Luận văn Thiết kế cầu dầm bê tông cốt thép DƯL nhịp giản đơn, tiết diện I căng trước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL NHỊP GIẢN ĐƠN TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC Ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG Chuyên ngành : XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN ĐÌNH MẬU Sinh viên thực : NGUYỄN PHƯỚC TÂM Mã số sinh viên : 1331110057 Lớp : CD13ĐT TP Hồ Chí Minh, Tháng 04 Năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC TÂM TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU DẦM BTCT NHỊP GIẢN ĐƠN, TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC NHIỆM VỤ: (yêu cầu nội dung số liệu ban đầu) Số liệu: Khổ cầu: B = 12(phần xe chạy) + 2x0(lề hành) + …(lan can tự chọn) Chiều dài nhịp: L = 37m Khổ thông thuyền: Sông cấp V khổ thông thuyền 25x3,5m Tải trọng:0,65 HL 93 Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823 Mặt cắt sông cho trước: Bản vẽ 001 , hố khoan số HK32 Yêu cầu: Thiết kế phương án sơ (có so sánh phương án) Thiết kế kỹ thuật mố trụ (bao gồm phần móng) Thiết kế kỹ thuật phương án kết cấu nhịp Thiết kế kỹ thuật tổ chức thi công NGÀY GIAO: 28/12/2018 NGÀY HOÀN THÀNH: 05/04/2019 Giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Đình Mậu 1.1 Số liệu ban đầu 1.1.1 Chọn sơ kết cấu nhịp: 1.1.2 Thiết kế thoát nước 1.1.2 Lan can 1.1.3 Lề hành 1.1.4 Bản mặt cầu 1.1.5 Kích thước dầm thép: 1.1.6 Khe co giãn 1.1.7 Gối cầu 1.1.8 Đá kê gối 1.1.9 Mố cầu: 1.1.10 Trụ cầu: 1.1.10 Cấu tạo móng 11 1.1.9 Cọc khoan nhồi 11 1.2 Vật liệu sử dụng 12 1.2.1 Đối với bê tông: 12 1.2.2 Đối với thép: 12 1.2.3 Đối với cáp DƯL 13 1.3 Tổng hợp khối lượng hạng mục 13 1.4 Giải pháp kết cấu 14 1.5 Phương án thi công chủ đạo 17 1.5.1 Tổ chức thi công 17 1.5.2 Biện pháp thi công số hạng mục chủ đạo 18 1.5.3 Thi công trụ, mố T1, M1 18 1.5.4 Công nghệ thi công dầm rỗng 22 1.5.5 Công tác khe co giãn 22 1.5.6 Thi công lan can, lề hành, lớp phủ 22 2.1 Số liệu ban đầu 25 2.1.1 Chọn sơ kết cấu nhịp: 25 2.1.2 Thiết kế thoát nước 25 2.1.3 Lan can 26 2.1.4 Lề hành 27 2.1.5 Bản mặt cầu 27 2.1.7 Kích thước dầm thép: 28 2.1.8 Khe co giãn 32 2.1.8 Gối cầu 32 2.1.9 Đá kê gối 33 2.1.10 Mố cầu: 33 2.1.11 Trụ cầu: 35 2.1.12 Cấu tạo móng 36 2.1.13 Cọc khoan nhồi 36 2.2 Vật liệu sử dụng 37 2.2.1 Đối với bê tông: 37 2.2.2 Đối với thép: 37 2.2.3 Đối với cáp DƯL 38 2.3 Giải pháp kết cấu 38 2.4 Phương án thi công chủ đạo 41 2.4.1 Tổ chức thi công 41 2.4.2 Biện pháp thi công số hạng mục chủ đạo 42 2.4.3 Thi công trụ, mố T1, M1 42 2.4.4 Công nghệ thi công dầm rỗng 46 2.4.5 Công tác khe co giãn 46 2.4.6 Thi công lan can, lề hành, lớp phủ 46 2.4.7 Thi công đường đầu cầu …………………………………………….47 3.1 Về kinh tế 49 3.1.1 Cầu dầm bê tông cốt thép 49 3.1.2 Cầu dầm Thép liên hợp BTCT 49 3.2 Về kỹ thuật 49 3.2.1 Cầu dầm bê tông cốt thép 49 3.2.2 Cầu dầm Thép liên hợp BTCT 49 3.3 Về mỹ quan 49 3.3.1 Cầu dầm bê tong cót thép 49 3.3.2 Cầu dầm Thép liên hợp BTCT 50 3.4 Về tu bảo dưỡng 50 3.4.1 Cầu dầm bê tơng cót thép 50 3.4.2 Cầu dầm Thép liên hợp BTCT 50 3.5 Khái tốn chi phí cơng trình 50 3.6 Kết luận ………………………………………………………………… 53 PHẦN - THIẾT KẾ KỸ THUẬT 1.1 Lựa chọn kích thước bố trí thép lan can: 55 1.2 Xác định khả chịu lực tường lan can: 56 Khả chịu lực tường trục thẳng đứng MwH: 56 Khả chịu lực tường trục ngang Mc: 58 1.3 Xác định khả chịu lực cột lan can: 59 Cột lan can: 59 Thanh lan can: 60 1.4 Tổ hợp va xe: 60 Va xe vị trí tường: 60 Va xe đầu tường: 63 Va xe khe giãn nở nhiệt: 64 Kiểm tra chống trượt lan can: 64 Tính tốn đoạn neo thép lan can vào mặt cầu: 65 2.1 Số liệu tính tốn: 67 2.2 Tính tốn hẫng: 68 Số liệu tính tốn: 68 Tải trọng tác dụng lên bản: 68 Nội lực hẫng: 69 Tổ hợp nội lực tác dụng lên hẫng: 70 Tính tốn cốt thép cho hẫng: 71 Kiểm tra nứt cho hẫng: 72 2.3 Tính toán dầm: 73 Nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm: 73 Nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm: 74 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên dầm: 75 Tính tốn cốt thép cho dầm: 78 Kiểm tra nứt cho dầm: …………………………………………….81 3.8 Số liệu tính tốn: 85 3.9 Nội lực tác dụng lên dầm ngang: 86 Xác định nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang: 86 Tổ hợp nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang: 86 Xác định nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm ngang: 87 Nội lực dầm ngang tải trọng theo phương ngang cầu: 89 Tổ hợp tải trọng: 104 3.10 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang: 104 Tính toán cốt thép cho dầm ngang chịu momen âm: 104 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang chịu momen dương: 106 3.11 Kiểm tra nứt cho dầm ngang: 108 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu momen âm: .108 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu momen dương: 109 3.12 Tính tốn cốt đai cho dầm ngang: 110 Tại mặt cắt gối: 110 Tại mặt cắt dầm: ………………………………………… 113 4.1 Kích thước vật liệu dầm chính: 115 Kích thước dầm chính: 115 Đặc trưng vật liệu dầm chính: 116 4.2 Nội lực dầm chính: 117 Hệ số phân bố ngang: 117 Tải trọng tác dụng lên dầm chính: 120 Nội lực dầm chính: 123 Tổ hợp nội lực tác dụng lên dầm chính: 127 4.3 Bố trí cáp cho dầm chủ: 129 4.4 Đặc trưng hình học tiết diện dầm chính: 130 Bề rộng có hiệu mặt cầu: 130 Tính tốn trọng tâm nhóm cáp dự ứng lực mặt cắt: 130 Tính tốn đặc trưng hình học tiết diện mặt cắt: 131 4.5 Tính tốn mát ứng suất: 133 Mất mát ứng suất tức thời: 133 Mất mát ứng suất theo thời gian: 134 Mất mát ứng suất tổng cộng: 138 4.6 Kiểm toán cho dầm chính: 138 Kiểm toán ứng suất cáp dự ứng lực: 138 Kiểm toán giai đoạn truyền lực: 139 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: 140 Kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ: 142 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu: 144 4.7 Tính tốn cốt đai cho dầm chính: 146 4.8 Bố trí cốt thép dọc dầm chính: ………………………………………… 150 5.1 Giới thiệu chung: ………………………………………………………….151 5.1.1 Số liệu chung: 151 5.1.2 Số liệu kết cấu phần trên: 151 5.1.3 Số liệu trụ T1: 152 5.1.4 Vật liệu sử dụng: 153 5.2 Các loại tải trọng tác dụng lên thân trụ: …………………………….153 5.2.1 Tĩnh tải 154 5.2.2 Hoạt tải: 155 5.2.3 Lực hãm xe (BR) 159 5.2.4 Tải trọng gió (WS): 160 5.2.5 Tải trọng nước tác dụng lên trụ: 163 5.2.6 Lực va tàu CV: 167 5.3 Tổ hợp tải trọng ………………………………………………………….169 5.3.1 Mặt cắt ngàm A – A: 169 5.3.2 Mặt cắt đỉnh bệ B - B: 171 5.3.3 Mặt cắt đáy bệ C - C: 175 5.4 Kiểm toán mặt cắt: ………………………………………………… 178 5.4.1 Kiểm toán mặt cắt xà mũ A – A: 178 5.4.2 Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ B – B: 182 5.5 Tính tốn hệ cọc cho móng trụ: ………………………………………… 194 5.5.1 Số liệu địa chất thủy văn: 194 5.5.2 Số liệu móng trụ thiết kế: 196 5.5.3 Tính toán số lượng cọc: 199 5.5.4 Kiểm tốn móng trụ theo trạng thái giới hạn cường độ: 200 5.5.5 Kiểm tốn móng trụ theo trạng thái giới hạn sử dụng: 220 5.6 Tính tốn bệ trụ (đài cọc): ………………………………………… 223 5.6.1 Thiết kế cốt thép kiểm tra nứt cho đài cọc: 223 5.6.2 Kiểm tra chọc thủng đài cọc: ………………………………………… 230 6.1 Giới thiệu chung ………………………………………………………….231 6.1.1 Số liệu chung: 231 6.2 Các thông số thiết kế: ………………………………………………… 231 6.2.1 Các thông số đất đắp: 231 6.2.2 Vật liệu sử dụng: 231 6.2.3 Các mặt cắt tính tốn mố cầu: 234 6.3 Các tải trọng tác dụng lên mố nội lực …………………………….234 6.3.1 Tĩnh tải (DC) - Trọng lượng thân kết cấu 235 6.3.2 Hoạt tải: 237 6.3.3 Áp lực đất (EV, EH): 240 6.3.4 Hoạt tải chất thêm (LS): 243 6.3.5 Tải trọng gió: 244 6.3.6 Lực hãm xe (BR): 246 6.3.7 Lực ma sát (CR): 246 6.3.8 Lực ly tâm (CE): 247 6.4 Tổ hợp nội lực ứng với trạng thái giới hạn …………………… 247 6.4.1 Mặt cắt A-A: 247 6.4.2 Mặt cắt B-B: 248 6.4.3 Mặt cắt C-C: 248 6.4.4 Mặt cắt D-D: 249 6.4.5 Mặt cắt E-E: 249 6.5 Kiểm toán mặt cắt ………………………………………………… 250 6.5.1 Kiểm toán mặt cắt A-A: 250 6.5.2 Kiểm toán mặt cắt B-B: 253 6.5.3 Kiểm toán mặt cắt C-C: 253 6.5.4 Kiểm toán mặt cắt D-D: 256 6.6 Tính tốn hệ cọc cho móng mố ………………………………………… 259 6.6.1 Số liệu địa chất: 259 6.6.2 Số liệu móng trụ thiết kế: 260 6.6.3 Tính tốn số lượng cọc: 263 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU +Giai đoạn 1: Sau đóng cọc ván thép đến độ sâu thiết kế, lắp xong vành đai, khung chống Sau đó, đào hố móng đến cao độ thiết kế tiến hành đổ bê tông bịt đáy nước Ở giai đoạn ổn định vòng vây chủ yếu dựa vào hệ giằng, tường vây có xung hướng quay chung quanh điểm O (điểm tựa tường cọc vào giằng ngang) + Giai đoạn 2: Ở giai đoạn sau lớp BTBD hình thành cường độ, ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định cọc ván thép, cọc ván thép tựa điểm (điểm O điểm cách mặt lớp BTBD khoảng 0.5m) nên cọc ván thép xoay hay cọc ván thép giữ ổn định - Các thơng số tính tốn: +Hệ số vượt tải áp lực đất chủ động: n1 = 1.2 +Hệ số vượt tải áp lực đất bị động: n2 = 0.8 +Hệ số áp lực đất chủ động bị động lớp đất: Bảng 2.1 Hệ số áp lực đất Hệ số áp lực đất Lớp Lớp Lớp Lớp Góc ma sát 3,883 20,117 35 23,25 Chủ động Ka 0,873 0,488 0,271 0,434 Bị động Kb 1,145 2,048 3,69 2,304 Chiều dày lớp 3,4 9,5 32,2 6,3 P1 P11 P2 P3 P12 P13 t 805 1300 2000 2841 M NTC Hình 2.2 Sơ đồ tính vịng vây cọc ván thép 2.1.6.1 Áp lực nước: Áp lực nước bên cọc ván cân nên triệt tiêu SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 294 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU 2.1.6.2 Áp lực đất chủ động: + Áp lực đất chủ động P1: - Độ lớn: 1 P1 =  '1 h12 Ka1.n a = 15.3  3.42  0.873 1.2 = 92, 643(kN / m) 2 - Điểm đặt: x1 = 5,813(m) + Áp lực đất chủ động P2: - Độ lớn: P2 =  '1.h1 h Ka2 n a = 15.3  3.4  t  0.488 1.2 = 30,463t(kN / m) - Điểm đặt: x = 6,946 + 0.5t(m) + Áp lực đất chủ động P3: - Độ lớn: 1 P3 =  '2 h 22 Ka2 n a =  20.5  t  0.488 1.2 = 6.002t (kN / m) 2 - Điểm đặt: x3 = 6.946 + t(m) 2.1.6.3 Áp lực đất bị động: + Áp lực đất bị động P11: - Độ lớn: 1 P11 =  '1 h'12 Kb1.n b = 15.3  0.812 1.145  0.8 = 4.598(kN / m) 2 - Điểm đặt: x11 = 6.68(m) + Áp lực đất bị động P12: - Độ lớn: P12 =  '1 h1 h K b2 n b = 15.3  0.81 t  2.048  0.8 = 20.305t(kN / m) - Điểm đặt: x12 = 6.95 + 0.5t(m) + Áp lực đất bị động P13: SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 295 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU - Độ lớn: 1 P13 =  '2 h 22 Kb2 n b =  20.5  t  2.048  0.8 = 16.794t (kN / m) 2 - Điểm đặt: x13 = 6.95 + t(m) 2.1.6.4 Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật: Điều kiện : ML  m  MG Trong đó: ML : Tổng mômen gây lật quanh điểm O ML = Px i i = 4,001t + 56,92t + 211,596t + 538,53 m = 0.95: hệ số điều kiện làm việc MG : Tổng mômen giữ quanh điểm O MG = Px i i = 11,196t + 126,9t + 141,12t + 30,715 Giải bất phương trình: 0.95  MG  ML  6,6352t + 63,6055t − 77,532t − 509,35  Ta có nghiệm là: t ≥ 2.97m (Thỏa chiều dày lớp 9.5m) Ta chọn t=3.054m Tổng chiều dài cọc ván thép: L=11m 2.1.7 Kiểm tra độ bền cọc vòng vây: 2.1.7.1 Kiểm tra cọc ván thép: Hình 2.3 Kích thước cọc ván thép - Kiểm tra mặt cường độ tường cọc ván, hay thiết kế tường cọc ván có cường độ để chịu lực áp lực gây - Cọc ván sử dụng cọc cừ ván thép Larsen Sơ đồ tính dầm đơn giản hai gối tựa, gối vị trí tầng chống ngang, gối cách đáy lớp bêtông bịt đáy 1m Sơ đồ hình SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 296 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU 2000 2841 M NTC P1 500 500 P2 Hình 2.4 Sơ đồ tính lực gối P2 P1 598 1780 5341 Hình 2.5 Sơ đồ tính lực gối 1 P1 =  n h12 = 10  5,342 = 142,58(kN / m) 2 1 P2 =  '1 h12 Ka1.na = 15.3 1.7942  0.873 1.2 = 25,793(kN / m) 2 Momen uốn lớn điểm đặt lực P1: M = 180.108 KN.m Mômen kháng uốn tiết diện là: W = 2,200 cm3 Ứng suất lớn cọc cừ thép là:  max = M 180.108  104 = = 818.673( Kg / cm2 ) 2,200 W ( ) Ứng suất cho phép thép là:  = 2100 KG / cm2 Vậy sử dụng loại cọc để làm hố móng Tổng chiều dài cọc là: L=11m SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 297 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Chu vi vịng vây là: (7+10)×2= 34 m Vậy ta đóng sau: Phương ngang cầu ta đóng 25×2 = 50cây Phương dọc cầu ta đóng 17×2 = 34 Tổng cộng đóng 84 2.1.7.2 Tính tốn khung vành đai: Hình 2.6 Nội lực tác dụng lên khung vành đai - Dưới tác dụng áp lực thủy tĩnh cọc ván thép truyền lên hệ khung vành đai lực với phản lực gối A : q = RA = 45.02 KN/m - Sơ đồ tính vành đai cọc ván thép hình vẽ dưới: SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 298 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Hình 2.7 Sơ đồ tính vành đai a) Tính khung vành đai dài: - Sơ đồ tính: Hình 2.8 Sơ đồ tính vành đai dài - Biểu đồ nội lực giải SAP 2000 V.14 sau: Hình 2.9 Biểu đồ nội lực vành đai dài b) Thanh vành đai ngắn: - Sơ đồ tính: Hình 2.10 Sơ đồ tính vành đai ngắn - Biểu đồ nội lực giải SAP2000 V.14 sau: SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 299 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Hình 2.11 Biểu đồ nội lực vành đai ngắn - Để đơn giản cho q trình thi cơng ta chọn loại tiết diện dầm cho khung vành đai dài ngắn Vì ta thiết kế cho khung có nội lực lớn Từ biểu đồ nội lực ta lấy vành đai dài để thiết kế Hình 2.12 Biểu đồ nội lực vành đai dài + Mômen lớn (tại gối tựa): M = 143.47 (KN.m) + Lực dọc (do ngắn truyền qua): N = 267.13 (KN) - Chọn thép làm vành đai : tf + Thép sử dụng để làm vành đai thép theo tiêu chuẩn AISC, N036 Y d X X tw Y bf Hình 2.13: Mặt cắt hình học thép I Bảng 2.2: Kích thước dầm I d, mm bf , mm 300 150 tf, mm 18.5 tw, mm 10 + Mơmen qn tính : Ix =12700 cm4 + Diện tích tiết diện: F = 83.47 cm2 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 300 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + Momen kháng uốn: W = 849 cm3 + Ứng suất lớn nhất: max M N 143.47 104 267.13 102 kG kG = + = + = 2,010  [] = 2,100 W F 849 83.47 cm cm Kết luận: Vậy chọn thép chữ I N030 dùng làm khung vành đai dài ngắn 2.1.8 Chọn búa đóng cọc ván thép: Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào đất cát hiệu phương pháp rung Búa rung sử dụng loại NVA-60SS hãng Nipped IND có thơng số sau : Q=3.25 T : Trọng lượng búa M=2200 kGcm : Momen lệch tâm lớn  =1200 (vòng/phút)=126 rad/s A = 7.9 mm Biên độ dao động 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 : SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 301 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU n T = u. fi '.hi = 0.97 1 6.35 = 6.1595T : lực cản đất tác dụng vào cọc i =1 đóng đến chiều sâu tối đa Với : u= 0.97 m: chu vi cọc ván thép fi' =1.0 T/m2 :lực ma sát đơn vị hi = 6.35 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 6.1595 = 6.1595(T) Với búa chọn : Qd = M  2200.10−3.10−2.1262 = = 35.6 T >6.16T => THỎA g 9,81 + Điều kiện : Biên độ chấn động phải thích hợp hạ cọc dễ dàng Biên độ chấn động phụ thuộc vận tốc góc, loại cọc loại đất  Mc 2,200  A 1 = 0.55cm  A 0.4;0.6 cm  thõa Qo 3,250 + 765.33 Trong đó: -  = hệ số xét với cọc ván thép - Mc=2,200 KG.cm : Moment lệch tâm lớn - Qo : trọng lượng cọc cộng búa chấn động + Điều kiện : Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn, đảm bảo hạ cọc nhổ cọc nhanh Q0  po F Q 1   2 Qd Trong đó: - Qo : trọng lượng cọc cộng búa chấn động Qo= P+q=3250+765.33 = 4,015.33 (KG) P: trọng lượng búa SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 302 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU q=78.9kg/m x 9.7m = 765.33 kg :trọng lượng cọc - F=201 cm2 : Diện tích tiết diện cọc - Po: tra bảng 3.11 trang 195 Sách Thi cơng móng mố trụ cầu_Lê Đình Tâm Po=4 KG/cm2 1 =0,15  =0,5 :Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép Thay vào : Q0  po F  4,015.33   201 = 804 Q 4,015.33 1   2  0.15  = 0.113  0.5 Qd 35600 Chọn búa hợp lý 2.2 Thiết kế ván khuôn đổ bê tông bệ trụ: 2.2.1 Xác định áp lực ngang bê tông tươi tác dụng lên ván khn: q R H Pmax Hình 2.14 Sơ đồ lực tác dụng vữa - Dùng đầm rung có thơng số sau: + Bán kính ảnh hưởng đầm dùi : R = 0.75m + Bước di chuyển dùi không 1.5R=1.125m - Chọn máy trộn bê tông: + Năng suất máy trộn: N = Vsx f nck Ktg Trong đó: Vsx: dung tích sản xuất thùng trộn, V = 1m3 f : hệ số xuất liệu, f = 0,7 Ktg = 0,8 : hệ số sử dụng thời gian nck = 3600 : số mẻ trộn t ck SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 303 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU tck = t1 + t2 + t3 Trong đó: t1: thời gian đổ vật liệu vào thùng, t1 = 60(s) t2: thời gian trộn vật liệu, t2 = 150(s) t3: thời gian đổ bê tông ra, t3 = 20(s) n ck = 3600 = 15.652 60 + 20 + 150  nck = 15 (mẻ trộn/h)  N = 1x0,7x15.652x0,8 = 8.765 (m3/h) => h = N Smong = 8,765 = 0.219m 58 - Chiều cao tác dụng vữa sau 4h : H =  h =  0.219 = 0.876m - Áp lực ngang vữa Pmax = n(q +  btR)= 1.3  ( 600 + 2350  0.75) = 3071 kg / m2 - Với: n – hệ số tải trọng 1,3 R – bán kính tác dụng đầm dùi R=0.75m q– lực xung động đổ bê tông gây q=600 Kg/ m2=6 kN/m2 (Do đổ bê tông trực tiếp thùng dung tích V>0.8 m3 )  bt =23.5KN/ m3 2.2.2 Thiết kế ván khn bệ móng trụ: Cấu tạo ván bao gồm tôn lát, xung quanh dùng thép góc L để đóng khung viền bao kín mép ván, cánh đứng thép góc khoan sẵn lỗ khoan đường kính φ20 có khoảng cách thống để liên kết ván lại với bulông Do tôn lát mỏng nên phải tăng cường phía sau ván sườn tăng cường đứng ngang, sườn đứng bố trí theo cạnh ngắn liền suốt theo cạnh này, sườn ngang chia thành đoạn lọt khoảng cách hai sườn đứng hàn vào sườn đứng Các ván liên kết với cách bắt bulông theo cạnh thép góc viền mép, có gioăng cao su đệm để giữ kín nước Ngồi liên kết then chốt hình nêm Trên ván khoan sẵn hai lỗ khoan hai góc để lắp giằng sau Ở chọn loại có kích thước: SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 304 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU THÉP GÓC L75x75x9 THÉP BẢN DÀY 4mm Hình 2.15 Ván khn bệ mố 2.2.2.1 Kiểm tốn tơn lát: Bản thép ván khn tính theo kê bốn cạnh ngàm cứng vào momen uốn lớn nhịp xác định theo công thức : Hình 2.16 Tơn lát - Chiều cao đổ bê tơng: H = 0.876 (m) - Xc định p lực bê tông tươi: Pmax = n.(q +  bt R) (  Pmax = 1,3  ( 600 + 2350  0.75) = 3071 kg / m2 - ) Áp lực trung bình bê tơng lên ván khn: − + P H R ( q + Pmax ) R ( ) max Ftd = Pqđ = H H 3071 ( 0.876 − 0.75) +  ( 600 + 3071)  0.75 = = 2013, KG / m2 0.876 ( SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 ) Trang 305 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Hình 2.17 Sơ đồ lực tác dụng vữa - Thép ván khuôn tính kê bốn cạnh ngàm cứng mơmen uốn lớn nhịp xác định theo cơng thức: Mmax = α.Pqđ.b2 Trong đó: + α: hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b Có a/b =50/50 =1 => tra bảng 2.1/62 sách THI CÔNG CẦU BÊTƠNG CỐT THÉP Ta có: α = 0,0513 2  Mmax =  pqd  a = 0,0513  2013,4  0,5 = 25,821 (kG.m) - Mômen kháng uốn 1m bề rộng thép bản: Wx = 100.0,4 = 2,667(cm ) - Kiểm tra cường độ thép bản: M max  Ru Wx max = Trong : + Ru: cường độ tính toán thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) max = 25,821102 = 968,17(kG / cm2 )  R u = 2100(kG / cm2 ) 2,667 => Vậy điều kiện cường độ thép thoả mãn 2.2.2.2 Kiểm tra độ võng thép bản: f =  Ptđ  a l  [f ] = (đối với mặt bên) E. 250 + Ptd : áp lực quy đổi khơng tính lực xung kích + hệ số phụ thuộc tỷ số a/b = 0,5/0,5 =1 => tra bảng 2.1/62 sách thi công cầu với hệ số (a/b=1) Ta có: β = 0,0138 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 306 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + a =50cm =0,5m + = 0,4cm l chiều dy thp + E môđun đàn hồi ván thép E = 2,1.106(kG/cm2) => f = [f] = 0,0138  0, 2013  504 = 0,129cm 2,1106  0, 43 l 50 = = 0,2cm 250 250 f = 0,129cm < [f] = 0,2cm => Vậy điều kiện độ võng nhịp thép đảm bảo 2.2.2.3 Kiểm tra khả chịu lực thép dầm ngang: - Các thép sườn ngang xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng - Thép sườn ngang chiệu áp lực bê tông lớn chiều dài thép.Vì momen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) xác định theo công thức sau: M tt max  a − b2   3a − b2  b2 = nq1   + nq = nPmax b   12    24  Trong đó: + a: Khoảng cách thép sườn đứng a=500mm = 0.5m + b: Khoảng cách thép sườn ngang b=500mm = 0,5m + Pmax: Ap lực lớp bê tông tác dụng lên sườn ngang + q1 = Pmax  b - Momen lớn nhịp là:  3a − b2   3 0,52 − 0,52  Mtt max = Pmax b   = 3071 0,5    = 31.99 (kG.m) 24  24    Ta chọn ván khuôn hình bán nguyệt thép sàn ngang, cịn chịu tác dụng lực dọc N lên vịng ván khn + F = 12.69cm2 + Jx = 64.4cm4 + ix = 2,25cm SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 307 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + Wx = 12.1cm3 + z = 2.17 cm - Kiểm tra điều kiện cường độ:  max = M max  Ru Wx + Ru: cường độ tính tĩan thep chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) 31.99 102 = 264.38(kG / cm2 )  R u = 2100(kG / cm2 ) =>  max = 12.1 => Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn 2.2.2.4 Kiểm toán khả chịu lực thép đứng: Thép sườn đứng chịu tải trọng : Ptt = Pmax  a = 3071 0.5 = 1535.5kG / m Trong : Pmax áp lực ngang lớn bê tông tươi => Pmax = 1,3  ( 600 + 2350.0.75) = 3071( kG / m2) Momem lớn sườn đứng : Mttmax = P tt  l2 1535.5 12 = = 153.55kG.m 10 10 Chọn thép sườn đứng loại thép góc L75x75x9 có thông số sau đây: Suy :  max = M max 153.55 102 = = 1269.01(kG / cm2 )  Ru = 2100(kG / cm2 ) Wx 12.1 Thỏa mãn điều kiện SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TÂM MSSV: 1331110057 Trang 308