Thiết kế cầu qua sông đa độ hải phòng

Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 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 Đa Đọ 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 Phạm Văn Toàn ,TH.S Trần Anh Tuấn, đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đà cố gắng tìm tòi tài liệu, sách, Nh-ng thời gian có hạn, phạm vi kiến thức phục vụ làm đồ án cầu rộng, khó tránh khỏi 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 scầu đ-ờng Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, Ngày 28 Tháng Năm 2013 Sinh Viên Phạm Mạnh Hùng GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng Tr-ờng đại học dân lập hải phòng CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM Độc lập Tự Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hä vµ tên sinh viên : Phạm Mạnh Hùng Lp XD1301c i hc Dân lập Hải Phòng Mà sinh viên : 1351050011 Ngành : Cu Đ-ờng u thit k : Thit k cu qua sông Đa Độ Hải Phòng C¸c số liệu ban đầu để thiết kế - Mặt ct sông,mt ct a cht , s liu v thu - Khẩu độ thoát nc l = 208 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 : CĐTN 4.62 4.32 3.95 3.34 2.00 -0.35 -3.89 -5.40 -3.68 2.00 1.86 1.86 3.89 4.15 CL Lẻ 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 4.Số liệu thuỷ văn : MNCN : +9,8m ; MNTN : +2,50 m; MNTT : +4,0 m ; Nhịp th«ng thuyền : LTT = 40 m ; Chiều cao th«ng thuyền : H TT = m ;Cấp s«ng : Cấp IV 5.Số liệu địa chất : Hố khoan Lý tr×nh I II III IV V VI Mặt đất tn Sét hạt vừa Sét chảy dẻo Sét pha cát Cát hạt vừa Cát pha sỏi sạn I II Km 0+10 Km 0+60 4.62 2.00 0.92 -11.00 -17.00 -21.00 0.00 -11.70 -17.00 -21.00 TrÞ sè SPT N60 40 Néi dung thuyÕt 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 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng Thi gian làm án: - Ngày giao án : 14/10/2013 - Ngày hoàn thành: 18/01/ 2014 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng Ch-ơng I: giới thiệu chung I Nghiên cứu khả thi : I.1 Giới thiệu chung: - Cầu A cầu bắc qua sông Đa Độ lối liền hai huyện C D thuộc thành phố Hải Phòng nằm tỉnh lộ E Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế thành phố Hải Phòng 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 Đa Độ 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 tỉnh E 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 E việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông Đa Đọ 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 thành phố nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông : I.2.1 Hiện trạng kinh tế xà hội thành phố Hải Phòng : 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 Thành phố Hải Phòng 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 I.2.2 Định h-ớng phát triển ngành kinh tế chủ yếu I.2.2.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng -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 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 đ-ờng đất 20% Các huyện tỉnh đà có đ-ờng ôtô tới trung tâm Mạng l-ới đ-ờng phân bố t-ơng đối Hệ thống đ-ờng vành đai biên giới, đ-ờng x-ơng cá đ-ờng vành đai tỉnh thiếu, ch-a liên hoàn I.2.3.2 Đ-ờng thuỷ: -Mạng l-ới đ-ờng thuỷ thành phố Hải Phòng 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 thành phố Hải Phòng 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 mét s©n bay nhá, thùc hiƯn mét sè chun bay nội địa I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ E nối từ huyện C qua sông Đa Đọ 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% GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 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 Đa Đọ nằm tuyến E qua hai huyện C D thuộc 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 Hải Phòng hình thành vùng đặc thù: vùng đồng ven biển vùng núi phía Tây Địa hình khu vực tuyến tránh qua thuộc vùng đồng bằng, khu vực đ-ờng bao thị xà C Tuyến cắt qua khu dân c- Lòng sông vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, t-ợng xói lở lòng sông Thành phố Hải Phòng thành phố thuộc tỉnh lỵ, trung tâm trị, kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật an ninh- quốc phòng tỉnh Hải phòng; thành phố Hải phòng nằm vị trí gần trung độ tỉnh ; cách thành phố Hà Nội 123 km Có toạ độ địa lý từ 15005 đến 15008 vĩ độ Bắc v từ 108034 đến 108055 kinh độ Đông 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 Hải Phòng 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 Hải phòng nằm ven sông Đa Đọ, địa hình bẵng phẳng 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: thành phố 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: 270 - NhiƯt ®é thÊp nhÊt : 120 - NhiƯt ®é cao nhÊt: 380 KhÝ hËu chia lµm mïa râ rƯt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12 Về gió: Về mùa chịu ảnh h-ởng trực tiếp gió Tây Nam hanh khô Mùa đông chịu ảnh h-ởng gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a rét I.3.2.2 Thuỷ văn Mực n-ớc cao MNCN = +9.8 m  Mùc n-íc thÊp nhÊt MNTN = +2.5 m GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Mực n-ớc thông thuyền Khẩu độ thoát n-ớc Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng MNTT = +4.0 m L = 208m  L-u l-ỵng Q , L-u tèc v = 1.52m3/s I.3.3 §iỊu kiƯn ®Þa chÊt Theo sè liƯu thiÕt kÕ cã hè khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Hố khoan I II Lý trình 10 60 Địa chất Mặt đất thiên nhiên 4.62 2.00 Sét hạt vừa Sét chảy dẻo 0.92 0.00 Sét pha cát -11.00 -11.70 Cát hạt vừa -17.00 -17.00 Cát pha sỏi sạn -21.00 -21.00 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng Ch-ơng II:thiết kế cầu tuyến II.đề xuất ph-ơng án cầu: II.1.Các thông số kỹ thuật bản: Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 40m; H =6m  Khỉ cÇu: B= 9,0 + 2x0,5  Tần suất lũ thiết kế: 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 II.2 Vị trí xây dựng: Vị trí xây dựng cầu A lựa chọn đoạn sông thẳng độ hẹp Chiều rộng thoát n-ớc 208 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 IV 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 41 m, thi công theo ph-ơng pháp lao lắp dầm tổ hợp giá lao cầu Sơ đồ nhịp: 41+41+41+41+41 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 220 + Mố: Dùng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trô: Dùng trụ thân đặc mút thừa BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m B Ph-ơng án 2: Cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục nhịp, thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 62+80+62 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 220 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Dïng mè U BTCT, mãng cäc khoan nhåi D=1m + Trơ: Dïng trơ th©n đặc mút thừa,móng cọc khoan nhồi D=1m C Ph-ơng án 3: Cầu giàn thép nhịp 68m, thi công theo ph-ơng pháp lao kéo dọc Sơ đồ nhịp: 68+68+68m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 220 m KÕt cÊu phÇn d-íi: + Mè: Mè U BTCT, mãng cọc khoan nhồi D=1m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi D=1m GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ đồ (m) I 40*6 9.0+2*0.5 41+41+41+41+41 205 Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL II 40*6 9.0+2*0.5 62+80+62 204 Cầu dầm liên tục III 40*6 9.0+2*0.5 68+68+68 204 Cầu giàn thép L ( m) Kết cấu nhịp GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 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 lµn xe B = 9.0 + 2*0.5=10 m - Sơ đồ nhịp: 41+41+41+41+41=205m (Hình vẽ : Trắc dọc cầu ) - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp lao lắp Kết cấu phần d-ới: a.Kích th-ớc dầm chủ:Chiều cao dầm chủ h = (1/15 1/20)l = (2,0 1,5) (m), chän h = 1,6(m) S-ên dÇm b = 20(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chủ d = (m), chän d = (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 10 Đồ án Tốt Nghiệp W= b.h 1.hb2 Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng hb2 + KiÓm tra øng suÊt : max = M max W 6.(56,9625 8.575hb ) hb2 65 T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 65.hb2 51.45hb 341,775 Giải ta cã: hb = 1,83 m > 1m VËy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 1,9 m làm số liệu tính toán I.20.1.10 III.5.4 Tính toán cọc ván thép: *Tính độ chôn sâu cọc ván - Khi đà đổ bê tông bịt đáy xong, cọc ván đ-ợc tựa lên thành bê tông chống (có liên kết) nên cọc ván lật xoay quanh điểm o Đất d-ới đáy móng: sét : 0=1.8 (T/m2); tt =150; Hệ số v-ợt tải n1=1.2 áp lực chủ động Hệ số v-ợt tải n2=0.8 áp lực bị động Hệ số v-ợt tải n3=1.0 áp lực n-ớc Sơ đồ tính độ chôn sâu cọc ván MNTC +5,5 d Bêtông bịt đáy 1900 P3 H=5000 500 P1 Hn=6500 C§TN +4 P6 t P2 P4 P7 P5 Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chđ ®éng: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-150/2) = 0.588 Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 150/2) = 1.7 - Trọng l-ợng đơn vị , đất d-íi mùc n-íc sÏ tÝnh to¸n nh- sau: GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 110 -0,5 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng n = 2-1.0 =1 (T/m2) , - ¸p lùc n-íc: P1 = 0,5 nHn2=0,5x6,5 = 21,125 (T) P2 = n Hn.t =21,125xt (T) - áp lực đát chủ động: P3 = Ka.n1 0,5 H2 ' b P4 = (d+0.5)(t – d) , = 1, 2x 0,588x 0,5x5 x1,0 =1,764(T) Ka n1 =( 1,4 + 0.5)( t – 1.4)x 0.588x 1.2 x 1.4 = 1.876( t-1.2 ) ( T ) P5 = 0.5( t – d )2 ' Ka n1 = 0.5 ( t – 0.9)x 0.588 x 1.2 =0.3528(t – 1.4 ) T - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 6,5 x t x x 1.7 x 0.8 = 8,84t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1,0x1,7.0,8 = 0.68 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : P1 H Hn 2t d 2t t t t d + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 (1) 3 2 thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 0.43t3 + 1,173t2 + 14,416t 46,8 = giải ph-ơng trình bËc ta cã t = 3,1 m §Ĩ an toàn chọn t = 3,3m Chiều dài cọc ván chän: L cäc v¸n = 6,5 + 3,3 + 0.5 = 10,3m chọn L =10,5 m *Chọn cọc ván thoả mÃn yêu cầu c-ờng độ: Sơ đồ tính toán cọc ván coi nh- dầm giản đơn với gối điểm điểm neo chống: MNTC +5,5 Hn=6500 Bêtông bịt đáy t = 2000 qn 1900 qd H=5000 500 CĐTN +4 *Tính toán áp lực ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x6,5 = 6,5 (t/m) GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 111 -0,5 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng áp lực đất bị động : Pb = ®n H1 tg2 (450 - /2) => Pd = 1,5x6,5xtg2(450 7.50) =5,74(t/m) a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn Tìm Mmax ? Pn Pd B A RA RB 6,5m Theo sơ đồ : MB RA MA ( Pd 6,5RA Pn Pn ) 6,52 3.6,5 6,5RB ( Pn 6,5 2.6,5 6,5 2.6,5 Pd 3 (6,5 5, 74) Pd ) 6,5 6,5 2.6,5 6,5 5, 74 6,5 6,5 2.6,5 6,5 6,5 RB 26,52(T ) 13, 26(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 6,5m Ta cã: MX Víi : q x RB ( H x) R A x q.( H x) ,q H1 RB ( H x ) R A x pn q (q q x ) x 2 pd q x (h x) 2.( H x) (1’) 6,1 5, 74 11,84(t / m) q ( H H1 x) x2 H1 q.( H x) ( H x) H1 Thay số vào (1 )ta có ph-ơng tr×nh bËc 3: M X = 0, 28 x 7,583x 116, 64 x 252, (1) d MX dx 3.288x 10.344x 4.948 Giải ph-ơng trình ta có: GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 112 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng x = 0.59 vµ x = 2.56 Chän x = làm trị số để tính, thay vào (1) ta cã: MMax=22,15Tm 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 22,15.105 2200 1006,8(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.20.1.11 III.5.5 TÝnh toán nẹp ngang : Nẹp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố + 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 = 4,08 T Sơ đồ tính : 2000 2000 3000 2000 q=R=4,08T 3000 3000 2000 2000 3000 3000 2000 3000 2000 2000 Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 113 Đồ án Tốt Nghiệp Mmax = q.l 10 Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 4,08x32 10 3,672 (Tm) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : M max W yc max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 3, 672 x105 = = 183,6 cm3 Ru 2000 Chọn nẹp ngang định thÐp ch÷ I cã: Wx > Wyc = 183,6 cm3 I.20.1.12 III.5.6 tính toán chống: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam giác: q pn pd 6,5 5, 74 12, 24 (T) + Ph¶n lực A lấy mô men điểm B: H H MA R B L2 q (L2 = H =6,5m) qH H q.h 12, 24.6,5 RB 13, 26(T ) L2 2.3 2.3 RB= B = 13,26 (T) + Dut chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiỊu dµi chÞu nÐn) I Fng Ta cã: 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 13, 26.103 0,810.46,5 352(kG / cm2 ) 0,810 352(kG / cm2 ) nen 1700(kG / cm2 ) Thanh chống đạt yêu cầu GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 114 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng III.6 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 hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng III.7 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: 200 200 60 200 60 60 200 100 60 150 200 75 75 100 20 100 I 50 80 170 160 Bm=800 II 170 250 440 250 80 50 I 800 800 20 Am=500 II 300 300 100 100 300 300 100 100 300 100 100 300 500 100 100 IV.1 Yêu cầu thi c«ng: Theo thiÕt kÕ kü tht trơ thiÕt kÕ 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 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 115 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 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 IV.2 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 IV.3 tính ván khuôn trụ: I.20.2 IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kích th-ớc a b h = x x 2.5 (m) ¸p lùc t¸c dơng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: x = 40 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z h 4Q F 40 40 4(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 nªn 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: GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 116 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 1800 0.75 1800 2.45 400 qtc= qtt =1.3 1671.25(kg / m ) 1671.25=2172.62 kg/m2 4000 3250 750 q1 q2 Chọn ván khuôn nh- sau: 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 14 20 Nẹp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng 20 Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 117 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng I.20.3 IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván q 1m 80 80 M«men n lín nhÊt: ql Mmax= 10 2172,62 0.8 10 139 kgm KiÓm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max W Víi W => = Ru b 0.042 =0,000267 (m3) 139 10 = 52.06 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= 5ql 384EJ l 250 Trong : : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn - E - l - J J b 12 0.043 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) => f = 5x16.71 804 80 =0.185cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu vỊ ®é I.20.4 IV.3.1.2 TÝnh nĐp ngang NĐp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 118 0.04m Sơ đồ tính toán: Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phßng qnĐp ngang = qtt l1 = 2172.62 x 0.8 = 1738.1 (Kg/m) Sơ đồ tính: Mômen lớn nÑp ngang: ql 10 M max 1738.1 1.52 10 391.07kgm Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 14cm) h 392cm W 12 142 KiÓm tra øng suÊt: M W 39107 99.76kg / cm 392 130kg / cm +Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 q tc l1 qvong f 12 143 12 q.l 23 48 E.J 2744cm 1671 0.8 1336.8kG / m 13.368 1503 48 x104 2744 0,0038cm 150 250 0,6cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực I.20.5 IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nĐp ngang trun xng Ptt= q l 1738.1 1.5 2607.15 (kg) Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 M«men M max P.l 2607.15 1.6 695.24Kgm Chọn nẹp đứng kích th-ớc (16x16) cm GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 119 Đồ án Tốt Nghiệp h W Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 16 162 6 682.7cm KiÓm tra øng suÊt: M W 69524 101kg / cm 682.7 130kg / cm DuyÖt ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 16 163 12 q tc xl2 qvong q.l 48.E.J f 5461cm 1336.8 x1.5 2005.2kG / m 20.05 1603 0,00348cm 48 x104 5461 160 400 0,4cm KÕt luËn: nẹp đứng đủ khả chịu lực I.20.6 IV.3.1.4 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 cÇu F S R 2400 1.263cm 1900 Dïng căng 14 có F = 1.54 cm2 I.20.7 IV.3.2 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 p d ) 1.3 0.5 (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: T qvtt D 1300 1950 (Kg) Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: Kiểm tr a theo công thức: T F Rk Trong đó: GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 120 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng 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 19.50cm 100 Tõ ®ã chän tiÕt diƯn gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 12=48cm2 I.21 GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 121 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng I.22 CHƯƠNG :THI CÔNG KếT CấU NHịP I.23 I Yêu cầu Chung: -Sơ đồ cầu gồm nhịp 41m -Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 41m , mặt cắt ngang cầu gồm dầm I chiều cao dầm H = 1.9m, khoảng cách dầm = 2m I.24 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 1.Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nút thừa : L1 = 2/3 LdÇm = 27.3 m chän L1 =27 L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x41 =45.1m chän L2 = 45m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa 2m L2=34m L1=20m h2=6m 2m ? A ? h1=4m 0,3m Đối trọng B C - 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: GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 122 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng P+G1=P+0,5(T) G2=0,6(T) q=1,25(T/m) A G3=0,5(T) C B L2 =33m L1=20m 2.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 = 0.5x45 + 1.25x452/2 = 1288(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x27 + 1.25x 272/2 =27P+469(T.m) Thay c¸c kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 1288 ≤ 0.8 x (27P + 469) P 42.26 T chän P = 43 T - Xét mômen lớn gèi B : MB = 1288 (T.m) - Lùc däc tác dụng biên : Nmax = B M max h 1288 = 644 T (h=2 chiÒu cao dàn) *Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong : N lực dọc biên N = 644 T : hƯ sè n däc phơ thc vµo ®é m¶nh víi = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thÐp gãc (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 : VËy 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 max max = = 0.868 N 644000 = = 1608.7 (kG/cm2) * F 0,868*284, ≤ R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo.s GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 123 Đồ án Tốt Nghiệp Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng I.25 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 cầu 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 - Sauk hi lắp xong toàn số dầm nhịp tiến hành liên kết tạm chúng với di chuyển giá lao để lao lắp nhịp Trình tự thi công lao lắp tiến hành nh- nhịp - Sau lao lắp xong toàn cầu tiến hành lắp đặt ván khuôn,côt thép đổ bêtông mối nối dầm ngang - Lắp đặt ván khuôn , cốt thép thi công gờ chắn xe , làm khe co giÃn lớp mặt đ-ờng lan can GVHD:th.s pham văn toàn Svth:phạm mạnh hùng trang: 124