Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 1

PHẦN MỞ ĐẦU
Chương 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Đề tài : THIẾT KẾ CẦU NGUYỄN VĂN TRỖI _ TRẦN THỊ LÝ
1 Phân tích sự cần thiết phải đầu tư:
Thành phố Đà Nẵng có nhiều lợi thế , qua hai thế kỷ TP Đà Nẵng đã trở thành trung
tâm văn hoá của khu vực miền trung , cùng với sự phát triển về kinh tế , hiện nay mật
độ dân số và lưu lượng xe tăng nhanh làm cho hệ thống cơ sở hạ tầng trở nên chật hẹp
. Chiến lược phát triển của thành phố là mở rộng ra các vùng xung quanh , xây dựng
các đô thị mới có các cơ sở hạ tầng đáp ứng nhu cầu phát triển hiện nay cũng như
trong tương lai.
Vùng đất sơn trà có biển , có núi tạo nên một khung cảnh rất đẹp và hùng vĩ , là
một mảnh đất có thể phát triển mạnh về dịch vụ và du lịch . Nằm đối diện với trung
tâm đô thị của thành phố sẽ trở thành trung tâm kinh tế , dịch vụ và du lịch.
Thành phố ĐN bị chia cắt bởi con sông hàn .Là một con sông tạo nên cảnh quan
cho thành phố , nhưng cũng là một trở ngại giao thông lớn của thành phố , làm hạn chế
sự phát triển của khu vực Quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn và cảng nước sâu Tiên Sa .
Trong những năm qua hệ thống giao thông giữa trung tâm TP và hai bên quận đã có
cải thiện đáng kể nhờ việc xây dựng xong cầu Sông Hàn , Tuyên Sơn , cải tạo nâng
cấp hai cầu Nguyên Văn Trỗi và Trần Thị Lý. Tuy nhiên để thúc đẩy mạnh hơn nữa sự
phát triển kinh tế củ hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn , khai thác hết tiềm năng vốn
có của TP thì cần phải nghiên cứu xây dựng cụm cầu mới Nguyên Văn Trỗi và Trần
Thị Lý nhằm hoàn thiện hệ thống giao thông của thành phố.
2 Các điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu:
2.1 Điều kiện địa hình ,địa mạo.
Địa hình khu vực lòng sông được hình thành từ lâu đời , khu vực hai đầu cầu

12
’
kinh độ Đông và 16
0
03
’
vĩ độ Bắc với thời gian quan trắc liên tục 50 năm,
khí hậu khu vực thành phố Đà Nẵng co nhũng đặc điểm sau :
* Nhiệt độ không khí (
0
C)
Nhiệt độ trung bình hằng năm :25
0
7
Nhiệt độ cao nhất trung bình :29
0
9
Nhiệt độ thấp nhất trung bình :22
0
9
Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối :40
0
9
Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 9
0
2
Biên độ dao động nhiệt giữa các tháng liên tiếp trong năm và các ngày không
lớn lắm, khoảng 5
0
C – 8

Đông thì có gió mùa Đông Bắc và về mùa hạ có gió mùa Tây Nam (gió Lào),nhưng
do địa thế của Thành phố có núi bao bọc, phía bắc giáp đèo Hải Vân và phía Đông có
bán đảo Sơn Trà, phía Tây có dãy Trường Sơn nên gió thường đổi hướng và tốc độ đi
chậm lại.
Hướng gió thịnh hành mùa hè :gió Đông (tháng 4-9)
Tốc độ gió trung bình :3,3m/s – 4m/s
Hướng gió thịnh hành mùa Đông :gióBắcvàTây Bắc(tháng 10-3)
Tốc độ gió mạnh nhất :20 – 25 m/s
Tốc độ gió trung bình trong 10 phút lớn nhất trong năm theo tần suất P=1% là
35,6 m/s
* Bão và ấp thấp nhiệt đới
Mùa bão ở Đà Nẵng trùng với mùa mưa (tháng 9 đến tháng 12) nhưng cũng có
khi cuối tháng 6 đầu tháng 7đã có bão đổ bộ vào (năm 1989).Theo số liệu thống kê
hằng năm có khoảng 8-9 cơn bão đổ bộ vào Đà Nẵng.
Về cấp bão đổ bộ vào Đà Nẵng từ năm 1976 đến nay chỉ có một cơn bão số 2
năm 1989 đổ bộ vào Đà Nẵng có gió cấp 11 đến cấp 12 (tốc độ gió > 40 m/scc).Còn
lại các cơn bão khác chỉ có gió mạnh từ cấp 6 đến cấp 9.
2.2.2.Điều kiện thuỷ văn , thuỷ lực

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 4

Sông Hàn là đoạn sông thuộc hạ lưu hệ thông sông Vu Gia. Dòng chảy trong
sông bị ảnh hưởng của thuỷ triều khá mạnh. Lượng dòng chảy trên đoạn sông này là
do một phần lượng dòng chảy từ thượng nguồn sông Vu Gia đổ về (vì một phần dòng
chảy đổ sang sông Thu Bồn), và một phần lượng nước biển do dòng triều đẩy lên
Đặc điểm địa hình lòng sông : Từ Ngã Ba Tuý Loan đến cầu Nguyễn Văn Trỗi
lòng sông khá rộng , có nhiều vùng bãi ven sông. Địa hình 2 bên bờ sông thấp nên


Trang 5

chảy trong sông khá phức tạp , đặc biệt trong mùa lũ (từ tháng 9 đến tháng 12) , dòng
chảy vừa chịu tác động mạnh của dòng chảy thượng nguồn đổ về , vừa chịu ảnh hưởng
của chế độ thuỷ triều . vì vậy việc nghiên cứu , tính toán xác định các đặc trưng thuỷ
văn thiết kế trên đoạn sông này gặp nhiều khó khăn . Tuy nhiên với những tài liệu thực
đo của 2 trạm thuỷ văn cơ bản là Cẩm Lệ và Sông Hàn , cùng với những kết quả điều
tra về độ cao các vết lũ , kết quả đo đạc lưu lượng , tốc độ dòng chảy trong một số đợt
gần đây ngay tại cửa sông , nghiên cứu đến những đặc điểm cụ thể về địa hình đoạn
sông nên việc tính toán thuỷ văn cầu mang lại kết quả tin cậy.

Theo tài liệu cung cấp của Đài khí tượng thuỷ văn khu vực Trung Trung bộ:
Lưu lượng: Q
1%
= 6990 m
3
/s , Q
5%
= 3890 m
3
/s.
Mực nước: H
1%
= 3,34 m , H
5%
= 2,17 m.
Vận tốc: V
1%
= 2,60 m/s , V
Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy :WL = 27,3%
Giới hạn dẻo :WP = 20,08%
Chỉ số dẻo IP = 6,95
Độ sệt :B = 0,41
Lớp 3:Cát hạt mịn màu xám trắng – xám vàng , trạng thái bão hoà , kết cấu rời rạc .
lớp này có mặt tại tất cảcác lỗ khoan , bề dày lớp thay đổi từ 5,2 mét tại LKC2 đến 6,5
mét tại LKC3 .
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :2,15%
Hạt cát :82,5%
Hạt bụi :15,35%
Tỷ trọng : ∆ = 2,65 g/cm
3

Góc nghỉ khi khô :αc = 28
0
2
’
Góc nghỉ khi ướt :αw = 30
0
27
’
Cường độ chịu tải trọng quy ước :R = 1,0 Kg/cm
2

Lớp 4: bùn sét pha mau xám đen . Lớp này chỉ có mặt tại LKC2 , LKC3 , bề dày lớp

Độ sệt :B = 1,86
Hệ số nén lún :a1 – 2 = 0,115 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng :E1 – 2 = 21,84 Kg/cm
2

Lực dính kết :C = 0,08 Kg/cm
2

Góc nội ma sát :φ = 3021
’

Lực dính kết :Cuu = 0,156 Kg/cm
2

Góc nội ma sát :φuu = 1
0
22
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước :R = 0,4 Kg/cm
2

Lớp 5: Cát pha màu xám đen, trạng thái dẻo. Lớp này chỉ có mặt tại LKC, bề dày lớp
này 3,7 m.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: :
Hạt cát : 79,08%

2

Lực dính kết : C = 0,07 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 9
0
53
’
Lực dính kết : Cuu =
Góc nội ma sát : φuu =
Cường độ chịu tải trọng quy ước : R = 0,8 Kg/cm
2

Lớp 6: Cát hạt vừa màu xám trắng, trạng thái bão hòa. Lớp này chỉ có mặt tại LKC3,
bề dày lớp này 2,0 m.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 0,69%
Hạt cát : 89,18%
Hạt bụi : 10,13%
Tỷ trọng : ∆ = 2,65 g/cm
3

Góc nghỉ khi khô : αc = 29
0
27
’
Góc nghỉ khi ướt : αw = 32
0

xây dựng cầu đường

Trang 9

Giới hạn Atterberg
Giới hạn chảy : WL = 44,58 %
Giới hạn dẻo : WP = 28,48 %
Chỉ số dẻo : IP = 16,11
Độ sệt : B = 0,85
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,087 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 32,30 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,08 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 6
0
48
’
Lực dính kết : Cuu = 0,285 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 1
0
52
’


Giới hạn dẻo : WP = 21,26 %
Chỉ số dẻo : IP = 12,86

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 10

Độ sệt : B = 0,15
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,022 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 185,16 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,4 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 20
0
29
’
Lực dính kết : Cuu = 0,401 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 4
0
43
’


Chỉ số dẻo : IP = 6,85
Độ sệt : B = 0,26
Hệ số nén lún : a1 – 2 = 0,022 cm
2
/Kg
Mô đun biến dạng : E1 – 2 = 192,21 Kg/cm
2

Lực dính kết : C = 0,3 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φ = 21
0
59
’

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 11

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R =2,39 Kg/cm
2Lớp 10: Sét pha màu xám trắng(đá phiến phân hóa hoàn toàn). Lớp này có mặt tất cả
các lỗ khoan, bề dày lớp này thay đổi từ 3,9 mét tại LKC2 đến 9,2 tại LKC3.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:
Thành phần hạt
Hạt sỏi sạn: : 8,25%

2

Góc nội ma sát : φ = 23
0
13
’
Lực dính kết : Cuu = 0,611 Kg/cm
2

Góc nội ma sát : φuu = 10
0
2
’

Cường độ chịu tải trọng quy ước : R =4,12 Kg/cm
2

Lớp IA: đá phiến xerixit-thạch anh xerixit, màu xám xanh, đới phong hóa hoàn toàn –
mạnh.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:

Tỷ trọng (∆) biến đổi từ ? : ∆ = 2,69 g/cm
3Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 12


2.3.2. Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật
2.3.2.1. Quy trình, qui phạm thiết kế
2.3.2.1.1. Về thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 – 05
Tiêu chuẩn về tải trọng gió TCVN 2737 – 95
Tiêu chuẩn về tải trọng do nhiệt TCVN 4088 – 85
Tiêu chuẩn về thiết kế chống động đất 22TCN 221 – 95
Tiêu chuẩn về giao thông đường thủy nội địa TCVN 5664 – 92
Tính toán đặc trưng dòng chảy lũ do mưa rào 22TCN 220 – 95
Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRED 1998
Tiêu chuẩn về cáp “Rccommendations for Stay Cable Design, Testing and
Installation”, PTI Guide Specification, 4th Edition, 2001 Post Tensioning Institute,
Phonenix, AZ “PTI”
G ố i cao su bản thép, tiêu chuẩn co dãn cao su AASHTO M251-92
Tiêu chuẩn thiết kế đường phố, quảng trường đô thị 20TCN 104 – 83
Tiêu chuẩn thiết kế đường 22TCN 273 – 01
Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237 – 01
Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054– 98

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 13

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211– 93
Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ báo cáo NTKT và báo cáo NCKT các dự
án xây dựng kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN 268-2000
2.3.2.1.2. Về khảo sát địa hình, địa chất
Quy phạm đo vẽ địa hình 96TCN 43-90
Tiêu chuẩn TCXĐVN 309-2004 “công tác trắc địa xây dựng công trình-Yêu

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 14

Tải trọng gió :vận tốc gió trung bình 10 phút tại cao độ 10 m(tính
từ mặt nước) là 35,6 m/s
Tải trọng va tàu
Loại tàu Tấn tải trọng
thiết kế(DWT)
Chiều dài lớn
nhất (m)
Chiều rộng lớn
nhất (m)
Mớn nước đầy
tải (m)
Tàu tự hành 300 38 7 2,2
Xà lan kéo 400 41 12,2 1,3

Khổ thông thuyền
Chiều rộng thông thuyền B
tt
=50 m
Chiều cao tĩnh không thuyền H =7 m kể từ mực nước H?
Chiều sâu mực nước thông thuyền tối thiểu H= 2,2 m
Đường hai đầu cầu:Đường phố cấp khu vực
Bề rộng nền đường : 4,5+3x3,5+2+3x3,5+4,5=33,5m
Bề rộng mặt đường :6x3,75=21
Độ dốc tối đa :i
max

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường

Trang 15

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường Chương 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1. PHƯƠNG ÁN I:
- Kết cấu thượng bộ:
+ Cầu dây võng dầm cứng liên tục BTCT f'c = 50 Mpa, 3 nhịp 100 + 400+100 (m)
+ Trụ lan can tay vịn, tay vịn bằng Inox
+ Các lớp mặt cầu:
- Lớp tạo mui luyện dày trung bình 7 cm
- Lớp phòng nước dày 1 cm
- BTN hạt mịn rải nóng dày 5cm

+ Dầm liên tục được thi công theo công nghệ đúc đầy theo chu kỳ
+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ Bêtông tại chỗ
+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ Bêtông tại chỗ.
+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi.
hẫng.Khoảng cách giữa hai cáp chủ là 23.5 m.Cáp chủ sơ bộ chọn đường kính 0.6
m.Khoảng cách giữa các cáp treo là 10m .Sơ bộ chọn đường kính của cáp treo là
0.15m. Tháp cầu có chiều cao tính từ đỉnh bệ móng lên đỉnh tháp là 68.4m.
Dầm liên tục BTCT dài 600 (m) .Mặt cắt ngang được cấu tạo từ 3 hộp 4 sườn.
Dầm cầu được cấu tạo từ các khối đúc .
Cấu tạo các khối dầm như sau: 30
30
30
30
B? TÄNG NHÆÛA HAÛT MËN DA?Y 5 Cm
LÅÏP PHO?NG NÆÅÏC DA?Y 1Cm
LÅÏP TAÛO MUI LUY?ÛN DA?Y TB 7 Cm
BAÍN MÀÛT CÁÖU DA?Y 30 Cm
275
1050
25
640640
25
1050
275
30
30
30
30
31
150
50

= 5x14x46.1 = 3227 (m
3
)
- Thể tích bêtông của trụ tháp:
V
2
= 68.77x2.2x4= 605.176 (m
3
)
- Thể tích bêtông đoạn tháp xiên, rỗng:
V
3
= 65.75x3x1.2= 236.7 (m
3
)
- Thể tích bêtông dầm ngang trên:
V
5
= (3,4.3,4 – 2,4.2,4).21,72 = 92,7 ( m
3
)
- Thể tích bêtông dầm ngang dưới
V
6
= (3,4.3,4 – 2,4.2,4).32,1 + 2.2,4.2,4.1 = 148,6 ( m
3
)
→
Tổng thể tích bêtông 1 tháp cầu:
V = 3227+605.176-236.7+92.7+148.6 = 3836.776(m
400
340
340
50
2350
220
1158
4610
500
CÁÚU TAÛO THAÏP CÁÖU , TL 1/200
1655 4030
1885
340
218
300
1400
150
900
1885

1.3 Tính toán khối lượng mố neo:
cấu tạo mố neo:

20
80
20
30
100
20
20
60
30
30
30
BAÍN MÀÛT CÁÖU DAÌY 30 Cm
LÅÏP TAÛO MUI LUYÃÛN DAÌY TB 7 Cm
LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC DAÌY 1Cm
BÃ TÄNG NHÆÛA HAÛT MËN DAÌY 5 Cm
2751050
25
30
50
2020
80
2272
25
1050275 30
30
30
60
20
20
100

Trọng lượng mố neo:
19372 x 2.5 =48430 (T)
1.4 Khối lượng mố phải giống mố trái
1.5 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu:
1.5.1 Khối lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp BTN dày 5cm: DW1= 0,05. 28. 2,25.9,8 = 30,87 (KN/m)
- Lớp phòng nước dày 1cm: DW2 = 0,01 .28. 1,5.9,8 = 4,12 (KN/m)
→
Trọng lượng các lớp mặt cầu: 30,87 + 4,12 = 34,99 (KN/m)
1.5.2 Trọng lượng lan can, tay vịn, gờ chắn bánh:
- Lan can tay vịn làm bằng ống thép tráng kẽm, lấy W
lctv
= 0,4(KN/m).
+Trọng lượng Bêtông phần bệ lan can, tay vịn (tính cho 1 m dài):
0,25.0,3.2,4.9,8 = 1,76 (KN/m)
+Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông là 0,60KN. =>Trọng lượng
lan can tay vịn là:
0,4+1,76+0,25.0,3.0,6=2,21(KN/m)
- Thể tích bêtông của phần gờ chắn bánh:
0,5.(0,2 + 0,3).0,3= 0,075 (m
3
)
=> Trọng lượng của phần chắn bánh:
0,075.2,4.9,8 + 0,075.0,6 = 1,81 (KN)
⇒ Tỉnh tải giai đoạn II tính ra phân bố đều:
DW = 34,99+(2,21.2 + 1,81.4) = 46,65 (KN/m) =4.665 (T/m)

1.6 Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây võng:

-3
(m
2
)=1310.4
f: Cường độ giố hạn chảy của vật liệu làm dây. Ta sở dụng thép có đường kính
5mm,tiết diện ngang danh định 0.196cn
2
.Giới hạn chảy của thép f
by
=1670Mpa suy ra
f=0.45x1670000 =751500KN/m
2
Số sợi cáp 5mm: n=1310.4 /0.196 = 6685(sợi)
Chọn cáp chủ 136bó ,mỗi bó 20 tao , mỗi tao 7 sợi,
Chọn cáp treo 9bó , mỗi bó 15 tao, mỗi tao 7 sợi

Các Thông Số Của Dây Võng
Tên dây
Số tao
trong 1
bó
Chiều
dài(1dây)
Khối lượng
1 dây(T)
Dây 1 15 6.18
0.97
Dây 2 15 10.29
1.62
Dây 3 15 14.46

Dây 16 15 21.8
3.44
Dây 17 15 19.3
3.04
Dây 18 15 17
2.68
Dây 19 15 14.9
2.35
Dây 20 15 13
2.05
Dây 21 15 11.3
1.78
Dây 22 15 9.8
1.55
Dây 23 15 8.5
1.34
Dây 24 15 7.4
1.17
Dây 25 15 6.5
1.03
Dây 26 15 5.8
0.91
Dây 27 15 5.3
0.84
Dây 28 15 5
0.79
- Tổng khối lượng thép cường độ cao dùng cho các cáp treo: 320.01 (T)
- Khối lượng cáp chủ là: 2.99x10
3
(T),

= 6908 mm
2

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa
Thay vào ta được:
P
n
= 0,85.[0,85.30.(1766250 - 6908) + 420.6908] = 40,6.10
6
(N) = 40,6 (MN)
- Sức kháng dọc trục tính toán:
Pr = φ.Pn (MN)

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp @&? Khoa
xây dựng cầu đường 4.34,01 ≤+=
Ds
Hs
d
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc, φ = 0,75 (TCN-5.5.4.2)
Pr = 0,75.40,6 = 30,45(MN)
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng mũi danh định: q
p
= 3.qu.Ksp.d (Mpa)
Trong đó:
Qr=
qp
ϕ
q
p
.Ap
qp
ϕ : Hệ số sức kháng lấy theo bảng 10.5.5.2;
qp
ϕ = 0,5
Qr = 0,5.33,12.1,766 = 29.25 (MN)
Sức chịu tải tính toán của cọc:
Ptt = min{Qr, Pr} = min{19,5; 30,45} = 29.25 (MN)
2.2 Tính toán áp lực tác dụng lên bệ mố, tháp:
Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ em sử dụng chương trình
Midas Civil.
2.2.1 Các bước chính thực hiện trong chương trình:
- Mô hình hóa kết cấu
- Khai báo các làn xe
- Khai báo các tải trọng theo 22TCN272-05: Xe Tadem+Lan, Xe Tai+ Lan
- Khai báo các lớp xe
d
d
d
S
t
D
S
Ksp
300110