Thiết kế cầu đỏ thành phố đà nẵng

Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật PHần iI: thiết kế kỹ thuật SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 72 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật Ch-ơng I : Tính toán mặt cầu +Chiều dài tính toán: L = 33m +Khổ cầu: B=(8 + 2x1.0)m +Tải trọng: đoàn xe HL93, ng-ời bộ: 300kg/m2 +Quy trình thiết kế BGTVT 22 TCN 272-05 +Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng ôtô TCVN4054-05 Vật liệu : +C-ờng độ bêtông 28 ngày tuổi f c' 50MPa +C-ờng độ thép th-ờng Fy 400MPa I Ph-ơng pháp tính toán nội lực mặt cầu -áp dụng ph-ơng pháp tính toán gần theo TCN 4.6.2( điều 4.6.2 22TCN272-05) Mặt cầu phân tích nh- dầm liên tục gối dầm II Xác định nội lực mặt cầu Sơ đồ tính vị trí tính nội lực: Bản mặt cầu làm việc theo hai giai đoạn - Giai đoạn : Khi ch-a nối , làm việc nh- dầm cống son ngàm s-ờn dầm - Giai đoạn hai : Sau nối bản, đ-ợc nối mối nối -ớt, đổ trực tiếp với dầm ngang 1150 50 1050 50 30 30 30 230 230 230 230 86.5 30 170 20 A 115 a SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 b A c 73 d 115 e Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 200 200 2000 1700 1200 200 200 250 200 200 600 1.Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu: -Tổng chiều dài dầm 33 m , để hai đầu dầm bên 0.3m để kê len gối Nh- chiều dài tính toán nhịp cầu là: 32.4m Đối với dầm : *Bề rộng cánh hữu hiệu có thẻ lấy giá trị nhỏ : + 1/4 chiều dài nhịp =32400/4 =8100mm + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm =12 x 200 + max 2000 / 200 =3400mm + Khoảng cách trung bình dầm kề = 2300 mm *Đối với dầm biên : Bề rộng cánh dầm hữu hiệu lấyđ-ợc ẵ bề rộng hữu hiệu dầm kề (=2300/2 =1150) cộng trị số nhỏ : + 1/8 chiều dàI nhịp hữu hiệu = 32400/8 = 4050mm + lần trung bình chiều dầy cộng số lớn 1/2 độ dầy bụng bề dầy cánh dầm : = x 200 + max +Bề rộng phần hẫng = 1150 mm 200 / 2000 / = 1700 be = 1150 + 1150 = 2300 mm Kết luận bề rộng cánh hữu hiện: SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 74 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật Dầm ( bi) 2300 mm Dầm biên (be) 2300 mm a-Xác định tĩnh tải cho mm chiều rộng -Trọng l-ợng mặt cầu : Ws=Hb x c = 200 x 2.4x10 -5 =480 x10-5 N/mm 2-Trọng l-ợng lớp phủ: -Lớp phủ mặt cầu : + Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,l-ợng riêng 22,5 KN/m3 + Bê tông bảo vệ dày 3cm trọng,l-ợng riêng 24 KN/m3 + Lớp phòng n-ớc Raccon#7(không tính) + Lớp tạo phẳng dày cm,trọng l-ợng riêng 24 KN/m3 Bề dày TL riêng Khối l-ợng (m) (KN/m3) (KN/m2) BT Asfalt 0,05 22,5 1,12 BT bảo vệ 0,03 24 0,72 Lớp tạo phẳng 0,03 24 0,72 Tên lớp Tĩnh tải rải lớp phủ tính cho 1mm cầu là: WDW 1,12 0,72 0,72 2,56(KN/m) -Trọng l-ợng lan can : Pb=(( 865x180+(500-180)x75+50x255+535x50/2+(500-230)x255/2))x2.4x10-5 =240250 x 2.4 x 10-5=576600x10-5=5.766N/mm 180 865 150 270 500 75 255 50 cấu tạo lan can SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 75 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật b- Tính nội lực mặt cầu 1- Nội lực tĩnh tải ( Nội lực tính cho dải ngang có chiều rộng mm) 1.1 Nội lực mặt cầu Ws (tác dụng lên sơ đồ hẫng): Sơ đồ: S=2300mm , Ws 480x10 N / mm Ws 200 204 (300) 960 190 2300/2 R200 = Ws x M 200 s 2300 =480 x10-5 x =5.52 N/mm 2 s s 2300 2300 =-3174 N/mm Ws x x =-480 x10-5 x x 4 M204 = -Ws x190x M300 = M 200 190 190 =480 x10-5 x190x =-86.64 N/mm 2 s s Ws x x =-3174 N/mm 1.2 Nội lực lan can Tải trọng lan can coi nh- lực tập trung có giá trị Pb 5.766N / mm đặt trọng tâm lan can Xếp tải lên đah để tìm tung độ đah t-ơng ứng Tra bảng với: L1 1150 150 1000mm Pb=5.766 N/mm 150 200 1000 1150 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 300 2300 400 2300 76 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật R200 = Pb x (tung độ đah) R200 = Pb(1+1.270L1/S) =576600x10-5x(1+1.127x1000/2300)=8.591N/mm M200 = Pb x (tung độ đah)x L1 M200-b =Pb(-1xL1) =576600x10-5x(-1x1000)=-5760.23 N mm/mm M204 = Pb x (tung độ đah)x L1 M204 =Pb(-0.4920xL1) =576600x10-5x(-0.4920x1000)=- 2836.87 mm/mm M300 = Pb x (tung độ đah)x L1 M300 =Pb(0.27xL1) =576600x10-5x(0.27x1000)=1556.82 N mm/mm S/2 S 200 205 S 300 305 S 400 405 S 500 S/2 600 204 Đah R200 Plancan Đah M204 Diện tích phần hẫng Đah M300 S/2 Đah M200 1.3 Nội lực lớp phủ WDW Sơ đồ : WDW 256x10 N / mm2 Dùng bảng tra với : L2 1150 500 650mm SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 77 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái 500 Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật Wdw 200 1150 300 400 2300 2300 500 2300 600 2300 1150 R200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )L2+(Diên tích đah không hẫng)S ) R200 = WDW ((1+0.635x L2 )x L2+0.3928xS) S =256x10-5 x ((1+0.635x650/2300)x650+0.3928x2300)=4.27 N/mm M200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )x L22 M200-DW = WDW(-0.5) x L22 =256x10-5x(-0.5)x6502=- 540.8 N mm/mm M204 = WDW x[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +( diện tích đah không hẫng)x S ] M204 = WDW[(-0.246)x L22 +(0.0772)x S ) =256x10-5x[(-0.246)x6502+(0.0772)x23002]=779.39 N mm/mm M300 = WDWx[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +(diện tích đah không hẫng)x S ] M300 = WDWx[(0.135)x L22 +(-0.1071)x S ) =256x10-5x[(0.135)x650 +(-0.1071)x2300 ]=- 1304.37 N mm/mm 2- Nội lực hoạt tải Nội lực tính cho dải trong( nằm s-ờn dầm ) 2.1 Mômen d-ơng lớn hoạt tải bánh xe: + Với nhịp ( S = 2300) mômen d-ơng lớn nhát gần điểm 204 ( 0.4 x S nhịp b-c) + Chiều rộng dải tính M+ là: Sw+ = 660 + 0.55S =660+0.55x2300=1925mm + Chất tải xe hệ số xe : m=1.2 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 78 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.1.1 Tr-ờng hợp xếp xe : 1800 W 200 W=72.5KN 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S S S/2 S Đah M204 y2 y1 0.4S Tra đah M204 có : y204 = 0.204 y302 = - 0.0254 Chiều rộng làm việc dải : Sw+ =1925mm Chất tải xe hệ số xe : m=1.2 M204 = 1.2x(0.204 0.0254)x2300x72.5 x103/1925 =18565.12 N mm/mm 2.1.2 Tr-ờng hợp xếp xe: Chất tải xe hệ số xe :m=1 1800 1800 W 200 W 205 204 S/2 300 W=72.5KN 305 S 400 S y2 405 S 500 600 S S/2 y3 y4 y1 0.4S Tra đah M204 có : Y204= 0.204 y302 =- 0.0254 y404 = 0.0086 y502 =-0.002 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 79 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật M204 = 1x(0.204 0.0254+0.0086-0.002)x2300x72.5 x103/1925 =16120.61 mm/mm M 204 LL max( M 204 LL , M 204 LL ) M 204 LL 18565.12Nmm / mm Vậy kết lấy xe 2.2 Mômen âm lớn hoạt tải bánh xe +Thông th-ờng mômen âm lớn đạt gối C ( điểm 300) + Chiều rộng dải tính mômen âm S-W S-W=1220 + 0.25S = 1220+0.25x2300 = 1795 + Chất tải xe bất lợi hệ số xe : m= 1.2 2.2.1 Tr-ờng hợp xếp xe ( đah M300 có tung dọ lớn 206) 1800 W 200 W=72.5KN 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S y1 S S S/2 Đah M300 y2 Tra đah M300 có : y206 = - 0.1025 y304 = - 0.0788 M300 = - 1.2x(0.1025+0.0788)x2300x72.5 x103/1795 = - 20210.65N mm/mm SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 80 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.3 Mômen hẫng tiết diện 200: Sơ đồ : 300 W=72.5KN 500 X L=S/2 S S 1800 W W=72.5KN 200 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S/2 S S S S/2 S Đah M200 y1 X = (L Bc 300) > Thay s: X = (1150 500 300) =350 > Chiều rộng làm việc dải : SW0 = 1140+0.833 X=1140+0.833 x 350 = 1431.55mm Xếp xe hệ số : m=1.2 M200-LL = -1.2x14.6x103x350/1431.55 =-4283.46N mm/mm Với y1=0.2mm * Phn lc hot ti trờn bn hng: - S : 1800 W W=72.5KN 200 205 300 305 400 405 500 600 204 S/2 S S S S S/2 Đah R200 y1 y2 R200 = m*(y1v + y2v )*(W/ SWo) = 1.2*(1.1905+0.2971)* 72.5*103/1431.55= 90.41 N SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 81 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Ta có khối l-ợng mố : VM=42.845+108.9 +8.25 +180=339.99 m3 Khối l-ợng hai mố : V = 339.99 x = 679.99 (m3 ) Sơ chọn hàm l-ợng cốt thép mố 80 kg / m3 Khối l-ợng cốt thép mố : G=0.08x679.99=54.399 T Xác định số cọc mố M0 - Lực tính toán đ-ợc xác định theo công thức: Q Trong đó: i i yi Qi Qi = Tải trọng tiêu chuẩn yi : Hệ số điều chỉnh hệ số tải trọng - Hệ số tải trọng đ-ợc lấy theo bảng 3.4.1-2 (22TCN272-05) Do tĩnh tải Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên gối 87m Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên mố M0 - Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng áp lực gối : =43.5 m2 + Phản lực tĩnh tải nhịp DCnhịp = 1.25*(6.814+2*3.702)*43.5=773.103 T + Phản lực tĩnh tải thân Mố DCtrụ = 1.25*298.86*2.5=933.94 T + Phản lực tĩnh tải lớp phủ lan can gờ chắn DW = 1.5*4.47*43.5=268.2 T Do hoạt tải Do hoạt tải - Do tải trọng HL93 + ng-ời (LL + PL) LL = n.m .(1+ SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 IM ).(Pi yi )+ 1.75 100 58 (PL + WL) Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Trong đó: n : Số xe , n = m: Hệ số xe, m = IM : Lực xung kích (lực động ) xe, Theo 3.6.2.1.1 : Hệ số tải trọng, (1+ = 1.75 IM ) = 1.25, với IM = 25% 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ-ờng ảnh h-ởng : Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng + Tải trọng (LL): Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố theo chiều dọc +PL : Tải trọng ng-ời, KN/m2 Tải trọng ng-ời hành phân bố dọc cầu PL = (1.*3) = 3.0KN/m=0.3T/m + Chiều dài tính toán nhịp L = 87 m + Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực sơ đồ xếp xe thể nh- sau: P=14.5T P=14.5T P=3.5T p=0.93T/m 87m 4.3m 4.3m 0.95 0.901 P=11T P=11T p=0.93T/m 87m 1.2m 0.986 Sơ đồ xếp tải lên đ-ờng ảnh h-ởng áp lực mố SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 59 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ-ợc phản lực gối hoạt tải tác dụng - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng ng-ời) LLHL-93K = 14.5 (1+0.95) + 3.5 0.901 +43.5 (2x0.3+0.93) = 97.98 T - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.985) + 43.5 0.93 = 62.301 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 97.98 T - Khi xếp xe bất lợi ta có phản lực lên mố hoạt tải LL = 1.75 1.25 [14.5 (1+0.95)+3.5 0.901)]+1.75 40 (2x0.3+0.93) = =244.59T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài PĐáy đài = 773.103+ 933.94 + 268.2 + 244.59= 2219.83 T - Xác định sức chịu tải cọc: Dự kiến chiều dài cọc : 25.00m +Theo vật liệu làm cọc: - Chọn cọc khoan nhồi BTCT đ-ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua lớp đất dính có góc ma sát ( f )i lớp Sét pha có góc ma sát f = 30 + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm2 + Cốt chịu lực 18 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm2 Xác định sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu : c = (m1 m2 Rb Fb + Ra Fa) PVL Trong : - : hệ số uốn dọc =1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, cọc đ-ợc nhồi bêtông theo ph-ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tích tiết diện cọc Fbt = 0,7850 m2 - Rn : C-ờng độ chịu nén bêtông cọc - Ra : C-ờng độ thép chịu lực - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 60 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái PVLc 0,85x0,7 x 0,130x Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ .1002 733.37 (T) 2,4 x88,36 Theo đất Chỉ tiêu lớp đất Li (m) Zi (m) Ti (T/m2) Cát pha deo 3.8 Cát trung 11 6.6 Sét pha deo : B = 0.4 22 25 4.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k m ( 1RiFb + U Trong đó: Ti Li) m - hệ số điều kiện làm việc cọc đất m = k - Hệ số đồng đất k = 0,7 U Chu vi tiết diện ngang cọc U = 3,14 m Ti - C-ờng độ tính toán lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m) - hệ số điều kiện làm việc đất d-ới mũi cọc =1 Ri - C-ờng độ chịu tải đất d-ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc 25 m) đất d-ới chân cọc sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 340 T/m2 - Hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc phụ thuộc vào ph-ơng pháp tạo lỗ = 0,7( tra bảng ) Pdnc = 0,7.[1.340 0,785 + 3,14.0,7(8*3.8+6*6.6+22*4.4)]=443.47 T Vậy P = Min (Pđ, Pvl) = 443.47 (T) Xác định số l-ợng cọc khoan nhồi cho móng mố Mo Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn c-ờng độ I là: RĐáy đài = 2070.3 T Các cọc đ-ợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3d (d : Đ-ờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : Với P =443.47 T SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 61 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Vậy số l-ợng cọc sơ : 2070.3 R = 1.5x =7.008 (cọc) P 443.47 nc = Với - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang mômen =1.5 400.0 100.0 Dùng cọc khoan nhồi m bố trí hình vẽ 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 Hình 4.21.Mặt móng mố M0 b Móng trụ cầu T1 300.0 170.0 1400 50.0 100.0 120.0 1150.0 850.0 50.0 200.0 200.0 650.0 200.0 A A 75.0 800.0 100.0 300.0 1200.0 300.0 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 Hình 4.22 Cấu tạo trụ Khối l-ợng thân trụ : Vtt= 2x(3.14x12x14) =87.92 (m3 ) Khối l-ợng móng trụ : Vmt= (2x8x12)=192 (m3 ) Khối l-ợng đỉnh trụ : Vd=3x1.5x11.5-2x0.5x0.5/2=51.5 (m3 ) Khối l-ợng trụ T1: V=87.92+192+51.5=331.42 (m3 ) SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 62 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Khối l-ợng trụ: V=331.42x2=662.84 (m3 ) Sơ chọn hàm l-ợng cốt thép thân trụ : 120 kg/m3, hàm l-ợng thép móng trụ 80 kg/m3 Nên ta có : khối l-ợng cốt thép hai trụ : G=[0.12*87.92+0.08*192+0.1*51.5]*2= 62.12 T Xác định số cọc trụ T2 - Lực tính toán đ-ợc xác định theo công thức: Q Trong đó: i yi Qi Qi = Tải trọng tiêu chuẩn i yi : Hệ số điều chỉnh hệ số tải trọng - Hệ số tải trọng đ-ợc lấy theo bảng 3.4.1-2 (22TCN272-05) Do tĩnh tải Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên trụ 87m 87m m Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên trụ T1 - Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng áp lực gối : =87 m2 + Phản lực tĩnh tải nhịp DCnhịp = 1.25*(6.814+2*3.702)*87=1548.2 T + Phản lực tĩnh tải thân Mố DCtrụ = 1.25*293.11*2.5=915,97 T + Phản lực tĩnh tải lớp phủ lan can DW = 1.5*4.47 *87=583.33 T Do hoạt tải Do hoạt tải - Do tải trọng HL93 + ng-ời (LL + PL) LL = n.m .(1+ SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 IM ).(Pi yi )+ 1.75 100 63 (PL + WL) Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Trong đó: n : Số xe , n = m: Hệ số xe, m = IM : Lực xung kích (lực động ) xe, Theo 3.6.2.1.1 : Hệ số tải trọng, (1+ = 1.75 IM ) = 1.25, với IM = 25% 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ-ờng ảnh h-ởng : Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng + Tải trọng (LL): Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố theo chiều dọc +PL : Tải trọng ng-ời, KN/m2 Tải trọng ng-ời hành phân bố dọc cầu PL = (1.0*3) = KN/m=0.3T/m + Chiều dài tính toán nhịp L = 174 m + Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực sơ đồ xếp xe thể nh- sau: 1.2 m p=11T p=11T p=14.5T p=14.5T p=3.5T p=3.5T 4.3m 4.3m 15m 87m 4.3m 4.3m 87m 0.986 0.7780.72 0.901 0.95 0.83 Sơ đồ xếp tải lên đ-ờng ảnh h-ởng áp lực trụ T1 Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ-ợc phản lực gối hoạt tải tác dụng - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng ng-ời) LLHL-93K = 14.5 (1+0.95+0.778+0.72) + 3.5 (0.901+0.83) +87 (2x0.3+0.93) = =189.16 T - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.986) + 87 0.93 = 102.75 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 189.16 T - Khi xếp xe bất lợi ta có phản lực lên mố hoạt tải SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 64 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ LL = 1.75 1.25 [14.5 (1+0.95+0.778+0.72)+3.5 (0.901+0.83)]+1.75 87 (2x0.3+0.93) = =478.18 T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài PĐáy đài = 1548.2+ 915,97 + 583.33 + 478.18 =3525.68 T Xác định sức chịu tải cọc: Dự kiến chiều dài cọc : 30.00m +Theo vật liệu làm cọc: - Chọn cọc khoan nhồi BTCT đ-ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua lớp đất dính có góc ma sát ( sát f f )i lớp Sét pha có góc ma = 30 + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm2 + Cốt chịu lực 18 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm2 Xác định sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu : c = (m1 m2 Rb Fb + Ra Fa) PVL Trong : - : hệ số uốn dọc =1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, cọc đ-ợc nhồi bêtông theo ph-ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tích tiết diện cọc Fbt = 0,7850 m2 - Rn : C-ờng độ chịu nén bêtông cọc - Ra : C-ờng độ thép chịu lực - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực PVLc 0,85x0,7 x 0,130x SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 .1002 2,4 x88,36 65 733.37 (T) Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Theo đất Chỉ tiêu lớp đất Li (m) Zi (m) Ti (T/m2) Cát pha deo 5.5 2.75 3.45 Cát trung 3.8 7.4 6.2 Sét pha deo: B = 0.4 35.4 27 4.57 Sức chịu tải cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k m ( 1RiFb + U Trong đó: Ti Li) m - hệ số điều kiện làm việc cọc đất m = k - Hệ số đồng đất k = 0,7 U Chu vi tiết diện ngang cọc U = 3,14 m Ti - C-ờng độ tính toán lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m) - hệ số điều kiện làm việc đất d-ới mũi cọc =1 Ri - C-ờng độ chịu tải đất d-ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc 30 m) đất d-ới chân cọc sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 370 T/m2 - Hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc phụ thuộc vào ph-ơng pháp tạo lỗ = 0,7( tra bảng ) Pdnc = 0,7*[1*370*0,785 + 3,14*0,7(5.5*3.45+3.8*6.2+35.4*4.57)]= = 517.7 T Vậy P = Min (Pđ, Pvl) = 517.7 (T) Xác định số l-ợng cọc khoan nhồi cho trụ T2 Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn c-ờng độ I là: RĐáy đài = 3266.3 T Các cọc đ-ợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3d (d : Đ-ờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : Vậy số l-ợng cọc sơ : nc = SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 3266.3 R = 1.5x =9.5 (cọc) P 517.7 66 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Với Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang mômen =1.5 300.0 800.0 300.0 100.0 Dùng 12 cọc khoan nhồi m bố trí hình vẽ 105.0 330.0 330.0 330.0 105.0 Hình 4.23 Mặt móng trụT1 5.Lập tổng mức đầu tTổng mức đầu t phơng án III Khối Đơn giá Thành tiền lợng 1000 đ 1000 đ Tổng mức đầu t pa III A+B+C 47,075,205.24 Giá trị dự toán xây lắp I+II+III 41,097,401.40 TT Hạng mục công trình A Đơn vị Kết cấu phần I T 966.37 25,000 24,159,250.00 m3 170.95 2,000 341,900.00 Bêtông át phan mặt cầu m3 327 2,200 719,400.00 Gối cầu thép Cái 12 5,000 60,000.00 Khe co giãn m 53.6 2,000 107,200.00 Lớp phòng nớc m2 2,952 120 354,240.00 Hệ thống chiếu sáng Cột 14 14,000 196,000.00 ống thoát nớc Cái 20 150 3,000.00 Ba nhịp giàn thép Bêtông lan can,gờ chắn TổngI 25,940,990.00 Kết cấu phần dới II Bê tông mố m3 679.99 2000 491,024.00 Cốt thép mố T 54.399 15,000 392,800.00 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 67 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Bê tông trụ m3 662.84 2,000 586,220.00 Cốt thép trụ T 62.12 15,000 423,440.00 Cọc khoan nhồi D100 m 1120 8,500 9,520,000.00 Công trình phụ trợ % 20 34,000 6,800.00 TổngII 11,420,284.00 I+II 37,361,274.00 III Xây lắp khác(%) % 10% 3,736,127.40 A=I+II+III B, 41,097,401.40 Chi phí khác(%) 10% Khảo sát thiết kế,QLDA % Đền bù , giải phóng mặt % Rà phá bom mìn 3,736,127.40 % Tổng B 3,736,127.40 A+B 44,833,528.80 C, Chi phí dự phòng(%) D Chỉ tiêu toàn m2 cầu SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 I+II % A+B 2,241,676.44 15683.89313 68 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ Ch-ơng V So sánh lựa chọn ph-ơng án 5.1 Ph-ơng án cầu liên tục +nhịp dẫn Ưu điểm + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố + V-ợt đ-ợc nhịp lớn + Không cần mặt thi công rộng đúc hẫng chỗ + Kết cấu đại, có ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật, phù hợp với công nghệ thi công nh- phù hợp với xu phát triển ngành cầu, đảm bảo giao thông thuỷ tốt, mặt cầu thông thoáng + Khắc phục đ-ợc nh-ợc điểm cầu thép Cầu BTCT bảo d-ỡng nhiều so với cầu thép + Mặt cầu thông thoáng + khe biến dạng, đ-ờng xe chạy đ-ờng cong trơn nên xe chạy êm thuận + Tận dụng vật liệu địa ph-ơng Nh-ợc điểm + Kết cấu hệ siêu tĩnh nên xuất ứng xuất phụ lún không đều,do nhiệt độ,từ biến + Thời gian thi công lâu + Dùng vật liệu bêtông nên trọng l-ợng thân lớn + Thi công phức tạp + Phải nhập ngoại số cấu kiện đặc chủng: Cáp ƯST, gối cầu + Tốn t-ơng đối phức tạp chuẩn bị hệ đà giáo đúc đoạn sát trụ 5.2 Ph-ơng án cầu liên tục nhịp Ưu điểm + Tiết diện dầm hộp nên độ cứng chống xoắn lớn, bị ảnh h-ởng xung kích hoạt tải, tiếng ồn nhỏ, dao động + Có trụ sông, ảnh h-ởng đến chế độ thuỷ văn dòng sông thông thuyền sông SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 69 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố + Không cần mặt thi công rộng đúc hẫng chỗ + V-ợt đ-ợc nhịp lớn, có ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật + Kết cấu đại, phù hợp với công nghệ thi công nay, phù hợp với xu phát triển ngành cầu, đảm bảo giao thông đ-ờng thuỷ tốt + Khắc phục đ-ợc nh-ợc điểm cầu thép Cầu BTCT bảo d-ỡng nhiều so với cầu thép + khe biến dạng, đ-ờng xe chạy đ-ờng cong trơn nên xe chạy êm thuận + Tận dụng vật liệu địa ph-ơng Nh-ợc điểm + Kết cấu hệ siêu tĩnh nên xuất ứng xuất phụ lún không đều, nhiệt độ, từ biến + Dùng vật liệu bêtông nên trọng l-ợng thân lớn + Thi công phức tạp + Phải nhập ngoại số cấu kiện đặc chủng: Cáp ƯST, gối cầu + Tốn t-ơng đối phức tạp chuẩn bị hệ đà giáo đúc đoạn dầm đầu mố sát 5.3 Ph-ơng án cầu giàn thép giản đơn Ưu điểm + Kết cấu chế tạo gần nh- hoàn toàn công x-ởng nên thời gian thi công rút ngắn, chất l-ợng cấu kiện đ-ợc đảm bảo + Vật liệu sử dụng : Thép loại vật liệu có ứng suất chịu lực cao nên v-ợt đ-ợc độ lớn trọng l-ợng kết cấu nhẹ => Giảm khối l-ợng vật liệu cho mố, trụ nh- toàn cầu + Công nghệ thi công lao kéo dọc công nghệ quen thuộc với công nhân Việt Nam nên việc thi công có nhiều thuận lợi + Việc tháo lắp cấu kiện thép t-ơng đối dễ dàng công tác thay sửa chữa sau có thuận lợi + Thi công không đòi hỏi nhiều thiết bị thi công phức tạp + Do vật liệu thép nhẹ đồng nhất, khả làm việc chịu nén chịu kéo nh- nhau, khả v-ợt đ-ợc nhịp lớn SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 70 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ +Có thể định hình hoá cấu kiện sản xuất hàng loạt nhà máy Nh-ợc điểm - Vì thép dễ bị môi tr-ờng xâm thực, dễ bị rỉ ăn mòn nên đòi hỏi công tác tu, bảo d-ỡng th-ờng xuyên, khó khăn tốn trình khai thác - Nhiều khe biến dạng gây lực xung kích lớn,xe chạy không êm thuận - Tốn vật liệu giá thành cao cầu BTCT - Thép phải nhập ngoại n-ớc ch-a đáp ứng đ-ợc yêu cầu - Kém khai thác, gây ồn - Kết cấu siêu tĩnh chịu ảnh h-ởng tác dụng nhiệt, lún không mố trụ 5.4 Lựa chọn ph-ơng án kiến nghị Qua so sánh, phân tích -u, nh-ợc điểm, tiêu kinh tế kỹ thuật ph-ơng án Xét lực, trình độ công nghệ, khả vật t- thiết bị đơn vị xây lắp n-ớc, nhằm nâng cao trình độ, tiếp cận với công nghệ thiết kế thi công tiên tiến, đáp ứng t-ơng lai phát triển khu kinh tế.Cảnh quan kiến trúc xung quanh.Nhận they ph-ơng án hợp lý.Cầu thi công theo công nghệ đúc hẫng cân công nghệ phổ biến nay.Do tận dụng tốt kinh nghiệm nhà thầu n-ớc Kiến nghị: Xây dựng cầu Trà Lý theo ph-ơng án Cầu liên tục nhịp liên tục+nhịp dẫn : 33+55+85+55+33 m có tíêt diện với chiều cao thay đổi.Tổng chiều dài toàn cầu 259.8 m Vị trí xây dựng Lý trình: Km 0+00 đến Km 0+270 Quy mô tiêu chuẩn Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 60m, H = 9m Khổ cầu: B= 8.0 + 2x1.0 m Tải trọng: xe HL93 ng-ời 300 kg/cm2 Tần suất lũ thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-272.05 Bộ GTVT SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 71 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Sơ Bộ MụC LụC SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 72 Lớp : XD 903 [...]... 0.665 Kết luận :Hệ số phân phối mômen khống chế lấy :0.627 3.Hệ số phân phối lực cắt : 3.1.Tính hệ số phân phối lực cắt cho dầm trong : a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe : mg VSI =0.36+ S =0.66 7600 b.Tr-ờng hợp xếp 2 làn xe : SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 94 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái mg VMI =0.2+ Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật s s 2 ( ) =0.792 3600 10700 3.2.Tính hệ số phân phối... Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.Tính hệ số phân phối mômen : dầm ngoài S dầm ngoài dầm trong 2.1.Tính hệ số phân phối mômen cho dầm trong (theo ph-ơng pháp gần đúng): a.Tr-ờng hợp 1 làn xe : mg MSI 0.06 ( S 0.4 S 0.3 K g 0.1 ) ( ) ( 3) 4300 L Lt s Trong đó: - S :khoảng cách giữa 2 dầm chủ=2300mm -L :chiều dài tính toán của nhịp=32400mm -t s :chiều dày tính toán của bản mặt cầu= 185mm Kg n= n(... Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật TNH TON DM CH TIT DIN NGUYấN CNG SAU mặt cắt ngang cầu 1 2 mặt 1 2 mặt cắt ?A GI NH?P cắt gối 1150 50 1050 50 50 50 230 230 230 230 86.5 50 170 20 A 50 115 a b A c d 115 e 16500 L/2 1700 GốI 1500 1000 200 600 300 1500 1000 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 87 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật MC L/2 2300... toán của nhịp=32400mm -t s :chiều dày tính toán của bản mặt cầu= 185mm Kg n= n( I g Eb Ed Aeg2 ) 1 - Eb :Môđun đàn hồi của vật liệu làm dầm - E d :Môđun đàn hồi của vật liệu làm bản mặt cầu - I g :Mômen quán tính của dầm không liên hợp - eg :khoảng cách giữa trọng tâm dầm và trọng tâm bản mặt cầu -A:Diện tích dầm chủ Thay vào : K g =1x(2.07842x10 11 +502.8 2 x905484)=4.3675x10 11 mg SIM =0.439 b.Tr-ờng... 0.4131 Kết luận :Hệ số phân phối lực cắt khống chế lấy :0.792 4.Nội lực do hoạt tải (không có hệ số): 4.1 Tại MC Gối: a.Nội lực do mômen : M gối =0 b.Nội lực do lực cắt : Vgối 110 110 1.2m 4.3m 145 gối qn=3Kn/m 4.3m 145 l/8 35 l/4 3l/8 ql=9.3Kn/m l/2 L=32400 dah vGối y1 y2 y3 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 y4 95 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật... QDC p1 SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 p2 103 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Trong đó : Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 1 D R I P1 :hệ số tĩnh tải không kể lớp phủ =1.25 P2 :hệ số tĩnh tải do lớp phủ =1.5 mg:hệ số phân phối ngang mgng; hê Số phân phối ngang của ng-ời=1.06 a.Tại mặt cắt L/2: Ml / 2 1.25x (2915.26 826.04) 1.5x 276.58 0.627(1.75x1.25x 2246.2 1.75x1220.346) 1.06... thép SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 84 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật + Để tính ứng suất kéo fS trong cốt thép ta ding mômen trong trạng thái GHSD là M với = 1 M = MDC + MDW + 1.25 MLL + MPL ( theo TTSD1) -Các hệ số 1 2 = 1) -Môđun đàn hồi của bêtông: Ec = 0.043 c c 1.5 f 'c = 2400 kg/ m3 fc = 50 MPa Ec = 35744 MPa ES = 200 000 MPa n= ES / Ec... 6.1.077(45 34.7)2 + 6.1.205(152- 34.7)2 ICT = 141947.14 mm4 Vậy ta có : fS = n M 21062 x(152-34.7) = 104.5 MPa y = 6x 141947.14 I Kết luận: fS < fSa =0.6 fy = 240 MPa đạt SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 85 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật b Theo mômen âm : 0,5bx2 = n AS(d x) + n AS (d x ) 0,5 bx2 = 6 1.205(45 x ) + 6 1.077(132 x ) 0,5 bx2 = 325.35... làn xe : mg MI M =0.075+ ( S 0.6 S 0.2 Kg 0.1 ) ( ) ( 3 ) =0.627 2900 L Lt s SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 93 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 2.2.Tính hệ số phân phối mômen cho dầm ngoài: a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe (tính theo ph-ơng pháp đòn bẩy): 600 1800 500 850 1150 2300 dahal dc 1 y1 Ta tính đ-ợc :y 1 =0.58 y 2 =0 mg SE M =m L ( Y1 Y2 ) =0.35... Sơ đồ : Chiều cao có hiệu lực của bản mặt cầu Chiều dầy bản Hb = 200 mm , lớp bảo vệ = 15 mm hf = 200-15 = 185 mm Sơ bộ chọn dd-ơng =d = hf = 185 25-16/2 = 152 mm dâm= d, =hf = 185 45-16/2 = 132mm bêtông có fc = 50 MPa , cốt thép có fy = 400 MPa SVTH : Nguyễn Quang H-ng MSV:091351 83 Lớp : XD 903 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S Phạm Văn Thái Thuyết Minh Thiết Kế Kỹ thuật 4.1 Sơ bộ chọn diện tích cốt thép: