(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế công trình cầu thuộc sông mã nối liền 2 trung tâm kinh tế có những khu công nghiệp trọng điểm của tỉnh thanh hóa

Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa 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 Mà Nhiệm vụ em thiết kế công trình cầu thuộc sông Mà nối liền trung tâm kinh tế có khu công nghiệp trọng điểm tỉnh Thanh Hóa 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 Ths.Phạm Văn Toàn,TH.S Phạm Văn Thái, TH.S Trần Anh Tuấn, Ths.Bùi Ngọc Dung 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 thời gian có hạn, phạm vi kiến thức phục vụ làm đồ án cầu rộng, khó tránh khỏi 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 ®ã ®Ĩ sau nµy em cã thĨ hoµn thµnh tèt công việc kỹ s- cầu đ-ờng Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Sinh viên: Bùi Thế Tân GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Phần I Thiết kế sơ GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa 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 Mà lèi liỊn hai hun C vµ D thc tØnh Thanh Hóa nằm tỉnh lộ E Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Thanh Hóa 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 B Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD UBND ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh Thanh Hóa việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1999 - 2012 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2010 UBND tØnh Thanh Hãa cho phÐp Së GTVT lËp Dù án đầu t- cầu A nghiên cứu đầu t- xây dựng cầu A Căn văn số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng năm 2010 UBND tØnh Thanh Hãa 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 2008 Cục đ-ờng sông Việt Nam Phạm vi dự án: - Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2030 hai huyện C-D nói riêng tỉnh Thanh Hóa nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai hun C-D GVHD: ths.phẠM VĂN TỒN SV : BÙI THẾ TN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông : I.2.1 Hiện trạng kinh tế xà hội tỉnh Thanh Hóa 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 Thanh Hóa có tiềm du lÞch rÊt lín víi nhiỊu di tÝch, 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 2011-2017 8% giai đoạn 2018-2023 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 GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 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 2011-2016 8% giai đoạn 2017-2023 I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: I.2.3.1 Đ-ờng bộ: -Năm 2010 đ-ờng có tổng chiều dài 1700km, 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 Thanh Hóa khoảng150 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 Thanh Hóa có hệ thống vấn tỉa đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ E 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 GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 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: 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 E qua hai huyện C D thuộc tỉnh Thanh Hóa 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 Thanh Hóa 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 khí hậu: Tỉnh Quảng Bình n»m khu vùc khÝ hËu nhiƯt ®íi giã mïa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 270C GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế së - NhiƯt ®é thÊp nhÊt : 220C - NhiƯt ®é cao nhÊt: 400C 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 nhÊt MNCN = +4.7 m  Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN =-1.2 m  Mùc n-íc th«ng thun MNTT = +0.5 m Khẩu độ thoát n-ớc L = 240m  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: Hè khoan I II III IV Lý tr×nh 90 180 270 Địa chất Sét chảy dẻo 14.0 m 12 m 10.0 m 15.0 m SÐt dỴo mỊm 7.0 m 9.0 m 10.0 m 12.0 m Đá granit cứng - - - - GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 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 IV là: B = 40 m; H =6 m  Khỉ cÇu: B= 10,0 + 2x1,5 m =13.0 m  TÇn st lị thiÕt kÕ: 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/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 210 m II.3 Ph-ơng án kết cấu: Việc lựa chọn ph-ơng án kết cấu phải dựa nguyên tắc sau: 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 42 m, thi công theo ph-ơng pháp bắc cầu tổ hơp lao cầu Sơ đồ nhịp: 42+42+42+42+42+42 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 267 m GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BI TH TN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Kết cấu phần d-ới: + 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 60m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 83+83+83 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 249 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trô: Dïng trụ thân 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: 74+100+74 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 256 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Mè U BTCT, mãng cọc khoan nhồi D = 1m + Trụ đặc, BTCT trªn nỊn mãng cäc khoan nhåi D = 1m GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa 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 t- Ph-ơng án 1: Cầu dầm đơn giản I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho xe ng-ời K = 10.0 + 2x1,5=13 m - Tỉng bỊ réng cÇu kĨ lan can gờ chắn bánh : B =10.0 + 2x1,5+ 2x0,5 + 2x0.25 = 14,5 m - S¬ đồ nhịp: 42+42+42+42+42+42 m =252 m - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp bán lắp ghép Kết cấu phÇn d-íi: a.KÝch th-íc dÇm chđ: ChiỊu cao cđa dÇm chđ lµ : h = (1/15 1/20)l = (2,8 2,1) chän h = 2,0 (m) S-ên dÇm b = 25(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chủ d = (m), chän d = 2,5 (m) C¸c kÝch th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình Hình Tiết diện dầm chđ GVHD: ths.phẠM VĂN TỒN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế c¬ së q.l (9.92 1,4.hb ).7 60.76 8.575 hb 8 + M«men chèng uèn : b.h 1.hb2 hb2 W= 6 + KiÓm tra øng suÊt : M max 6.(30 32 8.575 hb ) 65 T/m2 max = W hb2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 65.hb2 51.45hb 181 92 Gi¶i ta cã: hb = 2.0 m > 1m Mmax = VËy chän chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 3.4m làm số liệu tính toán I.4.1.10 5.4 Tính toán cọc ván thép: a 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 móng: Sét chảy dẻo : 0=1.8 (T/m2); tt =150 Hệ 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: 0.5m n=5.42m mntc= +0.5m cđtn= -4.92m 0.5m t d -9.42m GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI TH TN_110713 trang: 183 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chđ ®éng: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-150/2) = 0.588 Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 150/2) = 1.7 - Trọng l-ợng đơn vị , , ®Êt d-íi mùc 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*5.42 = 14.69 (T) P2 = n* Hn*t =5.42 *t (T) - áp lực đát chđ ®éng: , P3 = Ka*n1.* 0,5*H2 P4 = (d+0.5)(t ‟ d) P5 = 0.5( t ‟ d )2 ' ' b = 0.588*1, 2* 0,5*4.52 *1 =7.42 (T) Ka n1 =( 2.9 + 0.5)( t - 2.9)x 0.588x 1.2 = 2.39( t-2.9) ( T ) Ka n1 = 0.5 ( t ‟ 2.9)x 0.588 x 1.2 = 0.35(t ‟ 2.9) (T) - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 5.42 x t x x 1.7 x 0.8 = 7.3 t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1x1.7x0.8 = 0.68 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật sÏ b»ng : P1 Hn H 2t d t d t t 2t + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 3 2 3 (1) thay c¸c sè liƯu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 26.54+11.13+1.195*t2- 10.05+0.23t2- 0.34t - 0.98=0.43t3 +6.034t2 0.43t3 + 4.609t2 + 0.34t 6.64 = Giải ph-ơng trình bậc ta có: t = 2.1 m Để an toàn chọn : t = 2.5 m Chiều dài cọc ván chän: LCäC V¸N = 5.42 + 2.2 + 0.5 = 8.42m Chọn L =8.5 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: GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 184 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 0.5m n=5.42m mntc= +0.5m c®tn= -4.92m 0.5m t=2m d -9.42m * TÝnh to¸n ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x5.42= 5.42(t/m) ¸p lực đất bị động : Pb = H1 tg2 (450 - /2) ®n => Pd = 1,5x5.42xtg2(450 ‟ 7.50) =4.79(t/m) a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: T×m Mmax : GVHD: ths.phẠM VĂN TỒN SV : BÙI TH TN_110713 trang: 185 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Theo sơ đồ : MB 5.42 R A RA MA Pn * ( Pd 5.42 RB 5.42 * 5.42 * Pn ) ( Pn 5.42 Pd ) * Pd * (4.79 5.42) 5.42 * 5.42 4.79 5.42 5.42 * * 5.42 5.42 RB 5.42 * 5.42 * 5.42 18.44(T ) * 5.42 * 5.42 9.22 (T ) Gi¶ sư vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 5.42m Ta cã: MX R B ( H Víi : q x q.( H x) ,q H1 RB ( H (1) (q q x ) x 2 x ) R A x 5.42 4.79 10.21(T / m) pn pd q q ( H H1 x ) R A x q x (h x) 2.( H x) (1) x) x2 H1 q.( H x) ( H x) H1 (2) Thay sè vµo (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 Giải ph-ơng trình ta cã: x1= 1.1 ; x2= - 4.3 Chän x = làm trị số để tính, ta có: MMax= 30.05Tm KiĨm tra: C«ng thøc : M max W yc Ru = 2000 kG/cm2 + Víi cäc v¸n thÐp laxsen IV dµi L = 8.5 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 toán nẹp ngang : Nẹp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố đều: + Các gối chống với khoảng cách chống là: l = - 3m : Theo chiỊu ngang GVHD: ths.phẠM VĂN TỒN SV : BI TH TN_110713 trang: 186 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở l1 = m : Theo chiều dọc + Tải trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tính cho 1m bề rộng RB = 9.2 T Sơ đồ tính : Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax = q.l 10 9.2 x32 10 8.28 (Tm) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : max M max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 8.28 x10 = = 414 cm3 Ru 2000 W yc Chän nÑp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 414 cm3 I.4.1.12 5.6 TÝnh to¸n chèng: Thanh chèng chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam giác: q pn pd 5.42 4.79 10.21 (T) + Phản lực A lấy mô men điểm B: MA R B L2 q H H (L2 = H =5.45m) GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BI TH TN_110713 trang: 187 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng qH H L2 RB q.h 2*3 đồ án tốt nghiệp Phần 1: ThiÕt kÕ c¬ së 10 21 * 5.42 2*3 9.2(T ) RB= B = 8.8 (T) + DuyÖt chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nén) I Fng Ta có: i 7080 46,5 12,34 Chän nĐp ®øng cã: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 48 62 0,8 100 A Fng Víi : 0,8 9.2 *10 0.81 * 46.5 244 (kG / cm ) 48 62 100 0,81 244 (kG / cm ) nen 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 ®Çu cäc - Dän dĐp vƯ sinh hè mãng - 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 GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: 188 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: Yêu 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 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: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: 189 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa 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 = 11x 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 Q= 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: 11 x = 55 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z h 4Q F 40 55 2.9(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-ơi: q1 = 219 (Kg/m ) = 0.219 (T/m ) ,n = 1.3 + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nªn 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: GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 190 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 1800 0.75 1800 2.45 219 tc 1490 25(kg / m ) q = qtt =1.3 149.25 =1937.325 (kg/m2 ) Chọn ván khuôn trụ nh- sau: 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 20 20 14 Nẹp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng Ván khuôn ®øng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.4.3 3.2 TÝnh ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: q P Mômen uốn lớn nhất: ql Mmax= 10 1937 325 0.8 10 123 kgm KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n : M max W Ru GVHD: ths.phẠM VĂN TỒN SV : BI TH TN_110713 trang: 191 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Với b W = Phần 1: Thiết kế sở 0.03 =0,00015 (m3) 6 => đồ án tốt nghiệp 139 10 = 92.67 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.00015 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra ®é : f= 5ql 384 EJ l 250 Trong : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn b 12 J 0.03 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) => f = 80 x18 80 =0.235cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu vỊ ®é I.4.4 3.3 TÝnh nĐp ngang: - NĐp 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 nÑp ngang qnÑp ngang = qtt l1 = 1937.325x 0.8 = 1549.86 (Kg/m) Sơ đồ tính: q GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: 192 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở + Mômen lín nhÊt nĐp ngang: ql 10 M max 1549 86 1.5 10 + Chän nÑp ngang kÝch th-íc (12 h W 12 12 348 71kgm 12cm) 288 cm3 + KiÓm tra øng suÊt: M W 34871 288 121kg / cm 130 kg / cm + Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 1728 cm4 q tc l1 1490 25 0.8 1192 2kG / m qvong f 12 12 12 q.l23 48 E.J 11.922 150 48 x10 1728 0,0053 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 1549.86 1.5 2324.79 (kg) + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + M«men: P.l M max 2324 79 1.6 620 Kgm + Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm: W h 16 16 682 7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 62000 682 90 81kg / cm 130 kg / cm GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 193 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế së + Dut ®é vâng: q.l f 48.E.J b.h 16 16 J 5461cm 12 12 tc qvong q xl2 1192 x1.5 1788 3kG / m q.l 17.88 160 160 0,00313 cm 0,4cm 48.E.J 48 x10 5461 400 KÕt luËn : nÑp 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 f - Khoảng cách thang căng: c = 1.5m - Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu S R F 2400 1900 Dùng căng 1.263 cm 14 có F = 1.54 cm2 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 pd ) 1.3 0.5 - Lực xé đầu tròn : (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 qvtt D T 1300 1950 (Kg) - Tính toán vành l-ợc chịu lùc kÐo T: + KiĨm tra 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 100 19 50 cm Tõ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 3cm ,b=12cm Cã F= 3x12=36cm2 GVHD: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI TH TN_110713 trang: 194 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở CHƯƠNG : THI CÔNG KếT CấU NHịP I.5 I Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp :(6*42)m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 42m , mặt cắt ngang cầu gồm dầm I chiều cao dầm H = 2m, khoảng cách dầm S = 2.4m I.6 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 LdÇm = 28 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x42 = 46.2m chän L2 = 46 m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m S¬ ®å gi¸ lao nót thõa ®èi träng X e lao dầm - 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 - Trọng 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 GVHD: ths.phM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 195 Tr-êng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao nút thõa quay quanh ®iĨm B: Ta cã M1 ≤ 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x42 + 1.25x422/2 = 1123.5(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x28 + 1.25x 282/2 =28P+504(T.m) Thay kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 1123.5 ≤ 0.8 x (28P + 504) P 32.16 T chän P = 33 T - XÐt m«men lín nhÊt t¹i gèi B : MB = 1123.5 (T.m) - Lực dọc tác dụng biên : B M max h Nmax = 1123 = 561.75 T (h=2 chiều cao dàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm ) Trong : N lực dọc biªn N = 348.5 T : hƯ sè 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 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 = 0.868 N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868 * 284 ,4 Thay vào công thức : max = Vậy max R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.7 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) GVHD: ths.phM VN TON SV : BI TH TN_110713 trang: 196 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở - 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: ths.phẠM VĂN TOÀN SV : BÙI THẾ TÂN_110713 trang: 197