Thiết kế cầu dầm SUPER T - sử dụng bản liên tục nhiệt để liên tục hóa bản mặt cầu.Doc

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢICỘNG HÒA – XÃ HỘI - CHỦ NGHĨA - VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TPHCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆPCHUYÊN NGHÀNH CẦU

SVTH : HOÀNG PHÚ TUỆLỚP : CĐ03B

MSSV : CĐ03151

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP: THIẾT CẦU DẦM SUPER T – SỬ DỤNG BẢN

LIÊN TỤC NHIỆT ĐỂ LIÊN TỤC HÓA BẢN MẶT CẦU.

I GIỚI THIỆU CHUNG I.1 Nhiệm vụ của luận văn

Thiết kế kĩ thuật và thi công các hạng mục chính của một công trình cầu bao gồm:

Số liệu địa chất (cho trước)

Thiết kế sơ bộ phương án I – dầm Super-TThiết kế sơ bộ phương án II – dầm thép liên hợpSo sánh 2 phương án

Giới thiệu chung về dầm super – t Thiết kế dầm super-t

Thiết kế gối cao su Thiết kế trụ

Thiết kế mố

Thiết kế móng cọc khoan nhồi Thiết kế bản liên tục nhiệtThiết kế tổ chức thi công

Dự toán chi tiết phương án chínhBảng phân tích đơn giá

I.2 Phương pháp thực hiện

Việc thiết kế một công trình cầu gồm hai bước:- Thiết kế sơ bộ.

- Thiết kế chi tiết.

Trong bước thiết kế sơ bộ, cần đưa ra hai phương án kết cấu nhịp Từ đótính toán, để đưa ra khối lượng vật liệu cũng như giá thành của các hạng mục

công trình để xác định phương án tối ưu có tính khả thi cho bước thiết kế chitiết sau này (Ở mức độ đồ án, sinh viên có thể chỉ cần đưa ra khối lượng vậtliệu các hạng mục, sau đó giáo viên hướng dẫn sẽ chỉ định phương án cho bướcthiết kế chi tiết ).

I.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Hiện nay, kết cấu nhịp “ dầm Super – T ” có tính ưu việt được sử dụngrông rãi là do tiết diện có dạng hộp nên khả năng chống xoắn tốt, mômen uốnngang lớn, có tính ổn định cao khi lắp đặt Mặt khác, cấu tạo đầu dầm có chiềucao nhỏ nên dẫn đến chiều cao kiến trúc của cầu giảm làm giảm lượng đất đắpđường đầu cầu và phần cánh dầm đóng vai trò ván khuôn đổ bản mặt cầu.

Tuy nhiên, kết cấu nhịp giản đơn có nhiều khe co giãn dễ bị bong bậclàm giảm khả năng khai thác và tạo lực xung kích lớn khi xe cộ chạy qua vị trínày, làm tốc độ lưu thông xe trên đường giảm, đồng thời giảm tuổi thọ động cơvà tốn nhiều nhiên liệu.

Để khắc phục tình trạng này, đòi hỏi bản mặt cầu thiết kế phải đượcliên tục do đó luận văn đưa ra phương án “ Thiết kế bản liên nhiệt ” thay cholắp đặt khe co giãn nhằm đảm bảo phương tiện lưu thông được êm thuận khiqua cầu và tăng tốc độ lưu thông các luồng xe, giảm tiếng ồn và khói bụi tạikhu vực cầu được xây dựng.

II TỔNG QUAN VỀ SỐ LIỆU - LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN :- Tiết diện dầm thiết kế: Dầm Super T.

- Chiều dài dầm thiết kế: 37 m.- Cầu thiết kế có thông thuyền.- Số làn xe thiết kế là 2 làn xe.- Bề rộng phần xe chạy: 8 m- Bề rộng mặt cắt ngang cầu:

- Bmcn = B + 2(1.5 + 0.25) = 8 + 21.75 = 11.5 m.- Lan can có lề bộ hành 1.5 m.

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN - 272 - 05.- Tải trọng thiết kế HL93, xe Tanđem.

 TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CƠ BẢN GỒM :Bước 1: Xác định đặc trưng vật liệu của cầu, bố trí mặt cắt ngang kết

cấu nhịp, chọn khoảng cách và chiều cao dầm, hình dạng, kích thước mặt cắt dầm, bố trí cốt thép, các kiểu gối cầu, kiểu gối mố trụ và nền.

Bước 2: Đối với dầm liên hợp thì giả định bề dày bản mặt cầu dựa

trên khoảng cách tổ hợp dầm và bề rộng bản cánh trên của dầm.

Bước 3: Phân tích dầm biên và dầm giữa, xác định dầm cần kiểm

Bước 4: Nếu giả định chiều dày của bản phù hợp với khoảng cách

dầm và chiều rộng của bản cánh trên dầm thì tiến hành thiết kế bản mặt cầu Ngược lại thì xét lại chiều dày của bản mặt cầu rồi quay về bước 3.

Bước 5: Thiết kế kiểm toán dầm cầu chịu momen và lực cắt.Bước 6: Thiết kế bản liên tục nhiệt.

Bước 7: Thiết kế gối cầu.

Bước 8: Thiết kế mố và móng mố.Bước 9: Thiết kế trụ và móng trụ.III TÍNH TOÁN CỤ THỂ

1 Tính toán kết cấu nhịp

 Nguyên lý và trình tự các bước thiết kế cơ bản gồm :Bước 1: Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu như: chiều dài cầu, tải

trọng thiết kế …

Bước 2: Xác định các đặc trưng vật liệu của cầu Lựa chọn sơ bộ hình

dạng , bố trí và kích thước mặt cắt ngang của kết cấu nhịp (tại gối, tại giữa nhịp …) và dầm chủ, chọn chiều dài nhịp tính toán, số lượng dầm chủ, dầmngang, kiểu và kích thước của vỉa hè, lan can, lớp phủ mặt cầu lan can đèn chiếu sáng …

Bước 3: Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các

đặc trưng hình học của dầm chủ qua các giai đoạn thi công và khai thác.

Bước 4: Phân tích tác động các thành phần tải trọng lên cầu Tính

toán các hệ số phân bố tải trọng cho môn men và lực cắt của các thành phần hoạt tải đối với biên dầm và dầm giữa.

Bước 5: Tính các trị số nội lực thành phần chưa nhân hệ số và nội

lực đã nhân hệ số lần lượt do: từng thành phần tĩnh tải, hoạt tải cho dầm giữa và dầm biên Chọn ra các vị trí có số nội lực bất lợi nhất Phải tính cho các mặt cắt đặc trưng của dầm chủ ở vị trí giữa nhịp, vị trí 1/4 , mặt cắt tại gối, mặt cắt có tiết diện thay đổi và mặt cắt bất lợi về lực cắt

( thường chọn mặt cắt cách gối một khoảng dv)

Bước 6:Tổ hợp nội lực cho các mặt cắt theo các trạng thái giới hạn

(TTGH); TTGH Cường độ I; TTGH Sử dụng Xác định dầm bất lợi cầm kiểm toán ( nên kiểm toán cả dầm giữa và dầm biên ).

Bước 7: Lựa chọn cốt thép chủ dự ứng lực và bố trí chúng trong mặt

cắt giữa dầm Hiệu chỉnh lại kích thước đầu dầm cho phù hợp với cách bố trí thép Nếu có thay đổi nhiều về kích thước mặt cắt thì phải tính lại tĩnh tải và quy về tính lại bước 5 Nếu kích thước dầm phù hợp giả định ban đầu ở bước 2 thì tính duyệt mặt cắt giữa dầm về mô men theo TTGH Cường độ I Nếu duyệt không đạt phải lặp lại bước 7 Nếu duyệt đạt thì tính bước 8.

Bước 8: Bố trí cốt thép dự ứng lực dọc dầm Xác định số bó và vị

trí cắt của chúng, vị trí các neo ở đầu dầm Tính tọa độ các trọng tâm của từng cốt thép rồi tính tọa độ trọng tâm chung của các cốt thép dự ứng lực và cốt thép thường trong từng đặc trưng mặt cắt đã nêu trên Tính toán các giá trị mất mát ứng suất tức thời và mất mát theo thời gian.

Bước 9: Tính duyệt dầm kiểm toán theo momen cho các mặt cắt( mặt

cắt nguy hiểm nhất là giữa nhịp ) Tíh duyệt theo TTGH Sử dụng : kiểm tra độmở rông vết nứt trong dầm BTCT chịu uốn, kiểm tra biến dạng dầm BTCT, kiểm tra ứng suất đối với bê tông, kiểm tra giới hạn sử dụng đối với cốt thép dự ứng lực … Tính duyệt theo TTGH Cường độ: tính duyệt về mô men kháng tính toán của mặt cắt Mr ≥ momen uốn tính toán Mu , kiểm tra các giới hạn tối đa, tối thiểu của cốt thép …

Nếu không đạt phải chọn một trong các biện pháp sau : - Tăng chiều cao dầm và quay về bước 2.

- Tăng số lượng cốt thép chủ dự ứng lực, quay về bước 7.

Bước 10: Tính độ vồng dự ứng lực, tính kiểm tra độ võng lớn nhất do

tĩnh tải và hoạt tải lớn nhất, độ vồng trước.

Bước 11: Tính duyệt dầm kiểm toán theo lực cắt Lựa chọn mô hình tính

toán Kiểm tra sức kháng cắt của các mặt cắt kiểm toán (thường là mặt cắt cách gối dv và mặt cắt gối) Kiểm tra cốt thép chịu cắt bổ sung.

Bước 12: Duyệt cường độ và ổn định trong giai đoạn tạo dự ứng lực

nén bê tông Bố trí cốt thép chịu dự ứng lực cục bộ ở đầu dầm, nơi đặt mấu neo và ở bên trên gối Duyệt ứng suất cục bộ trong khu vực đầu dầm do dự ứng tập trung gây ra.

Bước 13: Tính toán, thiết kế bản mặt cầu và dầm ngang : xác định

các mô hình tính toán, tính duyệt theo các TTGH cường độ và sử dụng Bố tríchi tiết cốt thép.

2 Tính toán bản liên tục nhiệt3 Tính toán gối kê dầm

4 Tính toán mố

KẾT CẤU MỐ CẦU:

Bước 1: Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm cacù số liệu của

kết cấu phần trên như phần thiết kế kết cấu trụ cầu:+ Số lượng dầm chủ.

+ Chiều dài tính toán kết cấu nhịp.

+ Bố trí mặt cắt ngang cầu ( khổ cầu, bề rộng mặt cầu …)+ Tải trọng xe thiết kế.

+ Số làn xe thiết kế.

Bước 2: Xác định các đặc trưng vật liệu của mố cầu Lựa chọn sơ bộ

hình dạng , bố trí và kích thước của kết cấu mố (bao gồm các kích thước của

mố ) và bệ móng , vị trí và kích thước các gối , cao độ đỉnh gối , đỉnh mũ mố ( nếu có ), đỉnh móng và đáy móng Cụ thể đối với kết cấu trụ gồm :

+ Loại kết cấu mố.

+ Bảng kích thước kết cấu mố

+ Cao độ mực nước cao nhất (MNCN).+ Cao độ mực nước thấp nhất (MNTN).+ Cao độ mực nước thông thuyền (MNTT).+ Cao độ mực nước thi công (MNTC).+ Cao độ đỉnh gối

+ Cao độ đỉnh mố + Cao độ đỉnh móng.+ Cao độ đáy móng.

Bước 3: Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các

mặt cắt nguy hiểm cần tính toán kết cấu mố , thường xét tại 4 mặt cắt sau :+ Mặt cắt tại bệ móng mố

+ Mặt cắt tại chân tường đỉnh.+ Mặt cắt tại chân tường thân.+ Mặt cắt tại chân tường cánh.

Bước 4: Phân tích tác động các thành phần tải trọng từ dầm , bản

thân và nền đường đầu cầu truyền xuống kết cấu mố * Các loại tải trọng tác dụng lên mố

+ Tĩnh tải bản thân mố: bao gồm tĩnh tải do bản thân kết cấu mố baogồm các bộ phận của mố : tường thân, tường đỉnh, tường cánh, bệ móng mố,bản quá độ, gờ kê bản quá độ (nếu có) và đất đắp sau mố.

+ Tĩnh tải do kết cấu nhịp truyền xuống :

Trong giai đoạn thi công : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tải trọng thi công và các thiết bị phụ phục vụ quá trình thi công.

Trong giai đoạn sử dụng : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tải trọng người bô hành và hoạt tải.

+ Tải trọng do hoạt tải trên bản quá độ.

+ Áp lực ngang của đất đắp tác dụng lên mố.

+ Lực hãm xe : đựơc truyền từ kết cấu trên xuống mố qua gối đỡ Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống mố khác nhau Lực hãm được lấy bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coi như đi cùng một chiều Các lực này được coi như tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mmtheo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất.

+ Tải trọng do lực ma sát tại gối cầu.+ Lực li tâm (đối với cầu thiết kế cong )

+ Tải trọng gió tác động lên công trình : Bao gồm :

- Tải trọng gió ngang :

Tác dụng lên kết cấu nhịp , lan can thanh tay vịn và kết cấu mố - Tải trọng gió dọc :

Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu nhịp, thì phải xét tới tải trọng gió dọc Trong trường hợp cầu thiết kế không thuộc các dạng trên thì không cần xét tới tải trọng gió dọc.

+ Tải trọng gió tác động lên xe cộ :

Theo điều 3.8.1.3, khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tảitrọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ.

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải phân bố 1.5 KN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở 1.8mtrên mặt đường.

Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ1800mm so với mặt đường.

Bước 5: Xác định các hệ số tải trọng và tính các trị số phản lực

thành phần tại gối chưa nhân hệ số và phản lực đã nhân hệ số lần lượt do : từng thành phần tải trọng phân tích ở bước 4 tác dụng.

Bước 6: Xác định các hệ số tổ hợp và tổ hợp nội lực cho các mặt

cắt cần tính toán theo các trạng thái giới hạn (TTGH); TTGH Cường độ I , II , III; TTGH Sử dụng; TTGH Mỏi Xác định mặt cắt bất lợi cần tính toán.

Bước 7: Lựa chọn cốt thép chủ và thép đai bố trí chúng trong các các

bộ phận của kết cấu mố rồi tiến hành kiểm toán tại các mặt cắt bất lợi.- Kiểm tra theo cấu kiện chịu uốn và cấu kiện chịu cắt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max.

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng.

Nếu duyệt không đạt phải tăng cốt thép, thay đổi mac thép hoăïc mácbê tông rồi quay lại bước 7 hoặc thay đổi kích thước mặt cắt ngang kết cấu thân, bệ mố sau đó tính lại tĩnh tải và quay về bước 5.

5 Tính toán trụ

CƠ BẢN GỒM :

Bước 1: Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm cacù số liệu của

kết cấu phần trên :

+ Số lượng dầm chủ.

+ Chiều dài tính toán kết cấu nhịp.

+ Bố trí mặt cắt ngang cầu ( khổ cầu, bề rộng mặt cầu …)+ Tải trọng xe thiết kế.

+ Số làn xe thiết kế.

Bước 2: Xác định các đặc trưng vật liệu của trụ cầu Lựa chọn sơ bộ

hình dạng , bố trí và kích thước của kết cấu trụ (bao gồm các kích thước của trụ và xà mũ trụ) và bệ móng , vị trí và kích thước các gối , cao độ đỉnh gối , đỉnh mũ trụ ( nếu có ), đỉnh trụ , đỉnh móng và đáy móng Cụ thể đối với kết cấu trụ gồm :

+ Loại kết cấu trụ.

+ Bảng kích thước xà mũ và thân kết cấu trụ.+ Cao độ mực nước cao nhất (MNCN).

+ Cao độ mực nước thấp nhất (MNTN).+ Cao độ mực nước thông thuyền (MNTT).+ Cao độ mực nước thi công (MNTC).+ Cao độ đỉnh gối

+ Cao độ đỉnh mũ trụ ( nếu có )+ Cao độ đỉnh trụ

+ Cao độ đỉnh móng.+ Cao độ đáy móng.

Bước 3: Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các

mặt cắt nguy hiểm cần tính toán của xà mũ và thân kết cấu trụ + Đối với xà mũ thường là mặt cắt tiếp giáp với mép thân trụ.+ Đối với xà mũ thường xét mặt cắt đỉnh móngï và đáy móng.

Bước 4: Phân tích tác động các thành phần tải trọng từ dầm truyền

xuống kết cấu trụ.

Các loại tải trọng tác dụng lên trụ

+ Tĩnh tải bản thân trụ: bao gồm tĩnh tải do xà mũ (nếu có) và thân kếtcấu trụ.

+ Tĩnh tải do kết cấu nhịp truyền xuống :

Trong giai đoạn thi công : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tải trọng thicông và các thiết bị phụ phục vụ quá trình thi công.

Trong giai đoạn sử dụng : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II tải trọng người bộ hành và hoạt tải

+ Tải trọng nước ( đối với cầu bắt qua sông ) :

- Áp lực nước đẩy nổi ứng với mực nước thấp nhất - Áp lực nước tĩnh ứng với mực nước thấp nhất.- Áp lực dòng chảy gồm hai thành phần :

* Theo phương dọc.* Theo phương ngang.

+ Lực hãm xe : đựơc truyền từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau Lực hãm được lấy bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coi như đi cùng một chiều Các lực này được coi như tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mmtheo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất.

+ Lực li tâm (đối với cầu thiết kế cong )+ Tải trọng gió tác động lên công trình : Bao gồm :

- Tải trọng gió ngang :

Tác dụng lên kết cấu nhịp , lan can thanh tay vịn và xà mũ và trụ.- Tải trọng gió dọc :

Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu nhịp, thì phải xét tới tải trọng gió dọc Trong trường hợp cầu thiết kế không thuộc các dạng trên thì không cần xét tới tải trọng gió dọc.

+ Tải trọng gió tác động lên xe cộ :

Theo điều 3.8.1.3, khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tảitrọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ.

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải phân bố 1.5KN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở1.8m trên mặt đường.

Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đường.

Bước 5: Xác định các hệ số tải trọng và tính các trị số phản lực

thành phần tại gối chưa nhân hệ số và phản lực đã nhân hệ số lần lượt do : từng thành phần tải trọng phân tích ở bước 4 tác dụng.

Bước 6: Xác định các hệ số tổ hợp và tổ hợp nội lực cho các mặt

cắt cần tính toán theo các trạng thái giới hạn (TTGH); TTGH Cường độ I , II , III; TTGH Sử dụng; TTGH Mỏi Xác định mặt cắt bất lợi cần tính toán.

Bước 7: Lựa chọn cốt thép chủ và thép đai bố trí chúng trong các

mặt cắt xà mũ và kết cấu trụ rồi tiến hành kiểm toán tại các mặt cắt bất lợi.

+ Đối với xà mũ kiểm tra :

- Kiểm tra theo cấu kiện chịu uốn và cấu kiện chịu cắt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max.

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng.+ Đối với kết câu thân và bệ trụ :

- Kiểm tra theo cấu kiện chịu nén và cấu kiện chịu cắt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max.

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng.

Nếu duyệt không đạt phải tăng cốt thép, thay đổi mac thép hoăïc mácbê tông rồi quay lại bước 7 hoặc thay đổi kích thước mặt cắt ngang xà hoặc kết cấu thân, bệ trụ sau đó tính lại tĩnh tải và quay về bước 5.

6 Tính toán móng cọc

MÓNG MỐ TRỤ CẦU:

Trong báo cáo này, xét móng thiết kế là móng cọc Các bước cơ bản gồm:

Bước 1: Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm chọn loại cọc,

chiều dài, kích thước tiết diện mặt cắt ngang cọc, khoảng cách các cọc, các đặc trưng về vật liệu, cao độ mực nước thiết kế , cao độ mặt đất tự nhiên, cao độ đáy bệ và cao độ mũi cọc.

Bước 2: Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền và theo vật liệu

để từ đó chọn ra sức chịu tải tính toán của cọc ( là giá trị min của hai sức chịu tải trên).

Bước 3: Căn cứ vào lực dọc lớn nhất tính được từ các TH để xác

định sơ bộ số lượng cọc.

Bước 4: Bố trí cọc rồi mô hình hóa sơ đồ kết cấu để giải ra nội lực

ứng với từng cọc Cần chú ý giá trị chuyển vị tại đầu cọc nếu > 1 cm cấn tiến hành thay đổi tiết diện ngang, số lượng cọc rồi trở lại bước 4.

Bước 5: Kiểm toán khả năng chịu lực của cọc là tổ hợp tải trọng

theo TTGH CĐ I.Ứng với mỗi cọc ta xác định được nội lực nguy hiểm nhất rồi tiến hành kiểm tra so sánh với khả năng chịu tải tính toán của cọc và thiết kế cốt thép cho cọc.

VI: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

Thiết kế tổ chức thi công là một nội dung quan trọng trong công tác xây dựng cầu Quan điểm thiết kế và thi công luôn đi liền với nhau Người ta tính toán các nhân tố nảy sinh trong quá trình thi công và coi đó là hạt nhân trong quá trình thiết kế Đó là sự ra đời của trường phái thiết kế Chính sự bám sát thiết kế vào quá trình thi công đã tạo ưu thế đặc biệt so với các phương pháp khác Khi một công trình xây dựng thì phải nghiêm chỉnh tuân theo trình tự thi

công đã thiết kế Bất kỳ sự thay đổi nào cũng cần được tính toán lại Do đó hiện nay người ta quan tâm hơn đến vấn đề công nghệ Coi việc cải tiến công nghệ là yếu tố quyết định, là chìa khóa mang lại sự thành công Xuất phát từ đócó hai hướng đi là cải tiến công nghệ vật liệu và công nghệ thi công, tuy nhiên hai hướng đi đó không tách rời nhau mà chúng có quan hệ mật thiết với nhau hỗ trợ nhau phát triển Nghiên cứu về công nghệ vật liệu là nhằm mục đích tìm ra các dạng vật liệu mới cho các kết cấu mới Cải tiến về công nghệ thi công lànhằm tìm ra các phương thức thi công phù hợp với vật liệu và thiết bị hiện có.

Nói chung thiết kế thi công là công việc phức tạp nhằm mục đích xây dựng được công trình theo như thiết kế với chi phí nhỏ nhất Tuy vậy ý tưởng xuyên suốt trong quá trình thiết kế thi công là phải đặt lên hàng đầu, do đó các hệ số an toàn khi thiết kế tổ chức thi công cao hơn nhiều khi thiết kế.

Thiết kế tổ chức thi công là công tác tổng hợp nhằm đảm bảo nguyên tắc: thi công nhanh, giá thành rẻ, chất lượng tốt Do đó cần đảm bảo các yêu cầu như :

 Hợp lí trong thi công.

 Tính chất tiên tiến trong kỹ thuật.

 Tính chất có thể thực hiện được trong quá trình thi công.Nội dung của công tác thiết kế tổ chức thi công gồm :

 Chọn phương án thi công.

 Chọn máy móc dụng cụ thi công. Lập tiến độ thi công.

 Lên kế hoạch nhân lực. Lập kế hoạch vận chuyển.

 Kế hoạch thuê mượn các thiết bị bổ trợ. Đề xuất ý kiến tới thiết kế kết cấu. Bố trí mặt bằng công trường.

 Thiết kế các công trình phụ tạm phục vụ thi công.Thiết kế tổ chức thi công gồm 3 công đoạn chủ yếu:  Thiết kế tổ chức thi công sơ bộ.

 Thiết kế tổ chức thi công chủ đạo. Thiết kế tổ chức thi công chi tiết.

Trong đó trong hai giai đoạn trên do đơn vị thiết kế kỹ thuật đảm nhiệm, còn thiết kế tổ chức thi công chi tiết do đơn vị thi công làm.

Khối lượng công việc của 3 giai đoạn trên là rất nhiều, trong đó có nhiềuvấn đề phức tạp Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, người thiết kế chỉ trình bàymột vài nội dung cơ bản trong phần thiết kế thi công chỉ đạo bao gồm : chọn biện pháp thi công các bộ phận mố, trụ, kết cấu nhịp Lập tiến độ thi công tính toán một vài thiết bị phục vụ thi công như : tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy khi thi công móng trụ Tính toán ván khuôn thép đổ bê tông thân trụ.

I.Chọn phương án thi công các bộ phận cầu

a) Biện pháp thi công mố

Mố cầu dạng chữ U BTCT có chiều cao đất đắp không lớn lại được đặt trên cạn Cao độ đáy bệ ở trên cao độ mực nước ngầm.

Do đó ta dự định thi công mố theo trình tự sau đây : Bước 1: Công tác chuẩn bị, dọn dẹp mặt bằng.Bước 2: thi công cọc khoan nhồi.

Định vị cọc, bố trí lắp đặt thiết bị khoan.

Khoan đào đất, hạ ống vách đến cao độ thiết kế.

Đào đất bằng gầu đào kết hợp với giữ thành bằng bằng dung dịch Bentonite tới cao độ đáy.

Vệ sinh hố khoan, lắp đặt lồng thép, đổ bêtông và làm các công tác chuẩn bị khác.

Đổ bêtông cọc đồng thời rút ống vách.

Thao tác được lặp lại cho các cọc trong móng.Bước 3: thi công bệ cọc

Đào đất hố móng bằng máy đào gầu nghịch kết hợp với đào thủ côngLắp đặt thiết bị máy bơm nước mặt hoặc nước ngầm thấm lên.

Rải lớp đệm đá dăm dày 10 cm, đập đầu cọc khoan nhồi, vệ sinh hố móng.

Lắp đặt cốt thép ván khuôn bệ và đổ bêtông bệ bằng xe MIX hoặc bơm bêtông

Bước 4: thi công tường thân và giàn giáo

Lắp đặt cốt thép, ván khuôn tường thân và đổ bêtông tường thân (dùng bơm bêtông)

Xây dựng đà giáo.

Lắp đặt đà giáo có thể bằng giàn YUKM hoặc được cấu tạo bằng các đoạn dầm trên đà giáo thiết kế, đặt kích và các nêmư.

Thử tải đà giáo tạm, lắp đặt gối cầu trên tường thân.

Lắp dựng ván khuôn cốt thép tường đỉnh, tường cánh và đổ bêtông.Đắp đất sau mố, đổ bêtông bản quá độ và làm các phương pháp hoàn thiện mố.

b) Biện pháp thi công trụ

Các trụ nhìn chung có cấu tạo như nhau Nên tranh thủ thi công vào mùa khô, mực nước thi công thấp tập trung nhân lực máy móc thiết bị thi công nhanhvà dứt điểm.

Trụ có cấu tạo thân đặc đơn giản, tiết diện không đổi Móng trụ có kích thước khá lớn, dự định hình thức thi công theo trình tự sau:

Bước 1 : công tác chuẩn bị

Nếu chuẩn bị được thi công vào mùa cạn, MNTC thấp nên dùng biện pháp thi công trên đảo cát.

Định vị tim trụ, xác định phạm vị hố móng.

Đóng các cọc định vị I400 dài 8m tới độ sâu thiết kế.

Lắp hạ các đai chống ngoài và đóng cọc ván thép lấp kín vòng vây.Đổ cát vào vòng vây.

Bước 2 : thi công cọc khoan nhồiDi chuyển máy khoan lên đảo.

Định vị tim cọc, rung hạ ống vách thép cắm sâu vào tầng đất sét.Đào đất bằng gầu đào kết hợp với giữ thành hố khoan bằng dung dịch Bentonite tới độ sâu đáy cọc.

Thổi rữa vệ sinh hố khoan Chế tạo lắp hạ lồng cốt thép, ống rót bêtông Đặt các ống sonic kiểm tra chất lượng cọc Đổ bêtông cọc bằng các ống rót thẳng đứng tới cao độ thiết kế đồng thời với việc rút ống vách Nếu cần thiết cóthể giữ lại ống vách.

Bước 3 : thi công bệ cọc

Đào đất bằng gầu ngoạm (gầu dây) tới cao độ của lớp bêtông bịt đáy.Bỏ đá hộc và lắp đặt các ống phụt vữa Làm các công tác chuẩn bị bêtông vữa dâng.

Thực hiện bêtông vữa dâng, vữa dâng được phun lần lượt từng nhóm Trong quá trình đó cần kiểm tra chất lượng và lượng bêtông cung cấp.

Hút nước hố móng đồng thời với việc lắp đặt các hệ giằng chống trong.Khoan phá đầu cọc tới cao độ thiết kế, vệ sinh hố móng.

Lắp đặt cốt thép, ván khuôn và các công tác chuẩn bị bêtông bệ.Đổ bêtông bệ cọc.

Bước 4 : thi công thân trụ

Thân trụ được chia thành từng đốt tương ứng với khả năng thi công.Dỡ ván khuôn bệ, lắp đặt đà giáo cốt thép ván khuôn từng đợt các đốt trụ Làm công tác chuẩn bị và đổ bêtông trụ.

Đổ bêtông trụ và thực hiện bảo dưỡng.

Khi bêtông đạt cường độ thì tháo dỡ ván khuôn và các thiết bị thi công.Dựng ván khuôn xà mũ, lắp đặt cốt thép, tiến hành đổ bêtông mũ trụ.Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bêtông đá kê gối.

Hoàn thiện trụ.

c) Thi công lao lắp kết cấu nhịp

Bước 1 : lắp dựng xe lao dầm và đường vận chuyển xe lao dầm Tập kết dầm ở đầu cầu, dùng con lăn dich chuyển từng phiến dầm vào đúng vị trí Dùngxe lao dầm lao ra vị trí nhịp, hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vị trí Đổ bêtông liên kết các dầm.

Bước 2 : làm đường vận chuyển xe lao dầm và đường vận chuyển trên nhịp 1 Di chuyển xe lao dầm sang vị trí nhịp 2 Dùng xe lao dầm lao ra vị trí hạdầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vị trí gối Hàn nối các cốt thép chờ dầm ngang đổ bêtông liên kết các dầm.

V TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tính toán kết cấu nhịp- TCTK 22 TCN 272 – 05.

- Cầu BTCT trên đường ôtô ( tập 1 ) - thầy Lê Đình Tâm.

- Các ví dụ tính toán dầm cầu I, T, Super T theo TC 272 – 05 - thầyNguyễn Viết Trung.

- Cầu BTCT nhịp giản đơn ( tập 1 ) - thầy Nguyễn Viết Trung.

- Các ví dụ tính toán cầu dầm BTCT ( tập 1 ) - thầy Nguyễn Viết Trung.- Tính toán KCBTCT theo tiêu chuẩn ACI 318-2002.

2 Tính toán bản liên tục nhiệt

- Luận văn nghiên cứu một số giải pháp khoa học kĩ thuật liên tục hóa dầm giản đơn nhiều nhịp trên đường ôtô – thầy Phạm Hữu Sơn

3 Tính toán mố, trụ và móng

- Những vấn đề chung về mố trụ cầu ( giới thiệu hình dạng, phân loại vàtính toán đá kê gối ) thầy Nguyễn Như Khải.

- Ví dụ tính toán mố trụ cầu theo TC 22 TCN 272-05 - thầy Nguyễn ViếtTrung.

- Tính toán móng cọc - thầy Lê Đức Thắng.

- Nền và Móng công trình cầu đường - thầy Bùi Anh Định và NguyễnSỹ Ngọc.

4 Tính toán thi công một hạng mục công trình- Thi công mố trụ - thầy Lê Đình Tâm.

- Tính toán thiết kế các công trình phụ tạm để thi công cầu - thầy PhạmHuy Chính.

Lời cảm ơn 3

Nhiệm vụ đồ án 4

Đề cương thực hiện……….……… ……… 5

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 18

Nhận xét của giáo viên chấm phản biện .19

Mục lục 20

PHẦN THỨ NHẤTSỐ LIỆU ĐỒ ÁN THIẾT KẾCHƯƠNG MỞ ĐẦUTỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH1.1 Qui mô công trình .29

1.2 Nội dung và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế: 29

1.3 Đặc điểm về địa chất: 29

1.4 Khí Tượng – Thủy Văn 31

1.4.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng 31

1.4.2 Các yếu tố thủy văn 33

PHẦN THỨ HAITHIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN CẦUCHƯƠNG I: PHƯƠNG ÁN ICẦU DẦM GI N ẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-T ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-TN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-T1.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 34

1.2 Mố cầu: 34

1.3 Trụ cầu: 34

1.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 35

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN 2

CẦU DẦM GI N ẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-T ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-TN DẦM THÉP LIÊN HỢP BÊTÔNG CỐT THÉP

2.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 37

2.2 Mố cầu: 37

2.3 Trụ cầu: 37

2.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 37

2.5 Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép: 40

2.5.1 Số liệu tính toán: 40

2.5.2 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm: 41

2.5.3 Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện dầm (Tiết diện liên hợp): .42

2.5.4 Xác định hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang cầu: 47

2.5.5 Xác định nội lực do hoạt tải tại các mặt cắt: 51

2.5.6 Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt theo trạng thái giới hạn: 67

2.5.7 Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn 1: 72

2.5.8 Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn II 74

2.6 Trình tự thi công: 78

2.7 Tổ chức thi công: 78

2.7.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công: 78

2.7.2 Tập kết thiết bị, vật tư đến công trường: 78

2.7.3 Thi công cọc khoan nhồi: 78

2.7.4 Thi công mố, trụ: 78

2.7.5 Lao dầm: 79

2.7.6 Thi công bản mặt cầu, lan can, lề bộ hành: 79

CHƯƠNG IIISO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN3.1 Về Kinh Tế 80

3.2 Về Kỹ Thuật 80

3.3 Về Mỹ Quan 81

3.4 Về duy tu bảo dưỡng 81

3.5 Kết luận 81

PHẦN THỨ BATHIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH

1.1 Tính toán lề bộ hành 82

1.1.1Sơ đồ tính: 82

1.1.2Tính toán cốt thép 83

1.1.3Kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng 84

1.2 Kiểm toán va xe cho gờ chắn bánh (bó vỉa) 86

1.3Tính toán thanh lan can 90

1.3.1Sơ đồ tính toán .90

1.3.2Tải trọng tính toán .90

1.3.3Kiểm toán 90

1.4Tính toán trụ lan can 92

1.4.1Sơ đồ tính toán .92

1.4.2Nội lực tại chân cột 92

1.4.3Kiểm tra khả năng chịu lực của bulông tại chân cột 95

1.5 Tính lực truyền xuống bản mặt cầu: 96

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU – DẦM NGANG2.1 Tính Toán Bản Mặt Cầu……… 97

2.1.1 Khái niệm 97

2.1.2 Số Liệu Tính Toán .97

2.1.3 tính nội lực trong bản hẫng (consol) 98

2.1.4 tính toán bản kề bản hẫng: 99

2.1.5 tính toán bản loại dầm phía trong 104

2.1.6 bảng tổng hợp nội lực cho bản mặt cầu: 107

2.1.7 thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu: 108

2.1.8 kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng 110

2.2 tính toán dầm ngang 112

2.2.1 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang: 112

2.2.2 Tính nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm ngang 113

2.2.3 Tổng hợp nội lực: .114

2.2.4 thiết kế cốt thép cho dầm ngang 115

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHỦ SUPER-T3.1 Số liệu thiết kế: 124

3.2 Thiết kế cấu tạo .124

3.2.1 Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu 124

3.2.2 Cấu tạo dầm chủ: 125

3.2.3 Cấu tạo dầm ngang: 127

3.3 Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T .127

3.3.1 Mặt cắt trên gối x1: 127

3.3.2 Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện x2: 128

3.3.3 Mặt cắt giữa nhịp: .129

3.4 Hệ số phân bố tải trọng: 130

3.4.1 Hệ số làn: 130

3.4.2 Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen và lực cắt 130

3.4.3 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa: 130

3.4.4 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong dầm biên: 132

3.4.5 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa: 133

3.4.6 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong dầm biên: 133

3.4.7 Hệ số điều chỉnh tải trọng: 134

3.5 Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 134

3.5.1 Xác định tĩnh tải tác dụng lên 1 dầm chủ: .134

3.5.2 Hoạt tải HL93: .137

3.5.3 Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng: 1383.5.4 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên tại mặtcắt x5: 143

3.5.5 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 146

3.5.6 Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trưng: 156

3.6 Tính toán và bố trí cốt thép: 156

3.6.1 Tính toán diện tích cốt thép: 156

3.6.2 Bố trí cốt thép theo phương dọc dầm 157

3.7 Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm 159

3.7.1 Bề rộng bản cánh dầm 161

3.7.2 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi dầm liên hợp 163

3.8 Tính toán các mất mát dự ứng suất: 164

3.8.1 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 164

3.8.2 Mất mát ứng suất do co ngót 167

3.8.3 Mất mát ứng suất do từ biến của bêtông 167

3.8.4 Mất mát ứng suất do tự chùng của cáp DƯL 168

3.8.5 Tổng mất mát dự ứng suất: 169

3.9 Kiểm toán dầm: 169

3.9.1 Kiểm tra khả năng chịu uốn ở Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng: .169

3.9.2 Kiểm tra các ứng suất giới hạn của vật liệu 171

3.10 Kiểm tra độ vồng, độ võng của dầm: 177

3.10.1 Độ vồng do cáp dự ứng lực 177

3.10.2 Độ võng do trọng lượng bản thân dầm 177

3.10.3 Độ võng do bản mặt cầu, dầm ngang, ván khuôn 178

3.10.4 Độ võng do gờ chắn, lan can 178

3.10.5 Độ võng do lớp phủ và trang bị trên cầu 178

3.10.6 Độ võng tức thời của dầm dưới tác dụng của lực căng cáp và tải trọng bản thân 178

3.10.7 Độ võng của dầm khi khai thác dưới tác dụng các tải trọng thườngxuyên 178

3.10.8 Độ võng của dầm khi khai thác dưới tác dụng các hoạt tải tải trọng thường xuyên 179

3.11 Tính duyệt theo TTGH cường độ 180

3.11.1 Tính duyệt mô men uốn .180

3.11.2 tính duyệt theo lực cắt 184

3.11.3 tính duyệt cho mc tại gối và khấc (không bố trí cáp dưl) 190

3.11.4 bố trí cốt thép chống co ngót và nhiệt độ 198

3.11.5 kiểm tra sức kháng cắt của cốt thép chờ nối bmc với dầm chủ 199

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN TRỤ CẦU4.1 giới thiệu chung 201

4.1.1 Số liệu chung 201

4.1.2 Số liệu kết cấu phần trên 201

4.1.3 Số liệu về trụ 202

4.2 các loại tải trọng tác dụng lên trụ 203

4.2.1 Tĩnh tải 203

4.2.2 Hoạt tải (LL) 204

4.2.3 Lực hãm xe (BR) (điều 3.6.4 theo 22TCN 272-05) 206

4.2.4 Lực ly tâm (CE) 207

4.2.5 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu WS: 207

4.2.6 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) 209

4.2.7 Tải trọng nước 209

4.2.8 Tính va tàu (CV) 210

4.3 tính hệ số phân bố tải trọng 210

4.4 tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt 212

4.4.1 Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt: 212

4.5 kiểm toán các mặt cắt 216

4.5.1 Kiểm toán mặt cắt xà mũ A-A 216

4.5.2 Kiểm toán mặt cắt xà mũ B-B 221

4.5.3 Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng 225

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MÓNG TRỤ

5.1 Số liệu về địa chất: 234

5.2 Số liệu thiết kế: 235

5.3 Tính toán sức chịu tải của cọc: 236

5.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu: 236

5.3.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền 237

5.4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: .238

5.4.1 Tính toán nội lực cọc: 239

5.5 Tính toán sức chịu tải ngang của cọc: 247

5.6 Kiểm tra bê tông cọc: 254

5.6.1 Kiểm tra nén uốn: .254

5.6.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cọcï: 255

5.6.3 Kiểm tra chống nứt: .255

5.6.4 Kiểm tra ổn định đất nền quanh cọc: 256

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ MỐ CẦU6.1 giới thiệu chung 259

6.2 số liệu thiết kế mố 259

6.3 mặt cắt cần kiểm tra: 262

6.4 xác định tải trọng kết cấu phần dưới: 262

6.4.1 tải trọng bản thân mố: 262

6.4.2 xác định nội lực do tlbt mố tại các mặt cắt: 263

6.4.3 áp lực đất thẳng đứng (ev), áp lực đất nằm ngang (eh): 265

6.4.4 áp lực đất do hoạt tải ( es ): 268

6.4.5 lực động đất: 272

6.4.6 áp lực dòng chảy (wa): 272

6.5 xác định tải trọng từ kết cấu phần trên: 273

6.5.1 tĩnh tải phân bố theo chiều dài dầm chủ 273

6.5.2 tính toán nội lực do hoạt tải 273

6.5.3 xác định nội lực do kcpt và hoạt tải gây ra: 278

6.6 tổ hợp nội lực tại các mặt cắt: 281

6.6.1 bảng hệ số tổ hợp nội lực ở các trạng thái: 281

6.6.2 tổ hợp nội lực tại các mặt cắt: 281

6.7 tính toán cốt thép cho các mặt cắt: 283

6.7.1 tính toán cốt thép cho bản quá độ: 283

6.7.2 kiểm toán mặt cắt tường đỉnh (1-1): 285

6.7.3 kiểm toán mặt cắt (6-6): 285

6.7.4 kiểm toán mặt cắt (2-2) : 286

6.7.5 kiểm toán cốt thép cho các mặt cắt khác: 290

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN MÓNG MỐ

7.1Số liệu về địa chất: 293

7.2 Số liệu thiết kế: 294

7.3 Tính toán sức chịu tải của cọc: 295

7.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu: 295

7.3.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền 295

7.4 Tính toán nội lực cọc: 298

7.4.1 Xác định bề rộng tính toán bc: 298

7.4.2 Tính hệ số K: .298

7.4.3 Xác định hệ số biến dạng của đất quanh cọc: .298

7.4.4 Xác định chuyển vị đơn vị của cọc tại cao trình mặt đất: 299

7.4.5 Xác định chuyển vị của cọc tại đỉnh cọc: 299

7.4.6 Xác định phản lực tại đỉnh cọc: 300

7.4.7 Xác định các phản lực tại các liên kết của hệ cơ bản: 300

7.4.8 Xác định chuyển vị u, v ,w của bệ cọc: 301

7.4.9 Bảng Tính Chuyển Vị Bệ Cọc Và Nội Lực Tại Đầu Cọc 303

7.5 Tính toán sức chịu tải ngang của cọc: 305

7.6 Kiểm tra bê tông cọc: 312

7.6.1 Kiểm tra nén uốn: .312

7.6.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cọcï: 313

7.6.3 Kiểm tra chống nứt: .313

7.7 Kiểm tra ổn định đất nền quanh cọc: 314

CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT8.1 Giới thiệu về bản liên tục nhiệt 317

8.2 Các thông số cơ bản ban đầu 318

8.3 Xác định nội lực: 318

8.3.1 Do tĩnh tải giai đoạn 2 và hoạt tải đặt trên kết cấu nhịp 318

8.3.2 Xác định nội lực do tĩnh tải đặt trên kết cấu nhịp gây ra 318

8.3.3 Nội lực do xe hai trục đặt trên kết cấu nhịp gây ra: 320

8.3.4 xác định nội lực do xe 3 trục dặt trên kết cấu nhịp gây ra: 322

8.3.5 Xác định ,y do tải trọng làn gây ra : 325

8.4 Dưới tác dụng của tải trọng nhiệt độ: 326

8.5 Nội lực gây ra trên bản liên tục nhịêt do lực hãm xe : 327

8.6 Nội lực cục bộ trên bản liên tục nhiệt : 327

8.6.1 Tính cho Xe 3 trục: 328

8.6.2 Trường hợp xe hai trục 330

8.6.3 Tải trọng làn : 330

8.7 Nội lực do tĩnh tải đatë trên kết cấu nhịp gây ra 331

8.8 Xác định tổ hợp nội lực để tính cốt thép và kiểm toán: 331

8.8.1 Trường hợp 1: 331

8.8.2 Trường hợp 2: 332

8.9 Tính thép theo trường hợp cột chụi nén lệch tâm: 332

8.10 Kiểm tra nứt theo TTGH SD:

334CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ GỐI CAO SU KÊ DẦM9.1 Giới thiệu chung: 336

9.2 các thông số thiết kế gối cầu 336

9.3 Chọn kích thước sơ bộ cho gối cầu 337

9.4 Kiểm tra ứng suất nén của cao su: 337

9.5 Kiểm tra độ lún thẳng đứng V của gối 338

9.6 Kiểm tra ổn định trượt của gối cầu 338

PHẦN THỨ TƯTHIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNGCHƯƠNG I: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ ĐẠO1.1 tổ chức thi công 339

1.1.1 Đảm bảo giao thông 339

1.1.2 Yêu cầu vật liệu chủ yếu và tổ chức vận chuyển 339

1.1.3 Mặt bằng thi công 342

1.1.4 Công tác chuẩn bị 342

1.2 biện pháp thi công một số hạng mục chủ yếu .343

1.2.1 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi BTCT 343

1.2.2 Công tác thử cọc 345

1.2.3 Công nghệ chế tạo dầm Super - T 345

1.3 trình tự thi công .353

1.3.1 Thi công mố M1, M2 353

1.3.2 Thi công trụ T1, T2 354

1.3.3 Công tác lao phóng dầm Super Tee (có hai cách) 356

1.3.4 Công tác đổ dầm ngang: 357

1.3.5 Công tác đổ bêtông sàn: 357

1.3.6 Công tác làm bản liên tục nhiệt .358

1.3.7 Thi công lan can, lề bộ hành, lớp phủ : 358

1.3.8 Thi công đường 2 đầu cầu 358

1.4 một số vấn đề cần lưu ý khi thi công 259

1.5 tiến độ thi công 360

1.6 thiết bị thi công chủ yếu 3601.7 tổ chức khai thác 361CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THI CÔNG CHI TIẾT

2.1 tính toán ván khuôn: 3622.1.1 ván khuôn mố: 3622.1.2 tính sườn tăng cường: 3642.2 tính toán vách chống hố móng: 3652.2.1 tính toán chiều sâu đóng cọc ván thép: 3652.2.2 tính toán cọc ván thép theo điều kiện cường độ: 3672.3 tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy 3672.4 thiết kế thi công trụ t1 3682.4.1 các số liệu tính toán 3682.4.2 tính toán chiều dày lớp bêtông bịt đáy 3682.4.3 tính toán cọc ván thép 3692.4.4 tính toán ván khuôn trụ 372 *Tài liệu tham khảo 375

DANH SÁCH CÁC BẢN VẼ

05: CẤU TẠO HÌNH HỌC DẦM CHÍNH.

06: BỐ TRÍ CỐT THÉP THƯỜNG DẦM CHÍNH.

07: BỐ TRÍ THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO (CÁP) CHO DẦM CHÍNH.08: CẤU TẠO HÌNH HỌC MỐ M1.

09: BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO MỐ M1.

10: CẤU TẠO HÌNH HỌC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO TRỤ T1.11: CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI.

12: THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI.13: THI CÔNG MỐ M1.

14: THI CÔNG TRỤ T1.

15: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP.

PHẦN THỨ NHẤTSỐ LIỆU ĐỒ ÁN THIẾT KẾ

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Qui mô công trình.

Cầu được thiết kế dành cho đường ô tô là 1 công trình vĩnh cửu

Nội dung và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế:

Bề rộng cầu: 11.5m

+ Bề rộng làn xe: 2 x 4 m = 8 m+ Lề bộ hành: 2 x 1.5 m = 3 m+ Lan can: 2 x 0.25 m = 0.5 mChiều dài toàn dầm SUPER-T: 37m- Tải trọng thiết kế:

+ HL93, tải trọng người, theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05+ Tải trọng gió cơ bản: 59 m/s

- Tần suất lũ thiết kế: Cầu được thiết kế với tần suất lũ 5%- Quy phạm thiết kế:

+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu cầu 22TCN 272-05

+ Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi TCXD 205: 1998

Đặc điểm về địa chất:

Qua công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng cấu trúc địa tầng của khu vực xây dựng cầu gồm các lớp sau:

Lớp đất đắp:

Nằm ngay trên tầng mặt ở vị trí 2 bên bờ sông.Đây là lớp đất sét, cát có bề dày thay đổi từ

1 – 2.5m.Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm.

Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm.Bề dày trung bình: htb = 3 – 3.5m

Độ sệt:B = 1.32

Lực dính đơn vị: C = 0.3KG/cm2.Góc ma sát trong:  = 23

Dung trọng tự nhiên:  = 1.475g/cm3.Giá trị SPT = 0

Dung trọng tự nhiên:  = 1.952g/cm3.Giá trị SPT = 18

Lớp 2b:Lớp đất sét màu nâu vàng đốm xám, trạng thái rắnBề dày trung bình: htb = 2 – 2.5m

Dung trọng tự nhiên:  = 1.969g/cm3.Giá trị SPT = 17

Khí Tượng – Thủy Văn

Các yếu tố khí tượng đặc trưng

Kết quả các yếu tố khí tượng được thống kê như sau:

Khu vực có rất nhiều nắng Trong các thánh mùa khô từ tháng XI đến tháng V số giờ nắng vượt quá 200 giờ/tháng Các tháng ít nắng là tháng VI và tháng IX ứng với 2 cực đại

của lượng mưa và lượng mây.

Số giờ nắng trung bình trên khu vực:

Số giờ 244 246 272 239 195 171 180 172 162 182 200 223

Chế độ ẩm

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược lạivới biến trình nhiệt độ Thời kì mưa nhiều, độ ẩm lớn và ngược lại vào thời kìmùa khô độ ẩm nhỏ.

Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trên khu vực:

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NămT.bình 71 68 68 70 78 82 84 84 84 84 82 75 78

Chế độ nhiệt

Đặc điểm nổi bật trong chế độ nhiệt của khu vực là nền nhiệt độ khácao, nhiệt độ trung bình năm khoảng 27oC, nhiệt độ trung bình cao nhất tuyệtđối là 38.3oC và nhỏ nhất tuyệt đối là 13.2oC, chênh lệch trung bình tháng nóngnhất là 3 – 4oC, tháng lạnh nhất là 7 -8oC.

Nhiệt độ không khí (o

C) tháng vào năm trên khu vực:

ThángIIIIIIIVVVIVII VIIIIXXXIXII NămT.bình 25.2 26.9 28.4 29.0 28.6 27.2 26.9 26.8 26.8 26.7 26.4 25.2 27.0

Max35.0 36.8 37.4 38.3 37.5 36.4 34.7 33.9 33.8 33.7 34.0 33.5 38.3Min13.6 14.5 16.5 20.9 21.5 21.5 20.0 21.7 21.9 21.2 18.0 13.2 13.2

Chế độ mưa

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng mưa XVIII Phân bố mưa trong nămtập trung vào thời kì từ tháng V đến tháng XI – thời kì thịnh hành của gió mùa

Tây Nam Tổng lượng mưa của thời kì này chiếm khoảng 85% tổng lượng mưanăm Ngược lại, trong thời kì từ tháng XII đến tháng IV năm sau – thời kì thịnhhành của gió Đông, lượng mưa tương đối ít, chỉ chiếm khoảng 15% tổng lượngmưa năm.

Biến trình mưa trong khu vực thuộc loại biến trình của vùng nhiệt đới giómùa: lượng mưa tập trung vào mùa hè, chênh lệch lượng mưa giữa mùa mưa vàmùa khô rất lớn Trong biến trình có một cực đại chính và một cực tiểu chính.Cực đại chính thường xuất hiện vào tháng IX, X với lượng mưa tháng trên300mm Cực tiểu chính xảy ra vào tháng I hoặc tháng II với lượng mưa thángcực tiểu chỉ dưới 10mm.

Biến trình của số ngày mưa trong tháng tương đối phù hợp với biến trìnhlượng mưa tháng, theo đó tháng có nhiều ngày mưa nhất là tháng IX và thángcó ít ngày mưa nhất là tháng II.

Lượng mưa (mm) và số ngày có mưa trên khu vực:

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NămT.bình 8 4 13 46 159 235 268 282 298 212 89 28 1642

Lượng mưa ngày trong khu vực không lớn, lượng mưa một ngày lớn nhấttheo các tần

suất thiết kế tại một số trạm chính trong khu vực.

Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo các tần suất thiết kế trên khu vực:Thời

Chế độ gió

Trên toàn khu vực gió tương đối đồng nhất về hướng và tốc độ Vào mùađông hướng gió thịnh hành là Đông với tần suất từ 30% đến 70%, tốc độ trungbình thay đổi từ 1.8 đến 2.2 m/s Vào mùa hè, hướng gió thịnh hành là TâyNam với tần suất từ 30 đến 55%, tốc độ gió trung bình thay đổi từ 1.4 đến 1.8m/s Hoa tốc độ gió trung bình trong khu vực lấy theo trạm Tân Sơn Nhất.

Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tại trạm Biên Hòa (m/s):Đặc

Trưng I II III IV V Các ThángVI VII VIII IX X XI XII Năm

T.bình 1.8 2.2 2.4 2.4 1.8 1.6 1.8 1.7 1.7 1.4 1.5 1.6 1.8

Các yếu tố thủy văn

Theo hồ sơ Báo cáo thủy văn, số liệu mực nước tại khu vực cầu như sau:

Số liệu điều tra:

- Mức nước lớn nhất năm 1978, H 1978 : +7.26.- Mức nước lớn nhất năm 2001, H 2001 : +5.29 - Mức nước lớn nhất năm 1952, H 1952 : +10.26.

Trong dãy số liệu điều tra nêu trên, nhìn chung mực nước lớn nhất điềutra vào các năm 1978 và năm 2001 đều thấp hơn cao độ tự nhiên tại khu vực;còn với cao độ mực nước lớn nhất vào năm 1952 đã làm cho khu vực này bịngập rất nghiêm trọng, với chiều cao ngập khoảng 2m đến 3m, thời gian ngậpkhoảng 24 giờ.

Cao độ mực nước thiết kế:

- Mức nước tần suất p=1% : +11.38.- Mức nước tần suất p=2% : +10.28.- Mức nước tần suất p=5% : +9.20.- Mức nước trung bình năm : +2.00.- Mức nước tần suất p=99% : -1.34.

PHẦN THỨ HAI

THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN CẦU

CHƯƠNG I: PHƯƠNG ÁN I

DỰ ỨNG LỰC SUPER-T

Chọn sơ đồ kết cấu nhịp:

- Mặt cắt ngang kết cấu nhịp gồm 6 dầm Super T (căng trước)- Khoảng cách các dầm là 1930mm

- Chiều dài mỗi dầm 37000 mm

- Số nhịp: 3 nhịp

- Sử dụng bản liên tục nhiệt nối 3 nhịp dầm giản đơn- Chiều dài cầu 124.6 m (tính từ hai đuôi mố)

- Chiều cao mỗi dầm là 1800 mm.

- Dầm ngang bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ- Bản mặt cầu dày 200 mm

- Lớp phòng nước dầy 5 mm

- Lớp phủ mặt cầu bằng bê tông Asphalt dày 75 mm- Thanh và trụ lan can làm bằng thép CT3 có mạ kẽm- Gối cầu sử dụng gối cao su có bản thép

Mố cầu:

- Mố cầu là mố chữ U bằng bê tông cốt thép

- Móng mố là móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan là 1m, có 6 cọc,chiều dài mỗi cọc dự kiến 45 m

Kết cấu Cường độ fc (MPa)

Bê tông nghèo và bê tông tạo phẳng 10- Cốt thép:

+ Thép thường:

Thép có gờ CII, giới hạn chảy 300 MPaThép có gờ CIII, giới hạn chảy 400 MPa+ Cáp dự ứng lực:

Dùng loại tao tự chùng thấp: Dps = 15.2 mmCường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 MPaDiện tích 1 tao cáp: Aps1 = 143.3 mm2

Modul đàn hồi của cáp: Eps = 197000 Mpa- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ:

Kết cấu Chiều dày tối thiểu lớp bêtông bảo vệ (mm)

Trụ cầu và mố cầu 50

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN 2CẦU DẦM GIẢN ĐƠN

DẦM THÉP LIÊN HỢP BÊ TÔNG CỐT THÉP

2.1Chọn sơ đồ kết cấu nhịp:

- Mặt cắt ngang kết cấu nhịp gồm 6 dầm - Khoảng cách các dầm là 2050 mm- Chiều dài mỗi dầm 38650 mm- Số nhịp: 3 nhịp

- Chiều dài cầu 124.6 m

- Chiều cao mỗi dầm là 1600 mm.- Bản mặt cầu dày 200 mm

- Lớp mui luyện dày trung bình 59 mm- Lớp phòng nước dầy 5 mm

- Lớp phủ mặt cầu bằng bê tông asphalt dày 50 mm- Thanh và trụ lan can làm bằng thép CT3 có mạ kẽm

- Mố cầu là mố chữ U bằng bê tông cốt thép

- Móng mố là móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan là 1m, có 6 cọc,chiều dài mỗi cọc dự kiến 45 m

2.3Trụ cầu:

- Trụ cầu là trụ đặc bằng bê tông cốt thép, thân hẹp

- Móng trụ là móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc là 1m, 6 cọc, chiều dàidự kiến mỗi cọc 50 m

2.4Các đặc trưng vật liệu sử dụng:

- Bê tông:

Cường độ bê tông chịu nén mẫu hình trụ tại 28 ngày tuổi sử dụng cho các kếtcấu bê tông cốt thép như sau:

Kết cấu Cường độ fc (MPa)

Bê tông nghèo và bê tông tạo phẳng 10

- Cốt thép:+ Thép thường:

Thép có gờ CII, giới hạn chảy 300 MPaThép có gờ CIII, giới hạn chảy 400 MPa+ Thép dầm chủ, sườn tăng cường, liên kết ngang:

Thép tấm M270M cấp 345:

- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ:

Kết cấu Chiều dày tối thiểu lớp bêtông bảo vệ (mm)

Trụ cầu và mố cầu 50

2.5Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép:

2.5.1 Số liệu tính toán:

2.5.1.1Phần dầm thép:

- Số hiệu thép dầm: M270M cấp 345 (A709M cấp 345 – ASTM) Thép hợpkim thấp cường độ cao

- Chiều rộng cánh trên: bc300 mm- Bề dày cánh trên: tc 20 mm- Chiều cao dầm thép: d 1600 mm- Chiều cao sườn dầm: D 1540 mm- Chiều dày sườn: tw 16 mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm:

b 350 mm

- Bề dày cánh đưới dầm: tf 20 mm- Chiều rộng bản phủ: b'f 500 mm- Bề dày bản phủ: '

t 20 mm- Chiều dài dầm thép 38650 mm- Chiều dài tính toán Ltt = 38050 mm

2.5.1.2Phần bản bê tông cốt thép:

- Bản làm bằng bê tông có: 'c

Khối lượng một sườn tăng cường: gs1 289.73 N+ Sườn tăng cường gối: kích thước như hình vẽ

Một dầm có: 4 x 2 = 8 sườn tăng cường gốiKhoảng cách các sườn: 150 mm

Khối lượng một sườn: gs2 401.3 N- Liên kết ngang:

+ Khoảng cách giữa các liên kết ngang 4000 mm Riêng ở giữa dầm thì khoảngcách là 3400 mm

+ Dùng thép L 100 x 100 x 10 (cho cả thanh xiên và thanh ngang)+ Trọng lượng mỗi mét dài: glk 151 N

Thanh ngang dài: 1790 mmThanh xiên dài: 1170 mm

+ Mỗi liên kết ngang có: 2 x 2 = 4 thanh liên kết ngang 2 x 2 = 4 thanh liên kếtxiên

+ Mỗi dầm có 10 liên kết ngang

Các kích thước còn lại được ghi trên mặt cắt ngang cầu

2.5.2 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm:

2.5.2.1Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm giai đoạn 1:

(Tiết diện dầm thép)

2.5.2.2Diện tích mặt cắt ngang phần dầm thép:

+ Chọn trục X’-X đi qua mép trên của tiết diện như hình vẽ:

Hình 3: chọn trục trung hòa cho dầm thép+ Môđun tĩnh của dầm thép đối với trục X’-X:

248032000 mm

2.5.2.4Xác định mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà X’-X:

- Bê tông: Bản bê tông

Hai loại vật liệu này có môđun đàn hồi khác nhau, vì vậy để xác định các đặctrưng hình học chung cho tiết diện, khi tính toán ta phải đưa vào hệ số tính đổi có giátrị bằng tỉ số môđun giữa hai vật liệu để qui đổi phần vật liệu bê tông trong tiết diệnthành vật liệu thép:

Ở đây bản làm bằng bê tông có 'c

f 30 MPa.Theo điều 6.10.3.1.1.b-22TCN 05 ta có giá trị tỉ số môđun đàn hồi n = 8

272-2.5.3.1Xác định chiều rộng có hiệu của bản cánh (bi):

- Chiều rộng của bản bê tông tham gia làm việc với dầm thép Theo điều 4.6.2.6.122TCN 272-05 qui định:

- Đối với dầm giữa: Bề rộng bản cánh hữu hiệu là trị số nhỏ nhất của:

b 1850 mm

2.5.3.2Tiết diện liên hợp ngắn hạn:

* Xác định mặt cắt ngang dầm:- Diện tích phần dầm thép:

A 52800 mm- Diện tích cốt thép dọc bản:

3.14 14

- Diện tích phầnbản bê tông:

2c