Thiết kế cầu qua sông a

Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Phần I thiết kế sở **************** SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Ch-ơng I Giới thiệu chung 1.1 Vị trí xây dựng cầu : Cầu A bắc qua sông Thái Bình thuộc tỉnh Thái Bình.Cầu dự kiến đ-ợc xây dựng Km X quốc lộ 10 Căn định số 538/CP-CN ngày 19/4/2004 Thủ T-ớng Chính phủ, cho phép đầu t- dự án đ-ờng kéo dài sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hà Nội, Ban QLDA hạ tầng tả ngạn giao nhiệm vụ cho tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT lập thiết kế kỹ thuật, tổng dự toán dự án 1.2 Căn lập thiết kế - Nghị định số NĐ-CP Chính phủ quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình - Nghị định số NĐ-CP ngày Chính phủ quản lý chất l-ợng công trình xây dựng - Quyết định số QĐ-TT ngàythángnămg Thủ t-ớng Chính phủ việc phê duyệt quy hoạch chung - Văn số/CP-CN Thủ t-ớng phủ việc thông qua mặt công tác nghiên cứu khả thi dự án - Hợp đồng kinh tế số Ngàythángnămgiữa ban quản lý dự án hạ tầng tả ngạn với Tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT việc lập thiết kế kỹ thuật tổng dự toán Dự án xây dựng đ-ờng kéo dài Một số văn liên quan khác 1.3 hệ thống quy trình quy phạm áp dụng - Quy trình khảo sát đ-ờng ô tô 22TCN 263- 2000 - Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000 - Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi khả thi dự án xây dựng dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000 - Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83 - Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Quy phạm thiết kế áo đ-ờng mềm 22TCN211-93 - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2000 - Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo bê công trình xây dựng dân dụng 20 TCN95-83 SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Ch-ơng II Đặc điểm vị trí xây dựng cầu 2.1 Điều kiện địa hình Vị trí xây dựng cầu A thuộc tỉnh Thái Bình phía th-ợng l-u sông TB Do vị trí xây dựng cầu nằm vúng đồng nên hai bờ sông có bãi rộng mức n-ớc thấp,lòng sông t-ơng đối phẳng ,địa chất ổn định có t-ợng xói lở.Hình dạng chung mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h-ớng sâu dần bờ bên trái 2.2 Điều kiện địa chất 2.2.1 Điều kiện địa chất công trình Căn tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình kết thí nghiệm phòng, địa tầng khu vực tuyến qua theo thứ tự từ xuống d-ới bao gồm lớp nh- sau Lớp số 1: Cát hạt nhỏ Lớp số : Sét pha dẻo cứng Lớp số 3: Cát cuội sỏi Lớp số : Đá granit 2.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn Mức n-ớc cao HCN= +4.75m Mực n-ớc thấp HTN =-1.2m Mực n-ớc thông thuyền HTT = +2.5m Sông thông thuyền trôi Khổ thông thuyền cấp III(50x7m) Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Ch-ơng III Thiết kế cầu tuyến 3.1.Lựa chọn tiêu chuẩn kỹ thuật quy mô công trình 3.1.1 Quy mô công trình Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép 3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 3.1.2.1 Quy trình thiết kế Công tác thiết kế dựa tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 Bộ GTVT ban hành năm 2005 Ngoài tham khảo quy trình, tài liệu: - Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79 - AASHTO LRFD (1998) Quy trình thiết kế cầu Hiệp hội đ-ờng ô tô liên bang quan giao thông Hoa kỳ Các quy trình tiêu chuẩn liên quan 3.1.2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật - Cấp kỹ thuật V > 80Km/h - Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93, ng-ời 0,3T/m2 - Khổ cầu đ-ợc thiết kế cho xe ô tô ng-ời K = + 1.5 =11m Tổng bề rộng mặt cầu kể lan can giải phân cách: B = 11 + 2x0.5+2x0.25 = 12.5m - Khổ thông thuyền cấp III, B = 50m H = 7m 3.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 3.2.1 Lựa chọn kết cấu 3.2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn - Thoả mãn yêu cầu kỹ thuật - Phù hợp với công nghệ thi công có - Phù hợp với cảnh quan khu vực - Không gây ảnh h-ởng tới đê sông TB - Thuận tiện thi công thời gian thi công nhanh - Hợp lý kinh tế - Thuận tiện khai thác, tu bảo d SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở 3.2.1.2 Lựa chọn nhịp cầu Các sơ đồ nhịp đ-a nghiên cứu gồm: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Ph-ơng án kết cấu cầu giàn thép 3.2.1.3 Lựa chọn nhịp cầu dẫn Kiến nghị sử dụng kết cấu dầm đơn giản : Chiều dài nhịp 33.0m, MCN cầu rộng 12,5m bao gồm dầm tiết diện chữ T chiều cao dầm 1.8 m, khoảng cách dầm 2,4m Bản mặt cầu đổ chỗ dày 20cm Loại kết cầu có nhiều -u đỉêm nh-: Công nghệ thi công đơn giản, dễ đảm bảo chất l-ợng, tận dụng đ-ợc công nghệ thi công thiết bị có n-ớc, giá thành rẻ, thời gian thi công nhanh 3.2.1.4 Giải pháp móng Căn vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp quy mô mặt cắt ngang cầu, kiến nghị dùng ph-ơng án móng cho phần cầu cầu dẫn nh- sau: Phần cầu chính: Dùng móng cọc khoan nhồi D1,2m Phần cầu dẫn: Dùng móng cọc khoang nhồi D1,2m 3.3 Ph-ơng án I: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+nhịp dẫn 3.3.1 Ph-ơng án kết cấu Sơ đồ nhịp: (3x33+65+100+65+33x3)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 444m Nhịp gồm nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (65+100+65) chiều dài nhịp 100 m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi L1 L2 L1 Lv t1 t3 t2 B Hình 3.1.Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm + Chiều cao dầm vị trí trụ Hp = (1/16-1/ 20)L = (6.25 5.0), chọn SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Hp = 5.70(m) + Chiều cao dầm vị trí nhịp mố h = (1/30-1/40)L =(3.33 -2.5), chọn h = 2,70(m) + Khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=12.5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 12.5/2 =6.25 (m).chọn L2=6.25 m + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.7- 3.1), chọn L1 = 2.8 (m) + Chiều dầy nhịp chọn t1 = 250(mm) + Chiều dầy mép cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm) + Chiều dầy điểm giao với s-ờn hộp t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chọn t3 = 500(mm) + Chiều dài vút thuờng lấy Lv = 1,5(m) + Chiều dầy s-ờn dầm chọn 500 (mm) + Bản biên d-ới gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chọn 900 mm + Bản biên d-ới nhịp lấy 300(mm) -Với kích th-ớc đo chọn khổ cầu ta sơ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ: mặt cắt ngang cầu TL 1:100 2% 2% Hình 3.2.Tiết diện dầm hộp Kết cấu cầu đối xứng bên gồm 1cầu dẫn nhịp 33 m -Chiều rộng cánh dầm 2.4m -Chiều dày mặt cầu 20 cm -Chiều cao dầm 1.65 m -Chiều dày s-ờn dầm 20 cm -Khoảng vát 20x20 cm SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Hình 3.3 Mặt cắt dầm dẫn Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 2.0m-1.6m t-ơng ứng theo ph-ơng dọc cầu và6mtheo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1.75m Bệ móng cao 3.3m, rộng 9.6m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D120cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12m Dùng cọc khoan nhồi D120cm 3.4 Ph-ơng án II: 3.4.1 Ph-ơng án kết cấu Ph-ơng án cầu dầm liên tục BTƯST thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp gồm nhịp : (63+90+115+90+63)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 435m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi B t2 L1 L2 L1 t3 t1 Lv Hình 3.4 Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở + Chiều cao dầm vị trí trụ Hp = (1/16 1/ 20)L = (6.25 - 5), chọn Hp = 5.70(m) + Chiều cao dầm vị trí nhịp mố h = (1/30 1/40)L =(3.33 -2.5), chọn h = 2.70(m) + Khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=12.5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 12.5/2 =6.25 (m).chọn L2=6.25 m + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.8- 3.1), chọn L1 = 2.8(m) + Chiều dầy nhịp chọn t1 = 250(mm) + Chiều dầy mép cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm) + Chiều dầy điểm giao với s-ờn hộp t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chọn t3 = 500(mm) + Chiều dài vút thuờng lấy Lv = 1,5(m) + Chiều dầy s-ờn dầm chọn 500 (mm) + Bản biên d-ới gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chọn 900 mm + Bản biên d-ới nhịp lấy 300(mm) -Với kích th-ớc đo chọn khổ cầu ta sơ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ: 2% 2% Hình 3.5 Tiết diện dầm hộp Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 3.5 m theo ph-ơng dọc cầu và8 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R =1.75 m Bệ móng cao 2.5m, rộng 9.6m theo ph-ơng dọc cầu, 12m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D120cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12m SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở Dùng cọc khoan nhồi D120cm 3.5 Ph-ơng án III: Cầu giàn thép 3.5.1 Ph-ơng án kết cấu Sơ đồ bố trí nhịp : (5x83 m );Tổng chiều dài toàn cầu tính đến đuôi hai mố L =422.6m Chọn sơ đồ dàn chủ loại dàn thuộc hệ tĩnh định, có biên song song, có đ-ờng xe chạy d-ới Từ yêu cầu thiết kế phần xe chạy m nên ta chọn khoảng cách hai tim dàn chủ 8.3m Chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chọn sơ theo kinh nghiệm với biên song 1 lnhip 10 song: h 1 83 (13.83 8.3)m h > H + hdng + hmc + hcc 10 + Chiều cao tĩnh không cầu : H = 4.5 m + Chiều cao dầm ngang: hdng B 12 (1,71 1,0)m chọn hdng=1,2 m + Chiều dày mặt cầu chọn: hmc = 0,2m + Chiều cao cổng cầu: hcc=1,65m Chiều cao cầu tối thiểu là: h > 4.5 + 1,2 + 0,2 + 1.65 = 7.55m Chiều dài khoang d=(0.6-0.8)h =(6-8.3)m chọn d=8.3 m Chọn chiều cao dàn cho góc nghiêng dàn so với ph-ơng ngang 450 600 , hợp lý 500 530 Chọn h = 10m 510 hợp lý Cấu tạo hệ dầm mặt cầu: Chọn dầm dọc đặt cách 1.60 m Chiều cao dầm dọc sơ chọn theo kinh nghiệm : hdd 1 d 10 15 0,8 0,5m chọn hdd = 0,5m Bản xe chạy kê tự lên dầm dọc Đ-ờng ng-ời bố trí bên dàn chủ Cấu tạo hệ liên kết gồm có liên kết dọc trên, dọc d-ới, hệ liên kết ngang SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế sở 950 900 280 290 1000 50 150 15 75 400 80 400 640 150 15 50 50 215 Hình 3.6 Cấu tạo hệ dầm mặt cầu Câu tạo mặt cầu Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Kết cấu phần - Kết cấu nhịp : Gồm nhịp dài 83m.với chiều cao dàn 10m.góc nghiêng xiên 51 o Chiều dài khoang 8.3m - Kết cấu cầu đối xứng hai bên Cấu tạo trụ: Dùng trụ Thân cột rộng 2.5m Bệ móng cao 2.5m, rộng 6.0m theo ph-ơng dọc cầu, 13.2m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D120cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12 m Dùng cọc khoan nhồi D120cm Các ph-ơng án bố trí chung cầu dùng để so sánh, thực bảng sau: Ph-ơng Thông án thuyền Khổ cầu Sơ đồ L ( m) Nhịp I 50 8+2 1.5 3x33+65+100+65+33x3 438 Cầu dầm liên tục BTCTDƯL+nhịp dẫn II 50 8+2 1.5 63+90+115+90+63 435 Cầu liên tục BT DUL III 50 8+2 1.5 5x83 429 Cầu giàn thép SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 10 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Giải ph-ơng trình ta đơ-ợc: t =2.925m Chọn t = m Vậy chiều dài cọc ván :L =3+2.5+6.43+0.5=12.43 m=> chọn L=13 m b) tính toán c-ờng độ cọc ván : Thời điểm tính sau đổ bê tông bịt đáy hút hết n-ớc hố móng Lúc ta tính cọc ván coi nh- dầm đơn giản kê gối O, A, tải trọng tác dụng nhhình vẽ, tính cho 1m chiều rộng (vị trí điểm O nằm cách mặt lớp bê tông bịt đáy 0,5m phía d-ới) q 2=3.696 q 1=6.93 o A L=5.33 Ta có: -áp lực ngang n-ớc : -áp lực đất chủ động : L1=6.93 Pn = n l = 1x6.93= 6.93 (t/m) qd = dn l1 a =1.6x6.93x1/3=3.696(t/m) Tại vị trí X đó, mômen đạt giá trị max Ta tìm vị trí X Qui đổi qn qd ta đ-ợc q=9.982 T/m Mômen O : M0 = RA6.93 - q.6.93.6.93 => RA = 11.529 T 2.3 Mômen A : M0 = R06.93 - q.6.93.2.6.93 => R0 = 23.058 T 2.3 Lấy mômen X : x 6.93 x x2 6.93 x Mmax=R0.x.x .q (q q) 6.93 6.93 =0.24x3-4.989 x2+23.058x (1) Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm mômen d MX dx 0.72 x2-9.978 x+23.058=0 Giải ph-ơng trình ta có: SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 175 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công x = 2.93 x = 10.9(loại) Chọn x = 2.93 làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=30.766Tm Từ điều kiện W M max Trong đó: - [ ] ứng suất cho phép thép cọc ván: [ ]=1900 kg/cm2 30.766x105 =1619.26 cm3 1900 Ta chọn cọc ván hình máng SNG sản xuất có : W > 1619.26 cm3 W 86.5 60 51 74 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu : PZ 40 400 III.6 Bơm hút n-ớc Do có cọc ván thép bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trình thi công, cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc lại hố móng Dùng hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng III.7 Thi công đài cọc Tr-ớc thi công đài cọc cần thực công việc có tính bắt buộc nghiệm thu cọc, xem xét nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông cốt thép cọc Tiến hành đập đầu cọc Dọn dẹp vệ sinh hố móng Lắp dựng ván khuôn bố trí l-ới cốt thép Tiến hành đổ bê tông ống đổ Bảo dưỡng bê tông đủ fC tháo dỡ ván khuôn SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 176 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công iv Thi công trụ Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: iv.1 Yêu cầu thi công Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế trụ đặc bê tông toàn khối, công tác chủ yếu thi công trụ công tác bê tông cốt thép ván khuôn Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép Ván khuôn đ-ợc chế tạo khối nhỏ nhà máy đ-ợc vận chuyển vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn Công tác bê tông đ-ợc thực máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m IV.2 Trình tự thi công nh- sau: Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau Đổ bê tông thành lớp dầy 40cm, đầm vị trí cách không 1.75R, thời gian đầm 50 giây vị trí, thấy n-ớc ximăng lên đ-ợc.Yêu cầu đầm phải cắm sâu vào lớp cũ -5cm, đổ đầm liên tục thời gian lớn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh t-ợng phân tầng Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ đổ bê tông t-ới n-ớc, trời mát t-ới 3-4 lần/ngày, trời nóng t-ới nhiều Khi thi công gặp trời m-a phải có biện pháp che chắn Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng IV.3 tính ván khuôn trụ: SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 177 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kích th-ớc a b h = 12 9.6 2.5 (m) áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: 12 9.6 = 115.2m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: 4Q 40 h 1.388(m) 0.75(m) F 115.2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nên q = R 2.4 0.75 10 1800Kg / m 750 1388 638 + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 0.638 400 1.388 1713.68(kg / m ) qtc= 1.388 qtt =1.3 1713.68=2227.78 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: ván khuôn bệ trụ 3x20 12x14 12x14 50 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 150 SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 150 Lớp XD 903 178 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất: ql 2227.78 0.52 55.69 kg.m 10 10 Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dày = (cm) Ru = 130 (kg/cm2) Kiểm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max Ru W Mmax= Với W => 0.032 =0,00015 (m3) 6 55.69 = = 371266.67 (kg/m2) =37.13 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.00015 b => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= qtc l 127EJ l 250 Trong : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 100000 (kg/cm2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=17.14 (kg/cm) J 50 17.14 504 =0.037 cm < = 0.2 cm 127 10 225 250 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng => f = IV.3.1.2 Tính nẹp ngang Nẹp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 179 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang qnẹp ngang = qván đứng 0.5 =2227.78 0.5 = 1113.89 kg/m Sơ đồ tính: Mômen lớn nẹp ngang: ql 1113.89 1.52 250.6kgm 10 10 Chọn nẹp ngang kích th-ớc (12 14cm) M max h 12 142 392cm 6 Kiểm tra ứng suất: M 25060 63.93kg / cm W 392 Duyệt độ võng: W f q.l 24 128.E.J J b.h3 12 2744cm qvtc l1 1714 0.5 857kG / m =8.57 Kg/cm qvong f 12 143 12 130kg / cm q.l24 128.E.J 8.57 1504 128 100000 2744 150 400 0.123cm 0,375cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Ptt= q nep ngang l2 1113.89 1.5 1670.83 (kg) Sơ đồ tính toán: 12 P 50 50 14 Mômen M max P.l 1670.83 1.0 SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 278.47Kgm Lớp XD 903 180 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Chọn nẹp đứng kích th-ớc (12 W h Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 14) cm 12 142 392cm 12 143 12 2744cm Kiểm tra ứng suất: M 27847 71.03 130kg / cm W 392 Duyệt độ võng: f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong qntc l2 857 1.5 1285.5kG / m =12.855Kg/cm q.l 12.855 1003 f 0,00104cm 48.E.J 48 100000 2744 Kết luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực 100 400 0,25cm IV.3.1.4 Tính căng:S Tải tác dụng: p = 2227.78Kg/m Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng căng: S = p.c = 2227.78x1.5=3341.67 kg Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu S 3341.67 F 1.758cm R 1900 Dùng căng 16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) 750 Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn Diện tích mặt cắt trụ: F 6x3 3.14x1.52 25.065m2 Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h đầm dùi có bán kính ảnh h-ởng R=0,75m SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 2393 1643 181 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Chiều cao bê tông đổ 4h 4Q 15 h 2.393(m) F 25.065 + áp lực bê tông t-ơi h 0,75 q1 2.4 0.75 103 1800kg / m + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 1.643 400 2.393 tc 1917.93(kg / m ) q = 2.393 tt q =1.3 1917.93=2493.31 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: ván khuôn thân trụ 14x14 12x12 50 3x20 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 125 125 a Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố q = 2493.31 Kg/m có gối nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn ván ql 2493.31 0.52 62.33Kgm 10 10 Chọn ván đứng có tiết diện 20 cm - Mômen chống uốn: M max SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 182 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 0.032 =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 6 - Mô men quán tính: b W b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - Kiểm tra c-ờng độ 6233 => = = 41.55 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 00,00015.E J - Kiểm tra độ võng: qtcl 19.18 504 0.042cm 127EJ 127 105 225 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=19.18 (kg/cm) l 50 [f] 0.125cm 400 400 f 0.042cm [ f ] 0.125cm f b Tính nẹp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 Sơ đồ tính toán: 2493.31 = 1246.65 Kg/m 125 125 - Chọn nẹp ngang kích th-ớc 12 W 12 12 12 có 288cm b.h 12 123 J 1728cm 12 12 - Mômen uốn nẹp lớn là: ql2 1246.65 1.252 244.34 Kgm 24434 kgcm 10 10 - Kiểm tra ứng suất: M 24434 84.84kg / cm 130kg / cm W 288 - Duyệt độ võng: M max q.l 24 128.E.J qvong qvtc l1 1917.93 f SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 0.5 958.96kG / m =9.589Kg/cm Lớp XD 903 183 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công q.l24 9.589 1404 140 0.166cm 0,35cm 128.E.J 128 100000 1728 400 Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực c Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống qtt= qnepngang l2 1246.65 1.4 1745.31(kg) f Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kích th-ớc 14 W 14 142 14 (cm) 457.3cm - Mômen 1745.31 1.0 290.88Kgm =29088 kg.cm M 29088 Kiểm tra ứng suất: 63.6 130kg / cm W 457.3 - Duyệt độ võng: M max P.l f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong 14 143 12 qntc l2 3201.3cm 958.9 1.4 1342.46kG / m =13.4246 Kg/cm q.l 13.4246 1403 48.E.J 48 100000 3201.3 Kết luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực d Tính căng: S = P.C Với P = 2493.31 Kg/m C = 1.4 m Có S =2493.31 x 1.4 =3490.6 Kg Diện tích căng cần thiết S 3490.6 F 1.837cm R 1900 Chọn căng 16 có f = 2.01 cm2 f 0,00239cm 100 400 0,25cm IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành l-ợc áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 184 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.4T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx pd ) 1.3 0.5 (1.8 0.4) 1.3 0.5 1.43 (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: qvtt D 1430 2010(Kg) 2 Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: T Kiểm tr a theo công thức: Rk F Trong đó: F: diện tích giảm yếu tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm2 T 2010 => F= b 20.1cm Rk 100 T Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 12=48cm2 v Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân đối xứng v.1 Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng thi công kết cấu nhịp đốt đối xứng qua trụ Các đốt dầm đ-ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành sớm bê tông non nên dễ gây cố ảnh h-ởng từ biến co ngót lớn Công nghệ thi công hẫng có -u điểm sử dụng dàn giáo, thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên hình hộp, chữ nhật v.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công đúc hẫng khối đúc đỉnh trụ, tải trọng tác động lên bên cánh hẫng không đ-ợc đặt đối xứng gây ổn định, kết cấu có xu h-ớng lập quanh tim trụ theo ph-ơng dọc cầu Chính thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng suốt trình thi công d-ới tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Biện pháp thực neo tạm cánh hẫng vào thân trụ thi công PC bar, cốt thép c-ờng độ cao, đ-ợc đặt sẵn thân trụ Cần phải tính toán neo tạm sở cân mômen điểm tất lực tác dụng lên cánh hẫng Điều kiện tổng mômen giữ neo phải lớn tổng mômen lật tải trọng gây Khi thi công đốt đúc K0 trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ Các neo tạm đ-ợc cắt bỏ sau thi công hợp long SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 185 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Tình tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công đúc đốt hẫng cuối K8, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông -ớt K8 bên cánh hẫng bị rơi Các tải trọng đặt không cân cánh hẫng + Tải trọng xe đúc đặt bên cánh hẫng P1=600KN + Tải trọng thiết bị P2=200KN đặt đầu cánh hẫng + Tải trọng gió bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m 2, với bề rộng cầu 12.5m tải trọng gió phân bố mét dài cầu 7.2KN/m Tất tải trọng tác dụng thẳng đứng cân lên cánh hẫng trụ đ-ợc quy lực đứng qua tâm trụ, tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bên cánh hẫng đ-ợc quy lực đứng mômen đặc tr-ng cho tải trọng lệch tâm Xe đúc sơ đồ bố trí P=600KN M=200KNmK13K12K11K10K9K8K7 K6 K4 K3 K2 K1 K0 K5 tải trọng tập trung thiết bị P= 200KN Xe đúc tải trọng P=600KN K0 K1 K2 K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K13 M=200KNm Tải trọng gió = 0.6KN/m2=7.2KN/m STT Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trình thi công Bảng thành phần lực Các lực gây lật Kí hiệu Lực đứng Cánh tay đòn x(m) Pz (KN) Tải trọng xe đúc bên cánh hẫng Lực tập trung thiết bị Tải trọng gió bên cánh hẫng Tổng Mgây lật = Mngoại lực P1 P2 P3 600 200 -352.8 1152.8 49 49 -24.5 Mômen Mx (KNm) 29400 9800 8643.6 47843.6 47843.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng thép c-ờng độ cao với đặc tr-ng nh- sau: + Đ-ờng kính DƯL : 32 mm + Khối l-ợng danh định thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C-ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + Độ dãn dài tối thiểu: 5% + Độ tự chùng tối đa: 1.5% Số thép dự kiến ( tính cộng cho phía ): nps = 24 Các phụ kiện kèm theo DƯL gồm có: + Bản đệm neo thép kích th-ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu + Cút nối DƯL SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 186 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công Khi sử dụng thép DƯL cần l-u ý: + Không đựơc hàn DƯL để chạm mát hàn + Không đ-ợc va chạm mạnh vào gây nứt vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ ăn mòn + Chỉ thiết kế DƯL chịu kéo Bố trí thép DƯL: MC MC A-A B-B B A Chi tiet "A" I I I I Chi tiet "B" Chi ti?t "D" Thanh DUL ỉ32 1S Thanh DUL ỉ32 1L Chi tiet "C" B A MC I-I 5000 1500 1000 500 10 11 12 1000 1000 13 14 15 16 19 20 21 22 500 17 18 23 24 3000 1000 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Kiểm tra khả giữ ổn định cánh hẫng DƯL + Khả chống lật DƯL đ-ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả chịu kéo DƯL 32 d2 3.14 0.0322 f 1035 103 832( KN ) 4 y : khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên P phải y = 0.3 = 2.7 (m) SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 187 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp + Khả chống lật : Mchống lật = 832 2.7 SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 24 = 53913.6 (KN) > Mgâylật = 47843.6 (KN) => Đạt Lớp XD 903 188 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS:Phan Duy Pháp SVTH : Lê Anh Tuấn MSV : 091403 Lớp XD 903 Thuyết Minh Thiết Kế Thi Công 189 [...]... tải c a cọc: Dự kiến chiều dài cọc là : 25.00m +Theo vật liệu làm cọc: -Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ-ờng kính D = 1.2m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( ) và lớp Sét pha có góc ma sát f i SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 f = 30 21 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ sở + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm2 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400... PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ sở Ch-ơng IV Tính toán khối l-ợng các ph-ơng án 4.1 Ph-ơng án 1: Cầu dầm liên tục+nhịp dẫn - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi K = 8 + 2x1,5=11 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 8 + 2x1,5 +2x0,5+2x0.25=12.5 (m) - Sơ đồ nhịp: : 3x33+65+100+65+33x3 =428 (m) 1 Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp 1.1 Kết... 30.00m +Theo vật liệu làm cọc: - Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ-ờng kính D = 1.2m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( ) và lớp Sét pha có góc ma sát f i 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 c a cọc Sức chịu tải c a cọc theo vật liệu : c = (m1 m2 Rb Fb + Ra Fa) PVL Trong đó : - : hệ số uốn dọc =1 m1:... chịu nén c a bêtông cọc - Ra : C-ờng độ c a thép chịu lực - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực 0,85x0,7 x 0,130x .1202 4 SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 2,4 x88,36 1000.5 (T) 26 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ sở Theo đất nền Theo điều 10.7.3.2 sức kháng đỡ c a cọc đ-ợc tính theo công thức sau: QR= Qn= qpQp Với Qp=qpAp; Trong đó: Qp qp qp Ap :Sức kháng... Thuyết Minh Thiết kế cơ sở 4.2 Ph-ơng án 2: Cầu dầm liên tục - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi K = 8 + 2x1,5=11 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 8 + 2x1,5 +2x0,5+2x0.25=12.5 (m) - Sơ đồ nhịp: 63 +90+115+90+63 =421 (m) 1 Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp 2% 2% vỏt 30x30 vỏt 30x30 Hình 4.12 1/2 mặt cắt đỉnh trụ và 1/2 mặt cắt gi a nhịp Dầm... gi a là:V1 = 855.58 m3 Vậy tổng tính cho toàn nhịp liên tục là:V1 = 1924.46 m3 Khối l-ợng cốt thép cho kết cấu nhịp (chọn hàm l-ợng cốt thép là 160 kg/m3 ): G = 1924.46 x 0.16=307.9 (T) Trọng l-ợng lớp phủ mặt cầu (tính cho toàn cầu) SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 14 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ sở -Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp: + Bê tông asphan 5... mặt cắt gi a nhịp Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph-ơng trình chiều cao dầm theo công thức: ( H p hm ) y 2 L x 2 hm Trong đó: Hp = 5.7m; hm = 2,7 m, chiều cao dầm tại đỉnh trụ và tại gi a nhịp L : Phần dài c a cánh hẫng L = 100 2 2 49m Thay số ta có: Y= (5.7 2.7) 2 x 492 2.7 Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách gi a nhịp một khoảng Lx đ-ợc tính theo công thức sau: hx SVTH : Lê Anh Tuấn -... bố trí trong mặt phẳng sao cho khoảng cách gi a tim các cọc a 3d (d : Đ-ờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : Với P =863.6 T Vậy số l-ợng cọc sơ bộ là : nc = R 1388.84 = 2x =3.2 (cọc) 868.5 P SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 23 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Với Thuyết Minh Thiết kế cơ sở - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang và mômen =2 Dùng 6 cọc khoan nhồi 1.2 m bố trí trên... cầu 20(cm) SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 15 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ sở Hình 4.5 Mặt cắt ngang nhịp dẫn Khối l-ợng dầm nhịp dẫn dài 33 m - Phần nhịp dẫn dùng kết cấu nhịp dầm dài 33 m Mặt cắt ngang gồm có 5 dầm, khoảng cách gi a các dầm là 2,4m, chiều cao dầm 1,85m - Chiều dài tính toán là: Ltt =33,0m Diện tích mặt cắt ngang một dầm chủ: Fdc=0.2x2+4x(0.2x0.2/2)+0.2x1.25+0.6x0.25=0.88... toán c a cọc (tính theo công thức 10.7.3.2-1) là : QR = Qn = qP.Ap = 0.55 x 1469 x 3.14 x 12002/4 = 913.3x106N =913.3 T Trong đó: QR : Sức kháng tính toán c a các cọc : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc đ-ợc quy định trong bảng 10.5.5-3 As : Diện tích mặt cắt ngang c a mũi cọc SVTH : Lê Anh Tuấn - Lớp : XD 903 MSV : 091403 27 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : PGS.TS PHAN DUY PHP Thuyết Minh Thiết kế cơ