ĐATN THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD TS PHAN QUỐC BẢO SVTH NGUYỄN THANH BÌNH MSSV 1651090002 TRANG 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỀ TÀ.
ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC NHỊP GIẢN ĐƠN, TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Chuyên ngành: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : TS PHAN QUỐC BẢO Sinh viên thực : NGUYỄN THANH BÌNH Mã số sinh viên : 1651090002 Lớp : CD16 TP Hồ Chí Minh, Ngày 01 Tháng 11 Năm 2021 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG TR NG I H C GIAO THÔNG V N T I TP.HCM KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG B mơn C u h m -o0o - PH L C GIAO S LI U LU N V N T T NGHI P CHUYÊN NGÀNH THI T K C U T GIAO NGÀY 06/08/2021 L P CH15, CD16, CH16, CD18LT H tên SV : Nguy n Thanh Bình Mã s SV : 1651090002 I S LI U TÀI: GVHD SV ch n m t ph Mã a ch t : 8_Dia Chat I.1 Nhóm c u c b n : T i tr ng thi t k : HL93 t i tr ng b hành 300Kg/m2 Tên L p : CD16 ng án sau: ( ánh d u ch n) tài : Thi t k c u d m BTCT DUL, nh p gi n n, ti t di n I c ng tr c Chi u dài toàn d m : 27m C p sông : V B r ng ph n xe ch y : 11,5m B r ng l b hành : Khơng có l ib I.2 Nhóm c u nâng cao : T i tr ng thi t k : HL93 t i tr ng b hành 300Kg/m2 Thi t k c u d m d m h p phân o n l p ghép giáo di ng, nh p gi n n Chi u dài toàn d m : 24m C p sông : Sông c p VI B r ng ph n xe ch y : 8,5m B r ng l b hành : Khơng có l i b Thi t k c u d m b n l p ghép nh p gi n n Chi u dài toàn d m : 20m C p sông : Sông c p VI B r ng l b hành : 2x0,75m B r ng ph n xe ch y : 8,5m Thi t k c u BTCTDUL nh p liên t c thi công theo ph ng pháp úc h ng cân b ng Chi u dài nh p : 60m C p sơng : Sơng c p III B r ng l b hành : 2x1m B r ng ph n xe ch y : 12m Thi t k c u d m thép liên h p b n BTCT nh p liên t c Chi u dài nh p : 80m C p sông : Sông c p II B r ng ph n xe ch y : 11m B r ng l b hành : 2x1,5m Thi t k c u vòm ng thép nh i bê tông Chi u dài nh p : 77m C p sơng : Sơng c p II B r ng ph n xe ch y : 11m B r ng l b hành : 2x0,75m Thi t k c u dàn thép Chi u dài nh p : 81m C p sơng : Sơng c p II B r ng l b hành : 2x0,75m B r ng ph n xe ch y : 9m Thi t k c u d m BTCT DUL nh p liên t c, úc giáo di ng Chi u dài nh p : 50m C p sông : Sông c p IV B r ng l b hành : 2x1,25m B r ng ph n xe ch y : 11,5m Thi t k c u dây v ng Chi u dài nh p : 268m C p sông : Sông c p I B r ng ph n xe ch y : 16m B r ng l b hành : 2x1,5m Thi t k c u dây võng Chi u dài nh p : 335m C p sông : Sông c p I B r ng ph n xe ch y : 16m B r ng l b hành : 2x1,25m I.3 Lo i c u khác : Theo xu t c a giáo viên h ng d n Tên tài : … … … … … …………… …….…………….…………………… …………… .……………………………………………………….………………………………………….…… T i tr ng thi t k : ……………………………………………………………………………………… Chi u dài …………………… B r ng xe ch y : ……… B r ng l b hành : ………………… II M T C T NGANG SÔNG: GVHD SV ch n m t m t c t sông sau: II.1 M t c t sông s li u th y v n (1): MNCN : 19,90m MNTT : 17,12m MNTN : 13,77m C TN CL L T/C C 21,44 18,36 14 C1 15,88 14 C2 11,66 14 C3 29,94 24,84 27 C1 17,04 27 C2 27 23,78 21,72 113 17,78 113 C1 C2 Giáo viên h ng d n TS Phan Qu c B o 12,17 113 C4 14 14 20,64 14 C8 C9 17,74 24,74 29,44 27 C7 27 C8 18,08 113 C6 18,96 C7 27 14,86 113 C5 14,88 15,24 27 C5 C6 MNCN : 22,75m MNTT : 19,75m MNTN : 17,94m 14,36 113 C3 14 27 C4 II.3 M t c t sông s li u th y v n (3): C TN CL L T/C C 14 C5 C6 MNCN : 27,39m MNTT : 20,94m MNTN : 16,04m 15,04 C3 12,16 14 C4 II.2 M t c t sông s li u th y v n (2): C TN CL L T/C C 11,24 22,52 113 C7 C9 23,28 113 C8 Tp.HCM ngày 06 tháng 08 n m 2021 B môn C u h m C9 ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO LỜI CẢM ƠN Trong năm năm qua em hân hạnh học trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh, trường tạo điều kiện cho em học hỏi nhiều kiến thức quan trọng kinh nghiệm quý báu, rèn luyện tác phong phong cách làm người, vốn kiến thức quý báu để em hành trang vào đời Em vô cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, cảm ơn thầy khoa cơng trình đặc biệt thầy mơn Cầu đường tận tình giúp đỡ bảo em suốt trình học tập hoàn thành luận án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn đến thầy T.S Phan Quốc Bảo tận tình hướng dẫn em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp vừa qua Với lượng kiến thức cịn hạn chế thiếu sót q trình làm đề tài, em xin đón nhận lời phê bình thầy bạn để vốn kiến thức hiểu biết em ngày hoàn thiện Lời cuối em xin chúc toàn thể Quý thầy cô lời chúc sức khỏe hạnh phúc! Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Bình SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Cường độ bê tông kết cấu 21 Bảng 1.1 Tổng khối lượng toàn cầu 30 Bảng 4.1 Cường độ bê tông kết cấu 32 Bảng 4.2 Tổng khối lượng toàn cầu 43 Bảng 4.3 Bảng khái toán phương án 1: cầu dầm chữ I căng trước 47 Bảng 4.4 Bảng khái toán phương án 2: cầu dầm thép liên hợp 48 Bảng 8.1 Tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối dầm ngang 82 Bảng 8.2 Tung độ đường ảnh hưởng moment dầm ngang 83 Bảng 8.3 Tung độ đường ảnh hưởng lực cắt dầm ngang 84 Bảng 8.4 Hệ số trạng thái giới hạn 84 Bảng 8.5 Tung độ diện tích moment cho hoạt tải, tĩnh tải dầm ngang 86 Bảng 8.6 Bảng tổ hợp nội lực cho M3-4 86 Bảng 8.7 Bảng tổ hợp nội lực cho M3 86 Bảng 8.8 Tung độ diện tích lực cắt, momen cho hoạt tải dầm ngang 87 Bảng 8.9 Bảng tổng hợp nội lực M,V 87 Bảng 10.1 Kích thước trụ T1 137 Bảng 10.2 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt 140 Bảng 10.3 Bảng nội lực phản lực gối 141 Bảng 10.4 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 143 Bảng 10.5 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 144 Bảng 10.6 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 145 Bảng 10.7 Bảng tổng hợp tải trọng gió ngang 147 Bảng 10.8 Bảng tổng hợp tải trọng gió dọc 148 Bảng 10.9 Tổ hợp tải trọng kết cấu phần 155 Bảng 10.10 Tải trọng hoạt tải tác dụng lên mặt cắt A - A 156 Bảng 10.11 Các hệ số tải trọng 156 Bảng 10.12 Tổ hợp tải trọng DC, DW, P2, P3, LL 156 Bảng 10.13 Tổ hợp tải trọng P1, P4 156 Bảng 10.14 Tổ hợp tải trọng 157 Bảng 10.15 Bảng lực nén momen dọc cầu 158 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO Bảng 10.16 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 158 Bảng 10.17 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 159 Bảng 10.18 Bảng tổng hợp phản lực gối xét chất tải 159 Bảng 10.19 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ 160 Bảng 10.20 Bảng tổng hợp hệ số tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ 160 Bảng 10.21 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ 160 Bảng 10.22 Bảng lực nén momen dọc cầu 162 Bảng 10.23 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ 162 Bảng 10.24 Bảng tổng hợp hệ số tải trọng 162 Bảng 10.25 Bảng tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ 163 Bảng 10.26 Tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt A – A: 163 Bảng 10.27 Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt đỉnh bệ 170 Bảng 10.28 Bảng tính sức kháng thân cọc qs 181 Bảng 10.29 Bảng tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ 183 Bảng 10.30 I Bảng tính nội lực thân cọc theo phương ngang TTGH cường độ 189 Bảng 10.31 I Bảng tính nội lực thân cọc theo phương dọc TTGH cường độ 190 Bảng 10.32 Bảng tổng hợp nội lực thân cọc TTGH CĐI 190 Bảng 10.33 Bảng tổng hợp nội lực thân cọc TTGH CĐIII 191 Bảng 10.34 Bảng tổng hợp nội lực thân cọc TTGH CĐV 191 Bảng 10.35 Bảng tổng hợp nội lực thân cọc TTGH sử dụng 191 Bảng 10.36 Bảng tổng hợp nội lực thân cọc TTGH đặc biệt 192 Bảng 10.37 Bảng tổng hợp chuyển vị góc xoay đầu cọc 193 Bảng 10.38 Bảng tổng hợp lực cắt thân cọc 194 Bảng 10.39 Bảng tổng hợp momen thân cọc 195 Bảng 10.40 Bảng tổng hợp ứng suất thân cọc 196 Bảng 10.41 Bảng tính ứng suất móng khối qui ước 204 Bảng 10.42 Bảng tính lún ổn định S 205 Bảng 11.1 Các kích thước mố M1 214 Bảng 11.2 Bảng tính nội lực cho mặt cắt E-E trọng lượng thân mố 217 Bảng 11.3 mố Bảng tính nội lực cho mặt cắt D-D trọng lượng thân 218 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO Bảng 11.4 mố Bảng tính nội lực cho mặt cắt C-C trọng lượng thân 218 Bảng 11.5 Bảng tính nội lực cho mặt cắt B-B trọng lượng thân mố 218 Bảng 11.6 mố Bảng tính nội lực cho mặt cắt A-A trọng lượng thân 218 Bảng 11.7 Bảng nội lực phản lực gối 219 Bảng 11.8 Bảng tổng hợp nội lực xét chất tải 221 Bảng 11.9 Bảng tổng hợp nội lực xét chất tải 222 Bảng 11.10 Bảng tổng hợp nội lưc xét chất tải 222 Bảng 11.11 Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt A-A 224 Bảng 11.12 Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt B-B 225 Bảng 11.13 Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt C-C; D-D; E-E 225 Bảng 11.14 Bảng nội lực mặt cắt A-A 226 Bảng 11.15 Bảng nội lực mặt cắt B-B 226 Bảng 11.16 Bảng nội lực hoạt tải chất thêm gây 226 Bảng 11.17 Bảng tổng hợp lực gió ngang 228 Bảng 11.18 Hệ số tải trọng 231 Bảng 11.19 Bảng tổng hợp tải trọng mặt cắt A-A 231 Bảng 11.20 Bảng tổng hợp nội lực có hệ số 231 Bảng 11.21 Bảng tổng hợp tải trọng mặt cắt B-B 231 Bảng 11.22 Bảng tổng hợp nội lực có hệ số 231 Bảng 11.23 Bảng tổng hợp tải trọng mặt cắt C-C (tường đỉnh) 232 Bảng 11.24 Bảng tổng hợp nội lực có hệ số 232 Bảng 11.25 Bảng tổng hợp nội lực chưa hệ số 232 Bảng 11.26 Bảng tổng hợp nội lực có hệ số 233 Bảng 11.27 Bảng tổng hợp nội lực chưa hệ số 233 Bảng 11.28 Bảng tổng hợp nội lực có hệ số 233 Bảng 11.29 Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt tường thân 241 Hình 12: Kích thước vịng vây cọc ván thép 252 Bảng 11.30 Hình 13: Sơ đồ tính cọc ván thép Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO Hình 3.1 Mặt cắt ngang cầu 22 Hình 3.2 Chi tiết cột lan can 24 Hình 3.3 Kích thước hình học mố cầu 26 Hình 3.4 Kích thước trụ cầu 28 Hình 4.1 Mặt cắt ngang cầu 33 Hình 4.2 Chi tiết cột lan can 35 Hình 4.3 Kích thước dầm chủ 36 Hình 4.4 Kích thước hình học mố cầu 39 Hình 4.5 Kích thước trụ cầu 41 Hình 6.1 Tiết diện cột lan can 51 Hình 6.2 Tiết diện lan can 57 Hình 6.3 Tiết diện cột lan can mặt cắt ngàm vào tường 58 Hình 7.1 Trọng lượng lan can truyền xuống mặt cầu 63 Hình 7.2 Trọng lượng lan can truyền xuống mặt cầu 64 Hình 7.3 Sơ đồ tính nội lực hẫng 66 Hình 7.4 Sơ đồ tính cốt thép hẫng 67 Hình 7.5 Sơ đồ tính nội lực tĩnh tải gây dầm 70 Hình 7.6 Sơ đồ tính nội lực hoạt tải gây xếp xe 71 Hình 7.7 Sơ đồ tính nội lực hoạt tải gây xếp xe 72 Hình 8.1 Sơ đồ xếp tải xe trục, trục theo phương dọc cầu 80 Hình 8.2 Sơ đồ xếp tải xe trục, trục theo phương dọc cầu 82 Hình 8.3 Sơ đồ khoảng cách để tính tốn 82 Hình 8.4 Bố trí thép cho dầm ngang (đầu dầm) 96 Hình 8.5 Bố trí thép cho dầm ngang ( dầm) 96 Hình 9.1 Mặt cắt ngang kết cấu nhịp 98 Hình 9.2 Tiết diện dầm chínhTiết diện dầm chính: 98 Hình 9.3 Kích thước mặt cắt ngang dầm 99 Hình 9.4 Mặt cắt ngang chịu lực đầu dầm 100 Hình 9.5 Mặt cắt ngang chịu lực dầm liên hợp 102 Hình 9.6 Mặt cắt ngang chịu lực dầm 103 Hình 9.7 Mặt cắt ngang chịu lực dầm liên hợp 104 Hình 9.8 Đường ảnh hưởng dầm biên theo phương pháp đòn bẩy 107 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL Hình 9.9 GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO Sơ đồ xếp tải tính lực cắt mặt cắt I-I dầm biên 111 Hình 9.10 Sơ đồ xếp tải tính momen mặt cắt IV-IV dầm biên 113 Hình 9.11 Bố trí cáp dự ứng lực cho dầm 117 Hình 9.12 Các mặt cắt dầm (đã bố trí cáp) 118 Hình 10.1 Kích thước trụ T1 137 Hình 10.2 Tải trọng tác dụng lên thân trụ 138 Hình 10.3 Xếp xe nhịp cầu 140 Hình 10.4 Đường ảnh hưởng theo phương pháp địn bẩy (3 xếp tải) 142 Hình 10.5 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu 146 Hình 10.6 Áp lực thủy tĩnh tác dụng lên phương ngang cầu 149 Hình 10.7 Áp lực thủy tĩnh tác dụng lên phương dọc cầu 150 Hình 10.8 Áp lực đẩy nước 152 Hình 10.9 Sơ đồ mặt cắt ngàm A – A 155 Hình 10.10 Tiết diện mặt cắt A – A 163 + b4 = m 163 + h3 + h4 = 0.7+0.8 = 1.5 m 163 Hình 10.11 Tiết diện qui đổi thân trụ 168 Hình 10.12 Sơ đồ tính thân trụ 170 Hình 10.13 Sơ đồ bố trí cọc 184 Hình 10.14 Sơ đồ tính móng cọc bệ trụ 186 Hình 10.15 Kích thước móng khối quy ước 198 Hình 10.16 Biểu đồ ứng suất đáy móng khối qui ước 201 Hình 10.17 Tải trọng gây lún móng khối quy ước 203 Hình 10.18 Sơ đồ tính bệ trụ (đài cọc) 206 Hình 10.19 Tháp xuyên thủng bệ 211 Hình 11.1 Kích thước hình học trước sau mố M1 213 Hình 11.2 Kích thước hình học mặt bên mố M1 214 Hình 11.3 Kích thước hình học mặt mố M1 214 Hình 11.4 Các kí hiệu kích thước mố M1 214 Hình 11.5 Các mặt cắt tính tốn mố cầu 215 Hình 11.6 Xếp xe theo phương dọc cầu 219 Hình 11.7 Đường ảnh hưởng theo phương pháp đòn bẩy (3 chất tải) 220 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ĐATN: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL Hình 11.8 GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO Mặt cắt tính tốn A-A 224 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ THIẾT KẾ 18 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH: 18 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN: 18 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH: 18 CHƯƠNG 2: CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ 20 2.1 QUY MƠ CƠNG TRÌNH: 20 2.1.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ: 20 CHƯƠNG 3: SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 21 3.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 21 3.2 Mố cầu 21 3.3 Trụ cầu 21 3.4 Vật liệu sử dụng 21 3.5 Thiết kế sơ bộ: 22 3.5.1 Mặt cắt ngang cầu 22 3.5.2 Bản mặt cầu lớp phủ 23 3.5.2.1 Tính tốn sơ bộ: 23 3.5.2.2 Trọng lượng mặt cầu: 23 3.5.2.3 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu: 23 3.5.3 3.5.3.1 3.5.4 Lan can, lề hành 23 Chọn lan can thép ống 23 Dầm I 24 3.5.4.1 Dầm ngang 24 3.5.4.2 Dầm chủ 25 3.5.5 Mố cầu 25 3.5.5.1 Kích thước hình học mố 25 3.5.5.2 Trọng lượng phận mố cầu 27 3.5.6 3.5.6.1 Trụ cầu 28 Kích thước hình học trụ 28 SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 1651090002 TRANG ... Sơ đồ xếp t? ?i tính lực cắt mặt cắt I- I dầm biên 111 Hình 9.10 Sơ đồ xếp t? ?i tính momen mặt cắt IV-IV dầm biên 113 Hình 9.11 Bố trí cáp dự ứng lực cho dầm 117 Hình 9.12 Các mặt cắt dầm. .. 93 THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 97 9.1 Các số liệu ban đầu 97 9.1.1 Số liệu thiết kế 97 9.1.2 Số liệu thiết kế 97 9.1.3 Thiết kế cấu tạo 97 9.2 Thiết kế. .. Bảng 4.3 Bảng kh? ?i toán phương án 1: cầu dầm chữ I căng trước 47 Bảng 4.4 Bảng kh? ?i toán phương án 2: cầu dầm thép liên hợp 48 Bảng 8.1 Tung độ đường ảnh hưởng phản lực g? ?i dầm ngang 82