Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng ®å ¸n tèt nghiƯp LỜI NĨI ĐẦU Trong xu phát triển chung giới, phát triển kinh tế kèm với phát triển cở sở hạ tầng GTVT Hay nói cách khác, GTVT luôn ngành phải trước bước Đối với nước có kinh tế đà phát triển nước ta, việc phát triển sơ hạ tầng GTVT lúc hết có ý nghĩa vô to lớn Những cầu xây, tuyến đường mở khơng hồn thiện thêm mạng lưới giao thông quốc gia tạo tảng vững cho giao lưu, thông thương vùng miền mà cịn thu hút vốn đầu tư nước ngồi góp phần đẩy nhanh tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhận thức điều đó, sau năm học tập nghiên cứu chuyên ngành “Thiết kế cầu” môn “Xây dựng cầu đường” trường đại học dân lập Hải Phịng, em có kiến thức kinh nghiệm thực tế quý báu chuyên ngành thiết kế cầu đường Kết học tập qua trình năm học phần phản ánh đồ án tốt nghiệp mà em xin trình bày Để có kết ngày hơm nay, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc mơn Xây Dựng trường ĐHDL Hải Phịng, giúp đỡ em suốt năm học qua Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thấy giáo: ThS Trần Anh Tuấn trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế, đồ án em khơng tránh khỏi có sai sót Rất mong thơng cảm giúp đỡ thầy Hải Phịng, ngày 18 tháng 01 năm 2014 Sinh viên Vũ Hữu Tân SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Phần I 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 Vàm Cá nèi liỊn hai hun C vµ D thc tØnh Đồng Tháp Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Đồng Tháp Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông cách phà 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 Vàm Cỏ Các lập dự án: Căn định số 1206/2004/QD - UBND ngày 11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh Đồng Tháp việc phê duyệt quy hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 1999 - 2020 định h-ớng đến năm 2030 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND tỉnh Đồng Tháp 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 Đồng Tháp việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông Vàm Cỏ Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2001 Cục đ-ờng sông Việt Nam Phạm vi dự án: - Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2030 hai huyện C - D nói riêng tỉnh Đồng Tháp nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến ®-êng nèi hai hun C – D SV: Vị H÷u Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông: I.2.1 Hiện trạng kinh tế xà hội tỉnh Đồng Tháp: I.2.1.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp - Nông nghiệp tỉnh đà tăng với tốc độ 6% thời kỳ năm 2010 - 2013 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 -u tiên đầu t- khai thác I.2.1.2 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp - Trong năm qua, hoạt động th-ơng mại du lịch dần chuyển biến tích cực Tỉnh Đồng Tháp 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 thực phát triển trang thiết bị máy móc lạc hậu, trình độ quản lý kém, 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 để 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 2013 - 2016 8% giai đoạn 2016 - 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 - Về ng- nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào đánh bắt nuôi trồng thuỷ hải sản, đặc biệt phát triển đánh bắt xa bờ 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 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng - đồ án tốt nghiệp 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 bêtông đúc sẵn, gạch bông, lợp, khai thác cát sỏi - Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo giá trị kim ngạch vùng triệu USD năm 2010 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng 8% giai đoạn 2013 - 2016 10% giai đoạn 2016 - 2020 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 1000km, bao 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 Tuy nhiên, 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 Đồng Tháp 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 Đồng Tháp có hệ thống vấn tỉa đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.2.3.4 Đ-ờng không: - Có sân bay 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 E nèi tõ hun C qua s«ng Vàm Cỏ đến huyện D Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trọng 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 2030, việc mở rộng thị xà C tất yếu Mở rộng khu đô thị h-ớng vùng ngoại vi SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp 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: 2013 - 2016: 10% 2016 - 2020: 9% 2020 - 2030: 7% Xe m¸y: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm Theo dự báo thấp: Ô tô: 2013 - 2016: 8% 2016 - 2020: 7% 2020 - 2030: 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 bắc qua sông Vàm Cỏ nằm tuyến đ-ờng E qua hai huyện C D thuộc tỉnh Đồng Tháp Dự án đ-ợc xây dựng sở nhu cầu thực tế cầu nối giao thông tỉnh Đồng Tháp với tỉnh lân cận nút giao thông trọng yếu việc phát triển kinh tế vùng Địa hình tỉnh Đồng Tháp đặc thù l vùng đồng ven biển 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 Tỉnh Đồng Tháp 13 tỉnh vùng đồng Sông Cửu Long, nằm đầu nguồn sông Tiền Phía Bắc giáp với tỉnh Long An, phía Tây giáp víi tØnh Preyveng thc Campuchia, phÝa Nam gi¸p víi An Giang Cần Thơ Tỉnh Đồng Tháp có đ-ờng biên giới quốc gia giáp với Campuchia với chiều dài khoảng 50 km từ Hồng Ngự đến Tân Hồng, với cửa Thông Bình, Dinh Bà, Mỹ Cân Th-êng Ph-íc HƯ thèng ®-êng qc lé 30, 80, 54 với quốc lộ N1, N2 gắn kết Đồng Tháp với thành phố Hồ Chí Minh tỉnh khu vực Tính đến năm 2011, dân số toàn tỉnh Đồng Tháp đạt gần 1.673.200 ng-ời, mật độ dân số đạt 495 ng-ời/km2 Trong dân số sống thành thị đạt gần 297.200 ng-ời, dân SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp số sống nông thôn đạt 1.376.000 ng-ời Dân số nam đạt 833.700 ng-ời, nữ đạt 839.500 ng-ời Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa ph-ơng tăng 7,0% Tỉnh Đồng Tháp có 12 đơn vị hành cấp huyện, gồm thành phố, thị xà huyện Trong có thị trấn, 17 ph-ờng 119 xà - Về điều kiện tự nhiên: Địa hình Đồng Tháp t-ơng đối phẳng với độ cao phổ biÕn tõ – m so víi mỈt n-íc biển Địa hình đ-ợc chia thành vùng lớn vùng phía Bắc sông Tiền vùng phía Nam sông Tiền Đồng Tháp nằm vùng khí hậu nhiệt đới, đồng địa giới toàn tỉnh, khí hậu đ-ợc chia lµm mïa râ rƯt lµ mïa m-a vµ mùa khô Trong đó, mùa m-a th-ờng tháng đến tháng 11, mùa khô tháng 12 đến tháng năm sau Độ ẩm trung bình năm 82,5%, số nắng trung bình 6,8 giờ/ngày L-ợng m-a trung bình từ 1.170 1.520 mm, tập trung vào mùa m-a, chiếm 90 95% l-ợng m-a năm Đất đai Đồng Tháp có kết cấu mặt bền vững lại t-ơng đối thấp, nên làm mặt xậy dựng đòi hỏi kinh phí cao Đất đai tỉnh Đồng Tháp chia làm nhóm nhóm đất phù sa (chiếm 59,06% diện tích đất tự nhiên), nhóm đất phèn (chiếm 25,99% diện tích đất tự nhiên), đất xám (chiếm 8,67% diện tích đất tự nhiên), nhóm đất cát (chiếm 0,04% diện tích đất tự nhiên) Đồng Tháp tỉnh nghèo tài nguyên khoáng sản, chủ yếu có: Cát xây dựng loại, phân bố ven sông, cồn cù lao, mặt hàng chiến l-ợc tỉnh xây dựng Sét gạch ngói: Có phù sa cổ, trầm tích biển, trầm tích sông, phân bố rộng khắp địa bàn tỉnh với trữ l-ợng lớn I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh Đồng Tháp nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: - Nhiệt độ thấp nhÊt : - NhiƯt ®é cao nhÊt: 270C 120C 380C - KhÝ hËu chia lµm mïa râ rƯt, mïa m-a tháng đến tháng 11 mùa khô tháng 12 đến tháng năm sau Về gió: Chủ yếu theo h-ớng Tây Nam Đông Bắc (từ tháng đến tháng 11), có gió ch-ớng từ tháng đến tháng 4, cá biệt vào mùa m-a th-ờng có lốc SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp I.3.2.2 Thuỷ văn Mực n-ớc cao nhất: MNCN = +8.80 m Mùc n-íc thÊp nhÊt: MNTN = +3.00 m Mùc n-íc th«ng thun: MNTT = +5.60 m Khẩu độ cầu: L = 150 m Cấp sông: Sông cấp I.3.3 Điều kiện địa chÊt Theo sè liÖu thiÕt kÕ cã hè khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Hố khoan Lý trình Sét dẻo mềm sét Cát mịn Cát thô I 10 10 II 60 3.5 III 120 IV 190 TrÞ sè SPT N60 12 8 - - - 8.5 - 18 35 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Ch-ơng II: thiết kế cầu tuyến II đề xuất ph-ơng án cầu: II.1 Các thông số kỹ thuật bản: Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-êng Khỉ th«ng thun øng víi s«ng cÊp V là: B = 25m; H =3.5m Khổ cầu: B = 11 + 2x0.5 = 12m 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 Vị trí xây dựng: Vị trí xây dựng cầu A lựa chọn đoạn sông thẳng độ hẹp Chiều rộng thoát n-ớc 150 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 thi công theo ph-ơng pháp bắc cầu tổ hơp lao cầu Sơ đồ nhịp: 27+27+27+27+27+27 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 162.5 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trô: Dïng trụ thân đặc mút thừa BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m B Ph-ơng án 2: Cầu dầm thép liên hợp BTCT nhịp 27m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 27+27+27+27+27+27 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 162.5 m Kết cấu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhồi D=1m + Trụ: Dùng trụ thân đặc mút thừa,móng cọc khoan nhồi D=1m C Ph-ơng án 3: Cầu nhịp liên tục đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 45+70+45 m SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Chiều dài toàn cầu: Ltc = 160 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D= 1m + Trụ nặng thân đặc BTCT móng cọc khoan nhồi D= 1.2m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án Ph-ơng án Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ ®å (m) I 25x3.5 11 + 2x0.5 27+27+27+27+27+27 162.5 II 25x3.5 11 + 2x0.5 27+27+27+27+27+27 162.5 III 25x3.5 11 + 2x0.5 45+70+45 160.0 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 L ( m) Kết cấu nhịp Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL Cầu dầm thép BT liên hợp Cầu liên tục trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Ch-ơng Iii Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án lập tổng mức đầu tPh-ơng án 1: Cầu dầm đơn giản I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiÕt kÕ cho lµn xe K = 11 m - Tổng bề rộng cầu kể lan can: B = 11+2x0.5 = 12 m - Sơ đồ nhịp: 27+27+27+27+27+27 = 162 m (Hình vẽ : Trắc dọc cầu) - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp bán lắp ghép KÕt cÊu phÇn d-íi: a.KÝch th-íc dÇm chđ: ChiỊu cao dầm chủ 27m h = (1/15 1/20)L = (1.8 1.35) (m) chän h = 1.35(m) S-ên dÇm b = 20(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chñ d = (m), chän d = 2.4 (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình 75 7.5 7.5 15 10 115 20 15 25 60 H×nh Tiết diện dầm chủ SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình: 94.25+2.07+0.243t2- 0.243+0.108t2- 0.054t - 0.054 = 0.49t3 +2.46t2- 3.93 0.49t3 + 2.109t2 + 0.054t 99.95 = Giải ph-ơng trình bậc ta có: t = 2.87 m Để an toàn chọn: t = m Chiều dài cọc ván chọn: Lcọc ván = 0.5+8.27+3 =11.77m b 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: Hn=8270 MNTC +5.6 t = 3000 Bêtông bịt đáy 2400 -2.17 qn qd H=3370 500 CĐTN +0.7 * Tính toán ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc: Pn = áp lực đất bị động: Pb = n H1 = 1x8.27 = 8.27(T/m) ®n H1 tg2 (450 - /2) => Pd = 1.5x8.27xtg2(450 17.50) = 3.37(T/m) c Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: Tìm Mmax : Pd 3.37m B A RA RB Pn 8.27m B A RA SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 RB trang: 172 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Theo sơ đồ: MB RA MA Pn 3.37 2 ( Pd Pn ) 3.37 (8.27 3.37) Pd ) 3.37 3.37 3.37 3.37 3.37 3.37 3.37R A 3.37R B ( Pn 3.37 3.37 8.27 5.45 RB 3.37 Pd 3.37 3.37 88.13(T ) 4.04(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 3.37m Ta cã: MX RB Víi: q x (1) RB (H1 x) q (H1 H1 (H1 x) x) RA x ,q pn RA x (q qx (h x) (H1 x) (1) 3.37 8.27 11.64(T / m) pd q x2 qx ) q H1 (H1 x) x2 H1 q (H1 H1 x) x) (H1 (2) Thay số vào (2 ) ta có ph-ơng trình bËc 3: M X = 0.59x3 + 2.87x2 – 8.49x + 35.24(1) d MX dx 1.77 x 5.74x 8.49 Giải ph-ơng trình ta có: x1 = 1.1; x2 = -4.3 Chọn x = làm trị sè ®Ĩ tÝnh, ta cã: MMax= 30.05 T.m KiĨm tra: C«ng thøc: M max W yc Ru = 2000 KG/cm2 + Với cọc ván thép laxsen IV dài L = m, cã W = 2200 cm3 Do ®ã 30 105 2200 1363.6( KG / cm ) Ru = 2000 (KG/cm2) 5.5 Tính 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 SV: Vị Hữu Tân_1351050023 trang: 173 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp l1 = m: Theo chiều dọc + Tải trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tính cho 1m bề rộng, RB=11.64 T Sơ đồ tính: Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau: q l2 Mmax = 10 11.64 10 10.48 (T.m) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc: max M max W yc Ru = 2000 (Kg/cm2) M max 10.48 105 = = 524 cm3 Ru 2000 W yc Chọn nẹp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 524 cm3 5.6 TÝnh to¸n chèng: Thanh chèng chÞu nÐn bëi lùc tËp trung Lùc phân bố tam giác: q pn pd 3.37 8.27 11.64 (T) + Phản lực A lấy mômen ®iÓm B: MA RB L2 q H SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 H trang: 174 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiÖp (L2 = H = 3.37m) qH L2 RB q h H 11.64 3.37 6.54(T ) RB = B = 6.54 (T) + DuyÖt chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2xl1 = 6m (chiều dài chịu nén) I Fng Ta có: i 7080 12.34 46.6 Chän nĐp ®øng cã: I =7080 cm4 Fng = 46.5 cm2 l0 i 600 12.34 48.62 0.8 100 A Fng Víi : 48.62 100 0.8 8.8 10 0.81 46.5 233( KG / cm ) 0.81 233( KG / cm ) nen 1700( KG / cm ) Thanh chèng đạt yêu cầu Bơm hút n-ớc: Do có cọc ván thép bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trình thi công, cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc lại hố móng Dùng máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng Thi công đài cọc: - Tr-ớc thi công đài cọc cần thực công việc có tính bắt buộc nghiệm thu cọc, xem xét nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông cốt thép cọc - Tiến hành đập đầu cọc - Dän dĐp vƯ sinh hè mãng - L¾p dùng 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 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 175 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: cấu tạo trụ t3 TL 1:100 1200 120 240 240 240 240 120 200 75 75 150 25 275 275 150 870 75 200 500 75 200 100 800 500 500 100 100 300 300 800 100 300 100 300 300 100 100 100 300 100 Yêu cầu thi công: - Theo thiÕt kÕ kü tht trơ thiÕt kÕ lµ trơ 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 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 176 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp 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 q1 h = x x (m) + ¸p lùc bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ Q= 7m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0.75m 325 - áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: 400cm 3.1 Tính ván khuôn đài trụ - Đài có kích th-ớc: a b 75 Tính ván khuôn trụ: q2 Diện tích đài: x = 40 m2 Sau 4h bê tông lên cao ®-ỵc: z h 4Q F 40 0.8(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 = 400 (Kg/m ) = 0.4 (T/m ), n = 1.3 + Lực xung kích 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: SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 177 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tèt nghiÖp 1800 0.75 1800 3.25 400 tc q = qtt =1.3 2031(kg / m ) 2031=2640 (kg/m2 ) Chọn ván khuôn trụ nh- sau: 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 2.5 20 20 14 Nẹp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng Ván khuôn ®øng 20x4cm 16 16 150 16 150 3.2 TÝnh v¸n ®øng: TÝnh to¸n víi 1m bỊ réng cđa v¸n q 1m 80 0.04m Sơ đồ tính toán: 80 Mômen uốn lín nhÊt: Mmax = ql 10 2640 0.8 10 169 kg.m KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n: M max W Víi W b Ru 0.0252 = 0.000104 (m3) SV: Vị H÷u Tân_1351050023 trang: 178 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng => = đồ án tốt nghiệp 169 10 = 124.03 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000104 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra ®é vâng: 5ql f= 384EJ l 250 Trong ®ã: - E : Môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) - l - J : Chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : Mômen quán tính 1m rộng ván khuôn J b 12 0.0253 = 1.30x10-6(m4) = 130 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 20.31(kg/cm) 80 x20.31 80 => f = =0.1cm < = 0.32cm 250 384 x10 130 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng 3.3 Tính nẹp ngang: - Nẹp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng - Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang - Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván ®øng sang nÑp ngang qnÑp ngang = qtt l1 = 2640 x 0.8 = 2112 (Kg/m) Sơ đồ tính: + M«men lín nhÊt nĐp ngang: ql 10 M max 2112 1.5 10 475kgm + Chän nÑp ngang kÝch th-íc (12 14cm) W h 12 142 392cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 47500 121.2kg / cm 392 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 130kg / cm trang: 179 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp + Dut ®é vâng: f ql23 48 EJ J bh 12 12 143 12 2744cm Q_vâng = qtcxl1 = 2031x0.8 =1624 ql23 EJ 48 f 48 16.24 1503 0.0046cm x10 2744 150 250 0.6cm Kết luận: Nẹp ngang đủ khả chịu lực 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 tõ nĐp ngang trun xng Ptt = q l 3168 (kg) 2112 1.5 + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + M«men: P.l M max 3168 1.6 844.8Kgm + Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm: h W 16 162 6 682.7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 84480 123kg / cm2 130kg / cm2 682.7 + Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J J bh 12 q vong f 16 163 12 q tc q.l 48.E.J l2 5461cm 1336.8 1.5 2005.2kG / m 20.05 1603 0.00348cm 48 x10 5461 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 160 0.4cm 400 trang: 180 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp Kết luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực 3.5 Tính căng: - Lực dây căng: R = ( p + q )l2 x l1 = (200+1800)x0.8x1.5 = 2400Kg - Khoảng cách thang căng: c = 1.5m - Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu F S R 2400 1.263cm 1900 Dùng căng 14 có F = 1.54 cm2 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 v¸n: qv ( ptx (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 p d ) 1.3 0.5 - Lực xé đầu trßn: T qvtt D 1300 1950 (Kg) - Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: + Kiểm tra theo công thức: T F Rk Trong đó: F: diện tích đà giảm yếu tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ỵc Rk = 100kg/cm2 => F= b T Rk 1950 19.50cm 100 Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc: SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 4cm ,b=12cm Có F= 4x12=48cm2 trang: 181 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG ii: THI CÔNG KếT CấU NHịP I Yêu cầu chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp, nhịp dài 27m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm - Với nội dung đồ án thi công nhịp 27m, mặt cắt ngang cầu gồm dầm I chiều cao dầm H = 1.15m, khoảng cách dầm 2.4m II Tính toán sơ giá lao mút 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 giá 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 = 18m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x27 = 29.7m chän L2 = 30m - ChiÒu cao chän h1 = 4m, h2 = 6m Sơ đồ giá lao nút thõa 2m L2=30m L1=18m h2=6m 2m ? A ? h1=4m 0.3m ẹoỏi troùng C B - Trọng l-ợng giá lao nút thừa m dài = 1.25T/m - Trọng l-ợng thân trụ tính từ trái sang phải là: G1 = 0.5 T G2 = 0.6 T - Träng l-ợng thân trụ phụ đầu nút thừa : G3 = 0.5 T Khi tổ hợp giá lao cầu di chuyển từ nhịp sang nhịp khác trụ phụ giá lao cầu chuẩn bị hạ xuống mũ trụ, dầm tự hẫng Sơ đồ xác định đối trọng P nh- sau: SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 182 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ ¸n tèt nghiÖp P+G1=P+0.5(T) G2=0.6(T) q=1.25(T/m) A G3=0.5(T) C B L2 =30m L1=18m 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 = 0.5x30 + 1.25x302/2 = 578 (T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x18 + 1.25x 182/2 =18P+203 (T.m) Thay kiện vào ph-ơng trình (1) ta có: 578 0.8 x (18P + 203) P 28.86 T chän P = 29 T - Xét mômen lớn gối B: MB = 578 (T.m) - Lùc däc t¸c dơng biên: Nmax = B M max h 578 = 289 T (h = chiỊu cao dµn) *Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N F R0 1900(kg / cm ) Trong ®ã: N lực dọc biên N = 289 T : Hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh Víi = l0 / r min: l0 chiỊu dµi tÝnh toán theo hai ph-ơng làm việc = 2m 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 N 348500 = 1411.7 (KG/cm2) 0.868 284.4 Thay vào công thức: max = Vậy max R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo F = = 0.868 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 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 183 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp 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 cầu 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, cốt 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 SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 184 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp MụC LụC Phần i: thiết kế sơ Chương i: giới thiệu chung. .- I Nghiên cứu khả thi - I.1 Giíi thiƯu chung … - I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông - I.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu .- Ch-ơng ii: thiết kế cầu tuyến,,,,,- II đề xuất ph-ơng án cầu - II.1 Các thông số kỹ thuật - II.2 Các ph-ơng án kiến nghị - Ch-ơng III tính toán sơ khối l-ợng công tác lập tổng mức đầu t- -10 III.1 Ph-ơng án cầu BTCT ƯST nhịp đơn giản ,- 10 III.2 Ph-ơng án cầu dầm thép bê tông liên hợp ,- 27 III.3 Ph-ơng án cầu liên tục nhịp đúc hẫng cân - 44 Tổng hợp lựa chọn Ph-ơng án thiết kế kỹ thuật .- 61 IV.1 Lựa chọn ph-ơng án …- 61 IV.2 KiÕn nghÞ .…- 61 IV.3 Kinh phí xây dựng. - 61 - Phần ii: thiết kế kỹ thuật ch-ơng I: Tính toán mặt cầu. Error! Bookmark not defined I Xác định tĩnh t¶i .Error! Bookmark not defined II Tính nội lực mặt cầu Error! Bookmark not defined III Tính toán, bố trí cốt thép kiểm tra tiÕt diÖn Error! Bookmark not defined ch-ơng II: Tính toán dầm chủ Error! Bookmark not defined II.I TÝnh néi lùc dÇm chđ Error! Bookmark not defined SV: Vị H÷u Tân_1351050023 trang: 185 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp II.II Tính toán bố trí thép DƯL Error! Bookmark not defined II.III Tính toán đặc tr-ng h×nh häc tiÕt diƯn Error! Bookmark not defined II.IV TÝnh øng suÊt mÊt m¸t cèt thÐp D¦L Error! Bookmark not defined II.IV.1 MÊt m¸t ma s¸t Error! Bookmark not defined II.IV.2 MÊt m¸t tr-ỵt neo Error! Bookmark not defined II.IV.3 Mất mát nén đàn hồi bê tông .Error! Bookmark not defined II.IV.4 Mất mát co ngót bê tông Error! Bookmark not defined II.IV.5 MÊt m¸t từ biến bê tông Error! Bookmark not defined II.IV.5 MÊt m¸t chïng cèt thÐp .Error! Bookmark not defined II.V Kiểm toán theo trạng thái giới hạn c-ờng độ Error! Bookmark not defined iI.VI KiĨm to¸n theo trạng thái giới hạn sử dụng Error! Bookmark not defined II.VII TÝnh ®é kÕt cÊu nhÞp Error! Bookmark not defined ch-ơng IiI: Tính toán trụ cầu Error! Bookmark not defined III.I Sè liƯu tÝnh to¸n .Error! Bookmark not defined III.II TÝnh néi lùc .Error! Bookmark not defined III.III KiÓm tra tiÕt diện thân trụ theo trạng thái giới hạn Error! Bookmark not defined III.IV TÝnh to¸n mãng cäc khoan nhåi Error! Bookmark not defined PHÇN III: THIếT Kế THI CÔNG CHƯƠNG I THIếT Kế THI CÔNG TRụ .- 162 I Yêu cầu thiết kế .- 162 II Trình tự thi công - 162 III Thi c«ng mãng .- 163 Ch-ơng II THI CôNG kết cấu nhịp - 182 I Yêu cầu chung .- 182 II Tính toán sơ giá lao mút thừa - 182 III Trình tự thi công kết cấu nhÞp .- 183 - SV: Vũ Hữu Tân_1351050023 trang: 186