(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế cầu đường

Phần I 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 Cấm lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng nằm tỉnh lộ X Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Hải Phòng 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 Hải Phòng việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Hải Phòng giai đoạn 1999 - 2010 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND tỉnh Hải Phòng 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 tỉnh Hải Phòng việc cho phép mở rộng phạm 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 Hải Phòng 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 Hải Phòng 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 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 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 xuất 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 tỉnh Hải Phòng khoảng 400 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 Hải Phòng có hệ thống vấn tải 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 X nối từ huyện C qua sông 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 Long Khánh 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: Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10% 2010-2015: 9% 2015-2020: 7% Xe m¸y: 3% cho c¸c 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 Hải Phòng 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 tỉnh đồng Nai 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 Long Khánh 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 khí hậu: Tỉnh Hải Phòng nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 290 - NhiƯt ®é thÊp nhÊt : 120 - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm mïa 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 Mực n-ớc cao Mực n-ớc thấp Mực n-ớc thông thuyền Khẩu độ thoát n-íc MNCN = +10,80m MNTN = +7,0m MNTT = +5,5m L = 174m L-u l-ỵng Q =…… L-u tèc v = 1.52m3/s I.3.3 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có hố khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Đặc điểm địa chất Lớp 1: ¸ c¸t Líp 2: ¸ sÐt Líp : C¸t mÞn Líp 4: Ci sái Hè khoan Hè khoan Hè khoan Hè khoan 6,0 10,0 5,0 - 6,5 8,0 6,0 - 4,0 9,0 6,0 - 7,0 8,0 6,0 - TrÞ sè SPT N60 12 17 25 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-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp V là: B = 25m, H =3.5m Khỉ cÇu: B= + 2x0.5 =10m TÇn st lị thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN272.05 Bộ GTVT Tải trọng: xe HL93 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 nh- sau: 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 - 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 thÓ trùc tiÕp kiÓm tra lớp 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 trùc tiÕp b»ng m¾t th-êng, vËy khã kiĨm 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 ¸n víi c¸c yÕu tè kü thuËt chÝnh nh- sau: Đ-ờng kính cọc: D=1000mm Chiều dài cọc mố 20m Chiều dài cọc vị trí trụ 30m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ đồ (m) I 25 3.5 (9 + 2x0,5) 5x37 185 II III 25 3.5 25 3.5 (9 + 2x0,5) (9 + 2x0,5) 52+80+52 (3x62) 184 186 L ( m) Kết cấu nhịp Cầu dầm liên tục + đơn giản Cầu dầm liên tục Cầu dàn thép II.2.2.Lựa chọn kích th-ớc sơ PA cầu II.2.2.1.Ph-ơng án cầu đơn giản: Sơ đồ kết cấu: 5x37 m - Nhịp giản đơn dài 37m: Lựa chọn kết cấu phần trên: Kêt cấu : Dầm giản đơn chữ I, BTCTDUL Mặt cắt ngang: gồm dầm chữ I Khảng cách dầm 2.0 m, dèc ngang 2% vỊ phÝa Tỉng bỊ rộng cầu B=12m (mép lan can) Kết cấu phần d-ới Cấu tạo Trụ: Trụ đặc thân thu hẹp, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1m Thân trụ rộng 1.6m theo ph-ơng dọc cầu 6.0 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 0.8m TRụ sông T6 T7 có thân trụ rộng 1.6 m theo ph-ơng dọc cầu rộng 6.0 m theo ph-ơng ngang cầu, cao 15,5 m Bệ móng cao 2m, rộng 5.0m theo ph-ơng ngang cầu, 8.0m đến 11.2m theo ph-ơng dọc cầu đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán đ-ờng xói chung) Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp cuội sỏi dự kiến dài 30 m Cấu tạo Mố: Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng m, dài 12 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp cuội sỏi dự kiến dài 20 m Mặt cầu công trình phụ khác Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Bản mặt cầu đổ chỗ dy 15 cm, liên tục nhiệt đổ chỗ Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: Lớp bê tông atfan : 5cm Lớp bảo vệ : 4cm Lớp phòng n-ớc : 1cm Đệm xi măng : 1cm Lớp tạo ®é dèc ngang : 1.0 - 12 cm Khe co gi·n b»ng cao su Gèi cÇu b»ng cao su Lan can cầu bê tông Vật liệu a) Bê tông Bê tông dầm chủ dùng Mac 500 Bê tông trụ dùng Mac300 Bê tông mố dùng Mac 300 Vữa xi măng phun ống gen Mark150 b) Cốt thép Lấy theo tiêu chuẩn VSL dùng cho dầm liên tục Thép c-ờng độ cao dùng loại tao thép đ-ờng kính 15.2mm Modul đàn hồi E = 195000 MPa Cốt thép th-ờng dùng thép tròn AI thép có gờ AIII.2 Chọn kích th-ớc hình học Chiều cao dầm nhịp :1750mm - VËt liƯu dïng cho kÕt cÊu + Bª tông M300 + Cốt thép c-ờng độ cao dùng loại S-31, S-32 cđa h·ng VSL-Thơy SÜ thÐp cÊu t¹o dïng loại CT3 CT5 II.2.2.2.Ph-ơng án cầu liên tục : Sơ đồ kết cấu: 52+80+52 m Chiều cao dầm: - Tại vị trí trụ đ-ợc chọn theo H =( 1/15 1/20 )lnhÞp, = (4.6 3.5) m VËy ta lÊy H = 4m - Tại vị trí nhịp đ-ợc chọn theo công thức kinh nghiệm h=( 1 )lnhịp h 40 60 1.8m Chän h = 2m - PhÇn đáy dầm có dạng đ-ờng cong parabol: y = ( H h) x L2 hẫng cong - Phần mặt cầu cong theo đ-ờng tròn bán kính R = 4000m h với L chiều dài cánh H : Khoảng cách MNTC tới đáy đài = 7,85 m hb : Chiều dầy lớp bê tông bịt đáy m = 0,9 hệ số điều kiện làm việc n = 0,9 hệ số v-ợt tải b : Trọng l-ợng riêng bê tông bịt đáy n : Trọng l-ợng riêng n-íc n b = 2,4T/m2 =1 T/m2 u2: Chu vi cäc = 3,14 = 3,14 m : Lùc ma sát bê tông bịt đáy cọc = 4T/m2 k: Sè cäc mãng k =6 (cäc) : DiƯn tÝch hè mãng ( Më réng thªm 1m hai bên thành để thuận lợi cho thi c«ng) = 10 = 70 m2 : Lực ma sát cọc ván với lớp bê tông = 3T/m2 u1: Chu vi t-êng cäc v¸n =(10 + 7) hb = 34 m 1x7,85x70 2, 4m 1m (0,9 x70 x2, 34 x3 x3,14 x4).0,9 70 x1 VËy ta chän hb=1,4 m b.*KiÓm tra c-êng độ lớp bê tông bịt đáy: Xác định hb theo điều kiện lớp bê tông chịu uốn Ta cắt dải có bề rộng 1m theo chiều ngang hố móng để kiểm tra Coi nh- dầm đơn giản nhịp l = 7m Sử dụng bê tông mác 200 có Ru = 65 T/m2 Tải trọng tác dụng vào dầm q (t/m) q = Pn qbt = n.(H+hb ) – hb bt q = 1.(4,5 + hb) - 2,4.hb = 7,85 - 1,4.hb + M« men lớn tiết diện nhịp : Mmax = q.l (7,85 1, 4.hb ).7 + M«men chèng uèn : W= b.h 1.hb2 hb2 + KiÓm tra øng suÊt : 48,08125 8.575 hb max M max W = 6.(48, 08125 8.575hb ) hb2 65 T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 65.hb2 51.45hb 288, 487 Gi¶i ta cã: hb = 1,74 m > 1m VËy chän chiỊu dµy líp bê tông bịt đáy hb = 1,9 m làm số liƯu tÝnh to¸n I.1.1.10 III.5.4 TÝnh to¸n cäc v¸n thÐp: *Tính độ chôn sâu cọc ván - Khi đà đổ bê tông bịt đáy xong, cọc ván đ-ợc tựa lên thành bê tông chống (có liên kết) nên cọc ván lật xoay quanh điểm o Đất d-ới đáy mãng: ¸ sÐt : 0=1.8 (T/m2); tt =150; HƯ số v-ợt tải n1=1.2 áp lực chủ động Hệ số v-ợt tải n2=0.8 áp lực bị động Hệ số v-ợt tải n3=1.0 áp lực n-ớc Sơ đồ tính độ chôn sâu cọc ván MNTC +5,5 d Bêtông bịt đáy 1900 P3 H=5000 500 P1 Hn=6500 C§TN +4 P6 t P2 P4 P7 P5 Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-150/2) = 0.588 Chủ động: Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 150/2) = 1.7 , - Trọng l-ợng đơn vị đất d-ới mực n-ớc tÝnh to¸n nh- sau: n = 2-1.0 =1 (T/m2) , - ¸p lùc n-íc: P1 = 0,5 nHn2=0,5x6,5 = 21,125 (T) P2 = n Hn.t =21,125xt (T) - ¸p lùc ®¸t chđ ®éng: P3 = Ka.n1 0,5 H2 , = 1, 2x 0,588x 0,5x5 x1,0 =1,764(T) -0,5 ' b P4 = (d+0.5)(t – d) Ka n1 =( 1,4 + 0.5)( t – 1.4)x 0.588x 1.2 x 1.4 = 1.876( t-1.2 ) ( T ) P5 = 0.5( t – d )2 ' Ka n1 = 0.5 ( t – 0.9)x 0.588 x 1.2 =0.3528(t – 1.4 ) T - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 6,5 x t x x 1.7 x 0.8 = 8,84t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1,0x1,7.0,8 = 0.68 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : P1 H Hn 2t d 2t t t t d + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 (1) 3 2 thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 0.43t3 + 1,173t2 + 14,416t 46,8 = giải ph-ơng trình bậc ta cã t = 3,1 m §Ĩ an toàn chọn t = 3,3m Chiều dài cọc ván chọn: L cäc v¸n = 6,5 + 3,3 + 0.5 = 10,3m chọn L =10,5 m *Chọn cọc ván thoả mÃn yêu cầu c-ờng độ: Sơ đồ tính toán cọc ván coi nh- dầm giản đơn với gối điểm điểm neo chống: MNTC +5,5 Hn=6500 Bêtông bịt đáy t = 2000 1900 qn qd H=5000 500 CĐTN +4 *Tính toán áp lực ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x6,5 = 6,5 (t/m) áp lực đất bị động : Pb = ®n H1 tg2 (450 - /2) => Pd = 1,5x6,5xtg2(450 7.50) =5,74(t/m) a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn Tìm Mmax ? -0,5 Pn Pd B A RA RB 6,5m Theo sơ đồ : MB RA MA 6,5RA 6,5 2.6,5 6,5 2.6,5 Pd 3 6,52 Pn ) 3.6,5 ( Pd Pn 6,5RB (6,5 5, 74) ( Pn Pd ) 6,5 6,5 2.6,5 6,5 5, 74 6,5 6,5 2.6,5 6,5 6,5 RB 26,52(T ) 13, 26(T ) Gi¶ sư vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 6,5m Ta cã: MX Víi : q x RB ( H x) R A x q.( H x) ,q H1 RB ( H x ) R A x pn q (q q x ) x 2 pd q x (h x) 2.( H x) (1’) 6,1 5, 74 11,84(t / m) q ( H H1 x2 x) H1 Thay số vào (1 )ta có phương tr×nh bËc 3: M X = 0, 28 x 7,583x 116, 64 x 252, (1) d MX dx 3.288x 10.344x 4.948 Giải ph-ơng trình ta có: x = 0.59 x = 2.56 Chọn x = làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=22,15Tm Kiểm tra: Công thức : M max W yc Ru = 2000 kG/cm2 q.( H x) ( H x) H1 + Với cọc ván thép laxsen IV dài L = m, cã W = 2200 cm3 22,15.105 2200 Do ®ã 1006,8(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.1.1.11 III.5.5 TÝnh to¸n nĐp ngang : NĐp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố + Các gối chống với khoảng cách chèng lµ: l = - 3m (theo chiỊu ngang) l1 = m (theo chiỊu däc) + T¶i träng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tÝnh cho 1m bỊ réng RB = 4,08 T S¬ ®å tÝnh : 2000 2000 3000 2000 M«men lín nhÊt Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax = q.l 10 4,08x32 10 3,672 (Tm) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : max W yc M max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 3, 672 x105 = = 183,6 cm3 Ru 2000 Chọn nẹp ngang định thép chữ I cã: q=R=4,08T 3000 3000 2000 2000 3000 3000 2000 3000 2000 2000 Wx > Wyc = 183,6 cm3 I.1.1.12 III.5.6 tính toán chống: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam giác: q pn pd 6,5 5, 74 12, 24 (T) + Phản lực A lấy mô men điểm B: H H MA R B L2 q (L2 = H =6,5m) qH H q.h 12, 24.6,5 RB 13, 26(T ) L2 2.3 2.3 RB= B = 13,26 (T) + Dut chÞu nÐn: A Fng Với lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nÐn) I Fng Ta cã: i 7080 46,6 12,34 Chän nĐp ®øng cã: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 0,8 100 48.62 0,8 100 13, 26.103 0,810.46,5 A Fng Víi : 48.62 352(kG / cm2 ) 0,810 352(kG / cm2 ) nen 1700(kG / cm2 ) Thanh chống đạt yêu cầu 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 IV Thi công trụ: Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: 200 200 60 200 60 60 200 100 60 150 200 75 75 100 20 100 I 50 80 170 160 Bm=800 II 170 250 440 250 80 50 I 800 800 20 Am=500 II 300 300 100 100 300 300 100 100 300 100 100 300 500 100 100 IV.1 Yªu cầu thi công: Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế trụ đặc bê tông toàn khối, công tác chủ yếu thi công trụ công tác bê tông cốt thép ván khuôn Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép Ván khuôn đ-ợc chế tạo khối nhỏ nhà máy đ-ợc vận chuyển vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn Công tác bê tông đ-ợc thực máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m IV.2 Trình tự thi công nh- sau: Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau Đổ bê tông thành lớp dầy 40cm, đầm vị trí cách không 1.75R, thời gian đầm 50 giây vị trí, thấy n-ớc ximăng lên đ-ợc.Yêu cầu đầm phải cắm sâu vào lớp cũ -5cm, đổ đầm liên tục thời gian lớn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh t-ợng phân tầng Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ đổ bê tông t-ới n-ớc, trời mát t-ới 3-4 lần/ngày, trời nóng t-ới nhiều Khi thi công gặp trời m-a phải có biện pháp che chắn Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng IV.3 tính ván khuôn trụ: I.1.2 IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kÝch th-íc a b h = x x 2.5 (m) áp lực tác dụng 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: x = 40 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z h 4Q F 40 40 4(m) 0.75(m) Giả sử dùng ống vòi voi để đổ lực xung kích 0,4T/m2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Do áp lực ngang bê tông t-¬i: q1 = 400 (Kg/m ) = 0.4 (T/m ) ,n = 1.3 + Lùc xung kÝch đầm bê tông: h > 0,75 m nên q2 2.4 0.75 103 1800Kg / 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=2172.62 kg/m2 1671.25(kg / m ) 4000 3250 750 q1 q2 Chọn ván khuôn nh- sau: 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 14 20 Nẹp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng 20 Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.1.3 IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván q 1m 80 80 0.04m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất: Mmax= ql 10 2172,62 0.8 10 139 kgm KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n : M max W Víi Ru => b W 0.042 =0,000267 (m3) 139 10 = = 52.06 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực KiĨm tra ®é : 5ql f= 384EJ l 250 Trong : : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khu«n - E - l - J J b 12 0.043 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) => f = 5x16.71 804 80 =0.185cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng I.1.4 IV.3.1.2 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 tÝnh: M«men lín nhÊt nĐp ngang: M max ql 10 1738.1 1.52 10 391.07kgm Chän nÑp ngang kÝch th-íc (12 14cm) h 392cm W 12 142 KiÓm tra øng suÊt: M W 39107 99.76kg / cm 392 130kg / cm +Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 12 143 12 q tc l1 qvong q.l 23 48 E.J f 2744cm 1671 0.8 1336.8kG / m 13.368 1503 48 x104 2744 0,0038cm 150 250 0,6cm KÕt ln: nĐp ngang ®đ khả chịu lực I.1.5 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 tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Ptt= q l 1738.1 1.5 2607.15 (kg) Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 Mômen P.l M max 2607.15 1.6 695.24Kgm Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm W h 16 162 682.7cm KiÓm tra øng suÊt: M W 69524 101kg / cm 682.7 Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J 130kg / cm 16 b.h 12 J 16 163 12 q tc xl2 qvong q.l 48.E.J f 5461cm 1336.8 x1.5 2005.2kG / m 20.05 1603 0,00348cm 48 x104 5461 160 400 0,4cm KÕt ln: nĐp ®øng đủ khả chịu lực I.1.6 IV.3.1.4 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 S R F 2400 1.263cm 1900 Dùng căng 14 có F = 1.54 cm2 I.1.7 IV.3.2 Tính toán gỗ vành l-ợc áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.2T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx p d ) 1.3 0.5 (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: qvtt T D 1300 1950 (Kg) Tính toán vành l-ợc chịu lực kÐo T: KiĨm tr a theo c«ng thøc: 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 19.50cm 100 Tõ ®ã chän tiÕt diện gỗ vành l-ợc : I.2 4cm ,b=12cm Có F= 12=48cm2 I.3 CHƯƠNG :THI CÔNG KếT CấU NHịP I.4 I Yêu cầu Chung: -Sơ đồ cầu gồm nhịp có nhịp 42m nhịp biên 31m -Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 31m , mặt cắt ngang cầu gåm dÇm I chiỊu cao dÇm H = 1.95m, khoảng cách dầm = 1.9m I.5 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 1.Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nót thõa : L1 = 2/3 LdÇm = 20.0 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x31 = 34.1m chän L2 = 34m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thõa 2m L2=34m L1=20m h2=6m 2m ? A ? h1=4m 0,3m ẹoỏi troùng 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-ợng 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 träng P nh- sau: P+G1=P+0,5(T) G2=0,6(T) q=1,25(T/m) A C B L1=20m G3=0,5(T) L2 =33m 2.Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao nút thừa quay quanh điểm B: Ta cã M1 ≤ 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x34 + 1.25x342/2 = 697(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x20 + 1.25x 202/2 =20P+260(T.m) Thay kiện vào ph-ơng tr×nh (1) ta cã : 697 ≤ 0.8 x (20P + 260) P 30.56 T chän P = 31 T - Xét mômen lớn gối B : MB = 697 (T.m) - Lùc däc t¸c dơng c¸c biªn : Nmax = B M max h 697 = 348.5 T (h=2 chiỊu cao dµn) *KiĨm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong : N lực däc biªn N = 348.5 T : hƯ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh với = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thép góc (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 Thay vào công thức : Vậy 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 max max = = 0.868 N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) , 868 * 284 , *F ≤ R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.6 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 cầu 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 thùc hiƯn thø tù tõ ngoµi vµo - Sauk hi 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