Thiết kế cầu và tuyến

Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng 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 chảy lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Yên Bái nằm tỉnh lộ E Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Yên Bái 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 Chảy Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD UBND ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh E việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh E giai đoạn 1999 - 2010 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND tØnh E cho phÐp Së GTVT lËp Dù ¸n 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 E việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông Chảy 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 C-D nói riêng tỉnh Yên Bái nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng 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 Yên Bái : 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 Yên Bái 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 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 SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp 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 2006-2010 8% giai đoạn 2011-2020 I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: I.2.3.1 Đ-ờng bộ: -Năm 2000 đ-ờng có tổng chiều dài 1000km, có gồm đ-ờng nhựa chiếm 45%, đ-ờng đá đỏ chiếm 35%, lại ®-êng ®Êt 20% C¸c hun tØnh ®· cã ®-êng 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 Yên Bái 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 Yên Bái có hệ thống vấn tỉa đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.2.3.4 Đ-ờng không: - Có sân bay V nh-ng sân bay nhỏ, thực số chuyến bay nội địa SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ E nối từ huyện C qua sông đến huyện D Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng tỉnh Tuy nhiên tuyến lại qua trung tâm thị xà C điều không hợp lý Do quy hoạch nắn đoạn qua thị xà C theo vành đai thị xà I.2.5 Các quy hoạch khác có liên quan: -Trong định h-ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng thị xà 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 nằm tuyến E qua hai huyện C D thuộc tỉnh Yên Bái 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 Yên Bái 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- SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Lòng sông vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, t-ợng xói lở lòng sông Thnh phố Yên Bái l thnh phố thuộc tỉnh lỵ, trung tâm trị, kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật an ninh- quốc phòng tỉnh Yên Bái ; thnh phố Yên Bái nằm vị trí gần trung độ - Phía Bắc giáp huyện Sơn Tịnh,Nam giáp huyện T- Nghĩa Số liệu đ-ợc tính đến cuối năm 2004 Dân số l 133.843 ng-ời, mật đô dân c- nội thành 10677 ng-ời /Km2 Thành phố Yên Bái có 10 đơn vị hành chính,08 ph-ờng,2 xà - Về điều kiện tự nhiên: Diện tích tự nhiên 37,12 Km2.Thành phố Yên Bái nằm ven sông Trà Khúc, địa hình bẵng phẳng, tròng vùng nội thị có núi Thiên Bút,núi Ông,sông Trà khúc, sông Bàu Giang tạo nên môi tr-ờng sinh thái tốt,cảnh quan đẹp,mực n-ớc ngầm cao, địa chất ổn định.Nhiệt độ trung bình hàng năm 270C, l-ợng m-a trung bình 2.000 mm, tổng nắng 2.000-2.200 giờ/năm, độ ẩm t-ơng đối trung bình troang năm khoảng 85%,thuộc chế độ gió mùa thịnh hành: Mùa hạ gió Đông Nam, mùa Đông gió Đông Bắc I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh hoá nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 270 120 - NhiƯt ®é thÊp nhÊt : - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm mïa rõ rệt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12 SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp 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-íc cao nhÊt MNCN = +12.7 m  Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = +2.5 m  Mùc n-íc th«ng thuyền MNTT = +5.5 m Khẩu độ thoát n-ớc L = 200m  L-u l-ỵng Q , L-u tốc 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: Hố khoan Lý trình Địa chÊt SV I Cuéi sái sạn sét pha cát sét dẻo cứng đá vôi : §inh ViÖt Hïng _110519 10 - II 80 4.5 14 - III 160 4.5 12 - IV 240 12 13 - trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng 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-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp V là: B = 25m; H =3,5m  Khỉ cÇu: B= 8,0 + 2x1.5 +2x0.25 + 2x0,5m =12.5m  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 200 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: 37+37+42+42+37+37 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 232.25 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + 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 33m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 33+33+33+33+33+33+33 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 231.3 m SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiƯp  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 gian thép Sơ đồ nhịp: 58+58+58+58 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 232.25 m  KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D= 1m + Trô đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi D= 1m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án Thông P.An thun (m) Khỉ cÇu (m) I 25*3.5 8.0+2*1.5 II 25*3.5 8.0+2*1.5 III 25*3.5 8.0+2*1.5 SV Sơ đồ (m) 37+37+42+42+37+ 37 33+33+33+33+33+ 33+33 58+58+58+58 : §inh ViƯt Hïng _110519 L(m) KÕt cấu nhịp Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL Cầu dầm thép 231.4 BT liên hợp Cầu dầm liên 232.25 tục+nhịp dẫn 232.35 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng 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 thiết kế cho xe ng-ời K = 8.0 + 2*1.5=11 m - Tổng bề rộng cầu kể lan can gờ chắn bánh : B =8.0 + 2*1.5+ 2x0,5 + 2*0.25 = 12.5 m - Sơ đồ nhịp: 37+37+42+42+37+37=232.25 m (Hình vẽ : Trắc dọc cầu ) - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp lắp ghép Kết cÊu phÇn d-íi: a.KÝch th-íc dÇm chđ:ChiỊu cao cđa dÇm chđ 42m lµ h = (1/15 1/20)l = (2.8 2.1) (m) chän h = 2.2(m) S-ên dÇm b = 20(cm) Chiều cao dầm 37m h = (1/15 1/20)l = (2.5 1.85) (m) chän h = 2.2(m) S-ên dÇm b = 20(cm Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chñ d = (m), chän d = 2.5 (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình 25 25 10 Hình Tiết diện dầm chủ SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp b.Kích th-íc dÇm ngang : ChiỊu cao hn = 2/3h = 1,5(m).[1.3]m -Trên nhịp 42 m bố trí dầm ngang c¸ch m - ChiỊu réng s-ên bn = 12 16cm (20cm), chän bn = 20(cm) -Trªn nhịp 37 m bố trí dầm ngang cách 7.4 m Khoảng cách dầm ngang: 2,5 4m(8m) Hình Kích th-ớc dầm ngang c.Kích th-ớc mặt cắt ngang cầu: -Xác định kích th-ớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiƯm mèi quan hƯ chiỊu cao dÇm, chiỊu cao dÇm ngang, chiều dày mặt cắt ngang kết cấu nhịp, chiều dày đổ chỗ nh- hình vẽ MặT CắT NGANG CầU 1/2 mặt cắt nhịp 1/2 mặt cắt gèi 1250 800 150 35 25 i = 2% 150 50 i = 2% 25 86.5 50 150 50 250 250 250 250 - VËt liÖu dïng cho kÕt cÊu + Bê tông M300 + Cốt thép c-ờng độ cao dïng lo¹i S-31, S-32 cđa h·ng VSL-Thơy SÜ thÐp cÊu tạo dùng loại CT3 CT5 Kết cấu phần d-ới: + Trụ cầu: - Dùng loại trụ thân đặc BTCT th-ờng đổ chỗ - Bê tông M300 SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp 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: Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chủ động: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-350/2) = 0.27 Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 350/2) = 1.92 - Träng l-ợng đơn vị , , đất d-ới mực n-ớc 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*4.5 = 10.125 (T) P2 = n* Hn*t =4.5 *t (T) - áp lực đát chủ động: P3 = Ka*n1.* 0,5*H2 SV , = 0.27*1, 2* 0,5*3.52 *1 =1.458 (T) : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 155 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng ' b P4 = (d+0.5)(t – d) P5 = 0.5( t – d )2 ' đồ án tốt nghiệp Ka n1 =( + 0.5)( t – 1)x 0.27x 1.2 = 0.486( t-1) ( T ) Ka n1 = 0.5 ( t – 1)x 0.27 x 1.2 = 0.162(t – 1) (T) - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 4.5 x t x x 1.92 x 0.8 = 8.371 t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1x1.92x0.8 = 0.768 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : Hn H 2t d t t 2t t d + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 3 2 3 P1 (1) thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 26.977+1.458+0.364*t2- 0.364+0.108t2- 0.054t - 0.054=3.237t3 +4.185t2- 6.442 3.237t3 + 3.713t2 + 0.054 - 34.458 = 0.43t3 + 2.742t2 + 0.141t – 6.442 = Giải ph-ơng trình bậc ta có: t = 1.87 m Để an toàn chọn : t = m Chiều dài cọc ván chọn: LCọC VáN = 0.5+4.5+5.5+(2-1)=11.5m 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: SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 156 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp * TÝnh to¸n ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x4.5= 4.5(t/m) ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng : Pb = H1 tg2 (450 - /2) ®n => Pd = 1,5x4.5xtg2(450 – 17.50) =4.25(t/m) SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 157 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: Tìm Mmax : Theo sơ đồ : MB 4.5 R A RA MA ( Pd 4.5RB RB Pn * 4.5 * 4.5 * Pn ) ( Pn 4.5 Pd ) * Pd * 4.5 * 4.5 * (4.25 4.5) 4.5 17.6(T ) 4.5 * 4.5 * 4.5 4.25 4.5 4.5 * 4.5 * * 4.5 5.45 8.81(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 4.5m Ta cã: MX R B ( H Víi : q x (1) (q q x ) x x ) R A x 2 q.( H x) ,q H1 RB ( H x ) R A x pn q pd q x (h x) 2.( H x) (1) 4.5 4.25 8.75(T / m) q ( H H1 x2 x) 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 có: x1= 1.1 ; x2= - 4.3 SV : §inh ViƯt Hïng _110519 trang: 158 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Chọn x = làm trị số để tính, ta có: MMax= 30.05Tm KiĨm tra: M max W yc C«ng thøc : Ru = 2000 kG/cm2 + Víi cäc v¸n thÐp laxsen IV dµi L = 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 chiÒu ngang l1 = m : Theo chiều dọc + Tải trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tính cho 1m bề rộng RB = 8.8 T Sơ đồ tính : Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần ®óng sau : Mmax = SV q.l 10 88 x32 10 7.92 (Tm) : §inh ViƯt Hïng _110519 trang: 159 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu ®-êng ®å ¸n tèt nghiƯp Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : M max W yc max Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 7.92 x10 = = 396 cm3 Ru 2000 W yc Chän nÑp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 396 cm3 I.4.1.12 5.6 TÝnh to¸n chèng: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam gi¸c: q pn 4.5 4.25 8.75 (T) pd + Phản lực A lấy mô men điểm B: MA R B L2 q H H (L2 = H =4.5m) qH H L2 RB q.h 2*3 8.75 * 4.5 2*3 6.56 (T ) RB= B = 6.56 (T) + DuyÖt chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nén) I Fng Ta có: i 7080 46,6 12,34 Chän nĐp ®øng cã: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 0,8 100 A Fng Víi : 48 62 48 62 0,8 100 8.8 *10 0.81 * 46.5 233 (kG / cm ) nen 0,81 233 (kG / cm ) 1700 (kG / cm ) Thanh chống đạt yêu cầu Bơm hút n-ớc: SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 160 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp 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 - Dọn dẹp vệ sinh hố móng - Lắp dựng ván khuôn bố trí l-ới cốt thép - Tiến hành đổ bê tông ống đổ - Bảo dưỡng bê tông đủ fC tháo dỡ ván khuôn IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: mặt bên trụ t2 tl :1/100 tl :1/100 20 20 90 150 90 90 75 75 180 90 90 325 180 180 50 800 300 50 70 200 460 200 70 500 300 300 50 50 50 50 300 300 500 300 500 100 300 300 100 300 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 SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 161 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp - 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 q1 Tính ván khu«n trơ: b h = x x (m) - áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: 325 + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ Q= 7m3/h 400cm - Đài cã kÝch th-íc : a 75 I.4.2 3.1 TÝnh ván khuôn đài trụ Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m q2 Diện tích đài: x = 40 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: 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-¬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 10 1800 Kg / m BiĨu ®å 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 : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 162 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp 1800 0.75 1800 3.25 400 tc q= qtt =1.3 2031 (kg / m ) 2031=2640 (kg/m2 ) Chän v¸n khuôn trụ nh- sau: 80 16 80 16 Nẹp đứng 16x16cm 2.520 20 14 NÑp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.4.3 3.2 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lín nhÊt: Mmax= ql 10 2640 0.8 10 169 kgm KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa ván : SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 163 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng M max W Víi => Ru b W 0.025 =0.000104 (m3) 6 = đồ án tốt nghiÖp 169 10 = 124.03 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000104 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực KiĨm tra ®é : f= 5ql 384 EJ 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 b 12 J 0.025 = 1.30*10-6(m4) = 130 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 20.31(kg/cm) => f = 80 x 20 31 80 =0.1cm < = 0.32cm 250 384 x10 130 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng I.4.4 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 nÑp ngang qnÑp ngang = qtt l1 = 2640 x 0.8 = 2112 (Kg/m) Sơ đồ tính: + Mômen lín nhÊt nĐp ngang: M max ql 10 2112 1.5 10 + Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 W SV h 12 14 475 kgm 14cm) 392 cm3 : §inh ViƯt Hïng _110519 trang: 164 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp + Kiểm tra ứng suÊt: M W 47500 392 121 2kg / cm 130 kg / cm + Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 12 14 12 2744 cm Q_vong=qtcxl1=2031x0.8=1624 q.l 23 48 E.J f 16.24 150 48 x10 2744 0.0046 cm 150 250 0,6cm Kết luận : nẹp 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 träng tõ nĐp ngang trun xng Ptt= q l2 2112 1.5 3168 (kg) + Sơ đồ tính toán: + Mômen: P.l M max 3168 1.6 844 Kgm + Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm: W h 16 16 6 682 7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 84480 123kg / cm 130kg / cm 682.7 + Dut ®é vâng: SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 165 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng f q.l 48.E.J J b.h 12 16 16 12 q tc xl2 qvong 5461cm 1624 x1.5 2436kG / m q.l 48.E.J f đồ án tốt nghiệp 24.36 1603 160 0, 00348cm 48 x10 5461 400 0, 4cm Kết luận : nẹp 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 - 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 1.263 cm 14 cã F = 1.54 cm2 Dùng căng 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 (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 pd ) 1.3 0.5 - Lực xé đầu tròn : qvtt T 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-ợc Rk = 100kg/cm2 => F= b T Rk 1950 100 19 50 cm Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 4x12=48cm2 I.5 SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 166 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng I.6 CHƯƠNG I.7 I đồ án tốt nghiệp : THI CÔNG KếT CấU NHịP Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp :(7*31)m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 31m , mặt cắt ngang cÇu gåm dÇm T chiỊu cao dÇm H = 1.65m, khoảng cách dầm S = 2.3m I.8 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 = 0.8 Ldầm = 32m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x37 = 40.7m chän L2 = 41.0 m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa 32 41 - 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 Khi dầm tự hẫng Sơ đồ xác định đối trọng P nh- sau: SV : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 167 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng P+G1=P+0.5(T) đồ án tốt nghiệp G2=0.6(T) G3=0.5(T) q=1.25(T/m) A B 32 C 41 KiÓm tra điều kiện ổn định giá lao nút thừa quay quanh ®iĨm B: Ta cã M1 ≤ 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x41 + 1.25x412/2 = 1071(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x25 + 1.25x 252/2 =25P+403(T.m) Thay c¸c kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 1071 ≤ 0.8 x (25P + 403) P 37.43 T chän P = 38 T - Xét mômen lớn gèi B : MB = 1071 (T.m) - Lùc däc tác dụng biên : B M max Nmax = h 1071 = 535.5 T (h=2 chiÒu cao dàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biªn: N *F R0 1900(kg / cm ) Trong : N lực dọc biên N = 348.5 T : hƯ sè n däc phơ thuộc vào độ mảnh với SV = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m : Đinh Việt Hùng _110519 trang: 168 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thép góc (250x160x18) (M201) DiÖn tÝch : F = x 71.1= 284.4 cm2 B¸n kÝnh qu¸n tÝnh rx = 7.99, ry = 4.56 chän rmin = ry = 4.56 cm max l0 rmin Thay vào công thức : Vậy 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 max max = = 0.868 N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868 * 284 ,4 R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.9 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 SV : §inh ViÖt Hïng _110519 trang: 169