BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
B,o c,o thùc tẾp tèt nghiƯp
MỤC ĐÍCH:
Đợt thực tập tốt nghiệp giúp cho sinh viên có điều kiện thâm nhập vào thực tế và làm quen với những công việc kỹ thuật trong lĩnh vực chuyên môn xây
dựng cầu đ- ờng Từ đó tạo điều kiện cho Sinh viên củng cố, cập nhật và bổ xung
những kiến thức đã học thông qua các hoạt động thực tiễn tại nơi thực tập, từ đó phục vụ cho thiết kế luận án tốt nghiệp
TU NHAN XET TRONG QUA TRINH THUC TAP CUA BAN THAN
Trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua em đ-ợc nhà tr- dng phân về Viện Khoa học và Công nghệ- Bộ GTVT
Tại đây nhóm thực tập đã đ- ợc phân cho thực tập tại Viện Cầu Hâm
và trong quá trình thực tập đã đ- ợc các cán bộ trong viện h- ớng dẫn rất nhiệt
tình, tận tụy kể cả khi ở trong công ty và ngồi cơng tr- ờng
Trong quá trình thực tập tại đây em đã có nhiều cơ hội đ- ợc tiếp xúc,
tìm hiểu các hồ sơ thiết kế kỹ thuật, thiết kế thi công, các hồ sơ mời thầu v.v Từ đó đã tích luỹ đ-ợc nhiều vấn đề kỹ thuật trong xây dựng và củng cố những kiến thức đã học ở tr- dng
Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ của Viện Cầu Hầm, đặc biệt
là các bác lãnh đạo đã tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm thực tập chúng em đ- ợc tham gia tìm hiểu và có đ-ợc điều kiện đ-ợc tiếp xúc với những công
việc th- c tế — những công việc của một kỹ s- cầu đ-ờng mà trong quá trình
học tập ở tr- ờng chúng em ch- a có cơ hội d- ge tiếp xúc và tìm hiểu, tạo điều
kiện để chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập này
Em cũng xin cảm ơn bộ môn Cầu Ham đã tạo điều kiện để chúng em có đợt thực tập quan trọng và nhiều bổ ích này
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 2PHẨNI GIỚI THIỆU VỀ VIÊN KHOA HOC VA CONG NGHE GIAO THONG VAN TAI HA NOI
1 Qúa trình thành lập:
Tiền thân của Viện là Viện thí nghiệm vật liệu, thành lập vào năm 1956 và đến năm 1996 đ-ợc đổi tên thành Viện KHCN GTVT (trong thời gian từ 1956- 1996 Viện cũng đ- ợc đổi thành nhiều tên khác) Nhiệm vụ khi mới thành lập của Viện trong những năm kháng chiến là thí nghiệm vật liệu phục vụ cho thi công
các công trình xây dựng
Hiện nay Viện Khoa Học Và Công Nghệ GTVT trực thuộc Bộ GTVT là cơ quan nghiên cứu, triển khai khoa học và công nghệ, hoạt động theo cơ chế đơn vị
sự nghiệp có thu Đội ngũ cán bộ của Viện đa phần còn rất trẻ,có trình độ cao,
phần lớn là tiến sĩ, thạc sĩ Tổng số cán bộ công nhân viên chức và nhân viên
làm việc của Viện tính đến hết 2005 là hơn 620 ng- ời
2 Nôi dung hoạt động chính của Viện:
> Tham m-u cho Bộ GTVT về các vấn đề thuộc các lĩnh vực khoa học công
nghệ GTVT Thực hiện các nhiệm vụ chính trị đột xuất đ- ợc giao > Nghiên cứu khoa học- Phát triển công nghệ
> Đào tạo kĩ thuật nghiệp vụ, thí nghiệm viên ngắn hạn, t- vấn giám sát,
tiến sĩ chuyên nghành
> Triển khai ứng dụng khoa học công nghệ trong các công trình GTVT 3 Chức năng,Nhiệm vụ chủ yếu của Viện
Chức năng chủ yếu là nghiên cứu khoa học, và phát triển công nghệ
> Nghiên cứu xây dựng cơ chế chính sách Quy hoạch và kế hoạch phát triển
khoa học và công nghệ GTVT
> Xây dung các dự báo, định h- ớng nghiên cứu khoa học và phát triển công
nghệ trong nghành GTVT
»> Nghiên cứu thiết kế chế tạo các kết cấu thép, các thiết bị thi công công
trình, các thiết bị dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho nghành GTVT
> Điều tra khảo sát, đánh giá tác động môi tr-ờng của các cơ sở công
nghiệp, các dự án xây dung kết cấu hạ tậng GTVT
Trang 3
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU >
>
Nghiên cứu đánh giá các công nghệ đã áp dung trong dự án, các công
trình quan trọng đã thực hiện của Bộ GTVT
Nghiên cứu các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm kỹ thuật chuyên nghành
giao thông vận tải, xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn cấp cơ sở đối với
các lĩnh vực ch-a có tiêu chuẩn Việt Nam hay tiểu chuẩn nghành để chủ
đầu t- và các đơn vị sản suất tham khảo đ- a vào các ch- ơng trình, dự án
cụ thể khi đ- ợc bộ GTVT cho phép
Triển khai ứng dụng khoa học công nghệ trong các lĩnh vực xây dựng công trình, vật liệu xây dựng, điện tử-tin học, cơ khí GTVT, bảo vệ công
trình giao thông, bảo vệ mơi tr-ờng, an tồn giao thông và thẩm định về an tồn giao thơng
Tổ chức hợp tác đào tạo chuyên nghành nguồn nhân lực khoa họcvà công
nghệ giao thông vận tải theo nhiệm vụ của nhà n- ốc hoặc của bộ giao cho, bồi d- ống nâng cao nghiệp vụ kỹ thuật chuyên nghành giao thông vận tải
cho thí nghiệm viên, giám sát viên, cán bộ quản lí dự án
Thực hiện các hoạt động hợp tác quốc tế liên quan tới nghiên cứu khoa
học, chuyển giao công nghệ về các lĩnh vực thuộc chức năng của Viện
theo quy định của pháp luật
Thực hiên các dịch vụ khoa học kỹ thuật và t- vấn về khảo sát, thiết kế
thảm định, lập dự án đầu t-, giám sát chất l-ợng công trình, đào tạo
chuyển giao công nghệ và sở hữu công nghiệp trong giao thông vận tải
Tham gia kiểm định, giám định, thí nghiệm kiểm tra đánh giá chất l- ợng
vật liệu, các công trình giao thông đang khai thác, đang thi công hoặc
nghiệm thu đ-a vào sử dụng theo phân công của Bộ tr-ởng, để xuất các biện pháp tổ chức-kỹ thuật trong việc bảo d-ỡng, gia cố, phục hồi, sửa chữa, hoặc nâng cấp các công trình giao thông bảo đảm yêu cầu chất
I-ong, tham gia kiểm tra năng lực, phúc tra số liệu của các phòng thí
nghiệm của các đơn vị thuộc Bộ GTVT
Trang 4> >
Tự chủ và chịu trách nhiệm về quản lí tổ chức, biên chế, tài chính theo quy định của pháp luật và phân cấp quản lí của Bộ
Thực hiện các nhiệm vụ khác do Bộ tr- ởng giao
4 Một số công trình nghiên cứu khoa học và dự án Viện đã nghiên cứu và tham gia > > > >
Nghiên cứu thiết kế và công nghệ thi công cầu dây văng tại Việt Nam Nghiên cứu về sa bồi và công nghệ mới trong xây dựng cảng biển n- ớc
sâu
Các giải pháp công nghệ phát triên GTVT vùng đồng bằng sông cửu long
Thiết kế và chế tạo một sô thiết bị chuyên dụng phục vụ sửa chữa, nâng
cấp cầu bê tông tại VN
Nghiên cứu công nghệ mới trong xây dựng mặt đ- ờng bộ và đ- òng sân
bay bằng bê tông cốt thép và cốt thép ứng suất tr- ớc
Nghiên cứu ứng dụng bê tông siêu bền và bê tông tự đầm trong xây dựng
cầu BTCT DƯL
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đúc hãng trong thi công cầu dây văng
Các dự án viện đã tham gia :
>
Vv
Nâng cấp quốc lộ 1A-đoạn HN-Vinh; thành pho HCM-Can Thơ; HN-
Lạng Sơn; t- vấn giám sát thi công
Trang 5BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU M« hxnh tœ chøc cđa ViƯn VIỆN TRỊ ỞNG CÁC PHÓ VIỆN TRỊ ỞNG
PHAN VIEN PHAN VIEN
KHOA HOC KY THUAT GTVT MIEN KHOA HOC KY THUAT GTVT MIEN
TRUNG NAM
05 PHONG QUAN LY NGHIEP VU 10 PHONG NGHIEN CUU KHCN
- PHONG QUAN LY NCKH & HGP TAC QUOC TE - PHÒNG KẾ HOẠCH VÀ QUẢN LÝ THIẾT BỊ - PHÒNG TỔ CHỨC CÁN BỘ - PHÒNG TÀI CHÍNH KẾ TỐN - VĂN PHÒNG 03 PHÒNG THÍ NGHIỆM - PHONG THI NGHIEM TRONG DIEM D- ONG BOT
- PHONG CAU- HAM
- PHONG D- ONG BO- SANBAY - PHONG DIA KY THUAT
- PHÒNG KHAI THÁC ĐÁ - CHẤT NỔ - PHÒNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG - PHÒNG CANG - Ð- ỜNG THỦY
- PHONG CONG TRINH NGAM
- PHÒNG GIAO THONG DO THI - D- ONG SAT
` “ ^ 2 X ^ - PHÒNG ĐIỆN TỬTIN HOC
- PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM Ð- ỜNG BỘII [Ƒ]
^ z e 4 ` ^ - PHÒNG CÔNG NGHỆ KIM LOẠI
- PHÒNG THÍ NGHIEM TRONG DIEM D- ONG BO III : `
08 TRUNG TÂM
- TRƯNG TÂM T- VẤN THIẾT KẾ VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ XÂY DUNG CÔNG TRÌNH GTVT
- TRƯNG TÂM KIỂM ĐỊNH CHẤT L- ỢNG CƠNG TRÌNH GTVT
- TRUNG TÂM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BẢO VỆ CƠNG TRÌNH VÀ PH- ƠNG TIỆN GTVT - TRUNG TÂM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MÁY XÂY DỰNG VÀ CƠ KHÍ THỰC NGHIỆM - TRUNG TAM DAO TAO VA BOI D- GNG NGHIEP VU KỸ THUẬT GTVT
- TRUNG TAM KHOA HOC VA BAO VE MOT TR- ONG TRONG GTVT
-TRUNG TAM T- VAN DAU T- PHAT TRIEN CO SO HA TANG GTVT
- TRUNG TAM THONG TIN KHOA HOC KY THUAT GIAO THONG VAN TAI
Trang 6Một số hình ảnh về các công trình mà Viện khoa học Giao thông tham gia :
Câu Cân Thơ ( mô hình )
Trang 7
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
5 Kết quả thực tập
1 Tuần từ (29/12/08 - 2/1/09)
Đọc và tìm hiểu về lịch sử của viện khoa học công nghệ GTVT trong đó có Phân viện chuyên nghành Cầu Hầm là nơi chúng em đ- ợc phân về thực tập
Tìm hiểu một số đồ án thiết kế cầu dùng công nghệ đúc hãng:
a) Cầu Cẩm Lệ: Cầu gồm 3 nhịp liên tục, 55+90+55 m, bang BTCT DUL theo
công nghệ đúc hãng cân bằng
b) Cầu Yên Lệnh: Cầu Yên Lệnh ở địa phận tỉnh H-ng Yên, có kết cấu cầu dẫn là dâm SuperT thi công theo công nghệ đúc đẩy, cầu chính theo công nghệ
đúc hãng cân bằng
Kết cấu nhịp cầu: 38 + 13x42+50+90,6+5x120+90,6ó+50+11x42+38
2 Tuần từ (5/1/09 _- 9/1/09)
2.1 Bổ sung kiến thức
Quá trình thực tập cũng đồng thời là khoảng thời gian để em ôn tập và củng cố kiến thức còn thiếu sót về các môn học liên quan tr- ớc đây, qua đó có thể nắm vững hơn kiến thức về các môn học nh- cơ kết cấu, sức bền vật liệu, kết cấu bêtông và đồng thời tham khảo thêm các ch- ơng trình tin học ứng dụng quan trọng cần sử dụng nh- AUTOCAD, EXCEL
2.2 Nghiên cứu ảnh h- ởng của gió đối với công trình cầu
Tham khảo, tìm hiểu các định nghĩa, các ph- ơng pháp tính toán, các tác động
do gió đối với công trình cầu và các biện pháp hạn chế các tác động do gió Do thời gian hạn chế nên việc tìm hiểu chỉ dừng lại ở giới hạn nắm bắt và hiểu hơn về việc xem xét các yếu tố tác động cũng nh- các yếu tố ảnh h-ởng đối với các công trình cầu
3 Tuần từ (1211/09 - 16/01/09) 3.1 Học tập kinh nghiệm sản xuát
Trang 8tinh thần và trách nhiệm với công việc sẽ rất có ích cho quá trình công tác sau này
3.2 Tiếp tục đọc và tìm hiểu về hồ sơ kĩ thuật một số công trình mà viện tham gia xây dựng và sửa chữa nh- : Dự án cầu Kiền ( Hải Phòng), dựa án cầu Vĩnh Tuy , dự án nút giao thông cầu v- ợt Văn Cao —Hồ Tây
4 Tuần từ (2/02/09 - 6/02/09):
4.1 Đ- ợc giao viết một số chuyên đề nhằm phục vụ cho viết báo cáo thực tập cũng nh- chuẩn bị cho đợt làm đồ án sắp tới
4.2.Đi thực tế đếm l- u 1- ợng ng- ời qua đoạn hầm dành cho ng- ời đi bộ ờ ngà T- Sở
$ Tuần từ 9/02/09 - 13/02/09): 5.1.Tiếp tục đọc, nghiên cứu tài liệu
5.2 Hoàn thành và nộp chuyên đề đã đ- ợc giao
5.3.Tổ chức đi thực tế cầu Vĩnh Tuy tham quan môi tr- ờng xây dựng cầu ngoài
hiện tr- ờng, quan sát quá trình thi công cọc khoan nhồi Một số hình ảnh chụp đ- ợc trong qúa trình tham quan:
Trang 9
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Trang 11
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
PHẦN II : NỘI DUNG THUC TAP
1.Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 I.1.Tải trọng và các hệ số tải trọng
Nội dung tiêu chuẩn: s* Tải trọng:
" Tĩnh tải: Là trọng l-ợng bản thân của các kết cấu trên cầu nh-: kết cấu th-ợng bộ(dầm, lớp phủ, lan can, gờ chấn ),
kết cấu hạ bộ(mố,fru)
= Hoat tai 6 tô HL-93, gồm tổ hợp của:
-Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc -Xe hai trục thiết kế với tải trọng làn Trong đó: Xe tải thiết kế: © 35 kN 145 kN 145 kN 4300 mm 4300 mm tới 900mm
600 mm nói chung aa)
300mm mút thừa của mặt cầu 1800 mm Làn thiết kế 3600 mm Xe hai trục : gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm Cự ly
chiều ngang của các bánh xe lấy bằng 1800mm
v Tải trọng làn : gồm tải trọng 9,3kN/m phân bố đều theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu đ-ợc giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích
= Tai trong ng- di
Trang 12
Tải trọng ng- ời trên cầu ô tô (có lề đ- ờng dành cho ng- ời đi bộ rộng hơn 600mm) bằng 3x10-3 Mpa Đối với cầu chỉ dành cho ng- ời đi bộ hoặc đi xe đạp, phải thiết kế tải trọng ng- ời bằng 4,1x10-3Mpa Không tính hệ số xung kích cho tải trọng ng- ời đi "Lực xung kích
Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh đ- ợc lấy bằng: (1 + IM/100) Lực xung kích không đ- ợc áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế Bảng - Lực xung kích IM Cấu kiện IM Mối nối bản mặt cầu 75% Tất cả các trạng thái giới hạn Tất cả các cấu kiện khác Trạng thái giới hạn mỏi và giòn 15% Tất cả các trạng thái giới hạn khác 25% = Luc ly tam La một lực nằm ngang theo h- ớng ngang cầu đặt cách mặt đ- ờng xe chạy 1,8m Trong đó: v- tốc độ thiết kế đ- ờng ôtô (m/s) g- gia tốc trọng tr- ờng (=9,8m/s2) R- bán kính cong của làn xe (m) " Lực hãm xe BR Lực hãm lấy bằng 25% trong 1- ợng các trục xe tải hoặc xe đặc biệt đặt trên tất cả các làn xe chạy cùng h- ớng
Lực hãm nằm ngang theo ph- ơng dọc cầu, cách mặt cầu 1,8m " Lực va xô của tàu thuyền Cy
Trang 13
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU Lực va đâm thẳng tầu vào trụ tính theo công thức: P.=I,2x10 xvxA|DWT Trong đó: P;- Lực va tau tính bằng Ñ DWT- trọng tải của tàu tính bằng tấn v- vận tốc va tầu(m/s)
= Tai trong gid
Bao gồm: - Gió tác dụng lên kết cấu Ws, gid tac dung 1én hoat tai W, theo ph- ơng dọc và ngang cầu
- Gió tác dụng thẳng đứng Wy
Xác định tốc độ gió thiết kế v(m/s)
V=V;.S (3.8.1.1-1)
Trong đó :
Vẹ - Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió có đặt cầu đang nghiên cứu, nh- quy định trong bảng 3.8.1.1- 1
S— Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu ' Gió tác dụng lên kết cấu
Theo ph- ơng ngang cầu:
Py = 0,0006.V?.A,.C, = 1,8A, (KN) (3.8.1.2.1-1) Trong đó: v — tốc độ gió thiết kế (m/s)
A,— điện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang
(m2)
Cạ— hệ số cản Theo ph- ơng dọc cầu:
T-ơng tự nh- ph- ơng ngang, tuy nhiên với kết cấu đặc cho phép lấy tải trọng đọc bằng 25% tải trọng ngang cầu
v' Tải trọng gió đứng WV
Trang 14Trong đó: A, — diện tích phẳng của mặt cầu hay bộ phận dùng để tính tải
trọng gió thắng đứng (m2)
Chỉ tính tải trọng gió thẳng đứng trong các trạng thái giói hạn không có gió tác dụng lên xe cộ, và chỉ khi h- ớng gió vuông góc với tim cầu Lực gió này
tác dụng cùng với lực gió ngang
Gió tác dụng lên hoạt tải WL Theo ph- ơng ngang cầu:
Gió tác dụng lên hoạt tải là tải trọng rải đều có c- ờng độ 1,5 kN/m, đặt cách
mặt đ- ờng xe chạy 1,8 m
Theo ph- ơng dọc cầu:
Gió tác dụng lên hoạt tải coi nh- một tải trọng rải đều có c- ờng độ 0,75 kN/m, đặt cách mặt đ- ờng xe chạy 1,8 m " Ngoài ra còn xét đến áp lực đất, áp lực n- ớc, động đất Các công thức tính toán áp lực đất : y.H? EH = K.B - Công thức tính áp lực đất nh : Trong đó :
Trang 15BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU +) øØ: Gócgiữa ph- ơng đất đắp với ph- ơng thẳng đứng : Ø=90° +) ø: Góc nội ma sát của đất đắp : =35° +) ø: Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất : g =30° +) ø: Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất : ø= 40” - Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố : LS=K,h,„.H.B a” “eq Trong đó : +) H: Chiều cao t- ờng chắn chịu áp lực đất +) B: Bề rộng t- ờng chắn chịu áp lực đất +) K: Hệ số áp lực đất chủ động +) z: Trọng l- ợng riêng của đất
+) h„„ : Chiều cao lớp dat t- ong d- ơng của hoạt tải
- Chiều cao lớp đất t-ơng đ-ơng của hoạt tải xác định theo chiều cao t- ờng chắn : Chiều cao t- ờng chắn Chiều cao lớp đất t- ơng H (mm) d- ong h¿„ (mm) <1500 1700 1500 +3000 1200 3000 +6000 760 29000 610 4% Các trạng thái giới hạn và tổ hợp tải trọng
Khái niệm: Trạng thái giới hạn là trạng thái (mức độ) của kết cấu đ- ợc đ- a ra để so sánh khi v-ợt qua nó thì kết cấu đ- ợc coi là h- hỏng, không còn thoả mãn yêu cầu thiết kế
Có thể đánh giá công trình cầu theo nhiều tiêu chí khác nhau từ đó hình thành
Trang 16+ Nhóm các trạng thái giới hạn về c- ờng độ chịu lực: Khi xảy ra chúng kết
cấu cầu không còn khả năng chịu các tác dụng lực nữa nh- đứt gẫy, chảy dẻo vật liệu, mất ổn định
+ Nhóm trạng thái giới hạn đặc biệt: Khi xảy ra chúng thì kết cấu không
còn khả năng chống lại các tác động đặc biệt nh- động đất, va xô của tàu bè, va chạm của xe cộ
+ Nhóm các trạng thái giới hạn về sử dụng: Khi v- ợt qua chúng thì kết cấu
không đảm bảo các điều kiện khai thác bình th- ờng nh- độ võng quá lớn, vết
nứt quá lớn, rung động quá lớn
+ Nhóm trạng thái giới hạn mỏi: Xét khả năng chịu tác tác động của tải
trọng lặp, trùng phục
Kết cấu hay bộ phận kết cấu có thể chịu tác động của một tải trọng hay nhiều tải trọng một cách đồng thời có thể dẫn đến các trạng thái giới hạn Tập hợp của các tải trọng tác động đồng thời có thể gây bất lợi cho kết cấu gọi là
Tổ hợp tải trọng
Tiêu chuẩn TCN-272-01 yêu cầu xét các trạng thái giới hạn cùng với các
tổ hợp tải trọng t- ơng ứng d- ới đây: Trạng thái| Mục đích kiểm tra Tải trọng đ- ợc xét giới hạn C-ong d6 | Khả năng chịu lực của kết cấu d- ới tác Xe va ng- oi, khong
I dụng của tải trọng thẳng đứng có gió
C-ong d6 | Khả năng chịu lực của kết cấu d- ới tác Gió có tốc độ lớn
H dụng của tải trọng ngang hơn 25m/s
C-ong d6 | Khả năng chịu lực của kết cấu d- ới tác Xe và ng- ời bình II dụng đồng thời của tải trọng thẳng th- ờng kết hợp với
đứng và ngang gió có vận tốc
25m/s
Dac Khả năng chụi lực của kết cấu do các Động đất, va xô tàu
Trang 17BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Sử dụng | Khả năng đảm bảo các yêu cầu khai Tất cả các tải trọng
thác bình th- ờng của công trình nh- có thể và gió có vận không xuất hiện độ võng, vết nứt hay tốc 25m/s đao động quá lớn Mỏi Khả năng phá hoại mỏi và đứt gẫy đột Tải trọng xe thẳng ngột đứng s* Hệ số tải trọng
Khái niêm: Một loại tải trọng tác dụng lên công trình có thể biểu thị nhiều
giá trị khác nhau Ví dụ nh- tác động của gió với các vận tốc khác nhau gây ra các tác động với mức độ rất khác nhau đối với công trình hoặc do những sai
sót thi công có thể làm sai lệch trọng I- ong bản thân của kết cấu Vì những lý
do nêu trên, trong Tiêu chuẩn thiết kế đ- a vào hệ số tải trọng đ- ợc định nghĩa nh- sau:
Hệ số tải trong: Hệ số xét đến chủ yếu là sự biến thiên của các tải trọng, sự thiếu chính xác trong phân tích và xác suất xảy ra cùng một lúc của các tải trọng khác nhau, nh- ng cũng liên hệ đến những thống kê về sức kháng trong quá trình hiệu chỉnh
Hệ số tải trọng cho các tải trọng khác nhau bao gồm trong một tổ hợp tải trọng thiết kế đ- ợc lấy nh- quy định trong Bảng 1-1
Trang 18C-ờng độ II Ys 1,35 | 1,00 0.4 |1,00 | 1,00 |0,5/1.20 | Yq | Ye - - Đặc biệt % 0,50 1,00 - - 1,00 - - 1,00 |1,00 | 1,00 Sử dụng 10 1,00 | 1,00 0,30|1,00 | 1,00 |1,0/1,20 | ve | Yse - - Mỗi chỉ có LL,, IM&CE -J 975 | - 7 - Sf - - Chú thích:
+ Giá trị lớn hơn với hệ số tải trọng của UT, CR, SH để tính đến biến dạng, giá trị nhỏ hơn để tính cá hiệu ứng khác
+ Hệ số tải trọng đối với lún đ- ợc quy định cụ thể trong các đồ án + Hệ số tải trọng đối với Građien nhiệt đ- ợc lấy nh- sau:
1 Bằng 0 tại TTGH c- ờng độ và đặc biệt
2 Bằng I tại TTGH sử dụng khi không có hoạt tải 3 Bằng 0,5 tại TTGH sử dụngkhi có hoạt tải - _ Hệ số tải trọng dùng cho các tải trọng th- ờng xuyên Hệ số tải trọng Loại tải trọng Lớn nhất Nhỏ nhất
DC: Cấu kiện và các thiết bị phụ 1,25 0,90
Trang 19BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU ES: Tải trọng đất chất thêm 1,50 0,75 8) Hệ sốlàn Số làn chất Hệ số làn tải (m) 1 1,20 2 1,00 3 0,85 >3 0,65
- Nếu trên cầu đồng thời có một số làn xe thì phải nhân với hệ số làn xe để xét đến xác suất xảy ra hiệu ứng cực đại Bảng hệ số làn:
-_ Nguyên tắc xếp xe:
+ Theo ph- ơng dọc cầu: chỉ đ-ợc đặt một xe tải hoặc tandem trên mỗi làn, trừ tr- ờng hợp tính mômen âm tại gối của dầm liên tục đ- ợc phép xếp xe trên hai nhịp lân cận Tải trọng làn xếp theo đ- ờng ảnh h- ởng, tĩnh tải xếp toàn cầu
+ Theo ph- ờng ngang cầu: khoảng cách giữa các trục xe là 1,8m Mỗi
làn xe xếp tối đa 1xe, vị trí đặt tai trọng xe chọn tại vị trí gây ra hiệu ứng
tải lớn nhất, khi đặt tải để xác định hệ số phân bố ngang trục bánh xe phải cách mép làn tối thiểu 0,6m h) Hệ số xung kích Hệ số xung kích đ- ợc lấy theo bảng sau: Cấu kiện IM Mối nối ban mặt cầu 75% Tất cả các trạng thái giới hạn Tất cả các cấu kiện khác Trạng thái giới hạn mỏi và giòn 15% Tất cả các trạng thái giới hạn khác | 25% Các ký hiệu chủ yếu:
Tải trọng và các tác động th- ờng xuyên: bao gồm:
DC = Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu
Trang 20DW = Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt cầu và các tiện ích công cộng EH EL ES EV Tải trọng áp lực đất nằm ngang Các hiệu ứng tích luỹ do ph- ơng pháp thi công Tải trọng đất chất thêm áp lực thẳng đứng do tự trọng đất đắp Tải trọng và các tác động tức thời: bao gồm: 29888 EQ = FR = IM = LL = LS = PL = SE = SH = TG = TU = WA = WL = WS = Luc ham xe Luc ly tam Từ biến Lực va xe Lực va tàu Lực động đất Lực ma sat Lực xung kích ( xét đến tác dụng động lực của xe ) Hoạt tải xe
Hoạt tải chất thêm (áp lực đất do hoạt tải trên lăng thể tr- ợt) Tải trọng ng- ời đi Lún nền móng Co ngót bê tông Gradien nhiệt Nhiệt độ đều Tải trọng n- ớc và áp lực dòng chảy
Gió trên hoạt tải Gió trên kết cấu
Trang 21BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU Lớn nhất Nhỏ nhất DC: Cấu kiện và các liên kết 1,25 0,90 DW: Lớp phủ mặt cầu và các thiết bị 1,50 0,65 EL: Các ứng suất lắp ráp 1,00 1,00 ES: Tải trọng đất chất thêm 1,50 0,75 KAD - khong áp dụng
L2.Tĩnh không trên và d- ới cầu
s* Khổ thông thuyền: Là khoảng không gian d-ới cầu đảm bảo cho tầu
bè đi lại, trong phạm vi này không bố trí bất kì ch- ớng ngại vật nào cản trở tàu thuyền đi lại
Khổ thông thuyền phụ thuộc vào cấp sông do cục đ-ờng sông cung cấp Có thể tham khảo bảng 2.3.3.1.1 Bảng 2.3.3.1.1 - Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền 8 g a g thu) g ig thu)
Khô giới hạn tối thiêu trên mức nước cao có chu kỳ 20năm (m)
Cấp đường sông Theo chiều ngang Theo chiều thẳng đứng Cầu qua sông Cầu qua kênh (trên toàn chiều rộng) | 80 50 10 ul 60 40 9 Ul 50 30 7 W 40 25 6 (hích hợp) 5 (tối thiểu) Vv 25 20 3.5 VI 15 10 25 + Khổ giới hạn đứng của đ- ờng bộ
Khổ giới hạn đứng của các kết cấu đ-ờng bộ phải phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế đ- ờng Cần nghiên cứu khả năng giảm khổ giới hạn đứng do hién t- ong lún của kết cấu cầu v- ợt Nếu độ lớn dự kiến lớn hơn 25mm thi
phải tính vào khổ giới hạn đứng của cầu
s* Khổ giới hạn ngang của đ- ờng bộ
+ Chiều rộng của cầu không đ- ợc nhỏ hơn chiều rộng của đ- ờng đầu cầu bao gồm cả lề hoặc bó vỉa, rãnh n- ớc và lề ng- ời đi
Trang 22số khổ giới hạn còn kèm theo chiều rộng dải phân cách kí hiệu chữ C và
bê rộng lẻ đi bộ kí hiệu là T
+ Chiêu rộng lề đi bộ trên cầu T quy định là bội số của 750mm, tuỳ
thuộc vào c- ờng độ bộ hành Nếu không có lẻ đi bộ thì cho phép thay vỉa
hè bằng một dải bảo hộ rộng 250mm
+ Đối với cầu thành phố có khổ giới hạn G<10,5m thì chiều rộng tối
thiểu vỉa hè lấy bằng 1500mm, nếu G>10,5m thi lấy tối thiểu là 2250mm
- _ Cấu tạo chỉ tiết khổ giới hạn trên cầu
-_ Khổ giới hạn trên cầu đ- ờng sắt
Trang 23BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Rail level
Hình khổ giới hạn đ- ờng sắt trên đ- ong thang trong khu gian(khé 1435mm) 13.Tiêu chuẩn vật liệu của bê tông, cốt thép, thép
s* Bê tông
Theo tiêu chuẩn AASHTO, BT đ-ợc phân thành 8 cấp, các loại BT
khác nhau về hàm l-ợng xi măng tối thiểu, tỉ lệ NÑ/X, đ- ờng kính cốt liệu thô và cường độ chịu nén fc” (với mẫu thử hình trụ có đường kính 150mm, bảo
d-Gng 28 ngày) Với kết cấu có nhiều cốt thép dùng BT loại A, BT loại B dùng cho bệ móng, thân trụ đặc và t- ờng chắn trọng lực không có hoặc có ít cốt thép
Bê tông có c-ờng độ chịu nén lớn hơn 70Mpa chỉ đ- ợc dùng khi có các thí nghiệm vật lý xác lập đ- ợc các quan hệ giữa c- ờng độ chịu nén của bê tông với các tính chất khác Không đ- ợc dùng các loại bê tông có c-ờng độ
chịu nén ở 28 ngày thấp hơn 16 Mpa cho các loại kết cấu
C-ờng độ chịu nén của bê tông dự ứng lức và bản mặt cầu không đ- ợc thấp hơn 28 Mpa
Trang 24Tỷ lệ Hàm L-ong Kích th- ớc cốt C-ờng độ ~ | NX l-ong xi liéu theo chiu nén lớn không Cấp bê măng AASHTO M43 28 ngay nhat khi tong = Kích th- ớc lỗ ;| Kelk ` Kg/m % vuông sàng MPa ẽ (mm) A 362 0.49 - 25 dén 4.75 28 A(AE) 362 0.45 6.0 +1.5 25 đến 4.75 28 B 307 0.58 5.0 +1.5 50 đến 4.75 17 B(AE) 307 0.55 - 50 đến 4.75 17 Cc 390 0.49 7.0 +1.5 12.5 đến 4.75 28 C(AE) 390 0.45 - 12.5 dén 4.75 28 Nh- quy 25 dén 4,75 Nh- quy P 334 0.49 định ở hoặc 19 đến định ở chỗ chỗ khác 4,75 khác Ss 390 0.58 25 dén 4,75 Ti trong 334 Nh- quy dinh trong hồ sơ hợp đồng thấp Ghi chi: 1 Bê tông cấp A dùng cho tất cả các loại kết cấu, đặc biệt là các bộ phận trong n- ớc mặn
2 Bê tông cấp B dùng cho móng, cọc lớn và t- ờng trọng lực
3 Bê tông cấp C đ- ợc dùng cho các kết cấu có mặt cắt mỏng nh- lan can
4 Bê tông cấp P đ- ợc dùng khi c- ờng độ bê tông yêu cầu v- ợt quâ 28Mpa
5 Bê tông cấp S để đổ bê tông bịt đáy
6 Bê tông tải trọng thấp nên dùng ở trong các tr- ờng hợp hạn chế trọng l- ợng của kết cấu
- Các loại c- ờng độ bê tông:
Trang 25BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
+ C-ờng độ chịu nén của bê tông 28 ngày tuổi (ƒ_ „): Xác định bằng thí nghiệm chịu nén dọc trục đến phá hoại mẫu thử hình trụ có đ-ờng kính 150 mm và chiều cao 300 mm Bê tông sử dụng trong kết cấu cầu phải có c- ờng
độ chịu nén > 16 MPa
+ C-ờng độ chịu kéo khi uốn (ƒ): Xác định bằng ph- ơng pháp uốn phẳng
mẫu thử, trong tr- ờng hợp không thể tiến hành thí nghiệm có thể lấy nh- sau:
®_ Đối với bê tông th- ờng : ƒ,=0,63,ƒ,MPz
® Đối với bê tông cát có tỷ trọng thấp ƒ, =0, 52,7 MPa
£_ Đối với bê tông có tỷ trọng nhỏ ( bê tông nhẹ) ƒ, = 0,45.j ƒ.MPa + C-ờng độ chịu ép chẻ ( ƒ„) : Xác định bằng thí nghiệm ép chẻ và đ- ợc 2F, tính theo công thức : Í; = TD 7 Trong đó P,, : Lực ép chẻ phá hoại mẫu thử L: Chiều dài mẫu thử D: Ð-ờng kính mẫu thử hình trụ
+ C-ờng độ chịu kéo đứt ( ƒ„) : Thí nghiệm kéo dọc trục mẫu thử th- ờng khó tiến hành và đem lại kết quả chính xác Do đó, đối với bê tông th- ờng có thể sử dụng công thức tính toán gần đúng cua Collin, Mitchell va Hsu :
#„ =0.33.|7; (MPa)
+ Chú ý : Khi tính toán kết cấu bê tông cốt thép khả năng chịu kéo của bê tông do quá nhỏ nên th- ờng đ- ợc bỏ qua Mô đun đàn hồi của bê tông khi chịu
kéo có thể lấy theo tr- ờng hợp chịu nén E, =0,043y!5,/ f, (MPa)
s+ Cốt thép
Cốt thép sử dụng phải là loại thép có gờ, trừ tr- ờng hợp dùng các thanh thép trơn, sợi thép tròn trơn làm cốt đai xoắn, làm móc treo hoặc l- ới cốt thép
Giới hạn chảy danh định của cốt thép phải là tối thiểu nh- chỉ ra của cấp
Trang 26mục đích thiết kế Ngoài ra chỉ đ- ợc dùng thép có giới hạn chảy nhỏ hơn 420 Mpa khi có sự chấp thuận của chủ đầu t-
Đối với cốt thép DƯL phải thoả mãn bảng sau:
Bảng Š.4.4.1-1 - Tính chất của tao cáp thép và thép thanh dự ứng lực = Cường độ Vật | hoặc cấp mácthép | Đườngkính | ¡¡ukéo£ Giới hạn chảy f,„ (MPa) liệu (mm) t pu a py ° (MPa)
Tao 1725 MPa (Mac 250) 6.35 đến 15.24 1725 85% của f,mgoại trừ 90%
thep | 4860 MPa (Mac 270) | 9.53 đến 15.24 1860 tấp ” với tao cáp tự chùng
Thép Loại 1, thép trơn 19 đến 35 1035 85% của f„,
thanh _ || gai 2, thép có gờ 15 đến 3 1035 —_ | 80% củaf,
% Z
s Thép
Thép kết Thép hợp kim thấp Thép hợp | Thép hợp kim tôi &
Ký hiệu AASHTO cấu cường độ cao kim thấp | ram, cường độ chảy tôi và ram dẻo cao M270M M270M M270M M270M M270M
Cấp 250 | Cấp345 | Cấp 345W | Cấp 485W | Các cấp 690/690 W
Ký hiệu ASTM A 709M A 709M A 709M A 709M A 709M tương đương Cấp 250 Cấp 345 Cấp 345W | Cấp 485W | Các cấp 690/690 W Chiều dày của các sĩ sĩ ag a a Trén 65 ban, mm Tới 100 Tới 100 Tới 100 Tới 100 Tới 65 đến 100
Thép hình Tất cả Tấtcâ các | Tấtcả các Không Không Không các nhóm nhóm nhóm áp dụng áp dụng |_ áp dụng Cường độ chịu kéo nhỏ nhất F„, MPa 400 450 485 620 760 690 Điểm chảy nhỏ nhất hoặc cường độ chảy 250 345 345 485 690 620 nhỏ nhất F„ MPa ÁP DỤNG TIÊU CHUẨN TRONG CÁC ĐỒ ÁN CẦU THỤC TẾ A) CẤU VỊ ỢT ĐẦM THỊ NẠI
e_ Câu v-ợt đầm Thi Nại, Km 4+942.02 thuộc dự án cầu đ- ờng Quy Nhơn — Nhơn Hết, tại thành phè Quy Nhơn, tỉnh Bình Định
e_ Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật:
- Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th- ờng
- Tải trọng: Đoàn xe H30, xe bánh nặng XB80, Ng- ời 300kg/m” - Khổ thông thuyền với mức n- ớc H5%: B=60m, H=9m
- Tân suất thiết kế: P=1%
Trang 27
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU - Mặt cắt nganh cầu giai đoạn I: B=0.5m+3m+2x3.75m+3m+0.5m=14.5m - Động đất cấp 7 - Qui phạm thiết kế:
+ Qui trình thiết kế cầu cống theo TTGH 22TCN-18-79 của bộ GTVT + Tiêu chuẩn AASHTO 1996 cho phần dầm hộp liên tục:
70.7+3x120+70.7
+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-01 (cho lực va tàu)
+ Qui trình khảo sát thiết kế nên đ- ờng ôtô đắp trên đất yếu + Chỉ dẫn đặc biệt về thiết kế và thi công cầu bêtông đúc hãng
+ Tiêu chuẩn xây dựng bảo vệ kết cấu bêtông và bêtông cốt thép theo yêu
cầu chống ăn mòn trong môi tr- ờng biển Việt Nam B) CAU LAI HA - LAI CHAU
©_ Phạm vi thiết kế: Km 0+115.044 — Km 0+440.892, đ- ong 127 — Lai Châu (tuyến tránh ngập khi có thuỷ điện Sơn La)
e_ Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật của cầu:
- Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th- ờng - Tải trọng: HL93, Ng- ời 3KN/m? - Khổ thông thuyên: Sông cấp IV với B=60m, H=6m - Tần suất thiết kế: P=1% - Mặt cắt nganh cầu: B=0.5m+8m+0.5m=9m - Động đất cấp 8, hệ số gia tốc động đất A=0.1516 - Qui phạm thiết kế: + Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 của bộ GTVT, tham khảo AASHTO 2004 II Địa chất và nên móng
IL1.Hình trụ lỗ khoan địa chất khu vực
Nghiên cứu thăm dò d-ới đất phải đ- ợc tiến hành cho mỗi bộ phận của kết cấu phần d- ới để cung cấp các thông tin cần thiết cho thiết kế và thi công
các móng Quy trình thăm dò phải dựa vào các điều kiện d- ới mặt đất, loại kết
Trang 28Các lỗ khoan phải đ-ợc tiến hành tại các vị trí trụ và mố, phải đủ số l-ơng và chiều sâu để thiết lập đ-ợc trắc dọc các địa tầng theo chiều dọc và
chiều ngang một cách đáng tin cậy Các mẫu vật liệu gặp trong quá trình
khoan phải đ- ợc lấy và bảo quản để tham khảo và thí nghiệm sau này Nhật kí khoan phải đủ chi tiết để xác định rõ các địa tầng, kết quả SPT, n- ớc ngầm, hoạt động của n- ớc giếng phun, nếu có, và các vị trí lấy mẫu
Phải chú ý đặc biệt đến việc phát hiện vỉa đất mềm yếu, hẹp có thể nằm ở biên giới các địa tầng
Nếu chủ đầu t- yêu cầu, các lỗ khoan và các hố thí nghiệm SPT phải
đ- ợc nút lại để ngăn ngừa nhiễm bẩn nghuồn n- ớc ngầm
Nghiên cứu thăm dò phải đ- gc tiến hành đến lớp vật liệu tốt có khả năng chịu tải thích hợp hoặc chiều sâu tại đó các ứng suất phụ thêm do tải trọng đế móng - ớc tính nhỏ hơn 10% của ứng suất đất tầng phủ hữu hiệu hiện tại, chọn giá trị nào lớn hơn Nếu gặp đá gốc nông, lỗ khoan cần xuyên vào đá gốc tối
thiểu 3000mm hoặc tới độ sâu đặt móng, lấy giá trị nào lớn hơn
Thí nghiệm trong phòng hoặc ngoài hiện tr- ờng phải đ- ợc tiến hành để
xác định c-ờng độ, biến dạng và các đặc tính chảy của đất hoặc đá và tính thích hợp của chúng cho dạng móng đã đ- ợc lựa chọn
Tài liệu thực tế thu thập đ- ợc từ khảo sát địa chất trong báo cáo nghiên cứu
khả thi của dự án ĐÐ-ờng cao tốc TP.Hồ Chí Minh — Long Thành — Dâu
Giây
Đặc điểm địa chất công trình của khu vực xây dựng công trình :
Ở giai đoạn Nghiên cứu khả thi này t- vấn dự án đã tiến hành khoan thăm dò địa chất dọc tuyến nghiên cứu khả từ thành phố HCM đến Long Thanh va Dau Giây Mật độ khoan phần tuyến trung bình Ikm/1 lỗ khoan sâu 10m; phần cầu gồm 33 cầu các loại với chiều sâu khoan từ 40-55m Kết quả chỉ tiết của công
tác khoan thăm dò và thí nghiệm địa chất công trình đ-ợc trình bày trong
“Báo cáo địa chất công trình”, trong hồ sơ này chỉ nêu một số các kết quả cơ bản phục vụ cho quá trình thiết kế, bao gồm phân đoạn công trình dọc tuyến,
Trang 29
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
chiều dài và các chỉ tiêu cơ lý của các lớp có ảnh h-ởng đến công tác xử lý
nền và lựa chọn loại kết cấu móng công trình
Ví dụ thực tế
Qua kết quả khoan địa chất công trình 50 lỗ khoan NHI đến NH51 ( b- 6c
TKKT ) và sử dụng lại 2 lỗ khoan LK4 , LK5 ( b- ớ BCNCKT ) của cầu v- ot
dam Thi Nai , địa tầng phân bố gồm 15 lớp theo thứ tự từ trên xuống d- ới nh-
sau:
Lớp 1 : Cát hạt nhỏ xám đen , kết cấu rời rạc , bão hoà n- ớc, giá tri SPT N
= 1~5 , xuất hiện tại các lỗ khoan NHI, LK4 Chiều dày lớp thay đổi từ 0
đến 6,5m
Lớp 2 : Bùn sét, bùn sét cát, xám xanh xám đen, giá trị SPT N = 2, xuất
hiện ở hầu hết các lỗ khoan Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến 21,5m
Lớp 3 : Sét xám xanh xám đen dẻo chảy đến chảy, giá trị SPT N=2~6, xuất hiện ở hầu hết các lỗ khoan Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến 35,7m Lớp 4 : Sét xám xanh dẻo mềm, giá trị SPT N=6~19, xuất hiện từ lỗ khoan NH27 đến NH37 Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến 14m
Lớp 4b : Sét xám xanh trạng thái cứng, giá trị SPT N= 26~30, xuất hiện từ lỗ khoan NHó đến NHI11 Chiêu dày lớp thay đổi từ 0 đến 14m
Lớp 5 : Cát hạt trung hạt thô lẫn sạn màu vàng nhạt, bão hoà n- ớc, giá trị
SPT N=10~30, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NH2~NH7, NH12~NH32 Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến 24,5m
Lớp 6 : Sét màu xám nâu dẻo mềm, giá trị SPT N=17~35, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NH25~NH27 Chiêu dày lớp thay đổi từ 0 đến 29,5m
Lớp 7 : Sét màu xám vàng xám xanh trạng thái nửa cứng đến cứng, giá trị
SPT N=30~45, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NHI1~NH23 Chiêu dày lớp thay đổi từ 0 đến 18m
Lớp 8 : Cát sạn thạch anh lẫn sét bão hoà , giá trị SPT N=34~40, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NH11~NH23 Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến
29,5m
Lớp 9 : Sét xám vàng nửa cứng đến cứng , giá trị SPT N=13~30, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NH14~NH26 Chiêu dày lớp thay đổi từ 0 đến 6.5m
Lớp 10 : Sét xám xanh , xám nâu, sản phẩm phong hoá từ đá sét bột kết ,
giá trị SPT N=10~30,, xuất hiện ở các lỗ khoan từ NHI~NHI2 Chiều dày lớp thay đổi từ 0 đến 24,5m
Lớp 11 : Cát hạt trung xám vàng lẫn sạn, sản phẩm phong hoá từ đá cát kết , giá trị SPT N=30~50, xuat hién ở các lỗ khoan từ NH32~35; NH22~NH26 Chiêu dày lớp thay đổi từ 0 đến 15m
Trang 30-_ Lớp 13 : Sét bột kết phong hoá mạnh thành dăm, cục lấp nhét bằng sét ở các khe nứt, giá trị SPT N >50 hoac khong đóng đ- ợc, xuất hiện ở hầu hết các lỗ khoan Chiều dày lớp ch- a xác định
-_ Lớp 14: Sét bột kết , cát kết phong hoá trung bình , lõi khoan dạng cục không đóng đ- ợc SPT, xuất hiện đ- ợc ở hầu hết các lỗ khoan Chiều dày
lớp ch- a xác định
II.2.Sức kháng của cọc theo tiêu chuđn 22TCN272 05
Nội dung tiêu chuẩn:
Ước tính bán thực nghiệm sức kháng của cọc khoan trong đất dính *Sức kháng của cọc khoan dùng ph- ơng pháp œ
Sức kháng bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc khoan trong đất rời chịu tải d- 6i điều kiện tải trọng khơng thốt n- ớc có thể tính nh- sau:
q; = œ5, (10.8.3.3.1-1)
ở đây:
Š, = c-ờng độ kháng cắt khơng thốt n- ớc trung bình (MPa)
a = hệ số dính bám (DIM)
Các phần sau đây của cọc khoan sẽ không đ- ợc tính để đóng góp vào sự phát
triển của sức kháng thông qua ma sát bề mặt:
+ Ít nhất 1500 mm trên cùng của bất kỳ cọc khoan nào,
« _ Với cọc thẳng, chiều dài ở đáy của cọc khoan lay bang d- dng kính cọc,
¢ Chu vi cua dau loe, néu ding, va
«_ Khoảng cách trên đầu loe lấy bằng đ- ờng kính cọc
Các giá trị của œ đối với các phân đóng góp của cọc khoan đào khô trong hố mở hoặc ống vách đ- ợc cho chỉ tiết trong Bảng 10.8.3.3.1-1 r S, (MPa) a Rạp em _—‡—- <0.2 0.55 0.20-0.30 0.49 <= 0.30-0.40 0.42 0.40-0.50 0.38 FF 0.50-0.60 0.35 Ee ae 0.60-0.70 0.33
070080 | O32 .80-0 đe or aad
>0.90 Treat as Rock coctning =1
Hình 10.8.3.3.1-1- Giải thích các phần không xem xét trong tính toán
của cọc khoan (Reese va O’Neill, 1988)
* Sức kháng mi cọc
Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất dính, sức kháng đơn vị mũi cọc
danh định của cọc khoan (MP) có thể tính nh- sau:
Trang 31
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU qạ=N.S,< 4.0 (10.8.3.3.2-1) Ở đây: N, = 6[1+ 0,2 (Z/D)] <9 (10.8.3.3.2-2) trong do: D = đ-ờng kính cọc khoan (mm)
Z = độ xuyên của cọc khoan (mm)
Š, = c-ờng độ kháng cắt khơng thốt n- ớc (MPa)
Giá trị của S, phải đ-ợc xác định từ kết quả thí nghiệm hiện tr-ờng và/ hoặc trong phòng thí nghiệm của các mẫu nguyên dạng lấy trong khoảng sâu 2.0 lần đ- ờng kính d- ới mỗi cọc Nếu đất trong giới hạn 2.0 đ- ờng kính cọc
có S,< 0,024 MPa, giá trị của N, sẽ bị chiết giảm 1/3
Đối với các cọc khoan trong đất sét với S, > 0.096 MPa với D > 1900 mm, và độ lún cọc không đ-ợc đánh giá, giá trị của q, phải chiết giảm thành q,, nh- sau: de = OF, (10.8.3.3.2-3) trong đó = 10 12,0aD, +760b _ <1 (10.8.3.3.2-4) a=0,0071 +0,0021 2 < 0,015 (10.8.3.3.2-5) P b=1,45 /2,0S, with 0,5 <b<1,5 (10.8.3.3.2-6) 6 đây : D, = đ-òng kính mũi cọc (mm) b) Ước tính sức kháng của cọc khoan trong đất rời * Sức kháng thân cọc
Sức kháng danh định của thân cọc khoan trong cát có thể đ- ợc xác định
bằng cách sử dụng một trong năm ph-ơng pháp quy định trong Bảng 10.8.3.4.2-1 Chỉ có thể dùng các giá trị lớn hơn nếu nó đ- ợc hiệu chỉnh bởi các thí nghiệm tải trọng
Sức kháng bên của cọc khoan trong cát có thể - ớc tính bằng cách sử dụng:
» góc ma sát, @;, hoặc e số nhát búa SPT,N
Các ký hiệu sau sẽ áp dụng cho Bảng 1
N số búa SPT ch- a hiệu chỉnh (Búa/300mm),
o’, = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng (MP),
Trang 32D, chiều sâu chôn cọc khoan trong tầng đất cát chịu lực (mm),
B hệ số truyền tai trọng, Zz chiều sâu d- ới đất (mm)
Bang 10.8.3.4.2-1- Tổng kết các ph-ơng pháp đánh giá sức kháng mặt
Trang 33BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Tham khảo Mô tả
Touma va Roi - q, (MPa) = 0,0
Reese Chat vita - q, (MPa) = +5 (1974) Lo 38 Rat chat - q, (MPa) = > se K=l đối với D, <500 mm * K=0.6D, déi với D,> 500 mm e_ Chỉ dùng khi D, > I0D
Meyerhof (1976) Q, (MPa) = 2:913NexPs < 0,13 N.„„ đối với cát D,
< 0,096 No, đối với bùn không dẻo
Reese và Q, (MPa) = 0.064N đốivới NÑ< 60 Wright Q, (MPa) = 3,8 đối với N>60
(1977)
Reese va Q, (MPa) = 0,057 N đối với N< 75
O'Neill Q, (MPa) = 4,3 đối với N >75
(1988)
Với các ký hiệu sau đây đ- ợc sử dụng:
Neor = số búa SPT-N đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ (búa/300mm) [0,77 lg (1,92 /o’,)JN
N = số búa SPT ch- a hiệu chỉnh (Búa/300mm)
D =_ đ-ờng kính của cọc khoan (mm)
D, = đ-ờng kính mũi cọc khoan (mm)
D, = chiều sâu chôn của cọc khoan trong lớp chịu lực là cát (mm)
G% ứng suất lực thẳng đứng hữu hiệu (MPa)
Trang 34e Diện tích mũi cọc Ay 0.785m? e SPT N-Value tai mũi cọc N 55 e Su c-ờng độ kháng cắt không thoát n- ớc Sức kháng thành bên: Đối với đất dính: ® q;= œ Su ® œ tra từ bảng 10.3.3.3.1-1 e 1.5m trên cùng không xét
Đối với đất rời
s q=0.0025N<0.19 (MPa) (Quiros and Reese-1977) „Sức kháng mũi cọc
Đối với đất rời:
© g,=0.057 N(MPa) véi N<75 (Reese and O’Neill-1988)
e Đối với các cọc có đ- ờng kính lớn hơn 1270mm, ạ, phải đ- ợc chiết giảm theo công thức (10.8.3.4.3-1) Đối với đất dính: eg, =N 8, < =4.0 oN, = 6[ 1+ 0.2 (Z/D)] < =9 e D: D- 6ng kinh coc (mm) e Z: Độ xuyên của cọc khoan(mm) se Nếu Su > 0.096 và D > 1900mm thì g,,=4,F với F đ-ợc xác định theo công thức (10.8.3.3.2-4) (7 <1) 1I.3.Cách chọn vị trí móng, mố trụ
s* Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 khi lựa chọn vị trí cầu cần đảm bảo: " Thoả mãn các điều kiện gây ra bởi ch- ớng ngại vật cần v- ợt
" Thuận lợi cho công tác thiết kế, thi công, khai thác, duy tu bảo d- 6ng
" Cung c&p mtic do mong muốn về phục vụ vận tải và an toàn " Giảm thiểu các tác động đến môi tr- ờng
“+ Trong thực tế, việc xác định vị trí mố trụ cần dựa trên các khảo sát về địa chất- thuỷ văn Có một số chú ý nh- sau:
Vị trí móng khi lựa chọn thì tr-ớc hết phảI căn cứ vào ph-ơng án
tuyến đó đ-ợc lập tr-ớc đấy để định vị trí sơ bộ Sau khi đã định đ- ợc vị trí
móng một cách sơ bộ ta tiếp tục căn cứ vào tình hình địa chất khu vực đặt
móng mố để điều chỉnh, để đặt vị trí mố tốt nhất vừa đảm bảo khả năng chịu
Trang 35
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
lực vừa không ảnh h-ởng nhiều đến ph-ơng án tuyến và các ph-ơng án kỹ
thuật liên quan
Vị trí trụ trong thực tế, khi thi công trên cạn thì chọn vị trí sẽ đơn giản
hơn rất nhiều so với việc chọn vị trí trụ ở những đoạn cầu v- ợt dòng chảy Thi
công trên cạn thì ta căn cứ vào báo cáo địa chất khu vực để xác định xem tại đấy có thể đặt trụ đ- ợc không, có dễ dàng cho việc thi công móng và cọc bên d-ới
Khi thi công qua dòng chảy thì ngoài việc phải xem xét tình hình địa chất d- ới n-ớc rất phức tạp ta cũng phải căn cứ vào l-u I-ợng dòng chảy, phân bố dòng chảy để khi đặt trụ không làm thu hẹp dòng chảy gây xói lở hai bên bờ và trụ
" Khi xác định vị trí mố cần căn cứ vào vị trí mực n-ớc cao nhất (MNCN-1a muc n- 6c lũ lớn nhất, xác định nhờ quan trắc thuỷ văn và đ-ợc tính toán với tần số lũ thiết kế) Vị trí của mố sẽ căn cứ vào
MNCN Tr- dng hop song 6 ving đồng bằng thì MNCN có diện tích
lớn, do đó chiều dài cầu lớn, khi đó cần so sánh giá thành cầu và nền
đấp để quyết định có xây cầu tại vị trí đó không Khi mố bị lấn ra sông thì ng- ời ta cho phép diện tích thoát n- ớc khi có cầu bằng 85%
diện tích thoát n- ớc thực tế thì lòng sông không bị xói và n- ớc không
bị dềnh.Tuy nhiên trong tr- ờng hợp này cần chú ý đến vấn đề xói lở
tứ nón và chân khay (trong thực tế th- ờng xử lý rất khó khăn khi gặp
phải)
Khi xác định vị trí đặt nhịp chính (dựa vào tim dòng chủ) cần dựa vào mực n-ớc thấp nhất MNTN — Là mực n-ớc thấp nhất trong mùa cạn, xác định nhờ quan trắc thuỷ văn và đ- ợc tính toán với tần xuất thiết kế).Tr- ờng hợp sông không có thông thuyền thì MNTN đ-ợc
xác định để tránh đặt trụ tại vị trí đó vì trụ sẽ cao và giảm diện tích
dòng chảy
1I.4.Kích th- ớc bệ cọc
Khoảng cách cọc: Khoảng cách tim tới tìm cọc không đ-ợc nhỏ hơn
Trang 36lần đ-ờng kính cọc (đối với cọc khoan) nhằm tránh ảnh h-ởng đến cọc lân cận, chọn giá trị nào lớn hơn Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớn hơn 225mm.(Theo A10.7.1.5)
Bệ cọc có tác dụng liên kết các đầu cọc thành một khối để cùng tham
gia chịu tải trọng của công trình bên trên truyền xuống Tuỳ theo vị trí của bệ cọc so với mặt đất bệ cọc đ- ợc phân ra thành bệ cọc thấp và bệ cọc cao
"_ Bệ cọc thấp th-ờng đ- ợc áp dụng đối với những nơi cạn, mặt đất không
bị xói lở bởi các dòng n- ớc trong mùa m- a, bệ cọc th- ờng đ- ợc chôn sâu trong đất với một độ sâu tuỳ thuộc vào tính chất chịu lực của đất xung quanh Loại bệ này có - u điểm là làm cho cọc bớt tải trọng ngang
mà đối với cọc đó là một loại lực nguy hiểm, đông thời nó còn ổn định
và có biến dạng nhỏ hơn so với cọc bệ cao, tuy nhiên th- ờng tốn vật liệu
" Bệ cọc cao th-ờng áp dụng cho trụ cầu ở những nơi n- ớc sâu nh- giữa lòng sông hoặc ở những khe cạn là nơi trụ cầu có chiều cao lớn, khi đó
sẽ tiết kiệm đ- ợc vật liệu và thi công đơn giản hơn Tuy nhiên, bố trí bệ
cọc càng cao thì bệ cọc sẽ có chuyển vị càng lớn và cọc chịu nhiều lực
hơn, vì vậy phải đóng nhiều cọc và tăng thêm cọc xiên
Bệ cọc đối với mố trụ cầu th-ờng có chiều dầy từ I đến 3m Mặt trên của bệ đ-ợc xác định tuỳ vào mặt bằng của kết cấu bên trên Đáy của bệ lấy kích
th-ớc tuỳ theo số l-ợng cọc thiết kế Nói chung có thể căn cứ vào mặt bằng công trình bên trên mà co mở rộng xuống với một góc 451
1L5.Vị trí mũi cọc, chiêu sâu ngàm đầu cọc trong bệ
% Vị trí mũi cọc: Phải căn cứ tình hình địa chất khu vực xây dựng để
xác định cao độ mũi cọc Các cao trình mũi cọc dự kiến phải phán ánh đ- ợc
cao độ tại đó có thể đạt đ- ợc khả năng chịu tải cực hạn cần thiết của cọc Cao độ mũi cọc phải phản ánh đ- ợc độ xuyên vào đất cần thiết để chống đỡ các tải trọng ngang lên cọc, bao gồm xói lở nếu có hoặc độ xuyên qua các địa tầng không thích hợp ở phía trên
Trang 37
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Ngoài ra, khi đóng cọc xuyên qua nền đất đắp, phải đảm bảo ngập xuyên ít nhất là 3000mm qua lớp đất nguyên thuỷ trừ phi đến độ chối do gặp đá gốc hay gặp địa tầng chịu lực đủ rắn ở một độ sâu ít hơn
+» Chiều sâu ngàm cọc trong bệ:
Đối với cọc đóng: Đỉnh của các cọc phải đ-ợc thiết kế ngàm sâu ít nhất
300mm trong bệ móng sau khi đã dọn đi tất cả các vật liệu cọc h- hại Nếu nh- cọc đ-ợc gắn với bệ móng bằng các thanh cốt thép chôn hay các tao,
chúng phải đ-ợc chôn sâu không nhỏ hơn 150mm vào bệ móng Khi rầm bêtông cốt thép đ- ợc đúc tại chỗ và đ- ợc dùng nh- râm mũ đ-ợc đỡ bởi các cọc, lớp bêtông bảo vệ ở phía các cọc phải dày hơn 150mm, cộng thêm một I-ơng nhằm xét đến sự không thẳng cho phép, và các cọc phải đ- ợc thiết kế ít nhất ngàm sâu trong bệ cọc 150mm
Đối với cọc đúc tại chỗ: Cốt thép dọc phải đ- ợc bố trí ở đầu trên cọc trong một đoạn dài không nhỏ hơn hoặc là một phần ba chiều đài cọc hoặc
2400mm, với tỉ lệ thép tối thiểu là 0,005 và bằng ít nhất là 4 thanh Cốt thép
xoắn hoặc đai t- ơng ứng phải dùng các thanh không nhỏ hơn 10 và đặt cách khoảng không quá 225mm, ngoại trừ đoạn chiều dài không nhỏ hơn 600mm
hoặc 1,5 lần đ- ờng kính cọc phía d- ới cốt thép mũ ngoại cọc các khoảng cách
không đ- ợc v- ợt quá 75mm.(Theo A.5.13.4.6.2b)
Trang 38+24.400 T† oO} | | 8 +22.200 8 a Bé téng tao phan 70 MPa day 10cm 1 1 yên lo 5000 II HỊ 8 cọc khoan nhồi -15.800 8 coc khoan nhéi D=100cm, L=38m D=100cm, L=38m 1000 3x3000=9000 1000, O oO O O 1000, 3000 5000 O O O O 11000 1000,
HIL Cấu tạo mố, trụ
Khái niệm chung về mố trụ cầu
Mố trụ cầu là một bộ phận quan trọng trong công trình cầu, có chức năng đỡ kết cấu nhịp, truyền các tải trọng thẳng đứng và ngang xuống đất nền Mố trụ còn là bộ phận chuyển tiếp và đảm bảo xe chạy êm thuận từ đ- ờng vào cầu Trụ cầu còn có tác dụng phân chia nhịp cầu
Mố trụ cầu công trình thuộc kết cấu phần d- ới, nằm trong vùng ẩm - ớt, dễ bị xâm thực, xói lở, ăn mòn, việc xây dựng, thay đổi, sửa chữa rất khó khăn nên khi thiết kế cần chú ý sao cho phù hợp với địa hình, địa chất, các điều kiện kỹ thuật khác và dự đoán tr- ớc sự phát triển tải trọng
Trụ cầu là bộ phận công trình, có vị trí ở giữa hai nhịp kề nhau, chịu tải trọng từ nhịp truyền xuống Trụ làm việc theo hai ph- ơng: dọc và ngang cầu
Mố cầu, ngoài chịu tải trọng từ kết cấu nhịp truyền còn làm nhiệm vụ của một t-ờng chắn đất, chịu lực đẩy ngang của đất đắp, bảo đảm ổn định của nền đ-ờng đầu cầu Mố là bộ phận chuyển tiếp, bảo đảm xe chạy êm thuận từ đ- ờng vào cầu.Ngoài ra mố cầu còn là công trình điều chỉnh dòng chảy và đảm bảo chống xói lở bờ sông
IIL.1.Các dạng mố cầu và kích th- óc của nó
Các dạng mố cầu: điều 7.5 Quy trình AASHTO
Trang 39
BAO CAO THUC TẬP TỐT NGHIỆP NGHÀNH CẦU
Mố vùi :
Các mố vùi nằm tại hoặc gần đỉnh nên đ-ờng đắp vào cầu, với một chiều cao t-ờng l-ng đủ để thích nghỉ với chiều cao kết cấu và các gối cầu đặt trên bệ kê gối
Mố vùi một phần :
Các mố sâu một phần nằm ở khoảng nửa chiều cao mái dốc phía tr- ớc của
nên đ-ờng đắp vào cầu T-ờng l-ng và các t- ờng cánh cao hơn có thể giữ vật liệu đấp hoặc mái dốc nên đ-ờng đắp có thể tiếp tục sau t-ờng l-ng Trong tr-ờng hợp sau, phải thiết kế một tấm bản kết cấu hoặc một nhịp đầu cầu để v-ợt qua khoảng không trên mái dốc đắp và phải bố trí các t- ờng che để che
kín khu vực hở Phải bố trí lối vào kiểm tra cho tình huống này Mố cao :
Các mố cao nằm ở khoảng không tr-ớc của nên đ-ờng đắp vào cầu, hạn chế khoảng trống d- ới kết cấu
Mố liên :
Các mố liền đ- ợc liên kết cứng với kết cấu bên trên và đ- ợc đỡ trên một móng mở rộng hoặc móng sâu có thể cho phép chuyển động nằm ngang cần thiết
Trong thực tế thi công th- ờng phân thành một số dạng mố cầu sau:
- Cấu tạo mố nặng:
+ Mố chữ nhật là dạng mố cầu đơn giản nhất bằng đá xây hoặc bê tông Thoạt đầu, cấu tạo mố bao gồm hai bộ phận là thân m6 và móng đều có dạng chữ nhật đặc Toàn bộ thân và móng mố đều chôn trong nền đ-ờng đầu cầu Mố chữ nhật có khối I-ợng lớn, tốn vật liệu, tiếp nối giữa đ-ờng và cầu không đảm bảo êm thuận xe chạy Ngoài ra, các bộ phận bằng thép của kết cấu nhịp vùi trong nên đất dễ bị gỉ Loại mố này chỉ áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ,
lòng sông không sâu
Khi lớp địa chất tốt nằm gần mặt đất tự nhiên có thể áp dụng loại mố kê, là
Trang 40Để tránh hiện t-ợng đất phủ đầu dầm và gối cầu, mố đ- ợc cấu tạo t- ờng đỉnh và t-ờng đai Ngoài ra để giữ ổn định cho nên đ-ờng đắp đầu cầu, khi
cần thiết mố kê cũng đ- ợc cấu tạo thêm t- ờng cánh
Nhìn chung, mố chữ nhật là loại kết cấu có phạm vi sử dụng hạn chế do những nh- ợc điểm về cấu tạo và đặc biệt là rất tốn vật liệu Trong thực tế, với
các cầu khổ hẹp đôi khi ng- ời ta vẫn sử dụng mố chữ nhật với cấu tạo hoàn chỉnh hơn : mố có cấu tạo t- ờng đỉnh, chiều dài mố đủ để phần đuôi mố chôn vào đ- ờng đầu cầu và đảm bảo điều kiện ổn định khi chịu lực Bề mặt thân mố đ-ợc vuốt dốc dần độ cứng từ nền đ- ờng vào cầu, tạo nên sự êm thuận khi xe ra vào cầu
+ Mố chữ U : Khi chiều cao mố lớn và cầu có khổ rộng, để giảm bớt vật liệu cho mố chữ nhật ng- ời ta khoét rỗng phần trong thân mố, bằng cách đó mố trở thành mố chữ U
Mố chữ U là loại mố toàn khối bằng đá xây hoặc bê tông, đ- ợc áp dụng
phổ biến khi chiều cao đất đắp từ 4 — 6 m ( cá biệt từ 8 — 10 m )
Mũ mố chịu trực tiếp áp lực từ kết cấu nhịp nên th- ờng làm bằng bê tông cốt thép mác M 200 — 250
Bên cạnh chức năng chính là đỡ mũ mố, thân mố cũng làm nhiệm vụ
t-ờng chắn giữ cho đất nên đ- ờng đầu cầu không bị sụt về phía sông Do đó, ngoài áp lực thẳng đứng t- dng thân mố cũng chịu áp lực ngang của đất ( theo ph-ơng dọc cầu) Chiểu dày t-ờng thân mố thay đổi theo chiều cao mà mặt
tr- ớc th- ờng đ- ợc cấu tạo thẳng đứng
T-ờng cánh mố làm nhiệm vụ giữ đất đắp bên trong đ- ợc ổn định, đồng
thời liên kết với thân mố làm cho khả năng chịu lực của mố tốt hơn T- ờng cánh đ-ợc làm thẳng góc và liền khối với t-ờng thân mố, chiều dày của nó tăng dần từ trên xuống và tựa trên bệ móng
Để giữ ổn định cho đỉnh khối phẩn t- nón và nối tiếp chắc chắn giữa
đ-ờng với cầu, đuôi t-ờng cánh phải ngàm sâu trong nên đ-ờng đầu câu tối thiểu 0,65m ( khi chiều cao đất đắp nhỏ hơn 6m) và 1,0m ( khi chiều cao đất
đắp lớn hơn 6m) Chiều rộng mố có thể làm bằng chiều rộng cầu, tuy nhiên để