Chương TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH CẦU VƯỢT NGỌC THÁP QUA SÔNG HỒNG 1.1 QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH PHÚ THỌ : 1.1.1 Vị trí địa lý trị : Cầu qua sơng Hồng thuộc địa phận tỉnh Phú Thọ Cơng trình cầu Ngọc Tháp nằm tuyến đường nối trung tâm thị xã với vùng có nhiều tìm chiến lược phát triển kinh tế tỉnh, tuyến đường cửa ngõ quan trọng nối liền trung tâm kinh tế, trị Khu vực xây dựng cầu vùng đồng bằng, bờ sông rộng phẳng, dân cư tương đối đông Cầu nằm tuyến đường chiến lược làm thời kỳ chiến tranh nên tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống Mạng lưới giao thơng khu vực 1.1.2 Dân số đất đai định hướng phát triển : Cơng trình cầu nằm cách trung tâm thị xã km nên dân cư sinh sống tăng nhiều vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng Dân cư sống nhiều nghề nghiệp đa dạng buôn bán, kinh doanh dịch vụ du lịch Bên cạnh có phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp 1.2 THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG 1.2.1 Thực trạng giao thông : Một cầu qua sông Hồng xây dựng từ lâu tác động mơi trường, khơng thể đáp ứng yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày tăng Hai tuyến đường hai bên cầu nâng cấp, lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể 1.2.2 Xu hướng phát triển : Trong chiến lược phát triển kinh tế tỉnh vấn đề đặt xây dựng sở hạ tầng vững ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thơng 1.3 NHU CẦU VẬN TẢI QUA SƠNG HỒNG TỈNH PHÚ THỌ Theo định hướng phát triển kinh tế tỉnh vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng tăng đáng kể 1.4 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG : Qua quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh nhu cầu vận tải qua sông nên việc xây dựng cầu cần thiết Cầu đáp ứng nhu cầu giao thơng ngày cao địa phương Từ tạo điều kiện thuận lợi cho ngành kinh tế phát triển đặc biệt ngành dịch vụ du lịch Cầu Ngọc Tháp nằm tuyến quy hoạch mạng lưới giao thơng quan trọng tỉnh Phú Thọ Nó cửa ngõ, mạch máu giao thông quan trọng trung tâm thị xã vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu phát triển kinh tế, văn hóa xã hội tỉnh Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại hai khu vực, nơi giao thơng hàng hóa tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng cầu cần thiết cấp bách nằm quy hoạch phát triển kinh tế chung tỉnh 1.5 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU : 1.5.1 Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối phẳng thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi cơng việc tổ chức xây dựng cầu 1.5.2 Khí hậu : Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết phân chia rõ rệt theo mùa, lượng mưa tập trung từ tháng đến tháng năm sau Ngồi chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa đơng bắc vào tháng mưa, độ ẩm tương đối cao gần cửa biển 1.5.3 Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn khu vực ổn định, mực nước chênh lệch hai mùa: mùa mưa mùa khô tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: 9,0m MNTT: 6,0m MNTN: 2,0m Địa chất : Trong trình khảo sát tiến hành khoan thăm dò địa chất xác định lớp địa chất sau: Lớp 1: Cát pha trạng thái rời rạc dày 1,5m Lớp 2: Sét pha dày 5,5m Lớp 3: Sét tạng thái cứng dày vô Với địa chất khu vực trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan xuống lớp cuối khoảng 5m lớp sét trạng thái cứng tính tốn cọc vừa chống vừa ma sát 1.5.4 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu : Vật liệu đá: vật liệu đá khai thác mỏ gần khu vực xây dựng cầu Đá vận chuyển đến vị trí thi công đường cách thuận tiện Đá đảm bảo cường độ kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng khai thác gần vị trí thi cơng, đảm bảo độ sạch, cường độ số lượng Vật liệu thép: sử dụng loại thép nước thép Thái Nguyên,… loại thép liên doanh thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép lấy đại lý lớn khu vực lân cận Xi mămg: nhà máy xi măng xây dựng tỉnh thành đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho cơng trình xây dựng thuận lợi, đảm bảo chất lượng số lượng mà u cầu cơng trình đặt Thiết bị cơng nghệ thi cơng: để hòa nhập với phát triển xã hội cạnh tranh theo chế thị trường thời mở cửa, cơng ty xây dựng cơng trình giao thơng mạnh dạn giới hóa thi cơng, trang bị cho máy móc thiết bị cơng nghệ thi cơng đại đáp ứng yêu cầu xây dựng công trình cầu Nhân lực máy móc thi cơng: tỉnh có nhiều cơng ty xây dựng cầu đường có kinh nghiệm thi cơng Về biên chế tổ chức thi công đội xây dựng cầu hồn chỉnh đồng Cán có trình độ tổ chức quản lí, nắm vững kỹ thuật, cơng nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thi công trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ Nhìn chung vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi cơng, tình hình an ninh địa phương thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đề 1.6 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU: 1.6.1 Các tiêu kỹ thuật : Việc tính tốn thiết kế cầu dựa tiêu kỹ thuật sau: - Quy mô xây dựng: vĩnh cửu - Tải trọng: đoàn xe HL-93 đoàn người 300daN/m2 - Khổ cầu B= 8,0+ 1(m) - Khẩu độ cầu: 180(m) - Độ dốc ngang : 2% - Sông thông thuyền cấp: cấp V 1.6.2 Giải pháp kết cấu : 1.6.2.1 Kết cấu mố trụ: Kết cấu mố: - Mố thiết kế BTCT có f’c=30Mpa Kết cấu trụ: - Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c=30Mpa Theo địa chất khu vực xây dựng cầu ta sử dụng móng cọc khoan nhồi tính tốn theo cọc chống ngàm vào đá 1~1,5m 1.6.2.2 Kết cấu nhịp: Từ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, vào độ cầu,… ta đề xuất loại kết cấu sau: Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST nhịp: 52.5+75+52.5=180m Phương án 2: cầu BTCT ƯST dầm Super T nhịp: x 36= 180m Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 52.5+75+52.5m Khẩu độ cầu : TK L L TK 52.5  75  52.5  * 1.5  * 1,05 174.9m  L0 L0 100%  174.9  180 180 100% 2,83%  5% Vậy đạt yêu cầu Kết cấu nhịp: - Cầu gồm nhịp dầm BTCT ƯST có f’c=50Mpa dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng theo sơ đồ 52.5+75+52.5m=180m - Các lớp mặt cầu gồm : +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2% +Lớp phòng nước dày 5mm - Lề hành mức - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ nước  =100 ống nhựa PVC Kết cấu mố, trụ: - Kết cấu mố: Hai mố chữ U BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,3m (mố M1) 10,3m (mố M2) Trên tường ngực bố trí giảm tải BTCT 275 275 20cm Gia cố 1/4 mơ đất hình nón đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt mặt đất sau xói 0,5m tiết diện 100 50cm - Kết cấu trụ: Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c = 30Mpa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 20m (trụ T1; T2) Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước5 nhịp 36m Khẩu độ cầu : TK L TK L 5 * 36  * 0,05  1,6 *  1,05 * 171.7 m  L0 L0 100%  171.7  180 180 100% 4.6%  5% Vậy đạt yêu cầu Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm nhịp: 36 x 5(m) - Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện Super T có f’c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 1,65m - Mặt cắt ngang có dầm chủ, khoảng cách dầm chủ 2,2 m - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ nước  =100 ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2% +Lớp phòng nước 5mm - Lề hành mức - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm Kết cấu mố trụ: -Kết cấu mố: Hai mố chữ U BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,3m (mố M1 M2) Trên tường ngực bố trí giảm tải BTCT 275 275 20cm Gia cố 1/4 mơ đất hình nón đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt mặt đất sau xói 0,5m tiết diện 100 50cm -Kết cấu trụ: Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c=30Mpa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,3m (trụ T1, T2, T3, T4, ) Chương THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL 1.7 TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH: 1.7.1 Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp: Kết cấu nhịp: gồm nhịp liên tục có sơ đồ sau : 52.5+75+52.5 =180m Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtơng dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm 12,7mm Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo sau: 1/2 mặt cắt ngang gối trụ 1/2 mặt cắt ngang gối mố Hình 1.1 Mặt cắt ngang dầm trụ mố 25 120 35 60 60 25 25 200 50 45 25 150 45 127 160 50 25 234/2 25 400 2% 25 160 25 25 127 25 150 50 35 19 25 60 25 25 120 2% 400 2% 2% 25 19 400 25 LỚP BTN DÀY 7CM LỚP PHÒNG?C NƯỚC 100 DÀY 5mm 25 100 544/2 1 80 50 100 484/2 Hình 1.2 Mặt cắt ngang dầm nhịp 25 120 60 19 35 400 2% 25 25 100 400 25 2% 2% 25 60 100 2% 25 19 35 25 60 60 120 LỚP  BTN DÀY 7CM LỚP PHÒNG NƯỚC  25 45 25 25 25 127 160 45 25 200 160 50 25 200 127 50 25 25 25 25 544/2 544/2 100 100 * Biên đáy dầm đường cong parabol có phương trình : y = a1.x2 + c1 (1) Hình 1.3 Mặt cắt dọc cánh hẫng 36.5 200/2 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 S13 400 100 300/2 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 S12 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1  x 0  y 1.75  c1 1.75   x 35  y 3.2  3.2 a1 35  1.75 xác định hệ số:  Thế vào phương trình (1) ta suy phương trình biên đáy dầm sau: yt = 1.45 x + 1.75 1225 * Biên đáy có phương trình : y = a2.x2 + c2 (2)  c 2  x 0  y    x 35  y 4  a 35  Xác định hệ số :  Thế vào phương trình (2) ta suy phương trình biên đáy dầm sau: yd = x2 + 1225 Từ phương trình đường cong biên biên đáy ta xác định chiều cao dầm hộp, chiều dày đáy tiết diện sau : h  y d (m)  d =yd – yt = 0,55 x +0,2 (m) 1225 Diện tích mặt cắt:  0,25  0,35    0,35  0,5   0,5  0,25  A    1    1,37  0,45 0,5    1,5  0,25 1,19  2           tg11,3  y d  0,5   y d  0,5   5,1  tg11,3  y t  0,5   y t  0,5 (m ) Phần tiết diện hình hộp có chắn ngang (trên trụ mố): -Trên trụ:  0,25  0,35    0,35  0,5   2,42  3,13  Att 2   1,5    1,37  3,13 0,5    3,55   0,75  0,25 0,25  2       2 21,56(m ) Trên mố:  0,25  0,35    0,35  0,5   3,13  2,72  Atm   1,5    1,37  3,13 0,5    2,06 2 17,24 (m ) 2        Tính tốn đốt hợp long giữa(đo Autocad): Ahl =5.832(m2) Từ ta tính thể tích đốt theo công thức sau: Vi  Ai  Ai 1 l i (m3) Với li : chiều dài đốt tính tốn Trọng lượng đốt tính tốn : DCi = Vi x 25 (KN) Bảng 3.1 Bảng tính tốn khối lượng đốt dầm : CD Mặt tính Thể tích KL Đốt yd(m) Yt(m) A(m²) cắt tốn(m đốt(m³) đốt(KN) ) S1 4,000 3,200 9.583 9.487 227.69 S2 3.887 3.118 9.391 K0 S2 3.887 3.118 9.391 36.144 867.456 S3 3.47 2.815 8.666 S3 3.47 2.815 8.666 K1 25.25 606 S4 3.19 2.61 8.167 S4 3.19 2.61 8.167 K2 23.795 571.08 7.696 S5 2.94 2.43 7.696 S5 2.94 2.43 K3 22.5 540 S6 2.72 2.272 7.270 S6 2.72 2.272 7.270 K4 21.255 510.12 S7 2.53 2,133 6.905 S7 2.53 2,133 6.905 K5 20.22 485.28 S8 2.367 2.016 6.577 S8 2.367 2.016 6.577 K6 19.33 463.92 S9 2,235 1.92 6.314 S9 2,235 1.92 6.314 K7 18.6 446.4 S10 2.13 1.846 6.091 S10 2.13 1.846 6.091 K8 18.07 433.68 S11 2.06 1.793 5.958 S11 2.06 1.793 5.958 K9 17.733 425.59 S12 2.015 1.7606 5.864 S12 2.015 1.7606 5.864 K10 17.544 421.056 S13 2.00 1.75 5.832 Tổng 249.928 5998.272 Vậy tổng khối lượng toàn kết cấu nhịp là: DCtb= 5998.27 x + 5,832 x x x 25 + 17,24 x 1,5 x x 25 + 21,56 x x x 25 + 5,832 x x 12.5 x 25 = 33040 (KN)  Trọng lượng thân dầm chủ mét dài cầu là: DCdc = 33040 /180 = 183.55 (KN/m) 1.7.2 Tính tốn khối lượng mố: Mố loại mố chữ U BTCT M300, mố có kích thước giống hình vẽ: 30 560 50 30 1000 380 240 100 100 30 450 190 50 200 210 450 1100 Bảng 1.1 Cấu tạo mố chữ U phương án I Hình 1.2 Tính tốn khổi lượng mố STT Hạng mục Tường cánh m3 Khối lượng thép Tường đầu Khối lượng thép Thân mố Khối lượng thép Bệ mố Khối lượng thép Đá tảng Khối lượng thép Khối lượng KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN bêtông mố Khối lượng thép mố Đơn vị mố trái KN Diễn giải =(1*5.6+(5.6+2.1)/2*3.8+1.9*2.1)*0 5*2 = 24.22*1(sơ lấy 100kg/m3) =0.3*2.4*11+(0.35+0.20)/2*11 = 10.67*1 =2*4.5*11 = 99*1 =4.5*2*11 = 99*1 =0.8*1*0.3*2 = 0.48*1 =V 24=(24.22+10.7+99+99+0.48)*2 Khối lượng 24.22 24.22 10.67 10.67 99 99 99 99 0.48 0.48 5091.75 KN =0.22+10.67+69.3+99+0.58 203.67 KN =5091.75+203.67 5295.4 10 -Có chiều cao đỗ bê tơng trung bình xà mũ h tb= 1,5m < H =1,932m nên phải lấy chiều cao trung bình xà mũ để tính tốn =>q 1tc = 25×1,5 = 37,5 (KN/m2) =>q 1tt = 1,1.q 1tc = 1,1×37,5 = 41,25 (KN/m2) Vậy tổng trọng lượng tác dụng lên ván khuôn đáy: qtt =qtt1+q2+q3 = 41,25 + 2,5 + =44,75 (KN/m2) Vì xét cho 1m rộng nên: qtt = 44,75 (KN/m) +Tính tốn ván khn: -Thép ván khn tính kê bốn cạnh ngàm cứng (Tính với ván khn số có: a=0,55m ; b = 0,45m) mơmen uốn lớn theo công thức: M ttmax =  q.b2 a 0,55 � � +  hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có �  =1,22 =>  =0,06346 b 0,45 � � � => Mmax = 0,06346×44,75×0,452 = 0,575 (KNm) +Mơmen kháng uốn ván thép: 100.0,5 4,167cm Wx = Kiểm tra điều kiện ổn định ván thép:  max  M max  Ru Wx Trong : + Ru cường độ tính tốn thép chịu uốn, có: Ru = 2100kg/cm2 0,575� 104 = 1380(kG/cm2) < Ru max  4,167 Điều kiện ổn định thỏa mãn *) Kiểm tra điều kiện độ võng ván thép: f= tc q max b l  [ f ]  400 E. Trong : + qtc = q 1tc +q2 = 37,5+ 2,5 = 40 (KN/m2): áp lực tiêu chuẩn lớn bê tông tươi Xét cho 1m rộng ván thép =>qtc = 40 (KN/m) 227 +  hệ số phụ thuộc tỷ số a/b có : a 0,55  1,22 =>  =0,0868 b 0,45 + b = 45cm = 0,45m +  =0,5 cm chiều dày ván thép + E mô đun đàn hồi ván thép; E = 2,1.106kG/cm2 40.102 �454 =>f = �0, 0868 = 0,051(cm) 2,1� 106 �0,53 [f] = l 45  =0,1125 (cm) 400 400 có f = 0,09< [f] = 0,125cm Vậy độ võng ván thép đảm bảo +Kiểm toán khả chịu lực thép sườn: - Kiểm tra khả chịu lực thép góc chịu lực bất lợi thép sườn đứng với chiều dài nhịp: l=0,9 (m) - Các thép sườn đứng xem dầm liên tục kê gối chống - Chiều dài nhịp tính tốn ltt = 0,9 m tt - Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố : Ptt= q max a tt Với: q max = 41,25 (KN/m2) => Ptt = 41,25 ×0,65 =26,8 (KN/m) -Mômen lớn nhịp: Mttmax = Ptt l2 26,81�0,9 =2,17 (KNm)  10 10 Kiểm tra điều kiện cường độ :  max M max R u Wx - Ru cường độ tính toán thép chịu uốn : Ru=2100kG/cm2 - Thép góc L75x75x8 có: + F = 11,5cm2 + Jx = 59,8 cm4 + Z = 2,15 (cm) + Wx = 27,81 cm3 228 =>  0,217� 105 =780,3 (kG/cm2)< Ru=2100 (kG/cm2) max  27,81 Vậy điều kiện cường độ thép sườn đứng đảm bảo Kiểm tra độ võng thép sườn đứng: Ptc.l l f= [f ]  127.EJ 400 Trong : q tcmax = 40(KN/m2) ; E = 2,1×106KG/cm2 ; Jx= 59,8cm4 => Ptc = 40×0,65 = 26(KN/m) 40�904 =>f = =0,164 (cm) 127�2,1� 10 �59,8 [f]= 90 0,225 (cm)> f=0,164 (cm) 400 Vậy điều kiện độ võng thỏa mãn +Tính tốn khả chịu lực chống: -Để đỡ phần ván khn đáy xà mũ ta dùng thép góc L75×75×8 làm chống -Thanh chống chịu lực tập trung P với diện tích chịu F tính sau: F’ = 2a.b = 2×0,55×0,45 = 0,495 (m2) tt -Tính lực tập trung : P = q max F’ = 40×0,495 = 19,8 (KN) -Diện tích chịu lực thép F = 11,5 (cm2) Kiểm tra điều kiện ổn định chống :  max P tt  F  R0 +  hệ số uốn dọc  = 0,85 + R0 cường độ tính tốn chịu nén dọc trục : R0 = 1900KG/cm2 =>  19,8� 102 =202,55 (kG/cm2) max  0,85� 11,5 Vậy điều kiện ổn định chống đảm bảo 229 Chương THI CƠNG NHỊP Cầu gồm nhòp bêtông cốt thép ứng suất trước dầm SUPER-T, nhòp daøi 36m 3600 3600/2 3600 75 75 16 1:1 75 40 13.35 9.84 11.43 11.24 MNCN:9.0m MNTT:6.0m MNTN:2.0m 1.3 5 C?C KHOAN NH?I BTCT  Ldk= 10.3m, fc'= 30MPa ,D = 1m 10050 50 ­4.46 ­3.26 L?P 1: CÁT PHA  DÀY 1.5m 6C?C KHOAN NH?I BTCT ­10.98  Ldk= 10.3m, fc'= 30MPa ,D = 1m L?P 2: SÉT PHA DÀY 5.5m L?P 3: SÉT N?A C?NG DÀY VÔ CÙNG ­15.56 6 C?C KHOAN NH?I BTCT  Ldk= 10.3m, fc'= 30MPa ,D = 1m 1.42 Điều kiện : điạ hình - địa chất- khí hậu - thuỷ văn 1.42.1 Điều kiện địa hình Do khu vực xây dựng cầu thuộc khu vực hạ lưu sông nên mặt cắt dọc sông tương đối phẳng, xung quanh khu vực xây dựng tập trung nhiều dân cư 1.42.2 Điều kiện địa chất: Đòa chất thủy văn vò trí trụ số gồm lớp đất sau : +Lớp : Cát pha dày 1.5m +Lớp : Sét pha dày 5.5m +Lớp : Sét cứng dày  - Cao độ mực nước thi công : 0.2 m - Khẩu độ cầu : L0 = 180m 1.42.3 Điều kiệ khí hậu - Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 25 oC Vào mùa hè nhiệt độ cao lên tới 37 oC 230 - Giai đọan từ tháng tới tháng nắng kéo dài, có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu - Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-20oC Độ ẩm : 90% - Ngoài yếu tố nói kiện tự nhiên lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu 1.42.4 Điều kiện thủ văn - Khu vực thuộc hạ lưu sông nên mực nước thay đổi vào mùa Các số liệu thuỷ văn : - Mực nước cao : 9.0 m - Mực nước thông thuyền : - Mực nước thấp 6.0 m : 2.0 m 1.42.5 Điều kiện thi cơng : Để tiến hành thi công lao lắp nhòp công việc sau phải tiến hành hoàn chỉnh - Mố, trụ cầu xây dựng xong - Dầm đúc sẵn bãi - Cường độ cấu kiện bêtông đạt 1.42.6 Cơng nghệ chế tạo dầm a.Đặc điểm chế tạo dầm Super - T: - Dầm Super - T nghiên cứu bang Victoria Úc Sự phát triển dầm Super - T kế thừa ưu điểm dầm bêtông dự ứng lực đúc sẵn Dầm Super – T đời dựa két cấu T, dầm móng hở Dầm có khả vượt nhòp lớn dầm khác có chiều cao.Hiện dầm Super – T vượt nhòp dài đến 40 45m.Dầm Super – T dể dàng sản xuất vận chuyển Khi sử dụng kết cấu dầm Super – T ván khuôn mặt cầu lúc thi công đổ chổ đơn giản nhiều 231 - Chiều rộng cánh dầm thay đổi tùy thuộc độ nhòp vào độ nhòp mặt cắt ngang cầu - Dầm Super - T có nguyên lý làm việc dầm hộp gồm phần: phần dạng dầm máng hở hình chữ V , phần gồm cánh mặt cầu liên kết với hệ neo mềm tạo thành hộp kín - Bố trí cáp dự ứng lực dầm Super - T + Cốt thép dự ứng lực mhằm giúp cho bêtông nén trước chòu tải trọng bên , ứng suất kéo bêtông giảm bớt triệt tiêu dẫn đến độ võng giảm chòu tải , tăng momen kháng nứt , khả mỏi phục hồi độ võng sau nứt tăng - Dầm Super - T sử dụng phương pháp căng trước Thép cường độ cao căng trước đổ bêtông lực căng truyền qua dính bám - Dầm Super - T có cá tao cáp dự ứng lực chạy thẳng với số bó cáp cách li với bêtông nhằm giảm bớt tập trung ứng suất kéo thớ dự ứng lực b.Công nghệ chế tạo dầm Super - T: *Ván khuôn sơ đồ kê kích dầm : - Ván khuôn thép có ván đáy tháo lắp cho phép chế tạo dầm Super - T có chiều dài chiều cao - Trước đặt cốt thép , bề mặt ván khuôn làm tráng dầu - Kích thước cao độ ván khuôn kiểm tra để đảm bảo ván khuôn có hình dạng hướng *Công tác cốt thép: - Các cốt thép gia công sẳn xưởng liên kết lại thành khung Vùng đầu dầm đặc biệt ý nơi tập rung ứng suất lớn dự ứng lực lực cắt 232 - Trong trình gia công , tao dự ứng lực ( với ống polyetylen ngăn dính bám đường kính 17mm) đặt vào vò trí làm việc chúng - Sử dụng dầm nâng vận chuyển cốt thép đặt ván khuôn sau bề dàylớp phủ cốt thép hướng tao cáp kiểm tra Các cáp luồn qua tấm“Sandwich” phải đảm bảo không chồng chéo vướng vào - Sau căng cáp, ván khuôn đặt vào vò trí đảm bảo không dòch chuyển qua trình đổ bêtông *Căng cáp: Sơ đồ bố trí cáp: 13 11 10 12 Hang D Hang C Hang B Hang A Bảng trình tự căng cáp - Tao 7B 10 - Tao 5A 19 - Tao 11C 28 - Tao 2A - Tao 8A 11 - Tao 9B 20 - Tao 3C 29 - Tao 12B - Tao 6A 12 - Tao 5B 21 - Tao 11A 30 - Tao 2B - Tao 8B 13 - Tao 10C 22 - Tao 3A 31 - Tao 13D - Tao 6B 14 - Tao 4C 23 - Tao 11B 32 - Tao 1D - Tao 7A 15 - Tao 10A 24 - Tao 3B 33 - Tao 13B - Tao 9C 16 - Tao 4A 25 - Tao 12C 34 - Tao 1B - Tao 5C 17 - Tao 10B 26 - Tao 2C 35 - Tao 13C - Tao 9A 18 - Tao 4B 27 - Tao 12A 36 - Tao 1C 37 - Tao 1A 38 - Tao 13A - Gây lực căng ban đầu xấp xỉ 10% , khoảng 20kN cho tất tao theo trình tự bảng để triệt tiêu trùng dây - Căng 90% lực căng lại theo trình tự , hai tao số 37, 38căng sau kết thúc tao số 36 thuộc 233 nhóm cáp , với 10% lực căng trước đạt đủ lực căng thiết kế Trong trình căng cần ghi chép số đồng áp lực độ dãn dài cáp * Đổ bêtông dầm - Bêtông đổ từnglớp không dày 600mm Bêtông kiểm tra độ sụt trước đổ Sau đổ xong , sử dụng đầm rung gắn cách 2m g ván khuôn Đầm dùi sử dụng cần thiết (cho sườn dầm) - Sau đổ bêtông xong , bề mặt dầm phủ lớp vãi giữ ẩm cho việc bảo dưỡng Bản cánh dầm tạo nhám nước sau khoảng 4-5 bảo dưỡng * Truyền lực căng - Khi bêtông đạt cường độ 35MPa ( sau 18-24ngày) , bắt đầu trình truyền dự ứng lực vào bêtông Chế tạo mẫu hình trụ từ hai mẻ bêtông cuối , hai mẫu đầu thí nghiệm sau 24 ngày , sau cặp mẫu khác cách 2-3ngày - Từng cáp cắt dần theo trình tự lúc căng từ đồng thời hai đầu cắt cách đầu dầm tối thiểu 300mm Cần đẩm bảo trình truyền lực vào bêtông xảy từ từ Trước truyền lực căng , khảo sát cao độ đỉnh , cánh dầm với khoảng cách 8m Sau truyền lực căng , tiến hành tương tự đo độ vòng dầm - Sau truyền lực , dầm bò vòng lên tác dụng dự ứng lực tự tách khỏi ván khuôn đáy , tiến hành tháo ván khuôn , nhấc dầm khỏi bệ đúc dàn cần cẩu *Vận chuyển dầm Super - T vào vò trí làm việc - Dầm Super - T vận chuyển từ bãi chứa dầm vò trí cầu xekéo rơ móc Trên xe có khung đỡ dầm để giữ 234 ổn đònh ngang Các dầm lắp từ vò trí nhòp gần mố saukhi dầm đưa vào vò trí hạ dầm xuống xe gòong để sàng ngang Do ray đặt đính gối cầu khoảng cách giửa ray 50cm ( dạng chữ T ngược ) nên không ảnh hưởng đến vò trí gối dầm không cần giá đỡ tạm cho dàn thép *Đổ bêtông dầm ngang mặt cầu - Thi công dầm ngang đầu dầm cần theo sát trình lắp dầm để đảm bảo dầm ổn đònh Sau đổ bêtông dầm ngang , bắt đầu thi công thi công mặt cầu - Phần lòng hộp kín tấmbêtông dày 50mm để làm ván khuôn đáy cho mặt cầu tạo sàn công tác - Sau lắp đặt xong cốt thép , đặt ván khuôn chặn hai đầu dầm , cacùh tim trụ 1.6m , tiến hành đổ bêtông mặt cầu từ thấp lên cao , cho nhòp bắt dầu từ nhòp gần mố b.Đặc điểm lao lắp dầm Super - T đúc sẵn - Các dầm Super - T thường có trọng lượng lớn việc lao lắp gặp nhiều khó khăn phức tạp đòi hỏi phải cẩn thận nhẹ nhàng Công nhân va ømáy móc phải phối hợp cách nhòp nhàng với ,đảm bảo an toàn - Vì dầm Super - T loại dầm bêtông nên trình xếp dỡ ,lao lắp phải cẩn thận trọng Bêtông loại vật liệu chòu kéo nên trình lao lắp không để cấu kiện va chạm mạnh Bêtông dầm phải đảm bảo đủ cường độ quy đònh cho thi công - Thiết bò thi công phải đảm bảo thao tác nhanh gọn nhẹ nhàng , tính động cao Cần kiểm tra cẩn thận thiết bò trước thi công 235 - Công tác lao lắp nhòp gồm hai giai đoạn : + Giai đoạn 1: chuẩn bò trường giàn giáo , đường vận chuyển , sữa chữa khuyết sai lệch kiểm tra thiết kích kéo cần trục + Giai đoạn : bố trí gí lắp để buộc vào dầm cẩu dầm Lắp phiến dầm vào vò trí cần trục giàn giáo , điều chỉnh và kiên kết mối nối , hoàn thiện mặt đường cầu Khi buộc nâng dầm cần ý : vò trí buộc phải xác , tải trọng thiết bò phải đảm bảo cẩu trọng lượng dầm 1.43 Đề xuất giải pháp thi cơng : *Điều kiện để chọn phương án thi công - Khi chọn phương án thi công ta vào điều kiện sau : + Chiều dài , chiều cao trọng lượng dầm + Mức độ thi công sông thi công + Chiều cao mực nước thi công + Trang thiết bò máy móc mà đơn vò thi công có - Căn vào điều kiện mà ta chọn phương án thi công cho hợp lí , tận dụng máy móc thi công cách triệt để Áp dụng phương pháp thi công công nghệ đại , tiết kiệm thời gian thi công làm giảm chi phí hạ giá thành công trình - Dầm ta thi công loại dầm bêtông cốt thép ứng suất trước tiết diện Super -T , chiều dài 36m, chiều cao dầm 1.65 m - Từ điều kiện đòa hình đòa hình dòa chất thuỷ văn, chiều dài trọng lượng kết cấu, chiều cao trụ ta đưa phương án thi công sau: +Lắp dầm giá long môn 236 +Lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ Nói chung hai phương án phương án khác thi công đựơc Nhưng chúng có ưu nhược điểm mà trình thi công ta hay gặp phải 1.43.1 Phương án : lao lắp lầm giá long mơn Dùng hai cần trục long môn di chuyển dọc cầu tạm Cầu tạm có trụ kê rọ đá Kết cấu nhòp dầm vận chuyển xe goòng vò trí, giá long môn nâng lên vận chuyển ngang, hạ xuống gối cầu Chú ý không nâng tải cần trục di chuyển - Ưu điểm: Cẩu lắp có có trọng lượng nặng, độ cao lớn, độ ổn đònh cao - Nhược điểm: Thời gian lắp ráp lâu dẫn đến thời gian thi công lâu, tốn cầu tạm, cản trở giao thông 1.43.2 Phương án : Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ Tổ hợp gồm giàn liên tục hai nhòp (3) gối lên trụ (2) (4) Khi làm việc giàn gối lên trụ (8) Chân trụ (2) đặt hệ bánh xe trục, chân trụ đặt gòng ba trục động điều khiển di chuyển Trụ (8) có đặt kích điều chỉnh độ võng đầu dàn lao sang nhòp khác Để vận chuyển phiến dầm bê tông cốt thép dọc theo dàn phải dùng dầm ngang mút thừa (7) Khi phiến dầm bê tông đến vò trí dùng róc rách (bánh xe) palăng xích (6) để hạ dầm xuống xe gòong sàng ngang đưa dầm vào vò trí sau dùng kích để hạ dầm Muốn dầm ổn đònh kéo sang nhòp khác, cần bố trí đặt đói trọng (1) Dầm bê tông cốt thép (9) đặt xe gòng (10) để di chuyển trụ (4) Sau dùng palăng xích (6) nâng dầm kéo phía trước Trụ (2) trụ (4) chạy đường ray Sau lắp xong nhòp lại tiến hành bước cho nhòp 237 ÂÄÚ I TR NG 3900 2550 A 2550 3900 ÂÄÚ I TROÜ NG 10 1:1 TR?  T1 MNTT:6.0m 770 A 1.3 MNTN:2.0m - Ưu điểm :là thiết bò chuyên dụng có tốc độ lao lắp nhanh ổn đònh - Nhược điểm: gia lao phức tạp , tốn vật iệu , công lắp ráp , lao kéo đối trọng lớn Kết luận: Từ việc so sánh phương án mặt kinh tế - kỹ thuật, an toàn trình thi công ta chọn phương án phương án lao lắp tổ hợp mút thừa loại nhỏ để thi công 1.43.3 Trình tự thi cơng chi tiết lao lắp dầm tơt hopwk mút thừa loại nhỏ Chuẩn bò trường làm giàn giáo, chuẩn bò bãi để dầm đường vận chuyển Lắp dựng hệ thống trượt dọc, tổ hợp lao dầm mố A trụ Di chuyển tổ hợp lao cầu vò trí mố A Dùng xe goòng để vận chuyển dầm từ kho chứa vò trí gần mố (trụ) Dùng palăng móc cáp vào móc treo đầu dầm xe gòong vận chuyển dầm 238 Khi xe gòong đến vò trí gần mố (trụ), dùng palăng lại nâng dầm vận chuyển đến vò trí cần lao lắp Điều chỉnh palăng nâng hạ dầm xuống xe goong để sàng ngang Dùng palang để sàng ngang dầm vào vò trí Cứ làm tương tự cho dầm lại 10 Lắp đặt bê tông đậy kín dầm, sau lắp đặt cốt thép ván khuôn đổ bêtông mặt cầu (để cốt thép chờ thi công mối nối liên tục nhiệt) 11 Lao lắp nhòp - - tương tự giống lao nhòp 12 Sau lao xong kết cấu nhòp tiến hành tháo dỡ tổ hợp lao cầu hệ thống ray tà vẹt 13 Thi công mối nối liên tục nhiệt, lan can tay vòn, đá vóa lớp mặt cầu 14 Hoàn thiện cầu 1.43.4 Kiểm tra ổn định lật dổ tổ hợp trình thi cơng -Theo sơ đồ làm việc tổ hợp giàn mút thừa loại nhỏ, ta thấy có khả tổ hợp lao bò lật theo phương dọc cầu lao giá ba chân nhòp bò lật sàng ngang dầm biên a.Tính ổn đònh lao giá chân nhòp Q 2550 P1 3900 A P2 - Mục đích phần tính trọng lượng đối trọng - Các tải trọng tác dụng lên giàn lao bao gồm: + Trọng lượng thân giàn, lấy gần q = 0.45 (T/m) 239 + Trọng lượng thân đuôi giàn P1 + Trọng lượng thân đầu giàn P2 Lấy gần P1 = P2 = 0.225 (T) + Trọng lượng đối trọng cần tìm Q - Phương trình ổn đònh lật điểm A Mg Ml  1.3 (*) Trong đó: + 1.3 - hệ số ổn đònh lật + Mg - tổng mômen chống lật điểm A M g = ( Q + P 1)*25.5 + q 25.5 + ML - tổng mômen gây lật điểm A ML = P *39 + q 40,5 2 Thay tất vào phương trình (*) ta có: ( Q + P 1)*25.5 + q 25.5 Giaûi phương trình ta :  1.3* P *39 + q 39 2 Q  7,9(T) Vậy chọn đối trọng Q = 7,9 (T) b Tính ổn đònh sàng ngang dầm biên :Vì dầm biên đặt xuống thuyền trượt để sàng ngang nên ta khơng tính ổn định lật sàng ngang mà lưu ý chống đở dầm xho khỏi lật trình sàng ngang 1.44 Tính cáp treo dầm Vò trí treo dầm vò trí gối cầu cách đầu dầm 0.3m g âah R g Sơ đồ tính 240 - Lực dọc cáp treo dầm phản lực gối trọng lượng dầm gây ra: Rtt =1.25 gd Trong đó: - R : Lực dọc cáp treo dầm - gd : Tải trọng dầm giai đoạn cẩu lắp dầm; g d = 17,81 (kN/m) -  : Diện tích đường ảnh hưởng Rtt = 1.25×17,81×17,7 = 394,04 (KN) - Chọn cáp treo dầm thép cường độ cao, có f pu = 1.86.103 MPa - Diện tích cáp treo dầm: R tt 394,04 FA    2,12 (cm2) f pu 1.86.102 - Choïn bó cáp gồm 15 sợi 5 có diện tích: F = 2.9(cm 2) > FA = 2,12 (cm2) Vaäy ta chọn bó cáp gồm 15 sợi 5 để cẩu lắp daàm 241 ... 2.367 2. 016 6.577 K6 19 .33 463.92 S9 2,235 1. 92 6. 314 S9 2,235 1. 92 6. 314 K7 18 .6 446.4 S10 2 .13 1. 846 6.0 91 S10 2 .13 1. 846 6.0 91 K8 18 .07 433.68 S 11 2.06 1. 793 5.958 S 11 2.06 1. 793 5.958 K9 17 .733... Diễn giải = (1* 5.6+(5.6+2 .1) /2*3.8 +1. 9*2 .1) *0 5*2 = 24.22 *1( sơ lấy 10 0kg/m3) =0.3*2.4 *11 +(0.35+0.20)/2 *11 = 10 .67 *1 =2*4.5 *11 = 99 *1 =4.5*2 *11 = 99 *1 =0.8 *1* 0.3*2 = 0.48 *1 =V 24=(24.22 +10 .7+99+99+0.48)*2... KN =0.72 *1 Tổng khối lượng bê KN =10 7.7 +11 2.5+0.72*24 tông trụ Tổng khối lượng thép KN =10 7.7 +11 2.5+0.72 trụ Khối lượng 10 7.7 10 7.7 11 2.5 11 2.5 0.72 0.72 5302 220.92 12 Khối lượng 1trụ Tổng khối