Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiƯp LỜI NĨI ĐẦU Trong xu phát triển chung giới, phát triển kinh tế kèm với phát triển cở sở hạ tầng GTVT Hay nói cách khác, GTVT ln ln nghành phải trước bước Đối với nước có kinh tế đà phát triển nước ta, việc phát triển sơ hạ tầng GTVT lúc hết có ý nghĩa vơ to lớn Những cầu xây, tuyến đường mở khơng hồn thiện thêm mạng lưới giao thông quốc gia tạo tảng vững cho giao lưu, thơng thương vùng miền mà cịn thu hút vốn đầu tư nước ngồi góp phần đẩy nhanh tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhận thức điều đó, sau năm học tập nghiên cứu chuyên ngành “Thiết kế cầu” môn “Xây dựng cầu đường” trường đại học dân lập Hải Phịng, em có kiến thức kinh nghiệm thực tế quý báu chuyên ngành thiết kế cầu đường Kết học tập qua trình năm học phần phản ánh đồ án tốt nghiệp mà em xin trình bày Để có kết ngày hôm nay, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc môn Xây Dựng trường ĐHDL Hải Phòng, giúp đỡ em suốt năm học qua Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo môn Xây Dựng trường ĐH Xây Dựng Hà Nội trường DHDL HP đặc biệt thầy: Th.S Phạm Văn Thái Th.S Trần Anh Tuấn Th S Bùi Ngọc Dung Th.S Phạm Văn Toàn trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, đồ án em khơng tránh khỏi có sai sót Rất mong thông cảm giúp đỡ thầy cô Hải Phịng, ngày tháng năm 2010 Sinh viên ng Ngọc Anh Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -1- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiÖp PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG **************** Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -2- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu ®-êng thut minh ®å ¸n tèt nghiƯp I- GIỚI THIỆU VỀ SÔNG KIÊN GIANG VÀ GTVT KHU VỰC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CẦU - GIỚI THIỆU VỀ SÔNG KIÊN GIANG: Sông Kiến Giang nhánh sông Nhật Lệ Sông Kiến Giang chảy qua huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình Sơng dài 58 km Đây dịng sơng điệu Hò khoan Lệ Thủy, hàng năm vào ngày tháng có hội đua thuyền tiếng Đây sông chứng kiến sinh lớn lên nhân vật tiếng Lễ Thành hầu Nguyễn Hữu Cảnh, Đại tướng Võ Nguyên Giáp Tổng thống Việt Nam Cộng hồ Ngơ Đình Diệm Hầu hết sông Việt Nam chảy theo hướng đông nam, riêng sông chảy theo hướng đơng bắc nên cịn gọi nghịch hà Trước đây, hàng năm sông gây lũ lụt cho vùng đồng xung quanh sông dốc, ngắn Sau có đập An Mã ngăn thượng nguồn, nạn lũ lụt khống chế Tuyến Đường sắt Bắc Nam cắt qua sông Cầu Mỹ Trạch Trong thời kỳ Đông Dương thuộc Pháp, cầu Mỹ Trạch nơi chứng kiến Thảm sát Mỹ Trạch đẫm máu, nơi dân làng Mỹ Trạch bị quân Pháp đưa cầu xử bắn, nơi ngày "Bia căm hờn" ghi lại tội ác Sông Kiến Giang đoạn qua thị trấn kiến Giang Là hợp lưu nhiều nguồn sông suối phát nguyên từ vùng núi phía Tây-Nam huyện Lệ Thủy đổ phường Luật Sơn ( xã Trường Thủy, Lệ Thủy) chảy theo hướng Nam Bắc Từ đây, sông chảy theo hướng Tây Nam-Đông Bắc, đến ngã ba Thượng Phong, sông chảy theo hướng Đông Nam-Tây Bắc, đến đoạn ngã ba PHú Thọ (An Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -3- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiƯp Thủy Lệ Thủy), sơng đón nhận thêm nước sông Cảm Ly ( chảy từ hướng Tây đồ về), tiếp tục chảy theo hướng trên, băng qua cánh đồng truingx huyện Lệ Thủy ( đoạn sông hẹp) Sắp hết đoạn đồng trũng huyện Lệ Thủy để vào địa phận huyện Quảng Ninh, sông mở rộng chảy băng qua phá Hạc Hải ( có chiều dài gần 2km2) đến xã Duy Ninh (Quảng Ninh), sông tiếp tục chảy ngược hướng Tây đến ngã ba Trần Xá hợp lưu với sơng Long Đại đổ nước vào sông Nhật Lệ - Hiện trạng giao thông đƣờng khu vực: Mạng lưới giao thông đường đường thủy tương đối lớn, phân bố hợp lý có trục quốc lộ quốc lộ 1A nhiều tuyến tỉnh lộ, huyện lộ nối trục Tuy nhiên chất lượng Quốc lộ 1A: Là trục quan trọng qua địa phận tỉnh đóng vai trò hàng đầu giao lưu liên tỉnh, nội tỉnh Trên tuyến có số đoạn bị ngập mùa mưa vad số đoạn bị ùn tắc cục Hệ thống tỉnh lộ huyện lộ với trục quốc lộ tạo thành mạnh lưới giao thông, phân bố hợp lý, tuyến vùng núi thường chạy song song với địa hình tự nhiên xuyên qua khu vực dân cư khu công nghiệp II- CÁC ĐỊNH HƢỚNG KINH TẾ Xà HỘI DỰ BÁO NHU CẦU VẬN TẢI - SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƢ 1-Những định hƣớng phát triển kinh tế – xã hội: Do tỉnh chủ yếu lad sản xuất nông nghiệp nên có khủng hoảng kinh tế thời gian qua đời sống người dân vung nông thơn khơng bị ảnh hưởng nhiều Tuy nhiên tình hình giá tiêu dùng dứng mức cao, điều kiện 70% dân cư tỉnh sống nghề nơng nghiệp có thu nhập tăng mức trungg bình, đời sống bị ảnh hưởng đấng kể Đối với hộ nghèo cận nghèo chịu ảnh hưởng lớn chi tiêu dùng hộ thường chiếm 80% - 90% để mua lương thực, thực phẩm Đây vấn đề địi hỏi quyền đồn thể cấp cần đặc biệt quan tâm việc thực sách xã hội, triển khai dự án cho vay hay tạo việc làm chương trình xóa đói giảm nghèo Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -4- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiƯp Đố với cơng tác xóa đói giảm nghèo, sở Lao Động Thương Binh xã hội tổng hợp xong phiếu điều tra, kết cho they tỷ lệ hộ nghèo 5.72%, tỷ lệ hộ cận nghèo 13.28% Do hướng phát triển cho tỉnh thành trung tâm kinh tế, thương mại, du lịch tồn khu vực, đầu mối giao thơng quan trọng đường đường thủy… cụ thể: - Về công nghiệp: Coi trọng đầu tư chiều sâu, ưu tiên phát triển quy mô vừa nhỏ với công nghiệp tiên tiến đại Đồng thời xây dựng nhiều khu công nghiệp mới, tập trung, liên kết liên doanh với nước ngồi để phát triển cơng nghiệp xuất khẩu, hướng vào nghành công nghiệp chế biến nông lâm hải sản chế biến gia công xuất Sản xuất hàng tiêu dùng, vật liệu xây dung Quy hoạch khu công nghiệp kỹ thuật cao với ngành công nghiệp để không ảnh hưởng tới cảnh quan du lịch khu vực… - Về du lịch: Nghành dịch vụ du lịch giữ vai trị quan trọng có tiềm lớn nghành mũi nhọn kinh tế tỉnh Phấn đấu GDP năm 2010 đạt 1600 tỷ đồng mức tăng trưởng bình quân hàng năm đạt 12% Đầu tư xây dựng khu du lịch mới… - Về nông lâm, ngư nghiệp phát triển nông thôn: Phấn đấu gía trị GDP nghành nơng lâm ngư nghiệp năm 2010 đạt 300 tỷ đồng, phát triển nông nghiệp theo hướng đa dạng hoá, xây dựng vùng công nghiệp, tái tạo bảo vệ khoanh nuôi rừng khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, lấy khai thác xuất làm mũi nhọn - Định hƣớng phát triển giao thông - dự báo nhu cầu vận tải: Trên sở định hướng quy hoạch phát triển vùng trọng điểm vùng Đòng Tháp Mười đồng thời với việc hình thành xa lộ Bắc-Nam, cần thiết phải xây dựng hệ thống sở hạ tầng kỹ thuật vùng mà đặc biệt mạng lưới giao thông vận tải Với phát triển chuỗi khu công nghiệp kéo dài dự báo năm tới nhu cầu vận tải tăng mạnh, ngồi cịn phải xét tới dự án đường xun Á xây dựng vào năm tiếp theo, lượng hàng hố thơng qua lớn Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -5- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng: Như nội dung phân tích trên, việc xây dựng cầu qua sơng Kiên Giang có ý nghĩa to lớn mặt kinh tế, xã hội trị, văn hố du lịch, an ninh quốc phịng với tỉnh Quảng Bình nói riêng nước nói chung Việc đầu tư xây dựng cầu cần thiết lý sau đây: Đồng với việc xây dựng xa lộ Bắc-Nam theo chủ trương nhà nước phù hợp với nguyện vọng đáng nhân dân nước địa phương có đường xa lộ qua Đảm bảo giao thơng thơng suốt tồn tuyến xa lộ Bắc-Nam Thu hút bớt phương tiện vận tải, giảm bớt lưu lượng xe ách tắc quốc lộ 1A mùa lũ Đáp ứng nhu cầu phát triển giao thơng vận tải góp phần phát huy tốt tiềm sẵn có, phục vụ chiến lược quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh tương lai Việc đầu tư xây dựng tuyến đường có cầu qua sông Kiên Giang với hệ thống đường quốc lộ tỉnh lộ khác tạo nên mạng lưới giao thông vận tải liên hoàn miền, nối khu trung tâm kinh tế, trị, cơng nghiệp, văn hố góp phần chuyển dịch cấu lao động, dân cư, sử dụng hết đất đai, đưa công nghiệp lên miền núi, phát triển vốn rừng… bước xây dựng kinh tế HĐH, CNH, củng cố an ninh quốc phòng tăng cường hợp tác quốc tế III - ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU 1- Đặc điểm địa chất: a Địa chất thuỷ văn: Địa chất thuỷ văn gồm hai nguồn nước chính: Nước mặt: Gồm nước ao hồ, nước sông Lượng nước mặt thay đổi theo mùa, mùa mưa nước lớn, mùa khô lượng nước giảm nước mặt phong phú trữ lượng Nước ngầm: Chủ yếu tầng cát, động thái, thành phần hoá học phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thuỷ văn Kết tính tốn thuỷ văn cầu sau: - Mực nước lũ thiết kế: MNCN = +13.7 m - Mực nước thông thuyền: MNTT = 4.0 m - Mực nước thấp nhất: MNTN = +1.0 m Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -6- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng - Kh thụng thuyn: thuyết minh đồ án tốt nghiệp B = 50 m, H = 6.0 m b Điều kiện địa chất cơng trình: Kết khoan thăm dị địa chất vị trí xây dựng cầu cho thấy cấu tạo địa tầng sau: - Lớp 1: Cát cuội sỏi - Lớp 2: Sét dẻo cứng - Lớp 3: Đá vôi nứt nẻ Hố khoan (Km 0) Hố khoan (Km 0+80) Lớp 1: Cát cuội sỏi 9.5 8.5 Hố khoan (Km 0+160) 8.0 Lớp 2: Sét dẻo cứng 8.4 7.5 7.8 8.6 - - - - Đặc điểm địa chất Lớp 3: Đá vơi nứt nẻ Hố khoan (Km 0+250) 1.0 - Đặc điểm khí tƣợng: Khí hậu mang tính chất chung khí hậu nước ta nhiệt đới gió mùa mang tính chất riêng khí hậu vùng Nam Tây Nguyên, mùa mưa tháng tháng đến tháng năm sau lại mùa khô Nhiệt độ tăng dần từ Bắc vào Nam, tháng nóng tháng 5-7 nhiệt độ tới 400C , tháng thấp tháng vào khoảng 10.20C , nhìn chung nhiệt độ trung bình 250C IV- CÁC PHƢƠNG ÁN VƢỢT SÔNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 1- Quy trình thiết kế Quy phạm thiết kế cầu: Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN – 272-05 Bộ GTVT - Các thông số kỹ thuật Quy mô xây dựng: Cầu thiết kế cầu qua sông Tải trọng thiết kế: + Hoạt tải : Đoàn xe HL93 + Tải trọng người đi: 300 kg/m2 (3kN/m2) Khổ cầu: + 2*1.0 m Trong đó: + Phần xe chay: 9m Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHẠM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -7- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiệp + Phần hành: 2*1,0 = 2m Khổ thông thuyền: Sơng thơng thuyền sơng cấp IV có khổ thơng thuyền H = 6m Ltt = 50m 3- Phƣơng án kết cấu Việc lựa chọn phương án kết cấu phải dựa ngun tắc sau: Cơng trình thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thốt, phù hợp với quy mô tuyến vận tải điều kiện địa hình, địa chất khu vực Đảm bảo an tồn cho khai thác đường thuỷ sơng với quy mô sông thông thuyền cấp IV Dạng kết cấu phải có tính khả thi, phù hợp với trình độ thi công nước Giá thành xây dựng hợp lý Căn vào nguyên tắc có phương án kết cấu sau lựa chọn để nghiên cứu so sánh 3.1 Phương án 1: Cầu BTCT DƯL liên tục nhịp cộng dầm dẫn, thi công theo phương pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 33*3 + 48 + 80 + 48 (m) Chiều dài tồn cầu tính đến đuôI mố:Ltc= 33*3+48+48+80+5*1.6+2*1=285 m Kết cấu phần dưới: + Mố: Mố nặng chữ U móng cọc khoan nhồi 1.2 m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m 3.2 Phương án 2: Cầu dàn thep Sơ đồ nhịp: 68*4(m) Chiều dài tồn cầu tính đến đuôi mố: Ltc = 68*4=272(m) + Mố: Mố nặng chữ U móng cọc khoan nhồi 1.2 m + Trụ: BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -8- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiệp Phần Ii ThiÕt kÕ s¬ bé **************** Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Lớp CĐ1001 -9- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng thuyết minh đồ án tốt nghiệp Ch-ơng I: Thiết kế sơ pai cầu dầm nhịp liên tục đúc hẫng + dầm dẫn A.Các số liệu địa chất thuỷ văn I Thuỷ văn: Mực n-ớc cao MNCN = +13.7 m Mùc n-íc th«ng thun MNTT = + m Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = + m KhÈu độ thoát n-ớc L0 = 230 m L-u l-ợng Q II Điều kiện địa chất : Theo số liệu thiết kế có hố khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Líp 1: C¸t ci sái Hè khoan Km 9.5 Hè khoan Km 0+80 8.5 Líp 2: SÐt dỴo cøng 8.4 7.5 7.8 8.6 - - - - Đặc điểm địa chất Lớp 3: Đá vôi Ýt nøt nỴ Hè khoan Hè khoan Km 0+160 Km 0+250 10 B Thông số ph-ơng án cầu I Các thông số kỹ thuật Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp II là: B = 50m, H = 6m Khổ cầu: B= 9.0 +2x1 m Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-272-05 Bộ GTVT Tải trọng: xe HL93 ng-ời 300 kg/cm2 II Ph-ơng án dự kiến: Lựa chọn ph-ơng án móng Căn vào đặc điểm lớp địa chất đ-ợc nghiên cứu, ta đề ph-ơng án móng nh- sau: Ph-ơng án móng cọc khoan nhồi (do kết cấu tầng địa chất dùng cäc ma s¸t ) Gvhd 1: tH.S bïi ngäc dung gVHD 2: TH.S PHM VN TON SVTH: UÔNG NGọc ANH Líp C§1001 - 10 - THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIấN GIANG QUNG BèNH b Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy Điều kiện tính toán áp lực đẩy n-ớc phải nhỏ ma sát bê tông cọc cộng với trọng l-ợng bê tông bịt đáy ma sát với cọc ván thép Công thức tính toán: n b hb hb x u1 hb k u n n b u1 hb m H k u n ( H hb ) 1m m n Trong ®ã: - bt : Träng l-ợng riêng bê tông; - n : Trọng l-ợng riªng cđa n-íc; n bt =2.4 T/m3 =1.0 T/m3 - hb : Chiều dày lớp bê tông bịt đáy (m) - : Diện tích mặt vòng vây cọc ván = 9.2* 12 =110.4 (m2) - n : Sè l-ỵng cäc mãng; n=8 cäc - : Lùc ma sát đơn vị cọc vòng vây cọc ván thép : Lực ma sát đơn vị cọc bê tông bịt đáy; = T/m2 T/m2 - U1: Chu vi hè mãng U1 = 2x(9.2+12) = 42.4 m - U2: Chu vi cäc; U2 = 3.768 m - H : ChiỊu cao tÝnh tõ mỈt n-íc thi công đến đáy bệ móng - n1: Là hệ số v-ợt tải; n1=0.9 - m : Hệ số điều kiện lµm viƯc; m=0.9 hb 110.4 1m 0.9 110.4 2.4 42.4 3.768 0.9 110.4 hb 2.49 m chän hb = 2.5 m KiÓm tra c-ờng độ lớp bê tông bịt đáy: GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:187 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH TÝnh cho 1m rộng lớp bê tông bịt đáy Lớp bê tông bịt đáy đ-ợc xem nh- dầm đơn giản kê mép t-ờng vây cọc ván - Nhịp dầm l =9.2 m - Tải trọng tác dụng hiệu số trọng l-ợng bê tông lực đẩy n-ớc đ-ợc xác định theo công thức: qtt = n(h+hb) - h = 1x( + hb) ” 2.4x hb = ” 1.4 hb bt b + M« men lớn tiết diện nhịp : Mmax = (7 1, 4.hb ) 9, 22 q.l 74.06 14.81hb + M«men chèng uèn : b.h W= 1.hb2 hb2 + KiÓm tra øng suÊt : max = M max W (74.06 14.81hb ) hb2 65 T/m2 Dùng bêtông cấp 20 có [ k] = 65.0 T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 65.hb2 88.86hb 444.36 Gi¶i ta cã: hb = 2.01 m > 1m => chän hb = 2.5m VËy điều kiện c-ờng độ đ-ợc thoả mÃn V Xác định độ sâu chôn cọc ván thép 1.Xác định độ chôn sâu cọc ván thép Khi đào đất theo ph-ơng pháp xói hút nên mực n-ớc vòng vây cọc ván nh- nhau, áp lực n-ớc hai bên Các thông số đất: - Trọng l-ợng riêng đất: gd = T/m3 - Gãc ma s¸t: =42.0o GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:188 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH MNTC = +4.0 7.0 h A 0.00 h O -5.5 2.5 h -3.0 Eb t Ea áp lực chủ động đất: Ea = 0.5 h dn a Trong ®ã : h1 = h2 +t = 5.5 + t - dn : Dung träng ®Èy nỉi cđa ®Êt ®n - a = d - n = 2.1 ” = 1.1T/m3 : Hệ số áp lực chủ động a =tg2(45o => Ea = 0.5 /2) = 0.198 h dn a = 0.5x 1.1x0.198x(5.5 + t)2 =0.1089x(5.5 + t)2 =3.29+1.197t+0.1089t2 áp lực bị động đất: Eb = 0.5 b b dn h2 =tg2(45o b /2) =5.045 : HÖ số áp lực áp lực bị động => Eb = 0.5 dn h2 b= 0.5x 1.1x5.045x t2 = 2.772x t2 Lấy mô men cân điểm A ta đ-ợc: MA = Ea[ (t+h2)+h3 ] - Eb( t + h2+h3) =0 Rút gọn ta đ-ợc ph-ơng trình bậc t có dạng: -1.788 t3 -24.776t2 +11.28t + 25.004= GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:189 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG KIấN GIANG QUNG BèNH Giải ph-ơơng trình ta đ-ợc: t =1.19m Chän t = 1.3 m VËy chiỊu dµi cäc ván :L =1.3+5.5+4+0.5=11.3m=> chọn L=12m 2.Tính toán cọc ván thép Thời điểm tính sau đà đổ bê tông bịt đáy hút hết n-ớc hố móng Lúc ta tính cọc ván coi nh- dầm đơn giản kê gối O, A, tải trọng tác dụng nhhình vẽ, tính cho 1m chiều rộng (vị trí điểm O nằm cách mặt lớp bê tông bịt đáy 0,5m phía d-ới) Ta có: -áp lùc ngang cđa n-íc : Pn = n l1 = 1x9= (T/m) -áp lực đất chủ động : qd = dn l a =1.1x5x0.198=1.089(T/m) q = 1.089 q = 92 5.0 9.0 Mmax =52.47 T.m (dung phÇn mỊm midas) Tõ ®iỊu kiƯn : W M max Trong ®ã: - [ ] lµ øng st cho phÐp cđa thÐp cäc v¸n: [ ]=2400 kg/cm2 => W ≥ 1962.42 cm3 51 60° 86.5 74 VËy ta chän lo¹i cäc ván hình máng lacsen IV, có W = 2000cm3 400 GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:190 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH VI Bơm hút n-ớc Do có cọc ván thép bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trình thi công, cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc lại hố móng.Máy bơm bố trí phao, dùng hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng VII Thi công đài cọc Tr-ớc thi công đài cọ cần thực công việc có tính bắt buộc nghiệm thu cọc, xem xét nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông cốt thép cọc Tiến hành đập đầu cọc Dọn dẹp vệ sinh hố móng Lắp dựng ván khuôn bố trí l-ới cốt thép Tiến hành đổ bê tông ống đổ Bảo dưỡng bê tông đủ fC tháo dỡ ván khuôn Sau bê tông đà đông cứng ta quét Bitum chống thấm cho trụ,quét đến mực n-ớc thi công GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:191 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG KIÊN GIANG QUẢNG BèNH CHƯƠNG IV Thi công trụ Các kích th-ớc trụ đài nh- sau : 550 270 300 100 100 40 175 40 100 1600 1600 750 50 50 75 100 275 200 275 100 200 1000 60 120 133 120 133 120 133 50 50 75 120 60 160 300 160 50 200 720 120 360 120 60 I Yêu cầu thi công Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế trụ đặc bê tông toàn khối, công tác chủ yếu thi công trụ công tác bê tông cốt thép ván khuôn Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép Ván khuôn đ-ợc chế tạo khối nhỏ nhà máy đ-ợc vận chuyển vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn Công tác bê tông đ-ợc thực máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m Trình tự thi công nh- sau: Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau GVHD 1: TH.S BI NGC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:192 THIẾT KẾ CẦU QUA SễNG KIấN GIANG QUNG BèNH Đổ bê tông thành lớp dầy 40cm, đầm vị trí cách không 1.75R, thời gian đầm 50 giây vị trí, thấy n-ớc ximăng lên đ-ợc.Yêu cầu đầm phải cắm sâu vào lớp cũ -5cm, đổ đầm liên tục thời gian lớn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh t-ợng phân tầng Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ đổ bê tông t-ới n-ớc, trời mát t-ới 3-4 lần/ngày, trời nóng t-ới nhiều Khi thi công gặp trời m-a phải có biện pháp che chắn Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ng-ợc với trình lắp dựng II Tính ván khuôn trụ: Tính ván khuôn bệ trụ a Kiểm tra ván khuôn - Kích th-ớc ván khuôn L= 2m ; h= 0.5-1.5m ; 6mm - Chóng đ-ợc liên kết với bu lông: - DiƯn tÝch bƯ mãng: F= 7.2*10= 72 (m2) ThĨ tÝch cần đổ là: V= 72 *2= 144 (m3) - Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3 (tđông= giờ) - Vậy Chiều cao đổ bê tông t-ơi cần h= m để đổ xong Vbệtông cần thời gian là: t Vtt Vmay 144 40 3.6(h) - Để nâng cao chất l-ợng bê tông nên sử dụng Đầm có R= 0.75 m - Ta thÊy h > R - ¸p lực ngang bê tông (khi không đầm) Pb= x R= 2,4*0.75= 1,8 (T/m2) - Khi có đầm áp lực ngang xung kích bê tông rơi tự Pmax= (q+ R)*n - q: lùc xung ®éng ®ỉ bê tông ống vòi voi gây q= 0,4 (T/m2) - n: hệ số v-ợt tải = 1.3 Vậy áp lực tác dụng lên ván khuôn : Ptc= (q+ R)*n= (0,4+1,8)*1.3= 2,86 (T/m2) - Mặt khác H = > l - Sơ đồ tính toán ván khuôn lµ: GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:193 1.25 2.0 0.75 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG KIấN GIANG QUNG BèNH q1 q2 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 1.25 400 2 1862.5( kg / m ) qtc= qtt =1.3x1862.5=2521.25 kg/m2 - DiƯn tÝch ¸p lùc: Fal = (H-R).Ptc + R (q+ Ptc) (2 0.75) x2.86 0.75 x(0.4 2.86) 4.79 (T/m) - Diện tích qui đổi áp lực Fqd Fal h - Chọn ván khuôn thép 50x50 cm 4.79 2.39 (T/m2) 6mm Tính toán ván khuôn theo kê cạnh: =0.046(phụ thuộc tỉ số a/b) Mmax= α.Pqd.a = 0.046x2.39x0.5=0.054 T.m = 5400 kg.cm - KiÓm tra theo c-êng ®é: Dïng thÐp than CT3 cã [ ]=2100kg/cm2 σ= w M W a* 5400 1800(kg / cm2 ) < [ ] = 2100 kg/cm2 = 50 * 0.6 3(cm ) GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:194 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH Pqd xa - KiĨm tra theo ®é vâng: f - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm x EJ 0.239 x50 0.046 x 2.1x106 x0.9 0.036cm VËy f < [ f ] tho· m·n TÝnh toán s-ờn gia c-ờng Công thức : q= pqd*ltt=2.39*0.5= 1.195 (T/m) Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ ®å: 1195Kg/m 50cm M max qxl 10 1195x0.52 10 50cm 29.87 kg.m - Chän tiÕt diƯn cđa cã kÝch th-íc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) * KiĨm tra - §iỊu kiƯn bỊn: σ = M W 2987 1436.05(kg / cm2) < [ ] = 2100 kg/cm2 đạt 2.08 - Kiểm tra độ võng: f qxa 127 xEJ 1195x10 x50 0.056cm 127 x2.1x106 x5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] thoà mÃn KL : chọn ván khuôn thép l=2 (m); có s-ờn tăng c-ờng đứng ngang Bxh=5x50 mm Thể hình vẽ sau ( ván khuôn bệ móng) GVHD 1: TH.S BI NGC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:195 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG KIấN GIANG QUNG BèNH Ván khuôn thép dày 5mm nẹp đứng:0.05x0.005 nẹp ngang:0.05x0.005 0.5 m 2.Tính ván khuôn thân trụ a Kiểm nghiệm ván khuôn thép trụ: S b trí ván khn thân tru : 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 150 150 350 150 225 150 10x150 10x150 2 750 1500 500 500 500 1500 500 500 CHI TIÕT V¸N KHUÔN Số 500 CHI TIếT VáN KHUÔN Số 500 1500 5002500500 500 500 50 45° GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:196 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH Tính chiều cao đổ bê tơng sau : - Diện tích đổ BT : F = 4.2x3+32/4x3.14= 19.665 m2 - Thể tích BT cho lớp dày 0,3m : 5.899m3 - - Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h (tđông= giờ) - Thời gian đầm lớp BT 10’(phút) - Thời gian đổ đầm lớp dày 30 cm : T = - Sau 4h đổ chiều dày : H = 5.899 x60 10 18' 40 x60x0.3 18 4(m) b.Tính tốn ván khn : - Tính tốn thép ván khn số - Tính tốn thép sườn ván khn số - Tính toán giằng b.1 Kiểm tra khả chịu lực thép : * Kiểm tra cường độ thép : - Áp lực lớp BT tác dụng lên ván khuôn : Ptc = (q + xR)xn + q= 400 (kg/m2) : lực xung động đổ bê tông gây + = 2400 (Kg/m3) : dung trng bê tơng + R= 0.75 (m) : bán kính tác dụng đầm dùi +n:hệ số siêu tải n=1.3 Ptc = (400 + 2400x0.75)x1.3 = 2860 (Kg/m2) 1314.7 Kg/m 50cm 50cm - Biểu đồ áp lực : + Fal = (H-R).Ptc + R (q+ Ptc) = GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TOÀN SVTH: UÔNG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:197 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH = (4-0.75) x2860 + + Pqd = Fal 10517.5 = H 0.75 x(2860+400)=10517.5 (Kg/m2) 2629.4 (Kg/m2) - Thép ván khn dày 0,6cm tính có cạnh ngàm cứng với mô men uốn lớn nhịp tính theo cơng thức: M= Trong : + *Pqđ * a2 = 0.046 : hệ số phụ thuộc tỷ số a/b ván thép, tra bảng 2.1 sách Thi công cầu BTCT với a/b=1 - Mô men uốn lớn : M= 0.046x2629.4x0.52 =30.24(Kg.m) = 3024(Kg.cm) - Mô men kháng uốn thép ván khuôn : W= max max 50 x0.62 = (cm3) M =1008 (Kg/cm2) W = 1008 (Kg/cm2) < Ru = 2100 (Kg/cm2) => Thép đảm bảo điều kiện cường độ qxa4 127xEJ - Kiểm tra theo độ võng: f - Độ cho phÐp [ f ] = 0.2 cm 2629.4 x10 x504 0.118cm 127x2.1x106 x5.21 VËy f < [ f ] tho· m·n b.2 TÝnh to¸n s-ên gia c-ờng: q= pqd*ltt=2629.4*0.5= 1314.7 (kg/m) - Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ đồ: 1314.7 Kg/m 50cm M max qxl2 10 1314.7 x0.52 10 50cm 32.87 kg.m - Chän tiÕt diƯn cđa cã kÝch th-íc: bxh=5x50 mm GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:198 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) ** KiÓm tra - §iỊu kiƯn bỊn: σ = M W 3287 1580.3(kg / cm 2) < [ ] = 2100 kg/cm2 ®¹t 2.08 - KiĨm tra ®é vâng: f qxa4 127xEJ 1314.7 x10 x504 0.059cm 127x2.1x106 x5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] tho· m·n KL : vËy chän ván khuôn thép l=1.6(m); có s-ờn tăng c-ờng đứng ngang Bxh=5x50 mm Ván khuôn thép dày 5mm nẹp đứng:0.05x0.005 0.5 m nẹp ngang:0.05x0.005 Đoạn uốn cong GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:199 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG KIÊN GIANG QUẢNG BÌNH CHƯƠNG V Thi công kết cấu nhịp I Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng thi công kết cấu nhịp đốt đối xứng qua trụ Các đốt dầm đ-ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành sớm bê tông non nên dễ gây cố ảnh h-ởng từ biến co ngót lớn Công nghệ thi công hẫng có -u điểm sử dụng dàn giáo, thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên hình hộp, chữ nhật II Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công ®óc hÉng c©n b»ng tõ trơ phÝa chóng ta phải đảm bảo ổn định cánh hẫng suốt trình thi công Hiện Việt Nam ch-a có quy định cụ thể việc tính ổn định cánh hẫng đúc dầm Nh-ng đà có kiểu đ-ợc áp dụng để tính cho cầu đúc hẫng Việt Nam (2 kiểu đà áp dụng cho cầu Phú L-ơng cầu Sông Gianh, kiĨu theo quy tr×nh ASSHTO 94 dïng cho cầu thi công phân đoạn áp dụng cho cầu Đuống, Đáp Cầu, Bắc Giang) Trên sở tham khảo cách tính tình hình thực tế cầu PL, kiến nghị tính toán ổn định cánh hẫng đúc dầm cầu PL theo tr-ờng hợp coi bất lợi nh- sau: III Sơ đồ tải trọng Sơ đồ tính sơ đồ cánh hẫng thi công đúc đốt K10 đầu cánh hẫng, phía cánh hẫng bên ch-a di chuyển xe đúc để chuẩn bị đúc đốt K11 Đối với tr-ờng hợp tải trọng tác dụng gồm có: Tĩnh tải xe đúc 600KN, xe đúc bên phải đặt khối 11, xe bên trái đặt khối 10 Trọng l-ợng thân cánh hẫng, cánh bên phải tăng 2%, cánh bên trái giảm 2% Một khối đúc đặt lệch (khối bên phải đổ tr-ớc) Mô men tập trung đầu mút cánh hẫng xe đúc sinh 300 KN.m Lùc tËp trung thiÕt bÞ 200KN đặt đầu mút cánh hẫng phải Tải trọng thi công rải tác dụng lên cánh hẫng bên phải 0.2KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 12.5m tải trọng thi công rải 2.KN/m dài cÇu GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:200 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG KIÊN GIANG QUẢNG BèNH Gió ng-ợc tác dụng lên cánh hẫng bên trái w = 0.6KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 12.5m tải trọng gió ng-ợc 7.2 KN/m dài cầu Mô hình hoá sơ đồ kết cấu ch-ơng trình SAP2000, gán tải trọng lên sơ đồ ta có kết sau: Momen gây lật : Mlật = 264558.5 221783.9 = 42774.6KNm sơ đồ bố trí tải trọng Tải trtọng thi công rải =0.2KN/m2 Xe đúc P=800KN M=300KNm K10 khối l-ợng tăng 2% khối l-ợng gi¶m 2% t¶i träng giã = 0.6KN/m2 t¶i träng tËp trung thiết bị P= 200KN K11 Xe đúc P=800KN M=300KNm 2500 IV Tính toán thép neo khối đỉnh trụ Mômen gây lật Mlật = 42774.6KNm Nh- mômen chống lật phải Mcl >42774.6KNm Dự kiến sử dơng dù øng lùc 32( fpu= 1035 Mpa) ®Ĩ neo khối đỉnh trụ, bố trí bên trụ từ d-ới trụ lên xuyên qua dầm lên tới mặt cầu, thép có tác dụng giữ ổn định chống lật cánh hẫng quanh điểm mép gối tạm Khả giữ ổn định thép d- ứng lực Mchống= yPd-l Trong đó: - Pd-l: khả chịu kéo thép d-l 32 (832KN) - y : Khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y= 3.5m Số thép d- ứng lực bên : n Ml M CL Chän 32 42774.6 14.68(thanh) 832 3.5 32 bè trÝ làm neo đỉnh trụ T3 Bố trí bên 16 32 GVHD 1: TH.S BÙI NGỌC DUNG GVHD 2: TH.S PHẠM VĂN TỒN SVTH: NG NGỌC ANH – LỚP: CĐ 1001 TRANG:201