Bài giảng “CƠ SỞ CÔNG TRÌNH CẦU”
MSc. Nguyễn Trọng Nghĩa - Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình thủy Trang 1 | 130
Chương 1: Tổng quan về các công trình xây dựng
giao thông trên đường
1.1. Các dạng công trình xây dựng phục vụ giao thông trên
đường
Tuyến giao thông là khái niệm chỉ cách thức để đi từ một điểm A nào đó đến một điểm
B. Có rất nhiều cách để đi từ A đến B: đi bộ, đi xe đạp, đi ôtô, đi tàu hoả, đi bằng máy bay,
tàu thủy… Tương ứng với các phương tiện giao thông này là các công trình phục vụ cho
giao thông như đường, cầu, hầm, nút giao thông v.v…
Công trình giao thông: Công trình giao thông bao gồm các công trình đường bộ,
công trình đường sắt, công trình đường thủy, công trình cầu, công trình hầm và công
trình sân bay. Công trình giao thông trên đường thực chất là những công trình nhân tạo
trên đường do con người tạo nên nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển, giao thông đi lại của
mình. Đó là các công trình vượt qua các chướng ngại thiên nhiên, các chướng ngại nhân
tạo, một tuyến giao thông khác; hoặc những công trình chắn đất. Các công trình giao
thông trên một tuyến nào đó có thể gồm: Cầu, hầm, tường chắn, và các công trình thoát
nước nhỏ như đường tràn, cầu tràn và cống.
Có hai trường phái khi thiết kế lựa chọn các công trình giao thông. Trường phái thứ
nhất lựa chọn trên quan niệm rằng con người có thể chinh phục được thiên nhiên. Điều
này có nghĩa là con người có thể làm bất kỳ công trình gì con người muốn và thiên nhiên
phải phục tùng con người, con người có thể khắc chế được thiên nhiên. Với trường phái
này, thiên nhiên bị tác động cưỡng bức rất mạnh, và theo thuyết môi trường thì có thể là
không hợp lý. Trường phái thứ hai thiết kế các phương án trên quan niệm thuận theo
thiên nhiên. Chính các quan niệm này đã hình thành nên những bức tranh tổng thể về các
công trình giao thông trên thế giới.
1.2. Phân loại và phân cấp công trình giao thông
1.2.1. Các khái niệm cơ bản
- Công trình giao thông: Công trình gia thông bao gồm các công trình đường bộ, công
trình đường sắt, công trình đường thủy, công trình cầu, công trình hầm và công trình sân
bay.
1.2.2. Công trình đường bộ
- Đường bộ: là các loại đường bao gồm đường ô tô, đường phố, đường ô tô cao tốc,
đường ô tô chuyên dùng, đường giao thông nông thôn v.v. phục vụ vận tải và đi lại trên
mặt đất cho người đi bộ, ôtô, xe máy và các phương tiện vận chuyển khác trừ xe lửa, xe
điện bánh sắt.
- Đường cao tốc: là loại đường chuyên dùng để vận chuyển ở cự li lớn, cho ôtô chạy
với tốc độ cao, các hướng xe chạy tách riêng hai chiều và không giao cắt cùng mức với
các tuyến đường khác, trong đó, mỗi chiều tối thiểu phải có 2 làn chạy xe và một làn
Proof
Bài giảng “CƠ SỞ CÔNG TRÌNH CẦU”
MSc. Nguyễn Trọng Nghĩa - Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình thủy Trang 2 | 130
dừng xe khẩn cấp; trên đường có bố trí đầy đủ các trang thiết bị và các cơ sở phục vụ cho
việc đảm bảo giao thông liên tục, an toàn, tiện nghi phục vụ nghỉ ngơi dọc tuyến và chỉ
cho xe ra, xe vào ở các điểm nhất định.
- Đường Ôtô: là tất cả các loại đường bộ dành cho các loại xe ôtô không quá khổ quá
tải đi qua một cách an toàn và được xây dựng theo những tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất.
- Đường đô thị, quảng trường: là tất cả các đường phố, đường và quảng trường đô thị
dùng cho các loại phương tiện tham gia giao thông trên mặt đất lưu hành trong các thành
phố, thị xã.
- Đường chuyên dùng: là tất cả các loại đường bộ được xây dựng phục vụ cho từng
mục đích cụ thể, sử dụng cho người và các phương tiện vận tải chuyên dụng đi lại theo
các tiêu chuẩn kỹ thuật riêng hoặc vận dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật khác đã ban hành.
Đường chuyên dùng bao gồm : đường lâm nghiệp, đường vận chuyển tại các khu mỏ,
đường vận hành tại các nhà máy thuỷ điện... và các đường nội bộ khác trong các cơ quan,
đơn vị, khu du lịch, thương mại, trường học, khu công nghiệp hoặc các làng nghề truyền
thống.
- Đường Giao thông nông thôn: là loại đường bộ dùng cho người dân và các phương
tiện đi lại của người dân nằm trong địa phận làng xã để chủ yếu phục vụ đời sống dân
sinh và phục vụ sản xuất nông nghiệp.
1.2.3. Công trình đường sắt
- Đường sắt cao tốc: đường sắt có tốc độ thiết kế tối đa là 350km/h, thuộc mạng đường
sắt quốc gia.
- Đường sắt trên cao: đường sắt có đa số kết cấu nằm trên cao so với mặt đất.
- Đường tàu điện trên cao: một loại đường sắt trên cao thuộc hệ thống đường sắt đô thị
(kể cả đường 1 ray tự động dẫn hướng).
- Đường tàu điện ngầm: đường sắt xây dựng ngầm dưới đất thuộc hệ thống đường sắt
đô thị.
- Đường sắt quốc gia: phục vụ nhu cầu vận tải chung của cả nước, vùng kinh tế và liên
vận quốc tế.
- Đường sắt chuyên dùng: phục vụ nhu cầu vận tải riêng của tổ chức, cá nhân; khi nối
vào đường sắt quốc gia phải được phép của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải.
- Đường sắt địa phương: đường đô thị do địa phương quản lý, đường chuyên dùng
không nối vào đường sắt quốc gia.
- Đường sắt đô thị: đường sắt phục vụ nhu cầu đi lại hàng ngày của hành khách ở thành
phố và vùng phụ cận bao gồm đường tàu điện ngầm, đường tàu điện trên cao, đường 1
ray tự động dẫn hướng và đường xe điện bánh sắt.
- Đường (sắt) nhánh: chỉ chung đường sắt chuyên dùng có nối thông vào đường sắt
quốc gia.
1.2.4. Công trình hầm
- Đường hầm: Một công trình ngầm dưới đất có chiều dài lớn hơn nhiều lần kích thước
mặt cắt ngang và độ dốc dọc không vượt quá 15%.
Proof
Bài giảng “CƠ SỞ CÔNG TRÌNH CẦU”
MSc. Nguyễn Trọng Nghĩa - Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình thủy Trang 3 | 130
- Hầm giao thông: Đường hầm phục vụ giao thông bao gồm hầm đường ô tô, hầm
đường sắt và hầm giao thông đô thị.
- Hầm đường ô tô: Hầm giao thông trên đường ô tô và hầm trên đường ô tô cao tốc.
- Hầm đường sắt: Hầm giao thông trên đường sắt.
- Hầm giao thông đô thị: Hầm được xây dựng trong đô thị bao gồm hầm đường sắt,
hầm đường ô tô, hầm cho xe thô sơ và người đi bộ.
- Vùng ảnh hưởng tương hỗ: Diện tích bao quanh công trình hầm có bán kính 2D cho
hầm xây dựng trong đá tốt và 5D cho hầm xây dựng trong đất mềm yếu (D là đường
kính hầm đào). Khi phải xây dựng hai hầm gần nhau hoặc xây dựng hầm gần các công
trình khác, phải xem xét các ảnh hưởng tương hỗ giữa các công trình đó.
- Hầm đặt nông: Hầm được xây dựng có chiều dầy tầng phủ trên đỉnh hầm không lớn
hơn 2,5D.
- Hầm đặt sâu: Hầm được xây dựng có chiều dầy tầng phủ lớn hơn 2,5D hoặc vùng
ảnh hưởng tương hỗ không trồi lên trên mặt đất.
- Chỉ giới xây dựng công trình hầm đặt nông: Không gian ngầm được phép xây dựng
công trình hầm có diện tích giới hạn trên mặt đất được đào xuống đến độ sâu cho phép
với mái dốc thẳng đứng.
- Chỉ giới xây dựng công trình hầm đặt sâu: Không gian ngầm được phép xây dựng
công trình hầm mà khi xây dựng vùng ảnh hưởng tương hỗ không vượt ra ngoài chỉ giới
kiểm soát an toàn hầm.
- Chỉ giới kiểm sóat an toàn hầm: Không gian ngầm được xác định bởi vùng ảnh
hưởng tương hỗ trên suốt chiều dài tuyến hầm.
- Hành lang bảo vệ công trình ngầm: Không gian ngầm nằm trong chỉ giới kiểm soát
an toàn hầm đối với hầm đặt sâu và hình chiếu vùng ảnh hưởng tương hỗ trên mặt đất
đối với hầm đặt nông.
1.2.5. Công trình đường thủy
- Công trình bến: là công trình thành phần quan trong trong cảng, dùng cho tàu đậu và
bốc xếp hàng hoá từ tàu lên bến và ngược lại.
- Luồng tàu: là một tuyến đường thuỷ với hệ thống báo hiệu hàng hải, bảo đảm cho các
loại tàu bè đi lai an toàn và thuận tiện. Điểm đầu và điểm cuối của luồng tàu thường là
vùng nước của một cảng hay bến tàu.
- Triền tàu: là công trình có kết cấu loại mái dốc nghiêng, trên đó đặt một hệ thống xe
trên đường ray để chuyển tàu lên bờ hoặc ngược lại, phục vụ đóng mới hoặc sửa chữa
tàu.
- Đà tàu: Là công trình mái dốc, chủ yếu để đóng tàu trên mặt nghiêng và khi hạ thuỷ
với mực nước phù hợp bằng cách trượt xuống nước bằng trọng lượng tàu.
1.2.6. Công trình hàng không
- Cảng Hàng không: bao gồm sân bay và tổ hợp các công trình và trang thiết bị phục
vụ vận chuyển hành khách, hành lý, hàng hóa và bưu kiện bằng đường hàng không, phục
vụ máy bay cất hạ cánh an toàn.
Proof
Bài giảng “CƠ SỞ CÔNG TRÌNH CẦU”
MSc. Nguyễn Trọng Nghĩa - Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình thủy Trang 4 | 130
- Sân bay: Một khu vực bề mặt mặt đất hoặc mặt nước cụ thể (bao gồm cả nhà cửa
công trình và trang thiết bị) được dùng toàn bộ hay một phần cho máy bay bay đi, bay
đến và di chuyển trên bề mặt.
1.3. Phân cấp công trình giao thông
Công trình giao thông bao gồm 6 loại như trên và được thể hiện trong bảng 1.1.
Cấp công trình của các loại công trình giao thông được chia làm 5 cấp: cấp đặc biệt,
cấp I, cấp II, cấp III, và cấp IV là cơ sở để xếp hạng và lựa chọn nhà thầu trong hoạt động
xây dựng, xác định số bước thiết kế, thời hạn bảo hành phụ thuộc vào qui mô, chức năng
sử dụng, độ phức tạp của kỹ thuật xây dựng... được thể hiện trong bảng 1.1.
Cấp thiết kế của công trình được phân chia trên cơ sở cấp công trình nhưng chủ yếu
phụ thuộc các yếu tố kỹ thuật được qui định cụ thể cho từng loại công trình giao thông và
được thể hiện trong các phần tương ứng của qui chuẩn này.
Bảng 1.1. Phân loại, phân cấp công trình giao thông.
Mã
số Loại công trình
Cấp công trình
Cấp đặc
biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV
1 Đường
bộ
a) Đường ô tô
cao tốc các
loại Đường cao
tốc với lưu
lượng xe >
30.000 Xe
quy đổi/
ngày đêm
hoặc
tốc độ
>100km/h
Đường cao
tốc với lưu
lượng xe từ
10.000-
30.000 Xe
quy
đổi/ngày
đêm
hoặc
tốc độ
>80km/h
Lưu lượng xe
từ 3.000-
10.000 Xe quy
đổi/ ngày đêm
hoặc
tốc độ >60km/h
Lưu lượng xe
từ 300-3.000
Xe quy
đổi/ngày đêm
hoặc
đường giao
thông nông
thôn loại A
Lưu lượng
xe <300 Xe
quy đổi/
ngày đêm
hoặc
đường giao
thông nông
thôn loại B
b) Đường ô tô,
đường trong
đô thị
c) Đường nông
thôn
2 Đường
sắt Đường sắt
cao tốc
Đường tầu
điện ngầm;
đường sắt
trên cao.
Đường sắt quốc
gia thông
thường
Đường sắt
chuyên dụng và
đường sắt địa
phương
-
3 Cầu
a) Cầu đường
bộ
Nhịp >200m
Nhịp từ
100-200m
hoặc sử
dụng công
nghệ thi
công mới,
kiến trúc đặc
biệt
Nhịp từ 50-
100m
Nhịp từ 25-
50m
Nhịp từ <
25m
b) Cầu đường
sắt
Proof
Bài giảng “CƠ SỞ CÔNG TRÌNH CẦU”
MSc. Nguyễn Trọng Nghĩa - Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình thủy Trang 5 | 130
4 Hầm
a) Hầm đường
ô tô
Hầm tầu
điện ngầm
Chiều dài >
3000m, tối
thiểu 2 làn
xe ô tô, 1 làn
đường sắt
Chiều dài từ
1000-3000m,
tối thiểu 2 làn
xe ô tô, 1 làn
đường sắt
Chiều dài từ
100-1000m
Chiều dài
<100m
b) Hầm đường
sắt
c) Hầm cho
người đi bộ
5
Công
trình
đường
thủy
a) Bến, ụ nâng
tầu cảng biển -
Bến, ụ cho
tầu >50.000
DWT
Bến, ụ cho tầu
30.000-50.000
DWT
Bến, ụ cho tầu
10.000-30.000
DWT
Bến cho tầu
<10.000
DWT
b) Cảng bến
thủy cho tàu,
nhà máy đóng
sửa chữa tàu
> 5.000 T 3.000-
5.000T
1.500–
3000 T 750 -1.500 T < 750T
c) Âu thuyền
cho tầu > 3.000 T 1.500 -
3.000 T 750- 1.500 T 200 - 750 T < 200T
d) Đư
ờng
thủy có bê
rộng (B) và độ
sâu (H ) nước
chạy tàu
- Trên sông
B > 120m;
H >5m
B= 90-
<120m
H = 4- <5m
B = 70- < 90m
H = 3 - <4 m
B= 50- < 70m
H = 2- < 3 m
B < 50m
H < 2m
- Trên kênh
đào
B > 70m;
H >6m
B= 50-
<70m
H = 5 - < 6
m
B = 40 - <50m
H = 4- < 5m
B= 30 - <40m
H = 2 - <4 m
B < 30m
H < 3m
6 Sân bay
Đường băng
cất hạ cánh
(phân cấp theo
tiêu chuẩn cuả
tổ chức ICAO)
IV E IV D III C II B I A
1.4. Công trình thoát nước
1.4.1. Phân loại
Trong xây dựng công trình đường bộ, công trình thoát nước được chia ra 4 loại cơ
bản như sau :
Loại 1 : Công trình cầu, bao gồm :
• Cầu lớn : là loại cầu có khẩu độ ≥ 100 m
• Cầu trung là loại cầu có khẩu độ ≥ 25m < 100 m
• Cầu nhỏ là loại cầu có khẩu độ < 25 m
Proof