ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG CHƯƠNG V TÍNH TOÁN TRỤ CẦU I/ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: Chọn kích thước trụ : - kích thước nhỏ trụ theo phương ngang cầu : B = Bmax + bp + 2t +2bo - kích thước nhỏ trụ theo phương ngang cầu : A= m + nt + np + (at + ap)/2 + tt + + ct + cp Trong : Bmax : Khoảng cách tim hai đá kê gối = 990cm bp : Kích thước thớt gối theo phương ngang cầu = 50cm Bo : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép mũ trụ = 30cm m : Khoảng cách tónh hai đầu dầm nhòp kề = 10cm nt, np : Khoảng cách từ trục tim gối đến đầu dầm = 40cm at, ap : Kích thước thớt gối theo phương dọc cầu = 30cm tt, : Khoảng cách từ mép thớt gối đến mép đá kê gối = 15cm ct, cp : Khoảng cách từ đá kê gối đến mép mũ trụ theo phương dọc cầu = 25cm Từ ta có : A = 1160cm B = 185cm Ta chọn : A = 1160cm = 11.6m B = 190cm = 1.90m 1160 190 165 165 85 95 60 50 95 30 70 70 130 130 60 80 165 60 +4.90m 165 165 10 165 15 85 CĐ đỉnh xà mũ 70 135 20 205 20 MNCN : +1.65m MNTT : +1.50m 150 150 560 560 150 600 MNTN : -1.50m 75 25 30 90 360 120 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 360 120 122 200 150 150 900 90 120 40 100 100 120 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG II/ XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO TRỤ CẦU: 2.1./ Tónh tải truyền lên trụ: 2.1.1./ Phần kết cấu nhòp: + Lớp phủ : Pph = 0.256× 33 = 8.438 Tấn + Lan can lề hành : Plc = 0.966×2×33 = 63.743 Tấn + Trọng lượng mặt cầu : Pb = 0.594×33 = 19.602 Tấn + Trọng lượng dầm ngang : pdn = 0.078×33 = 2.574 Tấn + Trọng lượng dầm dọc I33 : Pd = 0.838×33×7 = 193.578 Tấn ⇒ Tổng tónh tải kết cấu nhòp truyền xuống : Pnh = ∑P = 287.935 Tấn 2.1.2./ Tónh tải trụ: - Xà mũ trụ: P1 = 2.5 × [ 0.6 × 11.9 × 1.9 + 0.7 × 0.7 × 1.9 + 0.7 × 10.5 × 1.9] = 71.155T - Thân cột:  3.14 × 1.5 P2 =      × 5.6 × 2.5 × = 49.480T   - Bệ cọc: P3 =9×1.5 ×2× 2.5 = 67.50 T - Đá kê: P4 = 7×0.6×0.8×0.1×2.5 = 0.840 T ⇒ Tổng tónh tải thân trụ : ∑Pi = 188.975 Tấn 2.2./ Các loại hoạt tải: Phản lực gối R = qtd × ηH × β × (1 + µ) × Ω + Pn × ηng × Ω Trong đó: qtd : tải trọng tương đương xe ôtô tiêu chuẩn ηH : hệ số phân bố ngang ôtô xuống gối cầu β : hệ số xe + µ : hệ xung kích Pn : tải trọng người m2 lề đường ηng : hệ số phân bố ngang đoàn người Ω : diện tích đường ảnh hưởng phản lực gối SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 123 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG 2.2.1/ Xếp H30 nhòp : ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ÁP LỰC GỐI tt Ω = 16.1m - Với α = 0, l = 32.2 m , ⇒ qtd = 2.456 T/m - Hệ số xung kích (1 + µ) = 1.096 - β = 0.9: (chiều dài xếp tải đường ảnh hưởng 25m ≤ L ≤ 50m ) ⇒ R = 2.456×1.096×16.1×0.9×2 = 78.008 T 2.2.2./ Xếp người nhòp làn: R = 0.3×16.1× 1.5 × = 14.49 T Trong đó: Pn = 0.3 T/m2 Ω = 16.1 m2 2.2.3./ XB80 nhòp: (1 + µ) = qtd = 4.686 T/m Ω = 16.1 m2 β=1 ⇒ R = 4.686×1×16.1× = 75.445 T 2.2.4./ Xếp H30 nhòp làn: ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ÁP LỰC GỐI tt Ω = 32.2m SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 124 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Hệ số xung kích: (1 + µ) = - qtd = 1.751 T/m - Ω = 32.2 m2 , β = 0.9 ⇒ R = 1.751×0.9 ×1×32.2× = 101.488 T 2.2.5./ Xếp người nhòp làn: Pn = 0.3 T/m2 Ω = 32.2 m2 R = 0.3×32.2×1.5×2 = 28.98 T 2.2.5./ Xếp người nhòp xếp lệch phía hạ lưu: R = 0.3×32.2×1.5 = 14.49 T 2.2.6./ Xếp XB80 nhòp: (1 + µ) = Ω = 32.2 m2 nội suy qtd = 2.046 T/m R = 2.046×32.2× = 65.881 T 2.2.7./ Lực hãm: Ta có : 25m < L = 32.2 < 50 m → Th = 0.6 Pmax Pmax : trọng lượng xe nặng đoàn xe H30, Pmax = 30 T Th = 0.6×30 = 18 T 2.2.8./ Lực lắc ngang H30 : Cường độ rải tải trọng ngang H30 qn = 0.4 T/m L1tt = Ltt2 = 32.2m  Ltt + Ltt2 ⇒ E = q n ×    32.2 + 32.2   = 0.4 ×   = 12.88 T    2.2.9./ Lực va tàu bè: Trọng lượng toàn phần tàu lấy = 500 Tấn Ta có : Va tàu dọc 25 T Va tàu ngang 30 T 2.2.10./ Áp lực thủy tónh: Áp lực thủy tónh mặt cắt II – II P = - F × h × γn SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 125 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG - MNCN:   3.14 ×1.5  PMNCN = − (1.5 × × 2) + ×  × 3.65  × = −39.90T      3.14 ×1.5  ( ) PMNTT = −  1.5 × × + ×  × 3.5  × = −39.37T      3.14 × 1.5  PMNTN = − (1.5 × × ) + ×  × 0.5  ×1 = −28.767T    Áp lực thủy tónh mặt cắt I –I  3.14 ×1.5  PMNCN = −2 ×  × 3.65  ×1 = −12.90T    3.14 ×1.5  PMNTT = −2 ×  × 3.5  ×1 = −12.37T   PMNTN  3.14 × 1.5  = −2 ×  × 0.5  ×1 = −1.767T   2.3./ Tải trọng gió: • Gió ngang cầu: + Tính cho mực nước cao nhất: - Cường độ gió có xe chạy cầu ωh = 50 kG/m2 = 0.05 T/m2 - Cường độ gió xe chạy cầu ω0 = 180 kG/m2 = 0.18 T/m2 L L   33 33  Flc =  +  × hlc × k1 =  +  ×1.5 × 0.3 = 14.85 m 2   2  Trong đó: L1,L2: chiều dài toàn nhòp nhòp hlc : chiều cao lan can k1 = (0.3 ÷ 0.8) : hệ số rỗng - Diện tích chắn gió kết cấu nhòp + L × hKCN   L ×h  33 ×1.675 + 33 ×1.675  FKCN =  KCN  × k2 =   × = 55.275m 2     Trong đó: K2 = : hệ số rỗng(do tiết diện đặc) hKCN1, hKCN2 : chiều cao kết cấu nhòp hKCN1 = hKCN2 = hb + hp + hd =0.15 + 0.125 + 1.40 = 1.675 m Trong : hb :bề dày hp : bề dày lớp phủ hd : chiều cao dầm - Diện tích mũ trụ: SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 126 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Fmũ = 1.9 × 1.3 = 2.47 m2 - Diện tích cột: Fcột = 1.5 × 1.95 = 2.925 m2 → Lực gió ngang (MNCN) + Khi có xe ω = ωh × F ω lch = 0.05 ×14.85 = 0.743T h ω KCN = 0.05 × 55.275 = 2.764T h ω mũ = 0.05 × 2.47 = 0.124T ω cộh t = 0.05 × 2.925 = 0.146T + Khi xe ω0 = ω0 × F ω lc0 = 0.18 ×14.85 = 2.673T ω KCN = 0.18 × 55.275 = 9.950T ω mũ = 0.18 × 2.47 = 0.445T ω cộôtt = 0.18 × 2.925 = 0.527T - Tính cho mực nước thấp nhất: Flc = 14.85 m2 FKCN = 55.275 m2 Fmũ = 2.47 m2 Fcột = 1.5×5.1 = 7.65 m2 → Lực gió ngang (MNTN) + Khi có xe ω lch = 0.05 ×14.85 = 0.743T h ω KCN = 0.05 × 55.275 = 2.764T h ω mũ = 0.05 × 2.47 = 0.124T ω cộh t = 0.05 × 7.65 = 0.383T + Khi xe: ω lc0 = 0.18 ×14.85 = 2.673T ω KCN = 0.18 × 55.275 = 9.950T ω mũ = 0.18 × 2.47 = 0.445T ω cộôtt = 0.18 × 7.65 = 1.377T • Gió dọc cầu: + Tính cho mực nước cao - Diện tích chắn gió SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 127 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Fmũ = 0.6 × 11.6 + 0.7 × 0.7 + 10.2 × 0.7 = 14.59 m Fcột = 2.925 × = 5.85 m → Lực gió dọc cầu (MNCN) + Khi có xe Lan can chòu 60% lực gió ngang cầu ω lch = 60% × 0.743 = 0.446T h ω mũ = 0.05 × 14.59 = 0.730T ω cộh t = 0.05 × 5.85 = 0.293T + Khi xe Lan can chòu 60% lực gió ngang cầu ω lc0 = 60% × 0.743 = 0.446T ω mũ = 0.18 × 14.598 = 2.268T ω cộ0 t = 0.18 × 5.85 = 1.053T + Tính cho mực nước thấp - Diện tích chắn gió Fmũ = 0.6 × 11.6 + 0.7 × 0.7 + 10.2 × 0.7 = 14.59 m Fcột = 7.654 × = 15.30 m → Lực gió dọc cầu (MNTN) + Khi có xe Lan can chòu 60% lực gió ngang cầu ω lch = 60% × 0.743 = 0.446T h ω mũ = 0.05 × 14.59 = 0.730T ω cộh t = 0.05 × 15.30 = 0.765T + Khi xe ω lco = 60% × 0.743 = 0.446T o ω mũ = 0.18 × 14.59 = 2.626T ω cộo t = 0.18 × 15.30 = 2.754T SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 128 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG BẢNG THỐNG KÊ CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ S T Tải trọng T1 Kết cấu nhòp lớp phủ Lan can + lbh Dầm ngang Bản mặt cầu Dầm dọc Tónh tải trụ n >1 n 1 H P 320.104 n1 H P 40.572 n1 1.1 0.9 1.1 0.9 1.1 0.9 MNTT S T T GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG P -39.9 H P -43.890 n1 Tính toán trụ cầu n 124.96 Tm ⇒ đạt yêu cầu   3.1.3./ Duyệt bề rộng vết nứt: Xét mặt cắt vuông góc với xà mũ δ a n = × t × ϕ × Rr ≤ ∆ Et ∆ = 0.02 cm M tc δt = Fa × Z X 4.133 = 124 − = 121.934 cm 2 M tc 89.257.10 ⇒ δt = = = 2396.892 kG/cm Fa × Z 30.54 × 121.934 Với Z = h − Bê tông mác 300 ⇒ ϕ2 = 0.5 Et = 2.1 × 106 kG/cm2 Fr = (δ + cm + 6d) × b = (3 + + × 1.8) × 150 = 2970 cm2 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 149 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN Rr = GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Fr β × ( n1 d1 + n d + + ni d i ) 2970 = 114.411 0.85 × 30.54 2396.892 ⇒ an = × × 0.5 × 114.411 = 0.018 cm 2.1 × 10 = an = 0.018 cm < 0.02 cm ⇒ thoả mãn điều kiện 3.1.4./ Tính với môment dương: M = 102.81 Tm Tính toán bố trí thép thớ Cốt thép A III có Ra = 3600 kG/cm2 Bê tông mác 300 có Ru = 140 kG/cm2 Chiều rộng xà mũ: 190 cm Chiều cao làm việc : h0 = 130 – = 124 cm A= M 102.81 × 10 = = 0.025 Ru × b × h02 140 × 190 × 124 α = 0.58  α   0.58  A0 = α × 1 −  = 0.58 × 1 −  = 0.412     A = 0.025 < A0 = 0.412 α = − − A = − − × 0.025 = 0.0253 R 140 Fa = α × b × h0 × u = 0.0253 × 190 × 124 × = 23.180 cm Ra 3600 Chọn 12φ16 có diện tích Fa = 2.010 × 16 = 24.12 cm2 bố trí thành lớp, lớp 6φ16 theo chiều rộng xà mũ - Khoảng cách cốt thép a= 165 − = 31.8 cm −1 3.1.5./ Tính xà ngang chòu cắt: Chọn nhánh đai φ10 bước đai 15 cm Fđ = × 0.785 = 4.71 cm2 qđ = m đ × Rt × Fđ 0.8 × 1900 × 4.71 = = 477.28kG / cm 15 P: Trọng lượng phần dầm tính từ chiều cao SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 150 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN P= GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG 6.175 = 3.088 T / m = 30.88 kG / cm Qđb = 0.6 × Ru × b × h02 × ( q đ − P ) − q đ × U d = 0.6 × 140 × 150 × 190 × ( 477.28 − 30.88) − 477.28 × 15 = 443.901T Lực cắt tính toán lớn mặt cắt mũ đỉnh cột Q TT = 126.25 Tấn Ta thấy : Qđb = 443.901T > Q TT = 126.251T , ⇒ Không cần bố trí cốt xiên xà mũ 3.2./ Tính trụ cột: Chọn 20φ22 ⇒ Fa = 20 × 3.8 = 76 cm2 ∑ N = 296.107T ∑ M = 125.387Tm Theo phương dọc cầu:  e0 = ∑ M = 125.387 = 0.423 ∑ N 296.107 l0 l 5.6 = = 0.007m.Vì e0 > 800 800 800 ⇒ Tính toán cấu kiện chòu nén lệch tâm Coi mặt cắt hình tròn mặt cắt hình vành khuyên để tính toán Diện tích mặt cắt: π × d 3.14 × 150 2 F= = = 17662.5cm Bê tông mác 300 → Rnp = 125 kG/cm2 Ra = Rc = 3600 kG/cm2 cường độ tính toán cốt thép vùng kéo nén αK = = N + Ra × Fa ( Ra + Rac ) × Fa + Rnp × F 296.107 × 10 + 3600 × 76 = 0.207 ( 3600 + 3600) × 76 + 125 × 17662.5 αK < 0.5 Sử dụng công thức duyệt cường độ cho cột bê tông cốt thép ứng suất trước Ứng với trường hợp α < 0.5 Điều kiện: N × e0 < Trong đó: [ ] Rnp × F × r + ( Ra + Rac ) × Fa × × sin( π × α K ) π SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 151 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG : bán kính đường tròn qua trọng tâm cốt thép, với bảo vệ cốt thép cm r = 69.9 cm r : bán kính tiết diện, r = 70 cm × [125 × 17662.5 × 70 + ( 3600 + 3600) × 76 × 69.9] × sin× (180 × 0.207 ) = 3.14 = 37173610.4kGcm ⇒ N × e0 = 296.107 × 103 × 0.423 = 125253.261 kGcm Ta thấy: VT < VP ⇒ thoả mãn điều kiện IV/ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Tính toán cọc khoan nhồi :(Trụ T2) Số liệu tải trọng tính toán : Ntt = 657.474 Tấn Htt = 23.072 Tấn Mtt = 246.512 Tm Ntc = 560.408 Tấn Mtc =206.103 Tm Tính theo móng cọc bệ thấp 4.1./ Kiểm tra chiều dày bệ móng theo công thức ϕ ∑H  h ≥ 0.7 × hmin = 0.7 × tg 45 −  × 2 γ b  * Trong : + b : Chiều dài mố theo phương ngang cầu = m + ϕ : Góc ma sát đất = 4057’ + γ : Dung trọng đất = 1.546 T/m3  o 57'  23.072  × hmin = 0.7 × tg 45 − = 0.827 m  1.546 ×  ⇒ h = 2.44m > hmin = 0.827m Do thoả mãn việc tính toán theo sơ đồ móng cọc bệ thấp - Cọc khoan nhồi có đường kính d =1.2 m L = 40m - Số lượng cọc cho trụ 3, bố trí thành hàng 4.2./ Tính toán sức chòu tải cọc khoan nhồi : 4.2.1./ Chọn kích thước cọc : Chọn sơ kích thước cọc : - Đường kính cọc : d = 1.2 m - Chiều dài cọc : L = 40 m - Bêtông dùng làm cọc có Mac300, Ru = 140 kG/cm2 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 152 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Thép cọc : 20φ25, Fa = 98.2cm2, thép AII có Ra=2400 kG/cm2 4.2.2./ Sức chòu tải cọc theo vật liệu làm cọc : Đối với cọc Bêtông cốt thép Ta có PVL = m×(Rb×Fb + RFa) với : m : hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào số cọc móng, móng bố trí cọc, lấy m = 0.85 π × d π × 1.2 2 Fb = = = 1.131 m = 11310 cm Ra =2400 kG/cm2 : cường độ tính toán thép AII Fa =98.2 cm2 : diện tích cốt thép cọc ⇒ Pvl = 0.85×(140×11310 + 2400×98.2) = 1546218 kG = 1546.218 T 4.2.3./ Sức chòu tải cọc theo đất : - Sức chòu tải cọc theo tiêu lý đất : φgh = m × (mR×F×R + ∑mf.fi.hi) Trong đó: + m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, lấy m = + mR : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, lấy mR = +F : Diện tích tiết diện cọc F = (π×d2)/4 = 1.131 m2 + u : Chu vi cọc u = π×d = 3.769 m + R : Sức kháng mũi cọc + fi : Sức kháng bên lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng l i + hI : Chiều dày lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng l i + mf : Hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công, lớp đất mà cọc qua Tìm mf : Cọc khoan nhồi đổ bê tông dung dòch sét (Tra theo Bảng 2–1 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng) Ta có : - Lớp : Sét mf = 0.6 - Lớp : Á cát mf = 0.6 - Lớp : Cát mòn mf = 0.6 - Lớp : Cát bụi mf = 0.6 - Lớp : Cát mòn mf = 0.6 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 153 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Tính fi : Tra theo Bảng 2–2 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng - Lớp : Sét IL = 0.6 SƠ ĐỒ TÍNH SCT CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN h1 = 2m, Z1 =1m ⇒ f1 = 0.5 T/m d=1.2m h2 = 2m, Z2 =3m ⇒ f2 = 1.2 T/m - Lớp : Á cát, IL = 0.2 Lớp : Sét, 2m 8m h4 = 2m, Z4 =7m ⇒ f4 = 1.75 T/m2 2m 2m h3 = 2m, Z3 =5m ⇒ f3 = 1.7 T/m2 MĐSX h =2m h5 = 2m, Z5 =9m ⇒ f5 = 6.35 T/m 2m IL = 0.6, H = 8m h6 = 2m, Z6 =11m ⇒ f6 = 6.7 T/m2 2m h7 = 2m, Z7 =13m ⇒ f7 = 7.1 T/m2 2m 10m L = 40m 2m h13 = 2m, Z13 =25m ⇒ f13 = 6.1 T/m2 2m h12 = 2m, Z12 =23m ⇒ f12 = 5.9 T/m2 Lớp : Cát mòn, chặt vừa H = 10m 2m h11 = 2m, Z11 =21m ⇒ f11 = 5.7 T/m2 2m - Lớp : Cát mòn, chặt vừa Z R = 40m 2m h10 = 2m, Z10 =19m ⇒ f4 = 7.76 T/m2 2m h9 = 2m, Z9 =17m ⇒ f9 = 7.48 T/m2 Lớp : Sét pha(á cát), IL = 0.2, H = 12m 2m 12m h8 = 2m, Z8 =15m ⇒ f8 = 7.2 T/m2 h16 = 2m, Z16 =31m ⇒ f16 = 4.76 T/m2 h17 = 1m, Z17 =32.5m ⇒ f17 = 4.85 T/m Lớp : Cát mòn, chặt vừa, H = ∞ 1m 1m 2m - Lớp : Cát mòn, chặt vừa 2m - Lớp : Cát bụi, chặt vừa Lớp : Cát bột, chặt vừa H = 3m 2m 3m h15 = 2m, Z15 =29m ⇒ f15 = 6.5 T/m2 2m 2m h14 = 2m, Z14 =27m ⇒ f14 = 6.3 T/m2 h18 = 2m, Z18 =34m ⇒ f18 = 6.96 T/m2 h19 = 2m, Z19 =25m ⇒ f19 = 7.0 T/m2 h20 = 2m, Z20 =27m ⇒ f20 = 7.0 T/m2 h21 = 1m, Z21 =29m ⇒ f21 = 7.0 T/m2 ⇒ ∑fi×hi = 219.77 T/m Xác đònh R : Mũi cọc nằm lớp cát Do R tính bới công thức : ( R = 0.75 × β × γ I' × d × AKo + α × γ I × h × BKo ) Trong : SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 154 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG d : Đường kính cọc = 1.2m h : Chiều dài cọc = 40m γ I' : Trọng lượng riêng đơn vò đất mũi cọc(có kể đến đẩy nổi) = 0.981 T/m3 γ I : Trọng lượng riêng trung bình đất tính từ mũi cọc đến mặt đất γI = ∑γ × H ∑H Ii i = 0.88 T / m i Từ ϕ = 28o43’ Tra theo Bảng 6–7 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng ⇒ AKo = 23.39 BKo = 43.70 Với : d = 1.2, ϕ = 28o43’ Nội suy lần ⇒ β = 0.266 h/d = 40/1.2 = 33.33, ϕ = 28o43’ ⇒ α = 0.583 Từ tính R = 204.372 T/m2 Thay thông số vừa tìm Ta tính sức chòu tải cọc theo đất : φ gh = 728.133 Tấn Từ hai trò số sức chòu tải cọc vừa tìm được, ta chọn trò số nhỏ φ gh = 728.133 Tấn để tính toán Số lượng cọc móng bố trí thành hàng, có cọc Việc tính toán móng quy : P = N/3 = 657.474/3 = 219.158 Tấn Đối với cọc chòu nén Ta có điều kiện : P < φ gh ⇒ P = 219.158 Tấn < φ gh = 728.133 Tấn Như điều kiện thoả mãn ⇒ cọc đủ khả chòu lực 4.3./ Kiểm tra cường độ đất móng khối quy ước Điều kiện kiểm tra : σ max < 1.2 × R σ max = N M + Fqđ W Góc ma sát trung bình đất tính từ mũi cọc trở lên : ∑ ϕ i × hi = o 57'×8 + 13o 45'×12 + 29 o 20'×10 + 25o 50'×3 + 28o 43'×7 = 19 o 24'41' ' ϕ tb = ∑h SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 40 155 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Góc mở móng khối quy ước : α= ϕ tb = o 51'10' ' Diện tích móng khối quy ước : Fqđ = (1.2+2×40×tg4o51’10’’) × (7.2+2×40× tg4o51’10’’) = 111.824 m2 Moment chống uốn diện tích tính đổi : (7.2 + × 40 × tg4 o 51'10' ' ) × (1.2 + × 40 × tg4 o 51'10' ' ) W= = 260.774m Tải trọng thẳng đứng móng khối quy ước : 657.474 + 2×111.824×40 = 9603.394 Tấn ⇒ Ứng suất lớn tác dụng lên đáy móng khối quy ước : σ max = 9603.394 246.512 + = 86.825 T / m 111.824 260.774 Cường độ tính toán đất móng khối quy ước : R = 1.2×{R’×(1+k1×(b-2) + k2×γ’ ×(h-3)}+0.1×H1 Với : H1 : Chiều sâu kể từ mực nước thấp tới đáy sông = 0.44m Theo phụ lục Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng Ta có R’ = 2.0kG/cm2 = 25T/m2 k1 = 0.18 k2 = 0.25 Vậy : R = 1.2×{25×(1+0.18×(2-2) + 0.25×0.981 ×(40-3)}+0.1×0.44 =272.272 T/m2 Thay vào phương trình điều kiện ta thấy: σ max = 86.825 T / m σ Khi xuống sâu VT tăng VP giảm Vậy mũi cọc không lún Hay nói cách khác S = Độ lún cho phép : [ S ] = 1.5 × L = 1.5 × 33 = 8.617cm S < [S] ⇒ Trong L = 33m, chiều dài nhòp giản đơn Kết luận : Với kích thước số lượng cọc chọn cách bố trí cọc móng hoàn toàn đảm bảo điều kiện sức chòu tải ổn đònh 4.5./ Tính toán cốt thép bệ cọc Sơ đồ tính xem bệ cọc consol có đầu ngàm tim thân trụ(theo phương ngang cầu), đầu tự mép bệ móng Tải tác dụng gồm tải trọng thân phản lực đầu cọc Từ sơ đồ ta có : 1.5m M = 123.057 Tm q = 7.5 T/m Q = 207.908 Tấn Fa = = M 0.9 × Ra × ho 123.057.10 = 39.29cm 0.9 × 2400 × 145 0.6m R = 219.158 T Chọn 11φ22 a190, có Fa = 41.8 cm2 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 157 Tính toán trụ cầu [...]... = 29.269 T R5 = R6 = R7 = 0 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 138 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Xác đònh nội lực : Giải bài toán bằng chương trình SAP-2000 Sau đây là kết quả tính toán thu được : SƠ ĐỒ CHẤT TĨNH TẢI SƠ ĐỒ CHẤT HOẠT TẢI SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 139 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG BIỂU ĐỒ MOMENT... GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG BIỂU ĐỒ MOMENT DO HOẠT TẢI VÀ TĨNH TẢI TÍNH TOÁN MINH HOẠ KẾT QUẢ KHẢO SÁT NỘI LỰC TỪNG PHẦN TỬ SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 140 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG 141 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG S A P 2 0 0 0 (R) Structural Analysis Programs Student Version... 1.5 13.595 14.445 20.3925 21.6675 4.275 5.85 58.119 84.503 87.178 126.755 b SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 132 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG BẢNG TỔ HP TẢI TRONG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT I - I SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 133 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG Lực đứng(T) Ntc Ntt Lực ngang(T) Htc Htt Moment(Tm) Mtc Mtt... đi qua Tìm mf : Cọc khoan nhồi đổ bê tông trong dung dòch sét (Tra theo Bảng 2–1 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng) Ta có : - Lớp 1 : Sét mf = 0.6 - Lớp 2 : Á cát mf = 0.6 - Lớp 3 : Cát mòn mf = 0.6 - Lớp 4 : Cát bụi mf = 0.6 - Lớp 5 : Cát mòn mf = 0.6 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 153 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU...ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG P H P H P H Mtc Mtt Phương ngang cầu a có xe trên cầu MNCN MNTN Không có xe trên cầu MNCN MNTN II - II Phương dọc cầu a có xe trên cầu MNCN MNTN b Không có xe trên cầu MNCN MNTN Phương ngang cầu a có xe trên cầu MNCN MNTN b Không có xe trên cầu MNCN MNTN 1.5 1.5 3.777 4.014 5.6655 6.021 2.775... Chọn kích thước cọc : Chọn sơ bộ kích thước cọc : - Đường kính cọc : d = 1.2 m - Chiều dài cọc : L = 40 m - Bêtông dùng làm cọc có Mac300, Ru = 140 kG/cm2 SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 152 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Thép của cọc : 20φ25, Fa = 98.2cm2, thép AII có Ra=2400 kG/cm2 4.2.2./ Sức chòu tải của cọc theo vật liệu làm cọc : Đối với cọc Bêtông... -2.10E-15 III/ TÍNH TOÁN CÁC TIẾT DIỆN: 3.1./ Tính xà m : 3.1.1./ Tính cốt thép : - Tính với môment âm: M = -124.96 Tm Tính toán bố trí thép thớ trên Cốt thép A III có Ra = 3600 kG/cm2 Bê tông mác 300 có Ru = 140 kG/cm2 Chiều rộng xà m : 190 cm Chiều cao làm việc : h0 = 130 – 6 = 124 cm SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 148 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG M 124.96... công thức : ( R = 0.75 × β × γ I' × d × AKo + α × γ I × h × BKo ) Trong đó : SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 154 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG d : Đường kính cọc = 1.2m h : Chiều dài cọc = 40m γ I' : Trọng lượng riêng đơn vò của đất dưới mũi cọc(có kể đến đẩy nổi) = 0.981 T/m3 γ I : Trọng lượng riêng trung bình của đất tính từ mũi cọc đến mặt đất γI = ∑γ... đah R 2 0.849 1 0.181 đah R 4 - Dầm 1: η1ng = ω = (1.182 + 0.273) ×1.5 = 1.09 2 H 1 η =0 - Dầm 2: η 2ng = ω = 0.727 ×1.2 × 0.5 = 0.436 η 2H = 0.5 × ∑ yi = 0.5 × 0.97 = 0.485 - Dầm 3: SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 137 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG η3ng = 0 η3H = 0.5 × ∑ yi = 0.5 × ( 0.030 + 0.818 + 0.152 ) = 0.637 - Dầm 4: η 4ng = 0 η 4H = 0.5 × ∑ yi = 0.5... suất trước Ứng với trường hợp α < 0.5 Điều kiện: N × e0 < Trong đ : [ ] 1 Rnp × F × r + ( Ra + Rac ) × Fa × ra × sin( π × α K ) π SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1 151 Tính toán trụ cầu ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG ra : bán kính đường tròn qua trọng tâm cốt thép, với bảo vệ cốt thép 5 cm thì r = 69.9 cm r : bán kính của tiết diện, r = 70 cm 1 × [125 × 17662.5 × 70 + ( 3600 ... 1.24E-14 -1 24 .95 6081 TT MIN P -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 V2 -9 3.5 897 23 -9 3.5 897 23 -1 7 .91 6723 -1 7 .91 6723 49. 088877 79. 508277 79. 508277... MAX P -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 -1 9. 9 797 71 V2 V3 T M2 M3 -9 3.5 897 23 1.21E-14 00000 1.34E-14 -9 2.53 197 7 -9 3.5 897 23 1.21E-14 00000 1.25E-15 1.057746 -1 7 .91 6723... 0.83333 1.00000 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -9 6.7 890 00 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 -1 .96 25 49 000000 000000 000000 000000 000000