ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI CẦU MĂNG THÍT Chơng 1 Giới thiệu chung I.1. Mở đầu Cầu Măng Thít nằm tại Km21+548 QL53, thuộc địa phận xã Tân Long Hội, huyện Măng Thít, tỉnh Vĩnh Long, trong phạm vi quản lý của công ty QL&SCĐB 717- Khu quản lý Đờng bộ VII. Cầu đợc xây dựng để đáp ứng nhu cầu giao thông, giao lu về kinh tế, xã hội giữa hai tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh. Đồng thời góp phần vào mạng lới giao thông chung của khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Cầu bắc qua sông Măng Thít, là một tuyến đờng thuỷ chính ở khu vực Nam Bộ. Cấp hạng đờng thuỷ của sông đợc Bộ GTVT xác định là sông cấp I. Lu thông đờng thuỷ diễn ra quanh năm với mật độ cao và nhiều phơng tiện thuỷ có tải trọng lớn. I.2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên I.2.1. địa hình Địa hình khu vực cầu mang đặc trng của ĐBSCL: hai bờ sông là khu dân c và vờn cây ăn quả. Bề mặt địa hình thờng bị phân cắt bởi hệ thống các kênh rạch tự nhiên và kênh mơng thuỷ lợi. Sông Măng Thít có lòng sông tại khu vực đầu cầu tơng đối thoải, độ dốc hớng ra h- ớng sông khoảng 10%, tại khu vực giữa sông độ dốc này khoảng 20%. Lòng sông rộng và thoáng, tàu thuyền lu thông qua công trình thờng xuyên. I.2.2. khí tợng - thủy văn. Chế độ thuỷ văn của sông Măng Thít là chế độ bán nhật triều, chịu ảnh hởng của triều cờng biển Đông. Mức nớc cao xuất hiện vào mùa ma trong khoảng từ tháng 4 đến tháng 11, trong đó mức nớc cao nhất xuất hiện vào khoảng tháng 8 đến tháng 10. Mức nớc thấp xuất hiện vào mùa khô trong những tháng còn lại trong năm, trong đó mức nớc thấp nhất xuất hiện vào khoảng tháng 1 đến tháng 2. Dới đây là một số số liệu thu nhập trong quá trình khảo sát: - Mức nớc cao nhất tần suất 1% :+3.0m; - Mức nớc thông thuyền tần suất 5% :+2.1m; - Mức nớc thấp nhất tần suất 99% :-2.5m; Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 2 - Biên độ triều trung bình trong ngày: 2.0m; - Lu tốc mặt lớn nhất : 2.5m/s; - Lu tốc mặt trung bình : 1.8m/s; - Hệ cao độ : lấy theo hệ cao độ giả định. Lòng, bờ sông hai bên hiện khá ổn định, không có hiện tợng xói lở, dịch chuyển bờ. I. 2.3. Điều kiện địa chất . Dựa vào các kết quả khoan thăm dò, thí nghiệm hiện trờng, có thể phân chia địa tầng khu vực dự kiến xây dựng cầu Măng Thít thành các lớp đất từ trên xuống nh sau: Lớp 1 : Bùn sét pha cát, màu xám đen, xám xanh lẫn tàn tích hữu cơ có trạng thái chảy. Bề dày lớp từ 12m [lỗ khoan 2(LK2)] đến 19m (LK4). (Độ sệt B= 0.8) Lớp 2 : Bùn sét màu xám đen, xám xanh, trạng thái dẻo chảy. Bề dày lớp từ 10m (LK7) đến 22m (LK5). (Độ sệt B= 0.5) Lớp 3 : Sét pha cát, xám đen, xám xanh trạng thái dẻo cứng. Bề dày lớp từ 14m (LK5) đến 20m (LK2). (Độ sệt B= 0.4) Lớp 4 : Sét, trạng thái cứng, kết cấu chặt, xuất hiện ở độ sâu khoảng 54m. (Độ sệt B=0.4) I.2.4. nhận xét và kiến nghị Từ số liệu địa chất đã khảo sát đợc (trình bày ở trên), có thể rút ra một số nhận xét nh sau: Địa tầng khu vực có cấu trúc khá đơn giản, bao gồm các thành tạo có nguồn gốc trầm tích sông và sông biển, trong đó: lớp 1, lớp 2 là lớp đất yếu. Lớp 3 có sức chịu tải trung bình. Lớp sét số 4 có sức chịu tải khá cao nhng nằm tại độ sâu khá lớn nên kiến nghị sử dụng giải pháp móng cọc với công nghệ cọc khoan nhồi BTCT cho móng trụ, mố trong đó mũi cọc đặt trong tầng sét (lớp số 4). Lu thông đờng thuỷ diễn ra quanh năm với mật độ cao và nhiều phơng tiện thuỷ có tải trọng lớn. Vì vậy khi tiến hành thi công các hạng mục dới nớc cần phải đặc biệt lu ý đến biện pháp đảm bảo an toàn và tránh gây ách tắc giao thông đờng thủy. Có thể thực hiện thi công quanh năm, riêng trong khoảng thời từ tháng 8 đến tháng 10 Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 3 cần hạn chế thi công các công việc của phần móng ngập dới nớc do lũ lớn, ma to kéo dài. Với lớp đất bề mặt lòng sông bùn sét, việc thi công kết cấu phụ trợ dùng cho kết cấu ngập dới nớc nh: thùng chụp hoặc khung vây cọc ván thép, đổ bê tông bịt đáy sẽ phức tạp hơn. Chơng 2 thiết kế các phơng án cầu II.1. tiêu chuẩn kỹ thuật và qui mô Qui trình thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-01 Bộ GTVT. Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN 4054-98. Tiêu chuẩn thiết kế áo đờng mềm 22TCN 211-95. Quy trình khảo sát đờng ô tô 22TCN 263-2000. Khổ cầu: K8 + 2 x 1.5m. Khổ thông thuyền (sông cấp I): Chiều cao thông thuyền: 10m, chiều rộng thông thuyền: 80m. Độ dốc dọc tối đa trên cầu i max = 4%. Bán kính đờng cong bằng R min =250m, bán kính đờng cong đứng Rmin lồi=4000m. II.2. Đánh giá các điều kiện địa phơng: Phân tích các điều kiện địa phơng, ta thấy có một số nhận xét sau: Về địa chất: lớp đất tốt nằm khá sâu (trên 50m), nên loại móng cọc khoan nhồi sẽ là sự lựa chọn hợp lý. Về thuỷ văn: mực nớc thi công là khá sâu (13-21m); do đó móng trụ dới nớc sẽ dùng loại đài cao để thuận tiện cho công tác thi công và đảm bảo tính kinh tế. Do mực nớc sâu nh Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 4 vậy nên cũng cần sử dụng các nhịp lớn để vợt sông, tránh phải làm nhiều trụ dới nớc. Khổ thông thuyền rộng B = 80m (sông cấp I). Do vậy, dự kiến phần cầu qua sông sẽ phải chọn những loại kết cấu có khả năng vợt nhịp lớn nh cầu liên tục, cầu dây văng, cầu giàn thép, Còn đối với phần cầu trên cạn điều kiện thi công tơng đối thuận lợi, không có yêu cầu về tĩnh không dới cầu, dự kiến sẽ chọn kết cấu nhịp đơn giản, BTCT lắp ghép và bán lắp ghép. II.3. lập phơng án kết cấu cầu. II.3.1. nguyên tắc lập phơng án kết cấu cầu: Để lập các phơng án kết cấu, cần dựa vào những điều kiện cơ bản sau: Kết cấu nhịp : Thoả mãn điều kiện thông thuyền, gần với nhịp kinh tế. Có khả năng định hình cao. Phù hợp với khả năng thi công. Chọn loại mố trụ: Phù hợp với loại kết cấu nhịp, chiều dài nhịp. Chiều cao đất đắp trên mố. Đảm bảo khả năng thoát nớc Đảm bảo tính mỹ quan. Thuận lợi cho thi công. Lập phơng án nền móng: Đặc điểm địa chất. Tính kinh tế. Khả năng thi công. Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 5 II.3.2. Các phơng án kết cấu cầu: II.3.2.1. Phơng án 1:cầu liên tục (Khối lợng của phơng án đợc tính trong phần phụ lục). Cầu đợc xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL. Sơ đồ cầu 2x40m + 80m + 3x130m + 80m + 2x40m, chiều dài toàn cầu Lc=720,5m. Tổng bề rộng cầu B=12,4m (mép ngoài lan can). a - Phần cầu chính : Kết cấu: cầu dầm liên tục BTCT DƯL (80+3x130+80)m Dầm chủ: tiết diện hình hộp, chiều cao tại trụ 7.0m, tại giữa nhịp 3.5m, thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng. Trụ cầu: dùng kết cấu trụ đặc bằng bê tông cốt thép, hai đầu hình bán nguyệt. Móng trụ: dùng móng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5m. Mặt cắt ngang phần cầu liên tục: 1050 1200 4799/2 1 6 2650 1500 6 0 0 12400/2 1500 200 8000/2 2% 4 0 0 2% 8000/2 280 200 12400/2 3500 6 1 250 500 250 300 2970 1/2 MC tại trụ 1/2 MC giữa nhịp 500 100 7000 1500 Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 6 MÆt c¾t ngang phÇn cÇu dÉn: 40 12400 2040 2040 5700 200 40 2% 40 20402040 2040 2% 150 40 200 40 5700 1001000 600830 500 1000100 150 500 ThÇy híng dÉn: T.S NguyÔn V¨n Mîi SVTH: Vò V¨n TiÒn 7 b -Phần cầu dẫn: Kết cấu: dầm giản đơn SuperT, L=40m, bằng BTCT DƯL căng trớc. Mặt cắt ngang gồm 6 dầm chủ chiều cao không đổi là 1.75m, khoảng cách các dầm là 2.04m. Mố : dùng mố chữ U, bằng BTCT đổ tại chỗ. Trụ cầu dẫn: trụ đặc bằng BTCT, hai đầu hình bán nguyệt, xà mũ có tai che phần chuyển tiếp giữa các nhịp trên trụ. Móng mố, trụ cầu dẫn: dùng móng cọc khoan nhồi, đờng kính 1m. II.3.2.2. Phơng án 2:cầu dây văng (Khối lợng của phơng án đợc tính trong phần phụ lục). Cầu đợc xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL. Sơ đồ cầu 3x40+117+240+117+3x40m , chiều dài toàn cầu Lc = 724.6 m. Tổng bề rộng cầu B=13.6m (mép ngoài lan can). a - Phần cầu chính : Kết cấu: là loại cầu dây văng 3 nhịp (117+240+117)m . Dầm chủ: bằng BTCT kiểu hai phiến dầm dọc biên .Chiều cao dầm 1.6m (tại mép ngoài), bản mặt cầu dày 0.22m, khoảng cách giữa các dầm ngang là 6.5m. Dầm chủ đợc thi công đúc hẫng từ tháp ra và hợp long tại giữa nhịp giữa. Tiết diện: diện tích tiết diện dầm chủ cần thoả mãn điều kiện: R kS A max trong đó: S max : là lực dọc tính toán lớn nhất trong dầm chủ do tĩnh tải và hoạt tải; đợc tính cho tiết diện dầm trên tháp, do các dây văng truyền vào, S max = 2401.5T (tính ở phần chọn dây văng bên dứơi). R: là cờng độ tính toán của vật liệu dầm chủ = 2400(T/m 2 ) k : là hệ số kể đến ảnh hởng mômen uốn và ảnh hởng uốn dọc. Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 8 Diện tích tiết diện 1 nhánh dầm là: 3.03m 2 . Kiểm tra: R = 2,400 T/m2 k = 2 S max (tính ở phần chọn dây) = 2,401.5 T A = 2.00 m2 < 3.03 :Đạt Tháp cầu: do khổ cầu khá nhỏ (8+2x1.5m) làm cho kết cấu có độ ổn định khí động kém nên dùng tháp dạng chữ A, có u điểm là độ cứng tháp theo phơng ngang lớn, mặt phẳng dây xiên tăng ổn định cho kết cấu nhịp khi chịu tải trọng ngang cầu. Mặt cắt ngang dầm chủ: 2% 2641170 1500850 250 200 2% 2201516 9400 1000 400 600 1100 13600 8000 1500 250200 850 1000450 1600 1100 400 1000 Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi SVTH: Vũ Văn Tiền 9 Th¸p cÇu: ThÇy híng dÉn: T.S NguyÔn V¨n Mîi SVTH: Vò V¨n TiÒn 10 [...]... cầu dẫn: Dùng kết cấu nhịp đơn giản dầm Super-T giống nh phơng án 1 II.2.2.3 Phơng án 3 (cầu giàn thép 7 nhịp đơn giản) (Khối lợng của phơng án đợc tính trong phụ lục1) Cầu đợc xây dựng vĩnh cửu bằng thép Sơ đồ cầu: 7x100 (m), chiều dài toàn cầu Lc=710.6m Tổng bề rộng cầu: B=13.4m (mép ngoài lan can) Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi 17 SVTH: Vũ Văn Tiền II.4 Thi t kế sơ bộ móng cọc: II.4.1 Phơng án. .. ứng Tuy nhiên, do sơ đồ kết cấu có phần siêu tĩnh (phần cầu liên tục), nên trong đồ án ta sẽ tính áp lực lớn nhất lên gối bằng chơng trình phân tích kết cấu Sap 2000 Các bớc vẽ đah, xếp tải và tính áp lực đợc chơng trình tự động tính toán Ta chỉ cần lấy kết quả cuối cùng để đa vào tính cho móng mố(trụ) cầu Khi tính áp lực lên gối cầu, đối với phần nhịp đơn giản, sơ đồ cầu khi thi công và khai thác... mức đầu t: II.6.1 Căn cứ lập tổng mức đầu t - Hồ sơ Báo cáo nghiên cứu khả thi do Tổng công ty t vấn thi t kế Giao thông vận tải lập tháng 12 năm 2003 - Định mức áp dụng : Định mức số 1242/ 1998 /QĐ - BXD ngày 25 tháng 11 năm 1998 của Bộ Xây Dựng - Giá vật liệu : Quí 3 năm 2003 của tỉnh Vĩnh Long Một số vật liệu khác không có tạm tính nội suy, tham khảo giá thị trờng, hoặc các công trình tơng tự - Đơn... khai thác là giống nhau Còn đối với phần cầu thi công đúc hẫng thì các sơ đồ này là khác nhau Do vậy, mỗi loại tải trọng cần đợc đặt lên sơ đồ kết cấu tơng ứng: - Trên sơ đồ hẫng, tĩnh tải 1 - phần đúc hẫng (g 1*) - truyền toàn bộ lên trụ tơng ứng, trọng lợng 2 xe đúc, tải trọng thi công rải đều 0.855(T/m) - Trên sơ đồ hoàn chỉnh: tải trọng gồm có tĩnh tải 1 phần thi công trên giàn giáo và các đốt hợp... 2 7.38 8 II 5 tổ chức thi công: II.5.1 Mặt bằng bố trí công trờng: Dùng máy ủi san, đắp đất tạo mặt bằng thi công Bố trí công trờng cả hai bờ sông phía Vĩnh Long và Trà Vinh, làm đờng công vụ Lắp đặt trạm trộn bê tông Xây dựng lán trại, kho tàng vật t thi t bị Bố trí bãi đúc dầm hai bên bờ sông II.5.2 thi công mố, trụ, kết cấu nhịp(cho cả 3 phơng án) : - Xem cụ thể các bản vẽ thi công (bản vẽ số 3,... /1999/TT - BXD ngày 30 tháng 08 năm 1999 của Bộ Xây Dựng - Chi phí chung , chi phí ban quản lý dự án và một số chi phí khác theo thông t số 09/2000/TT-BXD , ngày 17/7/2000 của Bộ Xây Dựng - Mua bảo hiểm công trình theo quyết định số 663 TC/ QĐ - TCNH - Giá gối cầu, khe co giãn, ống ghen dự toán tham khảo của các công trình khác II.6.2 tính khối lợng vật liệu và Tổng mức đầu t Tính toán chi tiết khối lợng... qua áp lực thẳng đứng tác dụng lên gối cầu, gồm có: Tĩnh tải 1 (g1): Trọng lợng dầm ngang: 0.20(T/m) 1 nhịp giàn có 11 dầm ngang nên ta tính ra tải trọng phân bố trên 1m dài cầu: =0.2*8.5*11/100= 0.187(T/m) Trọng lợng dầm dọc: 0.10(T/m) Mặt cắt ngang có 5 dầm dọc nên tính ra tải trọng phân bố trên 1m dài cầu: =0.1*5=0.5(T/m) Trọng lợng bản mặt cầu trên 1 m dài cầu: 0.2*2.5*8.4=4.2(T/m) Trọng lợng lớp... cấu nhịp xuống: tính qua áp lực thẳng đứng tác dụng lên gối cầu, gồm có: Tĩnh tải 1 (g1): trọng lợng dầm, bản mặt cầu Trọng lợng 2 xe đúc: 2x80=160(T) Trọng lợng thi công rải đều 0.075(T/m2) =0.075x11.4=0.855(T/m) Tĩnh tải 2 (g2): trọng lợng lớp phủ mặt cầu, lan can Hoạt tải: HL93 + ngời đi Về nguyên tắc, để tính áp lực lớn nhất lên gối cầu, ta cần thực hiện các bớc sau: Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn... 190kG/cm2 : Góc nghiêng của chân tháp so với phơng ngang, = 90o : Hệ số phân phối ngang của xe thi t kế đối với đah gối dầm tại tháp P :Tải trọng xe thi t kế, thay 3 trục xe bằng 1 lực P gần đúng nh sau: Vẽ đah cho phản lực tại gối trên tháp sau đó xếp xe tính đợc: P=(35+145)x0.9642+145x1=318.56 (KN) Thay 3 trục xe bằng lực P có giá trị P=318.56 (KN) nh hình vẽ: p g+p o l1 l2/2 v Hình 3.1: Sơ đồ tính áp... 1335.8 2 5.43 6 Thầy hớng dẫn: T.S Nguyễn Văn Mợi Pcọc (T) 24 Tải trọng (T) Hệ số Số cọc Chọn SVTH: Vũ Văn Tiền II.4.2 Phơng án 2 (cầu dây văng) Chọn loại cọc: Dựa vào điều kiện địa chất của khu vực (lớp đất tốt nằm ở sâu), quyết định chọn móng cọc khoan nhồi cho tất cả các mố trụ của cầu Với mố, trụ phần nhịp dẫn, dùng cọc D=1m; với trụ tháp, dùng cọc D=2m II.4.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc Vật liệu: . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI CẦU MĂNG THÍT Chơng 1 Giới thi u chung I.1. Mở đầu Cầu Măng Thít nằm tại Km21+548 QL53, thuộc địa phận xã Tân Long Hội, huyện Măng Thít, tỉnh. Phơng án 1 :cầu liên tục (Khối lợng của phơng án đợc tính trong phần phụ lục). Cầu đợc xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL. Sơ đồ cầu 2x40m + 80m + 3x130m + 80m + 2x40m, chiều dài toàn cầu. 1m. II.3.2.2. Phơng án 2 :cầu dây văng (Khối lợng của phơng án đợc tính trong phần phụ lục). Cầu đợc xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL. Sơ đồ cầu 3x40+117+240+117+3x40m , chiều dài toàn cầu Lc =