Thiết kế và tổ chức thi công cầu AB qua sông h trên quốc lộ 2a thuộc địa phận tỉnh vĩnh phúc

Nguyên tăc lựa chọn phơng án câu: - Đáp ứng yêu cầu thông thuyền - Giảm tối thiểu các trụ giữa sông - Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhng có u tiên việc tận dụn

Bộ quốc phòng Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN - 18 - 79

3 Nội dung bản thuyết minh:

Thuyết minh : 100 – 140 trang A4, trong đó :

- Thiết kế sơ bộ, so sánh và lựa chọn phơng án : 40 %

Xem bản vẽ kèm theo

Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hớng dẫn

4//.PGS.TS Phạm Cao Thăng 3/.Ths Nguyễn Quý Thành

Học viên thực hiện

Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày tháng 04 năm 2007 (Kí và ghi rõ họ tên)

Trần Văn Tuấn

Mục lụcPhần mở đầu:………

Chơng 1: Giới thiệu chung về dự án xây dựng

1.1 Sự cầu thiết phải xây dựng cầu AB

1.2 Đặc điểm về địa hình và thuỷ văn

1.3 Đề xuất phơng án thiết kế

Phần I: Thiết kế sơ bộ

Chơng 2: Phơng án cầu BTCT DƯL nhịp 34(m)

2.1.Tổng quan về phơng án cầu BTCT DƯL

2.2 Tính toán nội lực kết cấu nhịp

2.3 Tính toán trụ cầu

2.4 Tính toán mố cầu

Chơng 3: thiết kế phơng án cầu giàn thép nhịp 68(m)3.1 Tổng quan về phơng án cầu giàn thép

3.2 Tính toán các bộ phận của kết cấu nhịp

3.3 Lựa chọn kích thớc cho trụ cầu

3.4 Lựa chọn kích thớc cho mố cầu

Chơng 4: so sánh lựa chọn phơng án

4.1 Cơ sở lập khái toán

4.2 So sánh phơng án

4.3 Kiến nghị lựa chọn phơng án thiết kế kỹ thuật

Phần ii: thiết kế kỹ thuật

Chơng 5: thiết kế chi tiết dầm chính

5.1 Tính toán đặc trng hình học

5.2 Xác định ứng suất hao trong cốt thép

5.3.Tính duyệt chống nứt theo ứng suất pháp:

5.4.Tính duyệt cờng độ do tác dụng của ứng suất cắt và ứng suất nén chính 5.5 Kiểm tra ứng suất trong giai đoạn khai thác

5.6.Tính cờng độ và độ ổn định của dầm trong giai đoạn căng cốt thép

5.7.Tính toán độ võng do hoạt tải gây ra

Lời nói đầu

Bớc vào thời kỳ đổi mới, đất nớc ta đang trong qúa trình xây dựng cơ sở hạ

tầng Giao thông vận tải là một ngành đợc quan tâm đầu t nhiều vì nó nh là huyết mạch của nền kinh tế đất nớc, là nền tảng để phát triển các ngành khác

Thực tế hiện nay, lĩnh vực này rất cần những ngời kỹ s có chuyên môn vững vàng để có thể nắm bắt đợc công nghệ mới, hiện đại, để xây dựng các công trình cầu, đờng có chất lợng cao góp phần phát triển cơ sở hạ tầng cho đất nớc

Đồ án tốt nghiệp đại học(ĐATN) là một công trình nghiên cứu khoa học của học viên trong trờng đại học, đợc tiến hành ở giai đoạn cuối khoá học dới sự hớng dẫn của giáo viên

ĐATN đại học bao gồm 2 phần chính: Phần thuyết minh và phần các bản vẽ(bản vẽ kỹ thuật và bản vẽ sơ đồ, bảng biểu)

Mục đích làm đồ án tốt nghiệp nhằm giúp cho học viên:

Củng cố, hệ thống hoá, mở rộng và hiểu sâu nội dung vấn đề nghiên cứu.Vận dụng một cách tổng hợp kiến thức đã học vào việc giải quyết một vấn

đề cụ thể thuộc phạm vi nghề nghiệp về khoa học quân sự, kỹ thuật quân sự, chuyên môn nghiệp vụ, vv…

Tập tiến hành nghiên cứu khoa học (NCKH), rèn luyện phơng pháp NCKH

và khả năng bảo vệ một vấn đề khoa học cụ thể

Thực hiện một nhiệm vụ quan trọng của kỳ thi tốt nghiệp quốc gia

Sau thời gian học tập tại trờng, bằng sự nỗ lực của bản thân, với sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong trờng Học Viện Kỹ Thuật nói chung và các thầy cô trong bộ môn Cầu Đờng – Sân Bay nói riêng đến nay em đã kết thúc khoá học của mình

Với nhiện vụ ĐATN là “ Thiết kế và tổ chức thi công cầu AB qua sông H trên quốc lộ 2A” em dự định sẽ bố trí cuốn đồ án của mình nh sau:

Phần mở đầu: Giới thiệu về chung về dự án

Phần I: Thiết kế sơ bộ 2 phơng án

Phần II: Thiết kế kỹ thuật phơng án lựa chọn.

Phần III: Tổ chức thi công

Phân IV: Kết luận

Cuối cùng em rất mong đợc sự quan tâm giúp đỡ của các thầy, cô trong bộ môn Cầu Đờng – Sân Bay và đặc biệt là thầy Nguyễn Quý Thành để em có thể hoàn thành nhiệm vụ ĐATN của mình Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 13 tháng 04 năm 2007

Học viên Trần Văn Tuấn

Phần mở đầu

Chơng 1:Giới thiệu chung về dự án

1.1 Sự cần thiết phải xây dựng cầu:

* ý nghĩa về kinh tế xã hội

- Cầu AB nằm tại Km16+750 (QL23) là cây cầu nằm nối Vĩnh Phúc với Hà Nội, nối QL32 với QL2A Đây là tuyến giao thông quan trọng của Vĩnh Phúc nói chung và huyện Mê Linh nói riêng

- Hàng ngày sự trao đổi hàng hoá giữa Vĩnh Phúc và thủ đô Hà Nội diễn ra trên tuyến đờng này Bởi vậy việc xây dựng cầu AB có ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế xã hội

* ý nghĩa an ninh – quốc phòng

Vĩnh Phúc là cửa ngõ phía Đông Bắc của thủ đô Hà Nội bởi vậy việc bảo

vệ an ninh Quốc phòng cho thủ đô Hà Nội có một phần không nhỏ của tỉnh Vĩnh Phúc Đặc biệt là bảo vệ sân bay Nội Bài

* Kết luận về sự cần thiết phải đầu t:

Qua các phân tích trên, thấy rằng cầu AB Km16+700 (QL23) có vai trò to lớn và ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc phát triển kinh tế phía Đông Bắc tỉnh Vĩnh Phúc, đồng thời cũng là phù hợp với đờng lối, chính sách của Đảng

và Nhà nớc trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc

1.2.Đặc điểm về địa hình và thuỷ văn:

1.2.1 Mô tả chung:

Vĩnh Phúc là tỉnh Đồng bằng xen trung du, nằm phía Bắc – Tây Bắc thủ

đô Hà nội, phía Tây giáp với Phú Thọ, phía Nam giáp với Hà Tây, phía Bắc giáp với Tuyên Quang và Thái Nguyên Đây có thể coi là khu vực điển hình của vùng giáp ranh giữa đồng bằng và trung du với các đồi gò có độ cao thấp

1.2.2 Đặc điểm địa hình:

Cầu AB Km16+750 (QL23), là cây cầu bắc qua nơi có địa hình thay đổi không nhiều

1.2.3 Đặc điểm địa chất:

Căn cứ vào kết quả điều tra ở thực địa và khoan thăn dò địa chất công trình tại hiện trờng cùng với kết quả thí nghiệm các mẫu đất và đá trong phòng, địa chất khu vực dự kiến xây dựng cầu có thể phân chia thành các lớp đất đá từ trên xuống dới nh sau:

- Lớp 1: Cát hạt thô lẫn dăm sỏi sạn, sác thực vật, màu xám tro, kết cấu xốp Lớp này có chiều dày là 4m

- Lớp 2: Đất sét pha lẫn vỏ sò, xác thực vật, màu xám đen, trạng thái dẻo mềm( B = 0,62) Lớp này có chiều dày là 6m

- Lớp 3: Sét pha lẫn dăm sỏi sạn, màu xám tro, nâu vàng, đỏ vàng(B=0,36) Lớp này có chiều dày 9,5m

- Lớp 4: Sét pha lẫn dăm sạn, màu nâu vàng và điểm đen(B=0,31)

Theo kết quả của 4 lớp đất trên ta thấy địa chất tại vị trí xây dựng cầu là

t-ơng đối ổn định

1.3.Đề xuất các phơng án thiết kế.

1.3.1.Tiêu chuẩn thiết kế:

- Quy trình thiết kế : 22TCN - 18- 1979 Bộ giao thông vận tải

-TCVN 4054 - 1998 – Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô

- Tiêu chuẩn thiết kế đờng thành phố - quảng trờng 22TCN - 104-83

1.3.2 Quy mô xây dựng và tiêu chuẩn kỹ thuật:

- Quy mô xây dựng công trình:

+ Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu

- Tiêu chuẩn kỹ thuật:

+Tần suất thiết kế: P1%

+Khổ cầu: B = 7+2x1.5m, cho 2 làn xe và 2 lề ngời đi

1.3.3 Tải trọng thiết kế:

- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu: 22TCN - 18 - 1979

+Hoạt tải thiết kế: H30; XB80

+Tải trọng Ngời: 300 Kg/m2

1.3.4 Những nguyên tắc cơ bản khi thiết kế:

Trên cơ sở đặc thù cơ bản của khu vực cầu AB đợc thiết kế theo nguyên tắc sau:

+Tránh phá vỡ và di chuyển nhà dân và hạn chế đến mức nhỏ nhất khối ợng đền bù giải toả và đảm bảo mỹ quan đô thị

l-+Phải tuân thủ các nguyên tắc thiết kế cơ bản về việc bảo vệ khai thác, duy

tu bảo quản

+Đảm bảo tính mỹ quan, môi trờng khu vực trong thi công và khai thác công trình

1.3.5 Nguyên tăc lựa chọn phơng án câu:

- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền

- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông

- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhng có u tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nớc

- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công

- Đạt hiệu quả kinh tế cao , giá thành rẻ

1.3.6 Đề xuất phơng án thiết kế sơ bộ:

Căn cứ vào tình hình địa chất, thuỷ văn tại khu vực dự kiến xây dựng cầu, cơ sở vật chất và tình hình vật liệu của khu vực và các nguyên tắc lựa chon phơng án thiết kê tôi đề xuất 2 phơng án thiết kế sơ bộ nh sau:

Phơng án I: Cầu giản đơn BTCT DƯL thi công theo phơng pháp lao lắp.Phơng án II: Cầu giàn thép nhịp giản đơn

Phần i Thiết kế sơ bộ

Giới thiệu chung:

Trong phần mở đầu ta đã đa ra 2 phơng án để thiết kế lựa chọn Trong phần này ta sẽ tính toán thiết kế sơ bộ để lựa chọn ra một phơng án thiết kế kỹ thuật

Các nội dung tính toán trong phần sơ bộ cụ thể nh sau:

Phơng án 1: Cầu dầm BTCT DƯL nhịp giản đơn L = 34(m):

- Tính toán nội lực, bố trí cốt thép và kiểm toán bản mặt cầu

- Tính toán nội lực, tính toán và bố trí cốt thép DƯL và tính duyệt cờng độ dầm trong giai đoạn sử dụng theo mô men của mặt cắt thẳng góc tại tiết diện giữa nhịp

- Tính toán nội lực, bố trí cốt thép trụ

- Lựa chọn kích thớc cho mố

Phơng án 2: Cầu giàn thép nhịp giản đơn L = 68(m):

- Tính toán nội lực, bố trí cốt thép và kiểm toán bản mặt cầu

- Tính toán nội lực, lựa chọn tiết diện và kiểm toán dầm dọc

- Tính toán nội lực, lựa chọn tiết diện và kiểm toán dầm ngang

- Tính toán nội lực, lựa chọn tiết diện và kiểm toán cho các thanh giàn

- Tính toán các liên kết

- Lựa chọn kích thớc mố trụ

Chơng 2: Thiết kế sơ bộ phơng án I2.1 Tổng quan về phơng án cầu bê tông cốt thép dự ứng lực

2.1.1.Kết cấu phần trên:

Kết cấu nhịp gồm 4 nhịp giản đơn BTCT DUL thi công theo phơng pháp lao lắp

- Mặt cắt ngang cầu gồm 5 dầm chữ T

- Chiều dài của toàn dầm là 34m.Tổng chiều dài toàn cầu là 148,25m

- Mặt cắt ngang cấu tạo dốc ngang 2% để đảm bảo thoát nớc mặt ra hai phía lan can qua các ống thoat nớc

- Vật liệu chế tạo KCN:

+ Bê tông M400

+ Thép cờng độ cao là loại tao 7 sợi, đờng kính của mỗi tao là 12mm

+ Thép cấu tạo dùng loại CT3

1500

MốI NốI ống thoát NƯớC

LớP cách nƯớC DàY 1CM phần bộ hành

1/2 mặt cắt giữa nhịp 1/2 mặt cắt đỉnh trụ

300

1100 2200

2200 2200

Hình2.2: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp.

200 200

2- Cấu tạo mố cầu:

Mố cầu dùng loại chữ U, móng cọc BTCT đúc sẵn Tiết diện cọc là 35x35cm

3- Vật liệu:

- Bê tông: M300

- Cốt thép CT3

2.1.3 Đờng đầu cầu

Đờng 2 đầu cầu đợc thiết kế theo 22TCN-4054-98 của Bộ GTVT phù hợp với cấp đờng của tuyến

2.2.Tính toán nội lực kết cấu nhịp

2.2.1.Tính toán hệ số phân bố ngang

Với các tiến diện gần gối, hệ số phân bố ngang đợc xác định theo phơng pháp đòn bẩy Các tiết diện ở 1/4 và giữa nhịp hệ số phân bố ngang đợc tính theo phơng pháp dầm liên tục trên gối đàn hồi

1 ) (

c

F F

h1= ( 0 4 0 38 2 0 5 0 1 )

4 0

1 ) (

43 0

=

F

S

= 0.65(m)Mômen quán tính của dầm dọc đối với trục đi qua trọng tâm MCN của nó

là :

)(

,,

,,

,,

,,

,

4 2

3

2

3 2

3 d

m0082185040405012

405040

068015512012

1551205801409112

14091I

=

ì

ì+

ì+

ì

ì+

ì+

ì

ì+

ì

=

Độ võng của dầm dọc do tải trọng phân bố đều P =1 T/m gây ra:

d d

4

d d

4 p

E

7316460E

00821384

63315I

E384

lP

,

In=

12

1400

0E6

E22I

E6

d

d

d 3

p n n

3

,,

P

d

dR

R : Phản lực của gối n do mô men M = 1 đặt tại gối biên gây ra

d, dK: Khoảng cách giữa các dầm chính và chiều dài mút thừa

η

316610836066305083600891837050

212000450419050

n

XB

,),,

.(

,.,),,

.(

,.,

,),,

.(

,

=+

++

=

=+

=ηηCác dầm khác tính toán tơng tự Kết quả tính toán ghi trong bảng 1.1

Bảng 2.1:

1900 500

2700 650

1900 500

2700 650

Kết cấu nhịp với sơ đồ nh hình vẽ 2.2, gồm 5 dầm chính và không có dầm ngang Trên suốt chiều dài kết cấu nhịp, bản bê tông cốt thép chỉ đợc liên kết với dầm chủ Trong trờng hợp này bản bê tông cốt thép đợc tính theo sơ đồ bản trực hớng( nhịp tính của bản vuông góc với hớng xe chạy) Sơ đồ kết cấu khi tính bản đợc thể hiện nh hình vẽ 2.6 với nhịp tính toán lb= 2.0(m)

- Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 bản gồm:

* Lớp phủ mặt cầu dầm

+ Bê tông átphan dày 5 cm (γ = 2.3 T/m3): 0.05x2.3 = 0.115 (T/m2)+ Lớp bê tông xi măng bảo vệ dày 3 cm(γ = 2.5T/m3): 0.072 (T/m2)

C :Khoảng cách cho phép nhỏ nhất giữa hai bánh xe đặt liền nhau:C = 1.1mH: Chiều dày lớp mặt cầu ; H = 0.12 m

b1 = b2+2H ; b2 là bề rộng của bánh bánh sau, b2= 0.6m

=> C +b1 = C+ b2+ 2*H = 1.1 + 0.6 + 2*0.12 =1.94 m < lb

ờng hợp 1 : Đặt lực một bánh xe

1100

b2 b1 2000

P

2

1 n g P

2000 b1 b2

2

b1

840 2000

a = a1+

3

lb nhng không đợc nhỏ hơn lb

32

lb nhịp tĩnh của bản ; lb=2.0 m

a = a1+

3

lb = 0.38 + 2

3

1

ì = 1.05 m

23

2l3

2

b = ì = 1.33 m Vậy lấy a = 1.33 m

Khi xác định mô men tại giữa nhịp của bản, sơ đồ tính toán của bản là dầm giản đơn Xét trong trờng hợp đặt hoạt tải cục bộ:

Do một bánh xe : P1 =

ab2

12

P1

ì

bP1

n8

l

b 1 1 h

2 b

78078531418

2502

12+

Sơ đồ tính toán của bản là dầm đơn giản Mô men tại giữa nhịp bản do tải trọng tính toán gây ra trên 1m rộng là :

M0=

8

2374314150208

lP1

ng

2 2

2 h

Ta đem so sánh giá trị lớn hơn trong hai giá trị M0 tìm đợc

Kết luận: M0= 4.23 (T.m)

b)Do hoạt tải của xe XB80

Đặt một bánh nặng của xe tại giữa nhịp Tính toán tơng tự nh trờng hợp đặt một bánh xe H30 : M0= 3.37 (T.m)

c) Kết luận: Mô men tính toán là: M0= 4.23 (T.m)

* Vì thực tế bản làm việc nh một dầm liên tục kê trên gối tựa đàn hồi nên theo phơng pháp gần đúng ta lấy:

I II

Ta xác định lực cắt do tải trọng tính toán gây ra(kể cả hệ số vợt tải và hệ số xung kích ) cho hai tiết diện đầu và cuối của vút : ( tiết diện II-II và tiết diện I-I).

Sơ đồ kết cấu khi tính bản là dầm đơn giản Để xác định lực cắt do hoạt tải gây ra ta dùng đờng ảnh hởng vẽ trong hình 2.7

- Xác định lực cắt do hoạt tải H30 và tĩnh tải gây ra

+ Xác định với tiết diện đầu vút (II-II)

Q = Qt + Qh= gc − + ì + ì ì∑

x

u h

0

b

a

y2

P1

nx2

l

)()

x là khoảng cách từ tải trọng đến gối của bản

x0 là khoảng cách từ tải trọng đến gối của bản , x0= 0

a = + ì mà a0= a1

Theo ®iÒu kiÖn: 0 67 ( )

3

2 3

a ≥ b = =VËy chän a1= 0.67(m)

3

26703

la

.(

.)(

341

260451

802

12314102

2502

2.2.2.3 Tính bản làm việc cùng với kết cấu nhịp:

*Vẽ các đờng ảnh hởng: Để vẽ các Đah M"2;M"2−3;Q"2;Q"2−3tại các tiết diện 2 và 2-3(hình 2.8) ta sử dụng Đah Ri đã vẽ trong phần tính toán hệ số phân bố ngang

Bảng 2.4: Giá trị phản lực gối khi p = 1T/m di động ngang cầu.

R1 1,1679 0,836 0,2442 -0,0132 -0,027 -0,032 -0,0388

R2 -0,0741 0,2442 0,4727 0,2721 0,0547 0,0021 -0,0389

R3 -0,1516 -0,0132 0,2721 0,4824 0,2721 -0,0132 -0,1516Tung độ các Đah M"2;M"2−3;Q"2;Q"2−3đợc xác định nh sau:

Khi tải trọng P = 1 ở bên trai tiết diện k

∑traiR : Tổng phản lực Ri i bên trái của tiết diện k

(0,5.ai- xk): Khoảng cách từ phản lực Ri đến tiết diện k

Kết quả tính toán tung độ đợc ghi trong bảng:

Bảng 2.5:

M”2-3 -0,627 -0,273 0,226 0,256 -0,029 -0,103 -0,171M”2 -0,73 -0,361 0,537 -0,029 -0,059 -0,07 -0,085Q”2 0,094 0,08 -0,283(T)

0,717(P)Q”2-3 0,094 0,08 -0,283 0,259 0,028 -0,03 -0,078

Từ các tung độ ta vẽ các Đah và xếp tải lên các Đah đó nh hình

ω=0,76

ω=0,299 ω=0,96

*Tính toán mô men và lực cắt tại tiết diện 2_3 và 2:

Tĩnh tải đợc xác định nh sau(coi tĩnh tải là phân bố đều)

)./(,,

,

)./(,,

),,

,(

daimT7290486051g

daimT486011

5020742901880296302g

t

c t

+

ì

=Hoặc: gt =0,9ì0,486=0,437(T/m.dai)

Tĩnh tải sẽ đợc tính với hệ số 1,5 nếu nội lực do tĩnh tải gây ra có cùng dấu

và tính với hệ số 0,9 trong trờng hợp ngợc lại

Mô men M”2-3 :

+Khi đặt tải ô tô H30 và đoàn ng ời:

),,

(,,,,),,

,(,

"

maxM 2_3= 0729ì 096−0455−0299 +05ì176ì14ì1213ì 0266+ 0252

= 0,924(T.m)

)(,),,

(,,,

,

"

minM 2_3=0437ì0206−03ì14ì 0474+0169 =−0252 Tm+Khi xếp tải XB80:

),,

(,,,,

,

"

maxM 2_3=0729ì0206+11ì05ì446ì 0266+0191

= 1,271(T.m)Mômen M”2:

+Khi xếp tải ô tô và đoàn ng ời:

Kết hợp với nội lực của bản do tải trọng cục bộ gây ra ta có trị số của nội lực tính toán cho bản nh sau:

Tại giữa nhịp bản: Mmax =2,12+1,271=3,391(Tm)

Tại gối: Mmaxg =2,96+1,17=4,13(Tm)

Diện tích cốt thép yêu cầu đợc xác định theo công thức :

)(

bR

M2hh

R

bRF

u

2 0 0

.(

100205

10134219192400

100205F

5 2

,,

,

thanh66

85452

04422f

F

Chon n = 10 thanh bố trí cho 1m bản có Ft = 25,45(cm2)

b)Tính tại tiết diện giữa nhịp :

Cốt thép tại giữa nhịp chọn nh tại tiết diện gối

Cốt thép cốt tạo chọn Φ14AII; a = 200 mm

Sơ đồ bố trí cốt thép nh hình vẽ 2.9:

2.2.2.5 Kiểm toán bản mặt cầu :

* Kiểm toán điều kiện chịu uốn :

- Cờng đọ mômen uốn giới hạn của vật liệu :

)(

2

xhbxR

Với

bR

FRx

u

t t

Trong đó

x : là chiều cao miền bê tông chịu nén

t

F : là cốt thép nằm trong vùng bê tông chịu kéo của bê tông

a : là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép dới của bản

Ru : là cờng độ chịu nén khi uốn của của bê tông

Rt : là cờng độ chịu kéo của cốt thép

=> , 2,98(cm)

100205

45252400

Mtt= 413000 (KGcm) < Mgh = 464894,9 (KGcm)

Vậy điều kiện uốn tại gối đợc thoả mãn

* Kiểm tra lực cắt tại gối :

Lực cắt giới hạn là

0 k

Lực cắt lớn nhất tại gối là Q = 11840(KG)< Q0 = 14560(KG)

Vậy điều kiện lực cắt tại gối của bản đợc thoả mãn

b) Kiểm toán bản mặt cầu tại tiết diện giữa nhịp :

Tính toán tơng tự nh với tiết diện gối với Mgiữa= 339100(KG.cm).Ta có:

)(

, KGcm9464894

1 g 11 16475 18123 T m1

ylc , yg: là tung độ đờng ảnh hởng tại vị trí đặt lan can và gờ chắn bánh

- Tĩnh tải tính toán giai đoạn 2 là :

Kết quả tính toán tĩnh tải giai đoạn 2 cho từng dầm ghi trong bảng 2.6:

Bảng 2.6: Kết quả tính toán tĩnh tải giai đoạn 2.

b)Hoạt tải tác dụng

Hoạt tải tác dụng lên dầm dọc đợc quy đổi ra tải trọng tơng đơng Giá trị hoạt tải tơng đơng phụ thuộc vào chiều dài đặt tải λ (Tra bảng 1 và 2 phụ lục 2-TL[1])

Kết quả tra hoạt tải tơng đơng ghi trong bảng 2.7- phụ lục

2.2.3.2 Tính toán nội lực tác dụng lên dầm dọc

Để tính toán nội lực do tải trọng tác dụng lên dầm dọc ta dựa vào đờng ảnh hởng nổi lực đợc thể hiện nh hình vẽ 2.10

β

=++

td o 0 2

c 0

c n 2 c t

c

c 0

c n

2 t 0

n 2 tt t

=+

td X 2

c X

2 t

c

c X

2 t X

2 tt t

tt

Trong đó:

g1c: Tĩnh tải tiêu chuẩn trong giai đoạn I

g2c: Tĩnh tải tiêu chuẩn trong giai đoạn II

S : Nội lực do tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra khi tiết diện làm việc trong giai

đoạn I và giai đoạn II

S : Nội lực do tĩnh tải tính toán gây ra khi tiết diện làm việc trong giai

đoạn I và giai đoạn II

Cờng độ tính toán :

RT1 = 10100(Kg/cm2) trong giai đoan thi công

RT2 = 9100(Kg/cm2) trong giai đoạn khai thác.

Cờng độ tiêu chuẩn : RTtc = 16000 kg/cm2

max

R)

,

M5

01

6814100008

0501080

)(,

9100

21538

147190080

a) Cốt thép dự ứng lực:

Ta sử dụng bó 12 tao 7 sợi, đờng kính của mỗi tao là 12mm

Ta chọn 6 bó cáp cờng độ cao Diện tích cốt thép của mỗi bố cáp cờng độ cao là 10.896(cm2)

Diện tích cốt thép cờng độ cao là:

FT= 6 x 10.896 = 65.376 (cm2)Cốt thép đợc bố trí nh hình 2.11

100 100

5 4 2

y f

Chän neo c¸p lo¹i OVM 13-7 Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c neo lµ 50(mm)

èng t¹o lç luån c¸p b»ng kim lo¹i cã g©n xo¾n, m¹ phñ kÏm §êng kÝnh trong φ60(mm)

h

tgα = ⇒α =

R2d2tg

TR

d: là chiều dài cung tròn

- Tung độ trọng tâm cốt thép tại mặt cắt x(cách gối một đoạn là x)

αtgxL

y=( 2 − )ì (Phần nghiêng của bó).

])(

2

RR

mặt cắt tại đầu nhịp (TL - 1/20) mặt cắt tại 1/4 nhịp (TL - 1/20)

Hình 2.13: Cấu tạo cốt thép thờng

2.2.3.4 Duyệt cờng độ của tiết diện thẳng góc với trục dầm tại tiết diện giữa nhịp theo mômen tính toán trong giai đoạn sử dụng:

Bỏ qua phần cốt thép thờng dùng cấu tạo và không bố trí cốt thép ứng suát trớc ở vùng chịu nén

* xác định vị trí trục trung hoà: ( tính cho tiết diện đã quy đổi )

- Ta có:

Ru.bc.hc = 215ì190ì14 = 571900(KG)

RT2.FT = 9100ì 5.843 = 594921.6 (KG)Vậy Ru.bchc < RT2.FT2 => Trục trung hoà cắt sờn dầm.

* Xác định chiều cao vùng chịu nén:

Ru.bc.x = RT2.FT

=>

c u

T 2 Tb.R

F.R

x =

190215

376.659100

M là giá trị mô men tính toán tại tiết diện giữa nhịp, M = 681.41(T.m)

m2 là hệ số điều kiện làm việc,với x = 14.56 < 0,3h0 = 45.6cm nên m2 = 1

=>m2.Ru.bc.x(h0-x/2)=1ì215ì190ì14.56ì(152–7.28)= 86075982.72(Kgcm)

= 860,76(T.m)> M = 681,41(T.m) => Đạt.

2.3 Tính toán trụ cầu:

Theo phơng dọc cầu KCN là đối xứng, khổ cầu không thay đổi do đó kết cấu trụ cũng đối xứng Do đó ta chỉ cần thiết kế cho một trụ

Từ điều kiện địa chất thuỷ văn nơi xây dựng cầu, xuất phats từ các điều kiện xây dựng tôi quyết định chọn cao độ đỉnh móng của trụ là +236.7(m)

kích thớc bệ móng phụ thuộc vào hình dạng và kích thứơc đáy công trình Tình hình địa chất nơi xây dựng công trình khá phức tạp tôi dự kiến sử dụng cọc 35x35(cm), cọc đợc đóng sâu 30(m)

độ ngàm của cọc vào đài cọc với chiều cao ngàm lớn hơn 2d(d-kích thớc lơn hơn của cọc) quyết định chọn cao độ đáy móng tại cốt +233.7(m)

Cao độ đỉnh trụ:

Caođộ đỉnh trụ sẽ đợc xác định theo công thức sau: MNCN + h

MNCN: Mực nớc cao nhất tính toán, MNCN tại cao độ +240(m)

Từ đó ta quyết định chọn cao độ đỉnh trụ +246.7(m)

bp và ap là chiều rộng và chiều dài mũ trụ

()

5l

t

b1 và a1 là khoảng cách nhỏ nhất từ mép bệ kê gối đến mép giữa trụ theo

ph-ơng dọc cầu và ngang cầu không nhỏ hơn 15 cm

a2 là khoảng cách giữa các tim dầm kê nhau theo phơng ngang cầu Do hai nhịp bên trài và bên phải của trụ đều nhau là 34m do đó :

b2’=b2”=30 cm a1=40 cm b1=30 cm

a0=50 cm a2=2.2 m b0=40 cm n = 4

ap= 4x2.2 + 0.5 + 2x0.15 +2x0.4 = 11.4 m Chọn ap=11.1m

bp= 0.05+2x0.3+2x0.15+0.4+2x0.3 = 2.15 m Chọn bp=2.0 m

Xác định các kích th ớc khác:

Kích thớc tiết diện thân trụ phụ thuộc điều kiện hình dáng trụ , chiều cao trụ Vì vậy, tuỳ từng trờng hợp cụ thể sẽ đợc xác định theo quy định hoặc kinh nghiệm thiết kế Theo quy trình, chiều dày xà mũ của các trụ cọc, mũ trụ và

đầu mũ trụ và đầu mũ của các loại mố trụ khác không đợc nhỏ hơn 0.4(m) để

đảm bảo phân bố tải trọng từ KCN đến các bộ phận hoặc các khối xây thân trụ

Chọn bề dày xà mũ 50(cm) vuốt xuống 70(cm)

Các kích thớc hình học của trụ nh hình vẽ dới đây:

Hình 2.14:Sơ đồ cấu tạo trụ

2.3.2.Các tải trọng tác dụng lên trụ:

Trong phơng án sơ bộ ta chỉ cần tính toán, bố trí cốt thép với tổ hợp tải trọng chính Tổ hợp tải trọng chính bao gồm:

- Tĩnh tải( bao gồm trọng lợng bản thân công trình, đất đắp).

- Hoạt tải thẳng đứng và áp lực đất do tác dụng của hoạt tải gây ra

- Lực li tâm trên cầu cong(khi xe chạy trên cầu)

Nh vậy đối với tổ hợp tải trọng chính ta chỉ cần xét đến tĩnh tải và hoạt tải gây ra, còn lực li tâm ở đây không có

Tĩnh tải:

Trọng lợng móng trụ:

) T ( 63 405 5 2 25 165 γ V

Trọng lợng thân trụ:

) T ( 65 223 5 2 46 89 γ V

gth = thì = ì =Trọng lợng mũ trụ(xà mũ):

) T ( 75 55 5 2 14 22 γ V

gxm = xm ì = ì =Trọng lợng đá kê:

) T ( 05 2 5 2 82 0 γ V

gb = bì = ì =Tĩnh tải tác dụng lên trụ cầu:

) T ( 45 281 05 2 75 55 65 223 g

g g

gờ chắn bánh và mối nối

P(lớp phủ mặt xe chạy) = 24 04 ( T )

2

) 34 202 0 7

P(phần bộ hành) = 16 05 ( T )

2

34 ) 25 0 221 0 (

P(lan can+gờ chắn bánh) = ( 0 296 + 0 188 ) ì 34 = 16 46 ( T )

P(dầm chính)=0 5 ì 5 ì Fd ì ì l = 5 ì 0 659 ì 2 5 ì 34 ì 0 5 = 140 04 ( T )P(mối nối) = 0 5 ì 4 ì Fmn ì γ ì l = 0 5 ì 4 ì 0 036 ì 34 = 6 12 ( T )

=>P = 2x(24.04+16.05+140.04+6.12) = 372.5(T)

Do 2 nhịp đối xứng nên tĩnh tải KCN tác dụng lên mặt cắt đỉnh bệ là bằng 0

Tải trọng tác dụng lên trụ do hoạt tải thẳng đứng

Phản lực gối do hoạt tải thẳng đứng tác dụng lên trụ đợc xác định theo công thức:

Ω+Ω

Ω+

Ω+

Trong đó:

n0, nh: hệ số vợt tải của xe và ngời

(1+à) là hệ số xung kích Khi mố trụ đặc thì ( 1 + μ ) = 1

td

K là tải trọng tơng đơng của một làn xe tiêu chuẩn

n

K là tải trọng ngời đi

Ω là diện tích đờng ảnh hởng phản lực gối

) T ( 47 57 7 16 3 0 7 16 9 0 2 745 1 R

tc 1 tc

tc 1

b)Do xe XB80 gây ra:

*Xe đặt trên cả hai nhịp:

Ω1 = 0.5x1x33.4 = 16.7(m2)

Ktd= 2.30

) T ( 82 76 41 38 2 R

) T ( 41 38 7 16 3 2 R tc

tc 2

Theo quy trình 22TCN 18- 1979 ta bỏ qua trị số mô men khi dới lực hãm T

từ cao độ mặt đờng xuống gối cầu

Vậy lực hãm xe ô tô gây ra trên 1 làn xe khi chiều dài đặt tải

m ] 50 25 [

λ = ữ lấy T = 0.6PTrong đó P là trọng lợng xe nặng H30

 T = 0.6x30 = 18(T)Khi tính đặt trên gối di động T’ = 0.25xT = 0.25x18 = 4.5(T)

Tổng lực hãm xe: 18+4.5 = 22.5(T)

Mô men do lực hãm gây ra với mặt cắt đỉnh bệ

) Tm ( 61 229 ) 2

11 0 15 0 10 ( 5 22 h T

Lực gió dọc cầu:

Bỏ qua lực gió tác dụng vào dầm đặc, mặt cầu và đoàn xe qua cầu

Trị số ω lấy theo quy trình 22TCN 18-79:

ω = 50(KG/m3) khi có xe chạy trên cầu

ω = 180(KG/m3) khi không có xe chạy trên cầu

Diện tích hứng gió của trụ:

) m ( 29 69 1 7 9 8 5 1 7 0 1 10 5 0

Khi không có xe chạy trên cầu: