(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế cầu đường (3)

đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Phần I Thiết kế sơ **************** GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -1- Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Ch-ơng I:giới thiệu chung I.Nghiên cứu khả thi I.1 Giới thiệu chung: *Cầu A cầu bắc qua sông Mà lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Thanh Hoá nằm tỉnh lộ X Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh hoá Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà A nằm tỉnh lộ X 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 B I.1.1 Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD - UB ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh E việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh E giai đoạn 1999 2010 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 cña UBND tØnh E cho phÐp Së GTVT lËp 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 tØnh E vỊ viƯc cho phÐp më réng ph¹m vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông B Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2001 Cục đ-ờng sông Việt Nam I.1.2 Phạm vi dự án: *Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 hai huyện C-D nói riêng tỉnh hoá 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 tỉnh hoá: 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 th-ơng mại, du lịch công nghiệp -Trong năm qua, hoạt động th-ơng mại du lịch bát đầu chuyển biến tích cực Tỉnh hoá có tiềm du lịch lớn với nhiều di tích, danh lam thắng cảnh Nếu đ-ợc đầu tkhai 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 thái SV : quách văn long_091367 -2- Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ 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 2006-2010 8% giai đoạn 2010-2020 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 th-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 2010 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng 7% giai đoạn 2006-2010 8% giai đoạn 2011-2020 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 tỉnhấthnh hoá 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 tỉnh hoá 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 s©n bay nhá, thùc hiƯn mét sè chun bay néi địa I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -TØnh lé X nèi tõ hun C qua s«ng B 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 Dự báo nhu cầu giao thông vận tải Viện chiến l-ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr-ởng xe nh- sau: GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -3- đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng 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 B nằm tuyến X qua hai huyện C D thuộc tỉnh hoá 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 tỉnhấthnh hoá 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 I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khÝ hËu: TØnh Thanh Ho¸ n»m khu vùc khÝ hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 290 - Nhiệt độ thấp : 120 - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia làm mùa rõ rệt, mùa m-a từ 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  Mùc n-íc cao nhÊt  Mùc n-íc thÊp nhÊt  Mùc n-íc th«ng thun MNCN = +4.7m MNTN = -1.2m MNTT = +0.52m Khẩu độ thoát n-ớc L-u l-ỵng  L-u tèc L = 240m Q = v = 1.52m3/s I.3.3 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có 4hố khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -4- đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Đặc điểm địa chất Lớp 1: Sét chảy dẻo Lớp 2: Sét dẻo mềm Lớp 3: Đá gia cè cøng ch¾c Hè khoan Hè khoan Hè khoan 14 - 12 - 10 10 - Hè khoan 15 12 - Ch-¬ng II:thiÕt 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-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 50m, H = 7m  Khỉ cÇu: B= + 2x1 +2x0.5m +2x0.25m=11.5m  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 Tải trọng: xe HL93 ng-ời 300 kg/cm2 II.2.Các ph-ơng án kiến nghị II.2.1.Lựa chọn ph-ơng án móng Căn vào đặc điểm lớp địa chất đ-ợc nghiên cứu, ta đề ph-ơng án móng nhsau: a.Ph-ơng án móng cọc chế tạo sẵn: Ưu điểm: - Cọc đ-ợc chế tạo sẵn nên thời gian chế tạo cọc đ-ợc rút ngắn, thời gian thi công công trình mà giảm xuống - Cọc đ-ợc thi công cạn, giảm độ phức tạp công tác thi công, giảm sức lao động mệt nhọc - Chất l-ợng chế tạo cọc đ-ợc đảm bảo tốt *Nh-ợc điểm: - Chiều dài cọc bị giới hạn khoản từ 5-10m, chiều sâu chôn cọc yêu cầu lớn phải ghép nối cọc với Tại vị trí mối nối chất l-ợng cọc không đảm bảo, dễ bị môi tr-ờng xâm nhập - Thời gian thi công mối nối lâu cần phải đảm bảo độ phức tạp cao - Vị trí cọc khó đảm bảo xác theo yêu cầu - Quá trình thi công gây chấn động ồn, ảnh h-ởng đến công trình xung quanh b.Ph-ơng án móng cọc khoan nhồi: Ưu điểm: - Rút bớt đ-ợc công đoạn đúc sẵn cọc, không cần phải xây dựng bÃi đúc, lắp dựng ván khuôn Đặc biệt không cần đóng hạ cọc, vận chuyển cọc từ kho, x-ởng đến công tr-ờng GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -5- đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng - Có khả thay đổi kích th-ớc hình học cọc để phù hợp với điều kiện thực trạng đất mà đ-ợc phát trình thi công - Đ-ợc sử dụng loại địa tầng khác nhau, dễ dàng v-ợt qua ch-ớng ngại vật - Tính toàn khối cao, khả chịu lực lớn với sơ đồ khác nhau: cọc ma sát, cọc chống, hỗn hợp - Tận dụng hết khả chịu lực theo vật liệu, giảm đ-ợc số l-ợng cọc Cốt thép bố trí theo yêu cầu chịu lực khai thác nên khong cần bố trí nhiều để phục vụ trình thi công - Không gây tiếng ồn chấn động mạnh làm ảnh h-ởng môi tr-ờng sinh hoạt chung quanh - Cho phÐp cã thĨ trùc tiÕp kiĨm tra c¸c líp địa tầng mẫu đất lấy lên từ hố đào Nh-ợc điểm: - Sản phẩm suốt trình thi công nằm sâu d-ới lòng đất, khuyết tật dễ xảy kiểm tra trực tiếp mắt th-ờng, khó kiểm tra chất l-ợng sản phẩm - Th-ờng đỉnh cọc phải kết thúc mặt đất, khó kéo dài thân cọc lên phía trên, buộc phải làm bệ móng ngập sâu d-ới mặt đất đáy sông, phải làm vòng vây cọc ván tốn - Quá trình thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, phải có ph-ơng án khắc phục - Hiện tr-ờng thi công cọc dễ bị lầy lội, đặc biệt sử dụng vữa sét Căn vào -u nh-ợc điểm ph-ơng án, ta thấy móng cọc khoan nhồi có nhiều đăc điểm phù hợp với công trình khả đơn vị thi công, định chọn cọc khoan nhồi cho tất ph-ơng án với yÕu tè kü thuËt chÝnh nh- sau:  §-êng kÝnh cọc: D=1000mm Chiều dài cọc mố 25m Chiều dài cọc vị trí trụ 25m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ đồ (m) I 40 (8+2*1) (36+60+60+60+36) 252 II 40 (8+2*1) (30+55+80+55+30) 250 III 40 (8+2*1) (82+82+82) 246 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 L ( m) Kết cấu nhịp Cầu dầm liên tục BTCTDƯL Cầu dầm liên tục+nhịp dẫn Cầu dàn thép -6- đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng II.2.2.Lựa chọn kết cấu phần Ph-ơng án I: Cầu dầm liên tục nhịp A.Kết cấu phần trên: Sơ đồ cầu nh- sau: (36+ 60+60+60 + 36)m Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 252m; độ dốc dọc cầu i = 2% 35000 60000 +7.92 60000 +3.64 60000 +7.12 +5.97 +5.97 mncn:+4.70 +1.92 -1.03 -11.36 -3.40 cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m -18.36 35000 +7.92 +7.12 -2.88 -15.40 +2.28 cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m -23.38 -23.38 cäc khoan nhåi L=25m 8cọc D=1m -22.23 -25.53 +24.72 T2 Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: - Chiều cao dầm: Tại vị trí trụ đ-ợc chọn theo: H I 15 Lnhip (víi LnhÞp = 60 m) 20 L1 L2 L1 t1 t3 t2 B Lv C¸c kích th-ớc mặt cắt ngang dầm Trong l1 =2,75m, l2 = 6,0m VËy ta lÊy H1 = 3.5 m, H2 = 2m Tại vị trí nhịp đ-ợc chọn theo c«ng thøc kinh nghiƯm: h 30 l nhip vµ h 45 1.8m Chän h = m Phần đáy dầm có dạng đ-ờng cong parabol: y ( H h) x L2 h víi L lµ chiỊu dài cánh hẫng cong Phần mặt cầu cong theo đ-ờng tròn bán kính R = 4500m GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 +1.92 -1.03 -12.23 -24.40 -23.53 mntt:+0.5 mntn:-1.20 -2.23 cäc khoan nhåi L=18m 8cäc D=1m cäc khoan nhåi L=18m 8cäc D=1m cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m -20.08 -2.88 -7- -25.07 đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng - Lựa chọn mặt cắt ngang: Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp đơn thành nghiêng, tiết diện dầm thay đổi chiều dài nhịp Chiều dày mặt cầu cuối cánh vút: t2=25 cm Chiều dày mặt cầu đầu cánh vút: t3= 60 cm Chiều dày mặt cầu vị trí nhịp: t1= 25 cm, có đoạn vát s-ờn LV=150 cm Chiều dày s-ờn dầm 60cm: Chiều dày đáy hộp nhịp trụ 100cm, nhịp 30cm thay đổi chiều dài nhịp theo đ-ờng parabol Phần đỉnh trụ đ-ợc thiết kế đặc, bề rộng theo ph-ơng ngang 5.0m, có để lối thông kích th-ớc 1.2x1.6m đ-ợc tạo vát 20x20cm d-ới Cấu tạo mặt cầu: Mặt cầu đ-ợc thiết kế theo đ-ờng cong bán kính 4500m Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: - Lớp phủ mặt cầu: + Bê tông nhựa hạt mịn cm + Lớp bảo vệ (bê tông l-ới thÐp) cm + Líp phßng n-íc 2cm + Líp đệm (tạo dốc 2%, tạo phẳng) cm +Chiềudàytrung bình lớp phủ mặt cầu dtb = 15 cm tb =2,25T/m3 TiÕt diƯn dÇm hép 50 130 100 400 400 150 25 150 45 250 350 v¸t 30x30 260 150 284 25 25 250 200 30 60 240 CÊu tạo trụ: GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -8- Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Thân trụ rộng 2,50m theo ph-ơng dọc cầu 7.5m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1,25m Bệ móng cao 2.5m, rộng 5.5m theo ph-ơng dọc cầu, 11.0 m theo ph-ơng ngang cầu đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán đ-ờng xói chung) Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp đá cứng Cấu tạo mố: Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thÐp BƯ mãng mè dµy 2m, réng 6.0m, dµi 11.0 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp đá cứng -u nh-ợc điểm -u điểm + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố + V-ợt đ-ợc nhịp lớn, có ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật + Kết cấu 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 + 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 + Tổng dự toán nhỏ ph-ơng án Nh-ợc điểm + Kết cấu hệ siêu tĩnh nên xuất ứng xuất phụ lún không đều, nhiệt độ, từ biến + 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 trụ T1 loại CT3 CT5 B 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 GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 -9- đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Ph-ơng án II: cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn a.Kết cấu phần trên: ã Sơ đồ nhịp: (30 +55 + 80 + 55 +30)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 250 m 30000 55000 80000 55000 30000 +7.9 +7.9 +2.64 mncn:+4.70 +2.28+1.9 +1.9 -1.88 -0.36 -3.40 mntt:+0.5 mntn:-1.20 -2.29 -2.23 -1.88 -2.29 -11.36 -12.23 cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m -18.36 -20.09 cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m cäc khoan nhåi L=18m 6cäc D=1m cäc khoan nhåi L=20m 8cäc D=1m -24.40 -22.3 -22.23 -24.7 -24.7 cäc khoan nhåi L=21m 6cäc D=1m cäc khoan nhåi L=25m 8cäc D=1m +24.72 -25.3 T2 T3 -25.09 T4 ã Nhịp gồm nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (55+80+55) chiều dài nhịp 80m 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 L1 L2 L1 t1 t3 t2 B Lv C¸c kÝch th-ớc mặt cắt ngang dầm Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm + Chiều cao dầm vị trí trụ Hp = (1/15 -1/ 20)L = (5.3 - 4), chän Hp = 4.5(m) + Chiều cao dầm vị trí nhịp mố h = (1/30 -1/50)L =(2.6-1.6) chọn h = 2.2m + Khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=11.5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 11.5/1.9 =6.05 (m).chọn L2=6.0 m GVHD:Th.s.phạm văn thái SV : quách văn long_091367 - 10 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi công I.2.2 Yêu cầu gia công chế tạo lắp dựng ống vách ống vách phải đ-ợc chế tạo nh- thiết kế Bề dày ống vách sai số không 0.5mm so với thiết kế ống vách phải đảm bảo kín n-ớc ,đủ độ cứng.Tr-ớc hạ ống vách cần phải kiểm tra nghiệm thu chế tạo ống vách Khi lắp dựng ống vách cần phải có giá định h-ớng máy kinh vĩ để đảm bảo vị trí độ nghiêng lệch ống vách đ-ợc hạ ph-ơng pháp đóng, ép rung hay kết hợp với đào đất lòng ống I.2.3 Khoan tạo lỗ Máy khoan cần đ-ợc kê chắn đảm bảo không bị nghiêng hay di chuyển trình khoan Cho máy khoan quay thử không tải máy khoan bị xê dịch hay lún phải tìm nguyên nhân xử lí kịp thời Nếu cao độ n-ớc sông thay đổi cần phải có biện pháp ổn định chiều cao cột n-ớc lỗ khoan Khi kéo gầu lên khỏi lỗ phải kéo từ từ cân ổn định không đ-ợc va vào ống vách Phải khống chế tốc độ khoan thích hợp với địa tầng, đát sét khoan với tốc độ trung bình, đất cát sỏi khoan với tốc độ chậm Khi chân ống vách chạm mặt đá dùng gầu lấy hết đất lỗ khoan, gặp đá mồ côi hay mặt đá không phẳng phải đổ đất sét kẹp đá nhỏ đầm cho phẳng cho đổ lớp bê tông d-ới n-ớc cốt liệu đá dăm để tạo mặt phẳng cho búa đập hoạt động Lúc đầu kéo búa với chiều cao nhỏ để hình thành lỗ ổn định, tròn thẳnh ®øng, sau ®ã cã thĨ khoan b×nh th-êng NÕu sư dụng dung dịch sét giữ thành phải phù hợp với qui định sau : Độ nhớt dung dịch sét phải phù hợp với điều kiện địa chất công trình ph-ơng pháp sử dụng dung dịch.Bề mặt dung dịch sét lỗ cọc phải cao mực n-ớc ngầm 1,0m trở lên Khi có mực n-ớc ngầm thay đổi mặt dung dịch sét phải cao mực n-ớc ngầm cao 1,5m Trong đổ bê tông , khối l-ợng riêng dung dịch sét khoảng 50 cm kể từ đáy lỗ Sơ đồ tính toán ván khuôn là: gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 229 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG Phần 3: Thiết kế thi công Pqd = 2492 (daN/m2) q = 400 (daN/m2) Pmax= 2860daN/m2) - DiƯn tÝch ¸p lùc: Fal = (H-R).Ptc + R (q+ Ptc) (2,5 0.75) x2.86 0.75 x(0.4 2.86) 6.23 (T/m) - Diện tích qui đổi áp lực Fal h Fqd 6.23 2.492 (T/m2) 2.5 6mm - Chän v¸n khuôn thép 50x50 cm Tính toán ván khuôn theo kê cạnh: =0.046(phụ thuộc tỉ số a/b) Mmax= α.Pqd.a = 0.046x2.492x0.5=0.057 T.m = 5700 kg.cm - KiÓm tra theo c-êng ®é: Dïng thÐp than CT3 cã [ ]=2100kg/cm2 M W a* σ= w 5700 1900(kg / cm ) < [ ] = 2100 kg/cm2 50 * 0.62 = 3(cm ) Pqd xa4 0.2492x504 0.046x 2.1x106 x0.9 - KiĨm tra theo ®é vâng: f - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm 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) x EJ 0.0379cm Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ đồ: M max qxl 10 1246x0.52 10 31.15 kg.m - Chän tiÕt diƯn cđa cã kích th-ớc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 230 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG Phần 3: Thiết kế thi c«ng J = 5.21 (cm4) ** KiĨm tra - §iỊu kiƯn bỊn: σ = M W 3115 1497.59(kg / cm2) < [ ] = 2100 kg/cm2 đạt 2.08 - KiĨm tra ®é vâng: f qxa4 127xEJ 1246x10 x504 0.056cm 127x2.1x106 x5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] thoà mÃn KL : chọn ván khuôn thép l=2 (m); có s-ờn tăng c-ờng đứng ngang Bxh=5x50 mm Thể hình vẽ sau ( ván khuôn bệ móng) nẹp ngang: 0.5x0.005 5x50cm Ván khuôn:0.5x0.5x0.006 nẹp đứng:0.05x0.005 11x50cm I.1.3 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ 2.3 Kiểm nghiệm ván khuôn thép trụ: a S b trớ vỏn khuụn thõn tru : mặt bên mỈt chÝnh 800 300 150x4 2 2 2 150 gvhd:th.s ph¹m văn thái svth: quách văn long_091367 250 1 1 250 150 2 800 - 231 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG Phần 3: ThiÕt kÕ thi c«ng 1500 500 500 CHI TIÕT VáN KHUÔN Số1 500 500 1500 500 500 CHI TIếT VáN KHUÔN Số 800 1600 800 45 50 1500 45° 500 5002500500 500 500 50 r750 II.5.2 Tính chiều cao đổ bê tông sau : - Diện tích đổ BT : F = 5x3+32/4x3.14= 22.06 m2 - Thể tích BT cho lớp dày 0,3m : 6.6m3 - - Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h (tđông= giờ) - Thời gian đầm lớp BT 10’ (phút) - Thời gian đổ đầm lớp dày 30cm : T = - Sau 4h đổ chiều dày : H = x60x0.3 20 6.6 x60 10 40 20' 3.6(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 + xR)xn + q= 400 (kg/m2) : lùc xung ®éng ®ỉ bê tông gây + = 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 tc P = (400 + 2400x0.75)x1.3 = 2860 (Kg/m2) gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 232 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG q=400 (Kg/m ) BIểU Đồ áP LựC BÊ TÔNG 750 2850 Ptc=2860(Kg/m ) Phần 3: Thiết kế thi công 3600 - Biểu đồ áp lực : R (q+ Ptc) = 0.75 = (3.6-0.75) x2860 + x(2860+400)=9373.5 (Kg/m2) F 9373.5 + Pqd = al = 2343.3 (Kg/m2) H + Fal = (H-R).Ptc + - Thép ván khn dày 0,6cm tính có cạnh ngàm cứng với mô men uốn lớn nhịp tính theo cơng thức: M = xPqđ x a2 Trong : + = 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= 0.046x2343.3x0.52 =26.94(Kg.m) = 2694(Kg.cm) - Mô men kháng uốn thép ván khuôn : 50 x0.62 = (cm3) M =898(Kg/cm2) W W= max max = 898(Kg/cm2) < Ru = 2100 (Kg/cm2) => Thép đảm bảo điều kiện cường độ - KiÓm tra theo ®é vâng: f qxa4 127xEJ 2343.3x10 x504 0.1cm 127x2.1x106 x5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] tho· m·n b.2 TÝnh to¸n s-ên gia c-êng: q= pqd*ltt=2343.3 *0.5= 1171.6 (kg/m) - Thanh nẹp đứng ngang kiểm toán sơ đồ: gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 233 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG Phần 3: Thiết kế thi công 1334.895kg/m M max qxl 10 1171.6 x0.5 10 29.29 kg.m - Chän tiÕt diƯn cđa cã kÝch th-íc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) ** KiĨm tra - §iỊu kiƯn bỊn: σ = M W 2929 1408.1(kg / cm 2) < [ ] = 2100 kg/cm2 đạt 2.08 - Kiểm tra độ võng: f qxa4 127xEJ 1171.6 x10 x504 0.052cm 127x2.1x106 x5.21 - §é cho phÐp [ f ] = 0.2 cm VËy f < [ f ] tho· m·n KL : chọn ván khuôn thép l=1.6(m); có s-ờn tăng c-ờng đứng ngang Bxh=5x50 mm 16 x 0.5 m Ván khuôn:0.5x0.5x0.006nẹp đứng:0.05x0.005 0.5 m nẹp ngang:0.05x0.005 Đoạn uốn cong gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 234 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG Phần 3: Thiết kế thi công CHƯƠNG V Thi công kết cấu nhịp I Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng thi công kết cấu nhịp đốt đối xứng qua trụ Các đốt dầm đ-ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành sớm bê tông non nên dễ gây cố ảnh h-ởng từ biến co ngót lớn Công nghệ thi công hẫng có -u điểm sử dụng dàn giáo, thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên hình hộp, chữ nhật II Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công đúc hẫng cân từ trụ phía phải đảm bảo ổn định cánh hẫng suốt trình thi c«ng HiƯn ë ViƯt Nam ch-a cã quy định cụ thể việc tính ổn định cánh hẫng đúc dầm Nh-ng đà có kiểu đ-ợc áp dụng để tính cho cầu đúc hẫng Việt Nam (2 kiểu đà áp dụng cho cầu Phú L-ơng cầu Sông Gianh, kiểu theo quy trình ASSHTO 94 dùng cho cầu thi công phân đoạn áp dụng cho cầu Đuống, Đáp Cầu, Bắc Giang) Trên sở tham khảo cách tính tình hình thực tế cầu PL, kiến nghị tính toán ổn định cánh hẫng đúc dầm cầu PL theo tr-ờng hợp coi bất lợi nh- sau: III Sơ đồ tải trọng Sơ đồ tính sơ đồ cánh hẫng thi công đúc đốt K11 đầu cánh hẫng, phía cánh hẫng bên ch-a di chuyển xe đúc để chuẩn bị đúc đốt K11 Đối với tr-ờng hợp tải trọng tác dụng gồm có: Tĩnh tải xe đúc 400KN, xe đúc bên phải đặt khối 9, 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 ®óc sinh 300 KN.m  Lùc tËp trung thiết bị 200KN đặt đầu mút cánh hẫng phải Tải trọng thi công rải tác dụng lên cánh hẫng bên phải 0.2KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 11.5m tải trọng thi công rải 2.3KN/m dài cầu Gió ng-ợc tác dụng lên cánh hẫng bên trái w = 0.6KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 11.5m tải trọng gió ng-ợc 6.9 KN/m dài cầu Mô hình hoá sơ đồ kết cấu ch-ơng trình SAP2000, gán tải trọng lên sơ đồ ta có kết sau: Momen g©y lËt : MlËt = 187694.5 – 156015.9 = 31678.1KNm sơ đồ bố trí tải trọng tải trọng tập trung thiết bị P= 200KN tải trọng gió Xe đúc P=400KN M=200KNm k8 k7 k6 k5 k4 k3 k2 k1 k0 k0 k1 k2 k3 k4 k5k6 k7 k8 k9 Xe đúc P=400KN M=200KNm tải trọng gió = 0.6KN/m2=6.9KN/m gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 235 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Bộ MÔN XÂY DựNG-NGàNH XD CầU ĐƯờNG đồ án tốt nghiệp Phần 3: Thiết kế thi công IV Tính toán thép neo khối đỉnh trụ Mômen gây lật Mlật = 31678.1KNm Nh- mômen chống lật phải Mcl >31678.1KNm Dự kiÕn sư dơng dù øng lùc 32( fpu= 1035 Mpa) để neo khối đỉnh trụ, bố trí bên trụ từ d-ới trụ lên xuyên qua dầm lên tới mặt cầu, thép có tác dụng giữ ổn định chống lật cánh hẫng quanh điểm mép gối tạm Khả giữ ổn định cđa mét thÐp d- øng lùc lµ Mchèng= yPd-l Trong đó: - Pd-l: khả chịu kéo thép d-l 32 (832KN) - y : Khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y= 3.5m Số thép d- ứng lực bên : Ml 42774.6 n 10.68(thanh) M CL 832 3.5 Chän 24 32 bố trí làm neo đỉnh trụ T2 Bố trí bên 12 32 gvhd:th.s phạm văn thái svth: quách văn long_091367 - 236 -