(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế kỹ thuật

Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü thuËt PHÇn iI: thiÕt kÕ kü tht SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 72 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật Ch-ơng I : Tính toán mặt cầu +Chiều dài tính toán: L = 33m +Khổ cầu: B=(8 + 2x1.0)m +Tải trọng: đoàn xe HL93, ng-ời bộ: 300kg/m2 +Quy trình thiÕt kÕ BGTVT 22 TCN 272-05 +Tiªu chuÈn thiÕt kÕ đ-ờng ôtô TCVN4054-05 Vật liệu : +C-ờng độ bêtông 28 ngày tuổi f c' 50MPa +C-ờng độ thép th-ờng Fy 400MPa I Ph-ơng pháp tính toán nội lực mặt cầu -áp dụng ph-ơng pháp tính toán gần ®óng theo TCN 4.6.2( ®iỊu 4.6.2 cđa 22TCN272-05) MỈt cầu phân tích nh- dầm liên tục gối dầm II Xác định nội lực mặt cầu Sơ đồ tính vị trí tính nội lực: Bản mặt cầu làm việc theo hai giai đoạn - Giai đoạn : Khi ch-a nối , làm việc nh- dầm cống son ngàm s-ờn dầm - Giai đoạn hai : Sau nối bản, đ-ợc nối mối nối -ớt, ®ỉ trùc tiÕp víi dÇm ngang 1150 50 1050 50 30 30 30 230 230 230 230 86.5 30 170 20 A 115 a SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 b A c 73 d 115 e Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Th¸i ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü thuËt 200 200 2000 1700 1200 200 200 250 200 200 600 1.Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu: -Tổng chiều dài dầm 33 m , để hai đầu dầm bên 0.3m để kê len gối Nh- chiều dài tính toán nhịp cầu là: 32.4m Đối với dầm : *Bề rộng cánh hữu hiệu có thẻ lấy giá trị nhỏ : + 1/4 chiều dài nhịp =32400/4 =8100mm + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm =12 x 200 + max 2000 / 200 =3400mm + Khoảng cách trung bình dầm kề = 2300 mm *Đối với dầm biên : Bề rộng cánh dầm hữu hiệu lấyđ-ợc ẵ bề rộng hữu hiệu dầm kề (=2300/2 =1150) céng trÞ sè nhá nhÊt cđa : + 1/8 chiều dàI nhịp hữu hiệu = 32400/8 = 4050mm + lần trung bình chiều dầy cộng số lớn 1/2 độ dầy bụng bề dầy cánh dầm : = x 200 + max +BỊ réng phÇn hÉng = 1150 mm 200 / 2000 / = 1700 be = 1150 + 1150 = 2300 mm KÕt luận bề rộng cánh hữu hiện: SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 74 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật Dầm ( bi) 2300 mm Dầm biên (be) 2300 mm a-Xác định tĩnh tải cho mm chiều rộng -Trọng l-ợng mặt cÇu : Ws=Hb x c = 200 x 2.4x10 -5 =480 x10-5 N/mm 2-Trọng l-ợng lớp phủ: -Lớp phủ mặt cầu : + Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,l-ợng riêng 22,5 KN/m3 + Bê tông bảo vệ dày 3cm trọng,l-ợng riêng 24 KN/m3 + Lớp phòng n-ớc Raccon#7(không tính) + Lớp tạo phẳng dày cm,trọng l-ợng riêng 24 KN/m3 Bề dày TL riêng Khối l-ợng (m) (KN/m3) (KN/m2) BT Asfalt 0,05 22,5 1,12 BT b¶o vƯ 0,03 24 0,72 Lớp tạo phẳng 0,03 24 0,72 Tên lớp Tĩnh tải rải lớp phủ tính cho 1mm cầu là: WDW 1,12 0,72 0,72 2,56(KN/m) -Trọng l-ỵng lan can : Pb=(( 865x180+(500-180)x75+50x255+535x50/2+(500-230)x255/2))x2.4x10-5 =240250 x 2.4 x 10-5=576600x10-5=5.766N/mm 180 865 150 270 500 75 255 50 cÊu t¹o lan can SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 75 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật b- Tính nội lực mặt cầu 1- Nội lực tÜnh t¶i ( Néi lùc tÝnh cho d¶i b¶n ngang cã chiỊu réng lµ mm) 1.1 Néi lùc mặt cầu Ws (tác dụng lên sơ đồ hẫng): Sơ đồ: S=2300mm , Ws 480x10 N / mm Ws 200 204 (300) 960 190 2300/2 R200 = Ws x M 200 s 2300 =480 x10-5 x =5.52 N/mm 2 s s 2300 2300 =-3174 N/mm Ws x x =-480 x10-5 x x 4 M204 = -Ws x190x M300 = M 200 190 190 =480 x10-5 x190x =-86.64 N/mm 2 s s Ws x x =-3174 N/mm 1.2 Néi lùc lan can T¶i träng lan can coi nh- mét lùc tập trung có giá trị Pb 5.766N / mm đặt trọng tâm lan can Xếp tải lên đah để tìm tung độ đah t-ơng ứng Tra bảng với: L1 1150 150 1000mm Pb=5.766 N/mm 150 200 1000 1150 SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 300 2300 400 2300 76 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kü thuËt R200 = Pb x (tung ®é ®ah) R200 = Pb(1+1.270L1/S) =576600x10-5x(1+1.127x1000/2300)=8.591N/mm M200 = Pb x (tung ®é ®ah)x L1 M200-b =Pb(-1xL1) =576600x10-5x(-1x1000)=-5760.23 N mm/mm M204 = Pb x (tung ®é ®ah)x L1 M204 =Pb(-0.4920xL1) =576600x10-5x(-0.4920x1000)=- 2836.87 mm/mm M300 = Pb x (tung ®é ®ah)x L1 M300 =Pb(0.27xL1) =576600x10-5x(0.27x1000)=1556.82 N mm/mm S/2 S 200 205 S 300 305 S 400 405 S 500 S/2 600 204 §ah R200 Plancan Đah M204 Diện tích phần hẫng Đah M300 S/2 §ah M200 1.3 Néi lùc líp phđ WDW S¬ ®å : WDW 256x10 N / mm2 Dïng b¶ng tra víi : L2 1150 500 650mm SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 77 Líp : XD 903 §å án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái 500 ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü thuËt Wdw 200 1150 300 400 2300 2300 500 2300 600 2300 1150 R200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )L2+(Diên tích đah không hẫng)S ) R200 = WDW ((1+0.635x L2 )x L2+0.3928xS) S =256x10-5 x ((1+0.635x650/2300)x650+0.3928x2300)=4.27 N/mm M200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )x L22 M200-DW = WDW(-0.5) x L22 =256x10-5x(-0.5)x6502=- 540.8 N mm/mm M204 = WDW x[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +( diện tích đah không hẫng)x S ] M204 = WDW[(-0.246)x L22 +(0.0772)x S ) =256x10-5x[(-0.246)x6502+(0.0772)x23002]=779.39 N mm/mm M300 = WDWx[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +(diện tích ®ah kh«ng hÉng)x S ] M300 = WDWx[(0.135)x L22 +(-0.1071)x S ) =256x10-5x[(0.135)x650 +(-0.1071)x2300 ]=- 1304.37 N mm/mm 2- Nội lực hoạt tải Nội lực tính cho dải trong( nằm s-ờn dầm ) 2.1 Mômen d-ơng lớn hoạt tải bánh xe: + Với nhịp ( S = 2300) mômen d-ơng lớn nhát gần điểm 204 ( 0.4 x S cđa nhÞp b-c) + ChiỊu réng dải tính M+ là: Sw+ = 660 + 0.55S =660+0.55x2300=1925mm + Chất tải xe hệ sè lµn xe : m=1.2 SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 78 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.1.1 Tr-ờng hợp xếp xe : 1800 W 200 W=72.5KN 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S S S/2 S §ah M204 y2 y1 0.4S Tra ®ah M204 cã : y204 = 0.204 y302 = - 0.0254 ChiỊu réng lµm viƯc dải : Sw+ =1925mm Chất tải xe hƯ sè lµn xe : m=1.2 M204 = 1.2x(0.204 – 0.0254)x2300x72.5 x103/1925 =18565.12 N mm/mm 2.1.2 Tr-êng hỵp xếp xe: Chất tải xe hệ sè lµn xe :m=1 1800 1800 W 200 W 205 204 S/2 300 W=72.5KN 305 S 400 S y2 405 S 500 600 S S/2 y3 y4 y1 0.4S Tra ®ah M204 cã : Y204= 0.204 y302 =- 0.0254 y404 = 0.0086 y502 =-0.002 SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 79 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuËt M204 = 1x(0.204 – 0.0254+0.0086-0.002)x2300x72.5 x103/1925 =16120.61 mm/mm M 204 LL max( M 204 LL , M 204 LL ) M 204 LL 18565.12Nmm / mm VËy kết lấy xe 2.2 Mômen âm lớn hoạt tải bánh xe +Thông th-ờng mômen âm lớn đạt gối C ( điểm 300) + Chiều rộng dải tính mômen âm S-W S-W=1220 + 0.25S = 1220+0.25x2300 = 1795 + ChÊt t¶i xe bất lợi hệ số xe : m= 1.2 2.2.1 Tr-ờng hợp xếp xe ( đah M300 có tung dọ lớn 206) 1800 W 200 W=72.5KN 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S y1 S S S/2 §ah M300 y2 Tra ®ah M300 cã : y206 = - 0.1025 y304 = - 0.0788 M300 = - 1.2x(0.1025+0.0788)x2300x72.5 x103/1795 = - 20210.65N mm/mm SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 80 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.3 Mômen hẫng tiết diện 200: Sơ đồ : 300 W=72.5KN 500 X L=S/2 S S 1800 W W=72.5KN 200 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S/2 S S S S/2 S §ah M200 y1 X = (L – Bc – 300) > Thay số: X = (1150 – 500 – 300) =350 > Chiều rộng làm việc dải : SW0 = 1140+0.833 X=1140+0.833 x 350 = 1431.55mm XÕp lµn xe hƯ sè lµn : m=1.2 M200-LL = -1.2x14.6x103x350/1431.55 =-4283.46N mm/mm Víi y1=0.2mm * Phản lực hoạt tải hẫng: - Sơ đồ: 1800 W W=72.5KN 200 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S S S S/2 §ah R200 y1 y2 R200 = m*(y1v + y2v )*(W/ SWo) = 1.2*(1.1905+0.2971)* 72.5*103/1431.55= 90.41 N SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 81 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Trong đó: n : Số xe , n = m: HƯ sè lµn xe, m = IM : Lùc xung kÝch (lùc ®éng ) cđa xe, Theo 3.6.2.1.1 : HƯ sè t¶i träng, (1+ = 1.75 IM ) = 1.25, víi IM = 25% 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ-ờng ảnh h-ởng : Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng + Tải trọng (LL): Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố theo chiều dọc +PL : Tải trọng ng-ời, KN/m2 Tải trọng ng-ời hành phân bố dọc cầu PL = (1.*3) = 3.0KN/m=0.3T/m + Chiều dài tính toán nhịp L = 87 m + Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực sơ đồ xếp xe thĨ hiƯn nh- sau: P=14.5T P=14.5T P=3.5T p=0.93T/m 87m 4.3m 4.3m 0.95 0.901 P=11T P=11T p=0.93T/m 87m 1.2m 0.986 Sơ đồ xếp tải lên đ-ờng ảnh h-ởng ¸p lùc mè SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 59 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ-ợc phản lực gối hoạt tải tác dụng - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng ng-ời) LLHL-93K = 14.5 (1+0.95) + 3.5 0.901 +43.5 (2x0.3+0.93) = 97.98 T - Víi tỉ hỵp HL-93M (xe hai trơc + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.985) + 43.5 0.93 = 62.301 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 97.98 T - Khi xÕp lµn xe bất lợi ta có phản lực lên mố hoạt tải LL = 1.75 1.25 [14.5 (1+0.95)+3.5 0.901)]+1.75 40 (2x0.3+0.93) = =244.59T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài PĐáy đài = 773.103+ 933.94 + 268.2 + 244.59= 2219.83 T - Xác định sức chịu tải cđa cäc: Dù kiÕn chiỊu dµi cäc lµ : 25.00m +Theo vËt liƯu lµm cäc: - Chän cäc khoan nhåi BTCT đ-ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua lớp đất dính có góc ma sát ( f )i lớp Sét pha có góc ma sát f = 30 + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm2 + Cèt chÞu lùc 18 25 AII cã F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm2  X¸c định sức chịu tải cọc Sức chịu tải cđa cäc theo vËt liƯu : c = (m1 m2 Rb Fb + Ra Fa) PVL Trong ®ã : - : hÖ sè uèn däc =1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, cọc đ-ợc nhồi bêtông theo ph-ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tÝch tiÕt diÖn cäc Fbt = 0,7850 m2 - Rn : C-ờng độ chịu nén bêtông cọc - Ra : C-ờng độ thép chịu lực - Fa : DiƯn tÝch cèt thÐp chÞu lùc SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 60 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái PVLc 0,85x0,7 x 0,130x ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ S¬ Bé π.1002 733.37 (T) 2,4 x88,36 Theo đất Chỉ tiêu lớp ®Êt Li (m) Zi (m) Ti (T/m2) C¸t pha deo 3.8 C¸t trung 11 6.6 SÐt pha deo : B = 0.4 22 25 4.4 Søc chÞu tải cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k m ( 1RiFb + U Trong ®ã: Ti Li) m - hệ số điều kiện làm việc cđa cäc ®Êt m = k - HƯ sè ®ång nhÊt cđa ®Êt k = 0,7 U – Chu vi tiÕt diÖn ngang cäc U = 3,14 m Ti - C-ờng độ tính toán lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li Chiều dày cđa líp ®Êt thø i tiÕp xóc víi cäc (m) - hệ số điều kiện làm việc đất d-ới mũi cọc =1 Ri - C-ờng độ chịu tải đất d-ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc 25 m) đất d-ới chân cọc sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 340 T/m2 - HƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc đất mặt bên cọc phụ thuộc vào ph-ơng pháp tạo lỗ = 0,7( tra bảng ) Pdnc = 0,7.[1.340 0,785 + 3,14.0,7(8*3.8+6*6.6+22*4.4)]=443.47 T VËy P = Min (Pđ, Pvl) = 443.47 (T) Xác định số l-ợng cọc khoan nhồi cho móng mố Mo Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn c-ờng độ I là: RĐáy đài = 2070.3 T Các cọc đ-ợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3d (d : §-êng kÝnh cäc khoan nhåi) Ta cã : Víi P =443.47 T SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 61 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Vậy số l-ợng cọc sơ : 2070.3 R = 1.5x =7.008 (cäc) P 443.47 nc = Víi - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang mômen =1.5 400.0 100.0 Dïng cäc khoan nhåi m bố trí hình vẽ 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 Hình 4.21.Mặt móng mố M0 b Móng trụ cÇu T1 300.0 170.0 1400 50.0 100.0 120.0 1150.0 850.0 50.0 200.0 200.0 650.0 200.0 A A 75.0 800.0 100.0 300.0 1200.0 300.0 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 H×nh 4.22 Cấu tạo trụ Khối l-ợng thân trụ : Vtt= 2x(3.14x12x14) =87.92 (m3 )  Khèi l-ỵng mãng trơ : Vmt= (2x8x12)=192 (m3 ) Khối l-ợng đỉnh trụ : Vd=3x1.5x11.5-2x0.5x0.5/2=51.5 (m3 )  Khèi l-ỵng trơ T1: V=87.92+192+51.5=331.42 (m3 ) SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 62 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Khối l-ợng trụ: V=331.42x2=662.84 (m3 ) Sơ chọn hàm l-ợng cốt thép thân trụ : 120 kg/m3, hàm l-ợng thép móng trụ 80 kg/m3 Nên ta có : khối l-ợng cốt thép hai trụ : G=[0.12*87.92+0.08*192+0.1*51.5]*2= 62.12 T Xác định số cọc trụ T2 - Lực tính toán đ-ợc xác định theo công thức: Q Trong đó: i yi Qi Qi = Tải trọng tiêu chuẩn i yi : Hệ số điều chỉnh hệ số tải trọng - Hệ số tải trọng đ-ợc lấy theo bảng 3.4.1-2 (22TCN272-05) Do tĩnh tải Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên trụ 87m 87m m Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên trụ T1 - Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng áp lực gối : =87 m2 + Phản lực tĩnh tải nhịp DCnhịp = 1.25*(6.814+2*3.702)*87=1548.2 T + Ph¶n lùc tÜnh t¶i b¶n thân Mố DCtrụ = 1.25*293.11*2.5=915,97 T + Phản lực tĩnh tải lớp phủ lan can DW = 1.5*4.47 *87=583.33 T Do hoạt tải Do hoạt tải - Do t¶i träng HL93 + ng-êi (LL + PL) LL = n.m .(1+ SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 IM ).(Pi yi )+ 1.75 100 63 (PL + WL) Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Trong ®ã: n : Sè lµn xe , n = m: HƯ sè lµn xe, m = IM : Lùc xung kÝch (lùc ®éng ) cđa xe, Theo 3.6.2.1.1 : HƯ sè t¶i träng, (1+ = 1.75 IM ) = 1.25, víi IM = 25% 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ-ờng ảnh h-ởng : Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng + Tải trọng (LL): Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố theo chiều dọc +PL : Tải trọng ng-ời, KN/m2 Tải trọng ng-ời hành phân bố dọc cầu PL = (1.0*3) = KN/m=0.3T/m + Chiều dài tính toán nhịp L = 174 m + Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực sơ đồ xếp xe thĨ hiƯn nh- sau: 1.2 m p=11T p=11T p=14.5T p=14.5T p=3.5T p=3.5T 4.3m 4.3m 15m 87m 4.3m 4.3m 87m 0.986 0.7780.72 0.901 0.95 0.83 Sơ đồ xếp tải lên đ-ờng ảnh h-ởng áp lực trụ T1 Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ-ợc phản lực gối hoạt tải tác dụng - Với tổ hợp HL-93K (xe t¶i thiÕt kÕ + t¶i träng ng-êi) LLHL-93K = 14.5 (1+0.95+0.778+0.72) + 3.5 (0.901+0.83) +87 (2x0.3+0.93) = =189.16 T - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải träng lµn) LLHL-93M = 11 (1+0.986) + 87 0.93 = 102.75 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 189.16 T - Khi xếp xe bất lợi ta có phản lực lên mố hoạt tải SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 64 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ LL = 1.75 1.25 [14.5 (1+0.95+0.778+0.72)+3.5 (0.901+0.83)]+1.75 87 (2x0.3+0.93) = =478.18 T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài PĐáy ®µi = 1548.2+ 915,97 + 583.33 + 478.18 =3525.68 T Xác định sức chịu tải cọc: Dự kiến chiỊu dµi cäc lµ : 30.00m +Theo vËt liƯu lµm cäc: - Chän cäc khoan nhåi b»ng BTCT ®-êng kÝnh D = 1.0m, khoan xuyên qua lớp đất dính có góc ma sát ( sát f f )i líp SÐt pha cã gãc ma = 30 + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm2 + Cốt chÞu lùc 18 25 AII cã F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm2 Xác định sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc theo vật liÖu : c = (m1 m2 Rb Fb + Ra Fa) PVL Trong ®ã : - : hƯ sè n däc =1 - m1: hƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc, cọc đ-ợc nhồi bêtông theo ph-ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : DiÖn tÝch tiÕt diÖn cäc Fbt = 0,7850 m2 - Rn : C-ờng độ chịu nén bêtông cọc - Ra : C-ờng độ thÐp chÞu lùc - Fa : DiƯn tÝch cèt thÐp chÞu lùc PVLc 0,85x0,7 x 0,130x SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 π.1002 2,4 x88,36 65 733.37 (T) Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Theo đất Chỉ tiêu lớp đất Li (m) Zi (m) Ti (T/m2) C¸t pha deo 5.5 2.75 3.45 C¸t trung 3.8 7.4 6.2 SÐt pha deo: B = 0.4 35.4 27 4.57 Sức chịu tải cọc khoan nhồi tÝnh theo c«ng thøc: P = k m ( 1RiFb + U Trong ®ã: Ti Li) m - hƯ số điều kiện làm việc cọc đất m = k - HƯ sè ®ång nhÊt cđa ®Êt k = 0,7 U – Chu vi tiÕt diÖn ngang cäc U = 3,14 m Ti - C-êng ®é tÝnh toán lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li Chiều dày lớp đất thứ i tiÕp xóc víi cäc (m) - hƯ sè ®iỊu kiện làm việc đất d-ới mũi cọc =1 Ri - C-ờng độ chịu tải đất d-ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc 30 m) đất d-ới chân cọc sét dỴo cøng B = 0,4 Ri = 370 T/m2 - Hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc phụ thuộc vào ph-ơng pháp tạo lỗ = 0,7( tra b¶ng ) Pdnc = 0,7*[1*370*0,785 + 3,14*0,7(5.5*3.45+3.8*6.2+35.4*4.57)]= = 517.7 T VËy P = Min (P®, Pvl) = 517.7 (T) Xác định số l-ợng cọc khoan nhồi cho trụ T2 Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn c-ờng độ I là: RĐáy đài = 3266.3 T Các cọc đ-ợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3d (d : Đ-ờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : Vậy số l-ợng cọc sơ lµ : nc = SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 3266.3 R = 1.5x =9.5 (cäc) P 517.7 66 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Với Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang m«men =1.5 300.0 800.0 300.0 100.0 Dïng 12 cäc khoan nhồi m bố trí hình vẽ 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 Hình 4.23 Mặt móng trụT1 5.Lập tổng mức đầu tTổng mức đầu t phơng án III Khối Đơn giá Thành tiền lợng 1000 đ 1000 đ Tổng mức đầu t pa III A+B+C 47,075,205.24 Giá trị dự toán xây lắp I+II+III 41,097,401.40 TT Hạng mục công trình A Đơn vị Kết cấu phần I T 966.37 25,000 24,159,250.00 m3 170.95 2,000 341,900.00 Bêtông át phan mặt cầu m3 327 2,200 719,400.00 Gối cầu thép Cái 12 5,000 60,000.00 Khe co gi·n m 53.6 2,000 107,200.00 Líp phßng níc m2 2,952 120 354,240.00 HƯ thèng chiÕu s¸ng Cét 14 14,000 196,000.00 èng tho¸t níc C¸i 20 150 3,000.00 Ba nhịp giàn thép Bêtông lan can,gờ chắn TổngI 25,940,990.00 Kết cấu phần dới II Bê tông mố m3 679.99 2000 491,024.00 Cèt thÐp mè T 54.399 15,000 392,800.00 SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 67 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Bê t«ng trơ m3 662.84 2,000 586,220.00 Cèt thÐp trơ T 62.12 15,000 423,440.00 Cäc khoan nhåi D100 m 1120 8,500 9,520,000.00 Công trình phụ trợ % 20 34,000 6,800.00 TổngII 11,420,284.00 I+II 37,361,274.00 III Xây lắp khác(%) % 10% 3,736,127.40 A=I+II+III B, 41,097,401.40 Chi phÝ kh¸c(%) 10% Khảo sát thiết kế,QLDA % Đền bù , giải phóng mặt % Rà phá bom mìn 3,736,127.40 % Tæng B 3,736,127.40 A+B 44,833,528.80 C, Chi phÝ dự phòng(%) D Chỉ tiêu toàn m2 cầu SVTH : NguyÔn Quang H-ng MSV:091351 I+II % A+B 2,241,676.44 15683.89313 68 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Ch-ơng V So sánh lựa chọn ph-ơng án 5.1 Ph-ơng án cầu liên tục +nhịp dẫn Ưu điểm + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố + V-ợt đ-ợc nhịp lớn + Không cần mặt thi công rộng đúc hẫng chỗ + Kết cấu đại, có øng dơng c¸c tiÕn bé khoa häc kü tht, phï hợp với công nghệ thi công nh- phù hợp với xu phát triển ngành cầu, đảm bảo giao thông thuỷ tốt, mặt cầu thông thoáng + Khắc phục đ-ợc nh-ợc điểm cầu thép Cầu BTCT bảo d-ỡng nhiều so với cầu thép + Mặt cầu thông thoáng + khe biến dạng, đ-ờng xe chạy đ-ờng cong trơn nên xe chạy êm thuận + Tận dụng vật liệu địa ph-ơng Nh-ợc điểm + Kết cấu hƯ siªu tÜnh nªn xt hiƯn øng xt phơ lún không đều,do nhiệt độ,từ biến + Thời gian thi công lâu + Dùng vật liệu bêtông nên trọng l-ợng thân lớn + Thi công phức tạp + Phải nhập ngoại số cấu kiện đặc chủng: Cáp ƯST, gối cầu + Tốn t-ơng đối phức tạp chuẩn bị hệ đà giáo đúc đoạn sát trụ 5.2 Ph-ơng án cầu liên tục nhịp Ưu điểm + Tiết diện dầm hộp nên độ cứng chống xoắn lớn, bị ảnh h-ởng xung kích hoạt tải, tiếng ồn nhỏ, dao động + Có trụ sông, ảnh h-ởng đến chế độ thuỷ văn dòng sông thông thuyền sông SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 69 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố + Không cần mặt thi công rộng đúc hẫng chỗ + V-ợt đ-ợc nhịp lớn, có ứng dụng c¸c tiÕn bé khoa häc kü thuËt + KÕt cÊu đại, phù hợp với công nghệ thi công nay, phù hợp với xu phát triển ngành cầu, đảm bảo giao thông đ-ờng thuỷ tốt + Khắc phục đ-ợc nh-ợc điểm cầu thép Cầu BTCT bảo d-ỡng nhiều so với cầu thép + khe biến dạng, đ-ờng xe chạy đ-ờng cong trơn nên xe chạy êm thuận + Tận dụng vật liệu địa ph-ơng Nh-ợc điểm + Kết cấu hệ siêu tĩnh nên xuất ứng xuất phụ lún không đều, nhiệt độ, từ biến + Dùng vật liệu bêtông nên trọng l-ợng thân lớn + Thi công phức tạp + Phải nhập ngoại số cấu kiện đặc chủng: Cáp ƯST, gối cầu + Tốn t-ơng đối phức tạp chuẩn bị hệ đà giáo đúc đoạn dầm đầu mố sát 5.3 Ph-ơng án cầu giàn thép giản đơn Ưu điểm + Kết cấu chế tạo gần nh- hoàn toàn công x-ởng nên thời gian thi công rút ngắn, chất l-ợng cấu kiện đ-ợc đảm bảo + Vật liệu sử dụng : Thép loại vật liệu có ứng suất chịu lực cao nên v-ợt đ-ợc độ lớn trọng l-ợng kết cấu nhẹ => Giảm khối l-ợng vật liệu cho mố, trụ nh- toàn cầu + Công nghệ thi công lao kéo dọc công nghệ quen thuộc với công nhân Việt Nam nên việc thi công có nhiều thuận lợi + Việc tháo lắp cấu kiện thép t-ơng đối dễ dàng công tác thay sửa chữa sau có thuận lợi + Thi công không đòi hỏi nhiều thiết bị thi công phức tạp + Do vật liệu thép nhẹ đồng nhất, khả làm việc chịu nén chịu kéo nh- nhau, khả v-ợt đ-ợc nhịp lớn SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 70 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ +Có thể định hình hoá cấu kiện sản xuất hàng loạt nhà máy Nh-ợc điểm - Vì thép dễ bị môi tr-ờng xâm thực, dễ bị rỉ ăn mòn nên đòi hỏi công tác tu, bảo d-ỡng th-ờng xuyên, khó khăn tốn trình khai thác - Nhiều khe biến dạng gây lực xung kích lớn,xe chạy không êm thuận - Tốn vật liệu giá thành cao cầu BTCT - Thép phải nhập ngoại n-ớc ch-a đáp ứng đ-ợc yêu cầu - Kém khai thác, gây ồn - Kết cấu siêu tĩnh chịu ảnh h-ởng tác dụng nhiệt, lún không mố trụ 5.4 Lựa chọn ph-ơng án kiến nghị Qua so sánh, phân tích -u, nh-ợc điểm, tiêu kinh tế kỹ thuật ph-ơng án Xét lực, trình độ công nghệ, khả vật t- thiết bị đơn vị xây lắp n-ớc, nhằm nâng cao trình độ, tiếp cận với công nghệ thiết kế thi công tiên tiến, đáp ứng t-ơng lai phát triển khu kinh tế.Cảnh quan kiến trúc xung quanh.Nhận they ph-ơng án hợp lý.Cầu thi công theo công nghệ đúc hẫng cân công nghệ phổ biến nay.Do ®ã cã thĨ tËn dơng tèt kinh nghiƯm cđa c¸c nhà thầu n-ớc Kiến nghị: Xây dựng cầu Trà Lý theo ph-ơng án Cầu liên tục nhịp liên tục+nhịp dẫn : 33+55+85+55+33 m có tíêt diện với chiều cao thay đổi.Tổng chiều dài toàn cầu 259.8 m Vị trí xây dựng Lý trình: Km 0+00 đến Km 0+270 Quy mô tiêu chuẩn Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 60m, H = 9m Khổ cầu: B= 8.0 + 2x1.0 m Tải trọng: xe HL93 ng-ời 300 kg/cm2 Tần suất lũ thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-272.05 Bộ GTVT SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 71 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ MụC LụC SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 72 Líp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật -số xe : y xp3 nL 35x103 x11900x16200x(324002 119002 162002 ) x30358x4.335926x1011 x32400 Bx 11500 x500 lµn 3500 3500 1.70mm -hƯ sè xung kÝch (1+IM)=1.25 +§é dầm chủ MC L/2 : y p2 y p3 )nL x1.25 , víi n=sè dÇm =5 n ( y p1 y (6.9 7.8 1.7) x3 x1.25 12.3mm y +KiÓm tra : y xl 800 32400 800 12.3 40.5mm đạt 2.Tính độ võng tĩnh tải lực căng tr-ớc độ vồng (MC L/2): 2.1.Độ võng lực căng ctdul: 5w.l 384Ec I g DUL Trong ®ã: w pe ,e l2 p (0.8 f pu w eg f PT ) APS (0.8x1860 366.464) x5527.2 x6198953.77 x856.7 324002 DUL 3.636586x1011 mm 856.7mm, I g 6198953.77N 40.47 5x40.47x324004 384x30358x3.636586x1011 52.59mm 2.2.Độ võng trọng l-ợng thân dầm(giai đoạn 1):do g1 22.22N / mm g1 l 384 E.I g g1 x 22.22x324004 384x30358x3.636586x1011 2.3.§é tÜnh t¶i : g g2 g l 384 E.I c 28.87mm 6.296 2.56 8.856N / mm x8.856x324004 384x30358x4.335926x1011 9.65mm *§é võng lực căng +tĩnh tải :gọi độ võng tÝnh yT yT 52.59 28.87 9.65 14.07mm VËy dầm có độ vồng khai thác :14.07mm SVTH : Ngun Quang H-ng MSV:091351 134 Líp : XD 903