Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Lời cảm ơn
Sau 4 năm học tập và rèn luyện ở tr-ờng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các
thầy cô trong khoa xây dựng, đặc biệt là các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu - Đ-ờng em đã
hoàn thành quá trình học tập của mình và đ-ợc nhà tr-ờng giao nhiệm vụ thiết kế đồ án
tốt nghiệp.
Hơn 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp đ-ợc sự h-ớng dẫn nhiệt tình của cô giáo
KS.Bùi Ngọc Dung và thầy giáo THS Phạm Văn Thái em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình.
Do đây là lần đầu tiên tiếp xúc với công việc thiết kế thực tế, với trình độ, kinh
nghiệm và thời gian có hạn em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đ-ợc
những ý kiến nhận xét và chỉ bảo của các thầy cô giáo.
Thông qua đồ án tốt nghiệp của mình cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành
nhất đến cô giáo KS.Bùi Ngọc Dung,thầy THS Phạm Văn Thái đã h-ớng dẫn em
trong đồ án này.
Qua đây em cũng xin cảm ơn tr-ờng ĐHDL Hải Phòng và ban chủ nhiệm khoa
Xây Dựng đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình học tập tại nhà tr-ờng.

Hải Phòng,ngày 05 tháng 01 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Đào Thị Duyên

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

1


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở
mụC lục

PHầN I : thiết kế cơ sở
Ch-ơng I Giới thiệu chung
I.1 Vị trí xây dung cầu2
I.2 Căn cứ lập thiết kế.2
I.3 Quy phạm thiết kế.....2
Ch-ơng II Đặc điểm vị trí xây dựng cầu
II.1 Điều kiện địa hình..3
II.2 Điều kiện dịa chất......3
Ch-ơng III Thiết kế cầu và tuyến
III.1 Lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thụât và quy mô công trình...4
III.2 Lựa chọn các giải pháp thiết kế .......4

Ch-ơng IV Tính toán khối l-ợng các ph-ơng án
IV.1 Phương án 1 cầu dầm liên tục+nhịp dẫn.12
1 Tính toán sơ bộ khối l-ọng kết cấu nhịp.12
2 Tính khối l-ợng mố , trụ.18
3 Tính sơ bộ số l-ợng cọc trong móng...21
4 Dự toán ph-ơng án 1 ...34
IV.2 Ph-ớng án cầu dầm liên tục 5 nhịp.35
1 Tính toán sơ bộ khối lưọng kết cấu nhịp..35

2 Tính khối l-ợng mố , trụ..41
3 Tính sơ bộ số lượng cọc trong móng41
4 Dự toán ph-ơng án 2 ...52
IV.3 Phương án cầu giàn thép nhịp giản đơn. ..53
1 Cấu tạo mặt cầu ..53
2 Xác định tĩnh tải...54
3 Tính toán HSPPN của giàn chủ.56
4 Tính khối lượng mố , trụ.......57
5 Tính sơ bộ số l-ợng cọc trong móng.57
6 Dự toán phương án 3 67
Ch-ơng5:So sánh và lựa chọn ph-ơng án
V.1 Ph-ơng án cầu liên tục + nhịp dẫn.68
*Ưu nhược điểm....68
V.2 Ph-ơng án cầu dầm liên tục 5 nhịp...68
*Ưu nhược điểm.....68-69
V.3 Ph-ơng án cầu giàn thép giản đơn..69
*Ưu nh-ợc điểm........69-70
V.4 Lựa chọn phương án70

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

2


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

PHầN II : THIếT Kế Kỹ THUậT

Chương I Tính toán bản mặt cầu.72
Thiết kế cấu tạo bản mặt cầu..72
I. Phương pháp tính toán nội lực bản mặt cầu. ..72
1. Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực72
2. Tính toán nội lực.74
3. Tổ hợp nội lực 80
II.Tính toán và kiểm ta cốt thép 82
Ch-ơng II Thiết kế kết cấu dầm chủ...86
II.1 Kích th-ớc kết cấu và mặt cắt ngang dầm....86
II.2 Tính toán nội lực trong dầm..87
II.3 Tổ hợp nội lực...99
II.4 Thiết kế cốt thép...101
1. Vật liệu bê tông dầm.........101
2. Vật liêu cáp...101
3. Tính toán cốt thép DƯL....102
4. Tính đặc trưng hình học....105
5. Tính mất mát ứng suất trước.110
6.Kiểm toán tiết diện.........118
Ch-ơng III Tính toán trụ cầu ..129
I1. Số liệu tính toán trụ cầu..129
I2. Yêu cầu thiết kế...129
I3. Quy trình thiết kế.129
I4. Kích thước trụ và tính tải trọng tác dụng.....129
II. Tính nội lực..136
III.Kiểm tra tiết diện thân trụ theo TTGH.139
IV.Tính toán móng cọc khoan nhồi .....145

PHầN III: THIếT Kế THI CÔNG

Chương I : Thiết kế thi công trụ. 150
I. Yêu cầu thiết kế.151
II. Trình tự thi công...151
III. Thi công móng153
III.1 Công tác chuẩn bị.153
III.2 Công tác khoan tạo lỗ...153
III.3 Thi công cọc ván thép155
III.4 Công tác đào đất bằng xói hút155
III.5 Đổ bê tông bịt đáy..155
III.6 Bơm hút nước.161
III.7 Thi công đài cọc.161
IV Thi công trụ...161
IV.1 Yêu cầu thi công.161
IV.2 Trình tự thi công.162
IV.3 Tính ván khuân trụ..162
Ch-ơng II : Thi công kết cấu nhịp.170
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

3


Đồ án Tốt Nghiệp
Thuyết Minh
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung
Thiết kế cơ sở
I.Yêu cầu chung .170
II.Sơ bộ tính giá lao mút thừa..170
III.Trình tự thi công kết cấu nhịp.171


SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

4


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Phần I
thiết kế cơ sở
****************

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

5


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Ch-ơng I
Giới thiệu chung

1.1. Vị trí xây dựng cầu :
Cầu A bắc qua sông Đáy thuộc tỉnh Hà Nam.Cầu dự kiến đ-ợc xây dựng Km X
trên quốc lộ 10.
Căn cứ quyết định số 538/CP-CN ngày 19/4/2004 Thủ T-ớng Chính phủ, cho phép
đầu t- dự án đ-ờng 5 kéo dài và cơ sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hà Nội,
Ban QLDA hạ tầng tả ngạn đã giao nhiệm vụ cho tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT
lập thiết kế kỹ thuật, tổng dự toán của dự án.
1.2. Căn cứ lập thiết kế
- Nghị định số ... NĐ-CP của Chính phủ về quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình.
- Nghị định số .... NĐ-CP ngày của Chính phủ về quản lý chất l-ợng công trình xây
dựng.
- Quyết định số... QĐ-TT ngàythángnămg .... của Thủ t-ớng Chính phủ về việc
phê duyệt quy hoạch chung.
- Văn bản số/CP-CN của Thủ t-ớng chính phủ về việc thông qua về mặt công tác
nghiên cứu khả thi dự án.
- Hợp đồng kinh tế số ... Ngàythángnămgiữa ban quản lý dự án hạ tầng tả ngạn
với Tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT về việc lập thiết kế kỹ thuật và tổng dự toán
của Dự án xây dựng đ-ờng 5 kéo dài.
Một số văn bản liên quan khác.
1.3. hệ thống quy trình quy phạm áp dụng
- Quy trình khảo sát đ-ờng ô tô 22TCN 263- 2000
- Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000
- Quy định về nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và khả thi
các dự án xây dựng các dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000
- Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83
- Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05
- Quy phạm thiết kế áo đ-ờng mềm 22TCN211-93
- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2000
- Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo bê ngoài công trình xây dựng dân dụng 20

TCN95-83
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

6


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Ch-ơng II
Đặc điểm vị trí xây dựng cầu
2.1. Điều kiện địa hình
Vị trí xây dựng cầu A thuộc tỉnh Hà Nam về phía th-ợng l-u của sông Đáy.
Do vị trí xây dựng cầu nằm ở vúng đồng bằng nên hai bờ sông có bãi rộng mức n-ớc
thấp,lòng sông t-ơng đối bằng phẳng ,địa chất ổn định ít có hiện t-ợng xói lở.Hình
dạng chung của mặt cắt sông không đối xứng.
2.2. Điều kiện địa chất
2.2.1. Điều kiện địa chất công trình
Căn cứ tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình và kết quả thí nghiệm trong các
phòng, địa tầng khu vực tuyến đi qua theo thứ tự từ trên xuống d-ới bao gồm các lớp
nh- sau.
Đặc điểm địa chất

Hố khoan 1

Hố khoan 2


Hố khoan 3

10
4
15
5

7.5
0
0
17.7

7
0
0
7

-

-

-

Lớp 1: Cát hạt mịn
Lớp 2: Sét nhão
Lớp 3: Cát hạt mịn
Lớp 4: Sét pha
Lớp 5: Cát mịn
ii. đề xuất các ph-ơng án cầu


2.2.2. Điều kiện địa chất thủy văn
Mức n-ớc cao nhất

HCN= +7.95m.

Mực n-ớc thấp nhất

HTN =+0.25m

Mực n-ớc thông thuyền

HTT = +4.7m

Sông thông thuyền cây trôi. Khổ thông thuyền cấp II(60x9m)
Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình.

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

7


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Ch-ơng III

Thiết kế cầu và tuyến
3.1.Lựa chọn các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy mô công trình
3.1.1. Quy mô công trình
Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép
3.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế
3.1.2.1. Quy trình thiết kế
Công tác thiết kế dựa trên tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 do Bộ GTVT ban
hành năm 2005. Ngoài ra tham khảo các quy trình, tài liệu:
- Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79
- AASHTO LRFD (1998). Quy trình thiết kế cầu của Hiệp hội đ-ờng ô tô liên bang
và các cơ quan giao thông Hoa kỳ.
Các quy trình và tiêu chuẩn liên quan.
3.1.2.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật
- Cấp kỹ thuật V > 80Km/h
- Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93, ng-ời 0,3T/m2
- Khổ cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe ô tô và 2 làn ng-ời đi.
K = 11 + 2 1.5 =14m
Tổng bề rộng mặt cầu kể cả lan can và giải phân cách:
B = 11 + 2x0.5+2x0.25 = 15.5m
- Khổ thông thuyền cấp II, B = 60m và H = 9m.
3.2. Lựa chọn các giải pháp kết cấu
3.2.1. Lựa chọn kết cấu
3.2.1.1. Nguyên tắc lựa chọn
- Thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật.
- Phù hợp với các công nghệ thi công hiện có.
- Phù hợp với cảnh quan khu vực.
- Không gây ảnh h-ởng tới đê sông Triều D-ơng
- Thuận tiện trong thi công và thời gian thi công nhanh.
- Hợp lý về kinh tế.
- Thuận tiện trong khai thác, duy tu bảo d-õng


SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

8


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

3.2.1.2. Lựa chọn nhịp cầu chính
Các sơ đồ nhịp đ-a ra nghiên cứu gồm:
Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn
Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng
cân bằng.
Ph-ơng án kết cấu cầu giàn thép.
3.2.1.3. Lựa chọn nhịp cầu dẫn
Kiến nghị sử dụng kết cấu dầm đơn giản : Chiều dài nhịp 33.0m, MCN cầu rộng
15,5m bao gồm 6 dầm tiết diện chữ I chiều cao dầm 1.7 m, khoảng cách giữa các dầm
2.6m. Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 20cm. Loại kết cầu này có rất nhiều -u đỉêm nh-:
Công nghệ thi công đơn giản, dễ đảm bảo chất l-ợng, tận dụng đ-ợc công nghệ thi
công và thiết bị hiện có trong n-ớc, giá thành khá rẻ, thời gian thi công nhanh.
3.2.1.4. Giải pháp móng
Căn cứ vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp và quy mô mặt cắt ngang
cầu, kiến nghị dùng ph-ơng án móng cho phần cầu chính và cầu dẫn nh- sau:
Phần cầu chính: Dùng móng cọc khoan nhồi D1,2m .
Phần cầu dẫn: Dùng móng cọc khoang nhồi D1,2m

3.3. Ph-ơng án I: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn
3.3.1. Ph-ơng án kết cấu
Sơ đồ nhịp: (33+70+100+70+33)m;
Nhịp chính gồm 3 nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (70+100+70)
chiều dài nhịp chính 100 m.
Các kích th-ớc cơ bản dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau:
-Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp 1 ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi.
L2

L1

Lv

t1

t3

t2

B
L1

Hình 3.1.Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm.
+ Chiều cao dầm ở vị trí trụ Hp = (1/16 1/ 20)L = (6.25

5.0), chọn Hp = 6(m).

+ Chiều cao dầm ở vị trí giữa nhịp và ở mố h = (1/30 1/40)L =(3.33
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802


2.5)
9


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

chọn h = 3(m).
+ Khoảng cách tim của hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9

1/2)B,trong đó B=15.5m là bề

rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim của hai s-ờn dầm là L2 = 15.5/2-15.5/1.9
=7.75-8.16 (m).chọn

L2=7.9 m.

+ Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45

0,5)L2 = (3.4

3.8), chọn L1 = 3.8(m).

+ Chiều dầy tại giữa nhịp chọn t1 = 250(mm).
+ Chiều dầy mép ngoài cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm).
+ Chiều dầy tại điểm giao với s-ờn hộp t3 = (2


3)t2 = 500 750(mm), chọn

t3 = 600(mm).
+ Chiều dài vút thuờng lấy Lv = 1,5(m).
+ Chiều dầy của s-ờn dầm chọn 500 (mm).
+ Bản biên d-ới ở gối (1/75

1/200)74 = 0.98

- 0.37(m), chọn 900 mm.

+ Bản biên d-ới ở giữa nhịp lấy 300(mm).
-Với kích th-ớc đo chọn và khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ:

mặt cắt ngang cầu
TL

2%

1:100

2%

Hình 3.2.Tiết diện dầm hộp.
Kết cấu cầu đối xứng một bên gồm 1cầu dẫn nhịp 33 m .
- Chiều dày bản mặt cầu 20 cm.
-Chiều cao dầm 1.70 m.
-Chiều dày s-ờn dầm 20 cm.
-Khoảng vát 20x20 cm.

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

10


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

1 mặt cắt gối
2

1 mặt cắt giũa nhịp
2

tỉ lệ : 1:100

tỉ lệ : 1:100
1550

25

150

550

25

150

550

50

162 20

50

125

260

260

260

260

260

125

Hình 3.3 : mặt cắt ngang cầu phần nhịp dẫn

Cấu tạo trụ:
Thân trụ rộng 2.5 m t-ơng ứng theo ph-ơng dọc cầu và 10.6 m theo ph-ơng ngang
cầu và đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1. 5m.
Bệ móng cao 2.5m, rộng 9.6m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu.

Dùng cọc khoan nhồi D120cm.
760
400

250
120

1536

1686

1536

1686

125

120

150

120

1320

60 120

300

120


300

120

60

50

305

250

305

50

960

60 120

240

120

50

80

200


150

250

380

200

380

250

150

50

50
80

240

120

60

Cấu tạo mố
Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép
Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 15.5m .
Dùng cọc khoan nhồi D120cm.


SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

11


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

3.4. Ph-ơng án II:
3.4.1. Ph-ơng án kết cấu Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo
ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng.


Sơ đồ nhịp gồm 5 nhịp : (50+60+90+60+50)m;

Các kích th-ớc cơ bản dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau:
-Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp 1 ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi.
B
t2

L1

L2

L1


t3
t1
Lv

Hình 3.4. Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm.
+ Chiều cao dầm ở vị trí trụ H = (1/16

1/ 20)L = (5.625 4.5), chọn Hp = 5.5(m).

+ Chiều cao dầm ở vị trí giữa nhịp và ở mố h = (1/30 1/40)L =(3 2.25),
chọn h = 2.5(m).
+ Khoảng cách tim của hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9

1/2)B, trong đó B=15.5m là bề

rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim của hai s-ờn dầm là L2 = 15.5/1.9-15.5/2
=8.16-7.75 (m).
chọn

L2=7.9 m.

+ Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45

0,5)L2 = (3.4-

3.8), chọn L1 = 3.8(m).

+ Chiều dầy tại giữa nhịp chọn t1 = 250(mm).
+ Chiều dầy mép ngoài cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm).

+ Chiều dầy tại điểm giao với s-ờn hộp t3 = (2

3)t2 = 500 750(mm), chọn

t3 = 600(mm).
+ Chiều dài vút thuờng lấy Lv = 1,5(m).
+ Chiều dầy của s-ờn dầm chọn 500 (mm).
+ Bản biên d-ới ở gối (1/75

1/200)74 = 0.98

0.37(m), chọn 900 mm.

+ Bản biên d-ới ở giữa nhịp lấy 300(mm).
-Với kích th-ớc đã chọn và khổ cầu sơ bộ chọn mặt cắt ngang KCN nh- hình vẽ:

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

12


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

mặt cắt ngang cầu
TL


1:100

2%

2%

Hình 3.5. Tiết diện dầm hộp.
Cấu tạo trụ:
Thân trụ rộng 2.5 m theo ph-ơng dọc cầu và 8.4 m theo ph-ơng ngang cầu và đ-ợc
vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R =1. 5 m.
Bệ móng cao 2.5m, rộng 8m theo ph-ơng dọc cầu, 11m theo ph-ơng ngang cầu.
Dùng cọc khoan nhồi D100cm.
Cấu tạo mố
Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép
Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 15.5m .
Dùng cọc khoan nhồi D100cm.
3.5. Ph-ơng án III: Cầu giàn thép
3.5.1. Ph-ơng án kết cấu
Sơ đồ bố trí nhịp : (5x64 m );
Chọn sơ đồ dàn chủ là loại dàn thuộc hệ tĩnh định, có 2 biên song song, có
đ-ờng xe chạy d-ới. Từ yêu cầu thiết kế phần xe chạy 11 m nên ta chọn khoảng cách
hai tim dàn chủ là 12m.
Chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chọn sơ bộ theo kinh nghiệm với biên song
song: h

1 1
l nhip
6 10


1 1
64
6 10

(10 .67 6.4)m và h > H + hdng + hmc + hcc

+ Chiều cao tĩnh không trong cầu : H = 4.5 m

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

13


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở
1 1
B
7 12

+ Chiều cao dầm ngang: hdng

chọn hdng=1,5 m

(2.2 1.3)m

+ Chiều dày bản mặt cầu chọn: hmc = 0.2m

+ Chiều cao cổng cầu: hcc=(0.15-0.3)B =(2.3 - 4.65)m. chọn hcc = 2.3m
Chiều cao cầu tối thiểu là: h > 4.5 + 1,5 + 0,2 + 2.3 = 8.5m
Với nhịp 64m ta chia thành 10 khoang giàn, chiều dài mỗi khoang d = 6.4m

Chọn chiều cao dàn sao cho góc nghiêng của thanh dàn so với ph-ơng ngang
45 0

60 0 , hợp lý nhất

50 0

53 0 . Chọn h = 10m

58 0 hợp lý.

Cấu tạo hệ dầm mặt cầu:
Chọn 5 dầm dọc đặt cách nhau 1.90 m. Chiều cao dầm dọc sơ bộ chọn theo kinh
nghiệm :

1
10

hdd

1
d
15

chọn hdd = 0,5m


0,64 0,43m

Bản xe chạy kê tự do lên dầm dọc.
Đ-ờng ng-ời đi bộ bố trí ở bên ngoài dàn chủ.
Cấu tạo hệ liên kết gồm có liên kết dọc trên, dọc d-ới, hệ liên kết ngang.
383

384

383

50

300

50

384

384

196

1000

196

30

20 50

150

25

550

550

25 20
150

65 55

100
40

10

30

100
205

190

190

190
1150


190

100
50

205

1660

Hình 3.6. Cấu tạo hệ dầm mặt cầu
Cấu tạo mặt cầu
Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía.
Kết cấu phần trên :

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

14


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

-

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Kết cấu nhịp chính : Gồm 5 nhịp chính dài 64m.với chiều cao dàn là 10m.góc
nghiêng giữa các thanh xiên là 58 o .Chiều dài mỗi khoang là 6.4m


-

Kết cấu cầu đối xứng hai bên.

Cấu tạo trụ:
Dùng trụ Thân cột rộng 2m .
Bệ móng cao 2.5m, rộng 6.0m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu
. Dùng cọc khoan nhồi D120cm.
1540
100

75

75

75

250

75

100

200

926

926


25

200

200

125

125

250

125

50

120

60

200

250

910

250

125


600
60

120

240

50

1045

1045

20

25

Cấu tạo mố
Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép
Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 15.4 m .
Dùng cọc khoan nhồi D120cm.
Các ph-ơng án bố trí chung cầu dùng để so sánh, thực hiện trong bảng sau:

Ph-ơn
g
án

Thôn
g
thuyề

n

Khổ
cầu

Sơ đồ

Nhịp chính
L(m)

I

60 9

11+2 1.5

33+70+100+70+33

306

Cầu dầm liên tục
BTCTDƯL+nhịp dẫn

II

60 9

11+2 1.5

50+60+90+60+50


310

Cầu liên tục BT DUL

III

60 9

11+2 1.5

5x64

320

Cầu giàn thép

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

15


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Ch-ơng IV

Tính toán khối l-ợng các ph-ơng án
4.1. Ph-ơng án 1: Cầu dầm liên tục+nhịp dẫn
- Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi
K = 11 + 2x1,5=14 (m)
- Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách:
B = 11 + 2x1,5 +2x0,5+2x0.25=15.5 (m)
- Sơ đồ nhịp: : 33+70+100+70+33 =306 (m)
1. Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp
1.1. Kết cấu nhịp liên tục

mặt cắt ngang cầu
TL

1:100

2%

2%

Hình 4.1. 1/2 mặt cắt đỉnh trụ và 1/2 mặt cắt giữa nhịp
Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph-ơng trình chiều cao dầm theo công thức:
y

( H p hm )
2

L

.x 2 hm


Trong đó:
Hp = 6m; hm = 3 m, chiều cao dầm tại đỉnh trụ và tại giữa nhịp.
L : Phần dài của cánh hẫng L =

100 2
2

49 m

Thay số ta có:
Y=

(6 3) 2
.x
49 2

3

Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách giữa nhịp một khoảng Lx đ-ợc tính theo
công thức sau:
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

16


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh

Thiết kế cơ sở
hx

h1

(h2 h1 )
Lx
L

Trong đó:
h2 , h1 : Bề dày bản đáy tại đỉnh trụ và giữa nhịp=0.9 ;0.3 m
L : Chiều dày phần cánh hẫng
Thay số vào ta có ph-ơng trình bậc nhất:
hx=0.3+0.6/49xLx
Việc tính toán khối l-ợng kết cấu nhịp sẽ đ-ợc thực hiện bằng cách chia dầm thành
những đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích tại vị trí
đầu các nút, từ đó tính thể tích của các đốt một cách t-ơng đối bằng cách nhân diện
tích trung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó.
Phân chia các đốt dầm nh- sau:
+ Khối K0 trên đỉnh trụ dài 12 m
+ Đốt hợp long nhịp biên và giữa dài 2,0m
+ Số đốt trung gian n = 2x3+6x3.5+4x4m.
+ Khối đúc trên đà giáo dài 12m
Tên đốt
Đốt K0
Đốt K1
Đốt K2
Đốt K3
Đốt K4
Đốt K5

Đốt K6
Đốt K7
Đốt K8
Đốt K9
Đốt k10

Lđốt
(m)
6
3
3
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4
4

Đốt K11

4

Đốt K12

4

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802


17


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

200

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

6 x350

4x400

k12 k11 k10
s12

2 x300

k9 k8 k7 k6 k5 k4 k3 k2 k1

s12 s11 s10 s9 s8

s6

s7

s5


s4 s3 s2 s1

600

k0
s0 s00

Hình 4.2. Sơ đồ chia đốt dầm
Tính chiều cao trong đốt đáy dầm hộp biên ngoài theo đ-ờng cong có ph-ơng trình là:

Y1 = a1X2 + b1
a1= 6 3 1.25 x10 3 , b1 = 3m
2
49

Thứ tự Tiết diện

a1

b1(m)

x(m)

h(m)

1

S00


0,00125

3

49

6

2

S0

0,00125

3

47.5

5.82

3

S1

0,00125

3

43


5.31

4

S2

0,00125

3

40

5

5

S3

0,00125

3

37

4.71

6

S4


0,00125

3

33.5

4.40

7

S5

0,00125

3

30

4.12

8

S6

0,00125

3

26.5


3.88

9

S7

0,00125

3

23

3.66

10

S8

0,00125

3

19.5

3.48

11

S9


0,00125

3

16

3.32

12

S10

0,00125

3

12

3.18

13

S11

0,00125

3

8


3.08

14

S12

0,00125

3

4

3.02

15

S13

0,00125

3

0

3

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

18



Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Bảng tính diện tích các mặt cắt tại các vị trí :

TT

Tên

Chiều dài

X

Chiều cao

Chiều dày

Chiều
rộng

Diện tích
mặt cắt

mặt cắt


đốt

(m)

hộp

bản đáy

bản đáy

(m2)

(m)

(m)

(m)

(m)
1

S00

1.5

49

6

0,9


5.1

20.32

2

S0

4.5

47.5

5.82

0.87

5.18

20.23

3

S1

3

43

5.31


0.816

5.41

20.13

4

S2

3

40

5

0.78

5.55

20.05

5

S3

3.5

37


4.71

0.744

5.67

19.94

6

S4

3.5

33.5

4.4

0.702

5.81

19.80

7

S5

3.5


30

4.12

0.66

5.93

19.64

8

S6

3.5

26.5

3.88

0.618

6.04

19.45

9

S7


3.5

23

3.66

0.576

6.14

19.26

10

S8

3.5

19.5

3.48

0.534

6.22

19.04

11


S9

3.5

16

3.32

0.492

6.28

18.81

12

S10

4

12

3.18

0.444

6.35

18.54


13

S11

4

8

3.08

0.396

6.39

18.25

14

S12

4

4

3.02

0.348

6.42


17.96

15

S13

0

0

3

0.3

6.43

17.65

Tính khối l-ợng các khối đúc:
+Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài
+Khối l-ợng = Thể tích x 2.5 T/ m3 (Trọng l-ợng riêng của BTCT)

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

19


Đồ án Tốt Nghiệp

GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Bảng xác định khối l-ợng các đốt đúc
Diện
tích

Chiều
dài

Khối Lợng

STT

Khối Đúc

Tbình(
m2)

1

1/2 đỉnh trụ

20.32

1.5

30.48


76.2

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

1/2 Ko
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12


20.23

4.5
3
3
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4
4
4
4

91.035
60.39
60.15
69.79
69.3
68.74
68.075
67.41
66.64
75.24
76.16
74.16
73


227.5875
150.975
150.375
174.475
173.25
171.85
170.1875
168.525
166.6
188.1
190.4
185.4
182.5

15

Tổng 12 đốt
đúc

49

950.57

2376.425

16

KN(hợp
long)


17.65

2

35.3

88.25

17

KT(đúc trên
đà giáo)

17.65

12

211.8

529.5

20.13
20.05
19.94
19.8
19.64
19.45
19.26
19.04

18.81
19.04
18.54
18.25

(m)

Thể
tích(m3)

(T)

Vậy tổng thể tích bê tông dùng cho 1 nhịp biên là:V1 = 556.7 m3
Vậy tổng thể tích bê tông dùng cho nhịp giữa là:V1 = 2024.69m3
Vậy tổng tính cho toàn nhịp liên tục là:V1 = 3138.09 m3
Khối l-ợng cốt thép cho kết cấu nhịp (chọn hàm l-ợng cốt thép là 160 kg/m3 ):
G = 3138.09 x 0.16=502.09 (T)
Trọng l-ợng lớp phủ mặt cầu (tính cho toàn cầu)
-Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp:
+ Bê tông asphan 5 cm
+ Lớp bảo vệ (bê tông l-ới thép)3 cm
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

20


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung


Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

+ Lớp phòng n-ớc 2cm
+Lớp đệm tạo dốc 2 cm
+ Chiều dày trung bình của lớp phủ mặt cầu dtb = 12 cm và =2,25T/m3
- Vậy trọng l-ợng lớp phủ mặt cầu
glp = 0,12 14.5 2.25= 3.915 T/m
- Vậy thể tích lớp phủ mặt cầu
Vlp = 0,12 14.5 230 = 400.2 m3
- Trọng l-ợng lan can:
gl c = [(0.865x0.180)+(0.50-0.18)x0.075+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.500.230)x0.255/2]x2.4=0.576 T/m.
-

Sơ bộ chọn khối l-ợng của tay vin trên lan can là 0.01 T/m.

-

Vởy trộng l-ợng lan can là :0.586 T/m

Thể tích lan can: Vl c = 2x0.25x230 = 115(m3)
Cốt thép lan can: ml c = 0,15 115= 17.25 T(hàm l-ợng cốt thép trong lan can và gờ
chắn bánh lấy bằng 150 kg/ m3)
-Trọng l-ợng gờ chắn :

30.0

20.0

25.0

Hình 4.4. Cấu tạo gờ chắn bánh
Ggc=(0.2+0.25)0.3/2x2.5=0.1688 T/m
Thể tích của gờ chắn bánh
V=2

(0.2+0.25)0.3/2 230 = 31.05 (m3)

1.2. Kết cấu nhịp dẫn
Nhịp dẫn gồm 6 dầm tiết diện chữ T định hình có dầm ngang với chiều dài L = 33 (m).
+ chiều cao H= 1,70(m).
+ bề dày s-ờn dầm b0 = 20(cm)
+ bề dày bản mặt cầu 20(cm)
Khối l-ợng dầm nhịp dẫn dài 33 m
-

Phần nhịp dẫn dùng kết cấu nhịp dầm dài 33 m. Mặt cắt ngang gồm có 6 dầm,

khoảng cách giữa các dầm là 2,6m, chiều cao dầm 1,70m.
-

Chiều dài tính toán là: Ltt =33,0m

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

21


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung


-

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

Diện tích mặt cắt ngang một dầm chủ:
Fdc=0.2x2+4x(0.2x0.2/2)+0.2x1.25+0.6x0.25=0.88 m2

-

Diện tích dầm ngang: Fdn=1.25x0.2=0.25 m2 , dầm dài 8.8 m

-

Diện tích mối nối

:Fmn=0.4x0.2=0.08 m2

Thể tích bê tông 1 nhịp là :
V=6x0.88x33+5x0.08x33+0.25x8.8=179.08 (m 3 )
Tổng thể tích bê tông cho cả 2 nhịp là: V = 2 x 179.08= 358.16 (m 3 )
Khối l-ợng cốt thép cho một nhịp dẫn sơ bộ (chọn hàm l-ợng cốt thép là
160kg/m3):
G = 358.16 x 0.16=57.3 (T)
-Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp:
+ Bê tông asphan 5 cm
+ Lớp bảo vệ (bê tông l-ới thép)3 cm
+ Lớp phòng n-ớc 2cm
+Lớp đệm tạo dốc 2 cm

+ Chiều dày trung bình của lớp phủ mặt cầu dtb = 12 cm và
-

tb

=2,25T/m3

Vậy trọng l-ợng lớp phủ mặt cầu
glp = 0,12x 14.5 x2.25= 3.915T/m

- Vậy thể tích lớp phủ mặt cầu cho một nhịp dẫn là :
Vlp = 0,12 14.5 33 = 57.42 m3
Tổng khối l-ợng của 2 nhịp dẫn là :
G=(179.08x2.5+57.42x2.25+57.3)x2=1268.39 T
2. Khối l-ợng công tác mố, trụ
2.1. Cấu tạo mố, trụ cầu
-

Mố : Hai mố đối xứng, dùng loại mố nặng chữ U, bằng BTCT t-ờng thẳng, đặt

trên nền móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D1,2m.
-

Bản quá độ : Hay bản giảm tải có tác dụng làm tăng độ cứng nền đ-ờng khi vào

đầu cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố hoạt tải đứng trên lăng
thể tr-ợt. Bản quá độ bằng BTCT dày 20cm, dài 5.6 m, rộng 1m. Bản quá độ đ-ợc đặt
nghiêng 10%, một đầu gối kê lên vai kê, một đầu gối lên dầm bằng BTCT, đ-ợc thi
công lắp ghép.
-


Trụ cầu: Trụ đặc BTCT, đ-ợc đặt trên nền móng cọc khoan nhồi D1,2m.

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

22


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở
100

200

185
20
600

200

360
600

250

1686


Hình 4.6. Cu to m

960

Hình 4.7. Cấu tạo trụ T2
2.2. Công tác mố cầu
Khối l-ợng mố cầu :
Khối l-ợng t-ờng cánh : Vtc=2x(2x4.55+1.55x4.0x1/2+4x3)x0.5 =24.2 m3
Khối l-ợng thân mố :
Vtn=(3.95x1.5x15.5)=91.84 m3
Khối l-ợng t-ờng đỉnh:Vtd=0.3x2.05x15.5=9.53 m3
Khối l-ợng bệ mố : Vbm=6x2x13.2=158.4m3
Ta có khối l-ợng một mố : VM=24.2+91.84 +9.53 +158.4=283.97m3
Khối l-ợng hai mố : V = 283.97 x 2 = 567.94 (m3 )
Sơ bộ chọn hàm l-ợng cốt thép trong mố 80 kg / m3
Khối l-ợng cốt thép trong 2 mố là : G=0.08x567.94=45.44 T
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

23


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở

2.3. Công tác trụ cầu

Khối l-ợng trụ cầu :
Khối l-ợng trụ liên tục :
Thể tích thân trụ T2 :

1
1.5 2
2 3.14
15.36 0.75 2.5 16 .86 7.6 384 .85 m3
2
4
Thể tích bệ trụ T2 : Vbệ= 2 13.2 9.6 0.5 12.7 9.1 211 .225 m3
Thể tích đá tảng T2 : Vdt = 0.5x1.2x0.2 = 0.12m3
Vth =

Tổng thể tích trụ T2 : Vtrụ= 384 .85 211 .225 0.12

596 .20 m3

Khối l-ợng trụ T2 : Gtrụ= 596.20 x 2.5 = 1490.512T
- Tính trụ T3 :
Thể tích thân trụ T3:

1
1.5 2
2 3.14
10.31 0.75 2.5 11.81 7.6 288 .8 m3
2
4
Thể tích bệ trụ T3 : Vbệ= 2 13.2 9.6 0.5 12.7 9.1 311 .225 m3
Vth =


Thể tích đá tảng T3 : Vdt = 0.5x1.2x0.2 = 0.12m3
Tổng thể tích trụ T3 : Vtrụ= 288 .8 311 .225 0.12

600 .145 m3

Khối l-ợng trụ T3 : Gtrụ= 600.145 x 2.5 = 1200.29T
Khối l-ợng 2trụ là 3010.802 T

Sơ bộ chọn hàm l-ợng cốt thép thân trụ là : 100 kg/m3, hàm l-ợng thép trong móng trụ
là 80 kg/m3
Nên ta có :
khối l-ợng cốt thép trong trụ T2 là :
G= (0.08x311.225+0.1x412.86)=66.184 T
khối l-ợng cốt thép trong trụ T3 là :
G= (0.08x311.225+0.1x288.8)=53.778 T
Khối l-ợng trụ dẫn :

SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

24


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : TH.S Bùi Ngọc Dung

Thuyết Minh
Thiết kế cơ sở


250

Trụ T1 :

960

Hình 4.8. Cấu tạo trụ T1,T4
+ Khối l-ợng BTCT mũ trụ :
Vmt= [15.5x2.5x1 +15.5x1x2.5-2x

2.5 x3 x1
]=71.125 (m3 )
2

+ Khối l-ợng BTCT thân trụ :
Vtt= 8.2x2x7.7=126.28 (m3 )
+ Khối l-ợng BTCT móng trụ : Vmt= [10.2x2.5x9.6]=244.8 (m3 )
+khối l-ợng trụ T1: V T 1 = 71.125 + 126.28+ 244.8 = 442.205 m3
+ Khối l-ợng hai trụ T1,T4 : V=442.205 x2=884.41 (m3 )
Sơ bộ chọn hàm l-ợng cốt thép thân trụ là : 100 kg/m3, hàm l-ợng thép trong móng trụ
là

80 kg/m3 , mũ trụ là 100 kg/m3
Khối l-ợng cốt thép 2 Trụ T1(T4) :
Gt1=2x(0.08x244.8+0.1x71.125+0.1x126.28)=78.649 T

3 . Tính toán sơ bộ số l-ợng cọc trong móng
Tính toán sơ bộ số l-ợng cọc trong móng cho mố và trụ bằng cách xác định các tải
trọng tác dụng lên đầu cọc, đồng thời xác định sức chịu tải của cọc. Từ đó sơ bộ chọn
số cọc và bố trí cọc.

3.1. Xác định tải trọng tác dụng lên đáy mố
Xác định số cọc trong mố M0
- Lực tính toán đ-ợc xác định theo công thức:
SVTH-Đào Thị Duyên Lớp : CĐ 1101
MSV : 110802

25