồn nhịp có 2x10x17 = 340 ống thép. Trọng lượng riêng của thép lấy bằng
7,85(T/m3).
- Trọng lượng ống thép trên 1m dài cầu :
 π .0,05 2 π .0,048 2
DCÔT = 
−
4
 4


 x0,25 x 7,85 x340 / 34 = 0,003(T / m) = 0,03( KN / m)


Bảng 1 : Bảng xác định tỉnh tải lan can, đá vĩa, lề bộ hành
TÍNH TẢI: BỆ LAN CAN, ĐÁ VĨA, LỀ BỘ HÀNH (Tính cho 1 nhịp 34m)
THỂ
TÍCH

HL.THÉP

KL.THÉP

γ BT

TL.BTƠNG

V(m3)

(Kg/m3)

(KN)

(KN/m3)

(KN)

V=
(0.15x0.35+0.25x0.25)x2x3
4

6.38

100

6.38

25

159.5

ĐÁ
VĨA

V=
(0.1x0.25+0.15x0.35)x2x34

5.27

100

5.27

25

131.75

LỀ BỘ
HÀNH

V=0.1x1.5x2x34

10.2

100

10.2

25

255

S
TT

HẠNG
MỤC

CÁCH TÍNH

1

BỆ
LAN
CAN

2
3

TỔNG

21.85

21.85

546.25

- Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề bộ hành trên 1m dài cầu:

DC BLC , ĐV , LBH =

21,85 + 546,25
= 16,709( KN / m)
34

- Sử dụng loại cột đèn TC&-D78/CDT-02 có trọng lượng 0,206(T) = 2,06 (KN).
Trên cầu ta bổ trí 24 cột đèn cho 2 bên. Vậy trọng lượng cột đèn trên 1m dài cầu:
SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-16-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

DC CĐ =

Khoa Xây Dựng

2,06 x 24
= 0,291( KN / m)
34 x5

- Trọng lượng bê tông của bệ kê cột đèn trên 1m dài cầu:
DC BKCĐ =

[ ( 0,6 + 1,) 2 / 2 x0,6 x0,4] x25 x24 = 0,762( KN / m)
34 x5

- Tổng tính tải do tay vịn, lan can, cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can, ống thép, đá vĩa,

lề bộ hành rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm:
DC1 = (DC +DC +DC
TV
LC
BLC,ĐV,LBH+DCCĐ+DCBKCĐ+DCƠT)/5 = 3,656(KN/m)

2.1.1.3. Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp

1416

1570

34

80

85

1600
120

630

120

- Kích thước các bộ phận kết cấu nhịp như sau:

MCN I - I

Dầm ngang đoạn đầu dầm

300
200
215

215
250

1570

1600
120

120

120

300

200

880

80

1766

630

250

200

630

630

MCN II-II

200
1770
Dầm ngang đoạn giữa dầm

Hình 2.2 : Dầm ngang đoạn đầu dầm và giữa dầm

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-17-


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

I

II

1700

34000/2

28000/2

15001500

Hình 2.3 : Mặt cắt dọc dầm

10

80

00

- Tấm đan có kích thước như sau:

1730

Hình 2.4 : Tấm đan
-

MCN bản mặt cầu như sau:

200

BẢ
N MẶT CẦ
U

12000

Hình
1200

2400

2400

2400

2400

2.5 :

MCN bản mặt cầu
Bảng 2 : Bảng xác định diện tích các mặt cắt
DIỆN TÍCH CÁC MẶT CẮT (Tính cho 1 dầm 34m)
STT

1

2

HẠNG MỤC
Dầm
chủ
Dầm
ngang

CÁCH TÍNH

DIỆNTÍCH
S(m2)

0.6305

Đầu dầm

A=1.466x0.63+2x(0.12+0.154)/2x0.085+0.63x0.0
8
B=0.63x0.25+2x(0.2x0.215)/2+1.25x0.2
+2x(0.12x0.3)/2+2x0.1x0.12+0.6x0.2
S= 1.466x1.766+0.034x0.085+1.6x0.154

Giữa dầm

S=(2.2+1.77)/2x0.2+0.93x2.2+0.3x0.12+1.6x0.24

2.863

Mặt cắt I-I
Mặt cắt II-II

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-18-

0.997

2.838

Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

Bảng 3 : Bảng xác định tỉnh tải kết cấu nhịp
STT

HẠNG
MỤC

TĨNH TẢI KẾT CẤU NHỊP (Tính cho 1 nhịp 34m)
THỂ
HL.THÉP KL.THÉP
TÍCH
CÁCH TÍNH
V(m3)
(Kg/m3)
(KN)
V= [(0.997+0.6305)/2x1.5x2
+0.997x1.5x2+0.6305x28]x 115.431
100
115.431
5
V=
11.412
100
11.412
2.838x0.2x8+2.863x0.2x12

TL.BTƠNG
(KN)

1

Dầm chủ

2

Dầm
ngang

3

Tấm đan

V= 1.73x1.0x0.08x4x34

19.584

100

19.584

489.6

4

Bản mặt

cầu

V= 12x0.2x34

81,6

100

81,6

2040

228,027

5700.675

TỔNG

228,027

2885,775
285.3

- Tính tải do dầm chủ, dầm ngang, tấm đan, bản mặt cầu rải trên 1m dài cầu chia
đều cho 1 dầm chủ:
DC 2 =

228,027 + 5700,675
= 34,875( KN / m)
34 x5

- Tổng tính tải GĐ1 rải trên 1m dài cầu chia đều cho 1 dầm:
DC = DC1 + DC 2 = 3,656 + 34,875 = 38,531(KN/m)
2.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu
2.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái
- Cấu tạo mố như hình vẽ dưới đây:

2600

1500

600
1600

200

200

1500

500

1500

800

1500

750

400

300

350

658

250

500

2200

1500

4000

1200

800
400

3600

6000
6500

800

375

500

800

500
5500

200

500

6500
1000

300

2400

500

4600

750

800

800

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-19-

400
2400


Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Xây Dựng

Hình 2.6 : Cấu tạo và kích thướt mố trái
* Hai mố có kích thước cấu tạo giống nhau,nên ta chỉ cần tính khối lượng của một
mố (mố trái) như sau:
Bảng 4 : Bảng xác định tỉnh tải mố
TĨNH TẢI MỐ
THỂ
CÁCH TÍNH
TÍCH
V(m3)

STT

HẠNG
MỤC

1

Bệ mố

V = 1.5x4.6x13

2

Thân
mố

V = 1.5x1.5x12

3

Tường
cánh

4

Tường
đỉnh

5

Đá tảng

6
7
8

Tường
tai

Bản quá
độ
Dầm kê
bản quá
độ

HL.THÉP
(Kg/m3)

KL.THÉP
(KN)

TL.BTông
(KN)

89.7

100

89.7

2467.5

27

100

27

675

11.775

100

11.775

294.375

14.924

100

14.924

373.1

0.64

100

0.64

16

V = 1.6x0.2x1.0x2

0.64

100

0.64

16

V = 7.2x2.5x0.2

3.6

100

3.6

90

V = (0.35+0.75)/2x0.25x7.95

1.093

100

1.093

27.325

158.332

3958.3

V=

[(1.25+4)/2x2.2+1.5x4]x0.5x2
V=
[2.2x0.5+(0.3+0.658)/2x0.3]x1
2
V = 0.8x0.2x0.8x5

TỔNG

158.332

2.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải
Mố phải có kích thước và cấu tạo giống Mố trái
=> DCtrái = DC phai = 158,332 + 3958,3 = 4116,632 (KN)

SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC

Trang:-20-