Khóa Luận Tốt Nghiệp: Công Trình Cầu Cẩm Lĩnh Tại Nghi Sơn, Thanh Hóa

Khóa luận tốt nghiệp về công trình cầu Cẩm Lĩnh, Nghi Sơn, Thanh Hóa, phân tích thiết kế, kỹ thuật và ảnh hưởng đến phát triển địa phương.

• Tác giả: Nguyễn Văn Quân
• Người hướng dẫn: Th.s Bùi Ngọc Dung
• Trường học: Đại học Dân Lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Xây dựng cầu đường
• Đề tài: Thiết kế cầu Cẩm Lĩnh - Nghi Sơn - Thanh Hóa
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về công trình cầu Cẩm Lĩnh Nghi Sơn Thanh Hóa

Phần này cung cấp cái nhìn tổng quan về công trình cầu Cẩm Lĩnh, bao gồm vị trí địa lý, quy hoạch phát triển tỉnh Thanh Hóa, và nhu cầu xây dựng cầu. Cầu Cẩm Lĩnh nằm trên tuyến đường nối trung tâm thị xã với khu vực kinh tế tiềm năng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển giao thông và kinh tế địa phương. Đặc điểm tự nhiên như địa hình, khí hậu, thủy văn, và địa chất được phân tích kỹ lưỡng để đảm bảo thiết kế phù hợp.

1.1. Quy hoạch phát triển tỉnh Thanh Hóa

Quy hoạch tổng thể của tỉnh Thanh Hóa nhấn mạnh việc phát triển hạ tầng giao thông, trong đó cầu Cẩm Lĩnh là một phần quan trọng. Cầu nằm trên tuyến đường kết nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, tạo điều kiện thuận lợi cho giao thương và phát triển du lịch. Dân số và mật độ dân cư tăng nhanh, đặc biệt là khu vực gần cầu, đòi hỏi cơ sở hạ tầng hiện đại và bền vững.

1.2. Đặc điểm tự nhiên và điều kiện thi công

Khu vực xây dựng cầu Cẩm Lĩnh có địa hình bằng phẳng, thuận lợi cho thi công. Khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1. Thủy văn ổn định, mực nước chênh lệch giữa mùa mưa và mùa khô lớn. Địa chất gồm các lớp cát, sét, và đá granite, phù hợp cho việc sử dụng móng cọc khoan nhồi. Vật liệu xây dựng như đá, cát, thép, và xi măng được cung cấp từ các nguồn địa phương, đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công.

II. Thiết kế sơ bộ và phương án kết cấu

Phần này trình bày các phương án thiết kế sơ bộ cho cầu Cẩm Lĩnh, bao gồm ba phương án chính: cầu dầm liên hợp bản BTCT, cầu giản đơn BTCT ƢST, và cầu dầm liên tục BTCT ƢST. Mỗi phương án được phân tích kỹ lưỡng về khẩu độ, kết cấu nhịp, mố trụ, và vật liệu sử dụng. Các chỉ tiêu kỹ thuật như tải trọng, tiêu chuẩn thiết kế, và giải pháp kết cấu được đưa ra để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả kinh tế.

2.1. Phương án 1 Cầu dầm liên hợp bản BTCT 4 nhịp 44m

Phương án này sử dụng kết cấu dầm liên hợp bản BTCT với 4 nhịp, mỗi nhịp dài 44m. Kết cấu nhịp gồm 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm là 2,4m. Mố và trụ được thiết kế bằng BTCT, sử dụng móng cọc khoan nhồi. Phương án này đảm bảo tính thẩm mỹ và giảm số lượng trụ, phù hợp với điều kiện thi công và khai thác.

2.2. Phương án 2 Cầu giản đơn BTCT ƢST 5 nhịp 35m

Phương án này sử dụng kết cấu giản đơn BTCT ƢST với 5 nhịp, mỗi nhịp dài 35m. Dầm được thi công theo phương pháp lao dầm bán lắp ghép. Mố và trụ được thiết kế tương tự phương án 1, sử dụng móng cọc khoan nhồi. Phương án này phù hợp với điều kiện thi công và đảm bảo tính kinh tế.

2.3. Phương án 3 Cầu dầm liên tục BTCT ƢST 3 nhịp 50 75 50m

Phương án này sử dụng kết cấu dầm liên tục BTCT ƢST với 3 nhịp, tổng chiều dài 175m. Dầm được thi công theo công nghệ đúc hẫng, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền cao. Mố và trụ được thiết kế bằng BTCT, sử dụng móng cọc khoan nhồi. Phương án này phù hợp với các công trình yêu cầu khẩu độ lớn và tính thẩm mỹ cao.

III. So sánh và lựa chọn phương án

Phần này so sánh ba phương án thiết kế dựa trên các tiêu chí như giá thành, điều kiện thi công, yếu tố mỹ quan, và hiệu quả kinh tế. Phương án 1 và 3 được đánh giá cao về tính thẩm mỹ và khả năng chịu tải, trong khi phương án 2 được ưu tiên về tính kinh tế và dễ thi công. Kết luận cuối cùng sẽ dựa trên sự cân nhắc giữa các yếu tố kỹ thuật, kinh tế, và môi trường.

3.1. So sánh về giá thành và điều kiện thi công

Phương án 1 và 3 có chi phí cao hơn do sử dụng kết cấu liên hợp và liên tục, đòi hỏi công nghệ thi công phức tạp. Phương án 2 có chi phí thấp hơn, phù hợp với các dự án có ngân sách hạn chế. Điều kiện thi công của phương án 2 cũng đơn giản hơn, giảm thiểu rủi ro trong quá trình xây dựng.

3.2. So sánh về yếu tố mỹ quan và hiệu quả kinh tế

Phương án 1 và 3 được đánh giá cao về yếu tố mỹ quan, phù hợp với các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao. Phương án 2 tuy đơn giản nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả kinh tế, phù hợp với các dự án giao thông địa phương. Kết luận cuối cùng sẽ dựa trên sự cân nhắc giữa các yếu tố kỹ thuật, kinh tế, và môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. 7 PHẦN I : THIẾT KẾ SƠ BỘ. 8 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU CẨM LĨNH –NGHI SƠN – THANH HÓA. Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh Thanh Hóa:.

Vị trí địa lý chính trị :. Dân số đất đai và định hƣớng phát triển :. Thực trạng và xu hƣớng phát triển mạng lƣới giao thông :. Thực trạng giao thông :.

Xu hƣớng phát triển :. Nhu cầu vận tải qua sông Cẩm Lĩnh:. Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng cầu Cẩm Lĩnh :. Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu :.

Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :. Các chỉ tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu và giải pháp kết cấu :. Các chỉ tiêu kỹ thuật :. Giải pháp kết cấu : .Đề xuất các phƣơng án sơ bộ:.

13 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG ÁN 1 CẦU DẦM LIÊN HỢP BẢN BTCT 4 NHỊP (44x4)m. Bố trí chung phƣơng án 1. Tính toán khối lƣợng sơ bộ cho các hạng mục công trình. Tính toán khối lƣợng kết cấu nhịp:.

Trọng lƣợng lan can, tay vịn. Trọng lƣợng của các lớp phủ bản mặt cầu:. Khối lƣợng mố cầu:. Khối lƣợng trụ:.

TÍNH TOÁN SỐ LƢỢNG CỌC TRONG BỆ MỐ, TRỤ:. 23 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 1 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 2. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố và trụ:.

Khối lƣợng các kết kấu khác:. KHốI LƢợNG BảN QUÁ Độ HAI ĐầU CầU. Dự kiến phƣơng án thi công: .Thi công mố:. Thi công trụ cầu: .Thi công kết cấu nhịp:.

33 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG ÁN 2 CẦU BTCT ƢST DẦM I BÁN LẮP GHÉP 5 NHỊP 35m. Bố trí chung phƣơng án 1:. Tính toán khối lƣợng sơ bộ cho các hạng mục công trình. Xác định trọng lƣợng bản thân kết cấu nhịp:.

Khối lƣợng mố cầu:. Khối lƣợng trụ:. Tính toán số lƣợng cọc trong bệ mố,trụ:. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:.

Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố và trụ:. Xác định số lƣợng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:. Khối lƣợng các kết kấu khác:. Dự kiến phƣơng án thi công: .Thi công mố:.

Thi công trụ cầu: .Thi công kết cấu nhịp:. 50 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG ÁN 3 CẦU DẦM LIÊN TỤC 3 NHỊP (50+80+50)m .Tính toán khối lƣợng các hạng mục công trình:. Tính toán khối lƣợng kết cấu nhịp:. Tính toán khối lƣợng mố:.

Tính khối lƣợng trụ:. TÍNH TOÁN KHỐI LƢỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : .1 Trọng lƣợng lan can, tay vịn. Trọng lƣợng của các lớp phủ bản mặt cầu: .5 Tính toán số lƣợnng cọc trong bệ mố, trụ:. 59 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 2 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 4.

Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:. Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên mố và trụ:. Xác định số lƣợng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:. Khối lƣợng các kết kấu khác:.

Dự kiến phƣơng án thi công: .Thi công mố:. Thi công trụ cầu:. 68 CHƢƠNG 5: SO SÁNH CHỌN PHƢƠNG ÁN. SO SÁNH Về GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH:.

SO SÁNH Về ĐIềU KIệN THI CÔNG:. Phƣơng án 1: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT. Phƣơng án 2: Cầu dầm BTCT DƢL, Dầm I nhịp giản đơn. Phƣơng án 3: Cầu dầm BTCT liên tục (50+70+50)m.

SO SÁNH PHƢƠNG ÁN THEO ĐIềU KIệN KHAI THÁC Sử DụNG :. So sánh về yếu tố mỹ quan. So sánh về yếu tố chính trị - kinh tế - văn hoá - xã hội, du lịch:. Kết luận và kiến nghị :.

74 PHẦN II : THIẾT KẾ KỸ THUẬT. 75 CHƢƠNG I : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU .Cấu tạo bản mặt cầu .xác địnnh tĩnh tải .Trọng lƣợng của lớp phủ :. Trọng lƣợng của lan can:.Tính nội lực bản mặt cầu: .Nội lực do tĩnh tải.Nội lực do hoạt tải. Tổ hợp nội lực của bản: .Tính toán cốt thép và kiểm tra tiết diện.

Tính cốt thép:. 83 2- Kiểm tra cốt thép .1- Kiểm tra điều kiện hàm lƣợng cốt thép:. 84 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường CHƢƠNG II : TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ .Tính nội lực dầm chủ: .Tĩnh tải cho 1 dầm:.Vẽ đƣờng ảnh hƣởng M và V:. Lập bảng tính nội lực tĩnh tải (không có hệ số):.

Tính hệ số phân phối mômen và hệ số phân phối lực cắt: .1-Đặc trƣng hình học tác dụng phần đúc sẵn : .Tính hệ số phân phối mô men: .Tính hệ số phân phối lực cắt: .Tính mô men và lực cắt do hoạt tải:(có hệ số PPN):. Tiết diện 101 ( Có cả M&V) tại L/10 = 3,44m. Tiết diện 102 tại L/5 = 6,88m.Tiết diện 103 tại vị trí 3L/10 = 10,32 m. Tiết diện 104 tại vị trí 2L/5 = 13,76m.

Tiết diện 105 tại vị trí L/2 = 17,2m .Tổ hợp nội lực theo các TTGH:. Tính toán và bố trí cốt thép dƣl: .Tính đặc trƣng hình học tiết diện: .Tính ứng suất mất mát trong cốt thép DƢL: .Mất do ma sát : .Mất do trƣợt neo : .Mất do nén đàn hồi bêtông (mỗi lần căng 1 bó ) .Lực căng pi tại các mặt cắt là : .Mất us do co ngót bêtông (kéo sau): .Mất us do từ biến bêtông, .Mất ứng suất do chùng cthép :. Kiểm toán theo ttgh cƣờng độ 1 : .Kiểm tra sức kháng uốn : .2Kiểm tra hàm lƣợng cthép tối đa :.Kiểm tra hàm lƣợng cthép tối thiểu :. 150 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 4 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 2.Kiểm tra sức kháng cắt của tiết diện : .kiểm toán theo ttgh sử dụng : .Kiểm tra ứng suất MC 105 (giữa nhịp ): .Kiểm tra us mặt cắt gối 100 : .Tính độ võng kết cấu nhịp :.Kiểm tra độ võng do hoạt tải : .Tính độ võng do tĩnh tải –lực căng trƣớc và độ vồng (MC 105):.

159 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ P1.Số liệu chung: .Kết cầu phần trên: .Số liệu trụ: .Các lớp địa chất : .Tải trọng tác dụng :. Tĩnh tải tác dụng (không hệ số):. Tĩnh tải Theo phƣơng dọc cầu :. Hoạt tải thẳng đứng :.

Phƣơng ngang cầu (gồm 5 dầm I đặt cách nhau 2. Theo phƣơng ngang cầu :. Tính nội lực:. Theo phƣơng dọc cầu : mặt cắt II-II và III-III.

Theo phƣơng ngang cầu : mặt cắt II-II và III-III. Kiểm tra tiết diện thân trụ theo TTGH:. Kiểm tra sức kháng tiết diện trụ MC II-II (TTGH CĐ1):. Kiểm tra sức kháng uốn theo 2 phƣơng MC II-II:.

Tính Toán Mũ Trụ:. Tính toán móng cọc khoan nhồi:. 183 PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG. 189 CHƢƠNG I: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T2.

Đặc điểm cấu tạo của trụ T2:. Điều kiện địa chất thuỷ văn:. 190 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 5 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 1. Chọn thời gian thi công:.

Đề xuất phƣơng án thi công trụ T2:. Trình tự thi chung công trụ T2:. Các công tác chính trong quá trình thi công trụ:. Công tác chuẩn bị:.

Công tác định vị tim trụ:. Thi công cọc khoan nhồi:. Thi công vòng vây cọc ván thép:. Đổ bê tông bịt đáy :.

Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy:. Thiết kế độ chôn sâu “t” trong trƣờng hợp có thanh chống và có bê tông bịt đáy:. TÍNH TOÁN VÀ THIếT Kế CọC VÁN.Tính toán thiết kế nẹp ngang:. Đổ bê tông bịt đáy.

Nguyên tắc và yêu cầu khi đổ bê tông. Phƣơng pháp và trình tự thi công. Thi công bệ cọc, thân trụ:. Thi công bệ cọc:.

Thi công thân trụ: .Thi công xà mũ:.Trình tự thi công:. 221 CHƢƠNG II : THIẾT KẾ THI CÔNG NHỊP. Công tác chế tạo dầm :. Điều kiện thi công :.

Công tác lao lắp dầm. Tính toán đối trọng :. Tính toán kiểm tra tiết diện cho thanh giàn. Tính toán sơ đồ kiểm tra dầm ngang mút thừa.

Tính toán kiểm tra chống lật ngang của tổ hợp mút thừa khi lao dầm biên :232 2.Tính toán lao kéo để đƣa dầm ra vị trí :. Trình tự thi công kết cấu nhịp. 234 SVTH : Nguyễn Văn Quân – Lớp XD1301C Trang 6 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường LỜI CẢM ƠN  Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trƣởng nhanh chóng và vững chắc của đất nƣớc, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lƣới giao thông vận tải. Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây dựng Cầu đƣờng thuộc trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng, trong những năm qua với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nƣớc.

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài là thiết kế cầu Cẩm Lĩnh-Nghi Sơn-Thanh Hóa, đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trƣờng sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc. Đƣợc sự hƣớng dẫn kịp thời và nhiệt tình của cô giáo Th.s Bùi Ngọc Dung , đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao. Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em.

Cuối cùng cho phép em đƣợc kính gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo Th.s Bùi Ngọc Dung đã tận tình hƣớng dẫn em hoàn thành đồ án này.