(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế cơ sở

§å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP Thuyết Minh Thiết kế sở Phần I thiết kế sở **************** SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt NghiÖp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kế sở Ch-ơng I Giới thiệu chung 1.1 Vị trí xây dựng cầu : Cầu A bắc qua sông Thái Bình thuộc tỉnh Thái Bình.Cầu dự kiến đ-ợc xây dựng Km X quốc lộ 10 Căn định số 538/CP-CN ngày 19/4/2004 Thủ T-ớng Chính phủ, cho phép đầu t- dự án đ-ờng kéo dài sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hà Nội, Ban QLDA hạ tầng tả ngạn đà giao nhiƯm vơ cho tỉng c«ng ty T- vÊn thiÕt kÕ GTVT lËp thiÕt kÕ kü tht, tỉng dù to¸n cđa dự án 1.2 Căn lập thiết kế - Nghị định số NĐ-CP Chính phủ quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình - Nghị định số NĐ-CP ngày Chính phủ quản lý chất l-ợng công trình xây dựng - Quyết định số QĐ-TT ngàythángnămg Thủ t-ớng Chính phủ việc phê duyệt quy hoạch chung - Văn số/CP-CN cđa Thđ t-íng chÝnh phđ vỊ viƯc th«ng qua vỊ mặt công tác nghiên cứu khả thi dự án - Hợp đồng kinh tế số Ngàythángnămgiữa ban quản lý dự án hạ tầng tả ngạn với Tổng công ty T- vÊn thiÕt kÕ GTVT vỊ viƯc lËp thiÕt kÕ kỹ thuật tổng dự toán Dự án xây dựng đ-ờng kéo dài Một số văn liên quan khác 1.3 hệ thống quy trình quy phạm áp dụng - Quy trình khảo sát đ-ờng ô tô 22TCN 263- 2000 - Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000 - Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi khả thi dự án xây dựng dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000 - Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83 - Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Quy phạm thiết kế áo đ-ờng mềm 22TCN211-93 - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2000 - Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo bê công trình xây dựng dân dụng 20 TCN95-83 SVTH : Lê Anh TuÊn - Líp : XD 903 MSV : 091403 §å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP Thuyết Minh Thiết kế sở Ch-ơng II Đặc điểm vị trí xây dựng cầu 2.1 Điều kiện địa hình Vị trí xây dựng cầu A thuộc tỉnh Thái Bình phía th-ợng l-u sông TB Do vị trí xây dựng cầu nằm vúng đồng nên hai bờ sông có bÃi rộng mức n-ớc thấp,lòng sông t-ơng đối phẳng ,địa chất ổn định có t-ợng xói lở.Hình dạng chung mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h-ớng sâu dần bờ bên trái 2.2 Điều kiện địa chất 2.2.1 Điều kiện địa chất công trình Căn tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình kết thí nghiệm phòng, địa tầng khu vực tuyến qua theo thứ tự từ xuống d-ới bao gồm lớp nh- sau Lớp số 1: Cát hạt nhỏ Lớp sè : SÐt pha dỴo cøng Líp sè 3: Cát cuội sỏi Lớp số : Đá granit 2.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn Mức n-ớc cao HCN= +4.75m Mùc n-íc thÊp nhÊt HTN =-1.2m Mùc n-íc thông thuyền HTT = +2.5m Sông thông thuyền trôi Khổ thông thuyền cấp III(50x7m) Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ c¬ sở Ch-ơng III Thiết kế cầu tuyến 3.1.Lựa chọn tiêu chuẩn kỹ thuật quy mô công trình 3.1.1 Quy mô công trình Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép 3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 3.1.2.1 Quy trình thiết kế Công tác thiết kế dựa tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 Bộ GTVT ban hành năm 2005 Ngoài tham khảo quy trình, tài liệu: - Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79 - AASHTO LRFD (1998) Quy trình thiết kế cầu Hiệp hội đ-ờng ô tô liên bang quan giao thông Hoa kỳ Các quy trình tiêu chuẩn liên quan 3.1.2.2 Tiªu chuÈn kü thuËt - CÊp kü thuËt V > 80Km/h - Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93, ng-ời 0,3T/m2 - Khổ cầu đ-ợc thiết kế cho xe ô tô ng-ời K = + 1.5 =11m Tỉng bỊ réng mỈt cầu kể lan can giải phân cách: B = 11 + 2x0.5+2x0.25 = 12.5m - Khỉ th«ng thun cÊp III, B = 50m vµ H = 7m 3.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 3.2.1 Lựa chọn kết cấu 3.2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn - Thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật - Phù hợp với công nghệ thi công có - Phù hợp với cảnh quan khu vực - Không gây ảnh h-ởng tới đê sông TB - Thuận tiện thi công thời gian thi công nhanh - Hợp lý kinh tế - Thuận tiện khai thác, tu bảo d SVTH : Lª Anh Tn - Líp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ c¬ sở 3.2.1.2 Lựa chọn nhịp cầu Các sơ đồ nhịp đ-a nghiên cứu gồm: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Ph-ơng án kết cấu cầu giàn thép 3.2.1.3 Lựa chọn nhịp cầu dẫn Kiến nghị sử dụng kết cấu dầm đơn giản : Chiều dài nhịp 33.0m, MCN cầu rộng 12,5m bao gồm dầm tiết diện chữ T chiều cao dầm 1.8 m, khoảng cách dầm 2,4m Bản mặt cầu đổ chỗ dày 20cm Loại kết cầu có nhiều -u đỉêm nh-: Công nghệ thi công đơn giản, dễ đảm bảo chất l-ợng, tận dụng đ-ợc công nghệ thi công thiết bị có n-ớc, giá thành rẻ, thời gian thi công nhanh 3.2.1.4 Giải pháp móng Căn vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp quy mô mặt cắt ngang cầu, kiến nghị dùng ph-ơng án móng cho phần cầu cầu dẫn nh- sau: Phần cầu chÝnh: Dïng mãng cäc khoan nhåi D1,2m PhÇn cÇu dẫn: Dùng móng cọc khoang nhồi D1,2m 3.3 Ph-ơng án I: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn 3.3.1 Ph-ơng án kết cấu Sơ đồ nhịp: (3x33+65+100+65+33x3)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 444m Nhịp gồm nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (65+100+65) chiều dài nhịp 100 m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay ®ỉi L1 L2 L1 Lv t1 t3 t2 B Hình 3.1.Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm + Chiều cao dầm vị trí trụ Hp = (1/16-1/ 20)L = (6.25 – 5.0), chän SVTH : Lª Anh TuÊn - Líp : XD 903 MSV : 091403 §å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ c¬ së Hp = 5.70(m) + Chiều cao dầm vị trí nhịp mè h = (1/30-1/40)L =(3.33 -2.5), chän h = 2,70(m) + Khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=12.5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 12.5/2 =6.25 (m).chọn L2=6.25 m + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.7- 3.1), chän L1 = 2.8 (m) + Chiều dầy nhịp chọn t1 = 250(mm) + Chiều dầy mép cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm) + Chiều dầy điểm giao víi s-ên hép t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chän t3 = 500(mm) + ChiỊu dµi vót thng lÊy Lv = 1,5(m) + ChiỊu dÇy cđa s-ên dÇm chọn 500 (mm) + Bản biên d-ới gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chän 900 mm + Bản biên d-ới nhịp lấy 300(mm) -Với kích th-ớc đo chọn khổ cầu ta sơ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ: mặt cắt ngang cầu TL 1:100 2% 2% Hình 3.2.Tiết diện dầm hộp Kết cấu cầu đối xứng bên gồm 1cầu dẫn nhịp 33 m -Chiều rộng cánh dầm 2.4m -Chiều dày mặt cầu 20 cm -Chiều cao dầm 1.65 m -Chiều dày s-ờn dầm 20 cm -Khoảng vát 20x20 cm SVTH : Lª Anh Tn - Líp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ sở Hình 3.3 Mặt cắt dầm dẫn Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 2.0m-1.6m t-ơng ứng theo ph-ơng dọc cầu và6mtheo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1.75m Bệ móng cao 3.3m, rộng 9.6m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D120cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép BƯ mãng mè dµy 2m, réng 6.0m, dµi 12m Dùng cọc khoan nhồi D120cm 3.4 Ph-ơng án II: 3.4.1 Ph-ơng án kết cấu Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân ã Sơ đồ nhịp gồm nhịp : (63+90+115+90+63)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 435m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi B t2 L1 L2 L1 t3 t1 Lv Hình 3.4 Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm SVTH : Lê Anh TuÊn - Líp : XD 903 MSV : 091403 §å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP Thuyết Minh Thiết kế sở + Chiều cao dầm ë vÞ trÝ trơ Hp = (1/16 1/ 20)L = (6.25 - 5), chän Hp = 5.70(m) + ChiÒu cao dầm vị trí nhịp mố h = (1/30 1/40)L =(3.33 -2.5), chän h = 2.70(m) + Khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=12.5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 12.5/2 =6.25 (m).chọn L2=6.25 m + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.8- 3.1), chän L1 = 2.8(m) + Chiều dầy nhịp chọn t1 = 250(mm) + Chiều dầy mép cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm) + Chiều dầy điểm giao với s-ên hép t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chän t3 = 500(mm) + ChiỊu dµi vót thng lÊy Lv = 1,5(m) + ChiỊu dÇy cđa s-ên dÇm chän 500 (mm) + Bản biên d-ới gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chọn 900 mm + Bản biên d-ới nhịp lấy 300(mm) -Với kích th-ớc đo chọn khổ cầu ta sơ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ: 2% 2% Hình 3.5 Tiết diện dầm hộp Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 3.5 m theo ph-ơng dọc cầu và8 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kÝnh R =1.75 m BÖ mãng cao 2.5m, réng 9.6m theo ph-ơng dọc cầu, 12m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cäc khoan nhåi D120cm CÊu t¹o mè D¹ng mè cã t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12m SVTH : Lê Anh TuÊn - Líp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ c¬ së Dïng cäc khoan nhồi D120cm 3.5 Ph-ơng án III: Cầu giàn thép 3.5.1 Ph-ơng án kết cấu Sơ đồ bố trí nhịp : (5x83 m );Tổng chiều dài toàn cầu tính đến đuôi hai mố L =422.6m Chọn sơ đồ dàn chủ loại dàn thuộc hệ tĩnh định, có biên song song, có đ-ờng xe chạy d-ới Từ yêu cầu thiết kế phần xe chạy m nên ta chọn khoảng cách hai tim dàn chủ 8.3m Chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chọn sơ theo kinh nghiƯm víi biªn song 1 lnhip 10 song: h 1 83 (13.83 8.3)m vµ h > H + hdng + hmc + hcc 10 + ChiÒu cao tĩnh không cầu : H = 4.5 m + ChiỊu cao dÇm ngang: hdng B 12 (1,71 1,0)m chọn hdng=1,2 m + Chiều dày mặt cầu chọn: hmc = 0,2m + Chiều cao cổng cầu: hcc=1,65m Chiều cao cầu tối thiểu là: h > 4.5 + 1,2 + 0,2 + 1.65 = 7.55m ChiÒu dài khoang d=(0.6-0.8)h =(6-8.3)m chọn d=8.3 m Chọn chiều cao dàn cho góc nghiêng dàn so với ph-ơng ngang 450 600 , hợp lý 500 530 Chän h = 10m 510 hỵp lý CÊu tạo hệ dầm mặt cầu: Chọn dầm dọc đặt cách 1.60 m Chiều cao dầm dọc sơ chän theo kinh nghiÖm : hdd 1 d 10 15 0,8 0,5m chọn hdd = 0,5m Bản xe chạy kê tự lên dầm dọc Đ-ờng ng-ời bố trí bên dàn chủ Cấu tạo hệ liªn kÕt gåm cã liªn kÕt däc trªn, däc d-íi, hƯ liªn kÕt ngang SVTH : Lª Anh Tn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tèt NghiÖp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHÁP ThuyÕt Minh ThiÕt kÕ c¬ së 950 900 280 290 1000 50 150 15 75 400 80 400 640 150 15 50 50 215 Hình 3.6 Cấu tạo hệ dầm mặt cầu Câu tạo mặt cầu Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Kết cấu phần - Kết cấu nhịp : Gồm nhịp dài 83m.với chiều cao dàn 10m.góc nghiêng xiên 51 o Chiều dài khoang 8.3m - Kết cấu cầu đối xứng hai bên Cấu tạo trụ: Dïng trơ Th©n cét réng 2.5m BƯ mãng cao 2.5m, rộng 6.0m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D120cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thÐp BƯ mãng mè dµy 2m, réng 6.0m, dµi 12 m Dùng cọc khoan nhồi D120cm Các ph-ơng án bố trí chung cầu dùng để so sánh, thực bảng sau: Ph-ơng Thông án thuyền Khổ cầu Sơ ®å L ( m) NhÞp chÝnh I 50 8+2 1.5 3x33+65+100+65+33x3 438 Cầu dầm liên tục BTCTDƯL+nhịp dẫn II 50 8+2 1.5 63+90+115+90+63 435 Cầu liên tục BT DUL III 50 8+2 1.5 5x83 429 Cầu giàn thÐp SVTH : Lª Anh Tn - Líp : XD 903 MSV : 091403 10 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Giải ph-ơng trình ta đơ-ợc: t =2.925m Chọn t = m Vậy chiều dài cọc ván :L =3+2.5+6.43+0.5=12.43 m=> chọn L=13 m b) tính toán c-ờng độ cọc ván : 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) q 2=3.696 q 1=6.93 o A L=5.33 Ta cã: -¸p lùc ngang n-ớc : -áp lực đất chủ động : L1=6.93 Pn = n l = 1x6.93= 6.93 (t/m) qd = dn l1 a =1.6x6.93x1/3=3.696(t/m) Tại vị trí X đó, mômen đạt giá trị max Ta tìm vị trí X Qui đổi qn qd ta đ-ợc q=9.982 T/m Mômen O : M0 = RA6.93 - q.6.93.6.93 => RA = 11.529 T 2.3 Mômen A : M0 = R06.93 - q.6.93.2.6.93 => R0 = 23.058 T 2.3 Lấy mômen X : x 6.93 x x2 6.93 x Mmax=R0.x.x .q (q q) 6.93 6.93 =0.24x3-4.989 x2+23.058x (1) Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm m«men b»ng d MX dx 0.72 x2-9.978 x+23.058=0 Giải ph-ơng trình ta có: SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 175 Đồ án Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p Thut Minh ThiÕt Kế Thi Công x = 2.93 x = 10.9(loại) Chọn x = 2.93 làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=30.766Tm Từ điều kiện W M max Trong đó: - [ ] ứng suất cho phÐp cđa thÐp cäc v¸n: [ ]=1900 kg/cm2 30.766x105 =1619.26 cm3 1900 Ta chọn cọc ván hình máng SNG s¶n xuÊt cã : W > 1619.26 cm3 W≥ 86.5 60 51 74 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu : PZ 40 400 III.6 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 Dùng hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng III.7 Thi công đài cọc Tr-ớc thi công đài cọc 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 SVTH : Lê Anh Tn MSV : 091403 Líp XD 903 176 §å ¸n Tèt NghiÖp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p ThuyÕt Minh Thiết Kế Thi Công iv Thi công trụ Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: iv.1 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 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 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 trơ: SVTH : Lª Anh Tn MSV : 091403 Líp XD 903 177 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kích th-ớc a b h = 12 9.6 2.5 (m) ¸p lùc t¸c dơng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: 12 9.6 = 115.2m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: 4Q 40 h 1.388(m) 0.75(m) F 115.2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nªn q = R 2.4 0.75 10 1800Kg / m 750 1388 638 + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 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 0.638 400 1.388 1713.68(kg / m ) qtc= 1.388 qtt =1.3 1713.68=2227.78 kg/m2 Chän v¸n khuôn nh- sau: ván khuôn bệ trụ 3x20 12x14 12x14 50 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 150 SVTH : Lê Anh Tn MSV : 091403 150 Líp XD 903 178 §å ¸n Tèt NghiÖp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p ThuyÕt Minh Thiết Kế Thi Công IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: M«men n lín nhÊt: ql 2227.78 0.52 55.69 kg.m 10 10 Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dµy = (cm) Ru = 130 (kg/cm2) KiĨm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max Ru W Mmax= Víi W => 0.032 =0,00015 (m3) 6 55.69 = = 371266.67 (kg/m2) =37.13 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.00015 b => Tho¶ mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= qtc l 127EJ l 250 Trong ®ã : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 100000 (kg/cm2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=17.14 (kg/cm) J 50 17.14 504 =0.037 cm < = 0.2 cm 127 10 225 250 =>Vậy đảm bảo yêu cầu ®é => f = IV.3.1.2 TÝnh nÑp ngang NÑp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang SVTH : Lª Anh Tn MSV : 091403 Líp XD 903 179 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang qnẹp ngang = qván đứng 0.5 =2227.78 0.5 = 1113.89 kg/m Sơ đồ tÝnh: M«men lín nhÊt nĐp ngang: ql 1113.89 1.52 250.6kgm 10 10 Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 14cm) M max h 12 142 392cm 6 KiÓm tra øng suÊt: M 25060 63.93kg / cm W 392 Dut ®é vâng: W f q.l 24 128.E.J J b.h3 12 2744cm qvtc l1 1714 0.5 857kG / m =8.57 Kg/cm qvong f 12 143 12 130kg / cm q.l24 128.E.J 8.57 1504 128 100000 2744 150 400 0.123cm 0,375cm KÕt ln: nĐp ngang ®đ khả chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp t¶i träng tõ nĐp ngang trun xng Ptt= q nep ngang l2 1113.89 1.5 1670.83 (kg) Sơ đồ tính toán: 12 P 50 50 14 Mômen M max P.l 1670.83 1.0 SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 278.47Kgm Lớp XD 903 180 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Chọn nẹp đứng kích th-íc (12 W h ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Thi C«ng 14) cm 12 142 392cm 12 143 12 2744cm KiÓm tra øng suÊt: M 27847 71.03 130kg / cm W 392 Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong qntc l2 857 1.5 1285.5kG / m =12.855Kg/cm q.l 12.855 1003 f 0,00104cm 48.E.J 48 100000 2744 KÕt luËn: nÑp đứng đủ khả chịu lực 100 400 0,25cm IV.3.1.4 Tính căng:S Tải tác dụng: p = 2227.78Kg/m Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng căng: S = p.c = 2227.78x1.5=3341.67 kg Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu S 3341.67 F 1.758cm R 1900 Dùng căng 16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) 750 Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn Diện tích mặt cắt trụ: F 6x3 3.14x1.52 25.065m2 Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h đầm dùi có bán kính ¶nh h-ëng R=0,75m SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 Lớp XD 903 2393 1643 181 Đồ án Tốt NghiƯp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p Thut Minh ThiÕt KÕ Thi Công Chiều cao bê tông đổ 4h 4Q 15 h 2.393(m) F 25.065 + áp lực bê tông t-ơi h 0,75 q1 2.4 0.75 103 1800kg / m + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 1.643 400 2.393 tc 1917.93(kg / m ) q = 2.393 tt q =1.3 1917.93=2493.31 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: ván khuôn thân trụ 14x14 12x12 50 3x20 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 125 125 a Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố q = 2493.31 Kg/m có gối nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn ván ql 2493.31 0.52 62.33Kgm 10 10 Chọn ván đứng có tiết diện 20 cm - Mômen chống uốn: M max SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 Lớp XD 903 182 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 0.032 =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 6 - M« men qu¸n tÝnh: b W b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - KiÓm tra c-êng ®é 6233 => = = 41.55 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 00,00015.E J - KiĨm tra ®é vâng: qtcl 19.18 504 0.042cm 127EJ 127 105 225 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=19.18 (kg/cm) l 50 [f] 0.125cm 400 400 f 0.042cm [ f ] 0.125cm f b TÝnh nÑp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 Sơ đồ tÝnh to¸n: 2493.31 = 1246.65 Kg/m 125 125 - Chän nĐp ngang kÝch th-íc 12 W 12 12 12 cã 288cm b.h 12 123 J 1728cm 12 12 - M«men n nĐp lín nhÊt lµ: ql2 1246.65 1.252 244.34 Kgm 24434 kgcm 10 10 - KiÓm tra øng suÊt: M 24434 84.84kg / cm 130kg / cm W 288 - Dut ®é vâng: M max q.l 24 128.E.J qvong qvtc l1 1917.93 f SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 0.5 958.96kG / m =9.589Kg/cm Lớp XD 903 183 Đồ án Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p Thut Minh ThiÕt KÕ Thi C«ng q.l24 9.589 1404 140 0.166cm 0,35cm 128.E.J 128 100000 1728 400 Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực c Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp t¶i träng tõ nĐp ngang trun xng qtt= qnepngang l2 1246.65 1.4 1745.31(kg) f Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kÝch th-íc 14 W 14 142 14 (cm) 457.3cm - M«men 1745.31 1.0 290.88Kgm =29088 kg.cm M 29088 KiÓm tra øng suÊt: 63.6 130kg / cm W 457.3 - Dut ®é vâng: M max P.l f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong 14 143 12 qntc l2 3201.3cm 958.9 1.4 1342.46kG / m =13.4246 Kg/cm q.l 13.4246 1403 48.E.J 48 100000 3201.3 Kết luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực d Tính căng: S = P.C Với P = 2493.31 Kg/m vµ C = 1.4 m Cã S =2493.31 x 1.4 =3490.6 Kg Diện tích căng cần thiết lµ S 3490.6 F 1.837cm R 1900 Chän căng 16 có f = 2.01 cm2 f 0,00239cm 100 400 0,25cm IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành l-ợc áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 Lớp XD 903 184 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.4T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx pd ) 1.3 0.5 (1.8 0.4) 1.3 0.5 1.43 (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: qvtt D 1430 2010(Kg) 2 Tính toán vành l-ợc chịu lùc kÐo T: T KiĨm tr a theo c«ng thøc: Rk F Trong đó: F: diện tích đà giảm yếu tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm2 T 2010 => F= b 20.1cm Rk 100 T Tõ ®ã chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 12=48cm2 v Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân đối xứng v.1 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 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, kÕt cÊu cã xu h-íng lËp quanh tim trơ theo ph-ơng 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 hợp tải trọng 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 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 SVTH : Lª Anh Tn MSV : 091403 Líp XD 903 185 §å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Ph¸p Thut Minh Thiết Kế Thi Công Tình tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công đúc đốt hẫng cuối K8, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông -ớt K8 bên cánh hẫng bị rơi Các tải trọng đặt không cân cánh hẫng + Tải trọng xe đúc đặt bên cánh hẫng P1=600KN + Tải trọng thiết bị P2=200KN đặt đầu cánh hẫng + Tải trọng gió bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m 2, với bề rộng cầu 12.5m tải trọng gió phân bố mét dài cầu 7.2KN/m Tất tải trọng tác dụng thẳng đứng cân lên cánh hẫng trụ đ-ợc quy lực đứng qua tâm trụ, tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bên cánh hẫng đ-ợc quy lực đứng mômen đặc tr-ng cho tải trọng lệch tâm Xe đúc sơ đồ bố trí P=600KN M=200KNmK13K12K11K10K9K8K7 K6 K4 K3 K2 K1 K0 K5 t¶i träng tập trung thiết bị P= 200KN Xe đúc tải träng P=600KN K0 K1 K2 K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K13 M=200KNm T¶i träng giã = 0.6KN/m2=7.2KN/m STT Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trình thi công Bảng thành phần lực Các lực gây lật Kí hiệu Lực đứng Cánh tay đòn x(m) Pz (KN) Tải trọng xe đúc bên cánh hẫng Lực tập trung thiết bị Tải trọng gió bên cánh hẫng Tổng Mgây lật = Mngoại lực P1 P2 P3 600 200 -352.8 1152.8 49 49 -24.5 M«men Mx (KNm) 29400 9800 8643.6 47843.6 47843.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật 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 tự chùng tối đa: 1.5% Số thÐp dù kiÕn ( tÝnh céng cho c¶ phÝa ): nps = 24 C¸c phơ kiƯn kÌm theo cđa DƯL gồm có: + Bản đệm neo thép kÝch th-íc 150 150 32 mm + Bé ®ai èc phẳng, đai ốc hình cầu + Cút nối DƯL SVTH : Lª Anh Tn MSV : 091403 Líp XD 903 186 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 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 thép DƯL: MC MC A-A B-B B A Chi tiet "A" I I I I Chi tiet "B" Chi ti?t "D" Thanh DUL Ø32 1S Thanh DUL Ø32 1L Chi tiet "C" B A MC I-I 5000 1500 1000 500 10 11 12 1000 1000 13 14 15 16 19 20 21 22 500 17 18 23 24 3000 1000 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 KiÓm tra khả giữ ổn định cánh hẫng DƯL + Khả chống lật DƯL đ-ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả chịu kéo D¦L 32 d2 3.14 0.0322 f 1035 103 832( KN ) 4 y : khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên P phải y = 0.3 = 2.7 (m) SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 Lớp XD 903 187 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp + Khả chống lật : Mchèng lËt = 832 2.7 SVTH : Lª Anh TuÊn MSV : 091403 ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Thi C«ng 24 = 53913.6 (KN) > Mgâylật = 47843.6 (KN) => Đạt Lớp XD 903 188 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Líp XD 903 Thut Minh ThiÕt KÕ Thi C«ng 189