THIẾT kế sơ bộ PHƯƠNG án cầu CHÍNH dây VĂNG 3 NHỊP với sơ đồ NHỊP ( 87 + 182 + 87 )

Đồ án – chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thithiết kế sơ bộ phơng áN Cầu chính dây văng 3 nhịp với sơ đồ - Kết cấu phần dới: + Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT tờng thẳng,

Trang 1

Đồ án – chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi

thiết kế sơ bộ phơng áN Cầu chính dây văng 3 nhịp với sơ đồ

- Kết cấu phần dới:

+ Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT tờng thẳng, đặt trên móng cọckhoan nhồi đờng kính D = 2m

+ Tháp cầu dạng tháp cứng BTCT hình chữ H, tiết diện tháp dạng hộp chữ nhật Tháp

đợc đặt trên hệ móng cọc khoan nhồi đờng kính D = 2 m

+ Móng tháp, mố: Móng cọc khoan nhồi, sử dụng đờng kính D = 2 m

- Kết cấu khác:

+ Khe co giãn bằng cao su

+ Gối cầu bằng cao su

+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống

+ Lớp phủ mặt cầu:

 Bêtông nhựa hạt mịn 7.5cm

 Lớp phòng nớc 0.4cm

II Lựa chọn sơ bộ kết cấu nhịp:

II.1. Theo yêu cầu về độ võng của nút dây treo là nhỏ nhỏ nhất:

yi =

i i

i i i

i i

A E

l S A

E

L S



2 cos

Trang 2

 So : Lực dọc trong dây neo

 H : Chiều cao tháp cầu

 E.Ao : Độ cứng chịu kéo của dây neo

 0 : Góc nghiêng của dây neo so với phơng ngang

Ta thấy: nhỏ nhất khi sin20 = 1  20 = 90o  0 = 45o

Nh vậy khi góc nghiêng đạt giá trị 45o thì độ cứng của cầu đạt giá trị lớn nhất, lúc đóchiều cao của tháp cầu bằng chiều dài nhịp biên Tuy nhiên góc nghiêng của dây neo lớnthì tháp cầu sẽ rất cao, làm tăng kích thớc và khối lợng vật liệu.Khi đó tháp cầu làm việcbất lợi do chịu uốn dọc Làm tăng lực nhổ, đặc biệt công nghệ thi công gặp nhiều khókhăn.Thực tế cho thấy góc nghiêng hợp lí về chịu lực và kinh tế của dây văng nghiêngnhất là 22o – 25o Từ đó xác định đợc chiều cao hợp lý của tháp cầu

Góc nghiêng của các dây văng còn lại đợc lựa chọn trên cơ sở đảm bảo độ cứng tốtnhất của hệ và tránh mô men uốn lớn trong tháp Do đó kiến nghị dùng sơ đồ dây hình rẽquạt là hợp lý nhất, nó khắc phục đợc nhợc điểm của sơ đồ dây đồng quy và song song.Căn cứ vào yêu cầu thiết kế, tình hình địa chất, thuỷ văn, yêu cầu mỹ quan, kiến trúc,

địa hình của vị trí dựng cầu, ta đa ra sơ đồ của cầu dây văng nh trong bản vẽ

Theo sơ đồ trên ta thấy cầu dây văng có một hình dáng kiến trúc đẹp, hài hoà và thíchhợp với công nghệ thi công hiện nay (Dùng xe đúc để đúc hẫng từ 2 tháp ra 2 bên màkhông cần giàn giáo hay hệ phao, phà trên sông) Với công nghệ thi công này thì hầu nhkhông ảnh hởng tới chế độ thuỷ văn của sông

II.3. Số lợng dây và chiều dài khoang

II.3.1 Chiều dài khoang:

Hiện nay cầu dây văng thờng đợc thi công theo công nghệ đúc hẫng hay lắp hẫng.Trong công nghệ thi công hẫng thì khoang dầm càng nhỏ vừa thích hợp với chiều dài đốt

đổ bê tông, vừa làm cho cấu tạo neo đơn giản do lực tác dụng lên dây nhỏ Khoang dầmnhỏ làm giảm mô men uốn cục bộ trong phạm vi khoang, nâng cao độ an toàn cho côngtrình khi sửa chữa thay thế dây hoặc neo Do đó kiến nghị dùng hệ dây nhiều khoang nhỏ.Với dầm cứng bằng BTCT thì ta quyết định chọn nh sau:

- Nhịp giữa gồm 29 khoang trong đó:

+ 2 khoang áp trụ tháp mỗi khoang dài 9 m

+ 1 khoang đốt hợp long 8 m

+ 26 khoang còn lại đều nhau mỗi khoang 6 m

- Nhịp biên gồm 14 khoang trong đó:

+ 1 khoang áp trụ tháp dài 9 m

+ 13 khoang giữa mỗi khoang dài 6 m

II.3.2 Số lợng dây và tiết diện dây:

Theo số lợng khoang và chiều dài khoang đã chọn thì số lợng dây nhịp biên là 14 dây

và nhịp giữa là 28 dây trên một mặt phẳng dây

Trang 3

Hiện nay các bó cáp cờng độ cao trong cầu dây văng thờng đợc tổ hợp từ các tao cáp

đơn vì các tao cáp đơn dễ vận chuyển, lắp đặt và thích hợp với các hệ thống neo hiện nay

Do đó sử dụng các tao cáp đơn loại 15.2mm gồm 7 sợi thép  7

1



l h

+ Chiều cao bản mặt cầu hb = 30 cm

+ Chiều cao dầm ngang: hdn = 1.5m, dầy 30cm, bố trí cách nhau 3 m

Cấu tạo mặt cắt ngang cầu dây văng

Trang 4

 l1 , l2 : Chiều dài nhịp biên và chiều dài nhịp chính l1 = 87m, l2 = 182m

 f’c : Cờng độ vật liệu làm tháp ở 28 ngày.Bê tông f’c=55 MPa

 :Góc nghiêng của chân tháp so với phơng ngang, = 84.45o

  : Hệ số phân phối ngang của hoạt tải thiết kế đối với ĐAH gối là gối kê dầmchủ ( vì khi tính tháp nguy hiểm nhất là xếp xe tại vị trí tháp )

 P : Tải trọng xe thiết kế, coi gần đúng xe là lực tập trung đứng tại vị trí thápcầu

8

2

l

l l g

) 182 87 2 ( 213



 2

1

dc t dc

+ Trọng lợng lớp phủ mặt cầu:

lp lp

8

2

l

l l g

) 182 87 2 ( 218

Trang 5

§å ¸n – chuyªn ngµnh cÇu hÇm Nghiªn cøu kh¶ thi

986 292 2

971 585 2

lp t lp

t

1

g 2l lP

8.l



87 8

) 182 87 2 ( 2

51 218 2

lc t lc

Trang 6

Đờng ảnh hởng áp lực lên dầm chủ



xe

 0.5  yi = 0.5 x (0.952 + 0.786 + 0.571 + 0.508+0.397+0.228) = 1.721Trong đó: yi- các tung độ Đah áp lực ở dới các tải trọng

Vậy nội lực do tải trọng hoạt tải HL93 :

w 1 2 ht

lp t

lc t

dc t

P1  1 25 1  1 25 1  1 5 1  1 75 1

= 1.25 x 1840.313 + 1.25 x 109.255 + 1.5 x 292.986 + 1.75 x 512.656 = 3773587 ( T )

Diện tích tối thiểu của tháp cầu là:

1t 1t '

c

PA

0.5xf x sin

45 84 sin 5500 5

0

587 3773

II.4. Tính toán nội lực dây văng

Trong cầu dây văng, dây làm việc nh gối đàn hồi chịu kéo, nội lực trong dây đạt giá trịlớn nhất khi hoạt tải đứng trên toàn cầu Khi đó lực dọc trong dây thoải nhất ở giữa nhịp

là lớn nhất xác định theo công thức gần đúng:

Trang 7

xe i i max

+ xe : Hệ số phân phối ngang của xe thiết kế

+ Pi : Tải trọng trục xe thiết kế

+ yi : Tung độ đah (nh hình vẽ)

+ d,dg: Chiều dài 2 khoang dầm nằm kề nút dây thoải nhất:

+ 0: Góc nghiêng của dây văng thoải nhất ở khu giữa nhịp

Với xe tải thiết kế:

xe i i max

23

) 283 0 5 3 463 0 5 14 1 5 14 ( 721

14.5T

Trang 8

xe i i max

) 8 6 ( ) 395 2 796 15 ( 7

23 sin

) 8 0 11 1 11 ( 728 1

Sh (cha kể hoạt tải xe) = 32.767 T

Nội lực trong các dây văng còn lại trong phạm vi nhịp đợc xác định theo công thức:

max



Trong đó: i- góc nghiêng của dây văng thứ i

Riêng dây neo làm việc bất lợi nhất khi hoạt tải đứng kín nhịp giữa Khi đó nội lựctrong dây neo xác định theo công thức:

0 0 0

: Tổng số lực trong dây do hoạt tải, tính từ dây thứ i đến dây thứ k (j, k là dây

đầu và dây cuối ở nhịp chính từ tháp ra giữa nhịp chính j = 15 , k = 28 )

i: góc nghiêng của dây văng thứ i thay đổi từ j đến k

0: góc nghiêng của dây neo

11T

Trang 9

max



i

g h

Trang 10

Kết quả tính toán nội lực trong các dây văng đợc thể hiện trong bảng sau:

Dây số i Sini Cos i Sh

Trang 11

i i

SA

f

Trong đó:

+ Si : Nội lực do tĩnh tải và hoạt tải trong dây văng thứ i

+ f : Cờng độ tính toán của vật liệu làm dây: f = 0.45xfpu (Tính theo tổ hợp chính)+ fPu : cờng độ kéo quy định của thép dự ứng lực, fPu = 1860 MPa= 18600 kG/cm2

Trang 12

Kết quả tính toán đợc thể hiện trong bảng sau:

Trang 13

III Tính toán khối lợng sơ bộ

III.1 Khối lợng công tác phần kết cấu nhịp :

- Thể tích khối đúc phần dầm cứng có chiều cao không đổi:

- Tổng khối lợng công tác bê tông trụ: Vtrụ = 8660.72 (m3)

- Tính toán khối lợng công tác lan can và lớp phủ mặt cầu:

Trang 14

Với:

  : hệ số sức kháng,  = 0.75 (5.5.4.2.1 22 TCN 272-05)

 Ac : Diện tích nguyên của bê tông(m2)

 fc: Cờng độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày, fc =3000 (T/m2)

+ :hệ số chiết giảm do ảnh hởng của nhóm cọc

+ qp: hệ số sức kháng đối với khả năng chịu lực của mũi cọc

 qP=0,064.N (MPa) đối với N  60

 qP=3.8 (MPa) đối với N > 60

+ Sức kháng tính toán phải xác định bằng cách sử dụng các kinh nghiệm sẵn cótrong điều kiện tơng tự (10.8.3.4.1)

+ Sơ bộ chọn hệ số sức kháng cho cả sức kháng thành bên và sức kháng mũi là: 

=0.7

Trang 15

+ Theo quy định của 10.8.3.9 22 TCN 272-05 ta cần chiết giảm sức kháng của cọc

đơn do ảnh hởng của nhóm cọc Với khoảng cách các cọc chọn L=3D ta có hệ số chiếtgiảm =0.7 ( 10.8.3.9.3 22 TCN 272-05)

Sức chịu tải của cọc theo đất nền khi chiều dài cọc tính từ mặt đất tự nhiên L=58m

IV.2.1 Xác định số lợng cọc tại mố A0, A3 :

Trang 16

Chọn 8 cọc khoan nhồi 2.0 m, cự li các cọc và chiều dài cọc đợc thể hiện trên hìnhvẽ

Mặt bằng móng mố A0

Do kết cấu có tính đối xứng và địa chất theo bài ra cũng đối xứng nên số cọc và cách

bố trí cọc ở mố A3 cũng tơng tự nh mố A0

IV.2.2 Xác định số lợng cọc tại tháp T1, T2

Trang 17

Trang 18

- San ủi mặt bằng thi công

- Lắp dựng máy khoan, tiến hành thi công cọc khoan nhồi đờng kính D = 2m

- Đổ lớp bê tông đệm dày 10cm tại cao độ đáy đài

- Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bệ mố, thân mố, mũ mố

- Đổ bê tông tại chỗ bệ mố, thân mố, mũ mố

- Hoàn thiện mố: Tháo dỡ ván khuôn, thi công bấc thấm đất đắp sau mố, xây 1/4 nón,hoàn thiện mố, thanh thải lòng sông

Trang 19

V.2. Thi công trụ tháp T1 , T2

 Hạ ống vách:

- Xác định vị trí tim trụ và tim cọc

- Lắp dựng giá búa trên hệ nổi

- Đóng cọc định vị, hàn giằng các cọc định vị

- Lắp dựng hệ thống khung dẫn hớng ống vách

- Dùng cần cẩu búa rung trên hệ nổi hạ ống vách đến cao độ thiết kế

 Thi công cọc khoan nhồi.

- Lắp dựng máy khoan trên hệ nổi, tiến hành thi công cọc khoan nhồi D =2 m

- Thi công vòng vây cọc ván thép: Lợi dụng ống vách lắp đặt vành đai khung dẫn hớng.Rung hạ cọc ván thép đến cao độ thiết kế Thiết lập vòng vây cọc ván thép

- Đào hút đất trong vòng vây cọc ván thép đến cao độ thiết kế

- Hoàn thiện tháp: Tháo dỡ ván khuôn, hoàn thiện tháp, thanh thải lòng sông

- Thi công kết cấu nhịp

+ Phần thi công trên đà giáo mở rộng tháp: Đúc khoang K0

+ Lắp dựng hệ thống đà giáo mở rộng tháp để thi công khoang dầm K0 đầu tiên đốixứng qua tháp

+ Lắp dựng ván khuôn, cốt thép

+ Đổ bê tông khoang K0 bằng cần cẩu tháp kết hợp thùng đổ và vòi bơm

Trang 20

+ Bảo dỡng bê tông

+ Khi bê tông đạt cờng độ tiến hành căng kéo cốt thép DƯL cho dầm cứng

+ Lắp đặt dây văng và căng sơ chỉnh dây văng cho khoang K1 theo thiết kế

+ Tiếp tục di chuyển xe đúc thi công các khoang tiếp theo, mỗi khoang dài 9 m.+ Sau khi đúc xong mỗi khoang phải tiến hành lắp ngay dây văng của khoang đó vàcăng sơ chỉnh trớc khi chuyển sang khoang mới

+ Hợp long nhịp chính:

 Lắp dựng hệ thống quang treo chuẩn bị cho hợp long nhịp chính

 Tiến hành định vị 2 đầu dầm cứng bằng các máy trắc địa

 Lắp dựng ván khuôn và cốt thép và đổ bê tông cho khoang hợp long

 Bảo dỡng bê tông

 Khi bê tông đạt cờng độ tiến hành căng kéo cốt thép DƯL cho khoang hợplong

+ Hoàn thiện cầu:

+ Sau khi bê tông đạt cờng độ, tiến hành tháo dỡ quang treo, đà giáo ván khuôn.+ Căn cứ vào biểu đồ nội lực và biến dạng thực tế để điều chỉnh dây văng làn cuốicùng nhằm đạt đợc trạng thái nội lực hoặc biến dạng tối u trớc khi đa công trình vào khaithác

+ Đổ bê tông các lớp mặt cầu, lắp lan can, thiết bị chiếu sáng, thoát nớc

+ Hoàn thiện cầu, vệ sinh môi trờng, thanh thải lòng sông

VI Thống kê khối lợng vật liệu dùng trong công trình

- Khối lợng bê tông sẽ đợc tính dựa theo kích thớc hình học của các cấu kiện còn khối ợng cốt thép sẽ đợc tính dựa vào tỷ lệ so với bê tông của các công trình đã xây dựng vàtheo định mức dự toán cơ bản của Bộ xây dựng ban hành

l Tổng mức đầu t đợc lập dựa trên những căn cứ sau :

- Sự thống kê vật liệu toàn cầu

- Định mức dự toán XDCB số 1242/1998/QĐ-BXD ngày 25 tháng 11 năm 1998 của Bộxây dựng

- Giá ca máy và thiết bị xây dựng số 1260/1998/QĐ-BXD ngày 28 tháng 11 năm 1998của Bộ xây dựng

- Giá vật t, vật liệu lấy theo mặt bằng giá tại thời điểm lập

- Tiền lơng và các khoản phụ cấp theo thông t số 23/BXD-VTK ngày 15 tháng 12 năm

1994 của Bộ xây dựng

- Thông t số 01/1999/TT-BXD ngày 16 tháng 01 năm 1999 của Bộ xây dựng, hớng dẫnlập dự toán công trình xây dựng cơ bản theo luật thuế giá trị gia tăng và thuế thu nhậpdoanh nghiệp

- Các chi phí theo tỷ lệ đợc rút ra từ các công trình đã làm

Trang 21

Thèng kª vËt liÖu toµn cÇu ph¬ng ¸n 2

Trang 22

Tổng mức đầu t phơng án 2

Số hiệu

đơn giá Hạng mục Đơn vị Khối lợng Đơn giá(đồng) Thành tiền

A Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 119,487,338,556

AI Gtrị dtoán xây lắp chính đ I+II 114,891,671,689

I Kết cấu phần trên đ 73,118,713,429

2 ống HDPE( Hight density polyethylene sheath) m 5.461 300,000 1,638,387

5 BTCT nhịp dây văng m3 4,595 5,000,000 22,974,930,000

II Kết cấu phần dới 41,772,958,260

1 Cọc khoan nhồi D=2.0 m m 4,392 7,500,000 32,940,000,000

AII Gía trị xây lắp khác % 4 AI 4,595,666,868

B Chi phí khác (Tạo mặt bằng, bến bãi, quản lý dự án ) % 6 A 7,169,240,313

Chơng IV: 42

thiết kế sơ bộ phơng án 2 42

-I Giới thiệu phơng án thiết kế 42

-II Lựa chọn sơ bộ kết cấu nhịp: 42

-III Tính toán khối lợng sơ bộ 55

-IV Tính sơ bộ số cọc của mố, tháp 55

-V Tổ chức thi công và xây dựng 60

Trang 23

-§å ¸n – chuyªn ngµnh cÇu hÇm Nghiªn cøu kh¶ thi

V.1 Thi c«ng mè A0 , A3 60 V.2 Thi c«ng trô th¸p T1 , T2 - 61 -

-VI Thèng kª khèi lîng vËt liÖu dïng trong c«ng tr×nh 62

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	0,92 MB