ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẦU DẦM SUPER T

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc cùng tất cả các thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học. Sau bốn năm học tập và hơn 3 tháng làm Đồ án tốt nghiệp, được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này. Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Th.S Mai Lựa và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa CÔNG TRÌNH đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Thiết kế tốt nghiệp trong thời hạn được giao. Cuối cùng em xin cám ơn đến mọi người thân trong gia đình, bạn bè, Ban Lãnh Đạo và các anh chị trong Chi nhánh phía Nam của Tổng Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải TEDI đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp. Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn rằng Đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bình chỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn và Giáo viên đọc duyệt để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau này. Em xin chân thành cám ơn ! Sinh viên : Nguyễn Đức Thiện Sinh vieân : Nguyeãn Ñöùc Thieän NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐATN : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CHO VIỆC THIẾT KẾ CẦU KÊNH BÍCH ( L=5x33 m) Các quy trình và tiêu chuẩn áp dụng : • Quy trình khoan thăm dò địa chất cơng trình 22TCN 259 – 2000 • Quy trình khảo sát đường ơ tơ 22TCN 263 – 2000 • Quy trình thiết kế cầu cống theo TTGH 22TCN 18 – 79 • Tiêu chuẩn TCVN 4195 – 95 và TCVN 4202 – 95 : đất xây dựng và phương pháp xác định tính chất cơ lý trong phòng TN • Thí nghiệm SPT trong lỗ khoan theo TC ASTM – D.1586 • Tiêu chuẩn ngành đất xây dựng, phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác định các đặc trưng của chúng 22TCN 74 – 87 • Các quy trình, quy phạm về khảo sát xây dựng hiện hành của VN I. Đặc điểm địa chất cơng trình : a. Đặc điểm địa hình địa mạo Vị trí khảo sát cầu Kênh Bích thuộc xã Tây Ninh huyện Tân Thành – Tỉnh Đồng Tháp. Địa hình khu vực khảo sát khá bằng phẳng, độ chênh cao giữa bờ sơng và bề mặt địa hình khơng lớn. Bề mặt địa hình 1 số vị trí bị chia cắt bởi các rạch tưới tiêu và ao nhỏ. b. Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn : Tại thời điểm khảo sát tồn bộ bề mặt địa hình bị ngập nước do ảnh hưởng bởi ngập nước theo mùa của khu vực Đồng Tháp Mười. Chiều sâu ngập nước tại vùng ruộng lúa khoảng từ 1.2 m đến 1.6 m. Có sự ảnh hưởng nhỏ của thuỷ triều. Từ địa tầng khảo sát trong các lỗ khoan cho thấy nước ngầm ở đây được chứa trong tầm cát và 1 phần do nước mặt cung cấp. II. Điều kiện địa tầng : Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất cơng trình ngồi thực địa có thể phân địa tầng từ trên xuống dưới như sau : ¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Mơ tả: ¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. Có diện phân bố rộng bắt gặp tại 3 lỗ khoan, trừ lỗ khoan (LKB – 02), nằm ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ +1.6 m (LKB – 01) đến +2.7 m (LKB – ĐATN : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 2 03), đáy lớp từ -5.88 m (LKB – 04) đến -8.66 m (LKB – 03). Chiều dày lớp nhỏ nhất 7 m, lớn nhất 7.6 m. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. Có diện phân bố của lớp 2 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 1 và ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -0.5 m (LKB – 04) đến +1.5 m (LKB – 03), đáy lớp từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03). Chiều dày lớp nhỏ nhất 7.5 m (LKB – 02), lớn nhất 8.6 m (LKB – 01), trung bình khoảng 8.1 m. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. Có diện phân bố của lớp 3 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 2. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03), đáy lớp từ -17.09 m (LKB – 02) đến -19.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp nhỏ nhất 10.2 m (LKB – 01), lớn nhất 13.5 m (LKB – 03), trung bình khoảng 13.0 m. Thí nghiệm xun tiêu chuẩn( SPT) có giá trị nhỏ nhất N=24, lớn nhất N=26, trung bình N=25. ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. Có diện phân bố của lớp 4 nhỏ , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -16.8 m (LKB – 03) đến -15.8 m (LKB – 01), đáy lớp từ -18.0 m (LKB – 03) đến -17.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp thay đổi từ 1.2.0 m (LKB – 01), lớn nhất 1.6 m (LKB – 03), trung bình khoảng 5.1 m. Thí nghiệm xun tiêu chuẩn( SPT) có giá trị nhỏ nhất N=12, lớn nhất N=14, trung bình N=13. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. Có diện phân bố của lớp 5 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3,4. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -23.0 m (LKB – 03) đến -15.02 m (LKB – 01), đáy lớp từ -27.5 m (LKB – 04) đến -25.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp thay đổi từ 3.8 m (LKB – 03), đến 13.5 m (LKB – 04). Thí nghiệm xun tiêu chuẩn( SPT) có giá trị nhỏ nhất N=25, lớn nhất N=45, trung bình N=35. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Có diện phân bố của lớp 6 tương đối rộng, gặp trong tất cả các lỗ khoan thăm dò, nằm dưới lớp 5. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -49.02 m (LKB – 01) đến -44.39 m (LKB – 02), đã khoan vào lớp từ 5.45 m (LKB – 01) đến 4.65 m (LKB – 03) nhưng chưa xác định được đáy lớp. Thí nghiệm xun tiêu chuẩn( SPT) có giá trị nhỏ nhất N=50, lớn nhất N=68, trung bình N=59. KẾT LUẬN I. Kết luận : ¯ Lớp 1 : đất đắp : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. ĐATN : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 3 Là lớp đất khá tốt nhưng bề dày mỏng, nên xử lý để đảm bảo an tồn. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. Chiều dày lớn 7.5 m, đây là lớp đất rất yếu, thi cơng hố móng cần phải có phương án xử lý thích hợp. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. Chiều dày 11.7 m, lớp này có sức chịu tải khá tốt nhưng nằm gần bề mặt, chưa thích hợp cho việc đặt nền móng cơng trình . ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. Chiều dày trung bình khoảng 5.1 m, đây là lớp đất tương đối tốt, bề dày lớp mỏng. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. Chiều dày lớp khoảng 8.7 m, đây là lớp đất tốt, nhưng chiều sâu lớp chưa đảm bảo để đặt móng cơng trình với quy mơ lớn. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Đây là lớp đất rất tốt, đã khoan vào lớp từ 4.65 m đến 5.45 m, rất phù hợp cho việc đặt nền móng cơng trình cho những cơng trình có quy mơ lớn II. Bảng tra các tính chất cơ lý của đất Lớp Chiều dày (m) Độ ẩm w(%) Dung trọng tự nhiên( γ ) (g/m 3 ) Lực dính đơn vị C KG/cm² Góc ma sát ϕ SPT- N Địa chất 1 7.6 31.48 1.857 0.344 14 o 31' _ sét, màu xám vàng, trạng thái d ẻo cứng 2 8.6 79.97 1.487 0.073 4 o 59' _ bùn sét, màu xám xanh, xám nâu 3 13.2 22.61 1.95 0.223 14 o 59' 25 sét, màu xám vàng, xám nâu, ĐATN : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 4 trạng thái dẻo cứng 4 1.6 31.48 1.857 0.344 14 o 31' 13 sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng 5 11 28.56 1.915 0.42 18 o 28' 35 sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng 6 _ 19.09 1.958 0.068 33 o 48' 59 cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 5 CHƯƠNG I: THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI I. Một số u cầu chung: Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi khơng bị rớt xuống sơng. Lan can còn là cơng trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái hài hòa với các cơng trình và cảnh quan xung quanh. Lan can đường người đi có tác dụng đảm bảo an tồn cho người đi bộ trên cầu. ¯ Chiều cao nhỏ nhất của lan can phải bằng 1060 mm tính từ mặt đường người đi ¯ Khoảng cách tĩnh giữa các thanh khơng được lớn hơn 150 mm ¯ Khi dùng lan can có cả cột đứng và thanh ngang, thì ở phần thấp (65 mm) khoảng cách tĩnh giữa các thanh ≤ 150 mm, khoảng cách tĩnh của phần trên khơng q 380 mm. ¯ Hoạt tải tính tốn là tải trọng phân bố đều có cường độ w=0.37 N/mm theo cả hai phương thẳng đứng và nằm ngang. Đồng thời lan can phải được tính với 1 tải tập trung 890 N, có thể tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố ở trên. II. Cấu tạo thanh lan can: Ta chọn lan can tay vịn và trụ lan can làm bằng vật liệu thép AII Tiết diện là thép ống có bề dày 5 mm 32 7.8510/ t Nmm γ − =× , 2 280/ y fNmm = a) Cấu tạo thanh lan can trên: Đường kính ngồi D= 110 mm Đường kính trong d= 100 mm Cột lan can Tay vòn dưới Tay vòn trên 580 844 50010x200=200010x200=2000 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 6 110 110 5100 5 100 5 b) Cấu tạo thanh lan can dưới: Đường kính ngồi D= 90 mm Đường kính trong d= 80 mm 90 5805 90 5 80 5 III. Thiết kế: Do tải trọng tác dụng lên mỗi thanh lan can là như nhau nên ta chỉ cần kiểm tra cho thanh lan can có đường kính nhỏ(thanh lan can dưới). 1) Tĩnh tải tác dụng: Trọng lượng bản thân : F.g t γ = ( ) ( ) mm/N105,01335.10.85,7F.g mm13358090 4 dD. 4 F mm/N10.85,7 5 t 22222 35 t ==γ= =− π =− π = =γ − − 2) Hoạt tải tác dụng: Sơ đồ tác dụng của hoạt tải: W x =0.37 N/mm P x = 890 N 0.5L L W y =0.37 N/mm ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 7 Độ lớn của tải trọng: N 5 , 1557 890 . 75 , 1 P = = 2222 ()(1,75.0,37)(1,75.0,371,25.0,105)1,026/ nd WWWgNmm =++=++= IV. Xác định nội lực trong thanh lan can: Sơ đồ tính tốn: - Momen lớn nhất trong thanh lan can: Nmm10.175,129 4 2000.5,1557 8 2000.026,1 4 PS 8 S.W M 4 22 ht =+=+= V. Mơmen kháng uốn của thanh lan can: yp f.S.M φ = Sức kháng uốn của thanh lan can: ( ) ( ) 33333 mm213038090 32 dD 32 S =− π =− π = Do đó: Nmm5368356280.21303.9,0f.S.M yp = = φ = Vậy : p MM < lan can thoả điều kiện chịu uốn VI. Thiết kế trụ lan can: P = 1557,5 N W = 1,026 N/mm momen do P momen do W 2000 513000 Nmm 778750 Nmm ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 8 1) Sơ đồ cấu tạo trụ lan can: Ø Ø 1511015 140 775 70375330 200 770 775 200 775 200 65375330 190 130 2) Sơ đồ tính tốn và ngoại lực tác dụng: [...]... 20 20 1210 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU Sơ đồ t nh: Ta xem bản m t cầu như dầm liên t c được t a trên các gối t a Để đơn giản trong t nh t n, khi t nh t n cho bản m t cầu ở phía trong, ta xem như m t dầm giản đơn t a trên 2 gối t a, sau đó để x t đến t nh liên t c ta nhân thêm hệ số x t đến ảnh hưởng liên t c 1) Do t nh t i: • Trạng thái giới hạn... n thoả điều kiện Vậy VCT < V n thoả điều kiện chịu c t MSSV : CD02087 16 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG III: THI T KẾ BẢN M T LỀ BỘ HÀNH I Sơ đồ t nh t n và t i trọng t c dụng: q bt q ht 950 II Lực t c dụng: • T nh t i: q bt = γ bt b.h = 2,5.0,08.1 = 0, 2T / m • Ho t tải người đi bộ qui là t i trọng phân bố đều với qht = 0.3 T/ m T hợp t i trọng... 50mm ¯ A: diện t ch có hiệu của b t ng chịu kéo trên thanh có cùng trọng t m với c t thép Dùng trạng thái giới hạn sử dụng để x t v t n t của b t ng c t thép thường Trong trạng thái giới hạn sử dụng hệ số thay đổi t i trọng η = 1 và hệ số t i trọng cho t nh và ho t tải là 1 Việc t nh ứng su t kéo trong c t thép do t i trọng sử dụng dựa trên đặc trưng ti t diện n t chuyển sang đàn hồi T số mođun đàn... thác của cầu vì vậy m t cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo th t nước, khai thác thuận tiện, t hư hỏng nh t và an t n t i đa cho các phương tiện tham gia giao thơng Bản m t cầu là k t cấu có dạng bản kê trên hệ dầm m t cầu gồm các dầm chủ, dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy bản m t cầu chủ yếu làm việc chịu uốn cục bộ như m t bản kê trên hệ dầm m t cầu Ngồi ra bản còn là cánh trên của dầm T, dầm hộp... 50 Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép t i đa ) Vậy ta chọn thép Φ10a 200mm Đối với thép dọc theo chiều dài bản ta chọn theo cấu t o Φ10a 200mm ⇒ CHƯƠNG IV: MSSV : CD02087 18 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU THI T KẾ BẢN M T CẦU I Khái niệm: M t cầu là bộ phận trực tiếp chịu t i trọng giao thơng và chủ yếu quy t định ch t lượng khai thác... Bản của cầu khơng dầm ngang được t nh theo hai bước: ¯ T nh bản chịu lực theo sơ đồ bản hai cạnh ¯ T nh bản chịu lực theo sơ đồ dầm congxon Sau đó các k t quả t nh t n sẽ được so sánh với nhau làm căn cứ t nh duy t m t c t và chọn c t thép Lực t c dụng bản m t cầu: 1 T nh t i: T nh t i t c dụng lên 1m bề rộng bản được xem là phân bố đều trên m t tấm bao gồm : • Trọng lượng bản thân bản m t cầu : DC2... chắn kiểm t n về cường độ thoả mãn d T nh t n thép phân bố dọc cầu: Vì bản làm việc theo phương ngang cầu nên ta đ t c t thép cấu t o theo phương dọc cầu cả đáy trên và đáy dưới của bản m t cầu để phân bố t i trọng bánh xe dọc cầu đến c t thép chịu lưc theo phương ngang Diện t ch u cầu t nh theo phần trăm c t thép chính lực Đối với c t thép chính đ t vng góc với hướng xe chạy 3840 sophantram = ≤ 67%... hợp t i trọng : q = 1.25q bt + 1.75q ht = 1,25.0,2 + 1,75.0,3 = 0,77 5T / m Momen lớn nh t : ql 2 0,775.0,952 M u = M max = = = 0,087Tm 8 8 III Thi t kế và bố trí c t thép: Thi t kế c t thép cho ti t diện chữ nh t: 80 x 1000 chịu momen uốn Mu Giả thi t a = 30 mm ⇒ d s = 80 − 30 = 50mm MSSV : CD02087 17 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU   a ∑ M / As... nên còn tham gia chịu nén hoặc kéo khi chịu uốn t ng thể của cầu Trong cầu b t ng c t thép bản m t cầu thường làm bằng bê t ng, bê t ng dự ứng lực, đúc t i chỗ hoặc lắp ghép II ¯ ¯ ¯ Cấu t o bản m t cầu: Bản B t ng c t thép dày: 20 cm Lớp phủ B t ng Atphan dày: 7 cm T ng phòng nước dày: 0.4 cm Bª t ng atphan: 7 cm T Ç n g p h ß n g n ­ í c : 0 4 c m L í p B T C T l iª n k Õ t : 2 0 c m III Sơ đồ t nh:... 042 < 0, 45 d s 175 Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép t i đa ) Vậy ta chon thép Φ12a 200mm b T nh t n thép chịu mơmen âm: X t: t nh t n trên 1 m theo phương dọc cầu Ti t diện t nh t n b x h = 1000 x 200 mm Momen t nh t n : MSSV : CD02087 26 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU M = max ( M g , M g ) = 1,946 107 Nmm un ut Chọn a = 25 mm , d . III. Thi t kế và bố trí c t thép: Thi t kế c t thép cho ti t diện chữ nh t: 80 x 1000 chịu momen uốn M u Giả thi t a = 30 mm mm503080d s = − = ⇒ 950 q q bt ht ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM. • Quy trình khoan thăm dò địa ch t cơng trình 22TCN 259 – 2000 • Quy trình khảo s t đường ơ t 22TCN 263 – 2000 • Quy trình thi t kế cầu cống theo TTGH 22TCN 18 – 79 • Tiêu chuẩn TCVN 4195. lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Th.S Mai Lựa và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa CÔNG TRÌNH đã t n t nh giúp đỡ em hoàn thành Thi t kế t t nghiệp trong thời hạn được giao.