THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRN ANH TUN Lời nói đầu Trong xu thÕ ph¸t triĨn chung cđa thÕ giíi ,sù ph¸t triĨn kinh tế kèm với phát triển cở sở hạ tầng GTVT nói cách khác GTVT luôn phải tr-ớc b-ớc Đối với n-ớc có kinh tế đà phát triển mạnh nh- n-ớc ta ,việc phát triển sơ hạ tầng GTVT lúc hết có ý nghĩa vô to lớn Những cầu xây ,những tuyến đ-ờng mở hoàn thiện thêm mạng l-ới giao thông quốc gia tạo tảng vững cho giao l-u ,thông th-ơng vùng miền mà thu hút vốn đầu t- n-ớc góp phần đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa đại hóa đất n-ớc Nhận thức đ-ợc điều đó, sau năm ri học tập nghiên cứu chuyên ngành Thiết kế cầu môn Xây dựng cầu đường trường đại học dân lập Hải Phòng, em đà có đ-ợc kiến thức kinh nghiệm thực tế quý báu chuyên ngành thiết kế cầu đ-ờng Kết học tập qua trình năm học đà phần đ-ợc phản ánh đồ án tốt nghiệp mà em xin trình bày d-ới Để có đ-ợc kết này, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc môn xây dựng tr-ờng ĐHDL Hải Phòng, đà giúp đỡ em suốt năm ri học qua Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn xây dựng đặc biệt thầy : TH.S Trần Anh Tuấn, Th.S Phạm Văn Thái đà trực tiếp h-ớng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, đồ án em không tránh khỏi sai sót Rất mong đ-ợc thông cảm giúp đỡ thầy cụ Hải Phòng, ngày tháng 01 năm 2012 Sinh viªn Trịnh Thị Thùy Hoan SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG **************** SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN I- HIỆN TRẠNG KINH TẾ - Xà HỘI VÀ GTVT KHU VỰC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CẦU - Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực xây dựng cầu: Thành phố Hải Phòng cửa biển phía Bắc Việt Nam với đất đai màu mỡ, nông nghiệp, công nghiệp phát triển mạnh mẽ Trong thời kỳ đổi chung nƣớc, gần kinh tế TP Hải Phịng có hƣớng chuyển biến theo hƣớng giảm tƣơng đối tỷ trọng ngành nông lâm nghiệp, tăng tỷ trọng ngành công nghiệp, dịch vụ để phù hợp với xu chung Theo số liệu thống kê nhịp độ tăng trƣởng kinh tế GDP tháng đầu năm 2009 đạt 9.39% ( tháng ssầu năm 2007 tăng 13.54%, tháng đầu năm 2008 tăng 14.75%), nhịp độ tăng trƣởng có cao nhƣng chƣa ổn định Công nghiệp: Chủ yếu nghành sản xuất máy móc thiết bị, dệt, da, may, xi măng vật liệu xây dựng, chế biến nông sản thực phẩm Giá trị sản xuất ngành Công Nghiệp tháng đầu năm tăng 10.99% so với kỳ năm 2010 (6 tháng đầu năm 2009 tăng 43.64%) Tuy nhiên quy mơ cơng nghiệp cịn nhỏ, súât lao động chƣa cao Nông - lâm - ngƣ nghiệp: Các ngành trƣớc nguy tái phát dịch bệnh không tăng trƣởng mạnh nhƣng đảm bảo cung cấp đủ nguyên vật liệu cho ngành sản xuất khác Ngoài với việc ứng dụng thâm canh sản xuất, nỗ lực cơng tác phịng chống dịch trồng, vật nuôi việc thực nghiêm ngặt lịch thời vụ làm cho lợi nhuận sản xuất nông nghiệp tăng lên Dịch vụ du lịch: Với tiềm phong phú, ngành du lịch – dịch vụ năm qua phát triển mạnh mẽ Giá trị GDP tăng 34.54% so với kì năm ngoái với mức doanh thu tháng - 2011 ƣớc đạt 32 tỷ đồng tháng đầu năm đạt 194 tỷ đồng, tăng 38.43% so với tháng đầu năm 2010 Xuất nhập khẩu: Do chịu nhiều tác động khủng hoảng kinh tế giới biến động giá cả, nên xuất nhập tỉnh cịn gặp nhiều khó khăn SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN Xuất tháng đầu năm tăng nhƣng mức tăng thấp so với kỳ năm 2010 Giá trị nhập giá hàng hóa nhập giảm nên nửa so với kỳ năm 2010 Tổng trị giá hàng nhập tháng ƣớc tính 42.093 ngàn USD, tăng 41.68% so với kỳ năm 2010 Kinh ngạnh xuất nhập tháng đầu năm ƣớc tính 217.966 ngàn USD, 55.24% so với kỳ năm 2010 đạt 48.44% kế hoạch năm Tóm lại với vai trị phận phát triển kinh tế xã hội vùng Bắc Bộ cực cân cấu lãnh thổ tồn quốc Thành phố Hải Phịng có bƣớc tiến phát triển tƣơng đối lớn mặt - Hiện trạng giao thông đƣờng khu vực: Mạng lƣới giao thông đƣờng đƣờng thủy tƣơng đối lớn, phân bố hợp lý có trục quốc lộ quốc lộ đƣờng 5, đƣờng 10 nhiều tuyến tỉnh lộ, huyện lộ nối trục Tuy nhiên chất lƣợng Quốc lộ 5: Là trục quan trọng qua địa phận tỉnh đóng vai trò hàng đầu giao lƣu liên tỉnh, nội tỉnh Trên tuyến có số đoạn bị ngập mùa mƣa vad số đoạn bị ùn tắc cục Hệ thống tỉnh lộ huyện lộ với trục quốc lộ tạo thành mạnh lƣới giao thông, phân bố hợp lý, tuyến vùng núi thƣờng chạy song song với địa hình tự nhiên xuyên qua khu vực dân cƣ khu công nghiệp SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN II- CÁC ĐỊNH HƢỚNG KINH TẾ Xà HỘI DỰ BÁO NHU CẦU VẬN TẢI - SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƢ 1-Những định hƣớng phát triển kinh tế – xã hội: Do tỉnh chủ yếu sản xuất nơng nghiệp nên có khủng hoảng kinh tế thời gian qua nhƣng đời sống ngƣời dân vung nông thôn không bị ảnh hƣởng nhiều Tuy nhiên tình hình giá tiêu dùng dứng mức cao, điều kiện 60% dân cƣ tỉnh sống nghề nơng nghiệp có thu nhập tăng nhƣng mức trungg bình, đời sống bị ảnh hƣởng đấng kể Đối với hộ nghèo cận nghèo chịu ảnh hƣởng lớn chi tiêu dùng hộ thƣờng chiếm 80% - 90% để mua lƣơng thực, thực phẩm Đây vấn đề địi hỏi quyền đoàn thể cấp cần đặc biệt quan tâm việc thực sách xã hội, triển khai dự án cho vay hay tạo việc làm chƣơng trình xóa đói giảm nghèo Đố với cơng tác xóa đói giảm nghèo, sở Lao Động Thƣơng Binh xã hội tổng hợp xong phiếu điều tra, kết cho they tỷ lệ hộ nghèo 5.72%, tỷ lệ hộ cận nghèo 13.28% Do hƣớng phát triển cho tỉnh thành trung tâm kinh tế, thƣơng mại, du lịch toàn khu vực, đầu mối giao thông quan trọng đƣờng đƣờng thủy… cụ thể: - Về công nghiệp: Coi trọng đầu tƣ chiều sâu, ƣu tiên phát triển quy mô vừa nhỏ với công nghiệp tiên tiến đại Đồng thời xây dựng nhiều khu công nghiệp mới, tập trung, liên kết liên doanh với nƣớc để phát triển công nghiệp xuất khẩu, hƣớng vào nghành công nghiệp chế biến nông lâm hải sản chế biến gia công xuất Sản xuất hàng tiêu dùng, vật liệu xây dung Quy hoạch khu công nghiệp kỹ thuật cao với ngành công nghiệp để không ảnh hƣởng tới cảnh quan du lịch khu vực… SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN - Về du lịch: Nghành dịch vụ du lịch giữ vai trị quan trọng có tiềm lớn nghành mũi nhọn kinh tế tỉnh Phấn đấu GDP năm 2012 đạt 2600 tỷ đồng mức tăng trƣởng bình quân hàng năm đạt 12% Đầu tƣ xây dựng khu du lịch mới… - Về nông lâm, ngƣ nghiệp phát triển nông thơn: Phấn đấu gía trị GDP nghành nơng lâm ngƣ nghiệp năm 2012 đạt 500 tỷ đồng, phát triển nơng nghiệp theo hƣớng đa dạng hố, xây dựng vùng công nghiệp, tái tạo bảo vệ khoanh nuôi rừng khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, lấy khai thác xuất làm mũi nhọn - Định hƣớng phát triển giao thông - dự báo nhu cầu vận tải: Trên sở định hƣớng quy hoạch phát triển vùng trọng điểm TP Hải Phịng đồng thời với việc hình thành xa lộ Bắc-Nam, cần thiết phải xây dựng hệ thống sở hạ tầng kỹ thuật vùng mà đặc biệt mạng lƣới giao thông vận tải Với phát triển chuỗi khu công nghiệp kéo dài dự báo năm tới nhu cầu vận tải tăng mạnh, ngồi cịn phải xét tới dự án đƣờng xuyên Á đƣợc xây dựng vào năm tiếp theo, lƣợng hàng hố thơng qua lớn - Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng: Nhƣ nội dung phân tích trên, việc xây dựng cầu qua sơng Lạch Tray có ý nghĩa to lớn mặt kinh tế, xã hội trị, văn hố du lịch, an ninh quốc phòng với TP Hải Phòng nói riêng nƣớc nói chung Việc đầu tƣ xây dựng cầu cần thiết lý sau đây: Đồng với việc xây dựng xa lộ Bắc-Nam theo chủ trƣơng nhà nƣớc phù hợp với nguyện vọng đáng nhân dân nƣớc địa phƣơng có đƣờng xa lộ qua Đảm bảo giao thơng thơng suốt tồn tuyến xa lộ Bắc-Nam SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN Thu hút bớt phƣơng tiện vận tải, giảm bớt lƣu lƣợng xe ách tắc quốc lộ mùa lũ Đáp ứng nhu cầu phát triển giao thông vận tải góp phần phát huy tốt tiềm sẵn có, phục vụ chiến lƣợc quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh tƣơng lai Việc đầu tƣ xây dựng tuyến đƣờng có cầu qua sơng Lach Tray với hệ thống đƣờng quốc lộ tỉnh lộ khác tạo nên mạng lƣới giao thông vận tải liên hoàn miền, nối khu trung tâm kinh tế, trị, cơng nghiệp, văn hố góp phần chuyển dịch cấu lao động, dân cƣ, sử dụng hết đất đai, đƣa công nghiệp lên miền núi, phát triển vốn rừng… bƣớc xây dựng kinh tế HĐH, CNH, củng cố an ninh quốc phòng tăng cƣờng hợp tác quốc tế SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN III - ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU 1- Đặc điểm địa chất: a Địa chất thuỷ văn: Địa chất thuỷ văn gồm hai nguồn nƣớc chính: Nƣớc mặt: Gồm nƣớc ao hồ, nƣớc sông Lƣợng nƣớc mặt thay đổi theo mùa, mùa mƣa nƣớc lớn, mùa khô lƣợng nƣớc giảm nƣớc mặt phong phú trữ lƣợng Nƣớc ngầm: Chủ yếu tầng cát, động thái, thành phần hoá học phụ thuộc vào điều kiện khí tƣợng thuỷ văn Kết tính toán thuỷ văn cầu nhƣ sau: - Mực nƣớc lũ thiết kế: MNCN = +2.7 m - Mực nƣớc thông thuyền: MNTT = +1.5 m - Mực nƣớc thấp nhất: MNTN = - 1.2 m - Khổ thông thuyền: B = 60 m, H = 9.0 m b Điều kiện địa chất cơng trình: Kết khoan thăm dị địa chất vị trí xây dựng cầu cho thấy cấu tạo địa tầng nhƣ sau: - Lớp 1: Cát mịn - Lớp 2: Sét lẫn sỏi - Lớp 3: Sạn cát - Lớp 3: Cát cuội sỏi Đặc điểm địa chất Hố khoan Hố khoan (Km 0+25) (Km 0+125) Hố khoan (Km0+230) Hố khoan (Km 0+330) Hố khoan (Km 0+440) Lớp 1: Cát mịn 10 8 12 Lớp 2: Sét lẫn sỏi 12 10 10 14 15 Lớp 3: Sạn cát - - - - - Lớp 3: Cát cuội sỏi - - - - SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 - THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN - Đặc điểm khí tƣợng: Khí hậu mang tính chất chung khí hậu nƣớc ta nhiệt đới gió mùa mang tính chất riêng khí hậu vùng Bắc bộ, mùa mƣa tháng tháng đến tháng năm sau cịn lại mùa khơ Nhiệt độ tăng dần từ Bắc vào Nam, tháng nóng tháng 5-7 nhiệt độ tới 400C , tháng thấp tháng vào khoảng 10.20C , nhìn chung nhiệt độ trung bình 250C IV- CÁC PHƢƠNG ÁN VƢỢT SƠNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 1- Quy trình thiết kế Quy phạm thiết kế cầu: Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN – 272-05 Bộ GTVT - Các thông số kỹ thuật Quy mô xây dựng: Cầu thiết kế cầu qua sông Tải trọng thiết kế: + Hoạt tải : Đoàn xe HL93 + Tải trọng ngƣời đi: 300 kg/m2 (3kN/m2) Khổ cầu: + 2*1.5 m Trong đó: + Phần xe chay: 9m + Phần hành: 2*1,5 = 3m Khổ thông thuyền: Sông thông thuyền sông cấp II có khổ thơng thuyền H = 9m Ltt = 60m 3- Phƣơng án kết cấu Việc lựa chọn phƣơng án kết cấu phải dựa nguyên tắc sau: Cơng trình thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thốt, phù hợp với quy mơ tuyến vận tải điều kiện địa hình, địa chất khu vực Đảm bảo an toàn cho khai thác đƣờng thuỷ sông với quy mô sông thông thuyền cấp II Dạng kết cấu phải có tính khả thi, phù hợp với trình độ thi cơng nƣớc SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN Giá thành xây dựng hợp lý Căn vào nguyên tắc có phƣơng án kết cấu sau đƣợc lựa chọn để nghiên cứu so sánh 3.1 Phƣơng án 1: Cầu dầm hộp BTCT DƢL liên tục nhịp cộng dầm dẫn, thi công theo phƣơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 33*4 +64 + 92 + 64 + 33*2 (m) Chiều dài tồn cầu tính đến đI mố: Ltc = 440 m Kết cấu phần dƣới: + Mố: Mố nhẹ BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi 3.2 Phƣơng án 2: 1.2 m Cầu dầm hộp BTCT DƢL liên tục nhịp cộng dầm dẫn, thi công theo phƣơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 33*4 +53 + 81 + 53 + 33*3 (m) Chiều dài tồn cầu tính đến đuôI mố: Ltc = 440 m Kết cấu phần dƣới: + Mố: Mố nhẹ BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m 3.3 Phƣơng án 3: Cầu dàn thép nhịp liên tục thi công theo phƣơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 83*5 (m) Chiều dài toàn cầu tính đến mố: Ltc = 435(m) + Mố: Mố nhẹ BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m + Trụ: BTCT móng cọc khoan nhồi 1.2 m SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 10 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN q3=17.14 (kg/cm) => f = 50 17.14 50 =0.037 cm < = 0.2 cm 250 127 10 225 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng 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 = qván đứng 0.5 =2227.78 0.5 = 1113.89 kg/m Sơ đồ tính: Mômen lớn nẹp ngang: ql 10 M max 1113.89 1.52 10 250 6kgm Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 W h 12 14 14cm) 392 cm3 KiÓm tra øng suÊt: M W 25060 392 63 93kg / cm2 130 kg / cm2 Dut ®é vâng: f q.l 24 128 E.J J b.h 12 qvong 12 14 12 2744 cm4 qvtc l1 1714 0.5 857 kG / m =8.57 Kg/cm SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 234 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN f q.l24 128 E.J 8.57 150 128 100000 2744 0.123 cm 150 400 0,375 cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải träng tõ nĐp ngang trun xng Ptt= q nep ngang l2 1113.89 1.5 1670 83 (kg) Sơ đồ tính toán: 12 P 50 50 14 M«men P.l M max 1670 83 1.0 278 47 Kgm Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (12 W h 12 14 6 14) cm 392 cm KiÓm tra øng suÊt: M W 27847 392 71 03 130 kg / cm2 Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong f 12 14 12 qntc l2 q.l 48.E.J 2744 cm 857 1.5 1285 5kG / m =12.855Kg/cm 12.855 100 48 100000 2744 0,00104 cm 100 400 0,25cm Kết luận: nẹp đứng đủ khả chÞu lùc SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 235 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN IV.3.1.4 TÝnh căng:S Tải tác dụng: p = 2227.78Kg/m Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng căng: S = p.c = 2227.78x1.5=3341.67 kg Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu F S R 3341.67 1900 Dùng căng 1.758 cm2 16 cã F = 2.01 cm2 IV.3.2 TÝnh ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) 750 IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn 2393 Diện tích mặt cắt trụ: F x3 3.14 x1.52 1643 25 065 m Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h đầm dùi có bán kính ảnh h-ởng R=0,75m Chiều cao bê tông đổ 4h h 4Q F 15 25 065 2.393 (m) + áp lực bê tông t-¬i h q1 2.4 0.75 10 0,75 1800 kg / m + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: SVTH: TRNH TH THY HOAN LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 236 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHÒNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN 1800 0.75 1800 1.643 400 2.393 q = 2.393 tc 1917 93(kg / m ) qtt =1.3 1917.93=2493.31 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: ván khuôn thân trụ 14x14 12x12 50 3x20 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 125 125 a Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố q = 2493.31 Kg/m có gối nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn ván ql 10 M max 2493.31 0.52 10 62.33 Kgm Chọn ván đứng có tiết diện 20 cm - W - Mômen chèng uèn: b 0.03 =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 Mô men quán tính: SVTH: TRNH TH THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 237 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN b 12 J 0.03 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 KiÓm tra c-êng ®é - => 6233 00,00015.E = = 41.55 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) KiĨm tra ®é vâng: - f qtcl 127 EJ 19.18 50 127 10 225 0.042 cm qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn - q3=19.18 (kg/cm) l 400 [f] f 50 400 0.125 cm 0.042 cm [ f ] 0.125 cm b TÝnh nĐp ngang: Lùc t¸c dơng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 2493.31 = 1246.65 Kg/m Sơ đồ tÝnh to¸n: 125 - Chän nĐp ngang kÝch th-íc 12 W 12 12 J b.h 12 - 12 cã 288 cm3 12 12 12 1728 cm Mômen uốn nẹp lớn là: M max - 125 ql2 10 1246.65 1.25 10 244.34 Kgm 24434 kgcm KiÓm tra øng suÊt: M W 24434 288 84 84 kg / cm2 130 kg / cm2 SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 238 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN Dut ®é vâng: - q.l 24 128 E.J f qvtc l1 1917 93 qvong f q.l24 128 E.J 0.5 958 96 kG / m =9.589Kg/cm 9.589 140 128 100000 1728 0.166 cm 140 400 0,35cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực c Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nĐp ngang trun xng qtt= qnepngang l2 1246 65 1.4 1745 31 (kg) Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kích th-íc 14 14 14 W 14 (cm) 457 3cm3 M«men - M max P.l 1745 31 1.0 KiÓm tra øng suÊt: 290 88 Kgm =29088 kg.cm M W 29088 457 63 130 kg / cm2 Dut ®é vâng: - f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong 14 14 12 qntc l2 3201 3cm 958 1.4 1342 46 kG / m =13.4246 Kg/cm q.l 13.4246 140 100 0,00239 cm 48.E.J 48 100000 3201 400 SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 f 0,25cm 239 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN KÕt ln: nĐp ®øng ®đ khả chịu lực d Tính căng: S = P.C Víi P = 2493.31 Kg/m vµ C = 1.4 m Cã S =2493.31 x 1.4 =3490.6 Kg DiÖn tÝch căng cần thiết F S R 3490.6 1900 1.837 cm2 16 cã f = 2.01 cm2 Chän căng IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành l-ợc áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.4T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên v¸n: qv ( ptx pd ) 1.3 0.5 (1.8 0.4) 1.3 0.5 1.43 (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: T qvtt D 1430 2010 (Kg) TÝnh toán vành l-ợc chịu lực kéo T: Kiểm tr a 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 2010 100 20 1cm Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Cã F= 12=48cm2 SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 240 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRN ANH TUN v Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân đối xứng v.1 Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng thi công kết cấu nhịp đốt đối xứng qua trụ Các đốt dầm đ-ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành sớm bê tông non nên dễ gây cố ảnh h-ởng từ biến co ngót lớn Công nghệ thi công hẫng có -u điểm sử dụng dàn giáo, thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên hình hộp, chữ nhật v.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công đúc hẫng khối đúc đỉnh trụ, tải trọng tác động lên bên cánh hẫng không đ-ợc đặt đối xứng gây ổn định, kÕt cÊu cã xu h-íng lËp quanh tim trơ theo ph-ơng dọc cầu Chính thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng suốt trình thi công d-ới tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Biện pháp thực neo tạm cánh hẫng vào thân trụ đà thi công PC bar, cốt thép c-ờng độ cao, đà đ-ợc đặt sẵn thân trụ Cần phải tính toán neo tạm sở cân mômen điểm tất lực tác dụng lên cánh hẫng Điều kiện tổng mômen giữ neo phải lớn tổng mômen lật tải trọng gây Khi thi công đốt đúc K0 trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ Các neo tạm đ-ợc cắt bỏ sau thi công hợp long Tình tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công đúc đốt hẫng cuối K11, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông -ớt K11 bên cánh hẫng bị rơi SVTH: TRNH TH THY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 241 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUN Các tải trọng đặt không cân cánh hẫng + Tải trọng xe đúc đặt bên cánh hẫng P1=600KN + Tải trọng thiết bị P2=200KN đặt đầu cánh hẫng + Tải trọng gió bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m2, với bề rộng cầu 12.5m tải trọng gió phân bố mét dài cầu 7.2KN/m Tất tải trọng tác dụng thẳng đứng cân lên cánh hẫng trụ đ-ợc quy lực đứng qua tâm trụ, tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bên cánh hẫng đ-ợc quy lực đứng mômen đặc tr-ng cho tải trọng lệch tâm Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trình thi công Bảng thành phần lực STT Các lực gây lật Tải trọng xe đúc bên cánh Kí Lực Cánh Mômen hiệu đứng tay đòn Mx Pz (KN) x(m) (KNm) P1 600 49 29400 hÉng Lùc tËp trung thiÕt bÞ P2 200 49 9800 Tải trọng gió bên cánh P3 -352.8 -24.5 8643.6 hẫng Tổng Mgây lật = Mngoại lực SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 1152.8 47843.6 47843.6 242 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN TÝnh to¸n mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng thép c-ờng độ cao với đặc tr-ng nh- sau: + Đ-ờng kính DƯL : 32 mm + Khối l-ợng danh định thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C-ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + §é d·n dµi tèi thiĨu: 5% + §é tù chïng tèi ®a: 1.5% Sè thÐp dù kiÕn ( tÝnh cộng cho phía ): nps = 24 Các phơ kiƯn kÌm theo cđa D¦L gåm cã: + Bản đệm neo thép kích th-ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu + Cót nèi D¦L Khi sư dơng thÐp DƯL cần l-u ý: + Không đựơc hàn DƯL để chạm mát hàn + Không đ-ợc va chạm mạnh vào gây nứt vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ ăn mòn + Chỉ thiết kế DƯL chịu kéo Bố trí thép DƯL: SVTH: TRNH TH THY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 243 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN MC MC A-A B-B B A Chi tiet "A" I I I I Chi tiet "B" Chi ti?t "D" Thanh DUL Ø32 1S Thanh DUL Ø32 1L Chi tiet "C" B A MC I-I 5000 1500 1000 500 10 1000 1000 11 12 1000 13 14 15 16 19 20 21 22 500 17 18 23 24 3000 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Kiểm tra khả giữ ổn định cánh hẫng DƯL + Khả chống lật DƯL đ-ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả chịu kéo DƯL 32 P d2 f 3.14 0.032 1035 10 832 ( KN ) y : khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 0.3 = 2.7 (m) + Khả chống lật : Mchống lật = 832 2.7 24 = 53913.6 (KN) > Mg©ylËt = 47843.6 (KN) => Đạt SVTH: TRNH TH THY HOAN LP: C1101 MSV: 111052 244 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN Mơc Lơc Phần i: thiết kế sơ PHẦN i: giíi thiƯu chung .-2I Nghiên cứu khả thi - I.1 Giíi thiƯu chung - I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông - 2I.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dùng cÇu -8ii: thiÕt kÕ cÇu tuyến -9II đề xuất ph-ơng ¸n cÇu .- 10 II.1 Các thông số kỹ thuật - 10 II.2 Các ph-ơng án kiến nghị - 10 PhẦN II tÝnh toán sơ khối l-ợng công tác lập tổng mức đầu t- -12III.1 Ph-ơng án cÇu liên tuc + nhịp dẫn - 12 III.2 Ph-ơng án cầu liên tơc + nhÞp dÉn - 38 III.3 Ph-ơng án cầu giàn thép …- 63 IV Tổng hợp lựa chọn Pakt …- 77 IV.1 Lùa chän ph-ơng án .…- 79IV.2 KiÕn nghÞ .…- 79 IV.3 Kinh phí xây dựng - 79 Phần iiI: thiÕt kÕ kü tht ch-¬ng I: Giíi thiƯu chung vỊ ph-ơng án thiết kế - 81 ch-ơng II: Tính chất vật liệu tải trọng thiết kế - 83Ii VËt liÖu: - 83ii.1.1 Bê tông - 83 - ii.1.2 ThÐp th-êng (A5.5.3) - 84 ii.1.3 ThÐp øng suÊt tr-íc - 84 SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRN ANH TUN ii.2 Hoạt tải thiết kế(3.6.1.2) - 85 ii.2.1 Xe t¶i thiÕt kÕ - 85 ii.2.2Xe hai trôc thiÕt kÕ - 86 ii.2.3 Tải trọng thiết kÕ .- 86 ch-ơng III: Tính toán mặt cầu - 87 iii.1 Thiết kế cấu tạo mặt cầu - 87iii.1.1 Cấu tạo mặt cầu - 87iii.1.2 CÊu t¹o líp mặt cầu .- 88iii.2 Ph-ơng pháp tính toán nội lực - 89iii.2.1 S¬ ®å tÝnh: - 89iii.2.2 TÝnh to¸n néi lùc - 90iii.2.2.1 Tính toán mút thừa - 90iii.2.2.2 TÝnh to¸n hiƯu ứng lực cho nhịp giản đơn - 94iii.3 Tỉ hỵp néi lùc - 98iii.4 Thiết kế cốt thép mặt cầu - 99iii.4 TÝnh to¸n diÖn tÝch cèt thÐp - 99iii.4 TÝnh to¸n mÊt m¸t øng suÊt tr-íc - 101iii.5 Kiểm tra tiết diện theo trạng thái giới h¹n - 108iii.5 Tr¹ng thái giới hạn sử dụng - 108iii.5 Trạng thái giới hạn c-êng ®é - 112ThiÕt KÕ kÕt cÊu DÇm Chđ - 122 iv Lựa chọn kích th-ớc tính Toán đặc tr-ng hình häc .- 122 iv.1 kÝch th-íc kÕt cấu mặt cắt ngang dầm - 122 iv.1.4 Tính toán đặc tr-ng hình học tiÕt diÖn .- 126 iv.2 Tính toán nội lực dầm - 126 iv.2 Sơ đồ chia đốt thi công kết cấu nhịp - 126iv.2 Các giai đoạn thi công kết cấu nhịp - 127iv.3 Tỉ hỵp néi lùc - 148SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SƠNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN iv.4 ThiÕt kÕ cèt thÐp - 152iv.4.1 Bê tông mác c50 - 152iv.4.2 Chän c¸p .- 153iv.4.3 Cèt thÐp th-êng - 154iv.4.4 TÝnh to¸n cèt thÐp D¦L .- 156iv.4.5 Tính đặc tr-ng hình học giai đoạn - 158iv.4.6 TÝnh mÊt m¸t øng suÊt tr-íc - 162iv.4.7 KiĨm to¸n tiÕt diƯn .- 171V TÝnh to¸n trơ cÇu - 189V.1 KÝch th-íc h×nh häc cđa trơ - 189V.2 Tải trọng tổ hợp tải trọng - 189V.3 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ - 190V.4 Tổ hợp tải trọng tác dơng lªn trơ: - 198V.4 KiĨm to¸n tiÕt diƯn trơ nguy hiĨm víi tổ hợp tải trọng .- 206V.7 Kiểm toán cọc - 209PHầN III: THIếT Kế THI CÔNG I Yêu cÇu thiÕt kÕ - 216 II Tr×nh tù thi c«ng - 216II.1 Thi c«ng trơ - 216 II.2 Thi công kết cấu nhịp .- 217 II.3 Công tác hoµn thiƯn - 218 III thi c«ng mãng - 218III.1 Công tác chuẩn bị - 219 III.2 C«ng tác khoan tạo lỗ - 220 III.3 Thi công vòng vây cäc v¸n - 222 III.4 Đào đất xói hút .- 223 III.5 Đổ bê tông bịt đáy - 223III.6 B¬m hót n-íc - 223SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052 THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG LẠCH TRAY – HẢI PHỊNG GVHD: TH.S TRẦN ANH TUẤN III.7 Thi c«ng ®µi cäc .- 230IV Thi c«ng trơ - 230 IV.1 Yêu cầu thi công - 231IV.2 Tr×nh tù thi c«ng - 231 IV.3 Tính ván khuôn trụ: .- 231 V Thi công kết cấu nhịp - 241 V.1 Nguyªn lý ph-ơng pháp thi công hẫng .- 241V.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công - 241 V.3 Tính toán thép neo khối đỉnh trụ .- 242- SVTH: TRỊNH THỊ THÙY HOAN – LỚP: CĐ1101 MSV: 111052