ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL NHỊP GIẢN ĐƠN TIẾT DIỆN SUPER T CĂNG TRƯỚC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tấn Thành 1. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL NHỊP GIẢN ĐƠN TIẾT DIỆN SUPER T CĂNG TRƯỚC 2. NHIỆM VỤ: (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu). Số liệu: Khổ cầu: B = 12m(Phần xe chạy) + 2x1.0(Lề bộ hành) + (Lan can ASSHTO) + 2x0.2 (Khoảng an toàn) Chiều dài nhịp tính toán: L = 34.8 m Khổ thông thuyền: 25x3.5m (Sông cấp V) Tải trọng: HL 93, Tải trọng người Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN272 – 05 Mặt cắt sông cho trước. Yêu cầu: Thiết kế 2 phương án sơ bộ (có so sánh phương án). Thiết kế kỹ thuật 1 mố và 1 trụ (bao gồm cả phần móng). Thiết kế kỹ thuật một phương án kết cấu nhịp. Thiết kế kỹ thuật tổ chức thi công. 3. NGÀY GIAO: 4. NGÀY HOÀN THÀNH: Giáo viên hướng dẫn LỜI CẢM ƠN –––& ——— Sau 12 tuần làm Đồ án tốt nghiệp, được sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn là Thầy Võ Vĩnh Bảo cùng quý thầy cô trong tổ bộ môn và bạn bè, … cùng với việc vận dụng những kiến thức đã được học từ trước đến nay, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án, em nhận thấy các kiến thức thầy cô đã truyền đạt là hết sức cần thiết và quý báu. Đó chính là hành trang cho bản thân em vững bước vào cuộc sống và chắp cánh cho em thực hiện những ước mơ của mình. Để cũng cố kiến thức và vững chắc hơn trong bước đường kế tiếp của mình thì em cần phải khẳng định mình thông qua lần bảo vệ này. Chính vì thế em rất mong nhận được sự ủng hộ và giúp đỡ của quý thầy cô, bạn bè… để Đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện. Trong quá trình làm đề tài, mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng hạn chế về kiến thức bản thân cũng như về thời gian nên không tránh khỏi có những sai sót. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo ân cần của Thầy Võ Vĩnh Bảo, cùng toàn thể quý thầy cô trong bộ môn và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Về phần mình em xin hứa sẽ hết sức cố gắng mang những kiến thức đã được học để vận dụng vào thực tế góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng và đổi mới của ngành Giao Thông Vận Tải nước nhà. Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Tấn Thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa: Công Trình Bộ môn: Cầu Đường cb&da NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.HCM, ngày …… tháng 08 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Th.S Võ Vĩnh Bảo TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa: Công trình Bộ môn: Cầu Đường cb&da NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Tp.HCM, ngày …… tháng 08 năm 2012 Giáo viên chấm phản biện ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 5 MỤC LỤC PHẦN I : TỔNG QUAN Chương I : Đặc điểm vị trí thiết kế 10 Chương II : Các số liệu thiết kế 14 Chương III : Các tiêu chuẩn kĩ thuật liên quan 15 PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN Chương I : Thiết kế sơ bộ phương án I 17 1.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 17 1.2. Mố cầu: 17 1.3. Trụ cầu: 17 1.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 18 1.5. Thiết kế sơ bộ 21 Bảng tổng hợp khối lượng 29 Chương II : Thiết kế sơ bộ phương án II 31 2.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 31 2.2. Mố cầu: 31 2.3. Trụ cầu: 31 2.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 31 2.5. Tính tốn dầm thép liên hợp bê tơng cốt thép 34 2.6. Trình tự thi cơng 78 2.7. Tổ chức thi cơng 79 Bảng tổng hợp khối lượng 80 Chương III : So sánh lựa chọn phương án 91 3.1. Về kinh kế 91 3.2. Về kỹ thuật 91 3.3. Về mỹ quan 92 3.4. Về duy tu bảo dưỡng 92 3.5. Kết luận 93 PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Chương I : Lan can, lề bộ hành 95 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 6 1.1. Lan can 95 1.2. Lề bộ hành 102 Bố trí cốt thép 112 Chương II : Bản mặt cầu 113 2.1. Khái niệm 113 2.2. Cấu tạo bản mặt cầu 113 2.3. Ngoại lực tác dung 115 2.4. Nội lực bản giữa 115 2.5. Nội lực bản biên 118 2.6. Tính tốn cốt thép 120 2.7. Kiểm tra điều kiện chịu nứt 123 Chương III : Dầm ngang 127 3.1. Khái qt chung 127 3.2. Nội lực do tĩnh tải tác dụng 127 3.3. Nội lực do hoạt tải tác dụng 129 3.4. Tổ hợp nội lực 133 3.5. Tính tốn cốt thép chịu momen âm 133 3.6. Tính tốn cốt thép chịu momen dương 134 3.7. Kiểm tra điều kiện chịu nứt 135 3.8. Thiết kế lực cắt, bố trí cốt đai. 138 Chương IV : Dầm chủ 142 4.1 Số liệu thiết kế 142 4.2 Thiết kế cấu tạo 142 4.2.1. Kích thước mặt cắt ngang cầu 142 4.2.2. Cấu tạo dầm chủ 145 4.2.3. Tính tốn đặc trưng hình học 148 4.2.4. Hệ số phân bố tải trọng 152 4.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 157 4.3.1. Tĩnh tải tác dụng lên một dầm chủ 157 4.3.2. Hoạt tải HL93 159 4.3.3. Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng 161 4.4 Tổ hợp nội lực theo các TTGH 173 4.5 Tính tốn bố trí cốt thép 175 4.5.1. Bố trí thép dự ứng lực 175 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 7 4.5.2. Tính tốn đặc trưng hình học khi có cáp 180 4.6 Tính tốn các mất mát ứng suất 187 4.6.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 187 4.6.2. Mất mát ứng suất do co ngót 190 4.6.3. Mất mát ứng suất do từ biến 190 4.6.4. Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép 191 4.6.5. Tổng mất mát ứng suất 191 4.7 Kiểm tốn 192 4.7.1. Kiểm tra khả năng chịu uốn của dầm trong giai đoạn truyền lực 192 4.7.2. Kiểm tra khả năng chịu uốn ở Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng 193 4.7.3. Kiểm tốn sức kháng uốn danh định 196 4.7.4. Kiểm tốn độ vồng, độ võng 201 4.7.5. Tính duyệt theo lực cắt, xoắn 203 Chương V : Tính tốn mố cầu 211 5.1. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 212 5.1.1. Tĩnh tải 212 5.1.2. Hoạt tải 218 5.1.3. Tổ hợp tải trọng 234 5.2. Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 237 5.2.1. Thiết kế cốt thép cho tường thân 237 5.2.2. Thiết kế cốt thép cho tường đỉnh 246 5.2.3. Tính tốn thiết kế tường cánh 250 5.3. Thiết kế móng mố 256 Chương VI : Tính tốn trụ cầu 284 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 8 6.1. Các kích thước cơ bản 284 6.2. Các điều kiện cơ bản 285 6.3. Sơ liệu kết cấu phần trên 285 6.4. Vật liệu sử dụng 286 6.5. Tải trọng tác dụng lên kết cấu 286 6.2.1. Tĩnh tải 287 6.2.2. Hoạt tải 290 6.6. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên xà mũ 306 6.7. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ trụ 307 6.8. Thiết kế cốt thép 312 6.8.1. Thiết kế cốt thép cho xà mũ 312 6.8.2. Thiết kế cốt thép thân trụ 317 6.9. Thiết kế móng trụ 324 PHẦN IV : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CƠNG Chương I : Thi cơng kết cấu phần dưới 355 1.1. Trình tự thi cơng cọc khoan nhồi 355 1.2. Trình tự thi cơng mố 359 1.3. Trình tự thi cơng trụ 360 Chương II : Thi cơng kết cấu phần trên 363 2.1. Trình tự lao lắp dầm bằng giá ba chân 363 2.2. Trình tự thi cơng kết cấu phần trên 364 Chương III : Các tính tốn phụ trợ cho thi cơng 379 3.1. Tính tốn chiều dày lớp bê tơng bịt đáy 379 3.2. Tính tốn vòng vây cọc ván thép 380 3.2.1. Xác định độ chơn sâu 381 3.2.2. Tính tốn cọc ván thép 382 3.2.3. Tính tốn khung vành đai 385 3.2.4. Tính tốn thanh chống 388 3.2.5. Lựa chọn búa đóng cọc ván 388 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 10 PHẦN I: TỔNG QUAN ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 11 CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ THIẾT KẾ 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH: Địa hình tương đối bằng phẳng, dân cư thưa thớt, xung quanh là vườn tràm mới trồng. Khu vực xây dựng ngập lũ. Nói chung địa hình thuận lợi cho việc xây dựng và bố trí cơng trường 1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN: 1.2.1. Thuỷ văn Sơng Vàm Cỏ Tây là một trong những con sơng tương đối lớn trong hệ thống kinh tiêu thốt lũ của khu vực Đồng Tháp Mười của tỉnh Long An. Có quan hệ rất nhiều đến hoạt động sản xuất nơng Nghiệp của vùng này. Hằng năm chịu ảnh hưởng chủ yếu của thủy triều biển Đơng với chế độ bán nhật triều khơng đều. Theo tài liệu từ nhiều năm cho thấy các tháng có mực nước ảnh hưởng lũ, khơng ảnh hưởng bởi thủy triều từ giữa tháng 8 đến hết tháng 12 hàng năm. Các tháng có mực nước giao động theo thủy triều từ tháng 1 đến đầu tháng 8 hằng năm. Những năm có lũ lớn 1996, 2000, 2001 thì thời gian khơng ảnh hưởng của thủy triều sẽ kéo dài thêm. Theo thống kê số liệu quan trắc thu thập được mực nước cao nhât quan trắc tại vị trí trạm vào ngày 23/9/2007. Cao độ mực nước thiết kế: Mực nước thấp nhất : + 3.75 m Mực nước cao nhất : + 7.05 m Mực nước thơng thuyền : + 5.25 m 1.2.2. Khí tượng Theo số liệu thống kê của trạm Vĩnh Hưng, đặc trưng khí tượng của khu vực xây dựng cầu Cái Mơn như sau: Bảng thống kê nhiệt độ đặc trưng các tháng từ 1978 đến năm 2000 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T max 31.8 32.7 34.9 36.5 35.8 32.6 32.0 31.1 31.5 31.2 30.7 30.2 [...]... Quy trình thi t kế áo đường mềm 22 TCN 211-06 - Tham khảo Tiêu chuẩn thi t kế cầu 22 TCN 272-05 - Tham khảo Tiêu chuẩn thi t kế đường TCVN 4054-05 - Quy trình cơng nghệ thi cơng và nghiệm thu m t đường bê t ng nhựa – u cầu kỹ thu t 22TCN 249 - 98 - Cơng t c đ t - Thi cơng và nghiệm thu TCVN 4447-87 - Quy trình thi cơng và nghiệm thu lớp cấp phối đá dăm trong k t cấu áo đường ơ t 22 TCN 251-98 - Quy trình... M T C T NGANG T I GỐI 1900 CHI TI T 4 14900 Þ16@ 200 10 M T C T NGANG CẦU 1900 Þ10@ 600 11 6200 1900 CHI TI T 3 Þ16@ 200 9 1/2 M T C T NGANG T I GIỮA NHỊP CHI TI T 2 1900 800 i=1.5% 1000 250 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO 200 1500 Trang 33 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO 2.5 T nh toán dầm thép liên hợp bê t ng c t thép: 2.5.1 Số liệu t nh toán: 2.5.1.1 Phần dầm thép: ... dài dầm thép 35500 mm - Chiều dài t nh toán Ltt = 34800 mm Hình 1: Kích thước dầm thép Phần bản bê t ng c t thép: - Bản làm bằng bê t ng có: fc' = 30 MPa - C t thép bản fy = 400 MPa, þ 14 a 200, lớp bê t ng bảo vệ dày 40 mm - Bề dày bản bê t ng: t s = 200 mm - Chiều cao đoạn v t bê t ng: t h = 100 mm 0 - Góc nghiêng phần v t: 45 SVTH: Nguyễn T n Thành Trang 34 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ... trình thi cơng và nghiệm thu dầm cầu bê t ng c t thép dự ứng lực 22 TCN 247-98 - Quy trình thi cơng và nghiệm thu cọc khoan nhồi 22 TCN 257-2000 và TCXDVN 326-2004 SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 15 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO PHẦN II THI T KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SVTH : Nguyễn T n Thành Trang 16 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG I THI T KẾ SƠ BỘ... x 14.9 = 2.98 m2 Thể t ch bản m t cầu: 2.98 x 35.5 0 = 105.79 m3 Lượng c t thép trung bình trong 1m3 thể t ch b t ng là 2 kN/m3 Trọng lượng của c t thép trong bản m t cầu t nh cho m t nhịp dầm: 105.79 ×2 = 211.58 kN Thể t ch c t thép trong bản bản m t cầu là: 211.58 = 2.75 m3 7.85 × 9.81 Vậy thể t ch của bê t ng bản m t cầu là: 105.79 − 2.75 = 103.04 m3 Trọng lượng bê t ng bản m t cầu: 103.04 × 2.5... THI T KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BTCT DUL NHỊP GIẢN ĐƠN TI T DIỆN SUPER- T CĂNG TRƯỚC 1.1 Chọn sơ bộ k t cấu nhịp: - M t c t ngang k t cấu nhịp gồm 7 dầm Super T (Căng trước) - Khoảng cách các dầm là 2135 mm - Chiều dài mỗi dầm 35500 mm - Số nhịp : 3 nhịp - Chiều dài cầu 114.7m (t nh t hai đi mố) - Chiều cao mỗi dầm là 1700 mm - Dầm ngang bằng bê t ng c t thép đổ t i chỗ - Bản m t cầu dày 200 mm - Lớp... s t trong ϕ : 27039’ + Lực dính c : 0,065 kG/cm2 Nhận x t : Đây là lớp đ t chịu lực t t, thích hợp cho việc đ t móng của k t cấu mố – trụ cầu K t luận : Đối với k t cấu móng của mố trụ cầu sử dụng giải pháp móng cọc là thích hợp SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 13 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG II CÁC SỐ LIỆU THI T KẾ 2.1 Qui mơ cơng trình Cầu được thi t kế dành cho đường ơ t ... = 4.662 T Thể t ch bê t ng dầm chủ : Vcdc = 23.31 − 4.662 = 22.72 m3 7.85 T trọng b t ng dầm chủ γ c = 2.5 T / m3 Trọng lượng bê t ng dầm chủ : G cdc = 2.5 × 22.72 = 56.79 T STT BẢNG T NG HỢP KHỐI LƯỢNG CẦU Hạng mục cơng trình Đơn vị K.Lượng Đơn giá SVTH : Nguyễn T n Thành Thành tiền Trang 28 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO (Triệu đồng) (Triệu đồng) A : K T CẤU BÊN TRÊN 1./ Tay vịn... V t liệu k t cấu : BTCT dự ứng lực - Cơng nghệ chế t o : Căng trước - Cấp b t ng: Dầm chủ ' : fcd = 50 MPa Bản m t cầu ' : fcb = 35 MPa - T trọng b t ng : γ c = 2500 kg/m 3 - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: : fpu = 1860 MPa - Thép thường G60 : fy = 420 MPa , fu = 620 MPa - Loại c t thép DUL tao thép Tao 7 sợi xoắn đường kính Dps =15.2 mm - Quy trình thi t kế : 22TCN 272 - 05 Kích thước m t c t ngang cầu. .. v t bê t ng dày 100 mm - Lớp mui luyện dày trung bình 100 mm - Lớp phòng nước dày 5 mm - Lớp phủ m t cầu bằng bê t ng asphalt dày 70 mm - Thanh và trụ lan can làm bằng thép CT3 có mạ kẽm 2.2 Mố cầu: - Mố cầu là mố chữ U bằng bê t ng c t thép - Móng mố là móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan là 1m, có 8 cọc, chiều dài mỗi cọc dự kiến 34 m 2.3 Trụ cầu: - Trụ cầu là trụ đặc bằng bê t ng c t thép, thân . 5.1.1. T nh t i 212 5.1.2. Ho t tải 218 5.1.3. T hợp t i trọng 234 5.2. Thi t kế c t thép cho các m t c t 237 5.2.1. Thi t kế c t thép cho t ờng thân 237 5.2.2. Thi t kế c t thép cho t ờng. theo các TTGH 173 4.5 T nh t n bố trí c t thép 175 4.5.1. Bố trí thép dự ứng lực 175 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER T GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 7 4.5.2. T nh t n đặc trưng. 6.6. T hợp t i trọng t c dụng lên xà mũ 306 6.7. T hợp t i trọng t c dụng lên đỉnh bệ trụ 307 6.8. Thi t kế c t thép 312 6.8.1. Thi t kế c t thép cho xà mũ 312 6.8.2. Thi t kế c t thép thân