Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn

Phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông vận tải (GTVT) giữ vai trò đi trước mở đường đối với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội. Đối với thành phố Hải Phòng – cửa ngõ giao thương đường biển trọng điểm của khu vực phía Bắc – sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ đòi hỏi mạng lưới giao thông liên vùng phải được hoàn thiện đồng bộ.

Theo các số liệu thực tế được ghi nhận trong đồ án:

  • Tốc độ tăng trưởng GDP của thành phố trong 6 tháng đầu năm 2009 đạt 9,39% (giai đoạn 6 tháng đầu năm 2007 đạt 13,54% và năm 2008 đạt 14,75%).
  • Giá trị sản xuất công nghiệp 6 tháng đầu năm tăng 10,99% so với cùng kỳ năm 2010.
  • Ngành dịch vụ và du lịch ghi nhận mức tăng trưởng GDP 34,54% so với cùng kỳ; doanh thu dịch vụ 6 tháng đầu năm 2011 đạt 194 tỷ đồng.
  • Về mặt xã hội, tỷ lệ hộ nghèo tại địa phương ghi nhận ở mức 5,72% và hộ cận nghèo là 13,00%.

Hiện trạng mạng lưới giao thông đường bộ khu vực Hải Phòng dựa trên các trục huyết mạch như Quốc lộ 5 và Quốc lộ 10. Tuy nhiên, tuyến Quốc lộ 5 thường xuyên đối mặt với tình trạng quá tải lưu lượng và ngập úng cục bộ trong mùa mưa. Việc nghiên cứu thiết kế xây dựng công trình cầu vượt qua sông Lạch Tray là yêu cầu cấp thiết nhằm:

  1. Đồng bộ hóa với chủ trương xây dựng tuyến xa lộ Bắc – Nam và kết nối định hướng tuyến hành lang kinh tế xuyên Á.
  2. Đảm bảo lưu thông xuyên suốt, chia sẻ và giảm tải lưu lượng giao thông cho Quốc lộ 5.
  3. Tạo lập mối liên kết hạ tầng kỹ thuật giữa các vùng kinh tế, khu công nghiệp tập trung và các trung tâm văn hóa - du lịch của thành phố Hải Phòng với toàn vùng Bắc Bộ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đồ án là lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật sơ bộ công trình cầu vĩnh cửu vượt sông Lạch Tray (Hải Phòng), đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành và điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng.

Các nhiệm vụ cụ thể được xác lập gồm:

  1. Điều tra, tổng hợp hiện trạng kinh tế - xã hội, nhu cầu vận tải và điều kiện tự nhiên (địa hình, khí hậu, thủy văn, địa tầng địa chất) tại vị trí vượt sông.
  2. Xác định quy mô công trình, khổ thông thuyền và các chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế cầu theo tiêu chuẩn hiện hành.
  3. Đề xuất các phương án kết cấu nhịp vượt sông khả thi; lập thiết kế sơ bộ cho các phương án cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) đúc hẫng cân bằng.
  4. Tính toán kết cấu nhịp, xác định tải trọng tác dụng lên mố, trụ và tính toán sức chịu tải của hệ móng cọc khoan nhồi.
  5. Hoạch định quy trình và giải pháp kỹ thuật thi công mố, trụ dưới nước và kết cấu nhịp đúc hẫng.
  6. Xác định khối lượng vật tư chủ yếu và lập tổng mức đầu tư xây dựng công trình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kết cấu công trình cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục kết hợp nhịp dẫn và móng cọc khoan nhồi đường kính lớn.
  • Phạm vi không gian: Vị trí vượt sông Lạch Tray thuộc địa phận thành phố Hải Phòng, với chiều dài toàn cầu dự kiến 440 m và phạm vi khảo sát địa chất dọc tuyến qua 5 hố khoan từ Km 0+25 đến Km 0+440.
  • Phạm vi thời gian và số liệu: Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Thiết kế cầu - Bộ môn Xây dựng Cầu Đường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, hoàn thành vào tháng 01 năm 2012; khai thác chuỗi số liệu kinh tế - xã hội và giao thông vận tải giai đoạn 2007–2011.

Cơ sở lý thuyết, tiêu chuẩn và phương pháp thiết kế

Tiêu chuẩn kỹ thuật và khung quy chuẩn áp dụng

  • Quy trình thiết kế chính: Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05 do Bộ Giao thông Vận tải ban hành.
  • Tải trọng thiết kế:
    • Hoạt tải xe chạy: Đoàn xe tải tiêu chuẩn HL-93 (gồm tổ hợp xe tải thiết kế, xe hai trục thiết kế và tải trọng làn).
    • Tải trọng người đi bộ: $300\text{ kg/m}^2$ (tương đương $3,0\text{ kN/m}^2$).
  • Cấp thông thuyền: Sông thông thuyền cấp II; kích thước khổ thông thuyền yêu cầu: Chiều cao tĩnh không $H = 9,0\text{ m}$, bề rộng thông thuyền $B = 60,0\text{ m}$.

Điều kiện tự nhiên và dữ liệu địa chất - thủy văn

Số liệu khảo sát tại vị trí xây dựng công trình ghi nhận:

  • Thủy văn:
    • Mực nước lũ thiết kế (MNCN): $+2,7\text{ m}$.
    • Mực nước thông thuyền (MNTT): $+1,5\text{ m}$.
    • Mực nước thấp nhất (MNTN): $-1,2\text{ m}$.
  • Khí tượng: Vùng nhiệt đới gió mùa Bắc Bộ, mùa mưa từ giữa tháng 8 đến tháng 2 năm sau. Nhiệt độ trung bình đạt $25^\circ\text{C}$ (nhiệt độ cực đại các tháng 5–7 đạt tới $40^\circ\text{C}$, cực tiểu tháng 2 khoảng $10,2^\circ\text{C}$).
  • Cấu tạo địa tầng địa chất (tổng hợp qua 5 hố khoan khảo sát):
Lớp địa chất Đặc điểm đất nền Chiều dày tại HK1 (Km 0+25) Chiều dày tại HK2 (Km 0+125) Chiều dày tại HK3 (Km 0+230) Chiều dày tại HK4 (Km 0+330) Chiều dày tại HK5 (Km 0+440)
Lớp 1 Cát mịn $10\text{ m}$ $8\text{ m}$ $8\text{ m}$ $9\text{ m}$ $12\text{ m}$
Lớp 2 Sét lẫn sỏi $12\text{ m}$ $10\text{ m}$ $10\text{ m}$ $14\text{ m}$ $15\text{ m}$
Lớp 3 Cát cuội sỏi chắc / Sạn cát Tầng chịu lực Tầng chịu lực Tầng chịu lực Tầng chịu lực Tầng chịu lực

Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật

  1. Phương pháp phân tích giải tích và đường ảnh hưởng: Sử dụng đường ảnh hưởng để xác định các tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất tác dụng lên kết cấu mố và trụ cầu dưới tác dụng của tĩnh tải (DC, DW) và hoạt tải xe (HL-93, người đi bộ).
  2. Phương pháp trạng thái giới hạn (LRFD): Tính toán kiểm toán móng cọc và kết cấu theo trạng thái giới hạn Cường độ I với hệ số tải trọng $\gamma_{DC} = 1,25$, $\gamma_{DW} = 1,50$, $\gamma_{LL} = 1,75$, hệ số xung kích xe chạy $(1 + IM/100) = 1,25$ (đối với kết cấu nhịp) và $1,0$ (đối với mố trụ đặc).
  3. Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc: Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được xác định theo điều kiện đất nền ngàm vào đá/sạn cát ($Q_r$) và theo điều kiện cường độ vật liệu bê tông cốt thép ($P_v$).

Thiết kế kỹ thuật và giải pháp thi công công trình

Quy mô hình học và vật liệu kết cấu

  • Mặt cắt ngang cầu: Tổng bề rộng phần xe chạy $B_{xc} = 9,0\text{ m}$, lề bộ hành hai bên $2 \times 1,5\text{ m} = 3,0\text{ m}$, độ dốc ngang mặt cầu $2%$. Lớp phủ mặt cầu dày $12\text{ cm}$ gồm 5 lớp (bê tông atphan $5\text{ cm}$, lớp bảo vệ $4\text{ cm}$, phòng nước $1\text{ cm}$, đệm xi măng $1\text{ cm}$, lớp tạo dốc $1,0 - 1,2\text{ cm}$).
  • Vật liệu sử dụng:
    • Bê tông Mác 400: Đổ tại chỗ cho dầm chủ và dầm ngang BTCT.
    • Bê tông Mác 350: Cọc khoan nhồi đường kính $D = 1,2\text{ m}$.
    • Bê tông Mác 300: Kết cấu mố, thân trụ, lan can, bản quá độ.
    • Bê tông Mác 150: Lớp đệm tạo phẳng và bê tông bịt đáy hố móng.
    • Cốt thép thường (thép cường độ cao nhóm A-III) và hệ thống cáp/thanh thép dự ứng lực.

So sánh các phương án kết cấu vượt sông

Tiêu chí kỹ thuật Phương án sơ bộ 1 Phương án sơ bộ 2 Phương án 3 (Đề xuất)
Loại kết cấu chính Cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục 3 nhịp + dầm dẫn Cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục 3 nhịp + dầm dẫn Cầu dàn thép liên tục 5 nhịp
Sơ đồ bố trí nhịp ($m$) $33\times 4 + 64 + 92 + 64 + 33\times 2$ $33\times 4 + 53 + 81 + 53 + 33\times 3$ 5 nhịp liên tục dàn thép
Chiều cao dầm chủ ($m$) Thay đổi từ $5,5\text{ m}$ (trụ) đến $2,6\text{ m}$ (nhịp) Thay đổi từ $4,5\text{ m}$ (trụ) đến $2,4\text{ m}$ (nhịp) Dàn thép không đổi chiều cao
Độ dày bản đáy dầm ($cm$) Thay đổi từ $90\text{ cm}$ (trụ) đến $30\text{ cm}$ (nhịp) Thay đổi từ $80\text{ cm}$ (trụ) đến $30\text{ cm}$ (nhịp) —
Độ dày sườn hộp ($cm$) $45\text{ cm}$ $50\text{ cm}$ —
Phân đốt đúc hẫng Khối K0 ($12\text{ m}$) + 12 đốt đúc ($3\text{ m}$ & $4\text{ m}$) + đà giáo $17\text{ m}$ Khối K0 ($12\text{ m}$) + 11 đốt đúc ($3\text{ m}$, $3,5\text{ m}$, $4\text{ m}$) + đà giáo $13,2\text{ m}$ Lao kéo dọc theo phương pháp công xôn
Số lượng cọc/kết cấu móng Mố: 6 cọc $\varnothing 120\text{ cm}$; Trụ: 9 cọc $\varnothing 120\text{ cm}$ Mố chữ U, trụ đặc bệ móng $2,6 \times 13,0\text{ m}$ Mố nhẹ, trụ BTCT móng cọc khoan nhồi
Phương pháp thi công nhịp Đúc hẫng cân bằng đối xứng Đúc hẫng cân bằng đối xứng Lao kéo dọc kết cấu dàn

Quy trình công nghệ thi công công trình

Đồ án thiết lập chuỗi quy trình thi công chi tiết cho phương án được lựa chọn:

  1. Thi công mố cầu:
    • Định vị tim mố, dựng giá khoan Leffer hạ ống vách bảo vệ.
    • Khoan cọc sử dụng dung dịch bentonite giữ thành vách, hạ lồng cốt thép và đổ bê tông cọc ngập trong lớp sạn cát chịu lực.
    • Đào hố móng bằng máy kết hợp thủ công, hạ khung ván thép chống đỡ và xử lý đục đầu cọc.
    • Đổ bê tông lót đáy dày $10\text{ cm}$, lắp dựng ván khuôn, đổ bê tông bệ mố, thân mố, xà mũ và tường cánh.
    • Đắp đất sau mố đầm chặt, lắp đặt bản dẫn quá độ và hoàn thiện tứ nón kè mố.
  2. Thi công trụ cầu dưới nước:
    • Định vị hệ mốc phụ và tim cọc, thi công cọc khoan nhồi $D = 1,2\text{ m}$ trên hệ sàn đạo/giá khoan chuyên dụng.
    • Lắp dựng vành đai định hướng, đóng vòng vây cọc ván thép bao quanh khu vực bệ trụ.
    • Xói hút bùn cát trong lòng vòng vây đến cao độ đáy bệ, đổ bê tông bịt đáy bằng phương pháp rút ống thẳng đứng để ngăn nước thấm.
    • Hút cạn nước hố móng, cắt tỉa đầu cọc khoan nhồi, lắp đặt cốt thép và ván khuôn đổ bê tông bệ trụ ($2,6 \times 11,0\text{ m}$).
    • Thi công thân trụ đặc bằng ván khuôn leo, vuốt cong đầu trụ với bán kính $R = 1,25\text{ m}$.
  3. Thi công kết cấu nhịp:
    • Nhịp dẫn: Sử dụng giá 3 chân thực hiện công tác lao kéo dọc các phiến dầm bê tông đúc sẵn chiều dài $33\text{ m}$.
    • Khối đỉnh trụ K0: Chiều dài $12\text{ m}$, thi công trên hệ đà giáo mở rộng liên kết chặt vào thân trụ thông qua các thanh neo dự ứng lực.
    • Đúc hẫng cân bằng nhịp liên tục: Lắp đặt cặp xe đúc đối xứng trên đỉnh khối K0; tiến hành lắp cốt thép, ống ghen, đổ bê tông từng đốt; căng kéo cáp dự ứng lực và bơm vữa bảo vệ ống ghen ngay khi bê tông đạt cường độ thiết kế.
    • Hợp long nhịp biên: Di chuyển xe đúc, cân chỉnh hình học đầu dầm, lắp đặt thanh giằng chống tạm, thi công đốt hợp long $2\text{ m}$ và căng kéo bó cáp liên tục.
    • Hợp long nhịp chính giữa sông: Thi công tương tự để chuyển đổi sơ đồ kết cấu thành dầm liên tục hoàn chỉnh trước khi tháo dỡ xe đúc và thanh thải chướng ngại vật lòng sông.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Giới thiệu chung

Phần mở đầu tập trung mô tả bức tranh kinh tế - xã hội thành phố Hải Phòng và sự cần thiết đầu tư công trình cầu vượt sông Lạch Tray. Tác giả tổng hợp chuỗi số liệu về tốc độ tăng trưởng các ngành công nghiệp, du lịch, nông nghiệp, hiện trạng tuyến Quốc lộ 5 và định hướng quy hoạch mạng lưới giao thông liên vùng (xa lộ Bắc - Nam, đường xuyên Á).

Nội dung tiếp theo hệ thống hóa các đặc trưng tự nhiên: Chế độ thủy văn sông Lạch Tray với các mực nước thiết kế (MNCN $+2,7\text{ m}$, MNTT $+1,5\text{ m}$, MNTN $-1,2\text{ m}$), khổ tĩnh không cấp II ($B=60\text{ m}, H=9\text{ m}$), đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa và kết quả khoan thăm dò địa tầng qua 5 hố khoan (lớp cát mịn dày $8-12\text{ m}$, lớp sét lẫn sỏi $10-15\text{ m}$ phủ trên tầng cát cuội sỏi chịu lực). Trên cơ sở quy trình 22 TCN 272-05 và tải trọng HL-93, tác giả đưa ra 3 phương án kết cấu vượt sông để so sánh lựa chọn.

Phần II: Thiết kế phương án sơ bộ

Chương 1: Phương án sơ bộ 1: Cầu dầm BTCT ƯST liên tục 3 nhịp + dầm dẫn

Chương này thực hiện thiết kế chi tiết cho Phương án 1 với sơ đồ cầu gồm 3 nhịp dầm hộp liên tục và dầm dẫn $L_c = 33\times 4 + 64 + 92 + 64 + 33\times 2\text{ m}$ (tổng chiều dài $440\text{ m}$):

  • Kích thước hình học dầm hộp: Chiều cao dầm thay đổi theo quy luật parabol từ $H_p = 5,5\text{ m}$ (tại đỉnh trụ) xuống $h_m = 2,6\text{ m}$ (tại giữa nhịp) theo phương trình $Y_1 = \frac{5,5 - 2,6}{45^2} x^2 + 2,6$. Độ dày bản đáy thay đổi tuyến tính từ $90\text{ cm}$ (đỉnh trụ) về $30\text{ cm}$ (giữa nhịp). Bề dày sườn hộp giữ cố định $45\text{ cm}$.
  • Phân đốt thi công đúc hẫng: Khối K0 dài $12\text{ m}$; 12 đốt đúc hẫng gồm các đốt K1–K5 dài $3\text{ m}$, các đốt K6–K11 dài $4\text{ m}$; đốt hợp long dài $2\text{ m}$; đoạn đúc trên đà giáo dài $17\text{ m}$.
  • Kết cấu phần dưới và nền móng: Mố chữ U BTCT và trụ thân đặc (kích thước thân $2,5-3,0\text{ m} \times 9,5\text{ m}$, bệ móng $2,6\text{ m} \times 11,0\text{ m}$) đặt trên hệ móng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1,2\text{ m}$.
  • Tính toán tải trọng và kiểm toán cọc:
    • Tải trọng tính toán tác dụng lên mố theo tổ hợp Cường độ I: Tĩnh tải $DC = 12312,8\text{ kN}$. Sức chịu tải nén cho phép của cọc khoan nhồi ngàm trong tầng chịu lực xác định được $[N] = \min(P_v, Q_r) = 15196\text{ kN}$. Từ đó tính toán và bố trí $6\text{ cọc}$ cho một mố.
    • Tải trọng tác dụng lên bệ trụ T5, T6: Tĩnh tải $DC = 13467,3\text{ kN}$. Số lượng cọc tính toán yêu cầu là $9\text{ cọc}$ cọc khoan nhồi $\varnothing 120\text{ cm}$ cho một trụ (đã kể đến hệ số lực ngang $1,5$).
  • Tổng mức đầu tư: Chương 1 khép lại bằng bảng tính dự toán chi tiết xác định chi phí xây lắp chính đạt $84,914\text{ tỷ đồng}$ và tổng mức đầu tư hoàn chỉnh của phương án.

Chương 2: Phương án sơ bộ 2: Cầu dầm BTCT ƯST liên tục 3 nhịp + dầm dẫn

Chương 2 trình bày phương án kết cấu đối chứng với sơ đồ nhịp rút ngắn nhịp chính và tăng chiều dài nhịp biên/dẫn: $L_c = 33\times 4 + 53 + 81 + 53 + 33\times 3\text{ m}$:

  • Kích thước hình học dầm: Chiều cao dầm hộp tại đỉnh trụ chọn $H_p = 4,5\text{ m}$, tại giữa nhịp $h_m = 2,4\text{ m}$. Bản đáy dày $80\text{ cm}$ ở đỉnh trụ và $30\text{ cm}$ tại giữa nhịp. Sườn hộp dày $50\text{ cm}$. Cự ly dầm dẫn bố trí $s = 2,7\text{ m}$.
  • Sơ đồ phân đốt: Khối K0 dài $12\text{ m}$; phân chia thành 11 đốt đúc hẫng (K1–K2 dài $3\text{ m}$, K3 dài $3,5\text{ m}$, K4–K9 dài $4\text{ m}$); đốt thi công trên giàn giáo dài $13,2\text{ m}$; đốt hợp long $2\text{ m}$.
  • Kết cấu mố trụ và khối lượng: Bệ móng trụ kích thước $2,6\text{ m} \times 13,0\text{ m}$, thân trụ rộng $3,0\text{ m} \times 9,5\text{ m}$. Tĩnh tải tác dụng lên mố $DC = 8569\text{ kN}$. Khối lượng thể tích bê tông phần nhịp đúc hẫng liên tục đạt $V_{lt} = 2047,9\text{ m}^3$ (thấp hơn so với Phương án 1).

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật và dự toán kinh tế

Đồ án đã tính toán hoàn chỉnh các chỉ tiêu khối lượng vật tư và tổng hợp kinh phí đầu tư cho Phương án sơ bộ 1:

Hạng mục chi phí Đơn vị tính Khối lượng / Tỷ lệ Thành tiền (VNĐ)
I. Kết cấu phần trên đ — 63.088.328.200
- Bê tông dầm liên tục 3 nhịp $m^3$ 3274,87 49.123.050.000
- Bê tông nhịp dẫn ($L=33m$) $m^3$ 864,16 12.962.400.000
- Bê tông át phan mặt cầu $m^3$ 283,50 567.000.000
- Bê tông và cốt thép lan can $m^3$ / Tấn $74,89\text{ m}^3$ / $11,23\text{ T}$ 318.290.000
- Gối cầu dầm liên tục (chậu thép) Cái 4 20.000.000
- Khe co giãn cao su Khe 8 24.000.000
- Lớp phòng nước và ống thoát nước $m^2$ / Ống $48,235\text{ m}^2$ / $22\text{ ống}$ 71.788.200
- Đèn chiếu sáng Cột 12 1.800.000
II. Kết cấu phần dưới đ — 21.663.679.875
- Bê tông mố cầu $m^3$ 544,78 2.693.560.000
- Cốt thép mố và trụ Tấn 283,69 4.255.402.500
- Cọc khoan nhồi $D = 1,2\text{ m}$ Mét 2160,00 10.800.000.000
- Chi phí công trình phụ trợ $%$ $15%$ (I+II) 2.825.697.375
III. Đường hai đầu cầu đ — 162.214.800
- Đắp đất nền đường $m^3$ 1865,16 55.954.800
- Móng và mặt đường $m^2$ 708,40 106.260.000
Tổng giá trị xây lắp chính ($A_I$) đ I + II + III 84.914.222.875
Giá trị xây lắp khác ($A_{II}$) đ $15% \times A_I$ 12.737.133.431
Tổng giá trị dự toán xây lắp ($A$) đ $A_I + A_{II}$ 97.651.356.306
Chi phí khác ($B$) đ $10% \times A$ 9.765.135.631
Dự phòng trượt giá ($C$) đ $3% \times A$ 2.929.540.689
Dự phòng phát sinh ($D$) đ $5% \times (A + B)$ 107.416.491.937
TỔNG MỨC ĐẦU TƯ TOÀN CÔNG TRÌNH đ $A + B + C + D$ 217.762.524.563
Đơn giá bình quân cho $1\text{ m}^2$ mặt cầu đ/m² — 38.589.850

Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  1. Đã thiết lập được mô hình tính toán hình học dầm hộp có chiều cao và chiều dày bản đáy biến thiên theo quy luật đường cong parabol và bậc nhất, tối ưu hóa khả năng chịu mô-men uốn tại đỉnh trụ lớn ($H_p = 5,5\text{ m}$).
  2. Đưa ra giải pháp phân chia khối đúc hẫng ($12\text{ đốt}$) và thiết kế biện pháp thi công dưới nước bằng vòng vây cọc ván thép kết hợp cọc khoan nhồi cắm sâu vào tầng cuội sỏi, phù hợp với điều kiện địa chất sông Lạch Tray.
  3. Cung cấp bảng tổng hợp khối lượng và phân tích chi phí chi tiết, tạo tiền đề kỹ thuật và cơ sở dữ liệu kinh tế cho việc triển khai bước thiết kế bản vẽ thi công.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận từ văn bản

  • Đồ án mới triển khai tính toán chi tiết kết cấu phần dưới, phân đốt và dự toán chi phí cho Phương án sơ bộ 1 và Phương án sơ bộ 2; chưa xây dựng bảng tính toán kiểm toán chi tiết cho Phương án 3 (Cầu dàn thép 5 nhịp liên tục).
  • Các bước phân tích kinh tế - kỹ thuật tổng hợp giữa các phương án để lựa chọn phương án tối ưu chưa được thể hiện đầy đủ ở phần cuối văn bản.

Hướng phát triển kỹ thuật

  • Triển khai mô hình phân tích nội lực phi tuyến không gian, kiểm toán trạng thái ứng suất cắt và xoắn của dầm hộp trong các giai đoạn thi công đốt hẫng.
  • Thiết kế chi tiết sơ đồ bố trí cáp dự ứng lực trong và ngoài dầm (bó cáp căng trên đỉnh trụ, bó cáp liên tục nhịp và bó cáp đà giáo).
  • Lập quy trình quan trắc độ võng, kiểm soát cao độ hình học khi đúc hẫng và tính toán ảnh hưởng của từ biến, co ngót bê tông theo thời gian.

Giá trị tham khảo

Đối tượng sử dụng tài liệu

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông / Cầu Đường: Tài liệu tham khảo trực tiếp cho đồ án môn học Thiết kế Cầu Bê tông cốt thép, Đồ án Thiết kế Mố Trụ Cầu và Đồ án Tốt nghiệp kỹ sư cầu đường.
  • Kỹ sư thiết kế và tư vấn giám sát: Nguồn dữ liệu tra cứu các công thức hình học dầm hộp thành xiên, quy trình bố trí cọc khoan nhồi và phương pháp phân đốt đúc hẫng cân bằng khẩu độ nhịp chính $80\text{ m} - 100\text{ m}$.

Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật

  • Chuỗi công thức toán học mô tả đường cong biến thiên cao độ đáy dầm parabol ($Y_1$) và biến thiên chiều dày bản đáy ($Y_{hx}$).
  • Bảng tổng hợp nội lực tính toán mố, trụ theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 với đầy đủ các tổ hợp tĩnh tải và hoạt tải xe tải thiết kế HL-93.
  • Quy trình từng bước thi công bệ trụ chìm dưới nước bằng vòng vây cọc ván thép và phương pháp rút ống đổ bê tông bịt đáy.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình cầu qua sông Lạch Tray được áp dụng quy phạm thiết kế và tải trọng nào?

Công trình được thiết kế theo Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05 của Bộ GTVT. Tải trọng thiết kế bao gồm hoạt tải đoàn xe HL-93 và tải trọng người đi bộ là $300\text{ kg/m}^2$ ($3,0\text{ kN/m}^2$).

2. Khổ thông thuyền và các mực nước thiết kế tại vị trí xây dựng cầu được quy định ra sao?

Sông Lạch Tray tại vị trí xây dựng là sông thông thuyền cấp II với khổ thông thuyền có bề rộng tĩnh không $B = 60\text{ m}$ và chiều cao tĩnh không $H = 9,0\text{ m}$. Các mực nước thiết kế gồm: Mực nước lũ thiết kế (MNCN) $+2,7\text{ m}$, mực nước thông thuyền (MNTT) $+1,5\text{ m}$, và mực nước thấp nhất (MNTN) $-1,2\text{ m}$.

3. Sơ đồ nhịp và kích thước dầm hộp trong Phương án sơ bộ 1 được chọn như thế nào?

Sơ đồ nhịp của Phương án 1 là $L_c = 33\times 4 + 64 + 92 + 64 + 33\times 2\text{ m}$. Dầm hộp BTCT DƯL có chiều cao thay đổi theo đường parabol từ $5,5\text{ m}$ tại đỉnh trụ xuống $2,6\text{ m}$ tại giữa nhịp; chiều dày bản đáy thay đổi từ $90\text{ cm}$ (đỉnh trụ) về $30\text{ cm}$ (giữa nhịp); sườn hộp dày $45\text{ cm}$.

4. Sức chịu tải tính toán và số lượng cọc khoan nhồi cho mố và trụ trong Phương án 1 là bao nhiêu?

Sức chịu tải cho phép của cọc khoan nhồi đường kính $D = 1,2\text{ m}$ ngàm vào tầng chịu lực được xác định là $[N] = 15196\text{ kN}$. Kết quả tính toán bố trí $6\text{ cọc}$ khoan nhồi cho mỗi mố chữ U và $9\text{ cọc}$ khoan nhồi cho mỗi trụ thân đặc (T5, T6).

5. Tổng mức đầu tư dự toán cho công trình theo Phương án sơ bộ 1 là bao nhiêu?

Tổng mức đầu tư xây dựng công trình theo Phương án 1 được xác định là $217.762.524.563\text{ VNĐ}$, trong đó chi phí xây lắp chính là $84.914.222.875\text{ VNĐ}$ và đơn giá xây dựng bình quân tính trên $1\text{ m}^2$ mặt cầu là $38.589.850\text{ VNĐ/m}^2$.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cầu qua sông Lạch Tray – Hải Phòng" do sinh viên Trịnh Thị Thùy Hoan thực hiện đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế sơ bộ công trình cầu vĩnh cửu khẩu độ lớn theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05. Nghiên cứu đã làm rõ các điều kiện tự nhiên, địa chất thủy văn phức tạp của sông Lạch Tray và đề xuất các phương án cầu dầm hộp BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng tối ưu về mặt chịu lực. Toàn bộ thông số kích thước hình học, kiểm toán sức chịu tải móng cọc khoan nhồi, quy trình công nghệ thi công và dự toán kinh phí đã được tính toán với độ tin cậy kỹ thuật cao.