Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án tốt nghiệp thủy văn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU LỜI CẢM ƠN !!! Lời em Đồ án em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc tất thầy cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học Sau năm năm học tập tháng làm Đồ án tốt nghiệp, tận tình giúp đỡ Giáo viên hướng dẫn nổ lực thân em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Mai Lựu,cùng với thầy cô Bộ môn Cầu Đường tận tình giúp đỡ em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp thời hạn giao Cuối em xin cám ơn đến người thân gia đình Bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, kiến thức thực tế nhiều hạn chế, chắn Đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót, mong góp ý, phê bình dẫn Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau Em xin kính chúc Thầy Mai Lựu thầy giáo ,cô giáo Khoa Công Trình , Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh nhiều sức khoẻ, đạt nhiều thành công nghiệp cao quý Em xin chân thành cám ơn ! TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ……… Sinh viên : SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ……… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ……… GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU MỤC LỤC CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 12 I.1 Địa hình: .12 I.2 Địa chất: .12 I.3 Khí hậu: 14 I.4 Đặc trưng thủy văn: 14 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I: CẦU DẦM HỘP ỨNG SUẤT TRƯỚC THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG II.1.1 Yêu cầu thiết kế .15 II.1.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp 15 II.1.3 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: .16 II.1.4 Xác định phương trình đường cong đáy dầm hộp : 17 II.1.5 Tính đặc trưng hình học tiết diện : 17 II.1.5.1 Đặc trưng hình học tiết diện nguyên : 17 II.1.5.2 Đặc trưng hình học tiết diện nguyên có xét đến giảm yếu ống gen caùp 18 II.1.6 Tính nội lực giai đoạn thi công : 29 II.1.7 Tính mát ứng suất 32 II.1.8 Kiểm toán giai đoạn thi công 38 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II : CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU II.2.1 Yêu cầu thiết kế .42 II.2.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp 42 II.2.2.1 Mặt cắt ngang cấu kiện: 43 II.2.2.2 Thanh giằng ngang vòm 45 II.2.2.3 Dầm dọc 46 II.2.2.4 Dầm ngang dự ứng lực 48 II.2.2.5 Dầm T mặt cầu 48 II.2.3 Các đặc trưng vật liệu 50 II.2.3.1 Theùp kết cấu 50 II.2.3.2 Bêtông 50 II.2.4 Tổ hợp nội lực cho cấu kiện 50 II.2.4.1 Tổ hợp nội lực cho mặt cầu 50 II.2.4.2 Tổ hơp nội lực cho dầm dọc biên 54 II.2.4.3 Tổ hợp nội lực cho dầm T mặt cầu 58 II.2.4.4 Tính toán sườn vòm ống thép nhồi bêtông 80 II.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU II.3.1 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KĨ THUẬT: 94 II.3.1.1 Phương án 94 II.3.1.2 Phương án 94 II.3.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ .96 II.3.2.1 Cầu đúc hẫng 96 II.3.2.2 Cầu ống thép nhồi bê tông 96 II.3.3 Lựa chọn phương án: 96 CHƯƠNG III: LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH III.1 Lan can: 98 III.1.1 Thanh lan can: 98 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU III.1.1.1 Tải tác dụng lên lan can: 98 III.1.1.2 Nội lực lan can: 98 III.1.1.3 Kieåm tra khả chịu lực lan can: 99 III.1.2 Coät lan can 100 III.1.2.1 Kiểm tra khả chịu lực cột lan can: 100 III.1.2.2 Kiểm tra độ mảnh coät lan can: 101 III.2 Lề hành: .102 III.2.1 Tính nội lực: 102 III.2.2 Tính cốt thép 102 III.2.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: (kiểm tra nứt) .103 III.3 Bó vỉa: .104 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU IV.1 Tải trọng tác dụng 110 IV.1.1 Tónh tải 110 IV.1.2 Hoạt tải .113 IV.1.2.1 Tải trọng người 113 IV.1.2.2 Hoaït taûi HL93 : 114 IV.2 Tổ hợp nội lực : 124 IV.3 Thiết kế cốt thép 125 IV.3.1 Thiết kế cốt thép chịu momen âm 125 IV.3.2 Thiết kế cốt thép chịu momen dương .126 IV.4 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng .127 IV.4.1 Đối với momen aâm : 127 IV.4.2 Đối với momen dương : 128 CHƯƠNG V: V.1 THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP Chọn thông số kết cấu nhòp : .130 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V.2 GVHD: ThS MAI LỰU Các thông số vật liệu: 131 V.2.1 Bêtông .131 V.2.2 Cốt thép thường .131 V.2.3 Cáp dự öùng löïc (5.4.4) 131 V.2.4 Thanh neo dự ứng lực.(5.4.4) 132 V.2.5 Xe đúc .132 V.3 Tiến độ thi công 132 V.4 Trình tự thi coâng 133 V.5 Bố trí cáp dự ứng lực 135 V.6 Tính đặc trưng hình học tiết diện : 135 V.7 Tính nội lực giai đoạn thi công : .154 V.8 Tính mát ứng suất : 159 V.8.1 Mất mát ứng suất ma sát : 159 V.8.2 Mất mát ứng suất tụt neo : 162 V.8.3 Mất mát ứng suất nén đàn hồi : 164 V.8.4 Mất mát ứng suất từ biến : 172 V.8.5 Mất mát ứng suất co ngót : 174 V.8.6 Mất mát ứng suất cáp tự chuøng : 176 V.9 Kiểm toán giai đoạn thi công 178 V.9.1 Kiểm tra ứng suất giai đoạn thi công đúc hẫng cân : 178 V.9.2 Kiểm tra ứng suất giai đoạn thi công đúc đốt HLB (chưa kéo cáp HLB) : 184 V.9.3 Kiểm tra giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc đà giáo 186 V.9.3.1 Nội lực 188 V.9.3.2 Tính mát ứng suất cáp chịu momen dương : 189 V.9.3.3 Kiểm toán 193 V.9.4 Kieåm tra giai đoạn hợp long nhịp (chưa kéo cáp HLG) 195 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU V.9.4.1 Nội lực 195 V.9.4.2 Mất mát ứng suất cho cáp HLG 195 V.9.4.3 Kiểm toán 197 V.9.5 Kiểm tra giai đoạn hợp long nhịp ( dỡ xe đúc, tải trọng thi công ) 199 V.9.6 Kiểm tra ổn định lật cánh haãng 202 V.9.7 Kiểm tra giai đoạn khai thác 204 V.9.7.1 Nội lực 204 V.9.7.2 Tính mát ứng suất 209 V.9.7.3 Sự phân phối lại nội lực từ biến 213 V.9.7.4 Nội lực lún gối tựa (SE) 217 V.9.7.5 Nội lực chênh lệch nhiệt độ 218 V.9.7.6 Nội lực co ngót 221 V.9.7.7 Tổ hợp tải trọng 221 CHƯƠNG VI: VI.1 TÍNH TOÁN ĐỘ VỒNG VÁN KHUÔN Biến dạng giai đoạn đúc hẫng 245 VI.1.1 Phương pháp tính toán biến dạng .245 VI.1.2 Biến dạng đàn hồi tải trọng thân đốt đúc hẫng .247 VI.1.3 252 Biến dạng đàn hồi tải trọng thi công đốt đúc hẫng VI.1.4 Biến dạng đàn hồi cáp dự ứng lực đốt đúc hẫng 255 VI.2 Biến dạng giai đoạn hợp long biên .257 VI.2.1 Biến dạng tải trọng thân đoạn đà giáo cố định : 257 VI.2.2 Biến dạng cáp dự ứng lực hợp long biên : 259 VI.3 VI.3.1 giữa) Biến dạng giai đoạn hợp long .261 Biến dạng giai đoạn hợp long (chưa kéo cáp hợp long 261 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VI.3.2 giữa) GVHD: ThS MAI LỰU Biến dạng giai đoạn hợp long giữa(đã kéo cáp hợp long 262 VI.4 Biến dạng tónh tải giai đoạn 264 VI.5 Bieán dạng xe đúc 265 VI.5.1 VI.6 Biến dạng đàn hồi xe đúc 265 Độ vồng ván khuôn 271 CHƯƠNG VII: VII.1 THIẾT KẾ TRỤ CẦU Giới thiệu chung .272 VII.1.1 Kích thước hình học trụ 272 VII.1.2 Caùc thông số thủy văn 272 VII.1.3 Vật liệu sử dụng .273 VII.2 Các tải trọng tác dụng lên trụ nội lực 273 VII.2.1 Tónh tải 273 VII.2.1.1 Kết cấu phần treân 273 VII.2.1.2 Kết cấu phần 274 VII.2.2 Tải trọng gió .274 VII.2.2.1 Taûi trọng gió tác dụng lên công trình 274 VII.2.2.2 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 276 VII.2.3 Tải trọng nước 277 VII.2.3.1 p lực nước tónh 277 VII.2.3.2 p lực nước đẩy 277 VII.2.3.3 p lực dòng chảy 278 VII.2.4 Lực va tàu vào trụ .278 VII.2.5 Hoạt tải .279 VII.2.6 Tải trọng người boä 281 VII.2.7 Lực hãm xe .281 VII.3 Bảng tổ hợp nội lực ứng với trạng thái giới hạn 282 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VII.3.1 Đối với mặt cắt đỉnh beä 282 VII.3.2 Đối với mặt cắt đáy bệ 284 VII.4 Kiểm toán mặt caét tru ï 286 VII.4.1 Đặt trưng hình học mặt cắt 286 VII.4.2 Kiểm toán mặt cắt thân trụ đỉnh bệ 287 VII.4.2.1 Kiểm tra khả chịu nén thân trụ 287 VII.4.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt thân trụ 292 VII.4.2.3 Kiểm tra khả chịu nứt thân trụ 294 VII.5 Tính toán lựa chọn gối cầu 298 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI VIII.1 Địa chất khu vực 299 VIII.2 Lựa chọn thông số cọc 299 VIII.3 Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu .299 VIII.4 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất .299 VIII.4.1 Tính sức kháng đơn vị thân cọc qs (MPa) 300 VIII.4.2 Tính sức kháng đơn vị mũi cọc qp (MPa) 301 VIII.4.3 Tổng hợp sức kháng cọc (N) 302 VIII.4.4 Tính toán số lượng cọc 302 VIII.5 Xác định nội lực đầu cọc chuyển vị đài cọc 303 VIII.6 Kiểm toán cọc .314 VIII.6.1 Kiểm tra sức chịu tải cọc 314 VIII.6.2 Kiểm tra chuyển vị đỉnh truï : 314 VIII.6.3 Kiểm toán cường độ đất vị trí mũi cọc 315 VIII.6.3.1 Xác định kích thước khối móng qui ước 315 VIII.6.3.2 Xác định khả chịu tải đất mũi cọc 316 VIII.6.3.3 Xác định ứng suất đáy khối móng qui ước 317 VIII.6.3.4 Kiểm toán ứng suất đáy móng 318 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Thỏa mản điều kiện chuyển vị ngang < 38mm VIII.6.3 Kiểm toán cường độ đất vị trí mũi cọc VIII.6.3.1 Xác định kích thước khối móng qui ước CAO Ð? M? T Ð? T SAU XĨI VIII.6.3.1.1 Tính góc mở cho khối móng qui ước + Góc mở tính theo công thức: ϕ α = tb Trong ϕtb góc ma sát đất tính trung bình cho lớp đất: ϕ ×l ϕtb = ∑ i i Ltb ϕi góc ma sát lớp đất li chiều dày lớp đất tương ứng ⇒ ϕtb =16o21’ Vậy α =4o5’ VIII.6.3.1.2 Tính kích thước khối móng qui ước + Theo phương dọc cầu: A1 = a(n-1) + d + 2Lctg α + Theo phương ngang cầu: B1 = b(m-1) + d +2Lctg α Với điều kiện: 2Lctg α < 2d SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 315 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Trong đó: a: khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương dọc cầu a = 4.5m n: số hàng cọc theo phương dọc cầu n=3 d đường kính cọc, d = 1.5m Lc chiều sâu cọc ngàm đất, Lc =50m b khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương ngang cầu b = 4.5 m m số hàng cọc theo phương ngang cầu m=4 + Thay số vào tính ta đươc: A1 = 13.5m B1 = 18m VIII.6.3.1.3 Tính diện tích khối móng qui ước Diện tích tính theo công thức: Fqu = A1 x B1 = 13.5 x 18 = 243 m2 VIII.6.3.1.4 Xác định momen kháng uốn khối móng qui ước + Momen kháng uốn theo phương dọc cầu: Wd = A1 × B12 18 × 13.52 = = 546.75m3 6 + Momen kháng uốn theo phương ngang cầu: Wn = B1 × A12 13.5 × 182 = = 729m3 6 VIII.6.3.2 Xác định khả chịu tải đất mũi cọc + Sức chịu tải tính toán đất theo QPXD 45-78 tính sau: RII = m1 m2 ' ( Abγ II + BD f γ II + DcII ) ktc Trong đó: m1, m2 lần lược hệ số làm việc đất hệ số điều kiện làm việc công trình tác động qua lại với đất chọn theo bảng 1.22 ( Nền móng, Châu Ngọc Ẩn) m1 = 1.1 m2 = ktc hệ số độ tin cậy, lấy đặc trưng tính toán lấy từ thí nghiệm SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 316 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU A, B, D giá trị sức chịu tải, lấy ứng với góc ma sát đất laø 34 14’ A = 1.5547 B = 7.2188 D = 9.2198 Df chiều sâu chôn móng Df = 53.5m γ II trọng lượng đơn vị thể tích đất từ đáy móng trở xuống, - o γ II = 19.89 kN/m3 - ' γ II trọng lượng đơn vị thể tích đáy móng trở lên mặt đất ∑ γ i hi = 19.12 kN/m3 ' γ II = ∑h i b bề rộng khối móng qui ước b = 13.5m - c lực dính đơn vị đất đáy móng, c = 5.3 kN/m2 Vậy sức chịu tải đất mũi cọc là: RII = 7850.6 kN/m2 = 785Mpa - VIII.6.3.3 Xác định ứng suất đáy khối móng qui ước + Tính toán trọng lượng thể tích móng khối qui ước n FLγ γ qu = γ tb + c c c bt Vqu Trong đó: γ tb trọng lượng đơn vị trung bình đất từ mũi cọc trở lên γ tb = 19.12 kN/m3 γ bt =25kN/m3 nc số lượng cọc, nc = 12 cọc Fc diện tích tiết diện ngang cọc Fc = 3.14x1.52/4 = 1.77 m2 Lc chiều dài cọc Lc = 50m Vqu thể tích khối móng qui ước, Vqu = Fqu x Df = 18 x 13.5 x 53.5 =13000 m3 Vaäy γ qu = 21.72 kN/m3 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 317 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Chuyển tải trọng trọng tâm đáy móng qui ước - Tải trọng thẳng đứng tính toán: N0tt = Ptt + 1.25x γ qu x Vqu = 8.59059x104 + 1.25 x 21.72 x13000 = 438856 kN - Tải trọng ngang tính toán theo phương dọc cầu, Hoxtt = Hx = 568.8 kN - Tải trọng ngang tính toán theo phương ngang cầu: Hoytt = Hy = 136.4 kN - Momen tính toán theo phương dọc cầu M0ytt = My + HoxttxL= 12342 + 468.8 x 50 = 35782 kN.m - Momen tính toán theo phương ngang câu: Moxtt = Mx + Hoytt x LM = 19006 +136.4 x 50 = 25826 kN.m + Ứng suất nén lớn nhất: N ott M oytt M oxtt + + Fqu Wd Wn σ max = 438856 357872 25826 + + =2495.96 kN/m2 243 546.75 729 = +Ứng suất nén nhỏ nhất: N ott M oytt M oxtt − − Fqu Wd Wn σ = = 438856 357872 25826 − − =1116.02 kN/m2 243 546.75 729 + Ứng suất nén trung bình: σ + σ =1806 kN/m2 σ tb = max VIII.6.3.4 Kiểm toán ứng suất đáy móng + Điều kiện kiểm toán: σ max < 1, RII σ tb < RII Thay vào ta có: 1806 kN/m2 < 1.2 x 7850.6 kN/m2 1806 kN/m2 < 7850.6 kN/m2 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 318 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.6.4 Kiểm tra độ lún cọc + Tải trọng thẳng đứng tính toán: Ntc = Ptt = 66352 kN + Ptt lực thẳng đứng đáy đài tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng + Ứng suất tải trọng thẳng đứng gây đáy khối móng qui ước: σ= N tc + Qcoc 66352 + 26494 = = 382 KN/m2 Fqu 243 Trong đó: Qcọc trọng lượng cọc Qcọc = Vcọc x γ bt = 3.14 x1.52/4 x50 x12x25 = 26494 KN + Ta chia đất mũi cọc thành lớp có chiều dày 1m để tính lún + Độ biến dạng lớp tính theo công thức: Si = ∆q hi − e1i Trong đó: - e1i : hệ số rỗng lớp đất phân tố thứ i ứng với trạng thái ban đầu chưa có tải trọng tác dụng - : hệ số nén lún lớp đất phân tố thứ i ứng với trạng thái chịu tải trọng tác dụng - hi : chiều dày lớp phân tố thứ i + Độ lún tổng cộng đất đáy móng xác định: S = ∑ si + Độ lún cho phép công trình là: [ S ] = 1.5 L (cm) Trong L chiều dài nhịp tính toán cảu cầu tính m L = 95m Vậy độ lún cho phép là: 14,6 cm + Chiều sâu lớp đất tính lún đước xác định vị trí ứng suất tải trọng thân lớn lần ứng suất tải trọng gây + Lập bảng tính lún sau: Trong đó: - Zi cao độ trung bình lớp phân tố thứ i - b bề rộng khối móng qui ước b = 13.5m SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 319 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU - l chiều dài khối móng qui ước l = 18m ka hệ số xác định ứng suất tải trọng gây theo chiều sâu σ z ứng suất tải trọng thẳng đứng gây σ bt ứng suất trọng lượng thân Vì số liệu thí nghiệm lớp đáy khối móng qui ước nên số e1i, ta lấy lớp cuối Z z/b l/b Ka 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 0.04 0.11 0.19 0.26 0.33 0.41 0.48 0.56 0.63 0.70 0.78 0.85 0.93 1.00 1.07 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 0.991 0.983 0.961 0.934 0.912 0.862 0.821 0.712 0.671 0.546 0.517 0.443 0.416 0.381 0.336 BẢNG TÍNH LÚN σ bt σ σ z (KN) (KN/m ) (KN/m2) 378.6 510 888.6 375.5 520.7 896.2 367.1 531.3 898.4 356.8 542 898.8 348.4 552.7 901.1 329.3 563.4 892.7 313.6 574.1 887.7 272.0 584.8 856.8 256.3 595.4 851.7 208.6 606.1 814.7 197.5 616.8 814.3 169.2 627.5 796.7 158.9 638.1 797 145.5 648.8 794.3 128.4 659.5 787.9 e1 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 Độ lún tổng cộng công trình là: 9.62 cm < [ S ] = 1.5 L hi si a cm /kG (m) (cm) 0.003 0.85 0.003 0.85 0.003 0.83 0.003 0.81 0.003 0.79 0.003 0.74 0.003 0.71 0.003 0.61 0.003 0.58 0.003 0.47 0.003 0.45 0.003 0.38 0.003 0.36 0.003 0.33 0.003 0.87 (cm) Vậy điều kiện chuyển vị thỏa mãn SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 320 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.7 Thiết kế cốt thép cho đài cọc + Xem đài cọc dầm công xôn bị ngàm vào trụ, tiết diện tính toán qua mép cột bị uốn phản lực đầu cọc không nằm chân trụ Hình 8.5: Các cánh tay đòn dùng để tính mômen lên bệ VIII.7.1 Theo phương ngang cầu: + Tiết diện tính toán: b × h = 12 × 2.5 m + Phản lực đầu cọc giai đoạn khai thác nhóm cọc thứ : Nn = 7.9181x106(N) + Ta có khoảng cách từ trọng tâm nhóm cọc thứ đến mặt cắt xét 2300mm nhóm cọc thứ gồm có cọc, momen lớn tác dụng lên đài: M = × 7.9181 × 106 × 2300 = 5.4635 × 1010 (Nmm) + Sức kháng uốn cấu kiện: M r = ϕ.M n + Sử dụng hai lớp thép cách 150mm, đường kính 28mm, bước cốt thép 150mm, sử dụng thép có fy = 400Mpa + Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén là: d s = h − a = 2500 − 389 = 2111mm 3.14 × 282 + Diện tích cốt thép là: A s = 79 × 2× = 97239mm + Chiều cao vùng nén bêtông: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 321 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP As × f y a= c= 0.85 × f 'c × b = GVHD: ThS MAI LỰU 97239 × 400 = 76.27mm 0.85 × 50 × 12000 a 76.27 = = 110mm β1 0.693 c 110 = = 0.052 < 0.45 d s 2111 + Mômen kháng uốn danh định: a 76.27 M n = A s × f y × (d s − ) = 97239 × 400 × (2111 − ) 2 = 8.062 × 1010 Nmm + Sức kháng uốn: M r = ϕ.M n = 0.9 × 8.062 × 1010 = 7.256 × 1010 Nmm + Suy ra: M r > M x Vậy thoả mãn điều kiện chịu uốn VIII.7.1.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa + Điều kiện c ≤ 0.42 ds + Theo tính toán ta có: c 110 = = 0.052 < 0.45 d s 2111 + Thoả điều kiện cốt thép tối đa VIII.7.1.2 Kiểm tra khả chịu nứt tiết diện + Điều kiện chịu nứt fs ≤ fsa = Z d A c (*) 0,6.f y + Tieát diêïn tính toán b x h = 12000 x 2500mm, d s = 2111 mm, A s = 97239mm2 + Tỷ số mun đàn hồi: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 322 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP n= GVHD: ThS MAI LỰU Es Ec + Trong đó: Es = 200 000 MPa E c = 0.043γ1,5 f c′ = 0.043 × 24001.5 × 50 = 35749MPa c n= E s 200000 = = 5.59 Ec 35749 + Chiều dày làm việc bêtông sau bị nứt: x= = nA s b 2d b × 1+ s − 2 nA s 5.59 × 97239 × 2111 ×12000 × 1+ − = 349mm 12000 5.59 × 97239 + Ta tính giá trị biểu thức ( * ) : + Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ): fs = Ms (d s − x ).n I cr + Momen quaùn tính tiết diện nứt: bx + nA s ( ds − x ) 12000 × 3493 = + 5.59 × 97239 × ( 2111 − 349 ) = 1.858 × 1012 mm3 Icr = + Ta kiểm toán nứt bệ cọcï theo phương ngang trạng thái giới hạn sử dụng giai đoạn thi công có Nn = 7.2513x106(N) M = × 7.2513 × 106 × 2300 = 5.003 × 1010 (Nmm) + Do đó: fs = Ms 5.003 × 1010 ds − x ) n = ( ( 2111 − 349 ) × 5.59 = 195.2MPa Icr 1.858 × 1012 + Tính fsa SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 323 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP fsa = GVHD: ThS MAI LỰU Z d A c + Thông số vết nứt : Z = 30000 N/mm + dc khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông chịu kéo không lớn 50mm + Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép: A= Ac n A c = 12000 × (300 +14 +150 + 300 +14) = 9336000mm ⇒A= 9336000 = 59088mm 79 × fsa = Z 30000 = = 209MPa d A 50 × 59088 c + Tính 0.6 × f y 0.6 × f y = 0.6 × 400 = 240MPa Vaäy: f s ≤ f sa 0,6.f y Thoả điều kiện chịu nứt VIII.7.2 Theo phương dọc cầu: + Tiết diện tính toán: b × h = 16.5 × 2.5 m + Phản lực đầu cọc giai đoạn khai thác nhóm cọc thứ : Nn = 7.578x106(N) + Ta có khoảng cách từ trọng tâm nhóm cọc thứ đến mặt cắt xét 3250mm nhóm cọc thứ gồm có cọc, momen lớn tác dụng lên đài: M = × 7.578 × 106 × 3250 = 9.851 × 1010 (Nmm) + Sức kháng uốn cấu kiện: M r = ϕ.M n SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 324 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Sử dụng hai lớp thép cách 150mm, đường kính 28mm, bước cốt thép 150mm, sử dụng thép có fy = 400Mpa + Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén là: d s = h − a = 2500 − (389 + 28) = 2083mm + Diện tích cốt thép là: A s = 109 × × 3.14 × 282 = 134166m + Chiều cao vùng nén bêtông: a= c= As × f y 0.85 × f 'c × b = 134166 × 400 = 76.5mm 0.85 × 50 × 16500 a 76.5 = = 110.4mm β1 0.693 c 110.4 = = 0.053 < 0.45 d s 2083 + Moâmen kháng uốn danh định: a 76.5 M n = A s × f y × (d s − ) = 134166 × 400 × (2083 − ) 2 = 1.105 × 1011 Nmm + Sức kháng uốn: M r = ϕ.M n = 0.9 × 1.105 × 1011 = 9.944 × 1010 Nmm + Suy ra: M r > M x Vậy thoả mãn điều kiện chịu uốn VIII.7.2.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa + Điều kiện c ≤ 0.42 ds + Theo tính toán ta có: c 110.4 = = 0.053 < 0.45 d s 2083 + Thoả điều kiện cốt thép tối đa SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 325 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VIII.7.2.2 GVHD: ThS MAI LỰU Kiểm tra khả chịu nứt tiết diện + Điều kiện chịu nứt fsa = fs ≤ Z d c A (*) 0,6.f y + Tiết diêïn tính toán b x h = 1650 x 2500mm, d s = 2097 mm, A s = 134166mm2 + Chiều dày làm việc bêtông sau bị nứt: 2d b × 1+ s − 2 nA s 5.59 × 134166 × 2083 ×16500 = × 1+ − = 348mm 16500 5.59 × 134166 x= nA s b + Ta tính giá trị biểu thức ( * ) : + Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ): fs = Ms (d s − x ).n I cr + Momen quán tính tiết diện nứt: bx + nA s ( d s − x ) 16500 × 3483 = + 5.59 × 134166 × ( 2083 − 348 ) = 2.526 × 1012 mm 3 I cr = + Ta kiểm toán nứt bệ cọcï theo phương ngang trạng thái giới hạn sử dụng giai đoạn thi công có Nn = 6.479x106(N) M = × 6.479 × 106 × 3250 = 8.423 × 1010 (Nmm) + Do đó: fs = Ms 8.423 × 1010 ds − x ) n = ( ( 2083 − 348) × 5.59 = 195.2MPa Icr 2.526× 1012 + Tính fsa fsa = Z d A c + Thông số vết nứt : Z = 30000 N/mm SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 326 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + dc khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông chịu kéo không lớn 50mm + Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép: A= Ac n A c = 16500 × (300 +14 +150 + 300 +14 + 28) = 13299000mm ⇒A= 13299000 = 61004mm 109 × fsa = Z 30000 = = 207MPa d c A 50 × 61004 + Tính 0.6 × f y 0.6 × f y = 0.6 × 400 = 240MPa Vậy: fs ≤ fsa 0,6.f y Thoả điều kiện chịu nứt SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 327 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.8 Kiểm tra chọc thủng đài cọc Hình 8.6: Sơ đồ tính chọc thủng bệ cọc + Khả chịu cắt bê tông đài cọc VC = 1.06 fc' b0 d (kG,cm) (13.6 - ACI 318) Trong b0 chu vi dọc theo tiết diện giới hạn b0 = 1119.1 cm ( sử dụng chưng trình cad để tính) d chiều cao tính toán móng d= 210cm Vậy khả chịu cắt bê tông đài cọc là: VC = 1.06 fc' b0 d = 1.06 × 500 × 1119.1× 210 = 5570306 kG + Lực cắt lớn cọc tác dụng lên bệ: Vu = 15.4967 x106 (N) = 1549670 kG + Điều kiện kiểm tra chọc thủng bệ cọc: ϕVC > Vu 0.85x5570360 = 4734806>1549670 kG Vậy bệ cọc đảm bảo khả chịu chọc thủng SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 328 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.9 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy + Điều kiện kiểm toán : Pgiu > Pdn + Ký hiệu : γb: Trọng lượng riêng bê tông bịt đáy γb = 2.3 T/m2 γn: Trọng lượng riêng nước γn = 1.0 T/m2 h : Chiều dày lớp bê tông bịt đáy H : Chiều cao cột áp lực nước, H =3.2+1+1.5=5.7 m n : Số cọc hố , n = 12 cọc U : Chu vi coïc U = 4.710 m d : chiều sâu chôn cọc ván thép, d = 4.3 m c : lực dính đất, c = 0.082 T/m2 F : Diện tích hố chịu lực đẩy F = 18.5 × 14 = 259 m2 C : Chu vi vòng vây, C = 18.5 + 14)x2 = 65 m τ : Lực ma sát bê tông cọc τ = 10 T/m2 + Lực đẩy : Pdn = H.F γn = 5.7x259x1 = 1476 T + Trọng lượng lớp bêtông bit đáy Pbt = F.h γb = 259x1.5x2.3 = 894 T + Lực ma sát cọc bêtông bịt đáy : Pc = n.U.h.τ = 12x4.710x1.5x10 = 848 T + Lực ma sát chân cọc ván thép đất Pvt = C.d.c = 65x4.3x0.082 = 23 T + Tổng cộng lực giữ : Pgiu = 894 + 848 +23 = 1765 T Ta thấy Pgiu > Pdn , chiều dày lớp bêtông bịt đáy 1.5 m thỏa mãn yêu cầu SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 329 ... -1 .75 -1 .28 -0 .88 -0 .51 K9 -3 .73 -3 .28 -2 .97 -2 .53 -2 .03 -1 .56 -1 .09 K10 -4 .56 -4 .16 -3 .88 -3 .45 -2 .94 -2 .43 -1 .88 K11 -5 .48 -5 .14 -4 .91 -4 .52 -4 .02 -3 .50 -2 .90 K12 -6 .66 -6 .42 -6 .25 -5 .91 -5 .46 -4 .96... -3 .08 -3 .66 -4 .16 -4 .55 -4 .88 -5 .18 -5 .41 -5 .58 -5 .55 -5 .41 -5 .19 S2 0.00 -1 .08 -1 .89 -2 .64 -3 .32 -3 .91 -4 .37 -4 .75 -5 .09 -5 .36 -5 .55 -5 .53 -5 .37 -5 .12 S3 0.00 0.00 -1 .05 -1 .87 -2 .65 -3 .33 -3 .86 -4 .30... -1 .33 -1 .84 -2 .44 -3 .17 -3 .97 -4 .81 -5 .72 -6 .90 -8 .21 -9 .65 S2 0.00 -0 .20 -0 .48 -0 .88 -1 .35 -1 .93 -2 .68 -3 .52 -4 .40 -5 .38 -6 .66 -8 .09 -9 .68 S3 0.00 0.00 -0 .32 -0 .65 -1 .07 -1 .62 -2 .36 -3 .21 -4 .12 -5 .14