chương 2 thi công chi tiết cầu đúc hẫng

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo CHƯƠNG II THI CÔNG CHI TIẾT 2.1 TÍNH TOÁN ĐÀ GIÁO MỞ RỘNG TRỤ 2.1.1 Sơ đồ kết cấu Sử dụng dàn thép chống tựa lên thân trụ để đỡ kết cấu nhòp Các kích thước thể hình vẽ 462 3000 5400 462 35 11 5000 27 82 700 5400 Hình 2.1 : sơ đồ kết cấu hệ đà giáo mở rộng trụ 2.1.2 Các tải trọng tác dụng − Trọng lượng thân dàn : bỏ qua − Trọng lượng bê tông : g1 − Trọng lượng hệ thống ván khuôn, sử dụng ván khuôn có ván lát bằn gỗ, khung thép trọng lượng 1.15 T/m3 bê tông : g2 − Trọng lượng người thiết bò thi công g3 Khi tính toán ván lát kết cấu trực tiếp đỡ chúng : 2.5 T/m SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 228 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Khi tính toán mặt sau ván lát : 1.5 T/m2 Khi tính toán cột chống đỡ cấu kiện : 1.0 T/m2 − Các tải coi phân bố ván khuôn đáy truyền vào nút giàn theo tỷ lệ diện tích Thể tích phần bê tông hẫng khối K0 : Vbt = 12.765 + 11.611 12.765 × × 4.5 + = 74 m 2 Trọng lượng bê tông (g1) g1 = n × γ bt × Vbt 1.25 × 2.5 × 74 = = 8.5 T / m F × 5.45 Trọng lượng ván khuôn lấy 1.15 T/m3 bê tông g2 = n × γ bt × Vbt 1.25 × 1.15 × 74 = = 3.9 T / m F × 5.45 Trọng lượng người thiết bò thi công tính toán trụ đỡ cấu kiện : T/m g = 1.5 × = 1.5 T / m Tổng tải trọng phân bố ván khuôn đáy g = g1 + g + g = 8.5 + 3.9 + 1.5 = 13.9 T / m Có thể coi tải trọng phân bố ván khuôn đáy truyền vào nút dàn theo tỷ lệ diện tích SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 229 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo P4 P2 P4 P3 P3 P4 P1 P2 F4 F3 F2 P4 F4 F2 F3 50 F4 F1 00 54 50 F4 Hình 2.2 : Sơ đồ tải trọng Khi giá trò tải trọng tập trung quy đổi nút : P1 = g × F1 = 13.9 × ( 2.725 × 2.5 ) = 94.7 T P2 = g × F2 = 13.9 × ( 2.725 × 1.25 ) = 47.3 T P3 = g × F3 = 13.9 × ( 1.3625 × 2.5 ) = 47.3 T P4 = g × F4 = 13.9 × ( 1.3625 × 1.25 ) = 23.7 T 2.1.3 Tính toán nội lực Để đơn giản tính toán, ta coi dàn làm việc độc lập ta tính với hệ dàn chòu tải trọng lớn nhất, sau kết dùng cho hệ lại SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 230 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo z 45.2 y z y z y x x z y -6 x 57 x x y -1 31 z z 40.2 x -93.7 y Hình 2.3 : Biểu đồ lực dọctrong chống 2.1.4 Chọn tiết diện kiểm toán 1 Hình 2.4 : sơ đồ bố trí chống  Với thanh chòu kéo Lực kéo : N max = 45.2 T Chọn thép I300 có đặc trưng : b f = 160 mm ; h = 266 mm ; t f = 17 mm ; t w = 12 mm ; F = 86.2cm ; Wx = 852.5cm3 ; f y = 345MPa rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm Kiểm toán độ mảnh : SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 231 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng λ max = λ y = GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo l0 2600 = = 71 ≤ [ λ ] = 200 ry 36.7 Kiểm tra sức kháng kéo : Sức kháng kéo thực lấy giá trò nhỏ giá trò sau : Pr =φ y ×P ny = φ y ×F y ×A g Pr =φ u ×P nu = φ u ×F u ×A n ×U Trong : Ag diện tích mặt cắt nguyên phận A n diện tích mặt cắt thực phận Fu cường độ kéo đứt thép : Fu = 450 MPa Fy kéo chảy dẻo thép Fy = 345 MPa U hệ số chiết giảm xét tới ảnh hưởng độ trễ trượt liên kết không đồng liên kết phần cấu kiện Cụ thể nối bụng U = 0.75 (điều 6.8.2.2) φ y ; φ u hệ số sức kháng lấy theo 6.5.4.2 φ y = 0.95 ; φ u = 0.8 Tính diện tích thực bụng (không tính với cánh) theo điều 6.8.3 Wn = Wg - n × d + s2 = 266 − × 84 = 182.0 mm ; 4×g A g = A = 8632 mm ; A n = A nt + A nw = A gt + t × Wn = 2720 + 12 × 182 = 7624 mm Với Wg = h = 266 mm; d=84mm đường kính bu lông Sức kháng kéo : Pφ r = F A 0.95 = 345 × 8632 × g 2829138 = N Pφ U = 450 × 7624 × 0.75 × 2058480 = N r = F u × A u × n × 0.8 ( Pr ) = 2058480 N = 205.8 T > 45.2 T Thỏa điều kiện chòu kéo  Thanh số : chòu nén Lực nén : N max = 131.8 T , chiều dài tự L0=3.55m SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 232 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Chọn thép I300 có đặc trưng : F = 86.2cm ; Wx = 852.5cm ; f y = 345MPa rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm Kiểm tra độ mảnh : λ max = λ y = l0 3550 = = 96.7 ≤ [ λ ] = 120 ry 36.7 Kiểm tra tỷ số bề rộng bề dày b E h E ≤ 0.56 × ≤ 1.49 × tf Fy tw Fy Trong : b bề rộng tính toán chòu nén lấy 0.5b f = 80mm tf chiều dày cánh tf = 17 mm h chiều cao bụng h = 266 mm tw chiều dày bụng tw = 12 mm Ta có : b 80 E 200000 = = 4.71 ≤ 0.56 × = 0.56 × = 13.48 t f 17 Fy 345 h 266 E 200000 = = 22.17 ≤ 1.49 × = 1.49 × = 35.87 tw 12 Fy 345 Kiểm tra sức kháng nén : Hệ số sức kháng lấy 0.9 Hệ số xét tới ảnh hưởng độ mảnh : 2 345  K × l  Fy  × 3550  λ= = 1.63 < 2.25 ÷ × = ÷×  r × π  E  36.7 × π  200000 λ 1.63 Do : Pn = 0.66 × Fy × A s = 0.66 × 345 × 8632 = 1510975.96 N Pr = ϕ× Pn = 0.9 × 1510976 = 1359878 N ; 136T > N = 131.8T Thỏa điều kiện chòu nén  Thanh số : chòu nén Lực nén : N max = 131.8 T , chiều dài tự L0=2.6m Chọn thép I300 có đặc trưng : F = 86.2cm ; Wx = 852.5cm ; f y = 345MPa SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 233 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm Kiểm tra độ mảnh : λ max = λ y = l0 2600 = = 71 ≤ [ λ ] = 120 ry 36.7 Kiểm tra tỷ số bề rộng bề dày b E h E ≤ 0.56 × ≤ 1.49 × tf Fy tw Fy Trong : b bề rộng tính toán chòu nén lấy 0.5b f = 80mm tf chiều dày cánh tf = 17 mm h chiều cao bụng h = 266 mm tw chiều dày bụng tw = 12 mm Ta có : b 80 E 200000 = = 4.71 ≤ 0.56 × = 0.56 × = 13.48 t f 17 Fy 345 h 266 E 200000 = = 22.17 ≤ 1.49 × = 1.49 × = 35.87 tw 12 Fy 345 Kiểm tra sức kháng nén : Hệ số sức kháng lấy 0.9 Hệ số xét tới ảnh hưởng độ mảnh : 2 345  K × l  Fy  × 2600  λ= = 0.88 < 2.25 ÷ × = ÷×  r × π  E  36.7 × π  200000 λ 0.88 Do : Pn = 0.66 × Fy × A s = 0.66 × 345 × 8632 = 2069509 N Pr = ϕ× Pn = 0.9 × 1510976 = 1359878 N ; 136T > N = 131.8T Thỏa điều kiện chòu nén  Với thanh chòu kéo Lực kéo : N max = 57.8 T Chọn thép I300 có đặc trưng : b f = 160 mm ; h = 266 mm ; t f = 17 mm ; t w = 12 mm ; F = 86.2cm ; Wx = 852.5cm3 ; f y = 345MPa SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 234 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm Kiểm toán độ mảnh : λ max = λ y = l0 3500 = = 95.4 ≤ [ λ ] = 200 ry 36.7 Kiểm tra sức kháng kéo : Sức kháng kéo thực lấy giá trò nhỏ giá trò sau : Pr =φ y ×P ny = φ y ×F y ×A g Pr =φ u ×P nu = φ u ×F u ×A n ×U Trong : Ag diện tích mặt cắt nguyên phận A n diện tích mặt cắt thực phận Fu cường độ kéo đứt thép : Fu = 450 MPa Fy kéo chảy dẻo thép Fy = 345 MPa U hệ số chiết giảm xét tới ảnh hưởng độ trễ trượt liên kết không đồng liên kết phần cấu kiện Cụ thể nối bụng U = 0.75 (điều 6.8.2.2) φ y ; φ u hệ số sức kháng lấy theo 6.5.4.2 φ y = 0.95 ; φ u = 0.8 Tính diện tích thực bụng (không tính với cánh) theo điều 6.8.3 s2 Wn = Wg - n × d + = 266 − × 84 = 182.0 mm ; 4×g A g = A = 8632 mm ; A n = A nt + A nw = A gt + t × Wn = 2720 + 12 × 182 = 7624 mm Với Wg = h = 266 mm; d=84mm đường kính bu lông Sức kháng kéo : Pφ r = F A 0.95 = 345 × 8632 × g 2829138 = N Pφ U = 450 × 7624 × 0.75 × 2058480 = N r = F u × A u × n × 0.8 ( Pr ) = 2058480 N = 205.8 T > 57.8 T Thỏa điều kiện chòu kéo SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 235 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 2.2 2.2.1 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo THIẾT KẾ THI CÔNG MỐ M0 Ván khuôn mố Sử dụng ván khuôn thép dày 10 mm có: Rut = 2800 KG/cm2 Et = 2100000 KG/cm2 Sườn tăng cường đứng: L100 x100 x12, Khoảng cách sườn tăng cường đứng 2m Sườn tăng cường ngang: L100 x 100 x 8, Khoảng cách sườn tăng cường ngang 1m Diện tích mặt cắt ngang mố: A mo = 11 × 7.5 = 82.5 m Dùng xe trộn bê tông với tốc độ 6m3/giờ để đổ bê tông bệ mố Chiều cao đổ bê tông xe trộn: V h0 = = = 0.073m A 82.5 Ta chọn máy trộn bê tông để thi công Chiều cao đổ bê tông 6h H = × × h = × × 0.073 = 1.75 m  Tính ván khuôn thành: Tính tải trọng tác dụng lên thành: p tt = γ n × ( q + γ c × R ) Trong đó: γn: Hệ số tải trọng, γn = 1.25 q: Tải trọng bề mặt tông gồm người, lực đầm, thiết bò vữa rơi: q = 650KG/cm2 = 0.65T/m2 γc : Trọng lượng riêng bê tông, γc = 2.5T/m2 R: Bán kính tác dụng đầm dùi, R = 0.7m ⇒ p tt = 1.25 × ( 0.65 + 2.5 × 0.7 ) = 3T / m Ta có biểu đồ áp lực vữa sau: SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 236 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo R H q Ptt Hình 2.5: Biểu đồ áp lực vữa Xác đònh trò số áp lực tính đổi: ∑ P × h 0.5 × ( q + Ptt ) × R + Ptt × ( H − R ) Ptd = = H H 0.5 × ( 0.65 + 3) × 0.7 + × ( 1.75 − 0.7 ) = = 2.53T / m 1.75 Tính nội lực trọng tâm tấm: Mô men trọng tâm tấm: M tt = α × Ptd × a × b Độ võng tấm: Ptd × b f = β× E × δ3 Trong đó: a: Khoảng cách sườn tăng cường đứng, a = 2m b: Khoảng cách sườn tăng cường ngang, b = 1m α, β hệ số phụ thuộc vào tỉ số a/b E :Mô dun đàn hồi cốt thép, Et = 2100000 KG/cm2 Từ a/b = tra α = 0.0829 β = 0.00277 Mô men trọng tâm tấm: M tt = α × Ptd × a × b = 0.0829 × 2.53 × × 12 = 0.42 T.m δ : Bề dày thép: δ= × M tt b×R Trong đó: R: Ứng suất cho phép thép, R=28000T/m2 SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 237 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng σ1/2 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo M1/2 M1/2 0.317 ×105 × 7.25 u u × y max = = = = 782 KG / cm Wx Ix 294 ⇒ σ max = 782 < R = 2800KG / cm ⇒ thõa điều kiện  Kiểm toán sườn tăng cường ngang: Mô men sườn: M max Kiểm tra: σ = a2 22 = Ptd × b × = 2.53 × 1× = 1.265m 8 M max M max × y max 1.265 × 105 × 7.17 = = = 2356 KG / cm W Ix 358 ⇒ σ = 2356 KG/cm2 < R = 2800 KG/cm2 ⇒ thõa điều kiện 2.2.3 Tính toán vách chống hố móng Vì điều kiện thuỷ văn móng mố khô (nằm mực nước ngầm), cao độ đáy móng so với cao độ mặt đất tự nhiên nhỏ 3m nên ta thi công đào hố móng sau lắp đặt ván khuôn đổ bệ móng, không tính toán bố trí vách chống hố móng Vách hố móng có mái dốc 1:1 2.3 THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T2 2.3.1 Các số liệu tính toán − Cao độ mực nước thông thuyền: MNTT = +5.5m − Cao độ mực nước thấp nhất: MNTN = +1.0m − Cao độ mực nước cao nhất: MNCN = +7.3m − Cao độ mặt đất tự nhiên: CDTN = +2.557m − Cao độ đỉnh trụ: CDDT = +12.87m − Cao độ đỉnh bệ: MNCN = +3.77m − Cao độ đáy bệ trụ: MNCN = +1.27m − Góc chéo trụ so với tim cầu: 900 − Chiều rộng móng: 12 m − Chiều dài móng: 16.5 m 2.3.2 Tính toán chiều dày lớp bêtông bòt đáy Ta sử dụng mực nước thông thuyền dùng làm mực nước thi công Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nước phải nhỏ lực ma sát bêtông cọc cộng với trọng lượng lớp bêtông bòt đáy Công thức tính: m × ( n1 × γ bt × x × F + n × U × τ × x ) ≥0 γn × h × F Trong : SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 240 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo K : Hệ số an toàn lấy 1.3 γ bt : Trọng lượng riêng bêtông, γ bt = 25KN / m3 γ n : Trọng lượng riêng nước, γ n = 10KN / m x : Chiều dày lớp bêtông bòt đáy (m) F : Diện tích mặt vòng vây cọc ván F = ( 12 + ) × ( 16.5 + ) = 259 m n : Số lượng cọc móng, n = 12 τ : Lực ma sát đơn vò cọc bêtông bòt đáy, τ = 100 kN / m U : Chu vi cọc, U = π × D = π × 1.5 = 4.71 m h: Chiều cao mực nước thi công đến đáy đài: h = 5.5 − (1.27) = 4.23 m n1 : Hệ số vượt tải, n1 = 0.9 m : Hệ số điều kiện làm việc, m = 0.9 Vậy ta có : x≥ = K × γn × h × F = m × ( n1 × γ bt × F + n × U × τ ) 1.3 × × 4.23 × 259 = 0.138 m 0.9 × ( 0.9 × 25 × 259 + 12 × 4.71× 100 ) Ta chọn: x = 1.5 m  Kiểm tra cường độ bêtông bòt đáy chòu mômen uốn tác dụng áp lực nước đẩy lên trọng lượng bêtông đè xuống: Tách dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài nhòp khoảng cách cọc ván thép 16500 + Trọng lượng thân lớp BTBD : q1 = γ b × H b × = 25 × 1.5 × = 37.5 kN / m Trong : γ b = 25 kN/m3 :Dung trọng lớp BTBD Hb = m : Bề dầy lớp BTBD 1m : Bề rộng dải BTBD xét SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 241 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng + GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Áp lực đẩy nước : q = γ × ( H + H b ) × = 10 × ( 4.23 + 1.5 ) × = 57.3kN / m Trong : γ = 10 kN/m3 :Dung trọng nước H = 4.23m :Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy mong đến mực nước thi công 1m : Bề rộng dải BTBD xét Nội lực phát sinh dầm : M max = q1 − q 2 37.5 − 57.3 ×l = × 16.52 = −674(kNm) => căng thớ 8 Momen kháng uốn dầm : b × h b 1× 1.52 W= = = 0.375(m3 ) 6 Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh BTBD phải nhỏ US kéo cho phép BT Sử dụng BT f’c = 30 MPa => f k = 0.5 × f 'c = 0.5 × 30 = 2.74 MPa = 2740 kN / m fk = M max 674 k = = 1797kN / m < [ f ] = 2740 kN / m W 0.375 Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ 2.3.3 2.2.3.1 Tính toán cọc ván thép Xác đònh độ chôn sâu Khi đào đất vòng vây cọc ván gầu ngoạm Vì mực nước vòng vây cọc bên nên áp lực nước hai bên cân SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 242 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo 1000 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 1500 MNTT +5.50 Khung chống 1287 1443 O A t 1500 Lớp1 Hình 2.8: Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván Lớp đất Loại đất H C ϕ γw SPT (m) KN/m2 (độ) T/m3 Lớp Bùn sét hữu màu xám xanh 9.6 8.2 04 ' 1.48 Lớp Sét cát màu xám xanh, xám vàng 6.4 14 10 49 ' 1.85 1-21 Lớp Sét màu xám vàng, màu xanh 10.5 31.3 210 28 ' 2.01 21-25 Lớp Sét pha,màu nâu nhạt, dẻo cứng 2.5 12.5 010 ' 1.74 24-28 23 52 ' 19.9 28-50 14.2 33.5 26 39 ' 2.12 50-51 Lớp Cát mòn đến trung kết cấu chặt Sét màu nâu vàng, lẫn nhiều sỏi Lớp sạn, trạng thái cứng p lực chủ động đất: γ dn × h12 Ea = × ka Trong đó: h1: Chiều sâu cọc lớp so với mặt đất tự nhiên, h1 = t + 2.787 ( m ) γ dn : Trọng lượng riêng đẩy γ dn = γ d − γ n = 14.8 − 10 = 4.8 kN / m k a : Hệ số áp lực chủ động: SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 243 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo  ϕ 6004'   k a = tg  450 − ÷ = tg  450 − ÷ = 0.81 2    4.8 × ( t + 2.787 ) γ × h2 E a = dn × k a = × 0.81 = 1.944 × ( t + 2.787 ) 2 Vậy p lực đất bò động γ dn × h 22 Eb = × kp Trong đó: h2: Chiều sâu cọc ván lớp so với đáy bệ, h = t + 1.5 ( m ) k p : Hệ số áp lực bò động 6004'   ϕ 2 k p = tg  45 + ÷ = tg  45 + ÷ = 1.24 2    4.8 × ( t + 1.5) γ × h 22 E b = dn × kp = × 1.24 = 2.975 × ( t + 1.5 ) 2 Vậy Lấy mômen cân điểm O ta có: 2 2     1.944 × ( t + 2.787 ) × ( t + 2.787 ) × + 1.443 − 2.975 × ( t + 1.5 ) × ( t + 1.5 ) × + 2.73 = 3     Rút gọn ta phương trình bậc theo t ta có: −0.69 × t − 3.4 × t + 8.1 × t + 74.8 = ⇒ t = 4.16m Chọn t = 5m 2.2.3.2 Tính toán cọc ván thép Thời điểm tính sau đổ bê tông bòt đáy hút hố móng Khi phải tính toán vòng vây ổn đònh vò trí kiểm tra độ bền phận kết cấu vòng vây Lúc áp lực tác dụng lên cọc ván thép giai đoạn chưa đổ bê tông bòt đáy chòu áp lực thuỷ tónh áp lực thuỷ động hút cạn nước hố móng Lúc ta tính cọc ván dầm giản đơn kê hai gối A, tải trọng tác dụng hình vẽ Tính cho m chiều rộng Vò trí điểm A nằm cách bêtông bòt đáy 0.5 m SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 244 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo MNTT +5.50 Khung chống A 5000 Lớp1 1000 500 1287 1443 O 1500 1000 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng Hình 2.9 Sơ đồ tính toán cọc ván thép  Áp lực thuỷ tónh: Pnc = γ n × H = 1× 1× 2.94 = 2.94 ( T / m ) Trong đó: γ n : Dung trọng nước, γ n = T / m3 H: Chiều cao mực nước, H = 2.94 m  Áp lực thuỷ động Lực xung kích bình quân nước chảy xác đònh theo công thức : Pdong = K1 × K × γ n × v2 2×g Trong đó: K1: Hệ số xét đến hình dạng cọc ván thép, K1=1.4 K2: Hệ số xét đến hình dạng vòng cọc ván thép, K2=1.0 γ n : Khối lượng riêng nước, γ n = T / m3 v: Vận tốc dòng chảy, v = 1.5 m/s g: Gia tốc trọng trường, g = 9.8 m//s2 Vậy Pdong γ n × v2 1× 1.52 = K1 × K × = 1.4 × 1.0 × = 0.16 T / m 2×g × 9.8  Áp lực đất chủ động: Pa = γ dn × ( t + 2.787 ) × K a = 4.8 × ( t + 2.787 ) × 0.81 = 30.3 kN / m = 3.03 T / m  Áp lực đất bò động: Pp = γ dn × ( t + 1.5 ) × K p = 4.8 × 6.5 × 1.24 = 36.27 kN / m = 3.627 T / m SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 245 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Mô hình hoá phần mềm Midas civil v7.01, ta có nội lực cọc ván thép sau: -3.0 -2.2 0.0 1.5 7.8 5.5 Hình 2.10: Kết mô men cọc ván thép Hình 2.11: Kết phản lực gối cọc ván thép Dựa vào kết mô hình hoá Midas, ta có : Phản lực gối: RA = 5.5 T RO = 7.8 T Mô men uốn lớn nhất: Mmax=3 T.m Chọn loại cọc Larsen theo catalogue cọc ván hàn quốc Bảng kích thước cọc ván thép Mômen kháng uốn dải cọc ván thép có bề rộng 1m theo phương thẳng đứng W = 1200 cm3 ứng suất lớn cọc cừ thép là: σmax = M × 105  kG  = = 250  ÷ W 1200  cm  ( ) Ứng suất cho phép thép là: [ σ] = 1900 KG cm Vậy sử dụng loại cọc để làm hố móng Như CVT đủ khả chòu lực Tổng chiều dài cọc là: l = + 2.787 + 1.443 + 1.5 + = 11.73 ( m ) Chu vi vòng vây ( 14 + 18.5 ) × = 65 m Vậy ta đóng sau : − Phương ngang ta đóng 32 − Phương dọc đóng 24 − Tổng cộng đóng 112 SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 246 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 2.2.3.3 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Tính toán khung vành đai 2500 2500 2000 2000 2000 14000 5000 6500 A 18500 4000 O Khung chống 2000 4000 5000 Lớp1 11730 6730 MNTT +5.50 Hình 2.12: Sơ đồ bố trí khung vành đai Sơ đồ tính vành đai sau: q=7.8T/m THANH VÀNH ĐAI DÀI THANH VÀNH ĐAI NGẮN THANH CHỐNG SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 247 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Hình 2.13: Sơ đồ tính toán khung vành đai  Tính toán khung vành đai dài: Sơ đồ tính: q=7.8T/m 6000 6500 6000 Hình 2.14: Sơ đồ tính khung vành đai dài Mô hình hoá phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài sau: -30.4 -30.4 10.8 19.9 19.9 18.3 53.8 53.8 18.3 Hình 2.15: Kết mô men vành đai dài Hình 2.16: Kết phản lực gối vành đai dài Vậy ta có kết nội lực sau: Mmax= 30.4 T.m N1=N4= 18.3 T N2=N3= 53.8 T  Tính toán khung vành đai ngắn: Sơ đồ tính: q=7.8T/m 4500 5000 4500 Hình 2.17: Sơ đồ tính khung vành đai ngắn SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 248 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Mô hình hoá phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài sau: -17.5 -17.5 6.8 11.0 11.0 40.9 40.9 13.7 13.7 Hình 2.18: Kết mô men vành đai ngắn Hình 2.19: Kết phản lực vành đai ngắn Vậy ta có kết nội lực sau: Mmax= 17.5 T.m N1=N4= 13.7 T N2= N3= 40.9 T  Kiểm toán khung vành đai Xét dầm chòu nén uốn, tiến hành kiểm toán khung theo điều kiện cường độ ổn đònh Để đơn giản cho trình thi công ta chọn loại vật liệu cho khung vành đai ngắn khung vành đai dài Vì ta thiết kế cho khung có nội lực lớn Từ biểu đồ nội lực ta lấy khung vành đai ngắn để thiết kế có: M max = 30.4 Tm N = 13.7 T Chọn thép sử dụng để làm vành đai thép CT3, tiết diện chữ W18x71 194 470 20 13 Hình 2.20: Kích thước thép vành đai Đặc trưng hình học sau: SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 249 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo − Mômen quán tính : Ix= 48699 cm4 − Diện tích tiết diện: F = 134 cm2 − Momen kháng uốn: Wx=2081cm3 ng suất lớn nhất: σmax M max N 30.4 × 105 13.7 × 103  kG   kG  = + = + = 1563  ÷ < [ σ] = 1900  ÷ Wx F 2081 134  cm   cm  Thoả mãn khả chòu lực 2.2.3.4 .Tính toán chống Thanh chống tính toán với sơ đồ chòu nén Lực tác dụng vào chống phản lực gối tựa vành đai Lấy giá trò lớn để tính, Nmax=53.8 (T) Tiết diện chống ta chọn giống với hệ vành đai 194 470 20 13 Hình 2.21: Kích thước chống Ứng suất chống: σmax N 53.8 × 103  kG   kG  = = = 401.5  ÷ < [ σ ] = 1900  ÷ F 134  cm   cm  Vậy chống thỏa điều kiện cường độ 2.2.3.5 Lựa chọn búa đóng cọc ván Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào đất cát hiệu phương pháp rung Búa rung sử dụng loại NVC-80SS hãng Nipped IND có thông số sau : Q = 4.7 : Trọng lượng búa M = 4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn ω = 1100 (vòng/phút) = 115 rad/s A = 9.5 mm Ta phải kiểm tra để đảm bảo số điều kiện sau để hạ cọc vào đất SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 250 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo + Điều kiện : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào đất : Qd > α × T Trong : n T = u × ∑ f i '× h i = 1.616 × 1.2 × 7.787 = 15.1 T : lực cản đất tác dụng vào i =1 cọc đóng đến chiều sâu tối đa Với : U = (600 + 208) × = 1616 mm chu vi cọc ván thép fi' = 1.2 t/m2 :lực ma sát đơn vò hi = 7.787 m : chiều sâu cọc ngàm đất α = 1.0 : Hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi đất (lấy cọc ván thép) Thay vào : Qd > α × T ⇒ Qd > 1.0 × 15.1 = 15.1 (T) Với búa chọn : Qd = M × ω2 4100 × 10−3 × 10−2 × 1152 = = 55.72T > 15.1T => Thỏa g 9.81 + Điều kiện : Đảm bảo cọc đóng vào đất hiệu quả: ξ× Mc ≥A 9.81 × Qo Trong đó: ξ : Hệ số, lấy cọc ván thép Qo: Trọng lượng cọc, búa chấn động bệ búa ,trong đó: Qo = Q + q + q Trong đó: Q: Trọng lượng búa, Q=4.7 T q: Trọng lượng cọc ván thép, Q = 66.1 × 11.73 = 775 kG = 0.775 T q0: Trọng lượng bệ búa, q0=0 Qo = Q + q + q = 4.7 + 0.775+0 = 5.475 T A: Biên độ dao động, tra bảng 3.10 sách “thi công móng mố trụ cầu” Lê Đình Tâm, A=9 mm Mc 4100 ξ× = 1× = 9.2mm ≥ A = 9mm 9.81 × Qo 9.81 × 5475 SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 251 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo => Thoả điều kiện + Điều kiện : Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn, đảm bảo hạ cọc nhổ cọc nhanh Q + q + q p ≥ p.F η1 < Q + q + qp Qd < η2 Q = 66.1 × 11.73 = 775kg : trọng lượng cọc qp = : trọng lượng phần phụ tác dụng lên cọc p = 1.5 kG/cm2 : Trò số áp lực để hạ cọc F = 85.7 cm2 : Diện tích tiết diện cọc Qd = 55.72 T : Lực kích động máy chấn động η1 = 0.15 η2 =0.5 : Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép  Q + q + q p ≥ p × F ⇔ 4.7 + 0.775 ≥ 1.5 × 10 −3 × 85.7 ⇔ 5.475 ≥ 0.128  Q + q + qp Thay vào :  4.7 + 0.775 < η2 ⇔ 0.15 < < 0.5 ⇔ 0.15 < 0.16 < 0.5 η1 < Q 55.72 d  Chọn búa hợp lý 2.4 KIỂM TOÁN ỔN ĐỊNH LẬT CỦA TRỤ T2-T3 KHI THI CÔNG HẪNG : 2.4.1 Sơ đồ kết cấu sơ đồ tính 1000 Wcll=2.64 KN/m e Wcll=5.28 KN/m DIFF=2% TRäNG L¦ỵNG B¶N TH¢N C¸NH HÉNG p CE m wc wUP=2.64 KN/M Hình 2.22: Sơ đồ kết cấu sơ đồ tính 2.4.2 Tính toán momen gây lật Mlật STT Các loại tải trọng SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Ký hiệu P e My Trang : 252 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Trọng lượng khối đúc không cân Tải trọng chênh lệch cánh hẫng Tải trọng thi công rải * Trên cánh hẫng xe đúc * Trên cánh hẫng rơi xe đúc Xe đúc bên phải Xe đúc bên trái Gió tốc từ bên lên cánh hẫng bên trái Tổng cộng momen gây lật 2.4.3 Tính toán momen chống lật Mgiu Sơ chọn thép dự ứng lực Đường kính dự ứng lực Số dự kiến (cộng phía) Cường độ chòu kéo Giới hạn chảy thép dự ứng lực Ứng suất cho phép dự ứng lực Khoảng cách giữ cáp dul phía Momen chống lật : M giu = f ATS × A ps × e = 659.81× 28 × π × (kN) (m) (kNm) U 730.86 39.00 28503.54 DIFF 184.40 19.75 3641.90 CLL 187.44 93.72 CE_R 800.00 CE_L 800.00 18.50 3467.64 -18.50 -1733.82 40.00 32000 -40.00 -32000 WUP -93.72 -18.50 1733.82 35613.08 1902.70 D nps fpu fpy = 0.85fpu fATS = 0.75fpy e 40 56 1035 879.75 659.81 2320 mm MPa MPa MPa mm 40 × 2320 = 53861.25 ( kN.m ) 2.4.4 Điều kiện kiểm toán M giu M 53861.25 ≥ 1.5 => Ta có giu = = 1.5124 ≥ 1.5 M lat M lat 35613.08 Thỏa điều kiện kiểm toán Vậy ta sử dụng 56 neo dự ứng lực đường kính 40 mm để liên kết tạm khối K0 đỉnh trụ để đảm bảo chống lật thi công SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 253 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Cầu bêtông cốt thép đường ôtô Tập 1, Tập – GS TS Lê Đình Tâm – NXB Xây Dựng Công nghệ đúc hẫng cầu bê tông cốt thép – GS TS Nguyễn Viết Trung – NXB Giao Thông Vận Tải Thiết kế dầm hộp bêtông ứng suất trước đúc hẫng – KS Đinh Quốc Kim – NXB Giao Thông Vận Tải Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil Tập 1, Tập – Trần Ngọc Linh Nền móng công trình cầu đường – Bùi Anh Đònh, Nguyễn Sỹ Ngọc – NXB Giao Thông Vận Tải Nền móng – Châu Ngọc n – NXB Giao Thông Vận Tải Nền móng – TS Nguyễn Thành Đạt – ĐH Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 254 [...]... TK Cầu Đúc Hẫng ⇒δ= GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo 6 × M tt 6 × 0. 42 = = 0.0095 m = 9.5 mm b×R 1 × 28 000 Chọn δ = 10 mm = 1cm Ứng suất ở giữa tấm: M tt M tt × 6 0. 42 × 105 × 6 σ= = = = 25 20 KG / cm 2 2 2 W b×δ 100 × 1 So sánh: σ = 25 20 < R = 28 00KG/cm2 ⇒ thõa yêu cầu Độ võng: f = β× Ptd × b 4 2. 55 × 14 = 0.0 027 7 × = 2. 69 × 10−4 m = 0. 026 9 cm 3 3 δ 1 .25 × 21 000000 × 0.01 Độ võng cho phép: 1 = 0.0 025 m = 0 .25 cm... ÷ = 1 .24 2 2    2 4.8 × ( t + 1.5) γ × h 22 2 E b = dn × kp = × 1 .24 = 2. 975 × ( t + 1.5 ) 2 2 2 Vậy Lấy mômen cân bằng tại điểm O ta có: 2 2 2 2     1.944 × ( t + 2. 787 ) × ( t + 2. 787 ) × + 1.443 − 2. 975 × ( t + 1.5 ) × ( t + 1.5 ) × + 2. 73 = 0 3 3     Rút gọn ta được phương trình bậc 3 theo t ta có: −0.69 × t 3 − 3.4 × t 2 + 8.1 × t + 74.8 = 0 ⇒ t = 4.16m Chọn t = 5m 2. 2.3 .2 Tính... Tuấn_Cd06145 Trang : 24 3 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo  ϕ 6004'   k a = tg 2  450 − ÷ = tg 2  450 − ÷ = 0.81 2 2    4.8 × ( t + 2. 787 ) γ × h2 2 E a = dn 1 × k a = × 0.81 = 1.944 × ( t + 2. 787 ) 2 2 2 Vậy p lực đất bò động γ dn × h 22 Eb = × kp 2 Trong đó: h2: Chi u sâu cọc ván trong lớp 1 so với đáy bệ, h 2 = t + 1.5 ( m ) k p : Hệ số áp lực bò động 6004'   0 ϕ 2 0 k p = tg... T2-T3 KHI THI CÔNG HẪNG : 2. 4.1 Sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính 1000 Wcll =2. 64 KN/m e Wcll=5 .28 KN/m DIFF =2% TRäNG L¦ỵNG B¶N TH¢N C¸NH HÉNG p CE m wc wUP =2. 64 KN/M Hình 2. 22: Sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính 2. 4 .2 Tính toán momen gây lật Mlật STT Các loại tải trọng SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Ký hiệu P e My Trang : 25 2 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 1 2 3 4 5 6 7 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Trọng lượng khối đúc không... T Pu1 /2 = 0.5 × P = 0.5 × 5.06 = 2. 53 T M gu = 0.7 × M = 0.7 × 0.633 = 0.443 T.m M1 /2 u = 0.5 × M = 0.5 × 0.633 = 0.317 T.m Kiểm tra: σg = M gu M gu × y min 0.443 × 105 × 2. 75 = = = 414.3 KG / cm 2 Wx Ix 29 4 SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 23 9 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng σ1 /2 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo M1 /2 M1 /2 0.317 ×105 × 7 .25 u u × y max = = = = 7 82 KG / cm 2 Wx Ix 29 4 ⇒ σ max = 7 82 < R = 28 00KG... Trang : 24 6 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 2. 2.3.3 GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo Tính toán khung vành đai 25 00 25 00 20 00 20 00 20 00 14000 5000 6500 A 18500 4000 O Khung chống 20 00 4000 5000 Lớp1 11730 6730 MNTT +5.50 Hình 2. 12: Sơ đồ bố trí khung vành đai Sơ đồ tính của vành đai như sau: q=7.8T/m THANH VÀNH ĐAI DÀI THANH VÀNH ĐAI NGẮN THANH CHỐNG SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 24 7 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD... 0 .25 cm [f] = 400 ⇒ f = 0. 026 9cm < [f] = 0 .25 cm ⇒ thõa điều kiện 2. 2 .2 Tính sườn tăng cường: Sườn tăng cường được xem như cùng làm việc với tấm tôn lát Mặt cắt ngang sườn tăng cường đứng: 92 100 8 20 0 16 Hình 2. 6: Mặt cắt sườn tăng cường đứng Đặc trưng hình học sườn tăng cường đứng: A = 31.2cm2 Ix = 29 4cm2 ymax = 7 .25 cm ymin = 2. 75cm Mặt cắt ngang sườn tăng cường ngang: 90 100 10 20 0 20 SVTH : Nguyễn Duy... ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng 1500 MNTT +5.50 Khung chống 128 7 1443 O A t 1500 Lớp1 Hình 2. 8: Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván Lớp đất Loại đất H C ϕ γw SPT (m) KN/m2 (độ) T/m3 Lớp 1 Bùn sét hữu cơ màu xám xanh 9.6 8 .2 6 0 04 ' 1.48 0 Lớp 2 Sét cát màu xám xanh, xám vàng 6.4 14 10 0 49 ' 1.85 1 -21 Lớp 3 Sét màu xám vàng, màu xanh 10.5 31.3 21 0 28 ' 2. 01 21 -25 Lớp 4 Sét pha,màu nâu nhạt, dẻo cứng 2. 5 12. 5 7 010... cáp dul 2 phía Momen chống lật : M giu = f ATS × A ps × e = 659.81× 28 × π × (kN) (m) (kNm) U 730.86 39.00 28 503.54 DIFF 184.40 19.75 3641.90 CLL 187.44 93. 72 CE_R 800.00 CE_L 800.00 18.50 3467.64 -18.50 -1733. 82 40.00 320 00 -40.00 - 320 00 WUP -93. 72 -18.50 1733. 82 35613.08 19 02. 70 D nps fpu fpy = 0.85fpu fATS = 0.75fpy e 40 56 1035 879.75 659.81 23 20 mm thanh MPa MPa MPa mm 40 2 × 23 20 = 53861 .25 ( kN.m... 4 2. 4.4 Điều kiện kiểm toán M giu M 53861 .25 ≥ 1.5 => Ta có giu = = 1.5 124 ≥ 1.5 M lat M lat 35613.08 Thỏa điều kiện kiểm toán Vậy ta sử dụng 56 thanh neo dự ứng lực đường kính 40 mm để liên kết tạm khối K0 và đỉnh trụ để đảm bảo chống lật khi thi công SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145 Trang : 25 3 ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Tiêu chuẩn thi t kế cầu 22 TCN 27 2-05 2