Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường PHẦN I : THIẾT KẾ SƠ BỘ SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 61 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU PHỐ LU –SÔNG HỒNG– LÀO CAI I. Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh Lào Cai: I. Vị trí địa lý chính trị : CÇu Phè Lu lµ cÇu b¾c qua s«ng H«ng lèi liÒn hai huyÖn C vµ D thuéc tØnh Lµo cai n»m trªn tØnh lé X. §©y lµ tuyÕn ®-êng huyÕt m¹ch gi÷a hai huyÖn C vµ D, n»m trong quy ho¹ch ph¸t triÓn kinh tÕ cña tØnh Lµo Cai.
HiÖn t¹i, c¸c ph-¬ng tiÖn giao th«ng v-ît s«ng qua phµ A n»m trªn tØnh lé X §Ó ®¸p øng nhu cÇu vËn t¶i, gi¶i to¶ ¸ch t¾c giao th«ng ®-êng thuû khu vùc cÇu vµ hoµn chØnh m¹ng l-íi giao th«ng cña tØnh, cÇn tiÕn hµnh kh¶o s¸t vµ nghiªn cøu x©y dùng míi cÇu A v-ît qua s«ng B I. Dân số đất đai và định hướng phát triển : Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 3km nên dân cư ở đây sinh sống tăng nhiều trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều. Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ du lịch nhưng chủ yếu vẫn là công nghiệp nặng và công nghiệp hóa dầu. Vùng này có cửa biển đẹp, là một nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe phục vụ du lịch rất lớn.
Mặt khác trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công nghiệp tận dụng vận chuyển bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây. Thực trạng và xu hƣớng phát triển mạng lƣới giao thông : II. Thực trạng giao thông : Một là cầu qua sông Phố Lu đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi trường, do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày càng tăng. Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể.
Xu hướng phát triển : Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông. Nhu cầu vận tải qua sông Phố Lu: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 62 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể. Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng cầu qua sông Phố Lu : Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông Phố Lu nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông ngày càng cao của địa phương.
Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch. Cầu Phố Lu nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh Lào Cai. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị xã và vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh. Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh đặc biệt khi cảng biển được mở ra thì đây là tuyến quan trọng trong quá trình vận chuyển hàng hóa từ cảng đến các vùng khác trong tỉnh cũng như trên toàn đất nước.
Do tầm quan trọng như trên, nên việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh. Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu : V. Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ chức xây dựng cầu. Khí hậu : VÒ khÝ hËu: TØnh H¶i Phßng n»m trong khu vùc khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa nªn cã nh÷ng ®Æc ®iÓm c¬ b¶n vÒ khÝ hËu nh- sau: - NhiÖt ®é b×nh qu©n hµng n¨m: 290 - NhiÖt ®é thÊp nhÊt : 120 - NhiÖt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm 2 mïa râ rÖt, mïa m-a tõ th¸ng 10 ®Õn th¸ng 12 SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 63 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường V.
Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: 5,17m MNTT: 4,5m. Địa chất : Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp địa chất như sau: Lớp 1: Cát hạt nhỏ màu xám vàng Lớp 2: cát sét màu xám vàng dẻo Lớp 3: Sét màu xám xanh dẻo mềm Lớp 4: Sét màu xám vàng dẻo cứng Lớp 5: cát sét màu xám vàng dẻo Lớp 6: Đá Granite ít nứt nẻ,rắn chắc Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi ma sát và chống vào lớp Đá Granite ít nứt nẻ,rắn chắc. Các chỉ tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu và giải pháp kết cấu : VI.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật : - Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau: - Tiêu chuẩn thiết kế : TCN 272-05. - Quy mô xây dựng: vĩnh cửu.
- Tải trọng : đoàn xe HL-93 và đoàn người 300daN/m2. - Sông thông thuyền cấp : IV VI.2 Giải pháp kết cấu : - Với những điều kiện được trình bày như trên ta đưa ra giãi pháp kết cấu như sau: Nguyên tắc chung: - Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt. - Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công. SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 64 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tính thẩm mỹ.
- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế. Giải pháp kết cấu công trình: Kết cấu thượng bộ: Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dầm thép nhằm tạo mỹ quan cho công trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết cấu ƯST để so sánh chọn phương án. Kết cấu hạ bộ: - Móng cọc khoan nhồi. - Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng.
- Kết cấu trụ ta nên dùng trụ đặc.Đề xuất các phương án sơ bộ: Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau: Phƣơng án 1: Cầu thép liên hợp bản BTCT 4 nhịp 44m Phƣơng án 2: Cầu giản đơn 5 nhịp 35m Phƣơng án 3: Cầu liên tục BTCT ƯST 3 nhịp 50+80+50m Phƣơng án 1: Cầu dầm liên hợp bản BTCT 4 x 44 m. Khẩu độ cầu : Khẩu độ cầu : Chiều dài toàn bộ cầu : L = 4. Khẩu độ cầu tính toán sơ bộ là : LSB0 = 176,05 – 3. LSB 0 L0 171,75 166 100% 100% 3,46% 5% L0 166 Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 4 nhịp: 4x44 (m). - Dầm giản đơn liên hợp bản BTCT có chiều cao dầm chủ 2m. - Mặt cắt ngang có 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,3 m. SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 65 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép. - Bố trí các lỗ thoát nước =100 bằng ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%. +Lớp phòng nước 0,4cm. Kết cấu mố trụ: - Kết cấu mố: Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30MPa.
Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 40m. Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 300 300 20cm. Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 100 50cm. - Kết cấu trụ: Tám trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30MPa.
Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m. Phƣơng án 2: Cầu nhịp đơn giản 5 nhịp 35m Khẩu độ cầu : Chiều dài toàn bộ cầu : L = 5. Khẩu độ cầu tính toán sơ bộ là : LSB0 = 175,3 – 4. LSB 0 L0 169,8 166 100% 100% 2,29% 5% L0 166 Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 5 nhịp: 5 x 35(m). - Dầm đơn giản BTCT ƯST được thi công theo phương pháp lao dầm,bán lắp ghép. - Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan. SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 66 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước =100 bằng ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%. +Lớp phòng nước 0,4cm. - Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm. Kết cấu mố trụ: -Kết cấu mố: Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30MPa.
Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m. Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 300 300 20cm. Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 100 50cm. -Kết cấu trụ: Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30MPa.