THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN SƠ BỘ

Thiết kế cầu: Xu hướng & Thực tiễn

Thông tin tài liệu

Tác giả

Trịnh Thị Thùy Hoan

instructor Ths. Trần Anh Tuấn
Trường học

Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng

Chuyên ngành Xây dựng cầu đường
Loại tài liệu Đồ án tốt nghiệp
Địa điểm Hải Phòng
Ngôn ngữ Vietnamese
Định dạng | PDF
Dung lượng 4.33 MB

Tóm tắt

I.Hiện trạng kinh tế xã hội Hải Phòng và nhu cầu xây dựng cầu Lạch Tray

Thành phố Hải Phòng, với nền kinh tế đang chuyển dịch từ nông nghiệp sang công nghiệp và dịch vụ, ghi nhận tốc độ tăng trưởng GDP ấn tượng (9.39% trong 6 tháng đầu năm 2009). Tuy nhiên, sự phát triển chưa ổn định. Ngành công nghiệp Hải Phòng tập trung vào máy móc thiết bị, dệt may, xi măng và vật liệu xây dựng. Hệ thống giao thông đường bộ và đường thủy tương đối phát triển nhưng chất lượng còn hạn chế, đặc biệt là Quốc lộ 5. Việc xây dựng cầu Lạch Tray là cần thiết để đáp ứng nhu cầu vận tải ngày càng tăng, hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội của thành phố và kết nối với các tuyến đường huyết mạch như xa lộ Bắc-Namđường xuyên Á (dự kiến xây dựng). Tỷ lệ hộ nghèo ở Hải Phòng là 5.72% và hộ cận nghèo là 13.28%, đòi hỏi đầu tư phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

1. Tổng quan kinh tế xã hội Hải Phòng

Hải Phòng, một cửa biển phía Bắc Việt Nam, có nền kinh tế năng động với nông nghiệp và công nghiệp phát triển mạnh. Trong thời kỳ đổi mới, cơ cấu kinh tế Hải Phòng đang chuyển dịch, giảm tỷ trọng nông lâm nghiệp và tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ. Tốc độ tăng trưởng GDP 6 tháng đầu năm 2009 đạt 9.39%, cao nhưng chưa ổn định (so với 13.54% năm 2007 và 14.75% năm 2008). Ngành công nghiệp chủ yếu gồm sản xuất máy móc thiết bị, dệt may, da giày, xi măng, vật liệu xây dựng và chế biến nông sản. Mặc dù giá trị sản xuất công nghiệp tăng (10.99% so với cùng kỳ năm 2010), quy mô công nghiệp còn nhỏ và năng suất lao động chưa cao. Hệ thống giao thông đường bộ và đường thủy tương đối lớn, phân bố hợp lý với quốc lộ 5 là trục chính, tuy nhiên chất lượng còn kém, một số đoạn Quốc lộ 5 bị ngập lụt mùa mưa và ùn tắc cục bộ. Tóm lại, Hải Phòng có bước tiến đáng kể về kinh tế - xã hội, đóng vai trò quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ.

2. Nhu cầu vận tải và sự cần thiết xây dựng cầu Lạch Tray

Sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của Hải Phòng, đặc biệt là sự hình thành chuỗi các khu công nghiệp, dự báo nhu cầu vận tải sẽ tăng mạnh trong những năm tới. Thêm vào đó, dự án đường xuyên Á sắp được xây dựng sẽ làm tăng đáng kể lượng hàng hóa vận chuyển. Việc xây dựng cầu Lạch Tray là hết sức cần thiết để đáp ứng nhu cầu này, đồng bộ với chiến lược xây dựng xa lộ Bắc-Nam của quốc gia và đáp ứng nguyện vọng chính đáng của người dân. Cầu Lạch Tray sẽ đóng góp to lớn vào phát triển kinh tế - xã hội, chính trị, văn hóa du lịch và an ninh quốc phòng của Hải Phòng nói riêng và cả nước nói chung. Các thông số thủy văn như mực nước lũ thiết kế (+2.7m), mực nước thông thuyền (+1.5m), mực nước thấp nhất (-1.2m), khổ thông thuyền (B=60m, H=9.0m) đã được tính toán. Điều kiện địa chất công trình cũng được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính bền vững và an toàn của công trình.

3. Hiện trạng giao thông đường bộ và xuất nhập khẩu Hải Phòng

Mặc dù xuất khẩu những tháng đầu năm tăng, nhưng mức tăng rất thấp so với cùng kỳ năm 2010. Giá trị nhập khẩu giảm do giá hàng hóa nhập khẩu giảm, chỉ bằng hơn một nửa so với cùng kỳ năm 2010. Tổng trị giá hàng nhập khẩu tháng 6 ước tính 42.093 ngàn USD, tăng 41.68% so với cùng kỳ năm 2010. Kinh doanh xuất nhập khẩu 6 tháng đầu năm ước tính 217.966 ngàn USD, bằng 55.24% so với cùng kỳ năm 2010 và đạt 48.44% kế hoạch cả năm. Tình hình kinh tế ảnh hưởng đến đời sống người dân, đặc biệt là những hộ nghèo và cận nghèo (chiếm trên 60% dân cư làm nông nghiệp), thu nhập tăng nhưng vẫn ở mức trung bình, chi tiêu chủ yếu cho lương thực thực phẩm (80-90%). Đây là vấn đề cần chính quyền quan tâm, thực hiện chính sách xã hội, các dự án cho vay, tạo việc làm và chương trình xóa đói giảm nghèo. Tỷ lệ hộ nghèo hiện tại là 5.72% và hộ cận nghèo là 13.28%.

II.Định hướng phát triển kinh tế xã hội Hải Phòng

Hải Phòng hướng đến trở thành trung tâm kinh tế, thương mại và du lịch của khu vực. Ngành công nghiệp sẽ tập trung đầu tư chiều sâu, phát triển công nghiệp vừa và nhỏ, công nghiệp chế biến nông lâm hải sản, và vật liệu xây dựng. Ngành du lịch đặt mục tiêu GDP năm 2012 đạt 2600 tỷ đồng, tăng trưởng bình quân 12%/năm. Ngành nông lâm ngư nghiệp phấn đấu đạt GDP 500 tỷ đồng vào năm 2012, tập trung vào nông nghiệp sạch, đa dạng hóa sản phẩm và khai thác xuất khẩu.

1. Định hướng phát triển công nghiệp

Định hướng phát triển công nghiệp của Hải Phòng tập trung vào đầu tư chiều sâu, ưu tiên phát triển quy mô vừa và nhỏ với công nghệ tiên tiến, hiện đại. Việc xây dựng các khu công nghiệp mới, đẩy mạnh liên kết, liên doanh với nước ngoài để phát triển công nghiệp xuất khẩu là trọng tâm. Các ngành công nghiệp được ưu tiên phát triển bao gồm chế biến nông lâm hải sản, chế biến gia công xuất khẩu, sản xuất hàng tiêu dùng và vật liệu xây dựng. Mục tiêu là nâng cao năng lực sản xuất, tạo ra sản phẩm chất lượng cao và cạnh tranh trên thị trường quốc tế, góp phần vào sự phát triển kinh tế bền vững của thành phố. Việc thu hút đầu tư nước ngoài vào các ngành công nghiệp này sẽ được đẩy mạnh để hiện đại hóa và đa dạng hóa nền kinh tế Hải Phòng.

2. Định hướng phát triển du lịch

Ngành dịch vụ du lịch được xác định là ngành mũi nhọn trong nền kinh tế Hải Phòng, với tiềm năng phát triển lớn. Mục tiêu đến năm 2012 là đạt GDP 2600 tỷ đồng và mức tăng trưởng bình quân hàng năm đạt 12%. Để đạt được mục tiêu này, thành phố sẽ tập trung đầu tư xây dựng các khu du lịch mới, nâng cấp cơ sở hạ tầng du lịch hiện có, đồng thời đẩy mạnh quảng bá hình ảnh du lịch Hải Phòng đến với du khách trong và ngoài nước. Việc đa dạng hóa sản phẩm du lịch, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của du khách, cũng là một trong những trọng tâm phát triển. Thành phố sẽ tập trung vào việc bảo tồn và phát huy các giá trị văn hóa, lịch sử, tạo ra những sản phẩm du lịch độc đáo và hấp dẫn.

3. Định hướng phát triển nông lâm ngư nghiệp và nông thôn

Mục tiêu của ngành nông lâm ngư nghiệp đến năm 2012 là đạt GDP 500 tỷ đồng. Chiến lược phát triển tập trung vào việc xây dựng nền nông nghiệp sạch, đa dạng hóa sản phẩm, xây dựng vùng cây công nghiệp, và khai thác xuất khẩu làm mũi nhọn. Công tác tái tạo và bảo vệ rừng, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng được chú trọng. Việc ứng dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất nông nghiệp sẽ được đẩy mạnh để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Chính sách hỗ trợ cho người dân nông thôn, đặc biệt là những hộ nghèo và cận nghèo, sẽ được triển khai nhằm nâng cao đời sống và giảm nghèo bền vững. Sự phát triển bền vững của nông thôn sẽ được đảm bảo thông qua việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng, phát triển kinh tế nông thôn và nâng cao chất lượng cuộc sống người dân.

III.Thiết kế và thi công cầu Lạch Tray

Dự án cầu Lạch Tray đòi hỏi lựa chọn phương án thiết kế tối ưu về kinh tế và kỹ thuật. Các yếu tố địa chất, thủy văn (mực nước lũ thiết kế, mực nước thông thuyền) được tính toán kỹ lưỡng. Bài toán lựa chọn giữa phương án cầu bê tông ứng suất trước và cầu giàn thép được trình bày, phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án. Chi tiết về tính toán nội lực, xác định sức chịu lực của cọc khoan ngàm, và thiết kế mặt cắt dầm được đề cập. Phương pháp tính toán gần đúng theo Điều 4.6.2 (AASHTO-98) được áp dụng cho bản mặt cầu. Công nghệ thi công hiện đại, đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình được nhấn mạnh.

1. Điều kiện thiết kế và tính toán cầu Lạch Tray

Việc lựa chọn phương án kết cấu cầu Lạch Tray dựa trên các nguyên tắc: thiết kế vĩnh cửu, kết cấu thanh thoát, phù hợp quy mô vận tải và điều kiện địa hình, địa chất. Các tính toán thủy văn bao gồm mực nước lũ thiết kế (+2.7m), mực nước thông thuyền (+1.5m), mực nước thấp nhất (-1.2m) và khổ thông thuyền (60m x 9.0m) được thực hiện. Điều kiện địa chất công trình, đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa của vùng Bắc Bộ (mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 2) cũng được xem xét. Khối lượng kết cấu nhịp được tính toán bằng cách chia dầm thành các đốt nhỏ, tính diện tích tại vị trí đầu các nút và nhân với chiều dài để tính thể tích. Sức kháng dọc trục của cọc khoan ngàm trong hốc đá được tính toán, bỏ qua sức kháng mặt bên từ trầm tích đất phủ trên. Công thức tính sức kháng đỡ đơn vị danh định của cọc đóng trong đá theo 10.7.3.5 – 22TCN-05 được sử dụng.

2. Phương pháp tính toán nội lực và thiết kế mặt cắt dầm

Do bản mặt cầu liền khối với sườn dầm, không có bản chắn ngang, nên chỉ có liên kết dọc. Phương pháp tính toán gần đúng theo Điều 4.6.2 (AASHTO-98) được áp dụng, coi bản mặt cầu như dầm đơn giản, hai đầu khớp. Mô men uốn được tính toán, kế đến ảnh hưởng liên kết của bản với dầm ngang bằng hệ số ngàm k. M u = k.M và M u = 1.05[1.25M DC +1.5M DW + 1.75(M LL+IM +M PL )] được sử dụng trong tính toán. Mất mát ứng suất trước tại các tiết diện: gối 1, giữa nhịp, gối 2 được tính toán. Chiều dày bản đáy thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu khoảng cách từ tim bó cáp đến mép bê tông, tại giữa nhịp chọn chiều dày 300mm. Đặc trưng hình học tiết diện được tính toán bằng cách chia tiết diện thành các tam giác và hình chữ nhật.

3. Thi công cầu Lạch Tray

Phương pháp thi công hiện đại được ưu tiên, không phụ thuộc địa hình và điều kiện thông thuyền. Thi công đúc hẫng tại chỗ, không cần mặt bằng rộng. Kinh nghiệm từ các công trình cầu lớn trước đó được tận dụng. Cán bộ, công nhân có kinh nghiệm và trình độ thực tiễn cao. Hình dạng cầu đảm bảo tính thẩm mỹ, phù hợp cảnh quan kiến trúc. Giá thành xây dựng được tối ưu. Các bước thi công bao gồm: di chuyển xe đúc, định vị, cân chỉnh, dựng thanh chống tạm, căng thanh dự ứng lực, đổ bê tông, căng kéo cốt thép (đối xứng qua các trụ). Thi công đốt đúc trên đà giáo bao gồm lắp dựng trụ tạm, đà giáo và ván khuôn. Giai đoạn hợp long nhịp giữa (T5-T6) được mô tả chi tiết, sử dụng phần mềm MIDAS 6.3 để phân tích kết cấu.