Phần I Thiết kế sơ **************** Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ ch-ơng I: Giới thiệu chung Cầu Sảo Phong cầu bắc qua sông Gianh nằm đoạn Tuyên Hóa thuộc tỉnh Quảng Bình Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện X Y , nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Quảng Bình Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà D nằm tỉnh lộ Quảng Bình Để đáp ứng nhu cầu vận tải, giải toả ách tắc giao thông đ-ờng thuỷ khu vực cầu hoàn chỉnh mạng l-ới giao thông tỉnh, cần tiến hành khảo sát nghiên cứu xây dựng cầu Sảo Phong v-ợt qua sông Gianh Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD - UB ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh Quảng Bình việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 - 2011 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND tỉnh Quảng Bình cho phép Sở GTVT lập Dự án đầu t- cầu Sảo Phong nghiên cứu đầu t- xây dựng cầu Sảo Phong Căn văn số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng năm 2005 UBND tỉnh Quảng Bình việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu N phía Tây sông Gianh Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2001 Cục đ-ờng sông Việt Nam Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu 2.1 Điều kiện khí hậu thuỷ văn 2.1.1.Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh Quảng Bình nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: Nhiệt độ bình quân hàng năm: 280 Nhiệt độ thấp : 150 Nhiệt ®é cao nhÊt : 410 KhÝ hËu chia lµm mùa rõ rệt, mùa m-a từ tháng đến tháng 11 Về gió: Về mùa chịu ảnh h-ởng trực tiếp gió Tây Nam hanh khô Mùa đông chịu ảnh h-ởng gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a rét 2.1.2.Thuỷ văn Mực n-ớc cao MNCN = +13.7m Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = +4m Mùc n-ớc thông thuyền MNTT = +8m Khẩu độ thoát n-ớc L0 = 250m GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Qtb =252 m3/s v = 1.52m3/s L-u l-ợng L-u tốc 2.2 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có hố khoan với đặc điểm địa chÊt nh- sau: Líp Hè khoan Lý trình Địa chất Cát thô sạn Sét cát nâu Cuội sỏi, cát Đá vôi xám hk1 20 hk2 60 hk3 100 hk4 200 hk5 240 12 10 3.5 11 12 14 Đề xuất ph-ơng án cầu: Các thông số kỹ thuật Lý trình cầu: từ Km 0+170 đến Km 0+420 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp II là: LTT = 60m, HTT = 9m Khỉ cÇu: B= +2x1,5 m TÇn st lị thiÕt kế: P=1% 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/m2 Các ph-ơng án kiến nghị Dự kiến Ph-ơng án xây dựng cầu: Cầu Bê tông cốt thép nhịp liên tục, xây dựng công nghệ đúc hẫng cân + nhịp dẫn Cầu Bê tông cốt thép nhịp liên tục, xây dựng công nghệ đúc hẫng cân Cầu Dàn Thép nhịp đơn giản, xây dựng ph-ơng pháp lắp hẫng GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ PA Thông thuyền Khổ cầu Sơ ®å 60 8+2x1.5 35+55+86+55+35 266 60 8+2x1.5 75+115+75 265 60 8+2x1.5 66x4 264 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học L(m) Nhịp Dầm hộp đúc hẫng cân Dầm hộp đúc hẫng Dàn thép nhịp đơn giản Nhịp dẫn Dầm T Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ ch-ơng II:các Ph-ơng ¸n s¬ bé I Ph-¬ng ¸n s¬ bé 1: Ph-¬ng án cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân + nhịp dẫn I.1 Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp : - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho xe ng-ời K = 8+ 2x1,5 =11(m) - Tổng bề rộng cầu kể lan can giải phân cách: B = + 2x1,5 +2x0,5 +2x0.25= 12.5(m) - Sơ đồ nhịp: 35+55+86+55+35 =266(m) 5500 3500 8600 5500 3500 1:1 +0 Cu?i s?i+cát 3.5 14 Sét cát nâu 12 10 Cát thô s?n 11 12 éỏ vụi xỏm Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp: I.2 Kết cấu nhịp liên tôc: 12500 500 1500 250 4000 450 700 250 2950 6600 502 1500 1298 6250 300 4300 750 1500 500 800 Vỏt 40x40 2870 Hình 4.1: 1/2 mặt cắt đỉnh trụ 1/2 mặt cắt nhịp Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph-ơng trình chiều cao dầm theo công thức: y GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Th¸i Häc ( H p hm ) L2 Lx hm Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Trong đó: Hp = (1/12ữ1/17)L = (5ữ7.08) m lấy = m(chiều cao dầm gối) Hm = (1/40÷1/60)L = (1.41÷2.125) m lÊy = m, (chiỊu cao dầm nhịp) 86 1.5 40.5m L : Phần dài cánh hẫng L Thay số ta cã: y Lx 2 40.52 Lx 2 40.52 Bề dày đáy hộp vị trí cách nhịp khoảng Lx đ-ợc tính theo công thức sau: hx h1 (h2 h1 ) L Lx Trong ®ã: h2 , h1 : BỊ dày đáy đỉnh trụ nhịp L : Chiều dài phần cánh hẫng Thay số vào ta có ph-ơng trình bậc nhất: hx 0,3 0.8 0.3 Lx 40.5 Việc tính toán khối l-ợng kết cấu nhịp đ-ợc thực cách chia dầm thành đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích vị trí đầu nút, từ tính thể tích đốt cách t-ơng đối cách nhân diện tích trung bình đốt với chiều dài Phân chia đốt dầm nh- sau: + Khối K0 đỉnh trụ dài 12 m + Đốt hợp long Kc dài 2,0m + Sè ®èt trung gian n =3x4+6x4m + Khèi đúc dàn giáo l= 55-42 - =11m GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Lđốt (m) 3 3 4 4 4 Tên đốt 1/2 Đốt K0 Đốt K1 Đốt K2 §èt K3 §èt K4 §èt K5 §èt K6 §èt K7 §èt K8 §èt K9 §èt K10 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 K9 K10 K1 K2 K3K4 K5 K6 K7 K8 Hình 4.2 Sơ đồ chia đốt dầm Tính chiều cao tổng đốt đáy dầm hộp biên theo đ-ờng cong có ph-ơng trình là: Y1 = a1X2 + b1 a1 40.52 1.83x10 m Xác định bề rộng đáy dầm mặt cắt cách dầm đoạn Lx: bdi bd 2( Ho Hi )v Víi bd0 lµ bỊ rộng đáy dầm mặt cắt đầu dầm Với bdi bề rộng đáy dầm mặt cắt i Với H0 chiều cao dầm mặt cắt sát trụ (đầu dầm) Với Hi chiều cao dầm mặt cắt i Với v độ xiên thành =1/10 Tính khối l-ợng khối đúc: +Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài +Khối l-ợng = Thể tích x 2.5 T/ m3 (Trọng l-ợng riêng BTCT) Bảng xác định khối l-ợng đốt đúc Bảng 4.4 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng Stt Tên đốt Tên mặt cắt X (m) Chiều cao hộp (m) 4.6774 4.1782 3.8158 3.4864 3.1900 2.8857 2.5929 2.3587 2.1830 2.0659 2.0073 1/8K0 S0a 41.25 3/8K0 S0b 38.2500 1/2K1 S1 34.5000 1/2K2 S2 31.5000 1/2K3 S3 28.5000 1/2K4 S4 25.5000 1/2K5 S5 22.0000 1/2K6 S6 18.0000 1/2K7 S7 14.0000 10 1/2K8 S8 10.0000 11 1/2K9 S9 6.0000 12 1/2K10 S10 2.0000 13 KN(hợp long) 14 KT(Đúc ĐG) 15 Tổng tính cho nhịp biên 16 Tổng tính cho nhịp 17 Tổng tính cho toàn nhịp liên tục Chiều dài đốt (m) 1.5 4.5 3 3 4 4 4 11 55 86 196 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Chiều dày đáy (m) 0.8 0.7722 0.7259 0.6889 0.6519 0.6148 0.5716 0.5222 0.4728 0.4235 0.3741 0.3247 ChiÒu réng Diện tích mặt cắt đáy tb (m) (m2) 5.74 13.9117 5.8045 13.2529 5.9044 12.8353 5.9768 12.3405 6.0427 11.8627 6.1020 11.4099 6.1629 10.9145 6.2214 10.3909 6.2683 9.9129 6.3034 9.4877 6.3268 9.1155 6.3385 8.7951 8.6545 8.6545 ThĨ tÝch Khèi lV ỵng (m3) (T) 20.8676 52.16 53.0118 132.52 38.5060 96.26 37.0216 92.55 35.5882 88.97 34.2298 85.57 43.6582 109.14 41.5638 103.90 39.6518 99.12 37.9510 94.87 36.4622 91.15 35.1806 87.95 17.3091 43.27 95.2000 238.00 566.2016 1415.50 924.6942 2311.73 2057.09 5142.74 VËy tỉng thĨ tÝch bê tông dùng cho nhịp liên tục là: V1 = 2057.0975m3 *Trọng l-ợng kết cấu nhịp dẫn: - Phần nhịp dẫn dùng kết cấu nhịp dầm dài 35 m Chiều cao dầm chủ h = (1/15 1/20)l = (1.75 2.33) (m), chän h = 1.75(m) S-ên dÇm b = 2(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chñ d = (m), chän d = 2.5 (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng 1500 250 4000 12500 4000 250 1500 500 1750 500 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Hình Tiết diƯn dÇm chđ b.KÝch th-íc dÇm ngang : ChiỊu cao hn = 2/3h = 1,167(m) -Trên nhịp 35 m bố trí dầm ngang cách 6.4 m Chiều réng s-ên bn = 12 16cm (20cm), chän bn = 20(cm) Chiều dài tính toán là: Ltt =35,0m Do trọng l-ợng thân dầm dẫn: 1500 14000 1750 2000 17500 Fgiữa nhịp= 2x0.2+0.1x0.15+1.1x0.2+0.2x0.2+0.6x0.25 = 0.825 (m2) FL1 = 0.6x1.55+2x0.2 = 1.33 (m2) GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ FL2 = (Fgiữa nhịp + FL1)/2 = (0.825+1.33)/2 =1.0775(m2) gddÉn = [Fl/2 ( L- ) + FL1 x 2x2 +FL2 x1.5x2] bt /L = [0.825(35 - 7) + 1.33 x +1.0775x3]x2.5/34.4 = 2.3692(T/m) Do dÇm ngang : gn = (H - Hb - h1)(s - bw )bw x bt / L1 Trong ®ã: L1 = L/n =34.4/5 = 6.88 (m): Khoảng cách dầm ngang gn = (1.75- 0.2 - 0.25 )( 2.5 - 0.2 )(0.2/6.88)2.5 = 0.1755 (T/m) ThĨ tÝch mèi nèi b¶n : Vmn=0.5x0.2x35=3.5 (m3) Thể tích bê tông nhịp : V=(2.3692+0.1755)x35x5/2.5+3.5x5 = 195.629(m3) Tổng thể tích bê tông cho nhịp là: V = 2x195.629= 391.258 (m ) Khối l-ợng cốt thép cho nhịp dẫn sơ (chọn hàm l-ợng cốt thép 165 kg/m3 ): G = 391.258 x 0.165=64.5576 (T) _Khèi l-ỵng lan can, s¬ bé lÊy: 150 125 50 25 10 180 52 104 10 100 180 550 299 100 50 100 104 225 850 100 75 270 180 50 P glc = lc n 0.582 0.232775(T / m) Plc = 0,582(T/m) Vlc = 0.232375x266x2=123.623(m3) => cèt thÐp lan can: mlc = 0.165x 123.623 = 20.3978(T) Träng l-ỵng gờ chắn : GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn IV Thi công trụ Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: 25 120 150 404 38 150 150 600 50 50 250 900 300 800 1100 50 50 100 300 100 300 100 300 300 300 100 100 300 300 100 IV.1 Yªu 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 IV.2 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 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 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 222 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng IV.3 tính ván khuôn trụ: IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ a Kiểm tra ván khuôn - Kích th-ớc ván khuôn L= 2m ; h= 0.5-1.5m ; 6mm - Chúng đ-ợc liên kết với bu lông: - Diện tích bệ móng: F= 8*11=88 (m2) - Thể tích cần đổ là: V= 88*2.5= 220 (m3) - Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 80m3 (tđông= giờ) - Vậy Chiều cao đổ bê tông t-ơi cần h= 2.5 m để đổ xong V bệtông cần thời gian là: t Vtt Vmay 220 80 2.75(h) - Để nâng cao chất l-ợng bê tông nên sử dụng Đầm có R= 0.75 m Ta thấy h> R - áp 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: lực xung động đổ bê tông ống vòi voi g©y q= 0,4 (T/m 2) n: hƯ sè 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) GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 223 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng - đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn Biểu đồ áp lực bê tông: 1,75m 2.5m 0.75m q = 0.4(T/m2) Fqd= 2.492T/m2 Fal= 6.23T/m - DiƯn tÝch ¸p lùc: Fal = (H-R).Ptc + R (q+ Ptc) (2,5 0.75) 2.86 0.75 (0.4 2.86) 6.23 (T/m) - DiÖn tích qui đổi áp lực Fqd Fal h 6.23 2.5 - Chọn ván khuôn thép 50x50 cm 2.492 (T/m2) 6mm Tính toán ván khuôn theo kê cạnh: α=0.046(phô thuéc tØ sè a/b) Mmax= α.Pqd.a = 0.046x2.492x0.5=0.057 T.m = 5700 kg.cm - KiĨm tra theo c-êng ®é: Dïng thÐp than CT3 cã [ ]=2100kg/cm2 σ= W M W a* 5700 = 1900 (kg / cm2 ) < [ ] = 2100 kg/cm2 50 * 0.6 3(cm3 ) Pqd a - KiÓm tra theo độ võng: f - Độ võng cho phép [ f ] = 0.2 cm EJ 0.046 0.2492 50 2.1x106 0.9 0.0379cm VËy f < [ f ] tho· m·n b TÝnh to¸n s-ên gia c-êng: q= pqd*ltt=2.492*0.5= 1.246 (T/m) = 1246 kg/m Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ đồ: GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 224 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: ThiÕt kÕ thi c«n q=1246 kg/m 50cm M max q.l 10 1246 0.5 10 50cm 31.15 kg.m - Chän tiÕt diƯn cđa cã kÝch th-íc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) * KiÓm tra - §iỊu kiƯn bỊn: σ = M W 3115 2.08 1497 59 (kg / cm2) < [ ] = 2100 kg/cm2 đạt - Kiểm tra độ võng: f q.a 127 EJ 1246 10 50 0.056cm 127 2.1x106 5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] tho· 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) Ván khuôn thép dày 5mm nẹp đứng:0.05x0.005 0.5 m nẹp ngang:0.05x0.005 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ 2.3 Kiểm nghiệm ván khuôn thép trụ: a S b trớ vỏn khuụn thõn tru : GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 225 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn Sơ đồ chia ván khuôn thân bệ trụ 1 200 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 100 1 3 3 3 3 3 3 3 3 19x1000 1 1 1 100 3 3 3 3 3 300 100 19x1000 150 1 1 1 200 1 3 1 1 1 II.5.2 Tính chiều cao đổ bê tơng sau : - Diện tích đổ BT : F = 6*3+1.52*3.14 = 25.07m2 - Thể tích BT cho lớp dy 0,3m : 7.52m3 - - Chọn 2máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 80m3/h (tđông= giê) - Thời gian đầm lớp BT 10’ (phút) - Thời gian đổ đầm lớp dày 30cm : T = - Sau 4h đổ chiều dày : H = 7.52 60 10 16 80 60 0.3 16 4.5(m) b.Tính tốn ván khn : - Tính tốn thép ván khn số - Tính tốn thép sườn ván khn số - Tính tốn 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 + R).n + q= 400 (kg/m2) : lùc xung động đổ bê tông gây GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 226 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng + đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn = 2400 (Kg/m3) : dung trọng bê tông + 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) - Biểu đồ áp lực : q = 0.4(T/m2) 0.75m 4.5m 3.75m Fal= 10.52T/m + Fal = (H-R).Ptc + R (q+ Ptc) = (4.5-0.75) x2860 + + Pqd = Fqd= 2.37T/m2 Fal 10517.5 = H 4.5 0.75 x(2860+400)=10517.5 (Kg/m2) 2337.22 (Kg/m2) - Thép ván khuôn dày 0,6cm tính có cạnh ngàm cứng với mơ men uốn lớn nhịp tính theo cơng thức: M = α.pqđ a2 Trong : + α = 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= 0.046x2337.2x0.52 =26.88(Kg.m) = 2688(Kg.cm) - Mô men kháng uốn thép ván khuôn : a* W max max M W 50 0.62 3(cm2 ) 2688 =896 (Kg/cm2) = 896 (Kg/cm2) < Ru = 2100 (Kg/cm2) => Thép đảm bảo điều kiện cng GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 227 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dùng q.a 127.EJ - KiĨm tra theo ®é vâng: f - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi c«n 2337.2 10 50 0.105cm 127 2.1 106 5.21 VËy f < [ f ] tho· m·n b.2 TÝnh to¸n s-ên gia c-êng: q= pqd*ltt=2337.2*0.5= 1168.6 (kg/m) - Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ đồ: q=1168.6 kg/m 50cm M max ql 10 1168.6 0.52 10 50cm 29.215 kg.m=2921.5kg.cm - Chän tiÕt diÖn cđa cã kÝch th-íc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) ** KiĨm tra - §iỊu kiƯn bÒn: σ = M W 2921.5 1404.57(kg / cm2) < [ ] = 2100 kg/cm2 2.08 => đạt - Kiểm tra ®é vâng: f qxa 127 xEJ 1168.6 10 50 0.0526cm 127 2.1 106 5.21 §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] tho· m·n KL : vËy chän ván khuôn thép l=(m); có s-ờn tăng c-ờng đứng ngang Bxh=5x50 mm GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 228 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn Ván khuôn thép dày 5mm nẹp đứng:0.05x0.005 nẹp ngang:0.05x0.005 0.5 m Đoạn uốn cong V Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân đối xứng 11m 2m 6x4m 4x3m 6m 6m 10 11 12 13 3mx4 17 18 19 15 16 4mx6 20 21 22 23 24 25 14 V.1 Nguyªn 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 ®å mót thõa ®èi xøng qua trơ lµm xong ®èt 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 V.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công đúc hẫng khối đúc đỉnh trụ, tải trọng tác động lên bên cánh hẫng không đ-ợc đặt đối xứng gây ổn định, kết cÊu cã xu h-íng lËp quanh tim trơ theo ph-¬ng dọc cầu Chính thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng suốt trình thi công d-ới tổ hải trọng ợp t bất lợi xảy Biện pháp thực neo tạm cánh hẫng vào thân trụ đà thi công PC bar, cốt thép c-ờng độ cao, đà đ-ợc đặt sẵn thân trụ Cần phải tính toán neo GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 229 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn tạm sở cân mômen điểm tất lực tác dụng lên cánh hẫng Điều kiện tổng mômen giữ neo phải lớn tổng mômen lật tải trọng gây Khi thi công đốt đúc K0 trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ Các neo tạm đ-ợc cắt bỏ sau thi công hợp long Sơ đồ tải trọng: Sơ đồ tính sơ đồ cánh hẫng thi công đúc đốt K10 đầu cánh hẫng bên phải, phía cánh hẫng bên ch-a di chuyển xe đúc để chuẩn bị đúc đốt K10 Đối với tr-ờng hợp tải trọng tác dụng gồm có: Tĩnh tải xe đúc 450 KN , xe đúc bên phải đặt khối 10, xe bên trái đặt khối 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 450KN.m Lực tập trung thiết bị 200KN đặt đầu mút cánh hẫng phải Tải trọng thi công rải tác dụng lên cánh hẫng bên phải 0.48KN/m2 , cánh hẫng bên trái 0.24KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 12.5m tải trọng thi công rải bên phải KN/m dài cầu bên trái KN/m dài cầu Gió ng-ợc tác dụng lên cánh hẫng bên trái (lực nâng) w = 0.24KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 12.5 m tải trọng gió ng-ợc KN/m dài cầu Mô hình hoá sơ đồ kết cấu ch-ơng trình Midas 7.01, gán tải trọng lên sơ đồ ta có kết sau: Momen gây lật : Mlật = 243617.2 192161 = 51456.2KNm Sơ đồ bố trí tải trọng Xe đúc P=450 M=450KN.m K9 Tải trọng tập trung thiết bị P =200KN Tải trọng thi công rải 0.24KN/m Xe đúc P=450 M=450KN.m K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 Khối l-ợng giảm 2% K0 K5 K1 K2 K3 K4 K6 K7 K8 K9 K10 Khối l-ợng tăng 2% Tải trọng gió =0.24KN/m2 Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trình thi công GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 230 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn V.3 Tính toán thép neo khối đỉnh trụ Mômen gây lật Mlật = 55213 KNm Nh- momen chống lật phải Mcl > 55213 KNm Ta bố trí thép DUL từ d-ới trụ lên xuyên qua dầm lên tới mặt cầu, thép với khối bê tông kê có tác dụng giữ ổn định chống lật cánh hẫng quanh điểm mép gối tạm trình thi công, khả giữ ổn định thép Mcl = PDULy PDUL: Khả chịu kéo thép DƯL Sử dụng thép c-ờng độ cao với đặc tr-ng nh- sau: + Đ-ờng kính DƯL : 32 mm + Khối l-ợng danh định thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C-ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + Độ dÃn dài tối thiểu: 5% + Độ tù chïng tèi ®a: 1.5% Sè thÐp dù kiÕn ( tÝnh céng cho c¶ phÝa ): nps = 24 Các phụ kiện kèm theo DƯL gồm có: + Bản đệm neo thép kích th-ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu + Cút nối DƯL Khi sử dụng thép DƯL cần l-u ý: + Không đựơc hàn DƯL để chạm mát hàn + Không đ-ợc va chạm mạnh vào gây nứt vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ ăn mòn + Chỉ thiết kế DƯL chịu kéo Bố trí bên 28 PC 32 thành hàng cách 25cm, hàng cách mép trụ 20cm Khoảng cách từ trọng tâm neo tới mép đỉnh trụ là: 0.2 + 0.25/2 = 0.325m GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 231 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi c«n B Chi ti?t "A" 12500 A 250 5000 250 Chi ti?t "B" 200 2000 18200 5300 500 500 500 500 7000 2000 2000 10000 CHI TI? T C 150 A 600 25 25 25 25 25 25 150 100 300 25 20 50 Kiểm tra khả giữ ổn định cánh hẫng DƯL + Khả chống lật DƯL đ-ợc xác định theo công thøc sau: Mchèng lËt = P y Trong ®ã: P: khả chịu kéo DƯL 32 P d2 f GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Häc 3.14 0.032 1035 10 832 ( KN ) 232 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn y : khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 0.325 = 2.625 (m) + Khả chống lật : Mchống lật = 832x2.625x28 = 61152 (KN) > Mgâylật = 55213 (KN) => Đạt GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 233 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn Mục Lơc ch-¬ng I: Giíi thiƯu chung 1 Các lập dự án Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu 2.2 Điều kiện địa chất Đề xuất ph-ơng ¸n cÇu: ch-ơng II: Ph-ơng ¸n s¬ bé I Ph-ơng án sơ 1: Ph-ơng án cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân + nhịp dẫn I.1 Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp : Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án kết cÊu nhÞp: I.2 Kết cấu nhịp liên tục: = [0.825(35 - 7) + 1.33 x +1.0775x3]x2.5/34.4 I.3 Tính toán sơ bé sè l-ỵng cäc mãng 13 II Ph-¬ng án sơ 2: Ph-ơng án cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân 28 II.1 Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp : 28 II.2 Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án kết cÊu nhÞp: 28 47 III Ph-ơng án cầu giàn thép 48 III.1 Cấu tạo hệ mặt cầu 48 III.2 Xác định tĩnh tải 49 III.3 TÝnh to¸n hƯ sè phân phối ngang giàn chủ: 51 IV Ch-¬ngII 67 IV.1 Ph-ơng án cầu nhịp liên tục +2nhịp dẫn 67 IV.2 Ph-¬ng án cầu liên tục nhịp 67 IV.3 Ph-ơng án cầu giàn thép nhịp giản ®¬n 68 IV.4 Lựa chọn ph-ơng án kiến nghị 69 ch-¬ng III: Giíi thiƯu chung vỊ ph-¬ng ¸n thiÕt kÕ 74 I Tính chất vật liệu tải trọng thiết kÕ 77 I.1 VËt liÖu: 77 I.2 Hoạt tải thiết kế(3.6.1.2) 79 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 234 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn II Tính toán mặt cầu 80 II.1 Thiết kế cấu tạo mặt cầu 80 II.2 Ph-ơng pháp tính toán néi lùc 81 II.3 Tỉ hỵp néi lùc 88 II.4 ThiÕt kế cốt thép mặt cầu 90 II.5 Kiểm tra tiết diện theo trạng thái giới h¹n 99 II.6 KiÓm tra nøt: kiÓm tra øng suÊt nh- đà đảm bảo chống nứt 103 ch-¬ng IV: ThiÕt KÕ kÕt cÊu DÇm Chđ .111 Lùa chän kÝch th-íc vµ tÝnh Toán đặc tr-ng hình học 111 I.1 Kích th-ớc kết cấu mặt cắt ngang dÇm 111 I.2 Tính toán đặc tr-ng hình học tiÕt diÖn 114 II TÝnh to¸n néi lùc dÇm 115 II.1 Sơ đồ chia đốt thi công kết cấu nhịp 116 II.2 Tỉ hỵp néi lùc 137 III ThiÕt kÕ cèt thÐp 151 III.1 Bê tông mác c50 151 III.2 Chän c¸p 152 III.3 Tính toán cốt thép DƯL 154 III.4 Tính đặc tr-ng hình học giai đoạn 157 III.5 KiĨm to¸n tiÕt diƯn 169 IV Tính toán trụ cầu 186 IV.1 KÝch th-íc h×nh häc cđa trơ 186 IV.2 Tải trọng tổ hợp tải trọng 186 Cao ®é ®Ønh trô: +15.07 m .186 IV.3 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ: 196 IV.4 KiĨm to¸n tiết diện trụ nguy hiểm với tổ hợp tải träng 199 IV.5 KiĨm to¸n cäc 205 ch-ơng V: Thiết Kế Thi Công .210 I Yêu cầu thiết kế 210 II Trình tự thi công: 210 II.1 Thi c«ng trơ 210 II.2 Thi công kết cấu nhịp 211 II.3 Công tác hoàn thiện 212 III Thi c«ng mãng 212 III.1 Công tác chuẩn bị 212 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Học 235 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa Xây Dựng đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi côn III.2 Thi công vòng vây cọc v¸n thÐp 214 IV Thi c«ng trơ 222 IV.1 Yêu cầu thi c«ng 222 IV.2 Tr×nh tù thi c«ng nh- sau: 222 IV.3 tính ván khuôn trụ: 223 V Thi công kết cấu nhịp 229 V.1 Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng 229 V.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công 229 V.3 Tính toán thép neo khối đỉnh trụ 231 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : Nguyễn Thái Häc 236