Cầu dầm bản nhịp 24m tại nút giao khác mức trực thông

Nút giao khác mức trực thông là hình thức dùng công trình (hầm hay cầu) để cách ly các dòng xe qua nút. Đối với công trình này thiết kế cầu dầm bản nhịp 24m, tuyến chính qua cầu có bố trí đường gom 2 bên kết hợp với 2 cống chui dân sinh ở 2 đầu cầu để nối thông tuyến đường đảm bảo khẩu độ cống phù hợp, tránh hiện tượng ngập lũ vào mùa mưa.

1. Tổng quan cầu 

Cầu Cất tại Km 3+415.00 nằm trên quốc lộ 38, thuộc địa phận đường Lê Thanh Nghị, thành phố Hải Dương, cầu được xây dựng mới trùng vị trí cầu cũ. Vị trí xây dựng cầu nằm ở th­ượng lư­u sông Kim Sơn đoạn nhập lư­u với sông Thái Bình. Cầu Cất được đánh giá trong hệ thống cầu yếu thuộc dự án xây dựng cầu yếu ưu tiên II nay được chuyển sang dự án ĐTXD công trình 38 cầu yếu (nhóm ưu tiên I) thuộc Dự án tín dụng ngành GTVT để cải tạo mạng lưới đường quốc gia lần thứ 2. Khu vực khảo sát thuộc kiểu địa hình đồng bằng tích tụ. Bề mặt địa hình khá bằng phẳng. Địa hình được cấu tạo bởi các trầm tích sông biển, hồ đầm lầy. Các thành tạo trầm tích ở đây phân bố rất phức tạp bao gồm các trầm tích sét, bụi từ từ rất mềm đến cứng ở phía trên, cát từ chặt đến rất chặt ở phía dưới. Vị trí xây dựng cầu nằm ở phía thượng lưu sông Kim Sơn đoạn nhập lưu với sông Thái Bình ,cầu nằm trong vùng đê bao của sông Thái Bình .Chế độ thủy văn phụ thuộc vào mưa khu vực và chế độ điều tiết của hệ thống thủy nông Bắc-Hưng-Hải theo văn bản số 255/CV-BHH ngày 24/10/2007 của Công ty khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải và khẩu độ thông thuyền theo văn bản số 1674/UBND-VP ngày 19/12/2007 của UBND tỉnh Hải Dương. Vị trí xây dựng cầu nằm ở phía thượng lưu sông Kim Sơn đoạn nhập lưu với sông Thái Bình, cầu nằm trong vùng đê bao của sông Thái Bình .Chế độ thủy văn phụ thuộc vào mưa khu vực và chế độ điều tiết của hệ thống thủy nông Bắc-Hưng-Hải theo văn bản số 255/CV-BHH ngày 24/10/2007 của Công ty khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải và khẩu độ thông thuyền theo văn bản số 1674/UBND-VP ngày 19/12/2007 của UBND tỉnh Hải Dương. Theo số liệu điều tra tại khu vực cầu và tỉnh Hưng Yên đã xảy ra lũ lớn vào các năm 1971, 1996 và năm 2004. Trong phạm vi chiều sâu khảo sát nước dưới đất ở đây chủ yếu tồn tại trong các tầng trầm tích bở rời: cát từ xốp chặt đến rất chặt. Trong phạm vi chiều sâu khảo sát có 2 tầng cát chứa nước ở độ sâu: Tầng thứ nhất từ 1.2-5.5 m và tầng thứ hai từ 26.8 – 29.4m. Xen giữa các tầng chứa nước là các lớp đất không chứa nước. Bề dày các tầng chứa nước biến đổi rất mạnh từ 1.5m đến hang chục mét. Mực nước dưới đất thay đổi theo mùa. Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu nước cho thấy nước của tầng chứa nước thuộc loại Clorua Natri canxi. Theo tiêu chuẩn TCXD 149-86 nước thuộc loại ăn mòn yếu dạng II về độ PH với bê tông xi măng Poo lang. Kết quả phân tích nước sông thuộc loại Bicacbonat Clorua Canxi Magie. Theo tiêu chuẩn TCXD 149-86 nước thuộc loại không ăn mòn bê tong xi măng Pooc lang.

- Tình trạng tuyến đường : hiện tại là đường tỉnh, chạy trên địa bàn hai tỉnh Hưng Yên và Hải Dương đạt tiêu chuẩn đường cấp IV và cấp V đồng bằng, tuyến đường sẽ được nâng cấp thành quốc lộ với tiêu chuẩn cấp III đồng bằng.

- Cầu Cất được xây dựng trên đường Lê Thanh Nghị thành phố Hải Dương, là trục đường chính nối từ thành phố Hải Dương đi các huyện Tứ Kỳ, Gia Lộc đi Hưng Yên và các khu công nghiệp phía nam thành phố nên người và các phương tiện tham gia giao thông với mật độ dày đặc. Cầu cất được xây dựng từ năm 1975 và sau đó được nâng cấp, chỉnh sửa nhiều lần. Chiều dài toàn cầu 17.2m, bề rộng cầu 12.4m với kết cấu gồm hai nhịp dầm bản BTCT L = 8.5m, bản mặt cầu được đổ tăng cường rất dày, mố trụ cầu bằng BTCT đã xuống cấp. Cầu hiện tại hẹp, thiếu tải trọng và đã xuống cấp, chiều cao và bề rộng thông thuyền thiếu nên cầu thường bị tàu thuyền va chạm vào, hiện nay tàu qua khu vực này thường phải bơm thêm nước để chui qua cầu.

2. Quy mô xây dựng cầu

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng BTCT và BTCT DƯL

- Tải trọng thiết kế cầu: Hoạt tải HL93, tải trọng người: 3x10-3 MPa

- Tần suất thiết kế: P = 1%

- Khổ thông thuyền: BxH = (20x3.5)m

- Bề rộng cầu B = (0.25+1.75+14+1.75+0.25) = 18m

- Cấp động đất: Động đất cấp 7 ( Thang MSK) hệ số gia tốc động đất a=0.1303

- Tải trọng thiết kế đường:  tải trọng trục tính toán 100KN

- Đường hai đầu cầu: theo tiêu chuẩn đường phố chính đô thị thứ yếu

- Vận tốc thiết kế: Vtk=40 km/h

- Tuyến chính: Số làn xe thiết kế: 4 làn xe. Bề rộng 1 làn xe :3.5m

- Đường gom dân sinh 2 bên cầu: Bmặt = 3m, Bhè = 1÷1.5m.

- Kết cấu mặt đường chính, đường gom: Eyc  ≥120MPa

3. Giải pháp xây dựng cầu

3.1. Công trình cầu 

- Cầu được thiết kế gồm 1 nhịp dầm bản BTCT DƯL giản đơn .Sơ đồ nhịp 1x24(m).

- Chiều dài  toàn cầu: L cầu = 32.1m ( tính đến đuôi tường cánh mố ).

* Kết cấu phần trên

- Gồm 1 nhịp dầm bản lắp ghép bằng BTCT DƯL căng trước, dài L=24m, chiều cao dầm H=0.95m, khoảng cách các dầm a=1.0m ,mặt cắt ngang cầu có 18 dầm .

- Mặt cầu phần xe chạy dốc ngang 1.5% tạo dốc bằng dốc ngang t­ường thân mố bao gồm các lớp:

+ Lớp bê tông liên kết bản bằng BTCT dày htb=13cm

+ Lớp phòng n­ước bằng dung dịch chống thấm dạng lỏng

+ T­ưới nhựa dính bám 0.5 kg/cm2

+ Lớp BTNC 12.5 dày 7cm

- Mặt cầu phần lề ng­ười đi bộ dốc ngang 1% tạo dốc bằng tấm bản kê bao gồm các lớp:

          + Tấm bê tông 100x159x10cm

      + Vữa xi măng dày 3cm

      + Gạch Terazo 30x30x2.8cm

- Gối cầu bằng cao su cốt bản thép nhập ngoại. Khả năng chịu lực 500KN

- Khe co giãn chìm sử dụng vật liệu đàn hồi

- Gờ lan can bằng BTCT đổ tại chỗ, tay vịn bằng ống thép mã kẽm hai lớp

* Kết cấu phần dưới

Mố kiểu dạng tường bằng BTCT 30Mpa đổ tại chỗ, móng mố dùng 13 cọc khoan nhồi đường kính D=1m, chiều dài cọc Ldk = 46m. 

3.2. Đường hai đầu cầu 

3.2.1. Tuyến chính ( Đường dẫn lên cầu)

a. Mặt bằng 

- Điểm đầu tuyến: Phía đường Thống Nhất tại Km 3+305.32, cách tim nút giao (đường Thống Nhất và Lê Thanh Nghị) là 20m.  

- Điểm cuối tuyến: Phía đường Lê Thanh Nghị tại Km 3+560.44.

 b. Trắc dọc 

- Các điểm khống chế cao độ: điểm đầu tuyến 2.87(m), điểm cuối tuyến 2.74(m), tim cầu 6.28(m).

- Độ dốc dọc tối đa 5%       

- Chiều dài tối thiểu của đoạn đổi dốc ≥ 40m      

- Đường cong đứng:

      + 2 đường cong đứng lồi Rmin =700mm, Chiều dài đường cong đứng L=35m

      + 2 đường cong đứng lõm Rmin≥ 700mm, Chiều dài đường cong đứng L=32m

c. Mặt cắt ngang (Chia làm 4 đoạn)

* Đoạn 1:Từ Km 3+305.32 đến Km 3+341.50

- Tuyến chính bao gồm: Phần xe chạy B=21.6m ÷  71.0m, vỉa hè theo mặt bằng hiện trạng

* Đoạn 2:Từ Km 3+341.50 đến Km 3+393.95

- Tuyến chính B = 14(m) bao gồm phần xe chạy B=14(m).

- Tường chắn B= 2x0.5(m ), (L=2x52.45m =104.9m)

- Đường gom bao gồm:

   + Phía trái tuyến:  Phần xe chạy B = 3.0(m), vỉa hè Bhè = 1(m), gờ chắn bánh 0.25m (phía tường chắn).

   + Phía phải tuyến: Phần xe chạy B = 3.0(m), vỉa hè Bhè = 1-3 (m) theo mặt bằng hiện trạng, gờ chắn bánh 0.25m (phía t­ường chắn).

 * Đoạn 3 :Từ Km 3+436.05 đến Km 3+485.32

- Tuyến chính B = 14(m) bao gồm phần xe chạy B=14(m).

- Tường chắn B= 2x0.5 (m), (L=2 x 49.27m = 98.54m)

- Đường gom bao gồm:

   + Phía trái tuyến: Phần xe chạy B = 3.0(m), vỉa hè Bhè = 1-3(m), gờ chắn bánh 0.25m (phía tường chắn)

   + Phía phải tuyến: Phần xe chạy B = 3.0(m), vỉa hè Bhè = 1-1.5(m), gờ chắn bánh 0.25m (phía tường chắn).

 * Đoạn 4:Từ Km 3+485.32 đến cuối tuyến Km 3+560.44

- Tuyến chính bao gồm : Phần xe chạy B=21.4m ÷ 13.7m, vỉa hè theo mặt bằng hiện trạng

* Kết cấu áo đường tuyến chính gồm: BTNC 12.5 dày 5cm, BTNC 19 dày 7cm ,cấp phối đá dăm loại I dày 15cm, cấp phối đá dăm loại II dày 25cm, đắp cát đầm chặt K98 dày 50 cm, nền đường đắp bằng cát đầm chặt K95. Kết cấu áo đường thảm bù vênh: BTNC 12.5 dày 5cm, cấp phối đá dăm loại I dày 18cm.

d.Thoát nước mặt : dọc hai bên tường chắn bố trí rãnh và nắp ga thu nước trực tiếp, nước mưa từ rãnh được xả ra đường gom gần cuối tường chắn và thoát vào hệ thống thoát nước chính của khu vực.

3.3. Hệ thống đường ven sông

Theo quy hoạch được duyệt có bố trí hệ thống đường ven sông đi cắt vuông góc với tuyến chính dẫn lên cầu Cất. Do vậy bố trí 2 cống hộp chui dân sinh ở hai đầu cầu để nối thông tuyến đường.

3.3.1. Cống chui dân sinh 

- Khẩu độ B x H = (4x2.5)m, dốc dọc cống I = 0.5%, dốc ngang i = 0%

- Kết cấu cống bằng BTCT đổ tại chỗ, chiều dài cống L = 16.5m và 18m

- Cao độ xe chạy trong lòng cống +2.8m và +2.76m

- Cống được đặt trên hệ 13 cọc khoan nhồi đường kính D =1m cùng với mố cầu

- T­ường cánh cống đặt trên đất nền đường đầm chặt K95.

3.3.2. Tuyến ven sông: theo quy hoạch có bố trí hệ thống đường ven sông với các thông số chính:

- Tốc độ thiết kế: V= 20 Km/h

- Bình đồ tuyến được thiết kế từ th­ượng l­ưu sang hạ l­ưu sông Sặt. Chiầu dài tuyến khoảng 100m(bao gồm cả cống hộp), bán kính đường cong nằm từ R =30m

- Trắc dọc các điểm cao độ khống chế:

   + Điểm đầu giáp với đường hiện nay có

   + Điểm tim cống hộp +2.8m

   + Điểm cuối giáp với đường của dự án kè sông Sặt

- Dốc dọc imax=1.6%, trong cống hộp dốc dọc i=0.05%

- Trắc ngang: Bề rộng mặt đường phần xe chạy B=5.5m, chỉ bố trí vỉa hè tại khu vực chân cầu thang dành cho ng­ười đi bộ trên cầu xuống, vỉa hè theo quy hoạch được duyệt sẽ được giải quyết trong dự án khác. Dốc ngang mặt đường i=2%, bố trí dốc một mái về phía bờ sông.

- Thoát n­ước mặt trên đường chủ yếu là tự chảy theo dốc dọc ngang mặt đường và thoát ra sông bởi các cửa xả bố trí ở t­ường kè mái sông.

- Kết cấu áo đường tuyến nhánh gồm: BTNC 19 dày 7cm ,cấp phối đá dăm loại I dày 15cm, cấp phối đá dăm loại II dày 25cm, đắp cát đầm chặt K98 dày 50 cm.

3.3.3. Tuyến đường gom

Tuyến đường gom bố trí 2 bên tuyến chính để phục vụ dân c­ư hai bên tuyến chính với các thông số chính

- Tốc độ thiết kế: V= 20 Km/h

- Bình đồ tuyến được thiết kế đi dọc 2 bên tuyến chính và khớp nối với đường ven sông theo quy hoạch, chiều dài tuyến từ 60-150m.

- Trắc dọc: các điểm cao độ khống chế

   + Điểm đầu khớp với tuyến chính tại mặt cắt cuối t­ường chắn

   + Điểm cuối khớp với tuyến ven sông

- Độ dốc dọc: imax=1.6%

- Trắc ngang 

   + Bề rộng phần xe chạy B=3m

   + Bề rộng vỉa hè Bmin =1m và Bmax theo bề rộng thực tế (tránh phải giải phóng mặt bằng)

   + Dốc ngang phần xe chạy i = 2% bố trí dốc một mái về phía vỉa hè và bờ sông

   + Dốc ngang vỉa hè i = 1% về phía đường

- Thoát n­ước mặt đường gom

   + Nhánh 1, 2 (phía đường Thống Nhất): phá bỏ hệ rãnh hiện có do trùng với vị trí t­ường chắn, xây mới khoảng 2x40m rãnh xây khớp nối với hệ thống rãnh hiện có.

   + Nhánh 5, 6 (phía đường Lê Thanh Nghị): chủ yếu là tự chảy theo dốc dọc ngang mặt đường và vỉa vát ở hè theo hiện trạng.

3.4. An toàn giao thông 

Hệ thống biển báo, hiệu lệnh, các bảng chỉ dẫn được thiết kế theo qui định trong Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về báo hiệu đường bộ QCVN 41:2012 BGTVT.

4. Tổ chức thi công

4.1  Mặt bằng công trường 

- Mặt bằng công tr­ường được bố trí tập trung đầu cầu phía đường Thống nhất, bao gồm: bãi đúc và chứa dầm, nhà kho, nhà ở công nhân, bãi tập kết vật liệu.

4.2  Thi công mố M1, M2 và cống dân sinh 

- Đắp đảo tạo mặt bằng thi công kết hợp đóng cọc ván thép.

- Khoan cọc nhồi kết hợp với hạ ống vách và duy trì bằng dung dịch vữa sét. Đổ bê tông cọc khoan nhồi bằng phương pháp rút ống thẳng đứng.

- Lắp đặt hệ khung vành đai, hệ khung vành đai liên kết với cọc ván thép

- Đào hố móng, đổ bê tông bịt đáy, hút n­ước hố móng, đập đầu cọc, lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông bệ mố.

- Lấp đất hố móng, lắp dựng đà giáo, ván khuôn, cốt thép thi công t­ường thân mố, một phần t­ường cánh mố, tường thân cống.

- Sau khi lao lắp dầm tiếp tục thi công t­ường đỉnh, phần còn lại của t­ường cánh mố, cống dân sinh

- Thi công bản quá độ, hoàn thiện mố, cống dân sinh.

4.3. Thi công kè mái sông 

- Thi công bờ quây ngăn n­ước

- Đào đất thi công chân kè bằng BTXM

- Đắp đất mái kè K95

- Xây ốp mái kè bằng tấm lát BTCT C25.

4.4. Thi công nhịp dầm bản 

- Dầm được chế tạo tại bãi đúc dầm đầu cầu

- Lắp đặt dòng chảy ngang cầu trên mố, lắp đặt cẩu lao dầm tại vị trí đầu cầu, lao cẩu lao dầm ra vị trí nhịp

- Lắp đặt đường goòng để vận chuyển dầm, lao lắp dầm vào vị trí

- Thi công lớp liên kết bản mặt cầu, lan can, khe co giãn, lớp phủ mặt cầu.

4.5. Thi công tường chắn và đường dẫn lên cầu 

- Đào móng t­ường bằng máy kết hợp thủ công

- Lắp dựng ván khuôn cốt thép, đổ bê tông t­ường chắn

- Đắp nền đường lu lèn đạt K95, thi công các lớp kết cấu mặt đường.

4.6. Thi công đường gom và đường ven sông 

Sau khi thi công xong tuyến chính và cầu mới, tổ chức giao thông bằng cầu mới, phá dỡ cầu tạm đường tạm tạo mặt bằng để thi công đường gom và đường ven sông

- Đào đất không thích hợp

- Đắp đất lu lèn đạt K95, thi công các lớp kết cấu mặt đường.

4.7  Phá dỡ cầu cũ

- Phá dỡ lớp phủ mặt cầu và bê tông liên kết dầm cầu

- Cẩu dầm cầu BTCT khỏi vị trí, đặt tại bãi thi công đầu cầu. Phá dỡ dầm cầu hoặc vận chuyển dầm cầu ra khỏi vị trí công trường

- Dùng máy kết hợp thủ công phá dỡ bê tông bê tông mố, trụ  

- Vận chuyển thải ra khỏi vị trí công trình.

.5  Tiến độ thi công

Tiến độ thi công cầu và đường đầu cầu dự kiến 15 tháng

6. Đảm bảo giao thông

Để đảm bảo giao thông trong quá trình xây dựng cầu mới và phá dỡ cầu cũ, bố trí cầu và đường tạm có B = 4m trong phạm vi mặt bằng củaa dự án. Cầu tạm được thiết kế với tải trọng 3x10^-3 Mpa dành cho ng­ười đi bộ và xe thô sơ, tim cầu tạm cách tim cầu hiện tại khoảng 14m về phía th­ượng lư­u. Cầu tạm có sơ đồ nhịp 2x15 (m) dùng kết cấu thep, mặt cầu bằng gỗ bổ và thép bản có gân với cao độ mặt cầu và đáy dầm bằng cầu cũ để đảm bảo giao thông đường thuỷ. Mố cầu dùng rọ đá được gia cố móng bằng cọc cừ tràm, trụ cầu dùng cọc thép hình hạ bằng búa rung. Tuyến đường tạm chủ yếu được bố trí trên mặt bằng của đường gom phía phải tuyến, sau khi thi công xong tuyến chính và cầu mới sẽ phá bỏ cầu tạm để thi công đường gom. Các loại xe cơ giới đi theo lộ trình qua các phố lân cận trong thành phố. Việc phân luồng chi tiết sẽ được Sở GTVT Hải Dương duyệt ph­ương án tr­ước khi thi công công trình.

7. Vật liệu xây dựng

- Các vật liệu đưa vào sử dụng lấy theo sơ đồ mỏ vật liệu và được chủ đầu tư chấp thuận.

8. Kết luận, kiến nghị

Tr­ước khi thi công đơn vị thi công phải trình TVGS biện pháp tổ chức xây dựng, thiết bị sử dụng, các công nghệ thi công. Với kết cấu đòi hỏi kỹ thuật phức tạp phải có sự xem xét chấp thuận của cơ quan có trách nhiệm nhằm đảm bảo độ an toàn trong quá trình thi công và chất l­ượng công trình.

- Cao độ mũi cọc là dự kiến, khi khoan cọc căn cứ vào điều kiện địa chất thực tế sẽ quyết định chiều dài cọc chính thức. Các thí nghiệm kiểm tra chất l­ượng cọc khoan nhồi: Siêu âm cọc (50% số cọc, 3 mặt cắt/1 cọc); Khoan mũi cọc (20% số cọc); Thí nghiệm PDA (Mỗi mố 01 cọc). Vị trí cọc thí nghiệm sẽ do tư­ vấn giám sát quy định tại hiện tr­ường.

- Việc thi công kết cấu dầm bản BTCT DƯL L=24m phải có quy trình công nghệ được TVGS và Chủ đầu tư chấp thuận.

- Không được thi công móng mố trong mùa lũ.

- Chỉ được triển khai thi công sau khi có đủ cơ sở xác định tình trạng bom mìn trong khu vực.

- Thang thải lòng sông sau khi thi công các mố.

- Có biện pháp phòng ngừa tích cực, không ảnh h­ưởng đến môi tr­ường.

- Sau khi thi công xong cần thử tải cầu tr­ước khi đư­a vào khai thác.

#tvxdthanhvinh #banve

xem thêm