Thiết Kế Và Tính Toán Cầu Dầm Cáp Hỗn Hợp (EXTRADOSED BRIDGE)

TrƯờng Đại học giao thông vận tải h Nội Khoa công trình môn cầu hầm Đồ án tốt nghiệp thiết kế &tính toán cầu dầm cáp hỗn hợp (extradosed bridge) Giáo viên hớng dẫn: PGS-TS Trần đức nhiệm Giáo viên đọc duyệt: Nguyễn văn chừng Lớp : Cầu - Đờng A K41 Trờng : ĐH Giao thông vận tải Hà Nội Hà Nội : Tháng - 2005 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu Trờng Đại học giao thông vận tải h Nội Khoa công trình môn cầu hầm Đồ án tốt nghiệp thiết kế cầu dầm cáp hỗn hợp - extradosed bridge - Giáo viên hớng dẫn : PGS-TS Trần đức nhiệm Giáo viên đọc duyệt : THS Nguyễn văn chừng Sinh viên thực : Nguyễn trung kiên Lớp : Cầu - Đờng A K41 Trờng : ĐH Giao thông vận tải Hà Nội Hà Nội, - 2005 Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu Lời nói đầu Hà Nội tháng năm 2005 Sinh viên : Nguyễn Trung Kiên Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu NHận xét giáo viên hớng dẫn Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu NHận xét giáo viên đọc duyệt Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu Mục lục STT Tên mục Phần I Chơng I Chơng II Chơng III 10 11 12 13 14 15 16 17 Chơng IV Phần II Nội dung thiết kế Nhận xét giáo viên hớng dẫn Nhận xét giáo viên đọc duyệt Tổng quan Thiết kế sơ Các phơng án Phơng án sơ I : Cầu treo dây văng Phơng án sơ I : Cầu liên tục đúc hẫng Phơng án sơ I : Cầu dầm cáp hỗn hợp So sánh lựa chọn PA thiết kế kĩ thuật Thiết kế kĩ thuật Nguyễn trung kiên Trang 6 38 72 105 109 109 126 154 201 209 232 281 322 lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu Tổng quan I Đặc điểm khu vực xây dựng cầu I.1 Đặc điểm địa hình Thuỷ văn - Chế độ thuỷ văn thay đổi +) MNCN : 1,55 m +) MNTT : 1,48m +) MNTN : -2,47 m - Khẩu độ thoát nớc yêu cầu : L = 400m I.2 Đặc điểm Địa chất - Đã tiến hành khoan lỗ khoan ỏ vị trí xây dựng cầu dự kiến có kết sau : +) Lớp : Lớp sét pha cát trạng thái dẻo cứng : +) Lớp : Cát pha sét trạng thái nửa cứng +) Lớp : Cát hạt vừa bão hoà nớc , trạng thái chặt +) Lớp : Cát hạt thô bão hoà nớc , trạng thái chặt Lớp Chiều Hệ số Độ sệt dày rỗng B KN/m3 Hm e 8,5 0,7 0,4 18 7,5 0,5 0,2 18 9,6 18 Vô hạn 18 Lực dính C KN/m2 14 12 Cờng độ R KN/m2 120 250 250 330 Góc ma sát độ 22 25 38 40 II Các phơng án v phơng pháp xây dựng II.1 Quy trình thiết kế nguyên tắc chung II.1.1 Quy trình thiết kế - Quy trình thiết kế : Quy trình thiết kế đờng ôtô - Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN 272 01 (Bộ GTVT) II.1.2 Các nguyên tắc thiết kế - Công trình đợc thiết kế vĩnh cửu , có kết cấu thoát phù hợp vơi squy mô tuyến đờng Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu - Đáp ứng đợc yêu cầ quy hoạch , phân tích tơng lai tuyến đờng - Thời gian thi công ngắn - Thuận tiện cho công tác tu bảo dỡng - Giá thành xây dựng thấp II.2 Các thông số kĩ thuật II.2.1 Quy mô xây dựng - Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm II.2.2 Tải trọng thiết kế - Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu : 22TCN 272 - 2001 +) Hoạt tải thiết kế : HL93 +) Tải trọng Ngời : KN/m2 - Hệ số tải trọng +) Tĩnh tải giai đoạn : = 1,25 +) Tĩnh tải giai đoạn : = 1,5 +) Hoạt tải : = 1,75 - Hệ số động (hệ số xung kích ) : IM = 1+ 25 / 100 = 1,25 II.2.3 KHổ cầu thiết kế - Mặt cắt ngang thiết kế cho xe với vận tốc thiết kế : V=60 km/h - Mặt cắt ngang khổ : K = 4x7,5+2x1,5 +) Phần xe chạy : Bxe = 4x3,75 m +) Phần lề hành : Ble = 2x1,5m II.2.4 KHổ thông thuyền - Sông thông thuyền cấp I : +) Tĩnh cao : H = 10 m +) Tĩnh ngang : B = 80m II.2.5 Trắc dọc cầu - Cầu nằm đờng cong tròn R = 3000 m - Độ dốc dọc cầu : i = 3% Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp giới thiệu công trinh cầu III Các phơng án cầu v so sánh lựa chọn III.1 Nguyên tắc lựa chọn phơng án cầu - Đáp ứng yêu cầu thông thuyền - Giảm tối thiểu trụ sông - Sơ đồ nhịp cầu xét đến việc ứng dụng công nghệ nhng có u tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc sử dụng nớc - Đảm bảo tính khả thi trình thi công - Đạt hiệu kinh tế cao , giá thành rẻ Nguyễn trung kiên lớp cầu đờng a - k41 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn trung kiên giới thiệu công trinh cầu 9 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 304 Đồ án tốt nghiệp - Bãi gia công cáp dải bê tông rộng khoảng 3m , chièu dài tuỳ thuộc vào chiều dài dây văng lớn Dọc theo bãi có chôn thép đặt cách khoảng 60cm , cách 1,5 ữ m bố trí ống lăn gác qua thép tạo thành giá đỡ để kéo cáp không làm xớc vỏ bọc - Chiều dài tao cáp đợc tính thoán theo thiết kế cà kích thớc đợc đánh dấu giá gia công Khi tời kéo tao cáp đến cữ đánh dấu dừng lại dùng ca đĩa cắt tao cáp , đầu tao cáp đợc cắt với sợi thép tao dài sợi xung quanh khoảng 10 cm đợc ép đầu tù để sau nối với sợi thép dần nhờ đầu nối chuyên dụng - Hai đâu tao cáp với chiều dài khoảng 1,5 ữ 2m tuỳ theo chiều dài yêu cầu đoạn cáp ống neo đợc cắt tuốt vỏ nhựa PE , đầu tao cáp đợc tách sợi đợc làm mỡ chống gỉ nhằm đảm bảo ma sát neo dính bám với vữa bơm ống neo Sau lau mỡ , sợ thép đợc bện trở lại (làm băng tay) Các tao cáp chuẩn bị xong đợc cuộn lại để đa lên cầu III chuẩn bị neo v lắp đặt neo - Neo đợc dùng loại neo VSL , hệ thống 200 , tao đợc kẹp chặt đầu kẹp mảnh Neo đợc thiết kế để tiếp nhậm đến 91 tao cáp sợi đờng kính 15,2mm Toàn hợp thành ống thép có đệm , đầu neo , miếng nêm , ống thép nắp đậy Thân neo đợc ren để cs thết vặn êcu thực việc căng chỉnh thả chùng cần thiết Tại đầu ống thép có ống chuyển tiếp , bố trí vòng đệm cao su có tác dụng giảm chấn nhằm triệt tiêu ảnh hờng dao động dây trớc vào neo Cờng độ chịu mỏi đạt đến 200N/mm2 ứng suất lớn 930N/mm2 - Neo sau lau chùi ghép xong đợc vận chuyển cầu , neo đầu dới đợc lắp nhờ giá giữ đót dầm trớc đa lắp hẫng Neo đợc đa lên đỉnh tháp lắp vào tựa ống neo IV lắp đặt cáp - Cáp văng đợc lắp đặt căng theo từmg tao cáp theo trình tự sau : Nguyễn trung kiên 304 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 305 Đồ án tốt nghiệp Bớc : Cuộn tao cáp đẫ chuẩn bị xong , vận chuyển lên mặt cầu , sau rải theo tng tao từ vị trí neo dới đến chân tháp Bớc : Dùng dụng cụ chuyên dùng nối đầu dới tao cáp (ở đoạn sợi thép tao lòi 10cm có ép đầu tù ) với sợi thép dẫn Bớc : Luồn sợi thép dần qua lỗ neo phía dớc kéo tao cáp xuống qua lỗ neo đoạn định , lắp chốt neo kẹp chặt tao cáp lại , sau xiết chặt bu lông để ép chặt chốt neo giữ cáp Bớc : Dùng hệ kẹp chuyên dụng K kẹp chặt đầu tao cáp rải mặt cầu chân tháp , sau dùng tời nần đầu tao cáp đến miệng ông ống bảo vệ điều chỉnh Bớc : Dùng dụng cụ nối chuyên dùng nối đầu tao cáp (ở đoạn sợi thép lòi 10 cm có ép đầu tù) với sợi thép dẫn Sau dùng tời kéo sợi thép dẫn để uốn tao cáp qua lỗ neo đoạn định , lắp chốt neo kẹp chặt đầu tao cáp Bớc : Nới lỏng kẹp K , dùng tời thả kẹp xuống mặt cầu V căng tao cáp - Cáp văng đợc căng theo tao từ đỉnh tháp , căng tao nên sử dụng kích tao nhỏ , nhẹ nên thích hợp với khoảng không gian chật hẹp đỉnh tháp, đỉnh tháp để thiết bị nh máy đo ứng suất điện trở , bơm dầu , kích mà làm hệ dàn giáo , nh di chuyển thiết bị căng kéo dới đáy dầm - Căng tng tao cáp , nên tao căng trớc bị giảm lực căng căng tao sau , cần phải tính toán lực căng cho tng tao cáp để cho căng xong bó cáp , lực căng tao đồng đạt lực căng theo yêu cầu bó cáp - Để kiểm tra lực căng lại tao cáp so với yêu cầu ta bố trí tao cáp cầu đo : tao dùng hệ neo công cụ tao tỳ lên ống truyền cảm có gắn điện trở , nối dây đo với máy đo ứng biến trở Trong suốt trình căng tao cáp nh kết thúc công tác căng ta theo dõi lực căng tao cáp để so sánh với tính toán nh lực căng cuối máy Nguyễn trung kiên 305 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 306 Đồ án tốt nghiệp - Khi cần điều chỉnh lực căng dây văng , ta tiến hành căng kéo tổng thể bằn kích lớn kéo bó cáp giữ lực căng cách vặn đai ốc neo cho tựa sát vào tựa neo VIII bọc bó cáp dây văng ống nhựa PE - Từ mặt cầu ghép nửa vỏ ống bọc PE bao lấy dây văng dài 6m , dùng máy hàn gắn nửa ống lại thành đoạn ống - Dùng tời từ đinht tháp kéo đoạn ống lên đoạn , ghép đoạn ống phía dới với đoạn ống phía > Nối dài đợc đoạn lại dùng tời kéo đoạn ống lên , hết chiều dài dây văng IX Bơm vữa vo đầu neo - Sau căng kéo tiến hành bọc vỏ dây văng xong , để cải thiện tình hình chịu mỏi bó cáp , ta bơm vữa keo xi măng + êpoxy vào cối neo đẻ liên kết đầu tao cáp tuốt vỏ nhựa PE dầu mỡ Nguyễn trung kiên 306 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 307 Đồ án tốt nghiệp Phần VI Tính toán số thiết bị thi công I Tính chiều dy lớn bê tông bịt đáy I.1 Tính chiều dày bê tông bịt đáy thi công bệ móng trụ tháp - Sau thi công cọc đổ bê tông bịt đáy lên trên, nên chiều dày lớp bê tông bịt đáy đợc tính theo công thức sau: hBT .H ( BT + k.u.[ ] * ).m Trong : +) - Diện tích đáy hố móng, = 4.14 = 56 m2 +) K - Số lợng cọc, K = 24 +) u - Chu vi cọc : u = 3.14 m +) [] - Lực trợt giới hạn bê tông bịt đáy thành cọc, [] = 20 T/m2 +) m - Hệ số điều kiện làm việc cọc, m = 0,9 +) H: Chiều sâu hố móng:Tính từ đáy móng đến mực nớc thi công H= 3m +) : Trọng lợng riêng nớc , = 1T/m3 +) bt : Trọng lợng riêng bê tông bt = 2,5 T/m3 - Các số liệu tính toán : +) - Diện tích đáy hố móng, = 12.29 = 348,16 m2 +) K - Số lợng cọc, K = 18 +) u - Chu vi cọc : u = 4,71 m +) [] - Lực trợt giới hạn bê tông bịt đáy thành cọc, [] = 10 T/m2 +) m - Hệ số điều kiện làm việc cọc, m = 0,85 +) H: Chiều sâu hố móng:Tính từ đáy móng đến mực nớc thi công H= 5.12m - Tính toán : tính toán tơng tự ta có : +) Chiều dày lớp bê tông bịt đáy cần thiết : hbt = 1,531 m Nguyễn trung kiên 307 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 308 Đồ án tốt nghiệp +) Chiều dày lớp bê tông bịt đáy thiết kế : htk = 1,5 m Ii Tính toán đ giáo mở rộng trụ Ii Xác định tải trọng tác dụng lên đà giáo - Đà giáo mở rộng trụ có tác dụng thi công khối K0 chịu tải trọng thi công gồm tĩnh tải vữa, cốt thép, ván khuân máy móc nhân lực trình thi công II.1.1 - Tải trọng tác dụng trọng lợng vữa khối K0 591,5 KN/m - Chiều dài khối ko : Lo = 10 m - Trọng lợng khối Ko tác dụng vào bên trụ tạm: q = 591,5 KN/m II.1.2 - Tải trọng ván khuôn máy móc thi công - Tải trọng thi công dải : qtc = 1,5.0,024.20,3 = 7,308 KN/m => Vậy tổng cộng tải trọng rải phân bố lên ván khuân đáy: g = 591,5+7,308 =599 KN/m Ii Xác định kích thớc đà giáo - Đà giáo phải đủ kích thớc bố trí ván khuân nh đủ chỗ để bố trí giá cho ngời máy móc thi công, phục vụ cho trình thi công, ta định lấy kích thớc thiết kế mặt đà giáo nh sau : +) Chiều dài đà giáo : L = 12 m +) Chiều rộng đà giáo : B = 22,3 m Nguyễn trung kiên 308 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 309 Đồ án tốt nghiệp - Trong trình tính toán coi đà giáo làm việc theo sơ đồ phẳng độc lập với nhau, tải trọng bê tông kết cấu phần tác dụng lên đà giáo đợc chia cho mặt phẳng, ta cần xác định khả chịu lực nh thiết kết chịu lực đà giáo lên kết chúng theo sơ đồ phẳng Còn liên kết mặt phẳng dà giáo theo phơng ngang lấy theo quy định thông thờng - Theo phơng ngang cầu, đà giáo gồm có mặt phẳng đợc bố trí trụ, mặt phẳng chịu tải trọng là: q=599/4=150 KN/m - Trong mặt phẳng đà giáo đợc liên kết bu lông với liên kết với thân trụ qua bu lông nối vào thép góc đợc hàn hay bắt bu lông vào neo nằm chờ sẵn bên thân trụ, với đợc liên kết với bu lông nối qua tiếp điểm, có kích thớc theo tính toán đủ để chịu lực bố trí chỗ cho bulông liên kết IV Sơ đồ tính toán - Sơ đồ tính toán đà giáo nh hình vẽ Trong đó: Thanh 1, chịu uốn , lại chịu kéo nén - Liên kết liên kết chốt - Sử dụng Midas/Civil6.3.0 ta tính đợc nội lực nh sau : +) Thanh1 2: Mômen uốn lớn 150 KN/m M=458,7 KNm +) Thanh : N3 = 661 KN +) Thanh : N4 = -933,51 KN +) Thanh : N5 = -400,56 KN +) Thanh : N6 = -1060,66 KN +) Thanh : N6 = KN Nguyễn trung kiên 309 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 310 Đồ án tốt nghiệp IV lựa chọn tiết diện V.4.1 Công thức kiểm toán ứng suất - Đối với chịu nén - Công thức kiểm toán = N Rt At Trong : +) N : Lực nén lớn +) At : Diện tích mặt cắt ngang thép +) : Hệ số sức kháng chịu nén , = 0,75 +) Rt : Cờng độ thép than CT3 , Rt = 2000 Kg/cm2 = T/cm2 - Hệ số sức kháng đợc xác định theo hiệu ứng độ mảnh nh sau : +) Độ mảnh : max = y = lo iy Với : +) Lo : chiều dài tự , lấy chiều dài +) iy : bán kính quán tính nhỏ +) max : Độ mảnh lớn theo phơng +) : Hệ số sức kháng (hệ số uốn dọc) đợc tra bảng theo giá trị max - Đối với chịu kéo - Công thức kiểm toán = N Rt At - Đối với chịu uốn - Công thức kiểm toán = M Ru W V.4.2 Bảng tính toán lựa chọn tiết diện thép chế tạo đà giáo Nguyễn trung kiên 310 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 311 Đồ án tốt nghiệp Tên L m 7.1 7.4 7.1 10 N T -93.35 60.1 -40.1 -106.1 Thép TK I500 I300 I500 I500 I300 Tên L m F cm2 97.8 46.5 97.8 97.8 46.5 M Tm 4587 iy cm 3.20 2.69 3.20 3.20 2.69 max cm 156.05 263.74 230.96 221.60 371.46 0.55 0.65 0.65 I cm4 27450 max T/cm2 0.38 KL Đạt ix cm 20.04 12.34 20.04 20.04 12.34 Thép TK I450 max T/cm2 1.74 1.29 0.63 1.67 0.00 KL Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Kết luận : ta thấy thép thiết kế đà giáo mở rộng trụ đảm bảo khả chịu lực Iv - Thiết kế - tính toán vòng vây cọc ván thép Vòng vây cọc ván thép sử dụng để làm tờng cừ phục vụ thi công trụ Cọc ván thép sử dụng loại LASSEN IV có đặc trng hình học tiết diện ngang nh sau: Bmin Hmin F Mã bmin g J W (cm) (cm) (cm) (cm ) hiệu (kg/m) (cm ) ( cm3) LS IV 292 400 180 94.3/236 74/185 4660/39600 405/2200 (Ghi chú: Giá trị tử số tính cho cọc đơn, giá trị mẫu số tính cho m vòng vây) Ngoài sử dụng vành đai II500, văng chống II360 bar cờng độ cao 38 Dự kiến mực nớc thi công -0.10m, thi công có đắp đảo để khoan cọc Thiết kế vòng vây có số liệu sau - Vòng vây có tầng văng chống (hoặc vành đai) cách mặt đất tự nhiên 7.25 m - Chiều cao cọc mặt nớc 1.0 m Nguyễn trung kiên 311 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 312 Đồ án tốt nghiệp Trong giai đoạn thi công lần lợt đắp đảo để khoan cọc sau đào đất vòng vây đổ bê tông bịt đáy, hút nớc thi công trụ Tơng ứng với hai giai đoạn làm việc ta có hai sơ đồ tính vòng vây cọc nh sau: Sơ đồ 1: Trong vòng vây có đất đắp đảo đảo có máy khoan BAUER BS680 bê tông dày 0.3 m Sơ đồ 2: Hút cạn nớc hố móng sau đổ bê tông bịt đáy Ta lần lợt tính cho hai sơ đồ Khi tính toán lấy mét dài tờng để xét Iv.1 - Tính toán vòng vây lm tờng cừ đắp đảo (sơ đồ 1) - Các số liệu tính toán - Cao độ mặt đảo: + 0.00 m - áp lực tải trọng máy khoan: q = 0.45 T/m2 - Mực nớc thi công: -1,00 m - chiều rộng vệt áp lực b: - Cao độ lòng sông: - 11,5 m - Tải trọng thi công qtc: 1.5 m T - Dụng trọng đất đ : T/m3 - Chênh cao cao độ thiên nhiên - Góc nội ma sát : 220 với đáy hố móng: 3,88 m - Độ rỗng e: 0.5 - Chênh cao mực nớc vòng - Lực dính C : 0.16 kG/cm2 vây: m Chênh cao cao độ mặt đảo với cao độ thiên nhiên: Hđ = 11,5 m Nguyễn trung kiên 312 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 313 Đồ án tốt nghiệp Sơ đồ tính toán(HV) 0.00 q L Hv -12,00 Z Hn Hd -1,00 m t Pq Pa P Tải trọng tác dụng lên tờng cọc - áp lực bánh xích tác dụng lên mặt đảo: q = 0.45 T/m - Hệ số áp lực ngang: a1 = tg2(450 - /2) = tg2(450 220/2) = 0.454 a2 = tg2(450 - /2) = tg2(450 250/2) = 0.405 - áp lực tải trọng thi công: P1 = T/m - áp lực ngang thiết bị khoan: Pq = q*a1 = 0.45*0.454 = 0.2043 T/m - áp lực ngang đất : Pa1 = đn1.Hd.a1 = 0,95.11,5.0,454 = 4,96 T/m Pa2 = đn1.Hd.a2 = 0,95.11,5.0,405 = 4,424 T/m Pa3 = đn2.Hd.a2 = 1.t.0,454 = 0.454*t T/m - Chiều sâu tác dụng áp lực Pq : hq = 11,5 m Nguyễn trung kiên 313 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 314 Đồ án tốt nghiệp - hệ số áp lực ngang bị động: b2 = tg2(450 + ) = tg2(450 + 220/2) = 2.19 - áp lực ngang bị động đất nền: Pb = đn2*t*b2 = 1*t*2.19 = 2.19*t 4- Tính duyệt điều kiện ổn định tờng cọc Tờng cọc ván ổn định tổng mômen lật Ml lực so với điểm (Điểm neo bar) nhỏ tổng mômen giữ Mg lực so với điểm Phơng trình thể hiện: m*Ml - Mg = (m hệ số an toàn lấy 1.25) Hv2 H t 2*t Ml = Pq* + 0.5*Pa1*Hđ*(Hv - 3đ )+ Pa2*t*(Hv + )+0.5* Pa3*t*(Hv + ) 10,52 11,5 t +0,50.4,96.11,5.(10,5)+4,424.t.(10,5+ )+ =0,2043 +0.454.t.(10.5+ 2.t ) = 2,514.t2 +51,219.t+201,395 t Mg = 0.5*Pb*t*(Hv + ) + 0.5*Pq*0.25 t = 0,5.2,19.t.t.(10,5 + ) + 0,5.0,303.0,25 = 0,365.t3 + 11,4975.t2 + 0,0378 Thay giá trị vào phơng trình biến đổi ta đến phơng trình bậc theo t nh sau: 0,365.t3 + 8,355.t2 -64,023.t251,395= Giải phơng trình ta có t = 8,29 m Kết hợp điều kiện chiều sâu chôn cọc so với đáy móng đảm bảo ổn định đào xói hút đất hố móng: t > tmin = 1,5 p 2. p = 1,5 1,9806 2.2,194 1 Chọn t = 8,5 m ệ chiều dài cần thiết cọc: L = 8,5+11,5= 20 m Nguyễn trung kiên 314 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 315 Đồ án tốt nghiệp Độ sâu đóng chọn là: Hd=8,5 m Tính duyệt cọc ván theo điều kiện cờng độ 5.1 - Nội lực kết cấu Sơ đồ tính toán tờng cọc nh hình vẽ, dầm tựa hai gối với Vị trí chốt quay giả định nằm cách mặt Z = 0.25*Hđ = kích thớc sau: 0.25*8,5 = 2,125 m Ta có: RA= 0,5.Pa1.H a1 + Pq H a2 + Pa Z a3 + 0,5.( Pb Pa ).Z b H +Z = 2.7(T ) Mô men măt cắt cách gối A đoạn x là: M = RA x dn1.x.3 a1 0,5.Pq x Vị trí có mô men lớn là: x = 4,32(m) Mô men lớn là: M max = 2,7.4,23 0,239.4,23.3 0,5.0,1076.4,232 = 7,44(T m) Chọn cọc có W=2200 cm3 5.2-Tính duyệt cọc MMax Điều kiện tính duyệt = W R = 1900 kG/cm2 M 7,44.105 =338 kG/cm2 < R = 1900 kG/cm2 => Đạt yêu cầu Có = W = 2200 Iv.2 - Tính toán vòng vây theo sơ đồ - Các số liệu tính toán Nguyễn trung kiên 315 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 316 Đồ án tốt nghiệp Các đặc trng đất tơng tự sơ đồ Sơ đồ tính toán Sơ đồ tính toán sơ đồ cọc có văng chống nh hình vẽ Nhng tính toán ổn định bất lợi không xét tầng văng chống Tải trọng tác dụng lên tờng cọc Xác định chiều dày lớp bê tông bịt đáy,theo tính toán ta có : hbt = 1.5 m Tải trọng tác dụng lên tờng cọc ván gồm: áp lực thuỷ tĩnh: Pt = n*(Hn + hbt) = 1*(5.5 + 1.5) = T/m áp lực ngang chủ động đất nền: Pa = a*hbt*đn = 0.454*0.5*1.5 = 0.454 T/m áp lực ngang bị động đất nền: Pb = b*t*đn = 2.198*t*1 = 2.198*t * lực dính đất: Pc = 2*C - b = 2*1.6 - 2.198 = 1.717 T/m áp lực trọng lợng lớp bê tông bịt đáy: Pq = q*a = 1.2*0.454 = 0.6 T/m 4- Tính duyệt điều kiện ổn định tờng cọc ván Nguyễn trung kiên 316 lớp cầu đờng a - k41 TKKT PA extrados 317 Đồ án tốt nghiệp Lập phơng trình cân mômen theo điều kiện ổn định chống lật cọc ván so với tâm (tâm quay cách đáy móng 0.5 m phía dới): Mg - m*Ml = (m = hệ số an toàn) Hn + hbt hbt2 t2 + *Pa* + Pq* Ml = *Pt* 1 t2 = *7*7./3 + *0.454*12 /3+ 0.6* = 0.3*t2 + t2 t2 t2 1 t - 0.5 Mg = Pa* + Pt* + Pb* + *Pc*1*3 + Pc* = 0.454*t2 + 7*t2 + 0.73*t3 + 0.286 + 0.8585*t - 0.429 = 0.73*t3 + 6.227*t2 + 0.8585*t 0.1433 Thay Ml Mg phơng trình biến đổi ta có phơng trình bậc theo t nh sau: 0.73*t3 + 5.627*t2 + 0.8585*t 12.14 = Giải phơng trình ta có t = 5,23 m So sánh với giá trị max sơ đồ ta chọn : t=8,5 m Nội lực kết cấu 5.1 - Nội lực kết cấu Sơ đồ tính cọc ván dầm giản đơn đầu gối văng chống đầu gối độ sâu 0.5 m so với bề mặtcủa lớp bt bịt đáy: Trên sơ đồ tải trọng nh ta tính đợc mômen lớn cọc ván: MMax = 19.04 T/m Phản lực tác dụng lên m vành đai khung chống RA = 6.54 T 5.2 Tính duyệt cọc theo điều kiện cờng độ Điều kiện cờng độ cọc nh sau M 19,04.105 = 865,4 kG/cm2 R = 1900 kG/cm2 =W = 2200 ệ đạt yêu cầu độ bền Nguyễn trung kiên 317 lớp cầu đờng a - k41 [...]... pa cầu dây văng 9 Đồ án tốt nghiệp Phần I : Thiết kế sơ bộ các Phơng án cầu Chơng i : Phơng án sơ bộ i Thiết kế Cầu dây văng I Giới thiệu chung về phơng án I.1 Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình thiết kế : 22TCN 272 01 Bộ Giao thông vân tải - Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18 79 Bộ Giao thông vân tải - Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành 3KN/m2 I.2 sơ đồ kết... dàn đỡ, dầm ngang, dầm dọc và sàn công tác - Lắp dụng đà giáo, ván khuôn, cốt thép, gối dầm, gối dầm đổ bê tông - Khi bê tông đạt cuờng độ tiến hành căng DƯL - Tháo dỡ đà giáo, ván khuôn, cốt thép, gối dầm, gối dầm đổ bê tông - Lắp dung dàn đỡ, dầm ngang, dầm dọc và sàn công tác - Lặp lại trình tự nhtrên với các đốt khác V.3.2 Thi công kết cấu nhịp cầu chính - Kết cấu nhịp cầu chính là kết cấu cầu treo... công tác tính toán và thiết kế thì ta thiết kế tháp cầu 2 bên là nh nhau , do vậy ta chỉ cần tính toán cho 1 tháp - Tháp cầu dùng loại thân hộp đặc đổ BT tại chỗ Bê tông chế tạo M300 - Phơng án móng : Móng cọc đài cao ,cọc khoan nhồi đờng kính 1,5m - Tháp cầu đợc cấu tạo nh sau : +) Chiều cao toàn bộ của tháp h th = 62,5 m +) Chiều cao từ bệ tháp đến đáy dầm : hct= 12,6m +) Chiều cao từ đáy dầm đến... tông cho phép nhịp dầm lớn hơn Điển hình nh các nhịp dầm 33 m đôi khi tới 43 m dầm cắt khúc Việc đa ra các giải pháp hợp lý về kết cấu , giải pháp công nghệ thi công thích hợp còn cho phép kết cấu BTCT_DƯL vợt đợc khẩu độ lớn hơn Cầu dầm BTCT_DƯL liên tục thi công bằng phơng pháp hẫng , mặt cắt dầm thay đổi là loại cầu đã giải quyết tơng đối tốt cả vấn đề vật liệu và kết cấu Loại cầu này thờng sử... m và lớn hơn nữa , có khi tới 250 m nh cầu SHOTTWIEN ở áo ở nớc ta cầu BTCT _DƯL thi công hẫng đã đợc áp dụng cầu Phú Lơng Hải Dơng , cầu Sông Gianh , cầu Hoà Bình Từ các phân tích trên ta thấy có thể chọn phơng án cầu liên tục BTCT dự ứng lực thi công hẫng II Giới thiệu chung về phơng án II.1 Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình thiết kế : 22TCN 272 01 Bộ Giao thông vân tải - Quy trình thiết kế cầu. .. 32 lớp cầu đờng bộ a - k41 TKsb2- pa cầu đúc hẫng 33 Đồ án tốt nghiệp - Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành 300 Kg/m2 II.2 sơ đồ kết cấu II.2.1 Kết cấu phần trên - Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 4 @40+45+80+120+80+45+4@40 m - Kết cấu cầu không đối xứng gồm 5 nhịp dẫn phía bên trái và 4 nhịp dẫn phía bên phải và hệ cầu BTCTDƯL liên tục 3 nhịp thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng - Dầm liên... tạo mố cầu - Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo M300 - Mố của kết cấu nhịp dẫn đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi D=1,5m III tính toán kết cấu nhịp III.1 Yêu cầu tính toán cho phơng án sơ bộ - Trong phơng án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai thác - Tiết diện tại hai mặt cắt + Mặt cắt gối (mặt cắt đỉnh trụ) + Mặt cắt giữa nhịp Nguyễn trung kiên 34 lớp cầu đờng... can và gờ chắn bánh +) Thi công lớp phủ mặt cầu +) Lắp dựng hệ thống lan can , tay vịn và hệ thống đèn chiếu sáng trên cầu +) Căng chỉnh từng dây văng trên toàn cầu để đạt đợc độ võng mong muốn +) Hoàn thiện cầu và đa vào sử dụng Nguyễn trung kiên 31 lớp cầu đờng bộ a - k41 TKsb2- pa cầu đúc hẫng 32 Đồ án tốt nghiệp Chơng II : Phơng án sơ bộ II Thiết kế Cầu liên tục BTCT DƯL Thi công theo công nghệ... dây neo và dây thứ i do hoạt tải +) Ao,Ai : Diện tích dây neo và dây thứ i +) lo , li : Hình chiếu của dây neo và dây thứ i ên mặt bằng - Điều kiện đảm bảo về độ cứng : yi < {y} Nguyễn trung kiên 18 lớp cầu đờng bộ a - k41 TKsb1- pa cầu dây văng 19 Đồ án tốt nghiệp III Tính toán kết trụ tháp III.1 Cấu tạo tháp và trụ tháp - Do điều kiện địa hình và địa chất tại khu vực đặt tháp ở 2 phía cầu là tơng... móng : Móng cọc đài cao I.2.2.3 - Cấu tạo mố cầu - Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo M300 - Mố đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi 1.5m II Tính toán kết cấu nhịp cầu dây văng II.1 Chọn sơ đồ nhịp cầu Với cầu dây văng có thể có các sơ đồ một, hai, ba và nhiều nhịp, trong đó hệ ba nhịp là hệ đặc trng của cầu dây văng, nó có u điểm về kết cấu, khả năng chịu lực cũng nh công nghệ ... Tổng quan Thiết kế sơ Các phơng án Phơng án sơ I : Cầu treo dây văng Phơng án sơ I : Cầu liên tục đúc hẫng Phơng án sơ I : Cầu dầm cáp hỗn hợp So sánh lựa chọn PA thiết kế kĩ thuật Thiết kế kĩ thuật... thiết kế nguyên tắc chung II.1.1 Quy trình thiết kế - Quy trình thiết kế : Quy trình thiết kế đờng ôtô - Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN 272 01 (Bộ GTVT) II.1.2 Các nguyên tắc thiết kế. .. TKsb1- pa cầu dây văng Đồ án tốt nghiệp Phần I : Thiết kế sơ Phơng án cầu Chơng i : Phơng án sơ i Thiết kế Cầu dây văng I Giới thiệu chung phơng án I.1 Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình thiết kế :