đồ án tốt nghiệp THIẾT kế cầu QUA SÔNG 1608 (thuyết minh + bản vẽ)

Lời Nói Đầu Đất nước đang trong thời kỳ hội nhập kinh tế thế giới WTO, đang từng ngày đổi mới, mỗi người phải xác định được mục tiêu để cần làm. Với mục tiêu và nhiệm vụ, các trường đại học nói chung và trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói riêng đã và đang đầu tư cho sinh viên điều kiện học tập tốt, trang bị kiến thức một cách tâm huyết để sau khi ra trường góp một phần kiến thức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng tổ quốc Việt Nam giàu mạnh sánh vai cùng cường quốc năm châu như Bác Hồ mong đợi. Là sinh viên năm cuối, em được Khoa Xây Dựng Cầu Đường giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp nhằm tổng hợp các kiến thức đã học. Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong Khoa, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Mỹ, thầy đã truyền cho em niềm say mê nghiên cứu và niềm cảm hứng học tập, em đã tiếp cận được nhiều công nghệ mới và những kiến thức cần thiết trong chuyên ngành,và cũng nhận biết được cả một biển tri thức đang chờ đợi mình phía trước, cũng như trong thực tế còn vô vàn điều bở ngở. Và đến nay em đã hoàn thành được nhiệm vụ được giao. Do trình độ còn hạn chế, chắc chắn đồ án còn nhiều sai sót, kính mong thầy cô chỉ bảo thêm để giúp em có thể hoàn thiện kiến thức chuyên môn của mình. Lời cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo trong Khoa Xây Dựng Cầu Đường và kính chúc các thầy cô giáo luôn mạnh khoẻ.

Lời Nói Đầu

Đ ất nước đang trong thời kỳ hội nhập kinh tế thế giới WTO, đang từng ngày đổi mới, mỗi người phải xác định được mục tiêu để cần làm.

Với mục tiêu và nhiệm vụ, các trường đại học nói chung và trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói riêng đã và đang đầu tư cho sinh viên điều kiện học tập tốt, trang bị kiến thức một cách tâm huyết để sau khi ra trường góp một phần kiến thức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng tổ quốc Việt Nam giàu mạnh sánh vai cùng cường quốc năm châu như Bác Hồ mong đợi

Là sinh viên năm cuối, em được Khoa Xây Dựng Cầu Đường giao nhiệm

vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp nhằm tổng hợp các kiến thức đã học Với sự giúp đỡ

tận tình của các thầy giáo trong Khoa, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Nguyễn

Văn Mỹ, thầy đã truyền cho em niềm say mê nghiên cứu và niềm cảm hứng học

tập, em đã tiếp cận được nhiều công nghệ mới và những kiến thức cần thiết trong chuyên ngành,và cũng nhận biết được cả một biển tri thức đang chờ đợi mình phía trước, cũng như trong thực tế còn vô vàn điều bở ngở Và đến nay em

đã hoàn thành được nhiệm vụ được giao Do trình độ còn hạn chế, chắc chắn

đồ án còn nhiều sai sót, kính mong thầy cô chỉ bảo thêm để giúp em có thể hoàn thiện kiến thức chuyên môn của mình.

Lời cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo trong Khoa Xây Dựng Cầu Đường và kính chúc các thầy cô giáo luôn mạnh khoẻ.

Trần Quốc Khánh

Chương I: PHẦN MỞ ĐẦU

Đề tài : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG 1608.

1.1 Giới thiệu chung :( vị trí địa lý - tình hình dân số- xã hội).

Khu vực xây dựng cầu có tọa độ: 17057’00’’ đến18016’00’’ độ vĩ Bắc và 105045’00’’ đến

106030’40’’ độ kinh Đông

Phía Bắc giáp Thành phố Tam Kỳ, phía Nam giáp Huyện Núi Thành, phía Tây giápLào ,phía Đông giáp biển Đông Cầu Nằm trên quốc lộ 1A

Tỉnh có khoảng 1274681 người, bao gồm nhiều dân tộc chung sống với nhau Trong

đó dân số nông thôn chiếm 90.13%.Số người trong độ tuổi lao động 596186 ngườichiếm 47% dân số Lao động làm trong các ngành kinh tế 559199 người

Mật độ dân số :211 người/km2, thuộc loại trung bình ,nhưng phân phối khôngđều tập trung chủ yếu tại thị xã , thị trấn các huyện đồng bằng Riêng khu vực tuyến điqua mật độ dân số khoảng 782 người/Km2, lực lượng lao động chiếm tỷ lệ lớn chủ yếu

là lao động ngành Nông Nghiệp.Diện tích tự nhiên 6055.74 Km2,dân số 1286655người năm 2004 tương ứng với mật độ 212 người/Km2, chiếm 1.8% diện tích tự nhiên

và 1.7 % dân số cả nước

1.2 Các số liệu khảo sát thu thập được :

1.2.1 Đặc điểm địa chất :

Địa tầng khu vực cầu phân bố như sau:

+Lớp 1: Cát hạt mịn màu xám đen, kết cấu chặt-Trạng thái bão hòa

Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau:

.Tỷ trọng : 2.65 g/cm3 Góc nghiêng ở trạng thái khô : 30049’

.Góc nghiêng ở trạng thái ướt : 28024’

+Lớp 4: Sét màu nâu đỏ ,phớt trắng –Trạng thái cứng

Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

.Dung trọng tự nhiên w : 2.07 g/cm3 Dung trọng khô k : 1.60 g/cm3.

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu lớp này như sau:

Dung trọng (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmγ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm3

Cường độ kháng nén khi khô (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmRk) biến đổi từ 140 – 596 Kg/cm2

Cường độ kháng nén khi bão hòa, biến đổi từ 114 – 482 Kg/cm2

1.2.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn :

1.2.2.1 Khí hậu :

Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ngoài ra Quảng Nam còn chịu ảnhhưởng của khí hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậunhiệt đới điển hình của miền Nam và có một mùa đông lạnh của miền Bắc Đặc biệtvùng này chịu ảnh hưởng nặng nề của gió mua phơn Tây Nam khô nóng trong mùa hè.Hai mùa rõ rệt

-Mùa mưa :Mưa trung bình hằng năm từ 2500 đến 2650 mm Hạ tuần tháng 8-9

và trung tuần tháng 11 lượng mưa chiếm 54 % lượng mưa cả năm

-Mùa khô :Từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau.Đây là mùa nắng gắt có gió phơnTây –Nam khô nóng ,lượng nước bốc hơi lớn

*Nhiệt độ :

- Nhiệt độ trung bình hàng năm :23.9 0C

- Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất :29.4 0C

- Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất :18.0 0C

- Nhiệt độ cao tuyệt đối :41.10C

- Nhiệt độ thấp tuyệt đối :7.0 0C

- Nhiệt độ biến đổi trong ngày :6.4 0C

*Mưa :

Lượng mưa trung bình tháng cao nhất :611 mmLượng mưa trung bình tháng thấp nhất :61 mm

Số tháng có lượng mưa >100mm :8 tháng (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm5-12)Lượng mưa 1 ngày lớn nhất với tần suất 1% :173,1mm

*Gió

Vận tốc gió trung bình năm tại Hà Tĩnh là 1.8 m/s Vận tốc gió cực đại có thể

xảy ra theo chu kỳ lặp lại 5 năm là 32 m/s và 50 là 53 m/s

Số ngày có gió Tây – Nam khô nóng là 13.1 ngày

Trong một năm tại Hà Tĩnh có trung bình 189 ngày nhiều mây và có trungbình 16 ngày hoàn toàn quang mây, có 92 ngày có dông, có 19 ngày có mưa phùn và

17 ngày có sương mù

1.3 Đánh giá về vận tải trong vùng :

Theo thống kê, khối lượng thực hiện vận tải giai đoạn 2000-2004 cho thấy :-Vận tải hàng hóa: mức tăng bình quân 10-12% năm về T và 10-13% năm về T/

Trong phạm vi 5-10 năm tới thì vị trí xây dựng là tuyến đường vận chuyển thiết

bị ,vật tư và du lịch phục vụ các khu công nghiệp, và các bải biển và có địa điểm du

lịch là Suối Giang Thơm là chủ yếu.

1.4 Phân tích sự cần thiết đầu tư xây dựng công trình :

.Nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú như quặng Sắt, Thiếc, Măngan, đá,nước khoáng thiên nhiên đạt tiêu chuẩn quốc tế ,tài nguyên rừng ,biển đa dạng ,rừngnguyên sinh,Kẻ Gỗ có nhiều gỗ ,động vật quý hiếm …là những lợi thế đang ở dạngtiềm năng

Nằm trên diện tích hơn 500 ha ở ven biển, Mỏ Sắt, Đá thuộc các xã có trữlượng khoảng 564 triệu tấn ,được đánh giá có trữ lượng lớn

Cùng với việc xây dựng khu công nghiệp, nâng cấp cảng, việc khai thác mỏ sắt cóvai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội ,.Tuyến đường không những

tạo điều kiện khai thác mỏ sắt, đá Núi Thành một cách có hiệu quả mà còn tạo điềukiện phát triển kinh tế du lịch , giao lưu văn hóa của nhân dân trong khu vực với cácđịa phương khác trong và ngoài tỉnh

Tam Kỳ là một thành phố, và xung quanh là các khu du lịch nổi tiếng, bên cạnh là

sự phát triển ồ ạt của các khu công nghiệp

Từ nhận định ,lý do và phân tích trên ,việc xây dựng tuyến đường nối quốc lộ 1Ađến khu công nghiệp Núi Thành là hết sức cần thiết và cấp bách ,vì thế Thủ tướngchính phủ cho phép tỉnh Quảng Nam chuẩn bị đầu tư và khởi công xây dựng dự ántrong năm 2006

1.5.Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:

1.5.1- Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu.

- Nhịp thông thuyền: Sông cấp 3

+ Khoang thông thuyền : 60 m

+ Chiều cao tĩnh không : 9m (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmtính từ mực nước thông thuyền 5%)

- Lực va tàu ứng với sông cấp 3

1.5.2-Tiêu chuẩn thiết kế - thi công công trình

+Tiêu chuẩn về cầu:

+Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05

+Neo cáp ASTM A416

+Gối cầu cao su cốt thép AASHTO M251-92

+Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi 22TCN 257-2000

+Tiêu chuẩn về đường:

+Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05

+Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-93

+Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 223-95

+Qui trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263-2000

+Qui trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN262-2000.+Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN-237-01

+Qui tắc báo hiệu đường thủy nội địa Việt Nam 22TCVN -269-2000

1.6 Phạm vi nghiên cứu của đồ án:

- Thiết kế kỹ thuật : 60 %.

- Thiết kế thi công : 10 %

1.7 Điều kiện tự nhiên công trình xây dựng:

1.7.1 Điều kiện địa hình:

Mặt cắt ngang sông không đối xứng, do đó việc bố trí kết cấu sao cho nhịpthông thuyền rơi vào chỗ sâu nhất của lòng sông ,

Mặt cắt ngang sông, việc xói lở có xu hướng mở về bên trái, tim dòng sông càngngày càng lệch về bên trái

1.7.2 Điều kiện địa chất:

Kết luận:

+Nhìn chung, địa chất các lớp đất bề mặt (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmlớp 1-2) có chỉ tiêu cơ lý trung bình, tính nén lún cao; các lớp 3 và 4 có khả năng chịu lực cao có thể xem xét đặt móng mố trụ cầu

+Đối với nền đường đắp cao đầu cầu, cần có giải pháp xử lý nền ở phần đắp cao khoảng từ 2.0-2.5m trở lên để đảm bảo ổn định và sớm triệt tiêu lún

1.7.3 Điều kiện khí hậu - thuỷ văn:

-Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ,ngoài ra Quảng Nam còn chịu ảnhhưởng của khí hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậunhiệt đới điển hình của miền Nam và có một mùa đông lạnh của miền Bắc Đặc biệtvùng này chịu ảnh hưởng nặng nề của gió mùa phơn Tây Nam khô nóng trong mùa hè

Quảng Nam có hai mùa rõ rệt

-Mùa mưa :Mưa trung bình hằng năm từ 2500 đến 2650 mm, Hạ tuần tháng 8,9

và trung tuần tháng 11 lượng mưa chiếm 54 % lượng mưa cả năm

-Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau Đây là mùa nắng gắt có gió phơnTây –Nam khô nóng, lượng nước bốc hơi lớn

1.7.4.Điều kiện cung ứng vật liệu:

1.7.4.1.Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn:

-Có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốtđảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu

xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu côngtrình đặt ra

1.7.5.Năng lực và máy móc thi công:

-Công ty trúng gói thầu thi công công trình này có đầy đủ phương tiện và thiết

bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân và kỹ sư chuyên môn cao và dày dạn kinhnghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khaithác đúng tiến độ Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được nhữngcông nghệ mới về xây dựng cầu Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân côngthì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế vềnhân lực Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần

1.8 Đánh giá các điều kiện liên quan dự án.

1.8.1.Đánh giá điều kiện địa hình:

-Mặt cắt dọc sông không đối xứng, do đó việc bố trí kết cấu sao cho nhịp thôngthuyền rơi vào chỗ sâu nhất của lòng sông

-Sông cấp III

1.8.2.Đánh giá điều kiện địa chất:

Với cấu tạo địa chất đã giới thiệu, và chiều sâu các lớp đất tốt không sâu ta ta đặt cọc vào các lớp đất này Và còn có một lớp đá xerixit phong hóa nhẹ, thích hợp cho việc đặt móng

Nhận xét: - Nói chung với địa chất lòng sông lòng sông như vậy ta thấy rất thuận lợi

cho việc thi công ma sát, cọc chốnh tuy giá thành cũng như việc thi công cọc khoan nhồi đắt tiền và phức tạp hơn nhiều so với cọc đóng, nhưng khi dùng cọc khoan nhồi thì sẽ giảm bớt số lượng cọc và khả năng chịu tải lớn hơn so với cọc đóng, do đó tronghai phương án trên ta chỉ sử dụng cọc khoan nhồi

1.8.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền:

-Tình hình xói lở: do dòng sông uốn khúc và chảy không được êm thuận quatừng mùa, tình hình xói lở diển ra khá mạnh và lòng sông có xu hướng lệch dần

- Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 0.3÷ 0.5m,còn ở những nơi không có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi sói lở -Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nênloại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có điềukiện bảo quản tốt, sửa chữa gia cố kịp thời

1.8.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị:

-Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn ởđây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng

1.8.4.1.Vật liệu thép:

-Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép TháiNguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh của Việt Nam và các nước nhưCông ty LDSX thép Việt -Úc (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm VINASTEEL) Neo các loại do nhà máy cơ khí xâydựng Liễu Châu (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmOVM) Trung Quốc sản xuất, ngoài ra có thể dùng loại neo của hãngVSL - Thụy Sỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình

1.8.4.2 Xi măng:

-Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đápứng nhu cầu phục vụ xây dựng Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng KimĐỉnh Phụ gia Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất Nói chung vấn đềcung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầucông trình đặt ra

1.8.4.3 Thiết bị và công nghệ thi công:

- Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về

số lượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thông đã mạnh dạn cơgiới hoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thicông hiện đại, đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thờigian hoàn thành là sớm nhất và chất lượng tốt nhất

1.8.5.Các giải pháp kết cấu:

1.8.5.1.Nguyên tắc chung:

- Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt

- Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công

- Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăngtính thẩm mỹ

- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế

1.8.5.2.Giải pháp kết cấu công trình:

*Kết cấu thượng bộ:

Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan chocông trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết cấuƯST để so sánh chọn phương án

Kết cấu cầu dẫn đưa ra kết cấu nhịp giản đơn bản BTCT liên tục nhiệt

*Kết cấu hạ bộ:

- Dùng móng cọc khoan nhồi đường kính 1 m

- Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng

- Dùng trụ cầu liên tục cho kết cấu cầu liên tục

1.9: Đề xuất các phương án sơ bộ.

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượtsông như sau:

1.9.1.Phương án 1:

- Cầu dẫn gồm 6 nhịp BTCTdầm super -T giản đơn bản liên tục nhiệt (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmphía đi lên QL

1A) và 3 nhịp BTCT dầm super-T giản đơn bản liên tục nhiệt cầu chính gồm 3 nhịpdầm liên tục cầu dây văng BTCT tiết diện U ngược 2 mặt dây

- Loại cầu : cầu dẫn

- Mô tả kết cấu phần trên:

+ Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu giản đơn bản liên tục nhiệt 3 nhịp: 3x40 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

+ Tiết diện dầm super-T BTCT Mác500, chiều cao 1.75 m

+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250

+ Các lớp mặt cầu gồm : 1 Lớp BT nhựa +Lớp trên dày 7cm

- Loại cầu: Cầu dây văng.

- Mô tả kết cấu phần trên :

+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 3 nhịp: 54+114+54 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1.6 m, chiều cao tháp 54m

+ Lan can tay vịn, BTCT Mác250

+ Móng: Móng cọc BTCT Mác300 Cọc khoang nhồi D=100 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmcm)

- Đường dẫn hai đầu cầu :

Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm).

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

Ln(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmtr) và Ln(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmph): Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

1m: Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu

Lotk= 582.65 – 9x1.5 – 2*2=566,65m

600

600 65 566 )

1.90% <5%  thoả mãn yêu cầu

- Phương pháp thi công chỉ đạo :

+Dầm giản đơn super-T thi công theo phương pháp bán lắp ghép

+ Dầm BTCT được thi công bằng phương pháp lắp hẫng cân bằng

+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách,khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông

+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmđắp lấn), hút nước (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmnếu có),đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổbêtông.+ Thi công tháp: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thântháp

1.9.2.Phương án 2:

- Cầu dẫn gồm 5 nhịp BTCTdầm I giản đơn bản liên tục nhiệt và 2 nhịp BTCT dầm I

giản đơn bản liên tục nhiệt cầu chính gồm 5 nhịp liên tục BTCT tiết diện hộp

- Loại cầu : cầu dẫn

- Mô tả kết cấu phần trên:

+ Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu giản đơn bản liên tục nhiệt 5 nhịp: 5*36 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

+ Tiết diện dầm I BTCT Mác500, chiều cao 1.8 m

+ Lan can tay vịn BTCT Mác250

+ Các lớp mặt cầu gồm : - 1 Lớp BT nhựa chặt dày 7cm

- Loại cầu : Kết cấu liên tục BTCT

- Mô tả kết cấu phần trên:

+ Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 5 nhịp: 53+80x3+53 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

+ Tiết diện hình hộp BTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2m đến 4m

+ Lan can tay vịn, BTCT Mác250

+ Các lớp mặt cầu gồm :

- 1 Lớp BT nhựa chặt dày 7cm, - Lớp phòng nước dày 0.5cm

- Mô tả kết cấu phần dưới :

+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95

- Kiểm tra khẩu độ cầu :

Khẩu độ cầu : L tk L C  b i  L n(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmtr)  L n(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmph)  2 1 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

Trong đó :

Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

Ln(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmtr) và Ln(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm)

1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu

tk o

L = 598,45– 7.1,5 – 2.1-3.4 = 573,95 m

600

600 95 , 573 )

, max(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm  







yc o

tk o

yc o

tk

o

L L

L L

 thoả mãn yêu cầu

- Phương pháp thi công chỉ đạo :

+ Dầm giản đơn thi công theo phương pháp bán lắp ghép

+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng quatim trụ

+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoan, dựng ống vách,khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông

+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmđắp lấn), hút nước (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmnếu có),đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổbêtông

+ Thi công trụ: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thântrụ

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ

* PHƯƠNG ÁN 1 : CẦU DÂY VĂNG.

* PHƯƠNG ÁN 2 : CẦU LIÊN TỤC BTCT.

30%

THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DÂY VĂNG

sơ đồ dây hình rẽ quạt có góc xiên dây ngoài cùng so với phương ngang là 300

+ Tháp cầu: Dùng tháp cầu BTCT có dạng hình thang có 2 dầm ngang trên và dưới + Mố: Dùng mố nặng tường thẳng

+ Móng: Dùng móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc dự kiến là 1m và chiều dài

dự kiến là 15m

2.1.1 Bố trí chung :

- Phần cầu dẫn bao gồm 6 nhịp dài 40 m ở bên đi về Đà Nẵng, kết cầu dầm loại Super-Tee, bản mặt cầu được đổ liên tục nhiệt Phía đi Núi Thành có 1 nhịp dài 40 m

- Phần cầu chính thuộc loại cầu dây văng 54 m +114 m + 54 m , thi công theocông nghệ lắp hẫng cân bằng và có điều chỉnh nội lực.Đốt gần trụ tháp dài

12 m ,Các đốt còn lại chiều dài mỗi đốt 6m

Hình 1.1.Bố trí chung phương án 1.

2.1.2 Chọn các kích thước sơ bộ -tính khối lượng:

Hình 1-1 Đặc trưng hình học của kết cấu nhịp cầu dẫn:

Hình 1-2:Đặc trưng hình học của kết cấu nhịp cầu dẫn:

 Dùng các công thức trong Autocad 2004 ta tính được

 Diện tích mặt cắt ngang của dầm

F1 = 0.6801 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m2 )

F2 = 1.6542 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m2 )

F3 = 0.9221 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m2 )

 Momen quán tính của dầm

Jx1 = chưa tính (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m4) -Không tính bản đệm

Jx2 = 0.63576883 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m4)

Jx3 = 0.05550388 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m4) Diện tích mặt cắt ngang của bản mặt cầu

F = 0.2 x12.7 = 2.54 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm m2 )

o DC2 = 24*(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0.6801*35.7 + 1.6542*2*1.2 + 0,9221*0.8*2) = 713.40 KN

  Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài :

 DC = 713.40402*5.955= 18.13 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

Mố là loại mố nặng chữ U tường mỏng BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau :

Bảng 1.2.BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ 1

Stt Tên cấu kiện Thể tích

(m3)

Hàm lượng thép(KN/m 3 )

Trọng Lượng Thép(KN)

Trụ số 1 có kích thước như hình vẽ sau :

Hình 1-3: Cấu tạo trụ cầu số 1.

Bảng 1.3.BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG TRỤ SỐ 5.

St

t Tên cấu kiện

Thể tích (m3)

Hàm lượng thép(KN/m3)

Trọng Lượng Thép(KN)

thép(KN/m3)

Trọng Lượng

Trọng Lượng

1 Thân trụ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmH=7.68

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng Thép(KN)

- Lớp BTN dày 7 cm: DW1= 0.07*12*22,5= 18.9 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

- Lớp phòng nước dày 0.5cm: DW2 = 0.005*12 *16= 0.96 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

- Trọng lượng các lớp mặt cầu:

DWmc = (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0.96+18.9)= 19.86 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

Bảng 1.10 TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG CÁC LỚP MẶT CẦU(Cả

2.1.3.2.2.Trọng lượng lan can tay vịn:

Khối lượng của lan can, tay vịn :

Lan can được cấu tạo từ các cột bêtông cốt thép trên đó có gắn tay vịn là các ống bằng inox

Diện tích mặt cắt ngang của cột bêtông

F = 0.1798 m2

Số cột bêtông trên một nhịp :

2 * (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm40/2 + 1) = 42 cột

Khối lượng của các cột bêtông (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmgần đúng) Hình 1-4: Lan cantay vịn.

DWlc = 42 *0.1798 x*0.15 * 24 = 27.81 KN

Khối lượng của cột đèn đường:

Theo đặc tính kĩ thuật do công ty cung cấp đèn thì khối lượng của 1 cột đèn đường (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmđã cộng các chi tiết trang trí ) là : 9.7 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/cột)

Với mỗi nhịp có 4 bộ đèn đường, như vậy tải trọng qui đổi phân bố đều :

DWđèn = 0 97

40

4

* 7 9

 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 : DW=DWmc+DWlc+tv+DWđèn=19.86+0.92+0.97

= 21.75(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m).

2.1.3.2.3 Đặc trưng hình học của kết cấu nhịp cầu chính:

Cầu chính gồm có 3 nhịp dây văng 54-114-54(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm) Mặt cắt ngang là dạng hình chữ U ngược bố trí hai lớp dây văng chính

Tháp cầu dạng chữ H Kết cấu dùng vật liệu bê tông cốt thép Thi công kết cấu nhịp bằng phương pháp lắp hẫng

Hình 1-5: Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ.

2.1.3.2.4 Khối lượng và các đặc trưng hình học của kết cấu nhịp cầu chính

Hình 1-6: Đặc trưng hình học dầm chủ.

*Tĩnh tải phần 1:

+Khối lượng của các dầm chủ và bản mặt cầu trên 1 mét dài

gdc = 2.5 * 8.55 *1=218(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/m)

Tính toán khối lượng dầm ngang:

+Diện tích mặt cắt ngang của dầm ngang:

Dùng Autocad 2004 ta tính được: Adn = 12.15 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2)

+Khối lượng của 1 dầm ngang dày 30 cm :

Gdngang = 0.3*Adn*25= 0.3*12.15*25 = 91.103 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

+Dầm ngang được bố trí 3 dầm ngang 1 đốt dây văng, Như vậy khối lượng dầm ngangtính trên 1 mét dài là:

DCgngang =91.1036 *3 =45.55 (KN/m)

BẢNG 1.11 TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG DẦM NHỊP CHÍNH

Stt Tên cấu kiện Thể tích (m3) Hàm lượng thép(KN/m 3 )

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng

Bê Tông(KN)

Vậy, tĩnh tải phần 1 là:

DC = DCdc+ DCdanngang =218 + 45.55 = 263.55 (KN/m).

2.1.3.2.4 Khối lượng của tháp cầu :

Cấu tạo của tháp A và B như hình vẽ sau:

Khối lượng bêtông của thân tháp :

(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmDùng cad xác định diện tích sau đó tích được thể tích)

V=260.29 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm3),Khối lượng bêtông của bệ tháp :V=6*18*3=324(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm3)

Khối lượng bêtông tháp :

V = 260.29 + 144 = 404.29 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm3)

Hình 1-7: Cấu tạo tháp cầu

DC=V*24=404.29*24=9702.96 (KN)

BẢNG 1.12 TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG THÂP A=THÂP B

Stt Tín cấu kiện Thể tích

(m3)

Hăm lượng thĩp(KN/m 3 )

Trọng Lượng Thĩp(KN)

2.1.4.1Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền Qr:

Hình 1-8: Số liệu kết quả xuyín CPT

- Giả sử ta có số liệu của TN hiện trường CPT có kết quả xuyên như sau:

- Sức kháng tính toán của các cọc Qr có thể tính như sau:

Qr = .QQ n = qp.QQ p + qs.QQ s

+ QP: Sức kháng mũi cọc: Q p = q P QA P

Trong đó: AP là diện tích của cọc ; A P = 0,785 m2

qP là sức kháng đơn vị mũi cọc

+ QS: là sức kháng thân cọc được tính toán bằng cách phân chia lớp đất dưới thành các lớp đất phân tố có chiều dày 1m

+ Sơ đồ phân chia thể hiện ở hình dưới và tính đến điểm có độ sâu 4D bên dưới mũi cọc

+ qp: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy địnhtrong bảng 10.5.5-2 tiêu chuẩn 22TCN272-05 dùng cho các

phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng mũi cọc và thân cọc

+ qs: Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc quy địnhtrong bảng 10.5.5-2 tiêu chuẩn 22TCN272-05 dùng cho các

phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng mũi cọc và thân cọc

Tính sức kháng mũi cọc Q P :

- QP có thể được tính như trong hình 10.7.3.43b-1 tiêu chuẩn 22TCN272-05

2 1

MPa qcx

 qcx = 13 06 (γ) tự nhiín biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm )

2

325 11 79

2 1

MN Ap

qc qc









Tính sức kháng bề mặt danh định của cọc Q S :

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc QS cóthể tính như sau:

.8

1 N

i

i si si i

si N

i

si c

s

Di

Li K

Q

+ Ks,c: các hệ số điều chỉnh tra hình10.7.3.4.3c-1 với chiều

sâu 24000mm, chiều rộng 1000mm có K s = 0,4

+ Li: chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm đang xét (m)

+ D: chiều rộng hoặc đường kính cọc đang xét (m) ; 1m

+ fsi: sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm đang xét (MPa)

+ asi : chu vi cọc tại điểm đang xét: 3,140m

+ hi: khoảng chiều dài tại điểm đang xét (m) ;1m

+ Ni: số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dưới mặt đất 8D ; 16 khoảng

+ N2: số khoảng cách giữa điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc ; 8 khoảng

4 3 4

0



Ds

Hs d

Baíng 1.14 Tính sức chịu tải của cọc

Qs = 0,5(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm6,62+2,51) = 4,565(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMN).

- Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Qr = .Q n = qp.Q p + qs.Q s

Qr = 0,55.15.854 + 0,55.4,565 = 11.23 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMN)

* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền khi ngàm vào đá:

- Sức kháng mũi danh định: qp = 3.qu.Ksp.d

Trong đó:

d: Hệ số chiều sâu không thứ nguyên:

qu: Cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá, qu = 30 Mpa

Ksp: Hệ số chịu tải không thứ nguyên

Sd: Khoảng cách các đường nứt, Sd = 300mm

d d d

S t D

S Ksp

300110

3







td: Chiều rộng các đường nứt; td =1mm

D : Đường kính cọc; D = 1000mm

Ds: Đường kính hố đá, D =1000mm

Hs: Chiều sâu chôn cọc vào trong hố đá; Hs = 1500 mm

Thay số vào các công thức ta được:d =1,5; Ksp = 0,23

Qr = 0,5x21x0,785 = 8,24 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMN)

2.1.4.2 Các bước chính thực hiện trong chương trình:

Mục đích sử dụng chương trình:

Ta chỉ dùng phần mền Midas để xác định diện tích đường ảnh hưởng, các giá trị tung

độ đường ảnh hưởng, dưới các tọa độ của trục xe ứng với hiệu ứng tính toán

Để tính toán kết cấu và khai thác kết quả ta dùng phần mền MIDAS để mô tả kết cấudưới dạng không gian 3D:

2.1.4.3 Các bước chính thực hiện trong chương trình:

Mục đích sử dụng chương trình:

Ta chỉ dùng phần mền Midas để xác định diện tích đường ảnh hưởng, các giá trị tung

độ đường ảnh hưởng, dưới các tọa độ của trục xe ứng với hiệu ứng tính toán

Kết quả mô tả trong chương trình ta được sơ đồ kết cấu như sau:

Hình 1-9: Mô phỏng cầu trong Midas Civil

Hình 1-10: Dạng không gian của mô hình cầu.

2.1.4.4.Kết quả chạy chương trình:

- Sau khi chạy chương trình có được kết quả xếp xe trên ĐAH phản lực gối và giá trịphản lực gối

- Giá trị phản lực lớn nhất được lấy trong tổ hợp Bao momen

Minh họa một vài kết quả tính toán:

Hình 1-11: Xếp tải lên đường ảnh hưởng phản lực mố neo

Hình 1-12: Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men tiết diện trên dầm ngang.

Phương pháp xác định Nmax:

Các hệ số tải trọng:

+ Đối với tỉnh tải bản thân DC: 1.25 và 0.9

+ Đối với tỉnh tải phần 2 DW: 1.5 và 0.65

Nmax = (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm 1.25*DC*+ 0.9*DC*-+1.5*DW*+ + 0.65*DW*

+ γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm h*n*m*[(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm1+IM) Piyi + qlw+]

- γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm h: hệ số tải trọng; γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm h = 1.75

- IM: hệ số xung kích; (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm1+IM) = 1,25

- n: số làn xe; n = 4

- m: hệ số làn xe; m = 0,65.

- Pi: tải trọng trục bánh xe

- yi: tung độ đường ảnh hưởng tương ứng -+: diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải, (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmPhần +)--: diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải, (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmPhần -)-: Tổng diện tích đah áp lực lên mố (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmtrụ)

+ DCM: trọng lượng bản thân của trụ

Phản lực Trụ Max(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

∑Pi*Yi ∑ω(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmDương) ∑ω(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmÂm)

Dc (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

Dw (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) Rtt(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) Rtt+Ptrụ(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

1,25.Ptrụ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

Ptrụ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) 2.97E+02 3.22E+01 3.13E+01 263.55 19.86 22844.06621 29873.49121 7029.425 5623.54

Phản lực Tháp Max (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

∑Pi*Yi ∑ω(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmDương) ∑ω(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmÂm)

Dc (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

Dw (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) Rtt (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) Rtt+Ptrụ(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

PTháp (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

Ptháp (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) 9.28E+02 1.41E+02 1.00E+01 263.55 19.86 58135.30 91864.0022 33728.7 26982.96

Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:

Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

Ptt= min{Qr, Pr}

- Sức chịu tải tính toán của cọc:

Ptt= min{QR, Pr}=min{8,24; 11,23}= 8.24MN

4.30 4.30

-Chất tải lên DAH phản lực gối:

Hình 1-13.Xếp xe tải thiết+tải trọng làn lên đah phản lực gối trái

Hình 1-14 Xếp hai trục thiết +tải trọng làn lên đah phản lực gối trái

Hình 1-15 Xếp xe tải thiết kế và tải trọng làn lên đah gối giữa

Hình 1-16 Xếp xe hai trục thiết kế và tải trọng làn lên đah gối giữa

kiện w (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm

2) w+ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) Piyi(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m

) w (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm

2) w+ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) Piyi(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m

tt

A  Trong đó:

+ DCtt: lực thẳng đứng do trọng lượng bản thân mố trụ gây ra

+ Rtt : lực thẳng đứng do tỉnh tải và hoạt tải tác dụng lên mố, KN

Rtt = (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm 1.25*DC + 1.5*DW )* + γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm h*n*m*[(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm1+IM) Piyi + qlw+]

Trong đó : - DC =6487.69/40=162.19 KN/m: Trọng lượng bản thân kết cấu nhịp

- DW =28.90 KN/m : Tĩnh tải giai đoạn 2

- γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm h= 1.75.: hệ số tải trọng

- IM: hệ số xung kích; (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm1+IM) =1.25

- q1= 9.3KN/m: Tải trọng làn thiết kế

Kết quả thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.15 Tính toán hiệu ứng hoạt tải

kiện w (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm

2) w+ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) Piyi(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m

) w (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm

2) w+ (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) Piyi(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m

Vậy ta lấy xe tải thiết kế để tính toán

 Tổng tải trọng tác dụng thẳng đứng lên mố trụ cầu:

Trong đó : n là số lượng cọc tính toán.

 : hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng,  = 1.6

AP : Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng

Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc

Bảng 1.17 Tính toán áp lực

Áp Lực Do Tỉnh Và Hoạt Tải

Cấu Kiện Nhịp Dẩn(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) Nhịp Chính

(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

Tổng(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

PttCọc(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN)

n(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmCọc)

Chọn (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmCọc)Trụ 6,7 Và

Sơ đồ bố trí cọc cho tháp trái và phải

+ Tải trọng của xe tải thiết kế

+ Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 0,93T/m phân bố theo chiều dọc Theochiều ngang cầu được giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm

2.1.5.2 Tính toán hệ số phân bố ngang của dầm:

Kết cấu nhịp có 2 dầm dọc nhưng độ cứng của liên kết ngang gồm dầm ngang

và bản mặt cầu được xem như là nhỏ so với độ cứng của dầm chủ Vì vậy có thể giảthiết rằng kết cấu ngang là dầm đơn giản gối lên các dầm chủ Như vậy khi đặt tải lêncầu thì hai dầm chủ sẽ chịu lực theo nguyên tắc đòn bẩy, nghĩa là tải trọng từ liên kếtngang sẽ phân bố cho dầm chủ sẽ chịu lực theo nguyên tắc đòn bẩy, nghĩa là tải trọng

từ liên kết ngang sẽ phân bố cho dầm chủ theo giá trị tỉ lệ nghịch với khoảng cách

từ điểm đặt tải trọng đến các dầm chủ theo đúng nguyên tắc phản lực gối của dầmgiản đơn

 Trình tự xác định hệ số phân bố ngang:

+ Vẽ Đah cho mặt cắt ngang dầm

+ Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng

+ Tính hệ số phân bố ngang cho từng loại tải trọng

Hình 1-18: Xếp xe tính toán hệ số phân phối ngang.

Hệ số phân bố ngang đối với hoạt tải là xe tải thiết kế:

+ Cho một làn chất tải:

mgHLSE= 1,2.12  yi=1,2.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0,95+0,80)/2=1,05

+ Hệ số phân bố ngang cho tải trọng làn:

mgLLSE=1,2.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmy1+y2).12 B

mgLLSE=1,2.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0,95+0,80)

 yi=1.0x(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0.95+0.8+0.70+0.55)/2=1,5

mgLLSE=1,0.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmy1+y2+y3+y4)

mgHLSE= 0,85.21  yi=0,85.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0,95+0,80+0.7+0.55+0.45+0.3)/2=1,594

- Hệ số phân bố ngang cho tải trọng làn:

mgLLSE=0,85.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmy1+y2).21 B

mgLLSE=0,85.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm1,00+0,25).21 9= 4,781

+ Cho bốn làn chất tải:

mgHLSE= 0,65

2

1

 yi=0,65.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm0,95+0,8+0,70+0,55+0,45+0,3+0,2+0,05)/2=1,3

mgLLSE=0,65.(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmy1+y2)

2.1.5.3 Kiểm toán sơ bộ diện tích tối thiểu của dầm chủ:

- Diện tích tối thiểu của dầm chủ tại tiết diện có lực dọc lớn nhất:

R

S k

A max

 Trong đó:

Smax : Lực dọc tính toán lớn nhất trong dầm chủ do tĩnh tải và hoạt tải

trong tiết diện, chiều cao dầm chủ và tổ chức tiết diện; bất lợi nhấtchọn k = 3

R : Cường độ tính toán của vật liệu làm dầm chủ;

R = fc’ = 50Mpa = 50000 KN/m2

Hình 1-19: Biểu đồ bao lực dọc trong dầm chủ.

- Từ biểu đồ ta có lực dọc lớn nhất trong dầm chủ S max = -2248,74 KN.

50000

74 , 2248

R

S k

Diện tích MCN của dầm chủ A = 8,14m2 > 3,03m2 => Thỏa yêu cầu

3.Tính toán và bố trí cáp DƯL trong dầm chủ:

- Trong cầu dây văng dầm cứng làm việc chịu nén-uốn đồng thời do đó khi tính toáncho cáp dùng mô hình phần tử chịu nén-uốn đồng thời

- Mômen uốn tính toán trong dầm chủ:

M tt = M cb + M ht (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m)



Mht: momen uốn trong dầm do hoạt tải

- Lấy biểu đồ bao mômen trong dầm với tổ hợp của hoạt tải để tính toán

Hình 1.20 : Biểu đồ bao mô men trong dầm do hoạt tải gây ra

- Giá trị bất lợi nhất của mô men uốn trong dầm do hoạt tải gây ra:

- Đối với các bó cốt thép DƯL bố trí ở biên dưới dầm chủ có thể lấy bằng cốt thép giữa

Ta có bảng momen tính toán và lực nén như sau:

Bảng 1 18

Momen tính toán và lực nén trong dầm chủ

Mtt (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m) Ntt (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmkN)

Ghi chú: quy ước dấu của lực nén “-“ là lực kéo

- Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau:

'

M W

e N A

N f

d d

T T T d

+ Công thức tính toán số bó cáp:

- Trong cầu dây văng nội lực dầm chủ vừa có thành phần momen uốn vừa có thànhphần lực dọc Lực dọc trong dầm thường gây hiệu ứng có lợi, làm triệt tiêu một phầnứng suất kéo do tác dụng của momen uốn (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmchỉ có khoang dầm giữa nhịp chịu lực kéo)

Do vậy để đảm bảo số bó cáp DƯL tính ra là hợp lý, trong tính toán số bó cáp DƯLcần phải xem xét thành phần lực dọc trong dầm

- Với bó chịu mômen âm:

Hình 1-21: Sơ đồ tính cho bó chịu mômen âm.

+ Ứng suất thớ trên:

0 '

'

M W

e N A

N f

tr tr

T T T tr

)

1)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

.)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)

.)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

' min

'

b KT T tr

tr tr

b T

tr

tr tr

T

A f e A W

W A A

N W

M n

e A W

W A A

N W

M N

1)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

.)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)

.)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

' min

'

b KT d T

d d

b d

T

d d

T

A f W e A

W A A

N W

M n

W e A

W A A

N W

M N

M W

e N A

N f

d d

T T T d

)

1 )(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)

)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm max max

b KT T

d d

b T

d d

T

A f e A Wd

W A A

N W

M n

e A Wd

W A A

N W

M N

M W

e N A

N f

tr tr

T T T tr

)

1 )(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

)

)(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm max max

b KT tr T

tr d

b tr

T

tr d

T

A f W e A

W A A

N W

M n

W e A

W A A

N W

M N

+ M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán

+ W: Mômen kháng uốn tiết diện

+ n'b, nb: Số bó cốt thép cần tính

+ fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép:

f KT = 0,75.f py = 1252,5 Mpa = 1,2525 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/mm2) + Ab: Diện tích một bó cáp; A b = 2171mm2

Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo là

a T = 150 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm)

+ N: Lực nén trong dầm chủ tại tiết diện tính toán do tác dụng của tĩnh tải Bảng 1.20

Số bó thép chịu momen dương tại các tiết bất lợi ở nhịp

M+(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmax)

(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m) 17247,6 16352 17086

N (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) 15959 -1359,2 10646,4

W(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm3) 0,7 0,7 0,7

A (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) 4,1 4,1 4,1

eT (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm) 0,966 0,966 4,1

fKT (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/mm2) 1,2525 1,2525 1,2525

Ab (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm2) 3080 3080 3080

Số bó thép chịu momen âm

M+(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmax) (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN.m) 7440,6 7440,6

N (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN) 50460 50460

W(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm3) 1,74 1,74

A (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm2) 4,1 4,1

e’T (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmm) 0,302 0,302

fKT (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmKN/mm2) 1.2525 1.2525

Ab (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm2) 3080 3080

4 Duyệt tiết diện dầm chủ theo trạng thái gới hạn cường độ:

- Ta quy đổi tiết diện hở về tiết diện tiết diện chữ T và sử dụng công thức tính như đối

với tiết diện chữ T trong quy trình:

Hình 1-23 : Sơ đồ quy đổi MCN Công thức kiểm toán: M max  Mr = Mn

Trong đó: Mr: Sức kháng uốn tính toán

1

- Tổng lực nén:

f w c

pu ps

d

A f k b f

h b b f f

A c

' 85 , 0

) (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

85 , 0

1

' 1

Aps: Diện tích thép DƯL ở phía dưới (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm2) ; A ps = 24640 mm2

fpu : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn danh định của thép DƯL (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMpa)

fps: Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMpa)

dp: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm)

d p = 1333mm

f'c: Cường độ quy định của BT ở tuổi 28 ngày (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMpa)

hf: Bề dày bản cánh chịu nén ; h f = 404 mm

b: Bề rộng cánh chịu nén (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm) ; b = 13200mm

bw: Chiều dày sườn dầm (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm) ; b w = 1237mm

: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, với BT có cường độ > 28 Mpa hệ số  giảmtheo tỉ lệ 0,05 cho từng 7 Mpa vượt quá 28 Mpa:

65 , 0 69 , 0 ) 7

28 50 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm 05 , 0 85 , 0

 + c > hf : Trục trung hòa qua sườn dầm

+ c < hf: Trục trung hòa qua cánh dầm và c sẽ được tính theo tiết diện hình

a = c :Chiều dày khối ứng suất tương đương ; a = 0,69 m = 690mm

Trường hợp trục trung hòa qua cánh thì lấy b = b w

fps: Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMpa)

ps

d

c k f

f 1 = 1463,72 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmMPa)

Trong đó:    f py 

k 2 1 , 04 = 0,284

) 2 2 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm ) (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

' 85 , 0 ) 2 (γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cm

ps n

h a h b b f a

d f A

- Đối với các tiết diện trên trụ P1 và P2 không cần kiểm tra cho cốt thép DƯL vì bố trícốt thép chỉ với mục đích cấu tạo

- Ta có bảng các giá trị dùng để duyệt cường độ tại giữa nhịp:

c(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmmm)

2.1.6 Sơ bộ chọn tiết diện dây:

- Trong cầu dây văng, dây làm việc như gối đàn hồi chịu kéo

- Để sơ bộ tính toán tiết diện dây văng:

+ Vẽ Đah nội lực của các dây văng

+ Xếp tải trọng(γ) tự nhiên biến đổi từ 2,69 - 2,71 g/cmxe tải thiết kế, tải trọng làn) lên Đah sao cho bất lợi nhất

+ Xác định nội lực lớn nhất xuất hiện trong dây

+ Xác định diện tích dây văng

 Tiết diện dây văng được xác định như sau:Fi= S f i

Trong đó : Si : nội lực do tĩnh tải và hoạt tải trong dây văng

f : Cường độ tính toán của vật liệu làm dây văng

- Khi chọn tiết diện các dây văng, cường độ tính toán f của dây được lấy như sau:

+ Tổ hợp chính : fu = 0,45 fy