(Khoá luận tốt nghiệp) dự án đầu tư xây dung tuyến đường

Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Lời nói đầu Sau năm đ-ợc học tập nghiên cứu tr-ờng ĐHDL Hải Phòng, em đà hoàn thành ch-ơng trình học sinh viên ngành Xây Dựng Cầu Đ-ờng em đ-ợc giao nhiệm vụ tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp với đề tài thiết kế cầu qua sông Nhiệm vụ em thiết kế công trình cầu qua sông H-ơng nối liền trung tâm kinh tế có khu công nghiệp trọng điểm TP.Huế Nơi tập chung khu công nghiệp thu hút đ-ợc ý doanh nhân Sau gần tháng làm đồ án em đà nhận đ-ợc giúp đỡ nhiệt từ phía thầy cô bạn bè, đặc biệt bảo thầy TH.S Phạm Văn Thái, TH.S Phạm Văn Toàn, đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đà cố gắng tìm tòi tài liệu, sách, Nh-ng thêi gian cã h¹n, ph¹m vi kiÕn thøc phơc vơ làm đồ án cầu rộng, khó tránh khỏi nhữnh thiếu sót Em mong nhận đ-ợc đóng góp ý kiến từ phía thầy cô bạn bè, để đồ án em đ-ợc hoàn chỉnh Nhân nhịp em xin chân thành cám ơn thầy, cô bạn đà nhiệt tình, bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em mong tiếp tục nhận đ-ợc giúp đỡ để sau em hoàn thành tốt công việc kỹ scầu đ-ờng Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, Ngày 28 Tháng 12 Năm 2011 Sinh Viên: Vũ Xuân Hùng GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Phần I Thiết kế sơ GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Ch-ơng I:giới thiệu chung I Nghiên cứu khả thi : I.1 Giới thiệu chung: - Cầu A cầu bắc qua sông H-ơng nối liền hai huyện C D thuộc TP.Huế nằm tỉnh lộ E Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế TP.Huế Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà A nằm tỉnh lộ E 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 A v-ợt qua sông H-ơng Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD UBND ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND TP.Huế việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông TP.Huế giai đoạn 1999 - 2011 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND TP.Huế cho phép Sở GTVT lập Dự án đầu t- cầu A nghiên cứu đầu t- xây dựng cầu A Căn văn số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng năm 2005 UBND TP.Huế việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu A phía Tây sông H-ơng Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2001 Cục đ-ờng sông Việt Nam Phạm vi dự án: - Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 hai huyện C-D nói riêng TP.Huế nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông : I.2.1 Hiện trạng kinh tế xà hội TP.Huế: I.2.1.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Nông nghiệp tỉnh đà tăng với tốc độ 6% thời kỳ 1999-2000 Sản xuất nông nghiệp phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm 70% giá trị sản l-ợng nông nghiệp, lại chăn nuôi chiếm khoảng 30% Tỉnh có diện tích đất lâm ngiệp lớn thuận lợi cho trông chăn nuôi gia súc, gia cầm Với đ-ờng bờ biển kéo dài, nghề nuôi trồng đánh bắt thuỷ hải sản mạnh đ-ợc tỉnh khai thác I.2.1.2 Về H-ơng mại, du lịch công nghiệp -Trong năm qua, hoạt động H-ơng mại du lịch bát đầu chuyển biến tích cực TP.Huế có tiềm du lịch lớn với nhiều di tích, danh lam thắng cảnh Nếu đ-ợc đầu t- khai thác mức trở thành nguồn lợi lớn Công nghiệp tỉnh ch-a phát triển cao Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý không đủ sức cạnh tranh Những năm gần tỉnh đà đầu t- xây dựng số nhà máy lớn vật liệu xây dựng, mía, đ-ờng làm đầu tàu thúc đẩy ngành công nghiệp khác phát triển GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở I.2.2 Định h-ớng phát triển ngành kinh tế chủ yếu I.2.2.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Về nông nghiệp: Đảm bảo tốc độ tăng tr-ởng ổn định, đặc biệt sản xuất l-ơng thực đủ để đáp ứng nhu cầu xà hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất Tốc độ tăng tr-ởng nông nghiệp giai đoạn 2006-2011 8% giai đoạn 2011-2020 10% Về lâm nghiệp: Đẩy mạnh công tác trồng gây rừng nhằm khôi phục bảo vệ môi tr-ờng sinh thái, cung cấp gỗ, củi -Về ng- nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt loại đặc sản khai thác biển xa I.2.2.2 Về H-ơng mại, du lịch công nghiệp Tập trung phát triển số ngành công nghiệp chủ yếu: -Công nghiệp chế biến l-ơng thực thực phẩm, mía đ-ờng -Công nghiệp khí: sửa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp, xây dựng, sửa chữa đóng tàu thuyền -Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản cuất xi măng, sản phẩm bê tông đúc sẵn, gạch bông, lợp, khai thác cát sỏi Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo gái trị kim ngạch vùng triệu USD năm 2011 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng 7% giai đoạn 2006-2011 8% giai đoạn 2012-2020 I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: I.2.3.1 Đ-ờng bộ: -Năm 2000 đ-ờng có tổng chiều dài 1000km, có gồm đ-ờng nhựa chiếm 45%, đ-ờng đá đỏ chiếm 35%, lại đ-ờng đất 20% Các huyện tỉnh đà có đ-ờng ôtô tới trung tâm Mạng l-ới đ-ờng phân bố t-ơng đối Hệ thống đ-ờng vành đai biên giới, đ-ờng x-ơng cá đ-ờng vành đai tỉnh thiếu, ch-a liên hoàn I.2.3.2 Đ-ờng thuỷ: -Mạng l-ới đ-ờng thuỷ TP.Huế khoảng 200 km (ph-ơng tiện trở lên đ-ợc) Hệ thống đ-ờng sông th-ờng ngắn dốc nên khả vận chuyển khó khăn I.2.3.3 Đ-ờng sắt: - Hiện TP.Huế có hệ thống vấn tỉa đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.2.3.4 Đ-ờng không: - Có sân bay V nh-ng sân bay nhỏ, thực số chuyến bay nội địa I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ E nối từ huyện C qua sông H-ơng đến huyện D Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng tỉnh Tuy nhiên tuyến lại qua trung tâm thị xà C điều không hợp lý Do quy hoạch nắn đoạn qua thị xà C theo vành đai thị xà I.2.5 Các quy hoạch khác có liên quan: -Trong định h-ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng thị xà C tất yếu Mở rộng khu đô thị h-ớng vùng ngoại vi GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Dự báo nhu cầu giao thông vận tải Viện chiến l-ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr-ởng xe nh- sau: Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10% 2010-2015: 9% 2015-2020: 7% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm Theo dự báo thấp: Ô tô: 2005-2010: 8% 2010-2015: 7% 2015-2020: 5% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm I.3 đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu: I.3.1 Vị trí địa lý - Cầu A v-ợt qua sông H-ơng nằm tuyến E qua hai huyện C D thuộc TP.Huế Dự án đ-ợc xây dựng sở nhu cầu thực tế cầu nối giao thông tỉnh với tỉnh lân cận nút giao thông trọng yếu việc phát triển kinh tế vùng Địa hình TP.Huế hình thành vùng đặc thù: vùng đồng ven biển vùng núi phía Tây Địa hình khu vực tuyến tránh qua thuộc vùng đồng bằng, khu vực đ-ờng bao thị xà C Tuyến cắt qua khu dân c- Lòng sông vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, t-ợng xói lở lòng sông Tha Thiờn-Hu giỏp tnh Qung Tr v phía bắc, biển Đơng phía đơng, thành phố Đà Nẵng phía đơng nam, tỉnh Quảng Nam phía nam, dãy Trường Sơn Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào phía tây Thừa Thiên-Huế cách Hà Nội 654 km, Nha Trang 627 km Thành phố Hồ Chí Minh 1.071 km Thành phố Huế nằm toạ độ địa lý 16-16,80 vĩ Bắc 107,8-108,20 kinh Đông phía Bắc phía Tây giáp huyện Hương Trà, phía Nam giáp thị xã Hương Thuỷ, phía Đơng giáp thị xã Hương Thuỷ huyện Phú Vang Tọa lạc hai bên bờ dịng sơng Hương, phía Bắc đèo Hải Vân, cách Đà Nẵng 112km, cách biển Thuận An 12 km, cách sân bay quốc tế Phú Bài 15 km cách Cảng nước sâu Chân Mây 50 km Diện tích tự nhiên 83,3 km2, dân số trung bình năm 2003 ước 350.400 người, chiếm 1,5% diện tích 1,5% dân số so với nước Mật độ dân số gần 4200 người/km2 [2] Nằm tựa lưng vào dãy núi Trường Sơn, khu vực thành phố Huế đồng thuộc vùng hạ lưu sông Hương sơng Bồ, có độ cao trung bình khoảng - m so với mực nước biển thường bị ngập lụt đầu nguồn sông Hương (trên Dãy trường Sơn) xảy mưa vừa lớn Khu vực đồng tương đối phẳng, có xen kẽ số đồi, núi thấp núi Ngự Bình, Vọng Cảnh I.3.2 §iỊu kiƯn khÝ hËu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh hoá nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 270 - Nhiệt độ thấp nhÊt : 120 - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm mïa râ rƯt, mïa m-a tõ tháng 10 đến tháng 12 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 I.3.2.2 Thuỷ văn Mực n-ớc cao MNCN = +12.00 m  Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = +6.80 m  Mùc n-íc th«ng thun MNTT = +8.00 m  KhÈu độ thoát n-ớc L = 180m I.3.3 Điều kiện ®Þa chÊt Theo sè liƯu thiÕt kÕ cã hè khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Hố khoan I II Lý trình 75 Địa chất (1) Sét dẻo nhÃo 0 (2) Cát sỏi cuội 5m 3m (3) Sét dẻo lẫn cát đá dăm 2m 1.8m (4) Đá vôi - III 150 IV 210 1.5m 3.5m - 4m 2m - Ch-ơng II:thiết kế cầu tuyến II.đề xuất ph-ơng án cầu: II.1.Các thông số kỹ thuật bản: Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-êng  Khỉ th«ng thun øng víi s«ng cÊp V là: B = 25m; H =3,5m Khổ cầu: B= 10 + 2x1.5 + 2x0.25 + 2x0.5m =14.5m  TÇn st lị thiÕt kÕ: P=1%  Quy ph¹m thiÕt kÕ: 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 II.2 Vị trí xây dựng: Vị trí xây dựng cầu A lựa chọn đoạn sông thẳng độ hẹp Chiều rộng thoát n-ớc 180 m II.3 Ph-ơng án kết cấu: Việc lựa chọn ph-ơng án kết cấu phải dựa nguyên tắc sau: GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Công trình thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thoát, phù hợp với quy mô tuyến vận tải điều kiện địa hình, địa chất khu vực Đảm bảo an toàn cho khai thác đ-ờng thuỷ sông với quy mô sông thông thuyền cấp V Dạng kết cấu phải có tính khả thi, phù hợp với trình độ thi công n-ớc Giá thành xây dựng hợp lý Căn vào nguyên tắc có ph-ơng án kết cấu sau đ-ợc lựa chọn để nghiên cứu so sánh A Ph-ơng án 1: Cầu dầm BTCT DƯL nhịp đơn giản nhịp 31 m, thi công theo ph-ơng pháp bắc cầu tổ hơp lao cầu Sơ đồ nhịp: 31+31+31+31+31+31 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 186.35 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trụ: Dùng trụ thân đặc mút thừa BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m B Ph-ơng án 2: Cầu dầm thép liên hợp BTCT nhịp 31m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 31+31+31+31+31+31 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 186.6 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trơ: Dïng trơ th©n đặc mút thừa,móng cọc khoan nhồi D=1m C Ph-ơng án 3: Cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục nhịp + nhịp dẫn, thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 25+35+60+35+25 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 180.2m Kết cấu phần d-íi: + Mè: Mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D= 1m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi D= 1m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ ®å (m) I 25*3.5 8.0+2*1 31+31+31+31+31+ 31 186.35 II 25*3.5 8.0+2*1 31+31+31+31+31+ 31 186.6 III 25*3.5 8.0+2*1 25+35+60+35+25 180.2 L(m) Kết cấu nhịp Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL Cầu dầm thép BT liên hợp Cầu dầm liên tục+nhịp dẫn GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Ch-ơng Iii Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án lập tổng mức đầu tPh-ơng án 1: Cầu dầm đơn giản I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiÕt kÕ cho lµn xe vµ lµn ng-êi ®i K = 10 + 2x1.5 =13 m - Tæng bề rộng cầu kể lan can gờ chắn b¸nh : B =10 + 2x1.5 + 2x0.5 + 2x0.25 = 14.5 m - Sơ đồ nhịp: 31+31+31+31+31+31=186.35 m (Hình vẽ : Trắc dọc cầu ) - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp lắp ghép TRắC DọC CầU Tỷ LÖ 1:500 0.05 0.05 31 0.05 31 186.35 0.05 31 0.05 31 31 i = 1.5 % 0.05 0.05 31 i = 1.5% Ltt =25m H tt =3,5m +7.0 +7.4 +5.0 +5.4 +4.2 +1.0 +0.7 -0.8 15 15 15 20 20 20 10 T5 20 15 15 11.8 11.0 9.0 6.5 10 m2 7.5 T4 15 cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m 4.9 T3 cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m 4.5 4.0 4.5 7.5 5.0 11.0 10 cù ly lỴ(M) 10.5 12.0 CAO §é(M) T2 T1 M1 cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m 3.8 cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m 4.0 cäc khoan nhåi D=1m ; L=25m 10 lý trình(M) hố khoan i ii iii iv GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Kết cấu phần d-ới: a.Kích th-ớc dầm chủ:Chiều cao dầm chủ h = (1/15 1/20)l = (2,0 1,5) (m), chän h = 1,65(m) S-ên dÇm b = 20(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chñ d = (m), chän d = (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình 20 290 10 25 165 15 25 20 20 60 H×nh TiÕt diƯn dÇm chđ b.KÝch th-íc dÇm ngang : ChiỊu cao hn = 2/3h = 1,1 (m) -Trên nhịp 31 m bố trí dầm ngang cách 7.6 m Khoảng cách dầm ngang: 2,5 4m(8m) - Chiều rộng s-ên bn = 12 16cm (20cm), chän bn = 20(cm) 15 20 100 10 150 180 H×nh KÝch th-íc dầm ngang c.Kích th-ớc mặt cắt ngang cầu: -Xác định kích th-ớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hƯ chiỊu cao dÇm, chiỊu cao dÇm ngang, chiỊu dày mặt cắt ngang kết cấu nhịp, chiều dày đổ chỗ nh- hình vẽ GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở MặT CắT NGANG CầU 1450 1000 50 150 165 110 35 1/2 mặt cắt gối 25 i = 2% 150 50 i = 2% 25 20 86.5 1/2 mặt cắt nhịp 50 145 290 290 290 290 145 - Vật liệu dùng cho kết cấu + Bê tông M300 + Cốt thép c-ờng độ cao dùng loại S-31, S-32 cđa h·ng VSL-Thơy SÜ thÐp cÊu t¹o dïng lo¹i CT3 CT5 Kết cấu phần d-ới: + Trụ cầu: - Dùng loại trụ thân đặc BTCT th-ờng đổ chỗ - Bê tông M300 Ph-ơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính 100cm + Mố cầu: - Dùng mố chữ U bê tông cốt thép - Bê tông mác 300; Cốt thép th-ờng loại CT3 CT5 - Ph-ơng án móng: : Dùng móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính 100cm A Chọn kích th-ớc sơ mố cầu Mố cầu M1,M2 chọn mố trữ U, móng cọc với kích th-ớc sơ nh- hình B Chọn kích th-ớc sơ trụ cầu: Trụ cầu chọn trụ thân đặc BTCT th-ờng đổ chỗ,kích th-ớc sơ hình GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 164 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Sơ đồ tính độ chôn sâu cọc v¸n: 0.5m hn=4.85m mntc= +6.80m 0.5m P1 d P6 1.5 P3 +0.70m t P4 P7 c®tn= +4.70m h=3m P1 P5 Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chủ động: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-350/2) = 0.27 Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 350/2) = 1.92 Bị động: - Trọng l-ợng đơn vị , , đất d-ới mực n-íc sÏ tÝnh to¸n nh- sau: n = 2-1.0 =1 (T/m2) - ¸p lùc n-íc: P1 = 0,5* n*H 2n =0,5*4.85 = 11.76 (T) P2 = n* Hn*t =4.85 *t (T) - áp lực đát chủ động: P3 = Ka*n1.* 0,5*H2 , P4 = (d+0.5)(t – d) ' b P5 = 0.5( t – d )2 ' = 0.27*1, 2* 0,5*2.752 *1 =1.225 (T) Ka n1 =( + 0.5)( t – 1)x 0.27x 1.2 = 0.486( t-1) ( T ) Ka n1 = 0.5 ( t – 1)x 0.27 x 1.2 = 0.162(t – 1) (T) - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 5.45 x t x x 1.92 x 0.8 = 8.371 t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1x1.92x0.8 = 0.768 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : P1 Hn H 2t d t d t t 2t + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 3 2 3 (1) thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 165 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế së 26.977+1.458+0.364*t2- 0.364+0.108t2- 0.054t - 0.054=3.237t3 +4.185t2- 6.442 3.237t3 + 3.713t2 + 0.054 - 34.458 = 0.43t3 + 2.742t2 + 0.141t 6.442 = Giải ph-ơng trình bậc ta cã: t = 1.87 m §Ĩ an toµn chän : t = m ChiỊu dµi cäc v¸n chän: LCäC V¸N = 5.45 + + 0.5 = 7.95m Chän L =8 m Chän cäc v¸n thoả mÃn yêu cầu c-ờng độ: Sơ đồ tính toán cọc ván coi nh- dầm giản đơn với gối điểm điểm neo chống: 0.5m +0.7m t=2m qn d qd 1.5 0.5m c®tn= +4.7m h=3m hn=4.85m mntc= +6.8m * TÝnh to¸n ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x5.45= 5.45(t/m) áp lực đất bị động : Pb = H1 tg2 (450 - /2) ®n => Pd = 1,5x5.45xtg2(450 17.50) =4.25(t/m) a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: Tìm Mmax : Pn Pd B A RA RB 5.45m Theo sơ đồ : MB 5.45 R A Pn * 5.45 * 5.45 * Pd * 5.45 * 5.45 * GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 166 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng RA MA ( Pd 5.45 Phần 1: Thiết kế sở (4.25 5.45) 5.45 5.45 * 5.45 2 * 5.45 4.25 5.45 5.45 * * 5.45 5.45 2 * 5.45 5.45 RB RB Pn ) ®å ¸n tèt nghiÖp ( Pn Pd ) * 17.6(T ) 8.81(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 5.45m Ta có: MX R B ( H Víi : q x (1) q.( H x) ,q H1 RB ( H (q q x ) x 2 x ) R A x pn x ) R A x q pd q x (h x) 2.( H x) (1) 5.45 4.25 q ( H H1 x) x2 H1 9.7(T / m) q.( H x) ( H x) H1 (2) Thay số vào (2 )ta có ph-ơng trình bậc 3: M X =0.59x3+ 2.87x2 -8.49x + 35.24(1) d MX dx 1.77 x 5.74 x 8.49 Gi¶i ph-ơng trình ta có: x1= 1.1 ; x2= - 4.3 Chọn x = làm trị số để tính, ta cã: MMax= 30.05Tm KiÓm tra: M max W yc C«ng thøc : Ru = 2000 kG/cm2 + Víi cọc ván thép laxsen IV dài L = m, cã W = 2200 cm3 Do ®ã 30.10 2200 1363 6(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.4.1.11 5.5 TÝnh to¸n nĐp ngang : NĐp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố đều: + Các gối chống với khoảng cách chống lµ: l = - 3m : Theo chiỊu ngang l1 = m : Theo chiỊu däc + T¶i trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tÝnh cho 1m bÒ réng RB = 8.8 T Sơ đồ tính : GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 167 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 2000 2000 3000 2000 q=R=8.8T 3000 3000 2000 2000 3000 3000 2000 3000 2000 2000 Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax q.l = 10 88 x32 10 7.92 (Tm) Chän tiÕt diÖn nĐp theo c«ng thøc : M max W yc max Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 7.92 x10 = = 396 cm3 Ru 2000 W yc Chän nẹp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 396 cm3 I.4.1.12 5.6 TÝnh to¸n chèng: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bè tam gi¸c: q pn pd 5.45 4.25 9.7 (T) + Phản lực A lấy mô men ®iÓm B: MA R B L2 q H H (L2 = H =5.45m) RB qH H L2 q.h 2*3 9.7 * 5.45 2*3 8.8(T ) RB= B = 8.8 (T) + DuyÖt chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nén) GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 168 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng I Fng Ta có: i 7080 46,6 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 12,34 Chọn nẹp đứng cã: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 48 62 0,8 100 A Fng Víi : 0,8 48 62 100 8.8 *10 0.81 * 46.5 233 (kG / cm ) nen 0,81 233 (kG / cm ) 1700 (kG / cm ) Thanh chống đạt yêu cầu 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 máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng 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 IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: mặt cắt trụ t4 90 230 90 230 90 180 115 90 200 II 50 I II 200 I Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 70 460 70 800 300 300 50 GVHD:Th.s phạm văn toàn 100 20 20 180 180 750 750 225 140 500 300 50 trang: 169 50 90 230 150 230 7575 115 mặt bên trụ t4 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Yêu cầu thi c«ng: - Theo thiÕt kÕ kü tht trơ 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 - 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 toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 170 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở - Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng Tính ván khuôn trụ: I.4.2 3.1 Tính ván khuôn đài trụ - §µi cã kÝch th-íc : a b h = x x (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 Q= 40m3/h q1 Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z 4Q F 40 40 4( m ) 0.75(m) 325 h Giả sử dùng ống vòi voi để đổ lực xung kích 0,4T/m2 400cm 75 Diện tích đài: x = 40 m2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Do áp lực ngang bê tông t-ơi: q2 q1 = 400 (Kg/m ) = 0.4 (T/m ) ,n = 1.3 + Lùc xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nên q2 2.4 0.75 10 1800 Kg / m 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 2.45 400 qtc= qtt =1.3 1671 25(kg / m ) 1671.25=2172.62 (kg/m2 ) Chọn ván khuôn trụ nh- sau: GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 171 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 20 20 14 NĐp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.4.3 3.2 Tính ván đứng: TÝnh to¸n víi 1m bỊ réng cđa v¸n q 1m 80 80 M«men n lín nhÊt: Mmax= ql 10 2172 ,62 0.8 10 139 kgm KiÓm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n : M max W Víi W => b = Ru 0.04 =0,000267 (m3) 139 10 = 52.06 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= 5ql 384 EJ l 250 GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 172 0.04m Sơ đồ tính toán: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Trong : - E - l - J : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn J b 12 0.04 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) => f = 80 x16.71 80 =0.185cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng I.4.4 3.3 Tính nẹp ngang: - Nẹp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng - Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang - Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang qnẹp ngang = qtt l1 = 2172.62 x 0.8 = 1738.1 (Kg/m) Sơ đồ tính: + M«men lín nhÊt nĐp ngang: ql 10 M max 1738 1.5 10 + Chän nÑp ngang kÝch th-íc (12 h W 12 14 391 07 kgm 14cm) 392 cm3 + KiÓm tra øng suÊt: M W 39107 392 99 76 kg / cm 130 kg / cm + DuyÖt ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 qvong 12 14 12 q tc l1 2744 cm 1671 0.8 1336 8kG / m GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 173 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng q.l 23 48 E.J f 13.368 150 48 x10 2744 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế së 0,0038 cm 150 250 0,6cm KÕt luËn : nÑp ngang đủ khả chịu lực I.4.5 3.4 Tính nẹp đứng: - Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nẹp ngang truyÒn xuèng Ptt= q l2 1738.1 1.5 2607.15 (kg) + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + M«men: P.l M max 2607 15 1.6 695 24 Kgm + Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm: h W 16 16 6 682 7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 69524 682 101kg / cm 130 kg / cm + Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 q vong f 16 16 12 q tc xl2 q.l 48.E.J 5461cm 1336 x1.5 2005 2kG / m 20.05 160 48 x10 5461 0,00348 cm 160 400 0,4cm KÕt luËn : nẹp đứng đủ khả chịu lực I.4.6 3.5 Tính căng: - Lực dây căng : R = ( p + q )l2 x l1 = (200+1800)x0.8x1.5 = 2400Kg - Khoảng cách thang căng: c = 1.5m - Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 174 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng S R F 2400 1900 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kÕ c¬ së 1.263 cm 14 cã F = 1.54 cm2 Dùng căng I.4.7 3.6 Tính toán gỗ vành l-ợc: - áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) - áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.2T/m2 - Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 pd ) 1.3 0.5 - Lực xé đầu tròn : qvtt T D 1300 1950 (Kg) - TÝnh toán vành l-ợc chịu lực kéo T: + Kiểm tra theo công thức: T F Rk 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 => F= b T Rk 1950 100 19 50 cm Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 4x12=48cm2 I.5 GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 175 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở I.6 CHƯƠNG : THI CÔNG KếT CấU NHịP I.7 I Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp :(7*31)m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 31m , mặt cắt ngang cÇu gåm dÇm T chiỊu cao dÇm H = 1.65m, khoảng cách dầm S = 2.3m I.8 II Tính toán sơ giá lao nút thừa: Các tổ hợp tải trọng đ-ợc tính toán xem xét tới cho giá lao nút thừa đảm bảo ổn định, không bị lật trình di chuyển thi công lao lắp, đồng thời đảm bảo khả chiu lực - Tr-ờng hợp 1: Tổ hợp tải trọng bao gồm trọng l-ợng thân giá lao nút thừa.Trong trình di chuyển giá nút thừa bị hẫng vị trí bất lợi Phải kiểm tra tính toán ổn định tr-ờng hợp - Tr-ờng hợp 2: Tổ hợp tải trọng tác dụng bao gồm trọng l-ợng thân gía lao nút thừa trọng l-ợng phiến dầm Trong trình lao lắp cần tính toán ổn định biên dàn Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nút thừa : L1 = 2/3 Ldầm = 20.0 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x30 = 33m chän L2 = 33 m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa L2=33m L1=20m đối trọng 2m X e lao dÇm ? 2m ? h1=4m 0.3 A h2=6m B C - Trọng l-ợng giá lao nút thừa m dài = 1.25T/m - Trọng l-ợng thân trụ tính từ trái sang phảI : G1 = 0.5 T ; G2 = 0.6 T - Träng l-ỵng thân trụ phụ đầu nút thừa : G3 = 0.5 T tổ hợp giá lao cầu di chuyển từ nhịp sang nhịp khác trụ phụ giá lao cầu chuẩn bị hạ xuống mũ trụ Khi dầm tự hẫng Sơ đồ xác định đối trọng P nh- sau: GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 176 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng P+G1=P+0,5(T) Phần 1: Thiết kế sở G2=0,6(T) q=1,25(T/m) A đồ án tốt nghiƯp G3=0,5(T) C B L2 =33m L1=20m KiĨm tra điều kiện ổn định giá lao nút thừa quay quanh ®iĨm B: Ta cã M1 ≤ 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x33 + 1.25x332/2 = 697(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x20 + 1.25x 202/2 =20P+260(T.m) Thay c¸c kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 697 ≤ 0.8 x (20P + 260) P 30.56 T chän P = 31 T - Xét mômen lớn gèi B : MB = 697 (T.m) - Lùc däc tác dụng biên : Nmax = B M max h 697 = 348.5 T (h=2 chiÒu cao dàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biªn: N *F R0 1900(kg / cm ) Trong : N lực dọc biên N = 348.5 T : hƯ sè n däc phơ thuộc vào độ mảnh với = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gÐp tõ thÐp gãc (250x160x18) (M201) DiÖn tÝch : F = x 71.1= 284.4 cm2 B¸n kÝnh qu¸n tÝnh rx = 7.99, ry = 4.56 chän rmin = ry = 4.56 cm max l0 rmin 200 = 43.86 : Tra bảng có 4.56 = 0.868 GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 177 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Ngành xây dựng cầu đ-ờng Thay vào công thức : Vậy max max = đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế së N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868 * 284 ,4 R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.9 III Trình tự thi công kết cấu nhịp: - Lắp dựng tổ hợp giá lao nút thừa, lắp dựng hệ thống đ-ờng ray tổ hợp giá lao nút thừa xe goòng vận chuyển - Di chuyển tổ hợp giá lao nút thừa đến vị trí trụ T1 - Đánh dấu tim dầm, sau vận chuyển dầm BTCT xe goòng vị trí sau mố để thực lao lắp dầm nhịp - Vận chuyển dầm đến tổ hợp giá lao nút thừa dùng balăng , kích nâng dầm kéo phía tr-ớc ( vận chuyển dầm theo ph-ơng dọc cầu) - Khi dầm đến vị trí cần lắp đặt dùng hệ thống bánh xe balăng xích đặt lên dầm ngang tổ hợp giá lao nút thừa, di chuyển dầm theo ph-ơng ngang cầu đặt vào vị trí gối cầ - Trong trình đặt dầm xuống gối cầu phải th-ờng xuyên kiểm tra hệ thống tim tuyến dầm gối càu Công việc lao lắp dầm đ-ợc thực hiƯn thø tù tõ ngoµi vµo - Sau lắp xong toàn số dầm nhịp tiến hành liên kết tạm chúng với di chuyển giá lao để lao lắp nhịp Trình tự thi công lao lắp tiến hành nh- nhịp - Sau lao lắp xong toàn cầu tiến hành lắp đặt ván khuôn,côt thép đổ bêtông mối nối dầm ngang - Lắp đặt ván khuôn , cốt thép thi công gờ chắn xe , làm khe co giÃn lớp mặt đ-ờng lan can GVHD:Th.s phạm văn toàn Sinh viên: vũ xuân hùng_msv: 091356 trang: 178