Đồ Án Tốt Nghiệp Cầu Đúc Hẫng (Kèm Bản Vẽ Cad, Matlab, Midas)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG NỘI DUNG THỰC HIỆN Phần : Cầu đúc hẫng nhịp liên tục 3x33+68.5+95+68.5+3x33 Phần : Cầu vòm ống thép nhồi 5x33+90+5x33 Mặt cắt ngang 7.65x2+2x1.0+2x0.25 Hộp đơi, vách xiên Khổ thơng thuyền : 12x75 m SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG MỤC LỤC CHƯƠNG I: 10 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 10 I.1 Đòa hình: 10 I.2 Đòa chất: 10 I.3 Khí hậu: 12 I.4 Đặc trưng thủy văn: 12 THIẾT KẾ SƠ BỘ 13 II.1 - PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I: 13 CẦU DẦM HỘP ỨNG SUẤT TRƯỚC THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 13 II.1.1Yêu cầu thiết kế 13 II.1.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp 13 II.1.3Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 14 II.1.4Xác đònh phương trình đường cong đáy dầm hộp : 15 II.1.5Tính đặc trưng hình học tiết diện : 15 II.1.5.1Đặc trưng hình học tiết diện nguyên : 15 II.1.5.2Đặc trưng hình học tiết diện nguyên có xét đến giảm yếu ống gen cáp 16 II.1.6Tính nội lực giai đoạn thi công : 32 II.1.7Tính mát ứng suất 36 II.1.8Kiểm toán giai đoạn thi công 43 II.2 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II : 47 CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG 47 II.2.1Yêu cầu thiết kế 47 II.2.2Chọn sơ đồ kết cấu nhòp 47 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG II.2.2.1 Mặt cắt ngang cấu kiện: 48 II.2.2.2 Thanh giằng ngang vòm 50 II.2.2.3Dầm dọc 51 II.2.2.4Dầm ngang dự ứng lực 53 II.2.2.5 Dầm T mặt cầu 53 II.2.3Các đặc trưng vật liệu 55 II.2.3.1Thép kết cấu 55 II.2.3.2Bêtông 55 II.2.4Tổ hợp nội lực cho cấu kiện 55 II.2.4.1Tổ hợp nội lực cho mặt cầu 55 II.2.4.2Tổ hơp nội lực cho dầm dọc biên 59 II.2.4.3Tổ hợp nội lực cho dầm T mặt cầu 63 II.2.4.4 Tính toán sườn vòm ống thép nhồi bêtông 85 II.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 99 II.3.1SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KĨ THUẬT: 99 II.3.1.1 Phương án 99 II.3.1.2 Phương án 99 II.3.2SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 101 II.3.2.1Cầu đúc hẫng 101 II.3.2.2Cầu ống thép nhồi bê tông 101 II.3.3Lựa chọn phương án: 101 CHƯƠNG III: 103 LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH 103 III.1 Lan can: 103 III.1.1 Thanh lan can: 103 III.1.1.1 Tải tác dụng lên lan can: 103 III.1.1.2Nội lực lan can: 103 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG III.1.1.3Kiểm tra khả chòu lực lan can: 104 III.1.2 Cột lan can 105 III.1.2.1 Kiểm tra khả chòu lực cột lan can: 105 III.1.2.2 Kiểm tra độ mảnh cột lan can: 106 III.2 Lề hành: 107 III.2.1 Tính nội lực: 107 III.2.2 Tính cốt thép 107 III.2.3Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: (kiểm tra nứt) 108 III.3 Bó vỉa: 109 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 114 IV.1Tải trọng tác dụng 115 IV.1.1Tónh tải 115 IV.1.2 Hoạt tải 118 IV.1.2.1Tải trọng người 118 IV.1.2.2Hoạt tải HL93 : 119 IV.2 Tổ hợp nội lực : 129 IV.3Thiết kế cốt thép 130 IV.3.1Thiết kế cốt thép chòu momen âm 130 IV.3.2Thiết kế cốt thép chòu momen dương 131 IV.4Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng 132 IV.4.1Đối với momen âm : 132 IV.4.2Đối với momen dương : 133 CHƯƠNG V: 135 THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP 135 V.1Chọn thông số kết cấu nhòp : 135 V.2Các thông số vật liệu: 136 V.2.1Bêtông 136 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG V.2.2 Cốt thép thường 136 V.2.3 Cáp dự ứng lực (5.4.4) 136 V.2.4 Thanh neo dự ứng lực.(5.4.4) 137 V.2.5Xe đúc 137 V.3Tiến độ thi công 137 V.4Trình tự thi công 138 V.5Bố trí cáp dự ứng lực 141 V.6Tính đặc trưng hình học tiết diện : 141 V.7 Tính nội lực giai đoạn thi công : 162 V.8Tính mát ứng suất : 159 V.8.1Mất mát ứng suất ma sát : 159 V.8.2Mất mát ứng suất tụt neo : 163 V.8.3Mất mát ứng suất nén đàn hồi : 165 V.8.4 Mất mát ứng suất từ biến : 173 V.8.5 Mất mát ứng suất co ngót : 175 V.8.6Mất mát ứng suất cáp tự chùng : 177 V.9Kiểm toán giai đoạn thi công 179 V.9.1Kiểm tra ứng suất giai đoạn thi công đúc hẫng cân : 179 V.9.2Kiểm tra ứng suất giai đoạn thi công đúc đốt HLB (chưa kéo cáp HLB) : 185 V.9.3Kiểm tra giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc đà giáo 187 V.9.3.1Nội lực 189 V.9.3.2Tính mát ứng suất cáp chòu momen dương : 190 V.9.3.3Kiểm toán 194 V.9.4Kiểm tra giai đoạn hợp long nhòp (chưa kéo cáp HLG) 196 V.9.4.1Nội lực 196 V.9.4.2Mất mát ứng suất cho cáp HLG 196 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG V.9.4.3Kiểm toán 197 V.9.5Kiểm tra giai đoạn hợp long nhòp ( dỡ xe đúc, tải trọng thi công ) 199 V.9.6Kiểm tra ổn đònh lật cánh hẫng 202 V.9.7 Kiểm tra giai đoạn khai thác 204 V.9.7.1Nội lực 204 V.9.7.2Tính mát ứng suất 209 V.9.7.3Sự phân phối lại nội lực từ biến 213 V.9.7.4Nội lực lún gối tựa (SE) 217 V.9.7.5 Nội lực chênh lệch nhiệt độ 218 V.9.7.6Nội lực co ngót 221 V.9.7.7Tổ hợp tải trọng 221 TÍNH TOÁN ĐỘ VỒNG VÁN KHUÔN 246 VI.1Biến dạng giai đoạn đúc hẫng 246 VI.1.1Phương pháp tính toán biến dạng 246 VI.1.2Biến dạng đàn hồi tải trọng thân đốt đúc hẫng 248 VI.1.3Biến dạng đàn hồi tải trọng thi công đốt đúc hẫng 253 VI.1.4Biến dạng đàn hồi cáp dự ứng lực đốt đúc hẫng 256 VI.2Biến dạng giai đoạn hợp long biên 259 VI.2.1Biến dạng tải trọng thân đoạn đà giáo cố đònh : 259 VI.2.2Biến dạng cáp dự ứng lực hợp long biên : 261 VI.3Biến dạng giai đoạn hợp long 263 VI.3.1Biến dạng giai đoạn hợp long (chưa kéo cáp hợp long giữa) 263 VI.3.2Biến dạng giai đoạn hợp long giữa(đã kéo cáp hợp long giữa) 264 VI.4Biến dạng tónh tải giai đoạn 266 VI.5Biến dạng xe đúc 267 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG VI.5.1Biến dạng đàn hồi xe đúc 267 VI.6Độ vồng ván khuôn 15 THIẾT KẾ TRỤ CẦU 16 VII.1Giới thiệu chung 16 VII.1.1Kích thước hình học trụ 16 VII.1.2Các thông số thủy văn 16 VII.1.3Vật liệu sử dụng 17 VII.2Các tải trọng tác dụng lên trụ nội lực 17 VII.2.1Tónh tải 17 VII.2.1.1Kết cấu phần 17 VII.2.1.2Kết cấu phần 18 VII.2.2Tải trọng gió 18 VII.2.2.1Tải trọng gió tác dụng lên công trình 18 VII.2.2.2Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 20 VII.2.3Tải trọng nước 21 VII.2.3.1p lực nước tónh 21 VII.2.3.2p lực nước đẩy 21 VII.2.3.3p lực dòng chảy 22 VII.2.4Lực va tàu vào trụ 22 VII.2.5Hoạt tải 23 VII.2.6Tải trọng người 25 VII.2.7Lực hãm xe 25 VII.3Bảng tổ hợp nội lực ứng với trạng thái giới hạn 26 VII.3.1Đối với mặt cắt đỉnh bệ 26 VII.3.2Đối với mặt cắt đáy bệ 28 VII.4Kiểm toán mặt cắt trụ 30 VII.4.1Đặt trưng hình học mặt cắt 30 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG VII.4.2Kiểm toán mặt cắt thân trụ đỉnh bệ 31 VII.4.2.1Kiểm tra khả chòu nén thân trụ 31 VII.4.2.2Kiểm tra khả chòu cắt thân trụ 36 VII.4.2.3Kiểm tra khả chòu nứt thân trụ 38 VII.5Tính toán lựa chọn gối cầu 42 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI 43 VIII.1Đòa chất khu vực 43 VIII.2Lựa chọn thông số cọc 43 VIII.3Tính toán sức chòu tải cọc theo vật liệu 43 VIII.4Tính toán sức chòu tải cọc theo đất 43 VIII.4.1 Tính sức kháng đơn vò thân cọc qs (MPa) 44 VIII.4.2Tính sức kháng đơn vò mũi cọc qp (MPa) 45 VIII.4.3Tổng hợp sức kháng cọc (N) 46 VIII.4.4Tính toán số lượng cọc 46 VIII.5Xác đònh nội lực đầu cọc chuyển vò đài cọc 47 VIII.6Kiểm toán cọc 58 VIII.6.1Kiểm tra sức chòu tải cọc 58 VIII.6.2Kiểm tra chuyển vò đỉnh trụ : 58 VIII.6.3Kiểm toán cường độ đất vò trí mũi cọc 59 VIII.6.3.1 Xác đònh kích thước khối móng qui ước 59 VIII.6.3.2 Xác đònh khả chòu tải đất mũi cọc 60 VIII.6.3.3 Xác đònh ứng suất đáy khối móng qui ước 61 VIII.6.3.4 Kiểm toán ứng suất đáy móng 62 VIII.6.4 Kiểm tra độ lún cọc 63 VIII.7Thiết kế cốt thép cho đài cọc 65 VIII.7.1Theo phương ngang cầu: 65 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG VIII.7.1.1Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 66 VIII.7.1.2Kiểm tra khả chòu nứt tiết diện 66 VIII.7.2Theo phương dọc cầu: 68 VIII.7.2.1Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 69 VIII.7.2.2Kiểm tra khả chòu nứt tiết diện 69 VIII.8Kiểm tra chọc thủng đài cọc 72 VIII.9Tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy 73 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN I.1 Đòa hình: I.2 Đòa chất: + Đòa hình khu vực xây dựng cầu thấp phẳng, cao độ bình quân khoảng từ +0.0 đến +1.0, bò chia cắt mạnh hệ thống ao hồ, kênh rạch nhỏ vuông nuôi tôm + Khu vực cầu bờ có số nhà dân nằm gần bờ sông đường hữu, qui mô nhà chủ yếu nhà tạm, cấp 4, có vài nhà vừa xây dựng + Dọc bờ sông phía Cà Mau có đường đất đắp vừa thi công năm 2003, chủ yếu lấy từ đất đào cải tạo sông Đốc, chiều rộng đường khoảng 12m Dọc theo đường có đường điện trung – hạ Đường điện cần di dời để xây dựng cầu + Tuyến sông Ông Đốc sông Cái Tàu, nối với sông Tắc Thủ cửa sông Ông Đốc, tuyến sông cấp II III thuộc Trung ương quản lý Thượng nguồn bờ Tây sông Đốc Cụm công nghiệp Khí – Điện – Đạm Cà Mau Sông Ông Đốc qua huyện U Minh Thới Bình đoạn ngắn, lại phần lớn qua huyện Trần Văn Thời biển Tây cửa sông Đốc + Chiều rộng mặt sông Đốc khu vực xây dựng cầu khoảng 110m; cao độ đáy sông -5.0m Đây tuyến sông nên mật độ thông thuyền cao  Một số nhận xét có liên quan tới việc lựa chọn kết cấu thi công công trình: + Cần lưu ý lựa chọn loại hình kết cấu nhòp, trụ biện pháp tổ chức thi công gây ảnh hưởng bất lợi cho giao thông đường thủy + Có thể bố trí công trường bờ, bên đầu cầu + Việc vận chuyển vật tư, thiết bò thi công đến công trường thực đường thủy + Trên sở tài liệu khảo sát đòa chất công trình thực đòa phân đòa tầng từ xuống sau : - Lớp : đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái mềm - Lớp : đất sét lẫn cát, màu xám nâu, trạng thái rắn - Lớp : đất sét pha cát, màu vàng nâu, trạng thái rắn - Lớp : đất sét màu xám đen, trạng thái rắn - Lớp : cát trung lẫn bột, sỏi sạn, màu xám vàng, trạng thái chặt SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Thỏa mản điều kiện chuyển vò ngang < 38mm VIII.6.3 Kiểm toán cường độ đất vò trí mũi cọc VIII.6.3.1 Xác đònh kích thước khối móng qui ước CAO Ð? M?T Ð? T SAU XĨI VIII.6.3.1.1 Tính góc mở cho khối móng qui ước + Góc mở tính theo công thức: ϕ α = tb ϕ Trong tb góc ma sát đất tính trung bình cho lớp đất: ϕ ×l ϕtb = ∑ i i Ltb ϕi góc ma sát lớp đất li chiều dày lớp đất tương ứng o ⇒ ϕtb =16 21’ Vậy α =4o5’ VIII.6.3.1.2 Tính kích thước khối móng qui ước + Theo phương dọc cầu: A1 = a(n-1) + d + 2Lctg α + Theo phương ngang cầu: B1 = b(m-1) + d +2Lctg α Với điều kiện: 2Lctg α < 2d + Trong đó: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU a: khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương dọc cầu a = 4.5m n: số hàng cọc theo phương dọc cầu n=3 d đường kính cọc, d = 1.5m Lc chiều sâu cọc ngàm đất, Lc =50m b khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương ngang cầu b = 4.5 m m số hàng cọc theo phương ngang cầu m=4 + Thay số vào tính ta đươc: A1 = 13.5m B1 = 18m VIII.6.3.1.3 Tính diện tích khối móng qui ước Diện tích tính theo công thức: Fqu = A1 x B1 = 13.5 x 18 = 243 m2 VIII.6.3.1.4 Xác đònh momen kháng uốn khối móng qui ước + Momen kháng uốn theo phương dọc cầu: Wd = A1 × B12 18 × 13.52 = = 546.75m3 6 + Momen kháng uốn theo phương ngang cầu: B1 × A12 13.5 × 182 = = 729m3 Wn = 6 VIII.6.3.2 Xác đònh khả chòu tải đất mũi cọc + Sức chòu tải tính toán đất theo QPXD 45-78 tính sau: RII = m1 m2 ( Abγ II + BD f γ II' + DcII ) ktc Trong đó: m1, m2 lần lược hệ số làm việc đất hệ số điều kiện làm việc công trình tác động qua lại với đất chọn theo bảng 1.22 ( Nền móng, Châu Ngọc Ẩn) m1 = 1.1 m2 = ktc hệ số độ tin cậy, lấy đặc trưng tính toán lấy từ thí nghiệm SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU A, B, D giá trò sức chòu tải, lấy ứng với góc ma sát đất 34 14’ A = 1.5547 B = 7.2188 D = 9.2198 Df chiều sâu chôn móng Df = 53.5m γ II trọng lượng đơn vò thể tích đất từ đáy móng trở xuống, γ II = 19.89 kN/m3 γ II' trọng lượng đơn vò thể tích đáy móng trở lên mặt đất ∑ γ i hi = 19.12 kN/m3 γ II' = - o ∑h i b bề rộng khối móng qui ước b = 13.5m - c lực dính đơn vò đất đáy móng, c = 5.3 kN/m2 Vậy sức chòu tải đất mũi cọc là: RII = 7850.6 kN/m2 = 785Mpa - VIII.6.3.3 Xác đònh ứng suất đáy khối móng qui ước + Tính toán trọng lượng thể tích móng khối qui ước n FLγ γ qu = γ tb + c c c bt Vqu Trong đó: γ tb trọng lượng đơn vò trung bình đất từ mũi cọc trở lên γ tb = 19.12 kN/m3 γ bt =25kN/m3 nc số lượng cọc, nc = 12 cọc Fc diện tích tiết diện ngang cọc Fc = 3.14x1.52/4 = 1.77 m2 Lc chiều dài cọc Lc = 50m Vqu thể tích khối móng qui ước, Vqu = Fqu x Df = 18 x 13.5 x 53.5 =13000 m3 Vậy γ qu = 21.72 kN/m3 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Chuyển tải trọng trọng tâm đáy móng qui ước - Tải trọng thẳng đứng tính toán: N0tt = Ptt + 1.25x γ qu x Vqu = 8.59059x104 + 1.25 x 21.72 x13000 = 438856 kN - Tải trọng ngang tính toán theo phương dọc cầu, Hoxtt = Hx = 568.8 kN - Tải trọng ngang tính toán theo phương ngang cầu: Hoytt = Hy = 136.4 kN - Momen tính toán theo phương dọc cầu M0ytt = My + HoxttxL= 12342 + 468.8 x 50 = 35782 kN.m - Momen tính toán theo phương ngang câu: Moxtt = Mx + Hoytt x LM = 19006 +136.4 x 50 = 25826 kN.m + Ứng suất nén lớn nhất: N ott M oytt M oxtt + + Fqu Wd Wn 438856 357872 25826 + + = =2495.96 kN/m2 243 546.75 729 σ max = +Ứng suất nén nhỏ nhất: N ott M oytt M oxtt − − Fqu Wd Wn 438856 357872 25826 − − = =1116.02 kN/m2 243 546.75 729 σ = + Ứng suất nén trung bình: σ + σ σ tb = max =1806 kN/m2 VIII.6.3.4 Kiểm toán ứng suất đáy móng + Điều kiện kiểm toán: σ max < 1, RII  σ tb < RII Thay vào ta có: 1806 kN/m2 < 1.2 x 7850.6 kN/m2 1806 kN/m2 < 7850.6 kN/m2 SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.6.4 Kiểm tra độ lún cọc + Tải trọng thẳng đứng tính toán: Ntc = Ptt = 66352 kN + Ptt lực thẳng đứng đáy đài tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng + Ứng suất tải trọng thẳng đứng gây đáy khối móng qui ước: σ= N tc + Qcoc 66352 + 26494 = = 382 KN/m2 Fqu 243 Trong đó: Qcọc trọng lượng cọc Qcọc = Vcọc x γ bt = 3.14 x1.52/4 x50 x12x25 = 26494 KN + Ta chia đất mũi cọc thành lớp có chiều dày 1m để tính lún + Độ biến dạng lớp tính theo công thức: Si = ∆q hi − e1i Trong đó: - e1i : hệ số rỗng lớp đất phân tố thứ i ứng với trạng thái ban đầu chưa có tải trọng tác dụng - : hệ số nén lún lớp đất phân tố thứ i ứng với trạng thái chòu tải trọng tác dụng - hi : chiều dày lớp phân tố thứ i + Độ lún tổng cộng đất đáy móng xác đònh: S = ∑ si + Độ lún cho phép công trình là: [ S ] = 1.5 L (cm) Trong L chiều dài nhòp tính toán cảu cầu tính m L = 95m Vậy độ lún cho phép là: 14,6 cm + Chiều sâu lớp đất tính lún đước xác đònh vò trí ứng suất tải trọng thân lớn lần ứng suất tải trọng gây + Lập bảng tính lún sau: Trong đó: - Zi cao độ trung bình lớp phân tố thứ i - b bề rộng khối móng qui ước b = 13.5m SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU - l chiều dài khối móng qui ước l = 18m ka hệ số xác đònh ứng suất tải trọng gây theo chiều sâu σ z ứng suất tải trọng thẳng đứng gây σ bt ứng suất trọng lượng thân Vì số liệu thí nghiệm lớp đáy khối móng qui ước nên số e 1i, ta lấy lớp cuối Z z/b l/b Ka 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 0.04 0.11 0.19 0.26 0.33 0.41 0.48 0.56 0.63 0.70 0.78 0.85 0.93 1.00 1.07 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 0.991 0.983 0.961 0.934 0.912 0.862 0.821 0.712 0.671 0.546 0.517 0.443 0.416 0.381 0.336 BẢNG TÍNH LÚN σ σ bt σ z (KN) (KN/m ) (KN/m2) 378.6 510 888.6 375.5 520.7 896.2 367.1 531.3 898.4 356.8 542 898.8 348.4 552.7 901.1 329.3 563.4 892.7 313.6 574.1 887.7 272.0 584.8 856.8 256.3 595.4 851.7 208.6 606.1 814.7 197.5 616.8 814.3 169.2 627.5 796.7 158.9 638.1 797 145.5 648.8 794.3 128.4 659.5 787.9 e1 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 0.557 Độ lún tổng cộng công trình là: 9.62 cm < [ S ] = 1.5 L Vậy điều kiện chuyển vò thỏa mãn SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH a hi si cm /kG (m) (cm) 0.003 0.85 0.003 0.85 0.003 0.83 0.003 0.81 0.003 0.79 0.003 0.74 0.003 0.71 0.003 0.61 0.003 0.58 0.003 0.47 0.003 0.45 0.003 0.38 0.003 0.36 0.003 0.33 0.003 0.87 (cm) Trang 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.7 Thiết kế cốt thép cho đài cọc + Xem đài cọc dầm công xôn bò ngàm vào trụ, tiết diện tính toán qua mép cột bò uốn phản lực đầu cọc không nằm chân trụ Hình 8.5: Các cánh tay đòn dùng để tính mômen lên bệ VIII.7.1 Theo phương ngang cầu: + Tiết diện tính toán: b × h = 12 × 2.5 m + Phản lực đầu cọc giai đoạn khai thác nhóm cọc thứ : Nn = 7.9181x106(N) + Ta có khoảng cách từ trọng tâm nhóm cọc thứ đến mặt cắt xét 2300mm nhóm cọc thứ gồm có cọc, momen lớn tác dụng lên đài: M = × 7.9181 × 106 × 2300 = 5.4635 × 1010 (Nmm) + Sức kháng uốn cấu kiện: M r = ϕ.M n + Sử dụng hai lớp thép cách 150mm, đường kính 28mm, bước cốt thép 150mm, sử dụng thép có fy = 400Mpa + Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép chòu nén là: d s = h − a = 2500 − 389 = 2111mm + Diện tích cốt thép là: A s = 79 × × 3.14 × 282 = 97239mm + Chiều cao vùng nén bêtông: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP As × f y a= c= 0.85 × f 'c × b = GVHD: ThS MAI LỰU 97239 × 400 = 76.27mm 0.85 × 50 × 12000 a 76.27 = = 110mm β1 0.693 c 110 = = 0.052 < 0.45 d s 2111 + Mômen kháng uốn danh đònh: a 76.27 M n = A s × f y × (d s − ) = 97239 × 400 × (2111 − ) 2 = 8.062 × 1010 Nmm + Sức kháng uốn: M r = ϕ.M n = 0.9 × 8.062 × 1010 = 7.256 × 1010 Nmm + Suy ra: M r > M x Vậy thoả mãn điều kiện chòu uốn VIII.7.1.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa + Điều kiện c ≤ 0.42 ds + Theo tính toán ta có: c 110 = = 0.052 < 0.45 d s 2111 + Thoả điều kiện cốt thép tối đa VIII.7.1.2 Kiểm tra khả chòu nứt tiết diện + Điều kiện chòu nứt fs ≤ fsa = Z d A c (*) 0,6.f y + Tiết diêïn tính toán b x h = 12000 x 2500mm, d s = 2111 mm, A s = 97239mm2 + Tỷ số mun đàn hồi: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP n= GVHD: ThS MAI LỰU Es Ec + Trong đó: E s = 200 000 MPa E c = 0.043γ1,5 f c′ = 0.043 × 24001.5 × 50 = 35749MPa c n= E s 200000 = = 5.59 Ec 35749 + Chiều dày làm việc bêtông sau bò nứt:  nA s  2d b ×  + s − ÷ ÷ b  nA s   5.59 × 97239  × 2111×12000 = ×  1+ − ÷ = 349mm 12000 5.59 × 97239   x= + Ta tính giá trò biểu thức ( * ) : + Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ): fs = Ms ( d s − x ) n I cr + Momen quán tính tiết diện nứt: bx Icr = + nA s ( d s − x ) 12000 × 3493 = + 5.59 × 97239 × ( 2111 − 349 ) = 1.858 × 1012 mm3 + Ta kiểm toán nứt bệ cọcï theo phương ngang trạng thái giới hạn sử dụng giai đoạn thi công có Nn = 7.2513x106(N) M = × 7.2513 × 106 × 2300 = 5.003 × 1010 (Nmm) + Do đó: fs = Ms 5.003 × 1010 d − x n = ( s ) ( 2111 − 349 ) × 5.59 = 195.2MPa Icr 1.858 × 1012 + Tính fsa SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP fsa = GVHD: ThS MAI LỰU Z d A c + Thông số vết nứt : Z = 30000 N/mm + dc khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép bê tông chòu kéo không lớn 50mm + Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép: A= Ac n A c = 12000 × (300 +14 +150 + 300 +14) = 9336000mm ⇒A= f sa = 9336000 = 59088mm 79 × Z 30000 = = 209MPa d c A 50 × 59088 + Tính 0.6 × f y 0.6 × f y = 0.6 × 400 = 240MPa fsa Vậy: f s ≤ 0,6.f Thoả điều kiện chòu nứt y VIII.7.2 Theo phương dọc cầu: + Tiết diện tính toán: b × h = 16.5 × 2.5 m + Phản lực đầu cọc giai đoạn khai thác nhóm cọc thứ : Nn = 7.578x106(N) + Ta có khoảng cách từ trọng tâm nhóm cọc thứ đến mặt cắt xét 3250mm nhóm cọc thứ gồm có cọc, momen lớn tác dụng lên đài: M = × 7.578 × 106 × 3250 = 9.851 × 1010 (Nmm) + Sức kháng uốn cấu kiện: M r = ϕ.M n + Sử dụng hai lớp thép cách 150mm, đường kính 28mm, bước cốt thép 150mm, sử dụng thép có fy = 400Mpa SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU + Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép chòu nén là: d s = h − a = 2500 − (389 + 28) = 2083mm + Diện tích cốt thép là: 3.14 × 282 A s = 109 × × = 134166m + Chiều cao vùng nén bêtông: a= c= As × f y 0.85 × f 'c × b = 134166 × 400 = 76.5mm 0.85 × 50 × 16500 a 76.5 = = 110.4mm β1 0.693 c 110.4 = = 0.053 < 0.45 d s 2083 + Mômen kháng uốn danh đònh: a 76.5 M n = A s × f y × (d s − ) = 134166 × 400 × (2083 − ) 2 = 1.105 × 1011 Nmm + Sức kháng uốn: M r = ϕ.M n = 0.9 × 1.105 × 1011 = 9.944 × 1010 Nmm + Suy ra: M r > M x Vậy thoả mãn điều kiện chòu uốn VIII.7.2.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa + Điều kiện c ≤ 0.42 ds + Theo tính toán ta có: c 110.4 = = 0.053 < 0.45 d s 2083 + Thoả điều kiện cốt thép tối đa VIII.7.2.2 Kiểm tra khả chòu nứt tiết diện + Điều kiện chòu nứt SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP fs ≤ fsa = GVHD: ThS MAI LỰU Z d c A (*) 0,6.f y + Tiết diêïn tính toán b x h = 1650 x 2500mm, d s = 2097 mm, A s = 134166mm2 + Chiều dày làm việc bêtông sau bò nứt:   2d b ×  + s − ÷ ÷ nA s    5.59 × 134166  × 2083 ×16500 = × 1+ − ÷ = 348mm 16500 5.59 ×134166   x= nA s b + Ta tính giá trò biểu thức ( * ) : + Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ): fs = Ms ( d s − x ) n I cr + Momen quán tính tiết diện nứt: bx Icr = + nA s ( d s − x ) 16500 × 3483 = + 5.59 × 134166 × ( 2083 − 348 ) = 2.526 × 1012 mm 3 + Ta kiểm toán nứt bệ cọcï theo phương ngang trạng thái giới hạn sử dụng giai đoạn thi công có Nn = 6.479x106(N) M = × 6.479 × 106 × 3250 = 8.423 × 1010 (Nmm) Ms 8.423 × 1010 ( ds − x ) n = ( 2083 − 348) × 5.59 = 195.2MPa + Do đó: f s = Icr 2.526 × 1012 + Tính fsa fsa = Z d A c + Thông số vết nứt : Z = 30000 N/mm + dc khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép bê tông chòu kéo không lớn 50mm + Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép: SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP A= GVHD: ThS MAI LỰU Ac n A c = 16500 × (300 +14 +150 + 300 +14 + 28) = 13299000mm ⇒A= f sa = 13299000 = 61004mm 109 × Z 30000 = = 207MPa d c A 50 × 61004 + Tính 0.6 × f y 0.6 × f y = 0.6 × 400 = 240MPa Vậy: f s ≤ fsa 0,6.f y Thoả điều kiện chòu nứt SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.8 Kiểm tra chọc thủng đài cọc Hình 8.6: Sơ đồ tính chọc thủng bệ cọc + Khả chòu cắt bê tông đài cọc VC = 1.06 fc' b d (kG,cm) (13.6 - ACI 318) Trong b0 chu vi dọc theo tiết diện giới hạn b0 = 1119.1 cm ( sử dụng chưng trình cad để tính) d chiều cao tính toán móng d= 210cm Vậy khả chòu cắt bê tông đài cọc là: VC = 1.06 fc' b d = 1.06 × 500 × 1119.1 × 210 = 5570306 kG + Lực cắt lớn cọc tác dụng lên bệ: Vu = 15.4967 x106 (N) = 1549670 kG + Điều kiện kiểm tra chọc thủng bệ cọc: ϕVC > Vu 0.85x5570360 = 4734806>1549670 kG Vậy bệ cọc đảm bảo khả chòu chọc thủng SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU VIII.9 Tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy + Điều kiện kiểm toán : Pgiu > Pdn + Ký hiệu : γb: Trọng lượng riêng bê tông bòt đáy γb = 2.3 T/m2 γn: Trọng lượng riêng nước γn = 1.0 T/m2 h : Chiều dày lớp bê tông bòt đáy H : Chiều cao cột áp lực nước, H =3.2+1+1.5=5.7 m n : Số cọc hố , n = 12 cọc U : Chu vi cọc U = 4.710 m d : chiều sâu chôn cọc ván thép, d = 4.3 m c : lực dính đất, c = 0.082 T/m2 F : Diện tích hố chòu lực đẩy F = 18.5 × 14 = 259 m2 C : Chu vi vòng vây, C = 18.5 + 14)x2 = 65 m τ : Lực ma sát bê tông cọc τ = 10 T/m2 + Lực đẩy : Pdn = H.F γn = 5.7x259x1 = 1476 T + Trọng lượng lớp bêtông bit đáy Pbt = F.h γb = 259x1.5x2.3 = 894 T + Lực ma sát cọc bêtông bòt đáy : Pc = n.U.h.τ = 12x4.710x1.5x10 = 848 T + Lực ma sát chân cọc ván thép đất Pvt = C.d.c = 65x4.3x0.082 = 23 T + Tổng cộng lực giữ : Pgiu = 894 + 848 +23 = 1765 T Ta thấy Pgiu > Pdn , chiều dày lớp bêtông bòt đáy 1.5 m thỏa mãn yêu cầu SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 73 [...]...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG Bảng tra các tính chất cơ lý của đất : SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.3 GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG Khí hậu: + Khu vực dự án thuộc vùng đồng bằng châu thổ sông Cửu Long nên khí hậu khu vực này mang đầy đủ những nét chung của khí... mùa (tháng IX) có khoảng 10÷12 ngày dông I.4 Đặc trưng thủy văn: + Cao độ mực nước thông thuyền H tt = +3.2m + Cao độ mực nước thấp nhất H min = +2.0m + Cao độ mực nước cao nhất H max = +6.1m SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ II.1 - PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I: CẦU DẦM HỘP ỨNG SUẤT TRƯỚC THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG II.1.1 Yêu cầu thiết... TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG LỚP TẠO NHÁMÛ 10mm LỚP NHỰA PHỦ 50mm Hình 2 1 : Mặt cắt ngang cầu phương án 1 II.1.3 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: + Đối với bê tông: Cấu kiện Lề bộ hành Dầm ,Bản mặt cầu Mố – Trụ Cọc khoan nhồi Cường độ bêtông f’c f’c Đơn vò 30 MPa 50 MPa 50 MPa 30 MPa + Đối với thép: Cấu kiện Lề bộ hành Dầm ,Bản mặt cầu Mố - Trụ Cọc khoan nhồi... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG K12 56.99 56.68 56.4 7 K13 57.133 56.87 56.6 K14 57.248 57.023 56.8 46.0 7 30.30 0 0 56.20 55.86 55.43 54.85 54.02 52.76 50.61 46.0 7 30.30 0 56.20 55.86 55.43 54.85 54.02 52.76 50.61 46.0 7 30.30 56.20 55.86 55.43 54.85 54.02 52.76 50.61 56.4 7 56.6 8 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A 56.4 7 Trang 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN... 3431 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG K12 38170 38066 K13 38214 38127 K14 38253 38178 3 3799 3 3806 6 3812 7 0 3790 3 3799 3 3806 6 3 3779 0 3790 3 3799 3 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A 4 3764 3 3779 0 3790 3 1 3744 4 3764 3 3779 0 7 3716 1 3744 4 3764 3 36725 3716 1 3744 4 Trang 21 6 3596 7 36725 3716 1 1 3431 6 3596 7 36725 2783 1 3431 6 3596 7 0 2783 1 3431 6 0 0 27831 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP... 1036 -988 0.0 1034 1032 -979 2635.3 2337.9 2134.1 1946.9 1776.4 1622.9 1486.3 1362.8 1257.3 1166.4 1092 948 1 SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1.6 GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG Tính nội lực trong giai đoạn thi công : Nội lực do phần tónh tải các đốt gây ra tại các mặt cắt : MSW Khi căng... vùng đồng bằng, có chỗ trũng sâu tới 2÷3m Hiện tượng thời tiết đang chú ý ở Nam Bộ nói chung và vùng Châu thổ nói riêng là dông Nam bộ là vùng nhiều dông nhất so với các vùng Duyên Hải, Trung bộ lẫn vùng Tây Nguyên và cũng so với các vùng nhiều dông ở Miền Bắc + Nhiều dông nhất là tháng V, có trên 20 ngày dông Từ tháng V÷X số ngày dông mỗi tháng đạt tới 15÷20 ngày, tháng đầu mùa (tháng IV) và tháng... Lượng mưa các tháng mùa mưa thường chênh lệch với giá trò trung bình nhiều năm trong phạm vi ±110mm + Đặc biệt ở đây hầu như không có bão to, hàng chục năm mới gặp 1÷2 cơn bão yếu Theo số liệu thống kê, trong suốt thời kì 55 năm quan sát chỉ có 7 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào ven biển Nam bộ Đáng chú ý là nếu có bão thì cũng xảy ra muộn, chủ yếu là trong tháng XI và XII Ngoài tháng IV, tháng V đầu mùa... 0 0 0 0 0 0 0 5 17 29 41 53 65 77 0 0 0 0 0 0 0 0 5 17 29 41 53 65 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 17 29 41 53 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 17 29 41 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 17 Trang 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG Cường độ bê tông tại các thời điểm căng cáp: fci' (MPA) Khi căng cáp K1 K2 K3 S1 S2 44.77 50.09 52.49 0 30.30 46.07 K4 53.85 50.61 K5 54.73 52.76 K6 55.35 54.02... MPa 50 MPa 30 MPa + Đối với thép: Cấu kiện Lề bộ hành Dầm ,Bản mặt cầu Mố - Trụ Cọc khoan nhồi Cường độ thép fy Đơn fy vò 280 MPa 400 MPa 400 MPa 280 MPa SVTH:ĐINH HỒNG TUẤN MINH-LỚP CD05A Trang 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1.4 GVHD: PGS.TS.NGUYỄN BÁ HOÀNG Xác đònh phương trình đường cong đáy dầm hộp : + Chiều cao dầm tại đỉnh trụ là 6000mm, tại giữa nhòp là 2500mm Nhòp dầm chính là 95m Chọn gốc tọa độ tại