Công trình cầu phố lu –sông hồng– lào cai

Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường PHẦN I : THIẾT KẾ SƠ BỘ SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 61 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH CẦU PHỐ LU –SƠNG HỒNG– LÀO CAI I Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh Lào Cai: I.1 Vị trí địa lý trị : CÇu Phố Lu cầu bắc qua sông Hông lối liền hai hun C vµ D thc tØnh Lµo cai n»m tỉnh lộ X Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Lào Cai 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 I.2 Dân số đất đai định hướng phát triển : Cơng trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 3km nên dân cư sinh sống tăng nhiều vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng Dân cư sống nhiều nghề nghiệp đa dạng buôn bán, kinh doanh dịch vụ du lịch chủ yếu cơng nghiệp nặng cơng nghiệp hóa dầu Vùng có cửa biển đẹp, nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe phục vụ du lịch lớn Mặt khác vài năm tới nơi trở thành khu công nghiệp tận dụng vận chuyển đường thủy tiềm sẵn có II Thực trạng xu hƣớng phát triển mạng lƣới giao thông : II.1 Thực trạng giao thông : Một cầu qua sông Phố Lu xây dựng từ lâu tác động mơi trường, khơng thể đáp ứng yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày tăng Hai tuyến đường hai bên cầu nâng cấp, lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể II.2 Xu hướng phát triển : Trong chiến lược phát triển kinh tế tỉnh vấn đề đặt xây dựng sở hạ tầng vững ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông III Nhu cầu vận tải qua sông Phố Lu: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 62 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường Theo định hướng phát triển kinh tế tỉnh vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng tăng đáng kể IV Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng cầu qua sông Phố Lu : Qua quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh nhu cầu vận tải qua sông Phố Lu nên việc xây dựng cầu cần thiết Cầu đáp ứng nhu cầu giao thơng ngày cao địa phương Từ tạo điều kiện thuận lợi cho ngành kinh tế phát triển đặc biệt ngành dịch vụ du lịch Cầu Phố Lu nằm tuyến quy hoạch mạng lưới giao thơng quan trọng tỉnh Lào Cai Nó cửa ngõ, mạch máu giao thông quan trọng trung tâm thị xã vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu phát triển kinh tế, văn hóa xã hội tỉnh Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại hai khu vực, nơi giao thơng hàng hóa tỉnh đặc biệt cảng biển mở tuyến quan trọng q trình vận chuyển hàng hóa từ cảng đến vùng khác tỉnh toàn đất nước Do tầm quan trọng trên, nên việc cần thiết phải xây dựng cầu cần thiết cấp bách nằm quy hoạch phát triển kinh tế chung tỉnh V Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu : V.1 Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối phẳng thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi cơng việc tổ chức xây dựng cầu V.2 Khí hậu : Về khí hậu: Tỉnh 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 nhÊt : 120 - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm mïa râ rƯt, mïa m-a tõ tháng 10 đến tháng 12 SVTH : V Xuõn Chin – Lớp XD1301C Trang 63 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường V.3 Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn khu vực ổn định, mực nước chênh lệch hai mùa: mùa mưa mùa khô tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: 5,17m MNTT: 4,5m V.4 Địa chất : Trong trình khảo sát tiến hành khoan thăm dò địa chất xác định lớp địa chất sau: Lớp 1: Cát hạt nhỏ màu xám vàng Lớp 2: cát sét màu xám vàng dẻo Lớp 3: Sét màu xám xanh dẻo mềm Lớp 4: Sét màu xám vàng dẻo cứng Lớp 5: cát sét màu xám vàng dẻo Lớp 6: Đá Granite nứt nẻ,rắn Với địa chất khu vực trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi ma sát chống vào lớp Đá Granite nứt nẻ,rắn VI Các tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu giải pháp kết cấu : VI.1 Các tiêu kỹ thuật : - Việc tính tốn thiết kế cầu dựa tiêu kỹ thuật sau: - Tiêu chuẩn thiết kế : TCN 272-05 - Quy mơ xây dựng: vĩnh cửu - Tải trọng : đồn xe HL-93 đoàn người 300daN/m2 - Khổ cầu : B= 7,0+ 2(m) - Khẩu độ cầu : L0=166(m) - Độ dốc ngang : 2% - Sông thông thuyền cấp : IV VI.2 Giải pháp kết cấu : - Với điều kiện trình bày ta đưa giãi pháp kết cấu sau: Nguyên tắc chung: - Đảm bảo tiêu kỹ thuật duyệt - Kết cấu phải phù hợp với khả thiết bị đơn vị thi công SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 64 Đồ án tốt nghiệp - Khoa xây dựng cầu đường Ưu tiên sử dụng công nghệ tiên tiến nhằm tăng chất lượng cơng trình, tăng tính thẩm mỹ - Q trình khai thác an tồn thuận tiện kinh tế Giải pháp kết cấu cơng trình:  Kết cấu thượng bộ: Đưa giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dầm thép nhằm tạo mỹ quan cho cơng trình giảm số lượng trụ, bên cạnh đưa giải pháp giản đơn kết cấu ƯST để so sánh chọn phương án  Kết cấu hạ bộ: - Móng cọc khoan nhồi - Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng - Kết cấu trụ ta nên dùng trụ đặc VII.Đề xuất phương án sơ bộ: Từ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, vào độ cầu,… ta đề xuất loại kết cấu sau: Phƣơng án 1: Cầu thép liên hợp BTCT nhịp 44m Phƣơng án 2: Cầu giản đơn nhịp 35m Phƣơng án 3: Cầu liên tục BTCT ƯST nhịp 50+80+50m Phƣơng án 1: Cầu dầm liên hợp BTCT x 44 m Khẩu độ cầu : Khẩu độ cầu : Chiều dài toàn cầu : L = 44 + 0,01 = 176,05 (m) Khẩu độ cầu tính tốn sơ : LSB0 = 176,05 – 3.1,2 – 2.0,35= 171,75 (m) LSB L0 L0 100% 171,75 166 166 100% 3,46% 5% Vậy đạt yêu cầu  Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm nhịp: 4x44 (m) - Dầm giản đơn liên hợp BTCT có chiều cao dầm chủ 2m - Mặt cắt ngang có dầm chủ, khoảng cách dầm chủ 2,3 m SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 65 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ thoát nước =100 ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2% +Lớp phòng nước 0,4cm  Kết cấu mố trụ: - Kết cấu mố: Hai mố chữ U cải tiến BTCT có f’c=30MPa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 40m Trên tường ngực bố trí giảm tải BTCT 300 300 20cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt mặt đất sau xói 0,5m tiết diện 100 50cm - Kết cấu trụ: Tám trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c=30MPa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m Phƣơng án 2: Cầu nhịp đơn giản nhịp 35m Khẩu độ cầu : Chiều dài toàn cầu : L = 35 + 0,05 = 175,3 (m) Khẩu độ cầu tính tốn sơ : LSB0 = 175,3 – 4.1,2 – 2.0,35= 169,8 (m) LSB L0 L0 100% 169,8 166 166 100% 2,29% 5% Vậy đạt yêu cầu  Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm nhịp: x 35(m) - Dầm đơn giản BTCT ƯST thi công theo phương pháp lao dầm,bán lắp ghép - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 66 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ thoát nước =100 ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2% +Lớp phòng nước 0,4cm - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm  Kết cấu mố trụ: -Kết cấu mố: Hai mố chữ U BTCT có f’c=30MPa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m Trên tường ngực bố trí giảm tải BTCT 300 300 20cm Gia cố 1/4 mơ đất hình nón đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt mặt đất sau xói 0,5m tiết diện 100 50cm -Kết cấu trụ: Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c=30MPa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m Phƣơng án 3: cầu dầm liên tục BTCT ƢST 50+80+50m Khẩu độ cầu : Chiều dài toàn cầu : L = 50 + 75 + 50 + 0,05 = 175,1 (m) Khẩu độ cầu tính tốn sơ :LSB0 = 175,1 – 2.2 – 2.0,35= 170,4 (m) LSB L0 L0 100% 170,4 166 166 100% 2,65% 5% Vậy đạt yêu cầu  Kết cấu nhịp: - Cầu gồm nhịp dầm BTCT ƯST có f’c=50MPa dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng theo sơ đồ 50+75+50m=175m - Các lớp mặt cầu gồm : +Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2% SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 67 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường +Lớp phòng nước dày 0,4cm - Lề hành cao mặt cầu 30cm, làm BTCT có lát đá sâu - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ nước =100 ống nhựa PVC  Kết cấu mố trụ: - Kết cấu mố: Hai mố chữ U BTCT có f’c=30MPa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m Trên tường ngực bố trí giảm tải BTCT 300 300 20cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân khay đặt mặt đất sau xói 0,5m tiết diện 100 50cm - Kết cấu trụ: Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp BTCT có f’c = 30MPa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 40m SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 68 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG ÁN CẦU DẦM LIÊN HỢP BẢN BTCT NHỊP (44x4)m 2.1 BỐ TRÍ CHUNG PHƢƠNG ÁN 1: Theo phng dc cu : CáT HạT NHỏ MàU - 0XáM VàNG -3.87 CáT SéT MàU XáM VàNG,DẻO -6.87 SéT MàU XáM XANH XM VNG,DẻO MềM -15.17 -5.89 -9.99 -20.8 SéT MàU XáM VàNG,DẻO CứNG -25.18 -28.8 CáT SéT MàU XáM VàNG,DẻO lk - 03 lk - 04 -35.21 -40.1 Đá GRANITE íT NứT Nẻ,RắN CHắC lk - 01 Theo phương ngang cầu: 12000 1.BT asfan 75mm 2.T?ng phòng nu?c 4mm 3.L?p mui luy?n dày TB 35mm 4.L?p BTCT dày 200mm 650 400 500 500 BÃTÄNGNHỈÛ A CHÀÛ T HẢ T MËN DY 7cm LÅÏP PHNGNỈÅÏC DY 0,4cm 3500 3500 2000 1800 200 2000 700 1000 1200 1400 1000 2400 1400 1000 2400 1400 2400 1000 1400 2400 1000 700 1200 6500 2000 8500 2750 1000 SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C 3000 3000 1000 Trang 69 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 2.2 TÍNH TỐN KHỐI LƢỢNG SƠ BỘ CHO CÁC HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH 2.2.1 Tính tốn khối lƣợng kết cấu nhịp: - Chiều cao dầm: h ≥ 0,033L= 0,033.44 = 1,452(m) Theo 22TCN272-05: h ≥ 0,04L = 0,04.44 = 1,76(m) Theo kinh nghiệm: h = ( 1 1 : ).L = ( : ).44 = (1,76 : 2,93) m 25 20 25 20 Chọn h= 1,8 m ( h chiều cao dầm thép liên hợp với BTCT) - Bề dày vách: tw = + h = 7+3.2,0= 13 (mm) Chọn tw =14 mm - Bề rộng biên: + bf ≥ h/5 = 2000/5 = 400(mm) + bf ≥ S/20 = 2300/20 = 115(mm) + 240 ≤ bf ≤ 800(mm) Chọn bf = 400 (mm) - Bề dày biên: + tf ≥ 12 mm + tf ≤ 40 mm + tf ≥ bf 30 = 15 (mm) Chọn tf =20mm - Chọn táp: Bề rộng táp: 300 mm Chiều dày táp: 20 mm - Vì đặc điểm dầm liên hợp mà mặt cầu tham gia chịu nén với biên dầm thép mà kích thước dầm thép cho phép giảm đến mức tối thiểu, Tuy nhiên việc chọn kích thước dầm thép phải đảm bảo điều kiện ổn định dầm thép nén - Qua số đặc điểm dầm liên hợp ta chọn tiết diện dầm sau: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 70 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường Thi công bệ cọc, thân trụ: 6.1 Thi công bệ cọc: 6.1 Trình tự thi cơng: - Hố móng hút hết nước, tiến hành đập đầu cọc để lộ cốt thép uốn cốt thép theo thiết kế, làm lớp đệm đá 4x6 dày 10cm, làm lớp bêtơng đệm dày 20cm, vệ sinh hố móng - Lắp dựng cốt thép cho đài cọc - Lắp dựng ván khuôn bệ cọc - Tiến hành đổ bê tông 6.1.2 Kỹ thuật đổ bê tông: - Bêtông trộn trạm trộn vận chuyển đến vị trí đổ bêtông - Khi bêtông vận chuyển từ trạm trộn đến, cần phải kiểm tra chất lượng bêtông ( kiểm tra độ sụt ) trước cho đổ bêtông - Bêtông đổ thông qua máy bơm bêtông Chiều dày lớp đổ bê tông 30cm - Bê tơng đổ theo dải nghiêng với góc nghiêng α = 20÷25o 6.1.3 Chọn máy đầm máy trộn bêtơng: - Dùng đầm dùi có thơng số kỹ thuật sau: + Đầu cơng tác dùi: 40cm + Bán kính ảnh hưởng: R = 70cm + Bước di chuyển dùi không 1,5.R = 1,05m + Khi đầm lớp phải cắm vào lớp 10cm để bêtông liền khối - Chọn máy trộn bê tông: + Năng suất máy trộn: N = Vsx f nck Ktg Trong đó: Vsx: dung tích sản xuất thùng trộn, V = 1m3 f : hệ số xuất liệu, f = 0,7 Ktg = 0,8 : hệ số sử dụng thời gian nck = : số mẻ trộn C tck = t1 + t2 + t3 Trong đó: t1: thời gian đổ vật liệu vào thùng, t1 = 20(s) t2: thời gian trộn vật liệu, t2 = 150(s) SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 232 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường t3: thời gian đổ bê tông ra, t3 = 20(s) nck = 19 (mẻ trộn/h) N = 1.0,7.19.0,8 = 10,64 (m3/h) 6.1.4 Tính tốn ván khuôn: 6.1.4.1 Cấu tạo ván khuôn bệ trụ: - Sử dụng ván khn lắp ghép thép có chiều dày 5mm - Kích thước bệ móng: 3,6.8,2.2,0 - Các nẹp đứng ngang thép hình L75x75x5, sườn tăng cường 5x75 - Các căng thép = 10 đặt ví trí giao stc đứng stc ngang - Sơ đồ bố trí ván khuôn 200 200 200 200 I I I I 200 100 200 I II I Sơ đồ bố trí ván khn mặt trước mặt bên bệ móng 100 200 50 50 50 50 50 50 50 200 50 50 50 5x75 Ván khuôn số I ván khuôn số II 6.1.4.2 Xác định chiều cao lớp bêtông tác dụng lên ván khuôn: - Ván khuôn chịu áp lực bê tơng tươi Cường độ áp lực thay đổi phạm vi lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác độ sệt bê tông, trọng lượng cốt liệu, phương pháp đổ đầm bê tông SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 233 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường - Trong trình đầm cường độ áp lực ngang vùng ảnh hưởng đầm tăng lên - Áp lực bê tông tươi thay đổi rõ rệt thay đổi công cụ phương pháp đầm Trong q trình đơng kết áp lực bê tơng giảm dần sau thời gian bê tông hình thành cường độ áp lực hoàn toàn Song ứng suất biến dạng phận ván khuôn áp lực ngang bê tông tươi gây giữ nguyên - Hỗn hợp bê tông tươi tác dụng đầm rung có cấu tạo đất cát bão hịa nước, khơng có dính kết Chiều cao H biểu đồ áp lực ngang phụ thuộc vào thời gian đông kết chiều cao lớp bê tông tươi q R (a) p=f(t) H H=4ho R q pmax1 (b) pmax2 (c) Biểu đồ áp lực ngang bêtông tươi (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông khơng đầm rung (c): Áp lực bêtơng có đầm rung - Tốc độ tăng chiều cao lớp bê tông ván khuôn phụ thuộc vào công suất máy trộn diện tích đổ bê tơng Thời gian đơng kết bê tông phụ thuộc vào chất lượng xi măng, tạp chất hóa học, nhiệt độ khơng khí yếu tố khác Khi tính ván khn ta lấy thời gian đông kết 4h kể từ lúc trộn Như chiều cao áp lực : H = 4h0 Với ho: Chiều cao lớp bê tông đổ ho N F 12,64 40 0,32m (Dùng máy trộn bêtơng) Trong đó: F: diện tích đổ bêtông, F = 5.8=40(m2) N: Năng xuất máy trộn bê tơng có dung tích thùng trộn 1m3; N=12,64 m3/h => H = 4.ho = 4.0,3 = 1,24(m) VI.1.4.3 Xác định áp lực ngang bêtông tươi tác dụng lên ván khuôn: - Hiện đổ bê tông kết cấu khác dùng đầm rung hỗn hợp bê tông tươi nằm vùng tác động đầm có tính chất gần với tính chất chất lỏng có nghĩa SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 234 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường liên kết phần tử bị phá vỡ, hỗn hợp bê tông vùng hoàn toàn lỏng gây áp lực ngang lên ván khuôn giống áp lực thủy tĩnh nước - Áp lực hỗn hợp bê tông phía vùng tác dụng đầm phụ thuộc vào độ sệt tính chất khác hỗn hợp, song trị số áp lực lớn giá trị cực đại áp lực bê tông vùng bị tác động dầm.Vì lấy giá trị cực đại nói trên, đổ bê tông kết cấu lớn tường mỏng mà dùng đầm áp lực ngang bê tơng tươi tính theo cơng thức: q Pmax= (q + R).n R Trong đó: H + q = 200 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng + = 2500 (kG/m3): trọng lượng riêng bê tông + R = 0,7 (m): bán kính tác dụng đầm Pmax + n = 1,3: hệ số vượt tải Pmax = 1,3.(200 + 2500.0,7) = 2535 (kG/m2) VI.1.4.4 Tính tốn thép ván khn: - Bệ móng có loại ván khn, ta chọn ván khn bất lợi để tính tốn kiểm tra ván khn số I 200 50 50 50 50 H-R= 0.364 Ltt= 0.5m 50 R 200 50 50 50 Pmax 5x75 Sơ đồ làm việc ván khuôn số I - Thép ván khuôn tính kê bốn cạnh ngàm cứng (a=0,5m, b=0,5m) mômen uốn lớn nhịp xác định theo cơng thức: Mmax = α.p.b2 Trong đó: +H-R=1,28-0,7=0,58m>l=0,5m nên lấy p=Pmax để tính tốn + α: hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b Có a/b = 0,5/0,5 = SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 235 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường => tra bảng 2.1/62 sách THI CÔNG CẦU BÊTÔNG CỐT THÉP a/b α 1,00 0,0513 1,20 0,0635 1,25 0,0665 Ta có: α = 0,0513 Mmax = 0,0513.2535.0,52 = 32,51 (kG.m) - Mômen kháng uốn 1m bề rộng thép bản: 100.0,5 Wx = 4,167(cm ) - Kiểm tra cường độ thép bản: max M max Wx Ru Trong : + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) max 32,51.10 4,167 780,18(kG / cm ) Ru => Vậy điều kiện cường độ thép thoả mãn - Kiểm tra độ võng thép bản: P tc max b f= E Trong đó: [f] l (đối với mặt bên) 250 + β hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, có a/b = 0,5/0,5 = a/b β 1,00 0,0138 1,20 0,0187 1,25 0,0199 => β = 0,0138 + b = 50cm = 0,5m +δ = 0,5cm chiều dày thép + E môđun đàn hồi ván thép E = 2,1.106(kG/cm2) +Ptcmax=γ.R=2500.0,7=1750 kG/m²=0,175 kG/cm² SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 236 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường 0,175.50 4.0,0138 2,1.106.0,5 => f = [f] = l 250 50 250 0,058cm 0,2cm Có: f = 0,058cm < [f] = 0,2cm Vậy điều kiện độ võng nhịp ván thép đƣợc đảm bảo VI.1.4.5 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn ngang: - Các thép sườn ngang xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng R b b w H=1,2m dahPtt Ptt Ltt=0,5m Hình 1.6.5: Sơ đồ làm việc sườn ngang - Thép sườn ngang chịu áp lực bêtông lớn chiều dài thép Vì mơmen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) xác định theo cơng thức: Mttmax = 0,1.Ptt a Trong đó: a: Khoảng cách thép sườn đứng, a = 0,6m q Ptt = Pqđ.w =Pqđ.b R Ptt: Áp lực bêtông phân bố thép sườn ngang (H=1,44>2b=1) Pqđ Trong đó: Fal H Pmax H 2535 1,28 0,7 Pqđ Pmax Fal: Diện tích biểu đồ áp lực Fal Fal H R q H + Pqđ: Áp lực ngang qui đổi chiều cao biểu đồ áp lực Pmax R (Xem hình bên) 200 2535 0,7 2427,55 kG / m 2,4276 T / m 1,8966(T/m2) áp lực ngang qui đổi bê tông tươi tác dụng lên ván thép => Ptt = 1,8966.0,5 =0,9483(T/m) SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 237 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường => Mômen lớn nhịp: Mttmax = 0,1.Ptt a 0,1.0,9483.0,52 0,023(T m) - Chọn thép sườn ngang loại thép 5x75 mm có: + F = 3,75cm2 Jx Wx 0,5.7,53 12 0,5.7,5 15,78cm 4,69cm - Kiểm tra điều kiện cường độ: max M max Wx Ru + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) => max 0,023.105 4,69 490,41(kG / cm ) R u Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn - Kiểm tra độ võng thép sườn ngang: * Ptt a f= 127.EJ * l 250 + P*tt = P*qđ w = P*qđ.b Trong : Pqd [f] Fal H P * tt R.H 0,5 .R.R H 1,27.0,5 2,5.0,7.1,28 0,5.2,5.0,7.0,7 1,28 1,27T / m 0,635T / m + Jx = 17,58 (cm4) + E = 2,1.106(kG/cm2) => f = 0,635.10 1.50 127.2,1.106.17,58 0,00009cm [f] l 250 50 250 0,2cm Vậy điều kiện độ võng thép sƣờn ngang đƣợc thỏa mãn VI.1.4.6 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn đứng: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 238 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường a a w dahPtt Ltt=0,5m R H=1,2m Pt Hình 1.6.6: Sơ đồ làm việc sườn đứng - Các thép sườn đứng xem dầm giản đơn kê hai gối thép sườn ngang - Chiều dài nhịp tính tốn: ltt= 0,5m - Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố đều: Ptt = Pqđ.w =Pqđ.a => Ptt = 0,9483.0,5 = 0,4742(T/m) - Mômen lớn nhịp: Mttmax = Ptt ltt 10 0,4742.0,5 10 0,012(T m) (ltt = b = 0,5m: chiều dài nhịp tính tốn) - Chọn sườn tăng cường đứng thép 5x75 có: + F = 3,75cm2 + Jx = 17,58cm4 + Wx = 4,69cm3 - Kiểm tra điều kiện ổn định: max M max Wx Ru + Ru cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kg/cm2) => max 0,012.105 4,69 255,86(kg / cm ) R u Vậy điều kiện cường độ thép sườn đứng đảm bảo - Kiểm tra độ võng thép sườn đứng: P * tt ltt f= 127.EJ [f] l 250 Trong : + P*tt = P*qđ.w = P*qđ.a= 1,27.0,6=0,762 T/m + Jx = 17,58 (cm4) SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 239 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường + E = 2,1.106(kG/cm2) => f = 0,762.10 1.50 127.2,1.106.17,58 0,0001cm [f] l 250 50 250 0,2cm Vậy điều kiện độ võng thép sƣờn đứng đƣợc thỏa mãn VI.1.4.7 Kiểm toán khả chịu lực căng: - Thanh căng bố trí vị trí giao sườn đứng ngang (Bố trí theo dạng hoa mai) 200 50 200 100 Sơ đồ bố trí giằng -Diện tích chịu áp lực ngang bê tông tươi căng: F = 1.0,5 = 0,5(m2) - Lực kéo tác dụng lên căng: T = Pmax.F = 2,535.0,5 = 1,27(T) - Chọn căng Ø12 có Fa = 1,1304(cm2); Ro=1900(kG/cm2) - Điều kiện bền căng: T Fa => R0 1,27.103 1,1304 1900(kG / cm ) 1123,5(kg / cm ) R0 Vậy căng đủ khả chịu lực VI.2 Thi cơng thân trụ: VI.2.1 Trình tự thi cơng: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 240 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường -Sau bêtông bệ cọc đạt 70% cường độ ta tiến hành thi cơng thân trụ theo trình tự sau: - Lắp dựng cốt thép cho thân trụ - Lắp dựng ván khuôn thân trụ - Tiến hành đổ bê tông VI.2.2 Tính tốn ván khn: VI.2.2.1 Cấu tạo ván khn thân trụ: - Sử dụng ván khuôn lắp ghép thép có chiều dày 5mm - Diện tích mặt cắt ngang thân trụ: F = 24,109m2 - Các nẹp đứng ngang thép hình L75x75x5, sườn tăng cường thép 5x75 I IV I III III III III I IV I III III III III I IV I III 800 200 III 200 = 12 đặt ví trí giao nẹp đứng nẹp ngang 200 - Các căng thép III III III I IV I III 120 200 R60 III III 200 130 60 200 60 200 200 530 800 500 Sơ đồ bố trí ván khn mặt diện mặt bên thân trụ 130 65 5x75 200 R80 50 50 200 50 50 200 50 50 50 50 65 Ván khuôn số IV 90° Ván khn số III VI.2.2.2.Tính tốn ván khn thân trụ SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 241 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường Ta chọn ván khuôn số I ván khuôn để kiểm tra ván khn số I ván khuôn bất lợi nhất.Ván khuôn kiểm tra phần thi công bệ trụ VI.3.Thi công xà mũ: VI.3.1.Trình tự thi cơng: -Khi bêtơng thân trụ đạt 70% cường độ thiết kế ta tiến hành thi công xà mũ +Lắp đặt cốt thép thiết kế +Lắp dựng ván khn +Đổ bêtơng xà mũ VI.3.2.Tính tốn ván khn: VI.3.2.1.Sơ đồ bố trí ván khn xà mũ: 200 200 200 200 200 200 I I I I I I 200 200 200 I V 200 200 V 800 500 Sơ đồ bố trí ván khn mặt diện mặt bên xà mũ VI.3.2.2.Tính tốn ván khn: *Ta dùng ván khn số I bố trí cho xà mũ khơng cần phải tính tốn ván khn *Tính tốn ván khuôn số IV (ván khuôn đáy) 75 75 100 50 50 100 50 75 50 75 260 8x75 Cấu tạo ván khuôn số V -Dùng ván khuôn đáy ván khn thép có chiều dày 5mm -Thép sườn thép góc L75x75x8, sườn tăng cường thép 75x8 a.Các tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 242 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường +Trọng lượng bêtông tươi q1=2,5 T/m³ +Trọng lượng thiết bị cơng nhân q2=0,25 T/m² +Lực xung kích đổ bêtơng q3=0,1 T/m² +Ván khn đáy tính kê cạnh ngàm cứng +Khi tính ván thép đáy ta tính cho 1m rộng ván b.Xác định chiều dày bêtông tươi tác dụng lên ván khuôn H=4h: -Do góc nghiêng ván khn đáy nhỏ nên tính tốn ta xem ván khn đáy nằm ngang -Diện tích đổ bêtơng trung bình là: F = 2.12 = 24m2 -Năng xuất máy trộn bêtơng có dung tích thùng trộn 1m3; N =12,64 m3/h -Chiều cao đổ bêtông : h -Chiều cao đổ bêtông H = 4h N F 12,64 24 0,53m C H = 4.h = 4.0,53 = 2,12 (m) -Có chiều cao đỗ bê tơng trung bình xà mũ htb= 1,5m < H =2,292m nên phải lấy chiều cao trung bình xà mũ để tính tốn => => q 1tc = 2,5×1,5 = 3,75 (T/m2) q 1tt = 1,1.q 1tc = 1,1×3,75 = 4,125 (T/m2) Vậy tổng trọng lượng tác dụng lên ván khuôn đáy: qtt =qtt1+q2+q3 = 4,125 + 0,25 + 0,1 = 4,475 (T/m2) Vì xét cho 1m rộng nên: qtt = 4,475 (T/m) c.Tính tốn ván khn: -Thép ván khn tính kê bốn cạnh ngàm cứng (Tính với ván khn số có: a=0,75m ; b = 0,5m) mơmen uốn lớn theo công thức M ttmax = q.b2 + => hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có a b 0,75 =1,5 => 0,5 =0,07 Mmax = 0,07×4,475 ×0,52 = 0,07 (T.m) +Mơmen kháng uốn ván thép Wx = 100.0,5 4,167cm Kiểm tra điều kiện ổn định ván thép: SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 243 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường M max Wx max Ru Trong : + Ru cường độ tính tốn thép chịu uốn, có : Ru = 2100kg/cm2 max 0,07 105 = 1676,25(Kg/cm2) < Ru 4,167 Điều kiện ổn định thỏa mãn Kiểm tra điều kiện độ võng ván thép: f= tc qmax b E [f] l 400 Trong : + qtc = q 1tc +q2 = 3,75+ 0,25 = 4,0 (T/m2): áp lực tiêu chuẩn lớn bê tông tươi Xét cho 1m rộng ván thép => + + + + qtc = 4,0 (T/m) hệ số phụ thuộc tỷ số a/b có : a b 0,75 1,5 => 0,55 =0,019 b = 50cm = 0,5 m =0,5 cm chiều dày ván thép E mô đun đàn hồi ván thép; E = 2,1.106kg/cm2 =>f = 4.10 50 2,1 10 0,5 [f] = l 400 0,019 = 0,095 (cm) 50 =0,125 (cm) 400 có f = 0,095 < [f] = 0,125cm Vậy độ võng ván thép đảm bảo d.Kiểm toán khả chịu lực thép sườn: -Kiểm tra khả chịu lực thép góc chịu lực bất lợi thép sườn đứng với chiều dài nhịp: l=1 (m) -Các thép sườn đứng xem dầm liên tục kê gối chống -Chiều dài nhịp tính tốn ltt = 0,9 m tt -Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố : Ptt= qmax a SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 244 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường tt = 4,475(T/m2) qmax Với => Ptt = 4,475×0,75 =3,36 (T/m) -Mơmen lớn nhịp : Ptt l 10 Mttmax = 3,36 12 =0,336 (T.m) 10 Kiểm tra điều kiện cường độ : max M max Wx Ru Ru cường độ tính tốn thép chịu uốn : Ru=2100KG/cm2 -Thép góc L75x75x8 có: + F = 11,5cm2 + Jx = 59,8 cm4 + Z = 2,15 (cm) + Wx = 27,81 cm3 => 0,336 105 =1208,2 (kG/cm2) 27,81 max Vậy điều kiện cường độ thép sườn đứng đảm bảo Kiểm tra độ võng thép sườn đứng : Ptc l [f ] f= 127.EJ l 400 Trong : Ptc = q tcmax a q tcmax = 3,75(T/m2) ; E = 2,1×106KG/cm2 ; Jx= 59,8cm4 Ptc => => f = = 3,75×0,75 = 2,81 (T/m) 2,81.10 1004 =0,018 (cm) 127 2,1 10 59,8 [f]= 100 400 0,25 (cm) Vậy điều kiện độ võng thỏa mãn e.Tính tốn khả chịu lực chống: -Để đỡ phần ván khuôn đáy xà mũ ta dùng thép góc L75×75×8 làm chống -Thanh chống chịu lực tập trung P với diện tích chịu F tính sau: F’ = 2a.b = 2×0,75×0, = 0,75 (m2) SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 245 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường tt -Tính lực tập trung : P = qmax F’ = 4,475×0,75 = 3,36 (T) -Diện tích chịu lực thép F = 11,5 (cm2) Kiểm tra điều kiện ổn định chống : P tt max + + hệ số uốn dọc F R0 = 0,85 R0 cường độ tính tốn chịu nén dọc trục : R0 = 1900KG/cm2 => max 3,36 103 =343,73 (Kg/cm2)< R0 0,85 11,5 Vậy điều kiện ổn định chống đảm bảo Sau Khi thi công xong trụ ta tiến hành thi công kết cấu nhịp SVTH : Vũ Xuân Chiến – Lớp XD1301C Trang 246