(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế cầu qua sông văn úc tiên lãng hải phòng

Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ 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 Nhiệm vụ em thiết kế công trình cầu thuộc sông Văn úc nối liền trung tâm kinh tế có khu công nghiệp trọng điểm tỉnh Hải Phòng 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 TH.S Trần Anh Tuấn,TH.S Phạm Văn Toàn,TH.S 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, vë Nh-ng thêi gian cã h¹n, ph¹m vi kiÕn thức phục vụ làm đồ án cầu rộng, khó tránh khỏi nhữnh 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 để sau em hoàn thành tốt công việc kỹ s- cầu đ-ờng Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, Ngày Tháng Năm 2014 Sinh Viên Nguyễn Xuân Hoàng trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Tr-ờng đại học dân lập hải phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: ThiÕt kÕ cá së CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIM V N TT NGHIP Họ tên sinh viên : Nguyễn Xuân Hoàng Lp XD1301C i hc Dân lập Hải Phòng Mà sinh viên : 1351050015 Ngnh : Cầu đường Đầu đề thiết kế : Thiết k cu qua sông Văn úc - Tiên LÃng - Hải Phòng Các s liu ban u thit k - Mt ct sông,mt ct a cht , s liu v thu - Khẩu độ thoát nc l = 165 m ; Khổ cầu :B = 9+2*0,5 = 10 m - Tải trọng thiết kế : Hoạt tải thiết kế : HL93 - Tiªu chuẩn thiết kế : 22TCN 272-05 Bộ GTVT 3.Mặt cắt ngang s«ng : 8.00 6.20 4.00 3.64 CĐT 8.50 N CL 12 16 14 15 Lẻ 2.00 3.25 4.8 6.70 8.20 16 18 24 23 19 4.Số liệu thuỷ văn : MNCN : +9,8m ; MNTN : +5,00 m; MNTT : +7,0 m ; Nhịp th«ng thuyền : LTT = 25 m ; Chiều cao th«ng thuyền : H TT = 3,5 m ;Cấp s«ng : Cấp V 5.Số liệu địa cht : H khoan Lý trình I Cát pha sét I Km 0+20 3.0 II Km 0+70 4.0 III Km 0+130 4.0 IV Km 0+170 2.5 TrÞ sè SPT N60 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng II III I V Cát mịn chặt vừa Cát pha sét Cát thô lẫn sỏi đồ án tèt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së 6.0 7.0 9.0 5.0 18 9.0 10.0 11.0 9.0 Rất dày Rất dày Rất dày Rất dày 36 Néi dung thuyết minh tính toán: 6.1/ Thit k c s 25 % 6.2/ Thiết kế kỷ thuật phương ¸n chọn : 60 % 6.3/ Thiết kế thi c«ng 15 % Nội dung tÝnh to¸n thể tập thuyết minh giấy A4 10 đến 12 vẽ A1 Thi gian làm án: - Ngy giao ¸n : 15/10/2013 - Ngày hoàn thành: 19/01/ 2014 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở - Phần I Thiết kế sơ trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở Ch-ơng I: giới thiệu chung giới thiệu chung I.Nghiên cứu khả thi Giới thiệu chung: *Cầu A cầu bắc qua sông Văn úc lối liền hai huyện Tiên LÃng An LÃo thuộc tỉnh Hải Phòng nằm tỉnh lộ X Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện Tiên LÃng An LÃo, 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 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 Phạm vi dự án: *Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 hai huyện Tiên LÃng-An LÃo nói riêng tỉnh Hải Phòng nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện Tiên LÃng-An LÃo Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông Hiện trạng kinh tế xà hội tỉnh Hải Phòng 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 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở -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 Định h-ớng phát triển ngành kinh tế chủ yếu 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 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 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: 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 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 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở Đ-ờng sắt: - Hiện tỉnh Hải Phòng có hệ thống vấn tải đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua Đ-ờng không: - Có sân bay V nh-ng s©n bay nhá, thùc hiƯn mét sè chun bay néi địa Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ X nối từ huyện Tiên LÃng qua sôngVăn úc đến huyện An LÃo Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng tỉnh Tuy nhiên tuyến lại qua trung tâm thị xà điều không hợp lý Do quy hoạch nắn đoạn qua thị xà C theo vành đai thị xà 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 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 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu: 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 ®i qua thuéc vïng ®ång b»ng, lµ khu vùc ®-êng 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 Điều kiện khí hậu thuỷ văn Khí t-ợng trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së VỊ khÝ hËu: TØnh 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 - Nhiệt độ thấp : 120 - Nhiệt độ cao nhất: 380 Khí hậu chia làm mùa rõ rệt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12 Về gió: Về mùa chịu ảnh h-ởng trực tiếp gió Tây Nam hanh khô Mùa đông chịu ảnh h-ởng gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a rét I.1.1.1 Thuỷ văn Mực n-ớc cao nhÊt MNCN = +9.8 m  Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = +5 m  Mùc n-íc th«ng thun MNTT = +7 m L = 160m  KhÈu ®é thoát n-ớc L-u l-ợng Q , L-u tốc v = 1.52m3/s I.1.2 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có hố khoan với đặc điểm địa chÊt nh- sau: I II III Hố khoan Lý tr×nh Km 0+20 I II III IV C¸t pha sÐt C¸t mịn chặt vừa Cát pha sét Cát thô lẫn sỏi Km 0+70 3.0 6.0 9.0 Rất dày Km 0+130 4.0 7.0 10.0 Rất dày IV Km 0+170 4.0 9.0 11.0 Rất dày TrÞ sè SPT N60 2.5 5.0 9.0 Rất dy trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ 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 V là: B = 25m; H =3,5m  Khỉ cÇu: B= 9,0 + 2x0,5  TÇn st lị thiÕt kÕ: 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 165 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 s«ng víi quy m« s«ng th«ng thun cÊp 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 30 m, thi công theo ph-ơng pháp lao lắp dầm tổ hợp giá lao cầu Sơ đồ nhịp: 30+30+30+30+30+30 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 200 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trô: Dïng trô thân đặc mút thừa BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m B Ph-ơng án 2: Cầu dầm thép nhịp đơn giản nhịp 30 m thi công theo ph-ơng pháp kéo dọc tời cáp Sơ đồ nhịp: 30+30+30+30+30+30 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 200 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trơ: Dïng trơ th©n ®Ỉc mót thõa,mãng cäc khoan nhåi D=1m trang: Tr-êng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ ¸n tèt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së C Ph-ơng án 3: Cầu giàn thép nhịp 60m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 60+60+60 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 200 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Mè U BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi D=1m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ đồ (m) I 25*3.5 9.0+2*0.5 30+30+30+30+30+30 180 Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL II 25*3.5 9.0+2*0.5 30+30+30+30+30+30 180 CÇu dÇm thÐp III 25*3.5 9.0+2*0.5 60+60+60 180 Cầu giàn thép L ( m) Kết cấu nhịp trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở 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 - 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.2.2 3.1 Tính ván khuôn đài trụ - §µi cã kÝch th-íc : a b h = 8.2x x (m) - áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m 75 + 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 215 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z 290cm Diện tích đài: 8.2 x = 41 m2 trang: 190 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng h 4Q F 40 41 đồ ¸n tèt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së 3.9(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-¬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 2.15 400 3.9 tc 1967.24( kg / m ) q= 3.9 qtt =1.3 1967.24=2557.4 (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 đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.2.3 3.2 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván trang: 191 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở q 1m 80 0.04m Sơ đồ tính toán: 80 Mômen uốn lớn nhất: Mmax= ql 10 2557.4 0.82 10 163.674 kgm KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n : M max W Víi W => b = Ru 0.042 =0,000267 (m3) 167.674 10 = 61.3 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực KiĨm tra ®é : f= 5ql 384EJ l 250 Trong ®ã : - E - l - J : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn J b 12 0.043 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 19.67 (kg/cm) x19.67 804 80 => f = =0.22cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng I.2.4 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 đứng sang nẹp ngang qnÑp ngang = qtt l1 = 2557.4 x 0.8 = 2045.92 (Kg/m) trang: 192 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở Sơ đồ tính: + Mômen lớn nhÊt nÑp ngang: ql 10 M max 2045.92 1.52 10 + Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 h W 12 142 460.332kgm 12cm) 392cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 46033.2 117.43kg / cm2 130kg / cm2 392 + Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 2744cm qtc l1 1967.24 0.8 1573.79kG / m qvong f 12 143 12 q.l23 48 E.J 15.74 1503 48 x104 2744 0,00448cm 150 250 0,6cm Kết luận : nẹp ngang đủ khả chịu lực I.2.5 3.4 Tính nẹp đứng: - Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp t¶i träng tõ nĐp ngang trun xng Ptt= q l2 2045.92 1.5 3068.88 (kg) + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + M«men: M max P.l 3068.88 1.6 818.368Kgm trang: 193 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở + Chọn nẹp đứng kÝch th-íc (16x16) cm: W h 16 162 6 682.7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 81836.8 119.87kg / cm2 130kg / cm2 682.7 + DuyÖt ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 16 163 12 qtc xl2 qvong q.l 48.E.J f 5461cm 1967.24 x1.5 2950.86kG / m 29.5 1603 160 0,00397cm 48 x10 5461 400 0, 4cm KÕt luận : nẹp đứng đủ khả chịu lực I.2.6 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 S R F 2400 1.263cm 1900 Dùng căng 14 có F = 1.54 cm2 I.2.7 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 (1.8 0.2) 1.5 0.5 1500 Kg/m2 - Lực xé đầu tròn : T qvtt D 1500 2250 (Kg) - Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: + Kiểm tra theo công thức: T F Rk Trong đó: trang: 194 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së F: diƯn tÝch 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 2250 100 22.5cm2 Tõ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 4x12=48cm2 I.3 trang: 195 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở I.4 CHƯƠNG : THI CÔNG KếT CấU NHịP I.5 I Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp :(6*30)m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 30m , mặt cắt ngang cầu gồm dầm T chiều cao dầm H = 1.6m, khoảng cách dầm S = 2m I.6 II Tính toán sơ giá lao nút thừa: Các tổ hợp tải trọng đ-ợc tÝnh to¸n xem xÐt tíi cho gi¸ lao nót 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 = 20.0 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x30 = 33m chän L2 = 33 m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa L2=33m L1=20m ®èi träng 2m X e lao dÇm ? 2m ? h1=4m 0.3 A h2=6m B C - Trọng l-ợng giá lao nút thừa m dài = 1.25T/m - Trọng l-ợng thân trụ tính từ trái sang phảI lµ : 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 Khi dầm tự hẫng Sơ đồ xác định đối trọng P nh- sau: trang: 196 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng P+G1=P+0,5(T) Phần 1: Thiết kế cỏ sở G2=0,6(T) q=1,25(T/m) A đồ ¸n tèt nghiÖp G3=0,5(T) C B L2 =33m L1=20m 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 = 0.5x33 + 1.25x332/2 = 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 trình (1) ta có : 697 ≤ 0.8 x (20P + 260) P 30.56 T chän P = 31 T - XÐt m«men lín nhÊt t¹i gèi B : MB = 697 (T.m) - Lực dọc tác dụng biên : Nmax = B M max h 697 = 348.5 T (h=2 chiều cao dàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong : N lực dọc biªn N = 348.5 T : hƯ sè n däc phụ thuộc vào độ mảnh với = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn ®-ỵc gÐp tõ thÐp gãc (250x160x18) (M201) DiƯn 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 trang: 197 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Thay vào công thức : Vậy max max = đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868* 284,4 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) - 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 thứ tự từ vào - 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 trang: 198 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ ¸n tèt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp Phần I Thiết kế sơ Chương : Giới thiệu chung Giới thiệu chung Đặc điểm kinh tế xã hội mạng lưới giao thong 2.1 Hiện trạng kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ 2.2 Định hướng phát triển ngành kinh tế chủ yếu 2.3 Đặc điểm mạng lưới giao thông 2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng 2.5 Các quy hoạch khác có lien quan Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu 3.1 Vị trí địa lí 3.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 3.3 Điều kiện địa chất 4 Chương : Thiết kế cầu tuyến Các thơng số kỹ thuật Vị trí xây dựng Phương án kết cấu 8 8 Chương : Tính tốn sơ phương án lập tổng mức đầu tư Phương án : Cầu dầm đơn giản I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp Kết cấu phần Kết cấu mố, trụ cầu II Tính tốn sơ khối lượng phương án kết cấu nhịp Tính tải trọng tác dụng Chọn kích thước sơ kết cấu phần Tính tốn số lượng cọc móng mố trụ cầu Khối lượng đất đắp hai đầu cầu Khối lượng kết cấu khác Dự kiến phương án thi công Tổng mức đầu tư phương án I 10 10 10 10 11 12 12 14 18 22 22 23 25 5 5 6 trang: 199 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiƯp PhÇn 1: ThiÕt kÕ cá së Phương án : Cầu dầm BTCT liên tục đúc hẫng cân I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp Kết cấu phần Kết cấu phần II Chọn sơ kích thước cầu Kết cấu phần Kết cấu phần III Tính tốn sơ kết cấu nhịp Kết cấu nhịp liên tục Chiều dài đáy dầm vị trí cách trụ khoảng Lx Tính khối lượng khối đúc IV Tính tốn khối lượng móng mố trụ cầu Móng mố M1, M2 Xác định trụ T2 Xác định sức chịu tải cọc V Khối lượng đất đắp đầu cầu VI Khối lượng kết cấu khác VII Biện pháp thi công Thi công mố trụ Thi công trụ Thi công kết cấu nhịp Tổng mức đầu tư phương án II 26 26 26 26 27 27 27 28 28 30 31 33 33 35 37 39 39 39 39 40 41 42 Phương án : Cầu giàn thép I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp Cấu tạo hệ mặt cầu Xác định tĩnh tải Tính hệ số phân phối ngang dầm chủ IV Tính tốn khối lượng móng mố trụ cầu Móng mố M1, M2 Xác định trụ T2 Xác định sức chịu tải cọc Tổng mức đầu tư phương án III 43 43 44 44 46 47 47 53 57 60 Chương : Lựa chọn phương án kết cấu cầu 61 Phần II Thiết kế kĩ thuật Chương : Tính tốn mặt cầu trang: 200 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ sở I Xác định nội lực mặt cầu Xác đinh chiều rộng cánh hữu hiệu Xác định tĩnh tải cho 1mm chiều rộng Tính nội lực mặt cầu Tổ hợp tải trọng Tính cốt thép kiểm tra Chương : Tính tốn dầm chủ I Tính nội lực Tĩnh tải cho dầm II Tính hệ số phân phối mơmen lực cắt Tính đặc trưng hình học tiết diện dầm chủ Tính hệ số phân phối mơmen Tính hệ số phân phối lực cắt Nội lực hoạt tải Bảng tổng hợp nội lực hoạt tải Tổ hợp nội lực theo TTGH III Tính bố trí cốt thép DUL Tính cốt thép Bố trí uốn cốt chủ 2.1 Đặc trưng hình học tiết diện 2.2 Tính tốn chiều dài bó cáp IV Tính ứng suất mát Mất mát ma sát Mất mát trượt neo Mất mát nén đàn hồi bêtông Mất mát từ biến Mất mát trùng cốt thép Tổng hợp ứng suất mát V Kiểm toán theo TTGH cường độ 1 Kiểm tra sức kháng uốn Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu Kiểm tra sức kháng cắt tiết diện VI Kiểm toán theo TTGH sử dụng Kiểm tra ứng suất mặt cắt L/2 Kiểm tra ứng suất mặt cắt gối VII Tính độ võng kết cấu nhịp Kiểm tra độ võng hoạt tải Tính độ võng tĩnh tải, lực căng trước độ vồng MC L/2 65 65 66 67 71 72 77 77 79 79 80 82 83 93 94 95 95 96 97 99 102 102 108 108 110 110 110 111 111 112 112 113 117 117 118 118 118 120 trang: 201 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng Chng : Tớnh tốn trụ cầu Vị trí cao độ Các lớp địa chất Tải trọng tác dụng Hoạt tải thẳng đứng Lực hãm xe Lực gió Tải trọng nước Lực ma sát II Tính nội lực Theo phương dọc cầu Theo phương ngang cầu Bảng tổng hợp nội lực III Kiểm tra tiết diện thân trụ theo TTGH Kiểm tra sức kháng tiết diện trụ mặt cắt II-II Kiểm tra ứng suất mặt cắt II-II Giả thiết cốt thép trụ Quy đổi tiết diện tính tốn Kiểm tra sức kháng uốn theo phương MC II-II Tính tốn mũ trụ IV Tính tốn móng cọc khoan nhồi Xác định sức chịu tải cọc Tính tốn nội lực lên cọc múng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cỏ së 122 122 124 126 127 129 130 130 130 131 133 133 133 134 134 135 135 137 139 140 142 Phần III Thiết kế thi công Chương : Thiết kế thi công trụ I Yêu cầu thiết kế II Trình tự thi cơng III Thi cơng móng Công tác chuẩn bị Công tác khoan tạo lỗ Thi cơng vịng vây cọc ván thép Cơng tác đào đất xói hút Đổ bê tong bịt đáy Bơm hút nước Thi công đài cọc IV Thi công trụ Yêu cầu thi cơng Trình tự thi cơng 145 145 146 147 147 149 149 149 157 157 158 159 159 trang: 202 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cá së Tính ván khn trụ Chương : Thi cơng kết cấu nhịp I u cầuchung II Tính toán sơ giá lao mút thừa Xác định thong số giá lao mút thừa Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao mút thừa quay quanh điểm B III Trình tự thi công kết cấu nhịp 159 164 164 164 165 165 trang: 203 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cá së trang: 204