Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap)

ở đây ta chọn 200 mm chiều dày lớp chịu lực Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau: + lớp phòng nước chọn 0,4 cm + lớp bêtông nhựa dày 7 cm + Lớp mui luyện dày 3cm Để tạo độ dốc dọc nước

Trang 1

PHẦN I:

THIẾT KẾ SƠ BỘ

CHƯƠNG MỞ ĐẦU :

ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN VƯỢT SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC

PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG

1 Đặc điểm của khu vực xây dựng cầu :

1.4 Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân công:

Nguồn nhân công lao động khá đầy đủ, lành nghề, đảm bảo thi công đúng tiến độ công việc Các vật liệu địa phương( đá, cát ) có thể tận dụng trong quá trình thi công

Trang 2

-Đảm bảo yêu cầu thông thuyền :

+Cao độ đáy dầm cầu ≥ MNCN + 0.5 m=6.5+ 1 =7,5 m

+Cao độ đáy dầm cầu ≥ MNTT + H = 2.5+3=5.5 m

(với sông cấp VI: ≥ 2.5m chọn H =3 m)

Vậy ta chọn cao độ đấy dầm cầu là: 7,5 m

3 Đề xuất các phương án vượt sông:

3.1 Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I nhịp 5x24 (m)

Khẩu độ tính toán: L0tt = 24+24+24+24+24-2x1-4x1.6=111.6 m

Kiểm tra điều kiện: 100 %

113

113 6 111 ) ,

0 0

yc tt

L L

=1.24% <5%→ Đạt

*Kết cấu nhịp:

- Sơ đồ nhịp : sơ đồ cầu gồm 5 nhịp : 5x24(m)

- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’

c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 1,2m

- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,2 m

- lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan

- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

- Bố trí các lỗ thoát nước Ф = 100 bằng ống nhựa PVC

* Kết cấu trụ :

Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’

c = 30Mpa.Móng trụ dùng móng cọc có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’

0 0

yc tt

L L

=1.59 % < 5%→Đạt

*Kết cấu nhịp:

Trang 3

- Sơ đồ nhịp : sơ đồ cầu gồm 3 nhịp : 3x40(m)

- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’

c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 2 m

- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,2 m

- lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan

- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

- Bố trí các lỗ thoát nước Ф = 100 bằng ống nhựa PVC

* Kết cấu trụ :

Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’

c = 30Mpa.Móng trụ dùng móng cọc có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’

Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm

ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)

Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:

+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm

+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm

+ Lớp mui luyện dày 3cm

Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản mặt cầu

Dung trọng của cốt thép là 78,5 KN/m3

Trang 4

Dung trọng của bêtông ximăng là 25 KN/m3Dung trọng của bêtông nhựa là 22,5 KN/m3Khối lượng lớp BT nhựa dày 7cm: DWbtn=0,07.12,5.22,5.24 = 472,5 (KN/m)Lớp phòng nước dày 0,4 cm: DWpn=0,004.12,5.15.24 = 18 (KN/m)Lớp mui luyện dày 3cm : DWml = 0,5.0,03.12,5.24.24 = 108 (KN/m)

=> DWmc= 472,5+18 +108 = 598,5 (KN/m)

1.1.2 Trọng lượng phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh xe:

1.1.2.1 Trọng lượng phần lan can tay vịn:

- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:

CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC LAN CAN TAY VỊN

CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC GỜ CHẮN BÁNH XE

Ta bố trí cột lan can trên một nhịp 24m với khoảng cách 2,0 m.vậy toàn bộ nhịp có

2.13 = 26 cột

- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây :

STT

HẠNG MỤC

ĐƠN

THỂ TÍCH

KHỐI LƯỢNG

Trang 5

2 Bê tông

tay vịn m3

0,1*0,15*24*2*2 1,44

3 Bê tông đế

lan can m3

0,25*0,2*24*2 2,4

KN 0,985(0,884+1,44+2,4+3,4)*25 200,05

6

Cốt lan canTay vịn,gờ chắn

Trang 6

MCN dầm chủ đoạn giữa nhịp MCN dầm chủ đoạn đầu nhịp

- Trọng lượng bê tông trong bản mặt cầu : 98,5% 63,74.25 = 1569,6 (kN)

- Trọng lượng cốt thép trong bản mặt cầu : 1,5%.63,74.78,5 = 75,05 (kN)

- Trọng lượng bản mặt cầu: Gmc = 1569,6 + 75,05 = 1644,65 (kN)

- Trọng lượng tấm đan :

Trang 7

+ Thể tích tấm đan : 2.1,6.0,08.60 = 15,36 m3

+ Trọng lượng bê tông trong tấm đan : 98,5%.15,36.25 = 378,24 (kN)

+ Trọng lượng cốt thép trong tấm đan : 1,5%.15,36.78,5 = 18,08 (kN)

+ Trọng lượng tấm đan : Gtd = 378,24+18,08 = 396,33 (kN)

-Dầm ngang : Gồm 5 dầm ngang bố trí theo cấu tạo

+ 2 dầm tại gối : Chiều cao dầm ngang hdn = 1,12 m

Khối Lượng

1

Dầm chủ

Bê tông

Trang 8

3

Bê tông đoạn vút

xiên

m3

(0,748+0,52)/2*0,75*2

0,951

4 Bê tông

đoạn giữa dầm

Cốt thép trong dầm 1,5%*13,47*78,5 15,86

0,318*5*3+0,352*5*2

8,29 12

Bê tông trong dầm KN 98,5%*8,29*25 204,14 13

Cốt thép trong dầm ngang

Trang 9

= 189,58 KN/m

DW = 598,5

24 = 24,94kN/m

2.3 Tính toán khối lượng mố,trụ cầu:

2.3.1 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố :

-Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép f ’

c = 30Mpa.Móng mố dùng cọc đóng bằng bê tông cốt thép có f ’

c = 30 MPa -Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 245x300x20(cm).Gia

cố ¼ mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm,đệm đá 4x6 dày 10cm

Cấu tạo mố MA:

Trang 11

Tính toán khối lượng :

Trang 12

Bảng tổng hợp khối lương cho mố A:

STT Hạng mục

Tính toán

Đơn Vị

Cách tính

Thể tích

Khối lượng

Đơn Vị

Cách tính

Thể tích

Khối Lượng

Trang 13

8 Cốt thép mố KN 1,5%*169,72*78,5 199,85

2.3.2 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho trụ:

-Kết cấu trụ: sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng bê tông cốt thép có

f’

c = 30Mpa.Móng dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’

c= 30Mpa

Trụ 1,4

Trang 14

Cách tính

Thể tích

Khối Lượng

Trang 15

7 Cốt thép

trụ 3

1,5%*118,86*78,5 139,95

2.4 Tính toán khối lượng bản dẫn và gối kê đầu cầu:

2.4.1 Tính toán khối lượng bản dẫn đầu cầu :

- Bản dẫn đầu cầu được thi công lắp ghép có kích thước và cấu tạo như hình vẽ :

Trang 16

- Trong phương án này ta bố trí 5x2 bản dẫn đầu cầu.Kích thước (3000x2450x200)mm bằng

Bê tông cốt thép f’

c = 30Mpa

-Khối lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 2,45 x 3 x 0,2 x 2 x 5 = 14,7 (m3)

- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5% x 14,7 x 25 = 361,98 (kN)

- Khối lượng cốt thép trong bản dẫn đầu cầu : 1,5% x 14,7 x 78,5 = 17,3 (kN)

2.4.2 Tính toán khối lượng gối kê của bản dẫn đầu cầu :

-Kích thước và cấu tạo gối kê bản quá độ như sau :

- Khối lượng gối kê bản dẫn đầu cầu (0,5 + 0,4 )/2*0,4 *12,25*2 = 4,41 (m3)

- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5%*4,41*25 = 108,6 (kN)

- Trọng lượng cốt thép gối kê bản dẫn đầu cầu : 1,5%*4,41*78,5 = 5,19 (kN)

2.5 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC CHO MỐ VÀ TRỤ :

2.5.1 Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc cả mố và trụ cầu :

Pal = PKCN + PMỐ/TRỤ + Pht

Trang 17

Trong đó PKCN : Trọng lượng kết cấu nhịp và các lớp phủ mặt cầu

PMỐ/TRỤ : Trọng lượng bản thân mố hoặc trụ

Pht : tải trọng của hoạt tải

ηD hệ số liên quan đến tính dẻo

ηR hệ số liên quan đến tính dư

ηI hệ số liên quan đến tầm quan trọng của công trình

γDC hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân,lan can, tay vịn,gờ chắn bánh xe

γDC =1,25

γDW hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu γDW =1,5

ω : diện tích đah của mố A

DC trọng lượng kết cấu nhịp không kể lớp phủ trên toàn bộ bề rộng mặt cầu trên 1m chiều dài

DW trọng lượng lớp phủ mặt cầu trên toàn bộ mặt cầu trên 1m chiều dài

DC DW

Trang 18

110KN 110KN

P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,816+35x0,632)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x11,7 + 1,75x2x0,75x4x11,7]x1 = 2200,63 kN

+Hoạt tải do đoàn người + xe hai trục + tải trọng làn :

Trang 19

η = ηD ηR ηI ≥ 0,95

chọn η = 1

γDC hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân,lan can, tay vịn,gờ chắn bánh xe

γDC=1,25

ω : diện tích đah của mố B

DC DW

Trang 20

W= 11,7

dah.Rg(MA)

35KN 145KN

145KN

110KN 110KN

P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,816+35x0,632)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x11,7 + 1,75x2x0,75x4x11,7]x1 = 2200,63 kN

+Hoạt tải do đoàn người + xe hai trục + tải trọng làn :

- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống :

Trang 21

γDC hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân,lan can, tay vịn,gờ chắn bánh xe γDC

=1,25

ω : diện tích đah của trụ 1,4

DC trọng lượng kết cấu nhịp không kể lớp phủ trên toàn bộ bề rộng mặt cầu trên

1m chiều dài

DC DW

W= 11,7

dah.Rg(T1,4)

W= 11,7

PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN

-Hoạt tải do đoàn người + xe tải + tải trọng làn :

P1 = [γLL.n.m(145.y1+145.y2+35.y3)(1+ỊM)+γLL.n.m.9,3.ω+γPL.2.T.PL.ω]η

Trang 22

+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2844,97 kN

-Hoạt tải do đoàn người + xe hai trục + tải trọng làn :

P2 = [γLL.n.m(110.y1+110.y4)(1+IM)+γLL.n.m.9,3.ω+γPL.PL.2T.ω]

= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)

+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN

- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:

dah.Rg(T1,4)

Trang 23

=1,25

ω : diện tích đah của trụ 2

dah.Rg(T2)

PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN

Trang 24

= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)

+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN

dah.Rg(T2)

=1,25

Trang 25

ω : diện tích đah của trụ 3

DC trọng lượng kết cấu nhịp không kể lớp phủ trên toàn bộ bề rộng mặt cầu trên

1m chiều dài

dah.Rg(T3)

PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN

= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)

+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN

Trang 26

dah.Rg(T3)

 P3 = 0,9.1,75.3.0,85.(145.(0.816+1+0,175)+35.0,816)

+ 0,9.1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4 = 2393,89 kN

Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 2:

PAL = PKCN + P1+ Ptrụ = 6420,61 + 2844,97 + 3833,59 = 13099,17 kN

2.5.2.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố, trụ :

2.5.2.1.Tính toán sức chịu tải của cọc :

Cọc dùng cho phương án này chọn cọc bê tông cốt thép tiết diện (35x35) làm cọc M300 có Rn = 130(kG/cm2)

2.5.2.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:

P VL = φ(R a F a + R b F b )

P VL Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu

R a F a là cường độ chịu kéo khi nén tính toán và diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc trong cọc

R b F b là cường độ chịu nén của bê tông và diện tích mặt cắt ngang của thân cọc

Trang 27

+ lớp1: Sét dày 5-10m ở trạng thái dẻo giả sử có độ sệt B= 0,4

+ lớp2: cát – sét dày từ 7- 10m giả sử lớp này có độ sệt B= 0,5

+ lớp3: sét có chiều dày vô cùng có độ sệt B= 0,4

Phương pháp này dựa trên cơ sở chỉnh lí số liệu thực tế về thí nghiệm tải trọng tĩnh học trong nhiều loại đất khác nhau để tìm ra mối tương quan giữa lực ma sát của đất xung quanh thân cọc và phản lực của đất nền lên mũi cọc với một số chỉ tiêu cơ

m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m =1

mr,mf hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc

và sức chịu tải của đất ở mũi cọc

F tiết diện ngang của cọc F = 0,35.0,35 = 0,1225 m2

Trang 28

Mố B:

Sức chịu tải của cọc được tính theo công thức sau:

Pđn = m(mr F.R+u.∑mf.fi.li )

fi lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình của mỗi lớp đất mà cọc đi qua phụ thuộc

vào loại đất và độ sâu của lớp đất.(tra bảng pl 3.4 sách nền móng)

Trang 29

Trang 30

 Min(P VL ;P đn ) = 1454,18 KN

TRỤ 3:

Sức chịu tải của cọc được tính theo công thức sau:

Pđn = m(mr F.R+u.∑mf.fi.li )

độ sâu trung bình = 11m, B = 0,4 => f = 3,48(T/m2) = 34,8 (KN/m2)

l i chiều dày của lớp phân tố thứ i.trong đồ án này lấy li = 21,5m

2.5.2.3 Xác định số lượng cọc trong các móng mố trụ cầu :

- Số lượng cọc cần thiết trong mố ,trụ cầu :

Trang 32

Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm.

ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)

Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:

+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm

+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm

+ Lớp mui luyện dày 3cm

Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản mặt cầu

Dung trọng của cốt thép là 78,5 KN/m3

Dung trọng của bêtông ximăng là 25 KN/m3

Dung trọng của bêtông nhựa là 22,5 KN/m3

Khối lượng lớp BT nhựa dày 7cm: DWbtn=0,07.12,5.22,5.40= 787,5 (KN/m)Lớp phòng nước dày 0,4 cm: DWpn=0,004.12,5.15.40 = 30(KN/m)Lớp mui luyện dày 3cm DWml = 0,5.0,03.12,5.24.40 = 180 (KN/m)

=> DWmc= 787,5+30+ 180= 997,5 (KN/m)

1.1.2 Trọng lượng phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh xe:

1.1.2.1 Trọng lượng phần lan can tay vịn:

- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:

Trang 33

CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC LAN CAN TAY VỊN

CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC GỜ CHẮN BÁNH XE

Ta bố trí cột lan can trên một nhip 40m với khoảng cách 2,0 m.vậy toàn bộ nhịp có

2.21 = 42 cột

- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây :

STT

HẠNG MỤC

ĐƠN

THỂ TÍCH

KHỐI LƯỢNG

2 Bê tông tay

0,1*0,15*40*2*2 2,4

3 Bê tông đế

lan can m3

0,25*0,2*40*2 4

KN 0,985(1,428+2,4+4+5,67)*25 332,39

6

Cốt lan canTay vịn,gờ chắn

Trang 34

MCN dầm chủ đoạn giữa nhịp MCN dầm chủ đoạn đầu nhịp

- Trọng lượng bê tông trong bản mặt cầu : 98,5% 106,23.25 = 2615,91 (kN)

- Trọng lượng cốt thép trong bản mặt cầu : 1,5%.106,23.78,5 = 125,08 (kN)

- Trọng lượng bản mặt cầu: Gmc = 2615,91 + 125,08 = 2741 (kN)

- Trọng lượng tấm đan :

Trang 35

+ Thể tích tấm đan : 2.1,6.0,08.100 = 25,6 m3

+ Trọng lượng bê tông trong tấm đan : 98,5%.25,6 25 = 630,4 (kN)

+ Trọng lượng cốt thép trong tấm đan : 1,5%.25,6.78,5 = 30,14 (kN)

-Dầm ngang : Gồm 5 dầm ngang bố trí theo cấu tạo

+ 2 dầm tại gối : Chiều cao dầm ngang hdn = 1,92 m

Trang 36

VỊ TRÍ GIỮA NHỊP VỊ TRÍ GỐI

-Đầu dầm : Fdc = 0,6.2 + 2((0,12+0,16)/2).0,1 = 1,228 m2

-Giữa dầm :

Fdc = 0,6.0,08+((0,12+0,24)/2).0,3.2+((0,2.0,2)/2).2+0,6.0,25+1,67.0,2 = 0,68 m2Tại gối : Fdn = 1,6.1,92- 0,1.(0,12+0,16).0,5.2 = 3,044 m2

Khối Lượng

1 Dầm chủ

2

Bê tông đoạn đầu

xiên

m3

(1,228+0,68)/2*1*2

1,91

4 Bê tông

đoạn giữa dầm

Trang 37

6 Bê tông

trong dầm KN

98,5%*30,27*25 745,4 7

Cốt thép trong dầm 1,5%*30,27*78,5 35,64

12

Bê tông trong dầm KN 98,5%*15,67*25 385,87 13

Cốt thép trong dầm ngang

2.3 Tính toán khối lượng mố,trụ cầu:

2.3.1 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố :

-Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép f ’

c = 30Mpa.Móng mố dùng cọc đóng bằng bê tông cốt thép có f ’

c = 30 MPa ,chiều dài dự kiến là 16m.

Trang 38

-Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 125x300x20(cm).Gia

cố ¼ mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm,đệm đá 4x6 dày 10cm

Cấu tạo mố MA:

Trang 40

Cấu tạo mố MB:

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	4,92 MB