Thiết kế cầu kênh bích ( l=5x33m), 22TCN 263 2000, TTGH 22TCN 18 79

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc cùng tất cả các thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học. Sau bốn năm học tập và hơn 3 tháng làm Đồ án tốt nghiệp, được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này. Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Th.S Mai Lựa và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa CÔNG TRÌNH đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Thiết kế tốt nghiệp trong thời hạn được giao. Cuối cùng em xin cám ơn đến mọi người thân trong gia đình, bạn bè, Ban Lãnh Đạo và các anh chò trong Chi nhánh phía Nam của Tổng Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải TEDI đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp. Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn rằng Đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bình chỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn và Giáo viên đọc duyệt để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau này. Em xin chân thành cám ơn ! Sinh viên : Nguyễn Đức Thiện SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CHO VIỆC THIẾT KẾ CẦU KÊNH BÍCH ( L=5x33 m) Các quy trình và tiêu chuẩn áp dụng : • Quy trình khoan thăm dò đòa chất công trình 22TCN 259 – 2000 • Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263 – 2000 • Quy trình thiết kế cầu cống theo TTGH 22TCN 18 – 79 • Tiêu chuẩn TCVN 4195 – 95 và TCVN 4202 – 95 : đất xây dựng và phương pháp xác đònh tính chất cơ lý trong phòng TN • Thí nghiệm SPT trong lỗ khoan theo TC ASTM – D.1586 • Tiêu chuẩn ngành đất xây dựng, phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác đònh các đặc trưng của chúng 22TCN 74 – 87 • Các quy trình, quy phạm về khảo sát xây dựng hiện hành của VN I. Đặc điểm đòa chất công trình : a. Đặc điểm đòa hình đòa mạo Vò trí khảo sát cầu Kênh Bích thuộc xã Tây Ninh huyện Tân Thành – Tỉnh Đồng Tháp. Đòa hình khu vực khảo sát khá bằng phẳng, độ chênh cao giữa bờ sông và bề mặt đòa hình không lớn. Bề mặt đòa hình 1 số vò trí bò chia cắt bởi các rạch tưới tiêu và ao nhỏ. b. Đặc điểm thuỷ văn và đòa chất thuỷ văn : Tại thời điểm khảo sát toàn bộ bề mặt đòa hình bò ngập nước do ảnh hưởng bởi ngập nước theo mùa của khu vực Đồng Tháp Mười. Chiều sâu ngập nước tại vùng ruộng lúa khoảng từ 1.2 m đến 1.6 m. Có sự ảnh hưởng nhỏ của thuỷ triều. Từ đòa tầng khảo sát trong các lỗ khoan cho thấy nước ngầm ở đây được chứa trong tầm cát và 1 phần do nước mặt cung cấp. II. Điều kiện đòa tầng : Trên cơ sở tài liệu khảo sát đòa chất công trình ngoài thực đòa có thể phân đòa tầng từ trên xuống dưới như sau : ¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Mô tả: ¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. Có diện phân bố rộng bắt gặp tại 3 lỗ khoan, trừ lỗ khoan (LKB – 02), nằm ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ +1.6 m (LKB – 01) đến +2.7 m (LKB – 03), đáy lớp từ -5.88 m (LKB – 04) đến -8.66 m (LKB – 03). Chiều dày lớp nhỏ nhất 7 m, lớn nhất 7.6 m. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. Có diện phân bố của lớp 2 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 1 và ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -0.5 m (LKB – 04) đến +1.5 m (LKB – 03), đáy lớp từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03). Chiều dày lớp nhỏ nhất 7.5 m (LKB – 02), lớn nhất 8.6 m (LKB – 01), trung bình khoảng 8.1 m. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. Có diện phân bố của lớp 3 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 2. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03), đáy lớp từ -17.09 m (LKB – 02) đến -19.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp nhỏ nhất 10.2 m (LKB – 01), lớn nhất 13.5 m (LKB – 03), trung bình khoảng 13.0 m. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT) có giá trò nhỏ nhất N=24, lớn nhất N=26, trung bình N=25. ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. Có diện phân bố của lớp 4 nhỏ , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -16.8 m (LKB – 03) đến -15.8 m (LKB – 01), đáy lớp từ -18.0 m (LKB – 03) đến -17.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp thay đổi từ 1.2.0 m (LKB – 01), lớn nhất 1.6 m (LKB – 03), trung bình khoảng 5.1 m. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT) có giá trò nhỏ nhất N=12, lớn nhất N=14, trung bình N=13. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. Có diện phân bố của lớp 5 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3,4. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -23.0 m (LKB – 03) đến -15.02 m (LKB – 01), đáy lớp từ -27.5 m (LKB – 04) đến -25.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp thay đổi từ 3.8 m (LKB – 03), đến 13.5 m (LKB – 04). Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT) có giá trò nhỏ nhất N=25, lớn nhất N=45, trung bình N=35. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Có diện phân bố của lớp 6 tương đối rộng, gặp trong tất cả các lỗ khoan thăm dò, nằm dưới lớp 5. Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -49.02 m (LKB – 01) đến -44.39 m (LKB – 02), đã khoan vào lớp từ 5.45 m (LKB – 01) đến 4.65 m (LKB – 03) nhưng chưa xác đònh được đáy lớp. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT) có giá trò nhỏ nhất N=50, lớn nhất N=68, trung bình N=59. KẾT LUẬN I. Kết luận : ¯ Lớp 1 : đất đắp : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. Là lớp đất khá tốt nhưng bề dày mỏng, nên xử lý để đảm bảo an toàn. ¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu. Chiều dày lớn 7.5 m, đây là lớp đất rất yếu, thi công hố móng cần phải có phương án xử lý thích hợp. ¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng. Chiều dày 11.7 m, lớp này có sức chòu tải khá tốt nhưng nằm gần bề mặt, chưa thích hợp cho việc đặt nền móng công trình . ¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng. Chiều dày trung bình khoảng 5.1 m, đây là lớp đất tương đối tốt, bề dày lớp mỏng. ¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng. Chiều dày lớp khoảng 8.7 m, đây là lớp đất tốt, nhưng chiều sâu lớp chưa đảm bảo để đặt móng công trình với quy mô lớn. ¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt. Đây là lớp đất rất tốt, đã khoan vào lớp từ 4.65 m đến 5.45 m, rất phù hợp cho việc đặt nền móng công trình cho những công trình có quy mô lớn II. Bảng tra các tính chất cơ lý của đất Lớp Chiều dày (m) Độ ẩm w(%) Dung trọng tự nhiên( γ ) (g/m 3 ) Lực dính đơn vò C KG/cm² Góc ma sát ϕ SPT- N Đòa chất 1 7.6 31.48 1.857 0.344 14 o 31' _ sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng 2 8.6 79.97 1.487 0.073 4 o 59' _ bùn sét, màu xám xanh, xám nâu 3 13.2 22.61 1.95 0.223 14 o 59' 25 sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng 4 1.6 31.48 1.857 0.344 14 o 31' 13 sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng 5 11 28.56 1.915 0.42 18 o 28' 35 sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng 6 _ 19.09 1.958 0.068 33 o 48' 59 cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt CHƯƠNG I: THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI I. Một số yêu cầu chung: Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi không bò rớt xuống sông. Lan can còn là công trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái hài hòa với các công trình và cảnh quan xung quanh. Lan can đường người đi có tác dụng đảm bảo an toàn cho người đi bộ trên cầu. ¯ Chiều cao nhỏ nhất của lan can phải bằng 1060 mm tính từ mặt đường người đi ¯ Khoảng cách tónh giữa các thanh không được lớn hơn 150 mm ¯ Khi dùng lan can có cả cột đứng và thanh ngang, thì ở phần thấp (65 mm) khoảng cách tónh giữa các thanh ≤ 150 mm, khoảng cách tónh của phần trên không quá 380 mm. ¯ Hoạt tải tính toán là tải trọng phân bố đều có cường độ w=0.37 N/mm theo cả hai phương thẳng đứng và nằm ngang. Đồng thời lan can phải được tính với 1 tải tập trung 890 N, có thể tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố ở trên. II. Cấu tạo thanh lan can: Ta chọn lan can tay vòn và trụ lan can làm bằng vật liệu thép AII Tiết diện là thép ống có bề dày 5 mm 3 2 7.85 10 / t N mm γ − = × , 2 280 / y f N mm= Cột lan can Tay vòn dưới Tay vòn trên 580 844 50010x200=200010x200=2000 a) Cấu tạo thanh lan can trên: Đường kính ngoài D= 110 mm Đường kính trong d= 100 mm 110 110 5100 5 100 5 b) Cấu tạo thanh lan can dưới: Đường kính ngoài D= 90 mm Đường kính trong d= 80 mm 90 5805 90 5 80 5 III. Thiết kế: Do tải trọng tác dụng lên mỗi thanh lan can là như nhau nên ta chỉ cần kiểm tra cho thanh lan can có đường kính nhỏ(thanh lan can dưới). 1) Tónh tải tác dụng: Trọng lượng bản thân : F.g t γ= ( ) ( ) mm/N105,01335.10.85,7F.g mm13358090 4 dD. 4 F mm/N10.85,7 5 t 22222 35 t ==γ= =− π =− π = =γ − − 2) Hoạt tải tác dụng: Sơ đồ tác dụng của hoạt tải: Độ lớn của tải trọng: N5,1557890.75,1P == 2 2 2 2 ( ) (1,75.0,37) (1,75.0,37 1,25.0,105) 1,026 / n d W W W g N mm= + + = + + = IV. Xác đònh nội lực trong thanh lan can: Sơ đồ tính toán: - Momen lớn nhất trong thanh lan can: Nmm10.175,129 4 2000.5,1557 8 2000.026,1 4 PS 8 S.W M 4 22 ht =+=+= W x =0.37 N/mm P x = 890 N 0.5L L W y =0.37 N/mm P = 1557,5 N W = 1,026 N/mm momen do P momen do W 2000 513000 Nmm 778750 Nmm V. Mômen kháng uốn của thanh lan can: yp f.S.M φ= Sức kháng uốn của thanh lan can: ( ) ( ) 33333 mm213038090 32 dD 32 S =− π =− π = Do đó: Nmm5368356280.21303.9,0f.S.M yp ==φ= Vậy : p MM < lan can thoả điều kiện chòu uốn VI. Thiết kế trụ lan can: 1) Sơ đồ cấu tạo trụ lan can: Ø Ø 1511015 140 775 70375330 200 770 775 200 775 200 65375330 190 130 2) Sơ đồ tính toán và ngoại lực tác dụng: • Tónh tải - Trọng lượng bản thân V.G btbt γ= 3336 22 m10.48,2mm10.48,2 4 90. 4 110. .66.190.7705.200.1700V − ==         π + π −+= N68,19410.48,2.10.85,7V.G 65 btbt ==γ= − - Trọng lượng lan can S.F.G tlc γ= ( ) ( ) ( ) ( ) mm2984100110 4 8090 4 dD. 4 dD. 4 F 2222 2 2 2 2 2 1 2 1 =− π +− π = − π +− π = N5,4682000.2984.10.85,7G 5 lc == − • Hoạt tải N890P = N7402000.37,0P w == Sơ đồ lực tác dụng như hình vẽ ở trên p p [...]... yếu tố về lan can: Ta thiết kế lan can cấp L3 Lực thiết kế cho lan can cấp L3(bảng 13.7.3.3-1) : Phương Ngang (Ft) Dọc( FL) Đứng (FV) Lực (N) 240 000 80 000 80 000 Chiều dài (mm) 1 070 1 070 5 500 Sức kháng cắt danh đònh của lan can theo chiều ngang :   M L2 c  2  . 8.M b + 8.M W H + c RW =   2.L − L   H  c t    1) Chiều dài đường chảy xác đònh theo: L  L  8.H ( M b + M W H ) Lc =...3) Nội lực tại chân trụ: - Lực nén dọc trục N = 1,7 5( P + 2.Pw ) + 1,25 .( G bt + G lc ) - = 1,75 .( 890 + 2.740) + 1,25 .(1 94,68 + 468,5) = 4998,975N Momen uốn M = 1, 75.L1 .( P + Pw ) + 1, 75.L2 ( P + Pw ) = 1, 75.330 .(8 90 + 740) + 1, 75.760 .(8 90 + 740) = 3,11.106 Nmm - Lực cắt Pu = 1, 75.2 .( Pw + P ) = 1, 75.2 .(7 40 + 890) = 5705 N 6 97 200 97 4) Đặc trưng hình học tiết diện nhỏ nhất:... tạo Φ10a 200mm CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU I Khái niệm: Mặt cầu là bộ phận trực tiếp chòu tải trọng giao thông và chủ yếu quyết đònh chất lượng khai thác của cầu vì vậy mặt cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất và an toàn tối đa cho các phương tiện tham gia giao thông Bản mặt cầu là kết cấu có dạng bản kê trên hệ dầm mặt cầu gồm các dầm chủ, dầm... liên kết ngang: 6 - Khoảng cách 2 liên kết ngang: 4 m - Khoảng cách 2 trụ lan can: 2m II.MẶT CẮT NGANG CẦU: 1.Chọn cầu tạo lớp phủ mặt cầu - Lớp phủ:  Bê tông át phan dày: 50 (mm)  Lớp bảo vệ xi măng: 40 (mm)  Lớp phòng nước : 10 (mm)  Lớp mui luyện daỳ trung bình : 31.25 (mm)  Độ dốc mui luyện : 2 % 2.Chọn các kích thước cơ bản của dầm chủ 2.1Phần dầm thép S = 185 0 mm - Khoảng cách giữa các dầm chủ:... mỏi cho bản mặt cầu bê tông cốt thép khi dùng nhiều dầm chủ (A9.5.3) CHƯƠNG I: CHỌN MẶT CẮT NGANG KẾT CẤU NHỊP VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN I CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ: - Loại dầm thép liên hợp chữ I - Khổ cầu: B = 8 m - Chiều dài dầm chính: L = 33m - Số dầm chính: 6 dầm - Khoảng cách 2 dầm chính: 1,85 m - Số sường tăng cương đứng (một dầm):11 - Khoảng cách các sường tăng cường: 1,85m - Số liên kết ngang: 6 -... ( M b + M W H ) Lc = t +  t  + 2 Mc  2  2 (1 3.7.3.4- (1 3.7.3.4-2) M b : sức kháng uốn của dầm, nếu có tại đỉnh tường (Nmm) M w : sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng (Nmm) M c : sức kháng của tường đối với trục ngang (Nmm) H : chiều cao tường (mm) Lt : chiều dài phân bố dọc của lực va chạm Ft (mm) Lc : chiều dài tới hạn của dạng đường chảy (mm) 2) Cấu tạo bó vỉa: 280 4 Þ14 Þ 12a200 250... d Tính toán thép phân bố dọc cầu: Vì bản làm việc theo phương ngang cầu nên ta đặt cốt thép cấu tạo theo phương dọc cầu cả đáy trên và đáy dưới của bản mặt cầu để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chòu lưc theo phương ngang Diện tích yêu cầu tính theo phần trăm cốt thép chính lực Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với hướng xe chạy 3840 sophantram = ≤ 67% ( 9.7.3.2 ) Sc Sc chiều dài... chủ, dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy bản mặt cầu chủ yếu làm việc chòu uốn cục bộ như một bản kê trên hệ dầm mặt cầu Ngoài ra bản còn là cánh trên của dầm T, dầm hộp nên còn tham gia chòu nén hoặc kéo khi chòu uốn tổng thể của cầu Trong cầu bêtông cốt thép bản mặt cầu thường làm bằng bê tông, bê tông dự ứng lực, đúc tại chỗ hoặc lắp ghép II Cấu tạo bản mặt cầu: ¯ Bản Bêtông cốt thép dày: 20 cm ¯ Lớp... 2 0,775.0,952 = = 0,087Tm 8 8 III Thiết kế và bố trí cốt thép: Thiết kế cốt thép cho tiết diện chữ nhật: 80 x 1000 chòu momen uốn Mu Giả thiết a = 30 mm ⇒ d s = 80 − 30 = 50mm a M  ∑ M / As = 0 ⇔ 0,85.f c' b.a. ds − 2  = φu   ⇒ a = d s − d 2s − = 50 − 50 2 − c= 2.M u ' φ.0,85.f c b 2.87.104 = 0,764 mm 0,9.0,85.30.1000 a 0,764 = = 0,913 β1 0,836 c 0,913 = = 0, 018 < 0,45 ds 50 Xảy ra trường hợp... 200000 = = 6 ,79 ta lấy n = 7 để tính toán Ec 29440 n= Chiều dày làm của bêtông sau khi bò nứt :  n As  2.d s b  1 + − 2÷ ÷ b  n As    7.0,565  2.175.1 =  1 + − 2 ÷ = 29,51mm  ÷ 1 7.0,565   x= Ta lần lựơt tính các giá trò trong biểu thức ( * ) : - Tính fs ( ứng suất trong thép do tải trọng gây ra ) : M f s = s ( d s − x ) n I cr Momen quán tính của tiết diện nứt : b.x 3 2 + n As ( d s − x . CHẤT CHO VIỆC THIẾT KẾ CẦU KÊNH BÍCH ( L=5x33 m) Các quy trình và tiêu chuẩn áp dụng : • Quy trình khoan thăm dò đòa chất công trình 22TCN 259 – 2000 • Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263 –. Lực nén dọc trục ( ) ( ) ( ) ( ) N975,4998 5,46868,194.25,1740.2890.75,1 GG.25,1P.2P75,1N lcbtw = +++= +++= - Momen uốn 1 2 6 1,75. .( ) 1,75. .( ) 1,75.330 .(8 90 740) 1,75.760 .(8 90 740) 3,11.10 w. m (LKB – 03) đến -15.02 m (LKB – 01), đáy lớp từ -27.5 m (LKB – 04) đến -25.02 m (LKB – 01). Chiều dày lớp thay đổi từ 3.8 m (LKB – 03), đến 13.5 m (LKB – 04). Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(