Thiết kế cầu dầm liên tục BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng, qui mô vĩnh cửu, 22TCVN272-05, tổng chiều dài 328,4m,bề rộng toàn cầu 11m, tải trọng HL93, người 300kg m2

Sơ đồ phân chia đốt dầm Nguyên tắc chung khi phân chia các đốt kết cấu nhịp làphải đảm bảo chiều dài của đốt Ko trên đỉnh trụ sao cóđủ diện tích mặt bằng để chúng ta có thể bố trí lắp đặ

Trường ĐH Giao thông vận tải Tp.HCM

KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG CẦU

ĐƯỜNG Hệ đào tạo: Chính quy

MSSV : CD06112

Tp.HCM, tháng 06/2011

LỜI CẢM ƠN !!!



Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chânthành cảm ơn Ban Giám Đốc cùng tất cả các thầy côcủa Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minhđã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trìnhhọc

Sau năm năm học tập và hơn 2 tháng làm Đồ ántốt nghiệp, được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viênhướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoànthành Đồ án tốt nghiệp này

Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầyĐỖ THÀNH CHUNG là người đã trực tiếp hướng dẫn emthục hiện đồ án này, cùng với các thầy cô trong Bộmôn Cầu Đường đã tận tình giúp đỡ em hoàn thànhĐồ án tốt nghiệp trong thời hạn được giao

Cuối cùng em xin cám ơn đến những người thântrong gia đình và Bạn bè đã tạo điều kiện giúp đỡ emhoàn thành nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp

Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế,chắc chắn rằng Đồ án tốt nghiệp này không tránhkhỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bìnhchỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn và Giáo viên phảnbiện để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau này

Em xin kính chúc các thầy giáo ,cô giáo Khoa Công TrìnhGiao Thông, Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP HồChí Minh nhiều sức khoẻ, đạt được nhiều thành côngtrong sự nghiệp cao quý của mình

Em xin chân thành cám ơn !

TP.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2011

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

HƯỚNG DẪN

TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ………

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THẦY ĐỖ THÀNH

CHUNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

PHẢN BIỆN

TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ………

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:

NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP

1 Đề tài : THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

2 Qui mô thiết kế : Vĩnh cửu

Tiêu chuẩn thiết kế :22TCN272-05

Tổng chiều dài cầu : 328.4 m

Trong đó:

Nhịp chính : 78 mNhịp biên : 2x54 mNhịp dẫn : 4x33 m Mố cầu :2x5.0 mBề rộng toàn cầu : 2x0.25 + 2x1.5 + 2x0.25 +2x3.5 = 11m

Trong đó:

Lề bộ hành : 2x1.5 mLan can : 2x0.25 mDải an toàn ; 2x0.25 mPhần xe chạy : 2x3.5 m Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2

Khổ thông thuyền

Chiều cao thông thuyền : 7 mBề rộng thông thuyền : 50 mThuỷ văn:

MNCN : +10.2mMNTT : +8.5mMNTN : +5.0m

3 Điều kiện địa chất :

Lớp 1 (L1) : Đất sét lẫn hữu cơ :

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.738 T/m3

 Góc ma sát trong :  = 7010’.

Lớp 2 (L2) : Đất sét pha màu xâm xanh:

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.407 T/m3

Lớp 3 (L3) : Đất sét màu xám xanh xắm nâu :

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.959 T/m3

Lớp 4 (L4): Cát hạt vừa:

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.853 T/m3

 Đề xuất hai phương án thiết kế cầu

 So sánh để chọn phương án chính để thiết kế chi tiết

 Thiết kế bản lề bộ hành

 Thiết kế bản mặt cầu

 Thiết kế mố, móng mố

 Thiết kế trụ, móng trụ

 Thiết kế thi công

II MỤC LỤC

III

IV PHẦN 1: TỔNG QUAN CHUNG 14

V CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN 15

VI 1.1 Địa hình 15

VII 1.2 Địa chất 15

VIII 1.3 Khí hậu 16

IX 1.4 Thủy văn 17

X XI PHẦN 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ 18

XII CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN 19

XIII 2.1 Thiết kế sơ bộ phương án 1 cầu đúc liên tục đúc hẫng cân bằng 19

XIV 2.1.1 Yêu cầu thiết kế 19

XV 2.1.2 Lựa chọn kết cấu nhịp 19

XVI 2.1.3 Đặc trưng vật liệu sử dụng 22

XVII 2.1.4 Tính toán kết cấu 22

XVIII 2.1.4.1 Sơ đồ phân chia đốt dầm 22

XIX 2.1.4.2 Xác dịnh phương trình đường cong đáy dầm 23

XX 2.1.4.3 Đặc trưng hình học mặt cắt 24

XXI 2.1.4.4 Sơ lược về phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng 26

XXII 2.1.4.5 Giai đoạn 1 thi công đúc hẫng cân bằng 26

XXIII 2.1.4.6 Giai đoạn 2 đã hợp long biên 32

XXIV 2.1.4.7 Giai đoạn 3 dỡ tải thi công ra khỏi cầu 35

XXV 2.1.4.8 Giai đoạn 4 khai thác 37

XXVI 2.1.4.9 Tổng hợp giá trị nội lực 39

XXVII 2.1.5 Tính toán bố trí cáp dự ứng lực 42

XXVIII 2.1.6 Kiểm toán giai đoạn thi công 46

XXIX 2.1.6.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi 46

XXX 2.1.6.2 Tính toán mất mát ứng suất 53

XXXI 2.1.6.3 Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 61

XXXII 2.1.6.3.1 Kiểm toán giới hạn chịu uốn 61

XXXIII 2.1.6.3.2 Kiểm toán hàm lượng cốt thép 63

XXXIV 2.1.6.4 Kiểm toán theo trạng thái GHSD 69

XXXV 2.2 Thiết kế sơ bộ phương án 2 cầu vòm ống thép nhồi bê tông 73

XXXVI 2.2.1 Lựa chọn nhịp tính toán 73

XXXVII 2.2.2 Lựa chọn kích thước các cấu kiện 73

XXXVIII 2.2.3 Phương trình đường tim vòm 77

XXXIX 2.2.4 Đặc trưng hình học mặt cắt các giai đoạn 79

XL 2.2.5 Tổ hợp nội lực 83

XLI 2.2.5.1 Tổ hợp nội lực cho bản mặt cầu 83

XLII 2.2.5.2 Tổ hợp nội lực dầm dọc 97

XLIII 2.2.5.3 Tổ hợp nội lực dầm ngang 100

XLIV 2.2.5.4 Tính toán nội lực và kiểm toán vòm 103

XLV 2.2.5.4.1 Tổ hợp nội lực vòm 104

XLVI 2.2.5.4.2 Kiểm toán vòm giai đoạn thi công 113

XLVII 2.2.5.4.3 Kiểm toán cáp treo 114

XLVIII 2.2.5.4.4 Kiểm toán thanh giằng ngang 115

XLIX 2.3 So sánh lựa chọn 1 trong hai phương án 116

L 2.3.1 So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật 116

LI 2.3.2 So sánh chỉ tiêu kinh tế 118

LII 2.3.3 Lựa chọn phương án thiết kế kĩ thuật 119

LIII LIV PHẦN 3: THIẾT KẾ KĨ THUẬT 120

LV CHƯƠNG 3: LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH 121

LVI 3.1 Lan can 121

LVII 3.1.1 Thanh lan can 121

LVIII 3.1.1.1 Tải trọng tác dụng 121

LIX 3.1.1.2 Nội lực lớn nhât 121

LX 3.1.1.3 Kiểm toán thanh lan can 122

LXI 3.1.2 Trụ lan can 123

LXII 3.2 Lề bộ hành 128

LXIII 3.2.1 Lựa chọn kích thước lề bộ hành 128

LXIV 3.2.2 Tính nội lực lề bộ hành 128

LXV 3.2.3 Tính toán cốt thép lè bộ hành 129

LXVI 3.2.4 Kiểm toán giới hạn sử dụng 131

LXVII 3.2.5 Kiểm toán bó vỉa chịu tải trọng va xe 132

LXVIII 3.2.6 Kiểm tra trượt của lan can và bản mặt cầu 137 LXIX

LXXXII 4.4.1 Cốt thép chịu mô men âm 149

LXXXIII 4.4.2 Cốt thép chịu mô men dương 150

LXXXIV LXXXV CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT DẦM CHÍNH 152

LXXXVI 5.1 Yêu cầu thiết kế 152

LXXXVII 5.2 Lựa chọn kết cấu nhịp 152

LXXXVIII 5.2.1 Lựa chọn nhịp tính toán 152

LXXXIX 5.2.2 Lựa chọn kích thước dầm hộp 153

XC 5.2.3 Xác định yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc 154

XCI 5.3 Đặc trưng vật liệu sử dụng 155

XCII 5.4 Tính toán kết cấu 155

XCIII 5.4.1 Sơ đồ phân chia đốt dầm 155

XCIV 5.4.2 Xác dịnh phương trình đường cong đáy dầm 156

XCV 5.4.3 Đặc trưng hình học mặt cắt 157

XCVI 5.4.4 Sơ lược về phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng 159

XCVII 5.4.5 Giai đoạn 1 thi công đúc hẫng cân bằng 159

XCVIII 5.4.5.1 Tải trọng tác dụng 159

XCIX 5.4.5.2 Sơ đồ tính toán 160

C 5.4.5.3 Xác định mô men tại các mặt cắt 161

CI 5.4.5.4 Tổ hợp nội lực giai đoạn thi công đúc hẫng .164 CII 5.4.6 Giai đoạn 2 đã hợp long biên 165

CIII 5.4.6.1 Tải trọng tác dụng 165

CIV 5.4.6.2 Sơ đồ tải trọng 166

CV 5.4.6.3 Xác định nội lực 166

CVI 5.4.7 Giai đoạn 3 dỡ tải thi công ra khỏi cầu 168

CVII 5.4.7.1 Tải trọng tác dụng 168

CVIII 5.4.7.2 Sơ đồ tải trọng 168

CIX 5.4.7.3 Xác định nội lực 168

CX 5.4.8 Giai đoạn 4 khai thác 170

CXI 5.4.8.1 Tải trọng tác dụng 170

CXII 5.4.8.2 Sơ đồ tải trọng 170

CXIII 5.4.8.3 Xác định nội lực 170

CXIV 5.4.9 Tổng hợp giá trị nội lực 173

CXV 5.5 Tính toán bố trí cáp dự ứng lực 176

CXVI 5.5.1 Vật liệu bê tông 176

CXVII 5.5.2 Vật liệu thép 176

CXVIII 5.5.3 Xác định sơ bộ số bó cáp tại các mặt cắt 177

CXIX 5.6 Kiểm toán giai đoạn thi công 180

CXX 5.6.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi 181

CXXI 5.6.2 Tính toán mất mát ứng suất 189

CXXII 5.6.2.1 Mất mát ứng suất do thiết bị neo 189

CXXIII 5.6.2.2 Mất mát ứng suất do ma sát 191

CXXIV 5.6.2.3 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 193

CXXV 5.6.3 Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 197

CXXVI 5.6.3.1 Kiểm toán giới hạn chịu uốn 197

CXXVII 5.6.3.2 Kiểm toán hàm lượng cốt thép 199

CXXVIII 5.6.4 Kiểm toán theo trạng thái GHSD 206

CXXIX 5.7 Kiểm toán trong giai đoạn khai thác 210

CXXX 5.7.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi 210

CXXXI 5.7.2 Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn khai thác 212 CXXXII 5.7.2.1 Mất mát ứng suất do biến dạng neo 213

CXXXIII 5.7.2.2 Mất mát ứng suất do ma sát 214

CXXXIV 5.7.2.3 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 215

CXXXV 5.7.2.4 Mất mát ứng suất do co ngót 216

CXXXVI 5.7.2.5 Mất mát ứng suất do từ biến 216

CXXXVII 5.7.2.6 Mất mát ứng suất do tự chùng của cáp dụ ứng lực 217

CXXXVIII 5.7.2.6.1 Mất mát do dão cáp lúc truyền lực 217

CXXXIX 5.7.2.6.2 Mất mát do dão cáp sau truyền lực 217

CXL 5.7.2.7 Tổng mất mát ứng suất 218

CXLI 5.7.3 Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 221

CXLII 5.7.3.1 Kiểm toán cường độ chịu uốn 221

CXLIII 5.7.3.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép 222

CXLIV CXLV CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRỤ CẦU 227

CXLVI 6.1 Giới thiệu chung 227

CXLVII 6.1.1 Kích thước hình học trụ 227

CXLVIII 6.1.2 Các thông số thủy văn 228

CXLIX 6.1.3 Vật liệu sử dụng 228

CL 6.2 Các tải trọng tác dụng và nội lực 229

CLI 6.2.1 Tĩnh tải 229

CLII 6.2.1.1 Kết cấu phần trên 229

CLIII 6.2.1.2 Kết cấu phần dưới 229

CLIV 6.2.2 Tải trọng gió 230

CLV 6.2.2.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình 230

CLVI 6.2.2.2 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 231

CLVII 6.2.3 Tải trọng nước 232

CLVIII 6.2.3.1 Aùp lực nước tĩnh 232

CLIX 6.2.3.2 Áp lực nước đẩy nổi 233

CLX 6.2.3.3 Áp lực nước dòng chảy 233

CLXI 6.2.4 Lực va tàu vào trụ 234

CLXII 6.2.5 Hoạt tải xe 234

CLXIII 6.2.6 Tải trọng người đi bộ 238

CLXIV 6.2.7 Lực hãm xe 238

CLXXVII 7.2 Lựa chọn thông số của cọc 252

CLXXVIII 7.3 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 252

CLXXIX 7.4 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 253

CLXXX 7.4.1 Tính toán sức kháng đơn vị của thân cọc 253

CLXXXI 7.4.2 Tính toán sức kháng đơn vị của mũi cọc 254

CLXXXII 7.4.3 Tổng hợp sức kháng của cọc 255

CLXXXIII 7.4.4 Tính toán số lượng cọc 255

CLXXXIV 7.5 Xác định nội lực đầu cọc và chuyển vị đài cọc 256 CLXXXV 7.5.1 Theo phương ngang cầu 260

CLXXXVI 7.5.2 Theo phương dọc cầu 263

CLXXXVII 7.6 Kiểm toán 266

CLXXXVIII 7.6.1 Kiểm toán sức chịu tải của cọc 266

CLXXXIX 7.6.2 Kiểm toán chuyển vị đài cọc 266

CXC 7.6.3 Kiểm toán cường độ đất nền tại vị trí mũi cọc 267 CXCI 7.6.3.1 Xác định móng khối qui ước 267

CXCII 7.6.3.2 Xác định khả năng chịu tải của đất nền dưới mũi cọc 268

CXCIII 7.6.3.3 Xác định ứng suất đươi đáy móng khối qui ước 269 CXCIV 7.6.3.4 Kiểm toán ứng suất ở đáy móng khối qui ước 270 CXCV 7.6.3.5 Kiểm toán độ lún 270

CXCVI 7.7 Thiết kế cốt thép cho đài cọc 272

CXCVII 7.7.1 Theo phương dọc cầu 273

CXCVIII 7.7.2 Theo phương ngang cầu 276

CXCIX 7.8 Kiểm tra chọc thủng đài cọc 279

CC CCI CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MỐ CẦU 280

CCII 8.1 Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 280

CCIII 8.1.1 Tĩnh tải 280

CCIV 8.1.1.1 Tĩnh tải do kết cấu phần trên 280

CCV 8.1.1.2 Tĩnh tải do kết cấu phần dưới 283

CCVI 8.1.1.3 Quy tải trọng về dọc tim mố 284

CCVII 8.1.2 Hoạt tải 286

CCVIII 8.1.2.1 Xếp tải theo phương dọc cầu 286

CCIX 8.1.2.2 Xếp tải theo phương ngang cầu 288

CCX 8.1.2.3 Lực hãm xe 292

CCXI 8.1.2.4 Lực ma sát 293

CCXII 8.1.2.5 Lực ly tâm 293

CCXIII 8.1.2.6 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu 293

CCXIV 8.1.2.7 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ 294

CCXV 8.1.2.8 Tải trọng đất đắp sau mố 294

CCXVI 8.1.2.9 Áp lực đất 295

CCXVII 8.1.2.10 Tổ hợp nội lực 296

CCXVIII 8.2 Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 299

CCXIX 8.2.1 Tính cốt thếp cho mặt cắt đỉnh bệ B-B 299

CCXX 8.2.1.1 Theo phương dọc cầu 300

CCXXI 8.2.1.2 Theo phương ngang cầu 301

CCXXII 8.2.1.3 Thiết kế cốt đai cho thân mố 302

CCXXIII 8.2.1.4 Kiểm toán nứt cho thân mố theo trạng thái GHSD 304

CCXXIV 8.2.2 Kiểm toán tường đỉnh mố C-C 305

CCXXV 8.2.2.1 Thiết kế cốt thép ở trạng thái GHCĐ 1 306

CCXXVI 8.2.2.2 Thiết kế cốt đai 306

CCXXVII 8.2.2.3 Kiểm toán nứt 308

CCXXVIII 8.3 Tính toán thiết kế tường cánh 309

CCXXIX 8.3.1 Mặt cắt G1 310

CCXXX 8.3.2 Mặt cắt G2 314

CCXXXI 8.3.3 Mặt cắt H 319

CCXXXII CCXXXIII CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MÓNG MỐ 324

CCXXXIV 9.1 Địa chất khu vực 324

CCXXXV 9.2 Lựa chọn thông số của cọc 325

CCXXXVI 9.3 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 325

CCXXXVII 9.4 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 326

CCXXXVIII 9.4.1 Tính toán sức kháng đơn vị của thân cọc 326

CCXXXIX 9.4.2 Tính toán sức kháng đơn vị của mũi cọc 328

CCXL 9.4.3 Tổng hợp sức kháng của cọc 329

CCXLI 9.4.4 Tính toán số lượng cọc 329

CCXLII 9.5 Xác định nội lực đầu cọc và chuyển vị đài cọc 330 CCXLIII 9.5.1 Theo phương dọc cầu 332

CCXLIV 9.5.2 Theo phương ngang cầu 335

CCXLV 9.6 Kiểm toán 337

CCXLVI 9.6.1 Kiểm toán sức chịu tải của cọc 337

CCXLVII 9.6.2 Kiểm toán chuyển vị đài cọc 338

CCXLVIII 9.6.3 Kiểm toán cường độ đất nền tại vị trí mũi cọc 338 CCXLIX 9.6.3.1 Xác định móng khối qui ước 338

CCL 9.6.3.2 Xác định khả năng chịu tải của đất nền dưới mũi cọc 339

CCLI 9.6.3.3 Xác định ứng suất đươi đáy móng khối qui ước 340 CCLII 9.6.3.4 Kiểm toán ứng suất ở đáy móng khối qui ước 341 CCLIII 9.6.3.5 Kiểm toán độ lún 341

CCLXVI 10.2.3 Thi công nhịp liên tục 354

CCLXVII 10.2.3.1 Thi công khối đỉnh trụ K0 354

CCLXVIII 10.2.3.2 Đúc hẫng cân bằng các khôi qua đỉnh trụ 355 CCLXIX 10.2.3.3 Thi công đoạn đúc trên đà giáo và hợp long biên 356

CCLXX 10.2.3.4 Hợp long giữa 356

CCLXXI 10.3 Tính toán thi công mở rộng trụ 358

CCLXXII 10.3.1 Tải trọng tác dụng 358

CCLXXIII 10.3.2 Tính toán nội lực 359

CCLXXIV 10.3.3 Kiểm toán 360

CCLXXV 10.4 Tính toán neo vào trụ 363

CCLXXVI CCLXXVII CHƯƠNG 11: PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 366

CCLXXVIII MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU BẰNG PHẦN MỀM MIDAS CIVIL 7.0 366

CCLXXIX TÀI LIÊU THAM KHẢO 391

PHẦN 1:

TỔNG QUAN CHUNG

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA

CHẤT, THỦY VĂN

1.1.ĐỊA HÌNH

Mặt cắt ngang sông tương đối đối xứng, hai bên bờ sông địa

1.2.ĐỊA CHẤT

Lớp 1 (L1) : Đất sét lẫn hữu cơ :

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.738 T/m3

Lớp 2 (L2) : Đất sét pha màu xâm xanh:

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.407 T/m3

Lớp 3 (L3) : Đất sét màu xám xanh xắm nâu :

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.959 T/m3

Lớp 4 (L4): Cát hạt vừa:

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.853 T/m3

Lớp 5 (L5) : Lớp cát hạt trung trạng thái cứng :

Các chỉ tiêu cơ lý :

 Trọng lượng thể tích  : n = 1.86 T/m3

 Một đặc điểm nữa là sự phân hoá theo mùa rấtsâu sắc trong chế độ mưa ẩm hoàn toàn phù hợpvới mùa gió Hàng năm nửa năm mưa ẩm, trùng vớigió mùa hạ, nửa năm khô hạn, trùng với gió mùađông

 Trong mùa mưa, lượng mưa chiếm 90% lượng mưa toànnăm, lượng mưa mùa khô chỉ bằng 10% lượng mưatoàn năm, số ngày mưa mùa khô có tháng chỉ tới2–3 ngày Lượng mưa các tháng mùa mưa thườngchênh lệch với giá trị trung bình nhiều năm trong phạm

vi 110mm

 Đặc biệt ở đây hầu như không có bão to, hàng chụcnăm mới gặp 1÷2 cơn bão yếu Theo số liệu thốngkê, trong suốt thời kì 55 năm quan sát chỉ có 7 cơnbão đổ bộ trực tiếp vào ven biển Nam bộ Đáng chú

ý là nếu có bão thì cũng xảy ra muộn, chủ yếu làtrong tháng XI và XII Ngoài tháng IV, tháng V đầu mùahạ cũng chỉ có gặp bão (2 cơn trong 7 cơn)

 Bão ở vùng châu thổ có sức gió yếu và cũng

ngày, tháng đầu mùa (tháng IV) và tháng cuối mùa(tháng IX) có khoảng 10÷12 ngày dông.

1.3.THỦY VĂN

Mực nước cao nhất (MNCN) : +10.2m

Mực nước thấp nhất (MNTN) : +5.0m

Mực nước thông thuyền (MNTT) : +8.5m

PHẦN 2:

THIẾT KẾ SƠ BỘ

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN

2.1.THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1

THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL ĐÚC HẪNG

CÂN BẰNG

2.1.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

Tiêu chuẩn thiết kế :22TCN272-05

Tổng chiều dài cầu : 328.4 m

Trong đó:

Nhịp chính : 78 mNhịp biên : 2x54 mNhịp dẫn : 4x33 m Mố cầu :2x3.75 mKhổ cầu : 2x0.25 + 2x1.5 + 2x0.25 + 2x3.5 = 11mTrong đó:

Lề bộ hành : 2x1.5 mLan can : 2x0.25 mDải an toàn ; 2x0.25 mPhần xe chạy : 2x3.5 m Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2

Khổ thông thuyền

Chiều cao thông thuyền : 7 mBề rộng thông thuyền : 50 m

2.1.2 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU NHỊP

Kết cấu nhịp gồm 3 nhịp liên tục và 4 nhịp giản đơn, mỗinhịp giản đơn dùng dầm I căng trước.

2.1.2 2.Lựa chọn kích thước dầm hộp

- Chiều cao dầm trên trụ : L/12 ~ L/17 = 6.5 ~ 4.6 (m)

Hình 2.2: Mặt cắt ngang chi tiết tại đỉnh trụ

Bảng thông số đặc trưng mặt cắtSTT Bộ phận dầm hộp Kí hiệu Giá trị

1 Chiều rộng toàn bộ nắp hộp (kể cả bản hẫng) B 11000

2 Chiều dày không đổi của nắp hộp ts 250

3 Chiều rộng nắp hộp (ko kể bản hẫng) Bo 6000

4 Chiều rộng phần vút trên (phía trong) bvtt 1000

5 Chiều cao phần vút trên (phía trong) hvtt 350

6 Chiều rộng phần vút trên (phía ngoài) bvtn 1000

7 Chiều cao phần vút trên (phía ngoài) hvtn 300

12 Chiều dày tại đầu mút cánh hẫng tm 250

13 Bề dày thành hộp bên wb 600

15 Chiều rộng phần vút dưới bvd 300

16 Chiều cao phần vút dưới hvd 300

17 Chiều cao tại mặt cắt gối Hg 5000

18 Chiều cao tại mặt cắt giữa nhịp Hgn 2500

19 Chiều dày bản đáy tại mặt cắt gối bg 700

20 Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa nhịp bgn 300

21 Bề rộng bản đáy tại gối b 6000

2.1.2 3 Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc

Khi lập các sơ đồ cầu để đưa ra các phân tích lựa chọntrước tiên cần phải nghiên cứu về bố trí đường cong trắcdọc của cầu và độ dốc ngang của mặt cầu sao cho đảmbảo các yêu cầu về khai thác

Việc lựa chọn bán kính cong đường cong đứng phụ thuộcrất nhiều vào yếu tố cao độ đường đầu cầu, cao độmặt cầu ở nhịp thông thuyền, độ dốc dọc tối đa cho

Bán kính đường cong lồi chọn: R=3500m

Độ dốc dọc theo thiết kế của các nhịp biên: i= 3%

2.1.3 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG

 Đối với bê tông:

Cấu kiện

Cường độ bêtông

f’c

f’c Đơn vị

Dầm ,Bản mặt

Cọc khoan nhồi 35 MPa

 Đối với thép:

Cấu kiện

Cường độ thép

fy

fy Đơn vịLề bộ hành 280 MPaDầm,Bản mặt

Cọc khoan nhồi 280 MPa

2.1.4 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU VỚI CÁC THÔNG SỐ ĐÃ LỰA CHỌN

2.1.4.1 Sơ đồ phân chia đốt dầm

Nguyên tắc chung khi phân chia các đốt kết cấu nhịp làphải đảm bảo chiều dài của đốt Ko trên đỉnh trụ sao cóđủ diện tích mặt bằng để chúng ta có thể bố trí lắp đặthai xe đúc đối xứng nhau để thi công các đốt tiếp theo,ngoài ra các đốt dầm còn phải phù hợp với năng lựccủa xe đúc hẫng, phù hợp với khả năng cung cấpbêtông của các thiết bị chuyên dụng

Trên cơ sở đó chúng ta phân chia các đốt kết cấu nhịpnhư sau:

 Đốt hợp long nhịp giữa: 2m

 Đốt hợp long nhịp biên : 2m

 Đốt thi công trên đỉnh trụ K0 dài: 12m

 Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo nhịp biên : ddg = 14 m

 Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d

= 3 m

 Số đốt trung gian còn lai : n = 5 đốt , chiều dài mỗi đốt d

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

HL

HLB

S0

Hình 2.3: Sơ đồ phân chia đốt

2.1.4.2 Xác định phuơng trình đường đáy dầm:

 Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol , đỉnh đường parabol tại mặt cắt giữa nhịp

 Cung Parabol cắt trục hoành tại sát gối cầu bên trái và

trục hoành 90

 Gốc tọa độ nằm ở mép trụ

 Phương trình có dạng ax2 + bx +c

 Chiều cao dầm hộp tại vị trí đỉnh trụ là 5m và tại đốt

hợp long là 2.5m

Y X

Hình 2.4: Đường cong đáy dầm

Xác định đường biên dưới đáy dầm:

Đường cong parabol đi qua gốc tọa độ (0,0)

Và có đỉnh là (36500,2500)

Nên ta có hệ phương trình:

Bề dày đáy dưới của dầm hộp tại vị trí đỉnh trụ là

700mm và tại vị trí hợp long là 300mm

Đường cong parabol đi qua điểm (0,700) vậy c =700, và có đỉnh là (36500,2800)

Tương tự như trên nên ta có hệ phương trình:

 Từ đó tính được chiều cao dầm và bề dày bản đáy h tạicác mặt cắt như sau:(mm)

Mắt Cắt Si H(m) Dh(m)S0 5.000 0.700S1 4.436 0.610S2 4.100 0.556S3 3.796 0.507S4 3.524 0.464S5 3.284 0.425S6 3.014 0.382S7 2.800 0.348S8 2.644 0.323S9 2.544 0.307

HL 2.500 0.300

2.1.4.3 Tính đặc trưng hình học của các mặt cắt:

Sử dụng công thức tính đặc trưng hình học của PGS.TsNguyễn Viết Trung Để tính đặc trưng hình học của một tiếtdiện bất kỳ nào đó ta phải gắn tiết diện đó vào mộthệ trục toạ độ và tiến hành đánh số một cách liên tụctới các điểm góc của tiết diện đó theo chiều quay từtrục X tới trục Y Giả sử có m điểm góc và điểm thứm+1 =i thì các giá trị đặc trưng hình học dược tính bằng cáccông thức sau đây:

Diện tích mặt cắt ngang:

Moment tĩnh của mc đối với trục X:

Momen quán tính đối với trục X:

Momen quán tính đối với trục trung hoà:

các điểm thứ i, i+1

Tính đặc trưng hình học của mặt cắt giữa nhịp, trình tựđánh số như sau:

19 18 7 Y

12 1322

Hình 2.5: Đánh đâu tọa độ điểm

Tính toán các giá trị trên bằng chương trình excel ta được

bảng kết quả sau:

Diệntích

A (m2)

Momentĩnh

S (m3)

Toạđộ trọngtâmytg (m)

Trọngtâm sođáydầmybg(mm)

Ix (m4) Ith (m4)

S6 4.00 3.014 8.991 11.525 1.282 1.732 149.6139 11.5824S7 4.00 2.800 8.571 9.974 1.164 1.637 149.0481 9.4075S8 4.00 2.644 8.263 8.913 1.079 1.565 148.3457 7.9835S9 4.00 2.544 8.067 8.271 1.025 1.519 147.7595 7.1501SHL 2.00 2.500 7.980 7.992 1.002 1.498 147.4609 6.7959Việc tính toán đặc trưng hình học với tiết diện nguyên nàyrất cần thiết cho việc tính toán sơ bộ trong giai đoạn thi côngvà khai thác để xác định tĩnh tải rồi sau đó thiết kế nội lựcvà tính ra số bó thép dự ứng lực cần thiết.

2.1.4.4 SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐÚC HẪNG

Kết cấu nhịp được thi công theo phương pháp đúchẫng cân bằng từù trụ ra 2 phía đối xứng nhau, khối Kotrên đỉnh trụ là khối lớn nhất của kết cấu nhịp dầmvà được thi công đầu tiên sau khi đã đặt các gối kê tạmvà các thanh cường độ cao 38 thẳng đứng để liên kếtchặt cứng giữa khối đỉnh trụ và thân trụ đồng thời giữổn định trong suốt quá trình thi công các cánh hẫng tiếptheo Khối trên đỉnh trụ được đúc trên đà giáo mở rộngtrụ, đà giáo này được cấu tạo từ thép hình đã gia côngtrong công xưởng và được lắp đặt sau khi thi công xongthân trụ

Các đốt dầm còn lại được đúc đối xứng nhau qua trụnhờ hai bộ ván khuôn treo trên xe đúc, hai bộ ván khuônnày có thể truợt đề thay đổi chiều dài và chiều cao cácđốt dầm

Sau khi thi công xong các đốt dầm trên đà giáo cũngnhư trên các xe đúc ta tiến hành hợp long nhịp biên, hạkết cấu nhịp xuống gối chính rồi tiến hành hợp long nhịpgiữa

Việc xác định nội lực của kết cấu phụ thuộc vào từng giaiđoạn thi công Do đó chúng ta phải xét từng sơ đồ làm việccủa kết cấu trong các giai đoạn thi công , hợp long và giai đoạnkhai thác

Lựa chọn phương pháp thi công hợp long biên trước, sau đó hạgối xuống đỉnh trụ và tiến hành hợp long giữa

2.1.4.5 Giai đoạn I thi công đúc hẫng cân bằng qua đỉnh trụ

Đây là giai đoạn đúc các đốt đối xứng qua trụ Trong giaiđoạn này kết cấu nhịp làm việc theo sơ đồ khung T Sau khihợp long với đoạn đúc trên đà giáo của nhịp biên và hạxuống gối chính thì sơ đồ này không tồn tại, trạng tháicân bằng mới của hệ được xác lập lại và kết cấu nhịplàm việc theo sơ đồ giản đơn mút thừa Vì vậy giá trị nộilực tính ở phần này có giá trị để kiểm tra cường độ củacác mặt cắt dầm trong giai đoạn thi công và tải trọng taibiến, xác định các mất mát ứng suất trong quá trìnhcăng kéo các bó cốt thép DƯL Sơ đồ này còn để xácđịnh các chuyễn vị của đầu hẫng trong mỗi giai đoạn đúc,căn cứ vào đó để điều chỉnh cao độ ván khuôn, tạo độvồng kiến trúc cho nhịp đúc.

2.1.4.5.1 Tải trọng tác dụng:

+Tĩnh tải giai đoạn I: Trọng lượng bản thân các khối dầm

trung bình mặt cắt của khối bê tông đúc, =2500 KG/m3, li

là chiều dài đốt đúc

+Trong lượng xe thao tác (loại xe đúc hẫng -OVM- kiểu dànhình thoi) là 69T Vị trí đặt tải trọng xe đúc lấy lùi 2.0m phíasau đầu mút hẫng của đốt đã đúc

+Hoạt tải thi công phân bố CLL = 0.48KN/m2

2.1.4.5.2 Sơ đồ tính toán:

 Do trọng lượng bản thân các đốt dầm P I,i :

Gọi là mômen do khối thứ i gây ra tại mặt cắt thứ k,

ta sẽ đi tìm công thức tổng quát như sau:

+ Tại mặt cắt gối:

- Mô men do đốt K0ï gây ra tại mặt cắt 0 – 0 được xácđịnh theo công thức tính tải phân bố đều trên thanh

Trong đó: PI,i, li la trọng lượng và chiều dài của đốt thứ i

Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng bản thân

các khối gây ra

 Do hoạt tải thi công

Như đã phân tích ở trên hoạt tải thi công bao gồm :

- Hoạt tải thi công phân bố: PI,tc= 0.48x11=5.28KN/m + Mô men tại các mặt cắt do tải trọng thi công gây rađược tính theo công thức:

Bảng kết quả mô men (kNm) do tải thi công rãi đều

 Do hoạt tải xe đúc:

- Tải trọng xe đúc P= 690 KN đặt phía sau đầu đoạn đốtđã thi công một đoạn L bằng 2m

+ Mô men tại các mặt cắt do tải trọng xe đúc gây rađược tính theo công thức:

Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng xe đúc gây

 : Hệ số liên quan tính đến tính dẻo, tính dư và sựquan trọng trong khai thác

 = i.D.R  0.95+ Hệ số liên quan đến tính dẻo : D = 1.00+ Hệ số liên quan đến tính dư : R = 1.00+ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác: i = 1.05

.Bảng hệ số tải trọng

Loại tải γmax γminBản thân

dầm: 1.25 0.9Thi công: 1.5

29961

42835

57376

78254

102590

129415

15879

-3 -190909

S1 0 -3067 -9350

17710

27951

4338

-1 -62538-84392

10894

-0 -136307

S2 0 0 -3000 -9102

17194

2989

-9 -46468-65835-87-96-9 -112-962

S3 0 0 0 -2940 -8881

1886

-3 32842-4972-3-6944-3 -92061

1014

54198

73178

100859

132940

168427

207407

250138

-S1 0 -3541

11167

21648

3471

-4 -54906 -79873

108531

140881

177094

-S2 0 0 -3448

10823

2093

-2 -37380 -58789 -84033

113069

146023

1051

-6 -23219 -41071 -62901 -88622

118317

2.1.4.6.1 Tải trọng tác dụng

+ Tải trọng bản thân

0.48x12.6=6.048KN/m

+ Hoạt tải xe đúc

2.1.4.6.2 Sơ đồ tải trọng

Sơ đồ 2: Dầm mút thừa

Với các thông số: L1 = 54 m

L = 78 mĐiều kiện biên như sơ đồ thể hiện

2.1.4.6.3 Xác định nội lực

Sừ dụng phần mềm phân tích kêt cầu Midas ta có đượcbảng tổng hợp nội lực trong giai đoạn này

Bảng kết quả nội lực

Mặt cắt Bước thi công Phần tử Lực cắt(kN) Moment (kNm)

Str Buoc 12 (HLGiua) I[115] -10994.63 -199809.54

S0 Buoc 12 (HLGiua) I[114] 10085.89 -183836.09

S1 Buoc 12 (HLGiua) I[113] 8648.54 -141672.31

S2 Buoc 12 (HLGiua) I[112] 7784.03 -116969.18

S3 Buoc 12 (HLGiua) I[111] 6964.93 -94810.37

S4 Buoc 12 (HLGiua) I[110] 6187.78 -75058.77

S5 Buoc 12 (HLGiua) I[109] 5447.82 -57592.25

S6 Buoc 12 (HLGiua) I[108] 4510.14 -37675.86

S7 Buoc 12 (HLGiua) I[107] 3618.9 -21422

S8 Buoc 12 (HLGiua) I[106] 2762.32 -8665.2

S9 Buoc 12 (HLGiua) I[105] 1928.86 712.69

HLB Buoc 12 (HLGiua) I[104] 1106.92 6782.59

S0’ Buoc 12 (HLGiua) I[116] -9838.46 -184162.23

S1’ Buoc 12 (HLGiua) I[117] -8437.68 -142976.89

S2’ Buoc 12 (HLGiua) I[118] -7570.8 -118926.05

S3’ Buoc 12 (HLGiua) I[119] -6750.77 -97419.53

S4’ Buoc 12 (HLGiua) I[120] -5972.83 -78320.22

S5’ Buoc 12 (HLGiua) I[121] -5232.44 -61505.99

S6’ Buoc 12 (HLGiua) I[122] -4294.17 -42459.32

S7’ Buoc 12 (HLGiua) I[123] -3402.29 -27075.17

S8’ Buoc 12 (HLGiua) I[124] -2545.28 -15188.1

S9’ Buoc 12 (HLGiua) I[125] -1711.56 -6679.93

Biểu đồ mô men trong giai đoạn này

2.1.4.7 Giai đoạn dỡ tải trọng thi công ra khỏi cầu

Giai đoạn dỡ tải trọng thi công – chuyển xe đúc ra khỏi cầu Saukhi hợp long, chưa tháo dỡ ván khuôn ngoài tiến hành căngkéo cốt thép thớ dưới của nhịp giữa và di chuyển xe đúc rakhỏi cầu, tháo dỡ các tải trọng thi công khác Các tải trọngnày vốn đã nằm ở trên nhịp gây nên biến dạng cho dầm, khidỡ tải ra khỏi nhịp dầm đàn hồi trở lại nhưng do lúc này dầmđã là liên tục, chuyển vị bị khống chế và sẽ gây ra nội lựctrong dầm Chúng ta gọi hiện tượng này là hiệu ứng dỡ tải

2.1.4.7.1 Tải trọng tác dụng

+ Trọng lượng xe đúc – lực tập trung tác dụng tại nhịp giữa,cách mặt cắt giữa nhịp khoảng cách là dxe theo hướng ngượcvới trọng lực

+ Tải trọng thi công – lực phân bố tác dụng trên kết cấutheo hướng ngược với hướng trọng lực

+ Tĩnh tải đốt hợp long – tải trọng phân bố bằng P0 tácdụng trong phạm vi chiều dài đốt theo hướng trọng lực

2.1.4.7.2 Sơ đồ tải trọng

Ptc

Qxđ/2Qxđ/2

Po

Sơ đồ 3: Sơ đồ dỡ tải thi công

Với các thông số: L1 = 54 m

L = 78 mĐiều kiện biên như sơ đồ thể hiện

2.1.4.7.3 Xác định nội lực

Sừ dụng phần mềm phân tích kêt cầu Midas ta có đượcbảng tổng hợp nội lực trong giai đoạn này

Bảng kết quả nội lực

Mặt cắt Bước thicông Phần tử Lực cắt(kN) Moment (kN·m)

Str Buoc 14 ( Dotai) I[115] 694.79 8797.83

S0 Buoc 14 ( Dotai) I[114] -365.35 8240.9

S1 Buoc 14 ( Do I[113] -329.71 6677.01

S2 Buoc 14 ( Dotai) I[112] -305.95 5723.52

S3 Buoc 14 ( Dotai) I[111] -282.19 4841.31

S4 Buoc 14 ( Dotai) I[110] -258.43 4030.38

S5 Buoc 14 ( Dotai) I[109] -234.67 3290.73

S6 Buoc 14 ( Dotai) I[108] -202.99 2415.41

S7 Buoc 14 ( Dotai) I[107] -171.31 1666.81

S8 Buoc 14 ( Dotai) I[106] -139.63 1044.93

S9 Buoc 14 ( Dotai) I[105] -107.95 549.77

HLB Buoc 14 ( Dotai) I[104] -76.27 181.33

S0’ Buoc 14 ( Dotai) I[116] 682.91 7764.56

S1’ Buoc 14 ( Dotai) I[117] 647.27 4771.64

S2’ Buoc 14 ( Dotai) I[118] 623.51 2865.46

S3’ Buoc 14 ( Dotai) I[119] 599.75 1030.56

S4’ Buoc 14 ( Dotai) I[120] 575.99 -733.05

S5’ Buoc 14 ( Dotai) I[121] 552.23 -2425.39

S6’ Buoc 14 ( Dotai) I[122] 520.55 -4570.96

S7’ Buoc 14 ( Dotai) I[123] 488.87 -6589.81

2.1.4.8 Xác định mô men uốn tại các mặt cắt giai đoạn khai thác ( sơ đồ 4)

2.1.4.8.1 Tải trọng tác dụng

Trong giai đoạn này kết cấu chịu các tải trọng như sau:

- Tĩnh tải giai đoạn 2

- Hoạt tải LL và PL

Với hoạt tải xe thì cần chú ý các yếu tố sau:

- Hoạt tải thiết kế là HL93 gồm hai tổ hợp sau:

Xe tải 3 trục và tải trọng làn

Xe tải 2 trục và tải trọng làn

Khi tính momen âm trên đĩnh trụ thì ta xếp thêmtrường hợp 90%(2 xe tải thiết kế cách nhau 15m, 2 trục145kN cách nhau 4.3 m và tải trọng làn)

2.1.4.8.2 Tải trọng tác dụng

Sơ đồ giống như giai đoạn trên, dầm liên tục 3 nhịp

2.1.4.8.3 Xác đinh giá trị nội lực

Mô hình hóa trên midas ta được kết quả sau:

Biểu đồ bao moment

Bảng giá trị moment max

Mặt cắt Bước thicông Phần tử Lực cắt(kN) Moment (kN·m)

S7’ TH1(max) I[123] -31.76 24518.93

S8’ TH1(max) I[124] 344.02 30143.57

S9’ TH1(max) I[125] 738.11 33743.79

HLG TH1(max) I[126] 1149.58 35292.21

Bảng giá trị moment min

Mặt cắt Bước thicông Phần tử Lực cắt(kN) Moment (kN·m)

2.1.4.9 Tổng hợp giá trị nội lực

Cộng giá trị đại số 3 trướng hợp SƠ ĐỒ 2 (Sơ dồ hợp long giữa) + SƠ ĐỒ 3 (Sơ đồ dỡ tải) + SƠ ĐỒ 4 (Sơ đồ dầm

liên tục 3 nhịp chịụ tĩnh tải II và hoạt tải)

Hình 2.7: Tổng hợp moment