Đồ án Thiết kế Cầu vượt Quốc lộ 1A

GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 1 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN I. GIỚI THIỆU CHUNG. Vị trí: Cầu vượt Quốc lộ 1A được xây dựng tại ngã tư giao cắt giữa đường Quốc lộ 1A và tỉnh lộ 10 nằm giữa Quận Bình Chánh và Quận Bình Tân thành phố Hồ Chí Minh. Hiện trạng con đường: Là cửa ngõ nằm ở phía Tây của thành phố Hồ Chí minh với mặt đường hiện hữu quốc lộ 1A là 4 làn xe, tại ngã tư được mở rộng 2 bên bằng làn giảm tốc. Tỉnh lộ 10 với mặt đường 2 làn xe. Hiện trạng giao thông đường bình thường. Do sự xây dựng của khu công nghiệp Tân Tạo với diện tích dự kiến là 700 ha trong đó 500 ha được quy hoạch phát triển khu công nghiệp và 200 ha được dành cho khu đô thị xây dựng nhà ở cao cấp cho chuyên gia và nhà ở công nhân, các trung tâm thương mại, nhà hàng, rạp chiếu phim… UBND.TPHCM đã phê duyệt Dự án đầu tư mở rộng đường Tỉnh lộ 10, huyện bình chánh, nhằm hoàn chỉnh mạng lưới giao thông khu vực nối TP Hồ Chí Minh với tỉnh Long An phục vụ và khai thác các khu công nghệp tập trung trên tuyến (khu Công nghiệp Tân Tạo, khu công nghiệp Lê Minh Xuân và khu công nghiệp Vĩnh Lộc) nhằm chỉnh trang đô thị, cải thiện điều kiện giao thông khu vực và tạo điều kiện phát triển kinh tế xã hội khu vực phía tây thành phố. Khi hoàn chỉnh khu công nghiệp, lưu lượng xe phục vụ cho công nghiệp tăng lên làm lượng lưu thông không đảm bảo do đó việc xây dựng cầu vượt qua ngã tư là rất cần thiết. II. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG TUYẾN ĐI QUA. 1 – Điều kiện khí hậu. - Tham khảo theo Tiêu Chuẩn Việt Nam về dữ liệu khí tượng dùng cho các hoạt động xây dựng “TCVN HO 88-85” - Khu vực xây dựng công trình nằm trong miền nhiệt đới gió mùa có hai mùa rõ rệt mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. - Mùa mưa ấm áp, gió thịnh hành theo hướng Đông Bắc từ sông thổi vào nên nhiều mây, mưa. - Mùa khô tiếp nhận không khí từ miền Bắc Á vì vâïy hơi khô và lạnh về ban đêm. Gió. - Hai hướng gió chính : + Gió Tây Nam : từ tháng 5 đến tháng 11 . + Gió Đông - Đông Nam : từ tháng 1 đến tháng 4 - Riêng hai tháng 11 và 12, hướng gió chính không trùng với hướng gió thịnh hành. GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 2 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  - Tốc độ gió trung bình cấp 2 và cấp 3. Khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh hầu như không bị ảnh hưởng của gió bão. Các hướng gió chính theo các tháng trình bày ở bảng sau: Tháng Hướng gió Tốc độ chính (m/s) Cấp độ gió (m/s) Gió mạnh nhất Hướng Tốc độ Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bắc Đông Bắc Đông Bắc Đông Bắc Nam Tây Tây Nam Tây Tây Tây Bắc Bắc 2,4 3,8 3,8 3,8 3,3 3,9 3,7 4,5 3,7 3,0 2,3 2,4 9,0 7,9 5,3 5,6 9,3 10,9 10,3 11,2 14,2 14,6 13,0 8,6 TB TN T, TN T, TN, N T, TN, N T, TN T T T Đ ĐB ĐĐN 12,0 13,0 13,0 16,0 21,0 36,0 21,0 24,0 20,0 26,0 18,0 17,0 1970 1974 1966 1965 1974 1972 1972 1965 1974 1968 1959 1940 Mưa . - Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, vào các tháng trên mỗi mùa mưa trên 20 ngày. Tháng mưa nhiều nhất tập trung vào các tháng 8 - 9 -10 (chiếm tỷ lệ 43,6 % so với cả năm) . + Lượng mưa trung bình năm :1.949 mm + Lượng mưa tối đa :2.711 mm + Lượng mưa tối thiểu :1.533 mm + Số ngày mưa trung bình hàng năm :162 ngày + Lượng mưa tối đa trong ngày :177 mm + Lượng mưa tối đa trong tháng :603 mm − Lượng mưa tối đa trong việc tính toán xây dựng công trình ở bảng dưới. Lượng mưa tối đa(mm)trong 15’, 30’, 60’ cho việc tính toán lượng mưa trong xâydựng GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 3 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15’ 15,4 15,0 19,9 30,0 30,0 41,2 28,0 29,0 33,5 35,0 25,5 41,2 30’ 15,6 20,0 32,1 50,0 52,0 59,0 52,0 50,0 50,0 58,0 44,0 99,0 60’ 15,6 31,8 37,0 70,0 70,8 89,3 78,0 85,0 72,0 77,0 62,2 89,0 Nhiệt độ không khí. - Nhiệt độ cao tuyệt đối vào các tháng trước mùa mưa. Trong năm, nhiệt độ cao tuyệt đối vào tháng 3, tháng 4 và tháng 5 . + Nhiệt độ bình quân trong năm : 27,00 C + Nhiệt độ cực đại tuyệt đối : 40,00 C + Nhiệt độ cực tiểu tuyệt đối : 13,80 C + Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm là tháng 4 : 28,80 C + Tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm là tháng 1 : 21,00 C Độ ẩm + Độ ẩm trung bình năm : 79,5 % + Độ ẩm cực tiểu tuyệt đối : 20,0 % + Độ ẩm cực đại tuyệt đối : 86,6 % Lượng bốc hơi . + Lượng bốc hơi bình quân năm : 1.350,5 mm + Lượng bốc hơi bình quân ngày : 3,7 mm + Lượng bốc hơi lớn nhất ngày : 13,8 mm Các yếu tố khí hậu khác . + Số giờ nắng trong ngày bình quân năm : 6,3 giờ + Độ mây bình quân năm : 5,3 l/s + Số ngày có sương mù bình quân năm : 10,5 ngày + Tháng có sương mù nhiều nhất (tầm nhìn xa 1 km) : các tháng 8, 9, 10. 2. Điều kiện địa hình. - Mặt bằng xây dựng cầu vượt nút Quốc lộ 1A tương đối bằng phẳng, dân cư sống tập trung hai bên đường, nhà chủ yếu là nhà cấp 4 lợp mái tôn, có một số căn hộ có cấu trúc nhà kiên cố. - Hai bên đường còn có hệ thống cột điện, cột điện thoại ở cả hai bên lề đường. - Trên đường quốc lộ 1A hiện đang thực hiện xây việc quy hoạch và xây dựng một phần khu công nghiệp Tân Tạo. GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 4 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  3. Điều kiện địa chất. + Lớp 1: bùn sét lẫn rễ cây thực vật, màu xám nâu – xám đen, trạng thái chảy. Bề dày thay đổi 6.1-6.8m. Giá trị SPT đạt 0-1 búa. + Lớp 2A: sét pha màu nâu vàng loang lỗ xám xanh, trạng thái dẻo cứng, bề dày khoảng 4.4m. Giá trị SPT đạt 9-11 búa. + Lớp 2: sét lẫn sạn Laterit, mầu nâu đỏ, nâu vàng loang lỗ xám xanh, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng, bề dày từ 3.2 đến 4.3m. Giá trị SPT đạt 5-12 búa. + Lớp 3: sét lẫn sạn Laterit, mầu nâu đỏ, nâu vàng loang lỗ xám xanh, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng, bề dày lớp từ 4.4 đến 5.4m. Giá trị SPT đạt 17-22 búa. + Lớp 4A: Cát hạt vừa, màu nâu vàng, kết cấu chặt vừa. Bề dày lớp 2.8m phân bố dạng thấu kính giữa lớp sét xám nâu – xám đen (4). Giá trị SPT đạt 20-23 búa. + Lớp 4: Sét màu xám đen – xám nâu, xen lẫn cát hạt bụi xếp lớp, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng. Bề dày lớp 5.1m đến 9.9m, gián đoạn thành 2 phần do lớp 4A xen giữa ở HK1. Giá trị SPT đạt 6-12 búa. + Lớp 5A: Cát hạt vừa - thô, màu nâu vàng – xám trắng, kết cấu chặt vừa. Lớp có mặt ở HK1, HK2, HK4. Bề dày lớp 3.7m đến 5.4m. Giá trị SPT đạt 14-38 búa. + Lớp 5: Cát pha màu xám trắng – hồng nhạt, đôi chỗ xen lẫn cát thô và sỏi thạch anh. Bề dày khoan qua từ 19.3m đến 21m và chưa xác xác định giới hạn của lớp. Giá trị SPT đạt 15-32 búa. + Lớp 5B: Cát hạt thô lẫn sỏi thạch anh màu xám trắng, kết cấu chặt vừa. Lớp có mặt tại KH1, bề dày 10.6m bên dưới lớp 5. Giá trị SPT đạt 26-32 búa. GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 5 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  Các chỉ tiêu cơ lý Lớp 1 Lớp 2 Lớp 2A Lớp 3 Lớp 4 Lớp 4A Lớp 5A Lớp 5 Lớp 5B Độ ẩm tự nhiên W (%) 93.71 25.99 21.67 27.31 36.72 19.42 18.42 20.87 17.14 Dung trọng tự nhiên γw(g/cm3) 1.43 1.97 2.03 1.95 1.83 - - 2 - Khối lượng riêng 2.66 2.72 2.71 2.73 2.71 2.65 2.65 2.68 2.65 Hệ số rỗng ε 2.595 0.744 0.623 0.784 1.022 - - 0.624 - Độ bão hoà G (%) 96 95 94 95 97 - - 90 - Độ sệt B 1.77 0.46 0.39 0.24 0.49 - - - - Lực dính C (kg/cm2) 0.057 0.168 0.181 0.331 0.202 - - 0.064 - Góc nội ma sát ϕ (độ ) 302’ 1304’ 13020’ 17051’ 12044’ - - 23025’ - III. QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT. 1. PHẦN CẦU. Quy mô: cầu bằng BTCT và BTCT DƯL. Tuổi thọ thiết kế 100 năm. Tiêu chuẩn kỹ thuật: TCN 272-05 − Tải trọng thiết kế cầu: + Tĩnh tải bao gồm trọng lượng của tất cả các cấu kiện của kết cấu, phụ kiện và tiện ích công công kèm theo, trọng lượng của lớp phủ, trọng lượng của mặt cầu, dự phòng phủ bù và mở rộng. − Tải trọng người đi bộ lấy 3x10-3Mpa + Hoạt tải :HL-93. + Các lực khác lấy theo 22TCN – 272-05. − Khổ cầu: Mặt cầu: 4 x 3.75 m = 15.00 m Lan can: 2 x 0.5 m = 1.00 m Giải phân cách: 1 x 1.1 m = 1.1 m Tổng cộng: 17.10 m GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 6 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  2. ĐƯỜNG ĐẦU CẦU. Quy mô cấp hạng đường:Theo Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005 thì tuyến đường Quốc Lộ 1A được phân loại là đường cấp II (vận tốc thiết kế 100km/h). Các tiêu chuẩn thiết kế hình học − Mặt cắt ngang đường vào cầu: Mặt đường: 4 x 3.75 m = 15.00 m - Bề rộng toàn cầu: = 17.10 m Mặt đường 2 mái, độ dốc ngang mặt đường 2%, Các yếu tố trắc dọc: + Bán kính đường cong đứng: 9 Đường cong lồi R = 2500m. 9 Đường cong lõm R = 1000m. + Độ dốc dọc i<=6%. IV.ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU. • KẾT CẤU PHẦN CẦU PHƯƠNG ÁN 1. Chiều dài tuyến cầu : 429.12m - Trong đó: phần cầu dài 321.92m - Cầu gồm 16 nhịp dầm giản đơn theo sơ đồ 16x20. Tổng chiều dài cầu là 321.54m (tính từ mép sau tường mố). - Mặt cắt ngang mỗi nhịp gồm 17 dầm bản rỗng BTCT D.Ư.L tiền áp 42MPa, chiều cao dầm 75cm. - Bản mặt cầu bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ dày 12cm và được tạo liên tục nhiệt theo 1 liên gồm toàn bộ 5 nhịp. Khe hở giữa bản mặt cầu và tường ngực mố MA, MB được phủ bằng khe co giãn cao su ngoại nhập. - Lớp phủ mặt cầu bằng bê tông nhựa hạt mịn dày 7 cm tạo dốc ngang 2 mái 2%. Dốc ngang được tạo bằng cách thay đổi xà mũ mố trụ. Trước khi thi công lớp bê tông nhựa cần phun 1 lớp nhựa tạo dính bám tiêu chuẩn 0.5kg/m2, và lớp phòng nước gốc Silicat biến tính để tăng khả năng chống thấm. - Gờ chắn bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ. Lan can bằng thép nhúng kẽm nóng.Bố trí các lỗ thoát nước dọc gờ chắn phía bên trái tuyến bằng ống gang φ=100mm, cách khoảng 15m, dốc ra ngoài 2%. Các ống thoát nước mặt cầu được lắp đặt sẵn khi đổ bê tông bản mặt cầu. GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 7 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  - Gối cầu: Dùng gối cao su nhập ngoại đã được Bộ GTVT cho phép sử dụng ở các công trình tương tự, chiều dày 50mm, riêng gối di động được phủ thêm 2mm chất giảm ma sát. Một số chỉ tiêu kỹ thuật của gối như sau: + Khả năng biến dạng đường tối đa không nhỏ hơn : 25.2mm. + Khả năng biến dạng góc tối đa (tgθ) không nhỏ hơn : 0.015. + Khả năng chịu lực nén không nhỏ hơn : 900 KN. - Vị trí đặt các loại gối trên từng mố-trụ được bố trí phù hợp với sơ đồ dầm giản đơn, cụ thể như sau: + Trên mố MA : Gối di động. + Trên trụ T1-T15 : 2 gối di động. + Trên mố MB : Gối di động. - Tất cả các gối khi sử dụng trong công trình này phải có chứng chỉ chất lượng sản phẩm. - Bố trí các chốt liên kết giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới (cấu tạo chi tiết các chốt này sẽ được thể hiện trong các bản vẽ). • KẾT CẤU PHẦN CẦU PHƯƠNG ÁN 2. Chiều dài toàn cầu: 484.137m - Trong đó: chiều dài cầu là 334.825m 1.Kết cấu nhịp. - Cầu gồm 9 nhịp dầm bản liên tục theo sơ đồ 3x36m+36m+45m+36m+3x36m. Tổng chiều dài cầu là 333.20m (tính mép sau tường mố). - Mặt cắt ngang nhịp là dầm hộp BTCT D.Ư.L toàn khối kéo sau 42MPa, chiều cao dầm 100cm. - Lớp phủ mặt cầu bằng bê tông nhựa hạt mịn dày 7 cm tạo dốc ngang 2 mái 2%. Trước khi thi công - lớp bê tông nhựa cần phun 1 lớp nhựa tạo dính bám tiêu chuẩn 0.5kg/m2, và lớp phòng nước gốc Silicat biến tính để tăng khả năng chống thấm. GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI  SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA   Trang 8 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN  - Gờ chắn bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ. Lan can bằng thép nhúng kẽm nóng.Bố trí các lỗ thoát nước dọc gờ chắn phía bên trái tuyến bằng ống gang. Các ống thoát nước mặt cầu được lắp đặt sẵn khi đổ bê tông bản mặt cầu. - Gối cầu: Dùng gối chậu nhập ngoại đã được Bộ GTVT cho phép sử dụng ở các công trình tương tự, được phủ thêm 2mm chất giảm ma sát. Một số chỉ tiêu kỹ thuật của gối như sau: - Vị trí đặt các loại gối trên từng mố-trụ được bố trí phù hợp với sơ đồ dầm giản đơn, cụ thể như sau: + Trên mố MA : Gối chậu + Trên trụ T4, T7 : 4 gối chậu + Trên trụ T2, 3, 5, 6,8,9 : 2 gối chậu + Trên mố MB : Gối chậu - Tất cả các gối khi sử dụng trong công trình này phải có chứng chỉ chất lượng sản phẩm. - Bố trí các chốt liên kết giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới (cấu tạo chi tiết các chốt này sẽ được thể hiện trong các bản vẽ). 2.Kết cấu mố . - Hai mố bằng BTCT 30MPa kiểu tường đổ tại chỗ. Bệ kê gối bằng BTCT 30MPa. - Móng mố : Móng cọc khoan nhồi BTCT 30MPa, gồm 6 cọc D = 1.5m, mỗi cọc dài dự kiến 43.m. mũi cọc hạ vào tầng cát hạt thô trạng thái dẻo, chặt vừa. - Sau mố đặt bản quá độ bằng BTCT 30MPa 3.Kết cấu trụ - Kết cấu trụ dạng thân cột, bằng BTCT 30MPa đổ tại chỗ. Bệ kê gối bằng BTCT 30MPa. - Móng trụ : Móng cọc khoan nhồi BTCT 30MPa, gồm 6 cọc D = 1.5m, mỗi cọc dài dự kiến 43.00m, mũi cọc hạ vào tầng cát hạt thô trạng thái dẻo, chặt vừa.