Thiết kế cầu dầm BTCT dưl nhịp giản đơn dài 33m tiết diện super t căng trước

ÑATN: TK CAÀU DAÀM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm MỤC LỤC PHẦN I : TỔNG QUAN Chương I : Đặc điểm vị trí thiết kế 10 Chương II : Các số liệu thiết kế 14 Chương III : Các tiêu chuẩn kó thuật liên quan 15 PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN Chương I : Thiết kế sơ phương án I 17 1.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: 17 1.2 Mố cầu: 17 1.3 Trụ cầu: 17 1.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 17 1.5 Thieát kế sơ 21 Bảng tổng hợp khối lượng 29 Chương II : Thiết kế sơ phương án II 31 2.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 31 2.2 Mố cầu: 31 2.3 Trụ cầu: 31 2.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 31 2.5 Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép 34 2.6 Trình tự thi công 87 2.7 Tổ chức thi công 88 Bảng tổng hợp khối lượng 89 Chương III : So sánh lựa chọn phương án 91 3.1 Về kinh kế 91 3.2 Về kỹ thuật 91 3.3 Về mỹ quan 92 3.4 Về tu bảo dưỡng 92 3.5 Kết luận 93 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Chương I : Lan can, lề hành 95 1.1 Lan can 95 1.2 Lề hành 102 Bố trí cốt thép 112 Chương II : Bản mặt cầu 113 2.1 Khái niệm 113 2.2 Caáu tạo mặt cầu 113 2.3 Ngoại lực tác dung 115 2.4 Nội lực 115 2.5 Nội lực biên 118 2.6 Tính toán cốt thép 120 2.7 Kieåm tra điều kiện chịu nứt 123 Chương III : Dầm ngang 127 3.1 Khaùi quaùt chung 127 3.2 Nội lực tónh tải tác dụng 127 3.3 Noäi lực hoạt tải tác dụng 129 3.4 Tổ hợp nội lực 133 3.5 Tính toán cốt thép chịu momen âm 133 3.6 Tính toán cốt thép chịu momen dương 134 3.7 Kiểm tra điều kiện chịu nứt 135 3.8 Thieát kế lực cắt, bố trí cốt đai 138 Chương IV : Dầm chủ 142 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm 4.1 Số liệu thiết kế 142 4.2 Thiết kế cấu tạo 142 4.2.1 Kích thước mặt cắt ngang cầu 142 4.2.2 Cấu tạo dầm chủ 145 4.2.3 Tính toán đặc trưng hình học 148 4.2.4 Hệ số phân bố tải trọng 152 4.3 Xác định nội lực mặt cắt đặc trưng 157 4.3.1 Tónh tải tác dụng lên dầm chủ 157 4.3.2 Hoạt tải HL93 159 4.3.3 Đường ảnh hưởng momen lực cắt mặt cắt đặc trưng 161 4.4 Tổ hợp nội lực theo TTGH 173 4.5 Tính toán bố trí cốt thép 175 4.5.1 Boá trí thép dự ứng lực 175 4.5.2 Tính toán đặc trưng hình học có cáp 180 4.6 Tính toán mát ứng suất 187 4.6.1 Mất mát ứng suất co ngắn đàn hồi 187 4.6.2 Maát mát ứng suất co ngót 190 4.6.3 Mất mát ứng suất từ biến 190 4.6.4 Mất mát ứng suất tự chùng cốt thép 191 4.6.5 Tổng mát ứng suất 191 4.7 Kiểm toán 192 4.7.1 Kiểm tra khả chịu uốn dầm giai đoạn truyền lực 192 4.7.2 Kiểm tra khả chịu uốn Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng 193 4.7.3 Kiểm toán sức kháng uốn danh định 196 4.7.4 Kiểm toán độ vồng, độ võng 201 4.7.5 Tính duyệt theo lực cắt, xoắn 203 Chương V : Tính toán mố cầu 211 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm 5.1 Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 212 5.1.1 Tónh tải 212 5.1.2 Hoạt tải 218 5.1.3 Tổ hợp tải trọng 234 5.2 Thiết kế cốt thép cho mặt cắt 237 5.2.1 Thiết kế cốt thép cho tường thân 237 5.2.2 Thieát kế cốt thép cho tường đỉnh 246 5.2.3 Tính toán thiết kế tường caùnh 250 5.3 Thiết kế móng mố 256 Chương VI : Tính toán trụ cầu 284 6.1 Các kích thước baûn 284 6.2 Các điều kiện 285 6.3 Sô liệu kết cấu phần 285 6.4 Vật liệu sử dụng 286 6.5 Taûi trọng tác dụng lên kết cấu 286 6.2.1 Tónh tải 287 6.2.2 Hoạt tải 290 6.6 Toå hợp tải trọng tác dụng lên xà mũ 306 6.7 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ trụ 307 6.8 Thiết kế cốt theùp 312 6.8.1 Thiết kế cốt thép cho xà mũ 312 6.8.2 Thiết kế cốt thép thân trụ 317 6.9 Thieát kế móng trụ 324 PHẦN IV : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG Chương I : Thi công kết cấu phần 355 1.1 Trình tự thi công cọc khoan nhồi 355 1.2 Trình tự thi công mố 359 1.3 Trình tự thi công trụ 360 Chương II : Thi công kết cấu phần 363 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm 2.1 Trình tự lao lắp dầm giá ba chaân 363 2.2 Trình tự thi công kết cấu phần 364 Chương III : Các tính toán phụ trợ cho thi công 379 3.1 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy 379 3.2 Tính toán vòng vây cọc ván thép 380 3.2.1 Xác định độ chôn sâu 381 3.2.2 Tính toán cọc ván thép 382 3.2.3 Tính toán khung vành đai 385 3.2.4 Tính toán chống 388 3.2.5 Lựa chọn búa đóng cọc ván 388 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: ÑATN: TK CAÀU DAÀM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm PHAÀN I TOÅNG QUAN SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 10 ÑATN: TK CAÀU DAÀM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ THIẾT KẾ 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH: Địa hình tương đối phẳng, dân cư thưa thớt, xung quanh vườn trồng Khu vực xây dựng ngập lũ Nói chung địa hình thuận lợi cho việc xây dựng bố trí công trường 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯNG THUỶ VĂN: 1.2.1 Thuỷ văn Sông có chiều dài 155km, bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn phía tây tỉnh Quảng Trị Sông có lưu lượng dòng chảy trung bình khoảng 130 m3/s Sông có 37 phụ lưu, diện tích lưu vực 2660km2 Có quan hệ nhiều đến hoạt động sản xuất vùng Hằng năm chịu ảnh hưởng chủ yếu thủy triều biển Đông với chế độ bán nhật triều không Theo tài liệu từ nhiều năm cho thấy tháng có mực nước ảnh hưởng lũ, không ảnh hưởng thủy triều từ tháng đến hết tháng 12 hàng năm Các tháng có mực nước giao động theo thủy triều từ tháng đến đầu tháng năm Những năm có lũ lớn 1996, 2000, 2001 thời gian không ảnh hưởng thủy triều kéo dài thêm Theo thống kê số liệu quan trắc thu thập mực nước cao nhât quan trắc vị trí trạm vào ngày 23/9/2007 Cao độ mực nước thiết kế: Mực nước thấp : + 4.0 m Mực nước cao : + 7.3 m Mực nước thông thuyền : + 5.5 m 1.2.2 Khí tượng Theo số liệu thống kê trạm Đông Hà, đặc trưng khí tượng khu vực xây dựng cầu sau: Bảng thống kê nhiệt độ đặc trưng tháng từ 1978 đến năm 2000 Tháng 10 11 12 Tmax 31.8 32.7 34.9 36.5 35.8 32.6 32.0 31.1 31.5 31.2 30.7 30.2 Tmin 19.3 20.5 20.8 21.0 21.5 22.3 21.9 21.3 22.7 23.2 23.0 22.4 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 11 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T Ttb GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm 25.9 26.1 27.3 28.7 28.5 27.7 27.1 27.4 27.7 27.5 27.1 26.8 Bảng thống kê lượng mưa tháng trung bình nhiều năm từ năm 1978 đến năm 2000 Thaùng 10 11 12 Naêm R(mm) 3.0 8.0 18.0 71.0 118 202 250 204 269 308 82.2 7.0 1540 Lượng mưa ngày lớn nhất: 300mm Tháng 10/1995 Lượng mưa tháng lớn nhất: 734.5mm Tháng 10/1995 Bảng thông kê tốc độ gió trung bình mạnh từ năm 1978 đến năm 2000( m/s) Thaùng 10 11 12 Naêm Vbq 1.7 2.3 2.7 3.2 1.8 2.2 2.1 2.4 2.6 2.1 2.0 2.3 2.2 Vmax 13 18 15 19 38 19 19 28 19 15 18 13 17 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: Qua công tác khảo sát trường thí nghiệm phòng cấu trúc địa tầng khu vực xây dựng cầu gồm lớp sau: Lớp 1(lớp bề mặt) : Bùn sét hữu màu xám xanh Bề dày lớp 9.6 m + Dung trọng tự nhiên : 1.48 T/m3 + Góc ma sát : 6o 04' + Lực dính : 8.2 kN/m2 + Chỉ số SPT trung bình :0 Lớp : Sét pha cát màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến dẻo cứng Bề dày lớp 6.4m + Dung trọng tự nhiên : 1.85 T/m3 + Góc ma sát : 10o 49' + Lực dính : 14 kN/m2 + Chỉ số SPT trung bình : 1-13 Lớp : Sét màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng Bề dày lớp 10.5 m + Dung trọng tự nhiên : 2.01 T/m3 + Góc ma sát : 21o 28' + Lực dính : 31.3 kN/m2 + Chỉ số SPT trung bình : 13-28 Lớp : Sét pha cát, màu nâu nhạt, trạng thái cứng Bề dày lớp 2.5m + Dung trọng tự nhiên : 1.74 T/m3 + Góc ma sát : 7o10' + Lực dính : 12.5 kN/m2 + Chỉ số SPT trung bình : 15-18 Lớp : Cát hạt mịn đến hạt trung lẫn bụi sét, màu nâu vàng, trạng thái chặt Bề SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 12 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm dày lớp m Các tiêu lý chủ yếu lớp sau: + Dung trọng tự nhiên : 1.74 T/m3 + Góc ma sát : 23o52' + Lực dính : 12.5 kN/m2 + Chỉ số SPT trung bình : 15-50 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 13 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS Nguyễn Trọng Tâm CHƯƠNG II CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.1 Qui mô công trình Cầu thiết kế dành cho đường ô tô công trình vónh cửu 1.2 Các thông số kỹ thuật thiết kế: Bề rộng cầu: 17.5 m + Bề rộng xe: x 3.5 m = 14 m + Lề hành: x 1.5 m = m + Lan can: x 0.25 m = 0.5 m Chiều dài toàn dầm SUPER-T: 33m - Tải trọng thiết kế: + HL93, tải trọng người, theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 + Tải trọng gió bản: 59 m/s Các tiêu lý lớp địa chất Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất H C  w (m) kN/m2 (độ) T/m3 Lớp Bùn sét hữu màu xám xanh 9.6 8.2 04 ' 1.48 Lớp Sét cát màu xám xanh, xám vàng 6.4 14 10 49 ' 1.85 1-13 Lớp Sét màu xám vàng, dẻo cứng 10.5 31.3 210 28' 2.01 13-28 Lớp Sét pha, màu nâu nhạt, cứng 2.5 12.5 010' 1.74 15-18 230 52 ' 19.9 15-50 Lớp đất Loại đất Lớp Cát mịn đến trung kết cấu chặt SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc SPT TRANG: 14 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm Thực bước tới đủ số dầm nhịp Bước : Di dời dàn lao – Sử dụng thiết bị nâng David Sử dụng cần cẩu 70T hạ dàn lao xuống xe đầu kéo để chuyển tới nhịp Bước : Di dời dầm thép ngang hệ thống lao nhịp  Tháo bu lông dầm ngang đảm bảo trọng tâm không vượt cạnh xà mũ  Dùng cẩu 70T dời dầm ngang từ trụ lao phóng hoàn chỉnh lắp đặt đỉnh trụ Bước : Lắp đặt dầm thép ngang lên xà mũ nhịp Lắp đặt dầm thép ngang liên kết với đỉnh trụ bulông chôn sẵn Bước : Lắp đặt dàn lao Xe đầu kéo vận chuyển dàn lao tới nhịp kế cận, cẩu 70T nâng dàn lao đặt hệ dầm ngang lắp sẵn đỉnh trụ Một chu trình lao dầm lại bắt đầu 2.2 TRÌNH TỰ THI CÔNG BÊ TÔNG KẾT CẤU BÊN TRÊN Thi công bê tông thượng gồm có thi công bê tông khe dọc dầm để liên kết dầm, mặt cầu, bệ cột lan can Lưu ý trước đổ BT mặt cầu cần trải lớp bao tải tẩm nhựa dày 1cm để chống thấm Sau lao dầm hoàn tất, tiến hành công tác lắp dựng ván khuôn đổ bê tông mặt cầu Bê tông liên kết dầm Lắp dựng ván khuôn bệ trụ lan can thép Cốt thép bệ trụ lan can gia công trước công trường tiến hành lắp đặt đổ bê tông Lắp lan can ống thép 2.2.1 Thi Công Bê Tông Mặt Cầu Và Lắp Đặt Hệ Lan Can  Công tác đúc bê tông mặt cầu thực sau nhịp cầu lao phóng xong, mặt cầu thi công nhịp từ hai đầu cầu vào Công việc gia công cốt thép thực xưởng gia công cốt thép vận chuyển đến mặt cầu lắp đặt vào vị trí, công tác định vị cốt thép mặt cầu nhờ mẫu kê bê tông đúc sãn mẫu thép Þ14 hàn định vị khoảng cách hai lớp cốt thép mặt cầu  Bê tông trộn trạm trộn bê tông vận chuyển đến mặt cầu xe chuyên dùng, sau kiểm tra độ sụt bê tông đạt yêu cầu, bê tông bơm máy bơm có cần hướng dẫn theo đường ống từ vị trí máy bơm đến vị trí mặt sàn cần đổ với chiều dày sàn 200 mm SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 364 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm  Bê tông rải vòi xả bê tông thủ công, đầm nén đầm dùi, tạo phẳng đầm thước, bê tông mặt cầu tạo nhám để tạo dính bám bê tông xi măng với bê tông nhựa  Sau bê tông ninh kết công tác bảo dưỡng bê tông tiến hành cách phủ kín mặt lớp vải bố có tưới nước thường xuyên không để tình trạng khô mặt bê tông Công tác bảo dưỡng tiến hành đến bê tông đạt 100% cường độ thiết kế  Công tác thi công hệ lan can gờ chắn thực sau bê tông mặt cầu đạt cường độ thiết kế, lắp ráp hệ lan can sử dụng cần cẩu 40 Công tác thảm bê tông nhựa mặt cầu thực sau 2.2.2 Thi Công Lớp Bê Tông Nhựa Hạt Mịn Mặt Cầu Trình Tự Thi Công: Lớp BTNN dày 8Cm thi công sau thi công đổ BT mặt cầu  Vệ sinh mặt cầu trước rải BTNN  Rải nhựa máy  Lu lèn lớp BTNN hạt mịn Biện Pháp Tổ Chức Thi Công:  Chọn chiều dài thi công bề rộng dãy hợp lý  Tưới nhựa dính bám mặt cầu hoàn toàn khô  Vận chuyển BT nhựa nóng từ trạm trộn đến công trường (phải đảm bảo rải nhiệt độ BTNN không nhỏ 1200C  Dùng máy rải chuyên dùng để rải hỗn hợp BTNN  Tiến hành lu lèn : Máy rải chạy đến đâu máy lu phải tiến theo đến để lu Đầu tiên dùng lu bánh nhẵn nặng từ 5–8 qua 4-6 lần/1 điểm, tốc độ lu từ 1,5–2 km/h Máy lu phải dần từ mép mặt đường vào tim đường, vệt bánh xe chồng lên từ 20–30cm Trong trình lu cần phải bôi dầu thường xuyên nhằm tránh việc nhựa dính vào bánh xe lu Tiếp theo dùng lu bánh nặng từ 10–15 lu từ 8–10 lần/1 điểm Dùng lu bánh nhẵn nặng từ 10–15 lu từ 2–4 lần/1 điểm Tiếp theo dùng lu bánh lu từ 10–12 lần/1 điểm cuối dùng lu bánh nhẵn nặng lu từ 2–3 lần/1 điểm  Trong trình lu lèn, sau 2–3 lượt đầu máy lu nhẹ cần kiểm tra lại độ dốc ngang độ phẳng mặt đường thước mẫu thước dài mét Phải bổ sung nhựa chỗ lõm cào bỏ chổ lồi SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 365 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm 2.2.3 Công tác hoàn thiện  Lắp đặt hệ đèn chiếu sáng, tường phòng vệ  Khi thi công xong công trình, Công tác nghiệm thu bàn giao thực mặt vệ sinh sẽ, khu vực nhà văn phòng thu dọn SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 366 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm CHƯƠNG III CÁC TÍNH TOÁN PHỤ TR CHO THI CÔNG 3.1 TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY LỚP BÊ TÔNG BỊT ĐÁY Ta sử dụng mực nước thông thuyền dùng làm mực nước thi công Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nước phải nhỏ lực ma sát bêtông cọc cộng với trọng lượng lớp bêtông bịt đáy Công thức tính: m   n1   bt  x  F  n  U   x  0 n  h  F Trong : K : Hệ số an toàn lấy 1.3  bt : Trọng lượng riêng bêtông,  bt  25KN / m3  n : Trọng lượng riêng nước,  n  10KN / m3 x : Chiều dày lớp bêtông bịt đáy (m) F : Diện tích mặt vòng vây cọc ván F      16.5    148 m n : Số lượng cọc móng, n  10 : Lực ma sát đơn vị cọc bêtông bịt đáy,   100 kN / m2 U : Chu vi coïc, U   D  1.0  3.14 m h: Chiều cao mực nước thi công đến đáy đài: h  4.045 m n : Hệ số vượt tải, n1  0.9 m : Hệ số điều kiện làm việc, m  0.9 Vậy ta có : x  K  n  h  F  m   n1   bt  F  n  U    1.3  1 4.045 148  0.122 m 0.9   0.9  25 148  12  3.14 100  Ta chọn: x  1.5 m  Kiểm tra cường độ bêtông bịt đáy chịu mômen uốn tác dụng áp lực nước đẩy lên trọng lượng bêtông đè xuống: SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 379 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm Tách dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài nhịp khoảng cách cọc ván thép 16500 + Trọng lượng thân lớp BTBD : q1   b  H b 1  25 1.5 1  37.5 kN / m Trong : +  b = 25 kN/m3 :Dung trọng lớp BTBD Hb = 1.5 m : Bề dầy lớp BTBD 1m : Bề rộng dải BTBD xét Áp lực đẩy nước : q     H  H b    10   4.045  1.5    55.45 kN / m Trong :  = 10 kN/m3 :Dung trọng nước H = 4.045m :Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy mong đến mực nước thi công 1m : Bề rộng dải BTBD xét Nội lực phát sinh daàm : Mmax  q1  q 2 37.5  55.5 l  16.52  612.6  kNm  => căng thớ 8 Momen kháng uốn daàm : b  h b 1 1.52 W   0.375(m3 ) 6 Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh BTBD phải nhỏ US kéo cho phép BT Sử dụng BT f’c = 30 MPa => f k  0.5  f 'c  0.5  30  2.74 MPa  2740 kN / m2 fk  Mmax 612.6 k   1633.6 kN / m2  f   2740 kN / m W 0.375 Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ 3.2 TÍNH TOÁN CỌC VÁN THÉP SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 380 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm 3.2.1 Xác định độ chôn sâu Khi đào đất vòng vây cọc ván gầu ngoạm Vì mực nước vòng vây 1000 cọc bên nên áp lực nước hai bên cân 1500 MNTT +5.50 Khung chống 1287 1443 O A t 1500 Lớp1 Hình 3.1: Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván Lớp đất Loại đất Lớp H C φ w SPT (m) KN/m2 (độ) T/m3 Bùn sét hữu màu xám xanh 9.6 8.2 04 ' 1.48 Lớp Sét cát màu xám xanh, xám vàng 6.4 14 10 49 ' 1.85 1-21 Lớp Sét màu xám vàng, màu xanh 10.5 31.3 210 28' 2.01 21-25 Lớp Sét pha,màu nâu nhạt, dẻo cứng 2.5 12.5 010' 1.74 24-28 Lớp Cát mịn đến trung kết cấu chặt 230 52 ' 19.9 28-50 p lực chủ động đất:  dn  h12 Ea   ka Trong đó: h1: Chiều sâu cọc lớp so với mặt đất tự nhiên, h1  t  2.787  m   dn : Trọng lượng riêng đẩy  dn   d   n  14.8  10  4.8 kN / m3 SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 381 ÑATN: TK CAÀU DAÀM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm k a : Hệ số áp lực chủ động:   6004'   k a  tg  450    tg  450    0.81 2    4.8   t  2.787    h2 E a  dn  k a   0.81  1.944   t  2.787  2 Vaäy p lực đất bị động Eb   dn  h 22  kp Trong đó: h2: Chiều sâu cọc ván lớp so với đáy bệ, h  t  1.5  m  k p : Hệ số áp lực bị động   6004'   k p  tg  450    tg  450    1.24 2    4.8   t  1.5   dn  h 22 Eb   kp   1.24  2.975   t  1.5  2 Vậy Lấy mômen cân điểm O ta có: 2 2     1.944   t  2.787    t  2.787    1.443  2.975   t  1.5    t  1.5    2.73  3     Rút gọn ta phương trình bậc theo t ta có: 0.69  t  3.4  t  8.1 t  74.8   t  4.16m Choïn t = 5m 3.2.2 Tính toán cọc ván thép Thời điểm tính sau đổ bê tông bịt đáy hút hố móng Khi phải tính toán vòng vây ổn định vị trí kiểm tra độ bền phận kết cấu vòng vây Lúc áp lực tác dụng lên cọc ván thép giai đoạn chưa đổ bê tông bịt đáy chịu áp lực thuỷ tónh áp lực thuỷ động hút cạn nước hố móng Lúc ta tính cọc ván dầm giản đơn kê hai gối A, tải trọng tác dụng hình vẽ Tính cho m chiều rộng Vị trí điểm A nằm cách bêtông bịt ñaùy 0.5 m SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 382 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm MNTT +5.50 Khung choáng A 5000 Lớp1 1000 500 1287 1443 O 1500 1000 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T Hình 3.2 Sơ đồ tính toán cọc ván thép  Áp lực thuỷ tónh: Pnc   n  H  11 2.94  2.94  T / m  Trong đó: n : Dung trọng nước,  n  T / m3 H: Chieàu cao mực nước, H = 2.94 m  Áp lực thuỷ động Lực xung kích bình quân nước chảy xác định theo công thức : Pdong  K1  K   n  v2 2g Trong đó: K1: Hệ số xét đến hình dạng cọc ván thép, K1=1.4 K2: Hệ số xét đến hình dạng vòng cọc ván thép, K2=1.0  n : Khối lượng riêng nước,  n  T / m3 v: Vận tốc dòng chảy, v = 1.5 m/s g: Gia tốc trọng trường, g = 9.8 m//s2 Vậy Pdong  K1  K   n  v2 1 1.52  1.4  1.0   0.16 T / m 2g  9.8  Áp lực đất chủ ñoäng: Pa   dn   t  2.787   K a  4.8   t  2.787   0.81  30.3 kN / m  3.03 T / m SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 383 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm  Áp lực đất bị động: Pp   dn   t  1.5   K p  4.8  6.5  1.24  36.27 kN / m  3.627 T / m Mô hình hoá phần mềm Midas civil v7.01, ta có nội lực cọc ván thép sau: -3.0 -2.2 0.0 1.5 7.8 5.5 Hình 23.3: Kết mô men cọc ván thép Hình 3.4: Kết phản lực gối cọc ván thép Dựa vào kết mô hình hoá Midas, ta có : Phản lực gối: RA = 5.5 T RO = 7.8 T Mô men uốn lớn nhất: Mmax=3 T.m Chọn loại cọc Larsen theo catalogue cọc ván hàn quốc Bảng kích thước cọc ván thép Mômen kháng uốn dải cọc ván thép có bề rộng 1m theo phương thẳng đứng W = 1200 cm3 ứng suất lớn cọc cừ thép là: max  M 105  kG    250   W 1200  cm   ứng suất cho phép thép là:   1900 KG cm2  Vậy sử dụng loại cọc để làm hố móng Như CVT đủ khả chịu lực Tổng chiều dài cọc là: l   2.787  1.443  1.5   11.73  m  Chu vi vòng vây 14  18.5   65 m Vậy ta đóng sau : SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 384 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm  Phương ngang ta đóng 32  Phương dọc đóng 24  Tổng cộng đóng 112 3.2.3 Tính toán khung vành đai 2000 6500 4000 2000 8000 4000 4000 2000 2000 2000 2000 4000 6000 6500 18500 6000 Hình 3.5: Sơ đồ bố trí khung vành đai Sơ đồ tính vành đai sau: q=7.8T/m THANH VÀNH ĐAI DÀI THANH VÀNH ĐAI NGẮN THANH CHỐNG Hình 3.6: Sơ đồ tính toán khung vành đai  Tính toán khung vành đai dài: Sơ đồ tính: SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 385 ĐATN: TK CAÀU DAÀM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm q=7.8T/m 6000 6500 6000 Hình 3.7: Sơ đồ tính khung vành đai dài Mô hình hoá phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài sau: -30.4 -30.4 10.8 19.9 19.9 53.8 53.8 18.3 18.3 Hình 3.8: Kết mô men vành đai dài Hình 3.9: Kết phản lực gối vành đai dài Vậy ta có kết nội lực sau: Mmax= 30.4 T.m N1=N4= 18.3 T N2=N3= 53.8 T  Tính toán khung vành đai ngắn: Sơ đồ tính: q=7.8T/m 4500 5000 4500 Hình 3.10: Sơ đồ tính khung vành đai ngắn Mô hình hoá phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài sau: SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 386 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm -17.5 -17.5 6.8 11.0 11.0 40.9 40.9 13.7 13.7 Hình 3.11: Kết mô men vành đai ngắn Hình 3.12: Kết phản lực vành đai ngắn Vậy ta có kết nội lực sau: Mmax= 17.5 T.m N1=N4= 13.7 T N2= N3= 40.9 T  Kieåm toán khung vành đai Xét dầm chịu nén uốn, tiến hành kiểm toán khung theo điều kiện cường độ ổn định Để đơn giản cho trình thi công ta chọn loại vật liệu cho khung vành đai ngắn khung vành đai dài Vì ta thiết kế cho khung có nội lực lớn Từ biểu đồ nội lực ta lấy khung vành đai ngắn để thiết kế có: M max  30.4 Tm N  13.7 T Chọn thép sử dụng để làm vành đai thép CT3, tiết diện chữ W18x71 194 470 20 13 Hình 3.13: Kích thước thép vành đai Đặc trưng hình học sau: SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 387 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm  Mômen quán tính : Ix= 48699 cm4  Diện tích tiết diện: F = 134 cm2  Momen kháng uốn: Wx=2081cm3 ng suất lớn nhất: max M max N 30.4  105 13.7  103  kG   kG       1563       1900   Wx F 2081 134  cm   cm  Thoả mãn khả chịu lực 3.2.4 Tính toán chống Thanh chống tính toán với sơ đồ chịu nén Lực tác dụng vào chống phản lực gối tựa vành đai Lấy giá trị lớn để tính, Nmax=53.8 (T) Tiết diện chống ta chọn giống với hệ vành đai 194 470 20 13 Hình 3.14: Kích thước chống Ứng suất chống: max N 53.8 103  kG   kG     401.5      1900   F 134  cm   cm  Vậy chống thỏa điều kiện cường độ 3.2.5 Lựa chọn búa đóng cọc ván Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào đất cát hiệu phương pháp rung Búa rung sử dụng loại NVC-80SS hãng Nipped IND có thông số sau : Q = 4.7 : Trọng lượng búa M = 4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn  = 1100 (vòng/phút) = 115 rad/s A = 9.5 mm SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 388 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm Ta phải kiểm tra để đảm bảo số điều kiện sau để hạ cọc vào đất + Điều kiện : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào đất : Qd    T Trong : n T  u   fi ' h i  1.616 1.2  7.787  15.1 T : lực cản đất tác dụng vào i 1 cọc đóng đến chiều sâu tối đa Với : U = (600  208)   1616 mm chu vi cọc ván thép fi' = 1.2 t/m2 :lực ma sát đơn vị hi = 7.787 m : chiều sâu cọc ngàm đất  = 1.0 : Hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi đất (lấy cọc ván thép) Thay vào : Qd    T  Qd  1.0 15.1  15.1 (T) Với búa choïn : Qd  M  2 4100 103 102 1152   55.72T > 15.1T => Thoûa g 9.81 + Điều kiện : Đảm bảo cọc đóng vào đất hiệu quả:  Mc A 9.81 Qo Trong đó: : Hệ số, lấy cọc ván thép Qo: Trọng lượng cọc, búa chấn động bệ búa ,trong đó: Qo  Q  q  q Trong đó: Q: Trọng lượng búa, Q=4.7 T q: Trọng lượng cọc ván thép, Q  66.111.73  775 kG  0.775 T q0: Trọng lượng bệ búa, q0=0 Qo  Q  q  q  4.7  0.775+0  5.475 T A: Biên độ dao động, tra bảng 3.10 sách “thi công móng mố trụ cầu” Lê Đình Tâm, A=9 mm SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 389 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T  GVHD: TS.Nguyễn Trọng Tâm Mc 4100  1  9.2mm  A  9mm 9.81 Qo 9.81 5475 => Thoả điều kiện + Điều kiện : Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn, đảm bảo hạ cọc nhổ cọc nhanh Q  q  q p  p.F 1  Q  q  qp Qd  2 Q  66.111.73  775kg : trọng lượng cọc qp = : trọng lượng phần phụ tác dụng lên cọc p = 1.5 kG/cm2 : Trị số áp lực để hạ cọc F = 85.7 cm2 : Diện tích tiết diện cọc Qd = 55.72 T : Lực kích động máy chấn động 1 = 0.15 2 =0.5 : Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép  Q  q  q p  p  F  4.7  0.775  1.5 103  85.7  5.475  0.128  Thay vaøo :  Q  q  qp 4.7  0.775      0.15   0.5  0.15  0.16  0.5  Q 55.72 d  Chọn búa hợp lý SVTH : Huỳnh Ngọc Phúc TRANG: 390 ... ÁN I CẦU DẦM BTCT DUL NHỊP GIẢN ĐƠN TI? ?T DIỆN SUPER- T CĂNG TRƯỚC 1.1 Chọn sơ đồ k? ?t cấu nhịp: - M? ?t c? ?t ngang k? ?t cấu nhịp gồm dầm Super T (căng trước) - Khoảng cách dầm 1950 mm - Chiều dài dầm. .. Ho? ?t tải 218 5.1.3 T? ?? hợp t? ??i trọng 234 5.2 Thi? ?t kế c? ?t thép cho m? ?t c? ?t 237 5.2.1 Thie? ?t kế c? ?t thép cho t? ?ờng thân 237 5.2.2 Thi? ?t kế c? ?t thép cho t? ?ờng... 111059,2 Trang : 42 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER? ? ?T GVHD: TS Nguyễn Trọng T? ?m e X'ST XST Y'o X'NC XNC Hình2.4: Ti? ?t diện ngắn hạn dầm biên - Mômen quán t? ?nh ti? ?t diện liên hợp trục trung hòa ( X'ST  XST ):