Đồ án tốt nghiệp cầu đường

Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Phần I thiết kế Sơ SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 chơng I phơng án sơ I cầu btct liên tục đúc hẫng Giới thiệu chung phơng án: Sơ đồ kết cấu bên + Sơ đồ kết cấu nhịp nh sau: 3x33 + 55 + 90 + 55 + 2x33m + Kết cấu nhịp dầm liên tục BTCT , thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng, chiều dài toàn cầu 375.45m + Dầm có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi theo dạng parabol.Tại vị trí đỉnh trụ đỡ nhịp ( phần liên tục ) mặt cắt ngang dầm có chiều cao 5m, vị trí nhịp mặt cắt ngang dầm có chiều cao 2.5m + Mặt cắt ngang dầm có thành đứng Mặt cắt dầm có đáy hộp rộng 6m, chiều dày đáy hộp thay đổi từ 0.8 ữ0.3 m vị trí đỉnh trụ đến nhịp, mặt cầu rộng 12.1m + Theo chiều dọc cầu, dầm đợc chia thành đốt đúc hẫng chiều dài đốt từ ữ3.5m, đúc xe đúc + Mặt cầu công trình phụ khác: + Lớp phủ mặt cầu xe chạy bê tông atphan hạt mịn dầy 0,7cm, dới có lớp phòng nớc dầy 0.4cm nhập ngoại + Trắc dọc cầu đợc thiết kế theo đờng cong bán kính R=6000m ( phần liên tục ) dốc 4% ( phần cầu dẫn ) + Độ dốc ngang cầu ing=2% + Mặt đờng ngời bố trí mức với đờng xe chạy, lề ngời phần đờng xe chạy giải phân mềm rộng 0.2m, giải phân cách vạch sơn có phản quang + Khe co dãn gối cầu cao su nhập ngoại + Gối cầu dùng gối chậu cao su + Lan can thép, điện chiếu sáng cầu dùng đèn cao áp thuỷ ngân đợc bố trí theo hai thành biên cầu cự ly dự kiến 30m/cột đèn + Hệ thống thoát nớc dùng ống nhựa đờng kính 15cm bố trí dọc cầu để thoát xuống gầm cầu SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 + Bố trí lỗ ngời kiểm tra lòng hộp đáy dầm hộp vị trí gần mố Kết cấu phần dới: + Trụ: Các trụ đỡ nhịp đợc đặt cọc khoan nhồi 1500 mm, số lợng cọc trụ 12 cọc Mũi cọc đặt cao độ -41.74m + Mố: loại mố chữ U dùng móng cọc khoan nhồi 1000 mm, số lợng cọc cho mố cọc Tiêu chuẩn kĩ thuật Hoạt tải: + Cầu đợc thiết theo 22TCN 272- 05 + Tải trọng thiết kế HL-93 gồm tổ hợp xe tải thiết kế xe trục thiết kế tải trọng thiết kế Giá trị tải trọng nh hình vẽ + Xe tải thiết kế : + Xe hai trục thiết kế: + Tải trọng làn: + Tải trọng: Tải Trọng SV : Đoàn Văn Công C s Xe c nv Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Tải trọng bánh xe Tải trọng bánh xe Tải trọng bánh xe Tải trọng xe trục Tải trọng phân bố Đồ án Tốt Nghiệp 2008 HL-93 Thiết kế P1 P2 P3 Pt1 35.000 145.000 145.000 110.000 35.000 145.000 145.000 110.000 kN kN kN kN Pt2 110.000 110.000 kN WL 9.300 9.300 kN/m + Khổ cầu 2*1.5 + + 2*0.35 (m) + Khổ thông thuyền: 50x7 (m) Tiêu chuẩn vật liệu Bê tông + Bê tông dầm chủ dùng loại có fc = 50 MPa + Bê tông trụ: fc = 30 MPa + Bê tông mố: fc = 30 MPa Cốt thép lấy theo tiêu chuẩn VSL dùng cho dầm liên tục + + + + Bó thép dự ứng lực, neo phụ kiện dùng loại 19T13 (VSL) cờng độ cực hạn 1860Mpa Mô đun đàn hồi E = 197000 Mpa Thanh neo dự ứng lực 38 Cốt thép thờng dùng thép có f y = 420MPa Tính toán kết cấu nhịp Nội dung tính toán: + Trong bớc thiết kế phơng án sơ bộ, yêu cầu tính toán kết cấu nhịp giai đoạn khai thác với hai mặt cắt Mặt cắt nhịp Mặt cắt đỉnh trụ + Tính mố, trụ, kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ mặt cắt đáy bệ, sơ tính bố trí cọc + Trong cầu dầm hộp BTCT liên tục chiều dài nhịp biên thờng lấy khoảng (0.6ữ0.7)Lc , để đảm bảo đờng bao mômen đợc hài hoà không xuất lực nhổ vị trí gối đỉnh mố + Với chiều dài nhịp 90m nên ta chọn chiều dài nhịp biên : Lb = 55m SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 + Dựa vào công thức kinh nghiệm mối quan hệ thông số nh chiều dài nhịp, chiều cao hộp, chiều dày nắp hộp, đáy ta chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nh sau: L L L L H goi = c ữ c ; H giua = c ữ c 18 22 35 45 1/2 mặt cắt đỉnh trụ 1/2 mặt cắt nhịp 1/2 mặt cắt đỉnh 1/2 trụmặt cắt nhịp +12.80 i=0.02 +12.46 i=0.02 +12.46 +12.80 i=0.02 i=0.02 Tính đặc trng hình học tiết diện: + Phơng trình đờng cong cao độ đáy dầm + Cao độ đáy dầm thay đổi theo phơng trình Parabolla : y= a*x2+ b*x+c Tại vị trí x=0 y=0 c= Tại vị trí x=0 ;y=0 2*a*0+ b =0 b=0 Tại vị trí x= Lh; y= (Ho- H0,5) a*Lh2 = Ho- H0,5 SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải a= Đồ án Tốt Nghiệp 2008 H H ,5 Lh = 2.5 = 0.001321 45 * 45 + Do phơng trình đờng cong đáy dầm : y= (H H 0.5 ) * x l = 0.001321 * x h Trong : y- chiều cao dầm mặt cắt cách mặt cắt nhịp khoảng x H0-là chiều cao dầm mặt cắt gối H0.5-chiều cao dầm mặt cắt nhịp lh chiều dài đoạn cánh hẫng có chiều cao thay đổi + Phơng trình thay đổi chiều dày đáy: Bản đáy dầm hộp thay đổi theo hình dạng đờng cong bậc hai, đặt hệ trục toạ độ nh ta có phơng trình đờng cong là: y = 0.00027 * x với a= Hd hd L2 d = 0.8 0.3 = 0.00027 43 * 43 Trong : Hd- Là chiều dày đáy mặt cắt đỉnh trụ hd- Là chiều dày đáy mặt cắt nhịp Ld-Là chiều dài thay đổi đáy nhịp + Đặc trng hình học tiết diện: S14 8*3000 Ko K1 1500 S0 S1 S2 K2 K4 K3 S3 S4 4*3500 K5 S5 K7 K6 S7 S6 S8 K8 S9 K9 S10 K10 S11 2500 5000 6000 K11 K12 S12 S13 Ta chia dầm đốt theo sơ đồ nh hình vẽ, ta tính đợc kích thớc mặt + cắt dầm đặc trng hình học mặt cắt ta đợc kết nh bảng sau: SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Chiều Diện tích Số hiệu Chiều cao Chiều dày rộng mặt cắt mặt cắt Chiều dài tiết diện đáy đáy Bd (m2) đốt li (cm) H(cm) hd(cm) (cm) (cm2) (cm) S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 600 300 300 300 300 300 300 300 300 350 350 350 350 500 446.4 417.4 390.6 366.2 344.1 324.4 306.9 291.8 279.1 267.1 258.3 252.6 250 80 71.1 65.0 59.4 54.3 49.7 45.6 41.9 38.8 36.1 33.6 31.7 30.5 30 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 12.2775 11.38756 10.83873 10.33381 9.872801 9.455694 9.082493 8.753197 8.467808 8.226325 8.000087 7.83361 7.726894 7.679939 Jx (m4) 48.5781 35.95361 29.8808 24.86633 20.75124 17.39705 14.68404 12.50969 10.78724 9.44439 8.279486 7.478704 6.990124 6.781206 Tính toán nội lực + Do cầu đợc thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân đối xứng, nên bớc thi công kết cấu làm việc theo sơ đồ khác thay đổi liên tục sau đốt đúc + Nội lực giai đoạn đúc hẫng cân bằng: + Trong giai đoạn đúc hẫng kết cấu làm việc theo sơ đồ công son hẫng, kết cấu chịu mô men âm Giá trị mômen lớn mặt cắt đỉnh trụ lớn thi công xong phần cánh hẫng đốt K12 nhng cha hợp long Tải trọng tác dụng lên kết cấu giai đoạn gồm: Trọng lợng thân khối đúc DCi , có hệ số tải trọng 1.1 Tải trọng thi công rải có giá trị CLL = 0.48 *12.1= 5.81 (KN/m) bên cánh hẫng 0.24*12.1=2.91 (KN/m) cánh lại, có hệ số tải trọng là1.3 Trọng lợng xe đúc dầm CE = 800KN đặt vị trí cách cuối đốt đúc 0.5m, có hệ số tải trọng 1.3 + Trong tính toán ta coi trọng lợng thân tải trọng giải toàn chiều dài đốt đúc Trọng lợng xe đúc coi nh tải trọng tập trung SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Bảng tính tải trọng thân đốt dầm: Tên đốt Tải trọng Diện tích Diện tích dải trung Mặt cắt mặt đốt cắt (m2) bình(m2) (KN/m) S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 12.2775 11.38756 11.83 10.83873 11.11 10.33381 10.59 9.872801 10.1033 9.455694 9.6642 9.082493 9.2691 8.753197 8.9178 8.467808 8.6105 8.226325 8.3471 8.000087 8.1132 7.83361 7.9168 7.726894 7.7803 7.679939 7.7034 293.075 275.088 261.913 249.838 238.863 228.975 220.188 212.513 205.925 200.075 195.175 191.763 189.838 + Khi đúc đốt K12 ( đốt đúc cuối để chuẩn bị hợp long ), nội lực kết cấu đợc tính toán phần mềm SAP2000 CLL=5.81kN/m CLL=2.91 kN/m CE 13' 12' 11' 10' CE 9' 8' 6' 7' 5' 4' 3' 2' 1' 44 10 11 12 13 44 Tính toán nội lực giai đoạn khai thác : Sơ đồ 1:Giai đoạn sau thi công xong đốt hợp long nhịp nhng bê tông cha đông cứng: + Tải trọng giai đoạn gồm: SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải + Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Tải trọng thi công : CLL=5.81 (KN/m) 1/2 tải trọng xe đúc : 1/2CE= 400 (KN).Tải trọng đặt cách vị trí nhịp khoảng dxe= 2m(cách mặt cắt S13 m) 1/2 trọng lợng đốt hợp long: 1/2DChlong=191.94 (KN) Tải trọng đặt cuối đốt K12 Trọng lợng thân đốt dầm: DCi Tổ hợp tải trọng sơ đồ 1.1 * DCi + 1.3 * CLL+1.3*1/2CE Sơ đồ 2: Giai đoạn sau thi công xong đốt hợp long kéo cốt thép DƯL, hạ đà giáo : + Trong giai đoạn kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục nhịp,sau hợp long, cha tháo dỡ ván khuôn tiến hành căng kéo cốt thép thớ dới nhịp di chuyển xe đúc khỏi cầu, tháo dỡ tải trọng thi công khác Các tải trọng vốn nằm nhịp gây nên biến dạng cho dầm, dỡ tải khỏi nhịp dầm đàn hồi trở lại nhng lúc dầm liên tục, chuyển vị bị khống chế gây hiệu ứng dỡ tải.Sau tợng hiệu ứng lực xảy giai đoạn tháo dỡ ván khuôn đốt hợp long Nh tải trọng tác dụng giai đoạn gồm: Trọng lợng xe đúc (không có quang treo ván khuôn)- lực tập trung tác dụng nhịp giữa, cách khoảng cách nhịp khoảng cách dxe =2m, theo hớng ngợc với trọng lực, hệ số tải trọng Tải trọng thi công lực phân bố 5.81 KN/m, tác dụng suốt nhịp biên nhịp theo hớng ngợc với hớng trọng lực, hệ số tải trọng Tải trọng dỡ ván khuôn treo đốt hợp long lực tập trung 1/2Gc đặt hai đầu mút thừa theo hớng ngợc với hớng trọng lực Tĩnh tải đốt hợp long tải trọng phân bố P0 tác dụng phạm vi chiều dài đốt theo hớng trọng lực Sơ đồ 3: Dầm liên tục chịu tĩnh tải giai đoạn II hoạt tải: + Trong giai đoạn khai thác có tĩnh tải mặt cầu phụ kiện cầu (DW) hoạt tải tác dụng kết cấu (LL) + Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu gồm trọng lợng lớp sau: Lớp phủ mặt cầu (gồm bê tông bảo hộ dày 2cm,và bê tông asphalt dày 5cm)có trọng lợng (0.07 + 0.5 * i * B) * B * 23 = (0.07 + 0.5 * 0.02 *12.1) *12.1 * 23 = 26.578KN / m DWlp = 2 Trong : - i- Độ dốc ngang cầu% - B- Chiều rộng cấu tạo mặt cầu (m) Lan can tay vịn lấy DWlc =2 (KN/m) Tĩnh tải phần hai (trong giai đoạn khai thác) là: DW = 28.578(KN/m) SV : Đoàn Văn Công Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Tải trọng thi công : Tải trọng thi công đợc lấy tải trọng rải CLL=5.81(kN/m), theo Điều 5.14.2.3.2 Tải trọng xe đúc chọn loại xe đúc có trọng lợng : CE = 800 (kN) đặt cách mép khối K 0.5m Hệ số tải trọng - Hệ số điều chỉnh tải trọng i=1 - Hệ số tải trọng i: - Hoạt tải HL-93: i = 1.75 - Tĩnh tải: DW : i = 1.5 - =DC : i = 1.25 - Hệ số xung kích: 1+IM/100 = 1+25/100=1.25 ( không áp dụng cho tải trọng hành ) - Hệ số : Khi cầu xếp hai xe lấy m = 1.0 - Hoạt tải : Cầu đợc thiết kế theo 22TCN-272- 05 + Tải trọng thiết kế HL-93 gồm tổ hợp xe tải thiết kế xe trục thiết kế tải trọng thiết kế: + Trờng hợp tính mômen mặt cắt nhịp ta bố trí hoạt tải gồm có xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế tải trọng + Trờng hợp tính mômen mặt cắt dầm đỉnh trụ hoạt tải ta bố trí xe tải thiết kế xe cách 15m trục sau xe cách 4.3m, có tải trọng làn( Wl) + Nh tải trọng xếp trờng hợp hoạt tải trờng hợp có tải trọng giai đoạn Để tính nội lực dầm trờng hợp ta ứng dụng phần mềm SAP2000 để lấy đợc trờng hợp bất lợi ta quy tải trọng tĩnh tải xếp tải trọng phần nội lực dấu Sơ đồ 3: Tổ hợp III = 1.5*DW+1.75*PL+1.75*(LL)+IM Số hiệu mặt cắt Đầu nhip S15 S14 S13 S12 S11 SV : Đoàn Văn Công Giá trị M Giá trị M tính theo tính theo sơ đồ sơ đồ (KN.m) 7058.7 6655 6013.8 1893.8 -5160.4 (KN.m) 53.06 62.66 73 115.02 166.11 10 Giá trị đờng bao tính theo sơ đồ 3(Trên đinh trụ) M(-) (KN.m) M(+)(KN.m) 0 -6305.6 24668 -7220.5 26547 -8178.7 28259 -11869 32945 -16084 35726 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Luồn cáp căng cáp Sau đổ bê tông, chờ cho bê tông đông cứng tiến hành luòn cáp Khi bêtông đạt 90% cờng độ tiến hành căng cáp DƯL Thi công khối hợp long nhịp biên Sau thi công xong đốt K12 tiến hành tháo xe đúc Lắp đặt ván khuôn đúc nốt đốt hợp long Lắp đặt cốt thép đáy , thành vách ngăn Lắp đặt đà giáo ván khuôn Đổ bê tông Lắp đặt cốt thép Căng cáp dự ứng lực bê tông đủ cờng độ Thi công khối hợp long nhịp Tháo dỡ PC D38 gối tạm trụ Dựng đà giáo , ván khuôn đáy ván khuôn thành Lắp đặt cốt thép đáy vách ngăn Dựng đà giáo ván khuôn Lắp đặt cốt thép đỉnh Đổ bê tông Khi bê tông đủ cờng độ tiến hành kéo cáp dự ứng lực K7 K6 K5 K4 K3 K0 K2 K1 K'12 HL K'12 K'11 K'10 K'9 K'8 K'7 K'6 K'5 K'6 K'7 K'8 K'9 K'10 K'11 K'12 K'4 K'3 K'2 K'1 K'1 K'2 K'3 K'4 K'5 K0 K1 K2 K3 K4 K5 mntc -0.75 p4 p5 Hình : Thi công khối hợp long nhịp 39 Trình tự thi công khối K0 Lắp dựng đà giáo o Lắp dựng đà giáo thân trụ o Neo đà giáo vào thân trụ PC D38 o Lắp đặt chi tiết đà giáo SV : Đoàn Văn Công 211 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 K6 K7 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Đổ bê tông đáy o Lắp đặt gối cao su gối tạm o Lắp đặt ván khuôn đáy, khung chống tiêu chuẩn ván khuôn o Lắp đặt ống thép ( Chứa PC D38) o Lắp đặt cốt thép thờng đáy, phần sờn vách ngang o Đổ bê tông chỗ đáy Đổ bê tông dầm ngang o Lắp đặt khung chống, ván khuôn vách ngang o Lắp đặt cốt thép thờng vách ngang điều chỉnh ông gen o Đổ bê tông chỗ vách ngang o Bảo dỡng bê tông Đổ bê tông sờn đỉnh o Lắp đặt đà giáo , ván khuôn o Lắp đặt ống gen cốt thép dự ứng lực, cốt thép thờng sờn đỉnh o Đổ bê tông chỗ sờn đỉnh o Bảo dỡng bê tông o Kéo cáp dự ứng lực bê tông đủ cờngđộ o Neo PC D38 vào thân trụ K0 mntc -0.75 p4 Hình : Thi công khối K0 SV : Đoàn Văn Công 212 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 tính toán thi công 40 Tính toán neo tạm đỉnh trụ Trong trình thi công hẫng khối đúc đỉnh trụ, trình thi công đúc khối theo tiến độ khác nhau, hoạt tải thiết bị máy móc phục vụ thi công đặt không cân hai cánh hẫng gây mômen lật cánh dầm quanh tim trụ Để giữ ổn định suốt trình thi công ta bố trí neo tạm đỉnh trụ Sử dụng dự ứng lực để làm neo Ta tính toán dựa sở cân mômen điểm do tát lực tác dụng lên cánh hẫng Điều kiện tổng mômen giữ phải lớn mômen lật Các tải trọng tính toán neo tạm đỉnh trụ (Điều 5.14.2.3) Tất cá tải trọng tác dụng thẳng đứng cân lên hai cánh hẫng trụ ta đa lực đứng qua tim trụ, tải trọng tác dụng thẳng đứng lên cánh hẫng ta đa lực thẳng đứng trị số qua tim trụ momen đặc trng cho tải trọng lệch tâm U : Khối không cân ,KN DIFF : Tải trọng chênh lệch, lấy 2% tải trọng tĩnh tác dụng lên cánh hẫng , KN CLL : Hoạt tải thi công phân bố: Trong thi công hẫng tải trọng đợc lấy 4.8ì10-4 Mpa cánh hẫng 2.4ì10-4 Mpa cánh , Mpa CE : Tải trọng xe đúc ván khuôn ,KN WUP : Lực nâng gió cánh hẫng: 2.4ì10-4 Mpa diện tích mặt sàn , tải trọng tác đụng bên cánh hẫng , Mpa Hình 12.15: Sơ đồ lực tác dụng lên cánh hẫng Wcll=2.91kn/m Wcll=5.81kn/m CE =600 KN CE =800kn Khối không cân b DiFF=2%DC WUP = 3.12 KN/m trụ P4 P5 Bảng tổng hợp nội lực gây lật TT Loại tải trọng U SV : Đoàn Văn Công P(KN) 794 213 e (m) 48.25 M (KN.m) 38310.5 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải DIFF CLL: Cánh hẫng phải Cánh hẫng trái CE( Trái) CE(Phải) WUP Tổng Đồ án Tốt Nghiệp 2008 276 24.125 6658.5 290.16 145.08 600 600 -145.08 2560.16 23.25 -23.25 -46.5 46.5 -23.25 6746.22 -3373.1 -27900 27900 3373.11 51715.2 Vậy mômen gây lật là: MLật = 51715.2 KN.m Tính toán kiểm tra neo tạm Để tính toán số thép cờng độ cao ứng suất trớc neo tạm đỉnh trụ, ta dựa sở mômen giữ lớn 1.5 tổng mômen gây lật cánh hẫng Tính chất vật liệu: Đờng kính : d =38mm f pu = 1035 Mpa f py = 0.9f pu Mpa Giả thiết số Bar ( hai bên tim trụ): n=40 Thanh Công thức kiểm tra: Pìd/2 + nìdìF 1.5 MLật Trong : P Tổng lực đứng kết cấu nhịp đặt tim trụ n Số cốt thép dự ứng lực bên dùng để neo tạm cánh hẫng F Lực căng trớc cờng độ cao kể đến mát ứng suát d Khoảng cách trọng tâm hệ neo ứng suất Bar sau trừ mát: fpj = 0.75ìfpy =735 Mpa Lực căng thép cờng độ cao : F = 735 ì 3.14 ì 0.0382 = 833.1KN Thay kết vàò phơng trình trên: Pì d 2.4 + n ì F ì d 2560.16 ì + 2.4 ì 833.1 40 2 = = 1.6 > 1.5 M Lật 51715.2 SV : Đoàn Văn Công 214 ặ Thoả mãn Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 41 Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy : Chiều dày lớp bê tông bịy đáy phụ thuộc vào chiều sâu đáy hố móng so với MNTC loại đất dới đáy hố móng Chiều dày lớp bê tông bịt đáy tính theo công thức: H.A W [t] d + PFS + A C nFC Trong đó: + C - Trọng lợng riêng bê tông bịt đáy , C = 23 KN/m3 + W - Trọng lợng riêng nớc, W = 10 KN/ m2 + [t] - Chiều dày lớp bê tông bịt đáy,m + n - Số lợng cọc hố móng, n = 12 cọc + d - Đờng kính cọc , d=1.5 m + FC - Lực ma sát bê tông cọc bê tông, FC =100 KN/m2 + FS - Lực ma sát bê tông cọc ván thép, FS =100 KN/m2 + A - Diện tích bê tông bịt đáy, A = 13.5ì 18 = 243 m2 + P Chu vi vùng bê tông bịt đáy, P=63 m + H- Cao độ từ mặt nớc thi công đến đáy bệ, H = 8.217 m H A W 8.217 ì 243 ì 10 [t ] = = 1.524m d ì 1.5 nFC + PFS + A C 12 ì 100 ì + 63 ì 100 + 243 ì 23 4 Vậy chiều dày lớp bê tông cần thiết t = m > [t] m 42 Chọn máy bơm Công suất máy bơm đợc chọn tuỳ thuộc vào lợng nớc chảy Qnớc = 1.6qF Trong đó: F diện tích dáy hố móng , F=243 m2 q lợng nớc ngấm qua 1m2 diện tích đáy hố móng phụ thuộc vào áp lực thuỷ tĩnh loại đất Trong trờng hợp cọc ván đóng qua lớp cát nhỏ nên q = 0.3ữ0.5m3/h ặQnớc = 1.6ì0.5ì243= 194.4 m3/h Về mặt lý thuyết ta đổ bê tông bịt đáy xung quanh vòng vây cọc ván nớc không thấm vào đợc ta cần chọn máy bơm để hút nớc vòng vây Chọn loại máy bơm 6K-8 có tiêu kĩ thuật sau: Mã hiệu Công suất (m3/h) SV : Đoàn Văn Công áp lực (m) Công suất động (kW) 215 Hệ số hiệu dụng Trọng lợng (kg) Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải 6K - 162 32 Đồ án Tốt Nghiệp 2008 30 0.78 437 Nh cần chọn máy bơm 6K-8 để hút nớc vòng vây cọc ván thi công lớp bê tông bịt đáy nh đổ bê tông bệ thân trụ 43 Tính toán vòng vây cọc ván thép Chiều sâu đóng cọc ván đợc chọn vào điều kiện ổn định tờng cọc ván , chống lật đổ ổn định đất, cho không trồi vào đáy hố móng sau hút nớc khỏi hó móng Trong loại đất dính , cát to pha sỏi , đáy vòng vây cọc ván thấp đáy móng 1m , đất đá nhỏ đất nhão 2m Hơn đất cát nhão đáy vòng vây phụ thuộc vào đặc tính chất đất áp lực nớc cao độ đáy cho đất không trồi đùn lên hố móng Tính chiều sâu cọc ván thép Trụ P4 hai trụ có kích thớc lớn cầu , trụ nằm vị trí sông sâu Mặt đất tự nhiên cách MNTC 4.873 m , Vậy muốn thi công đợc ta phải làm vòng vây ngăn nớc Sơ đồ thiết kế nh hình vẽ dới : Trụ P4 có kích thớc mặt móng trụ ( 11.5 x 16 )m cao m Để tiện lợi cho việc thi công , chọn khoảng cách từ mép móng trụ đến vòng vây m => Kích thớc vòng vây 16m x 20m Hình : Sơ đồ bố trí vòng vây ngăn nớc SV : Đoàn Văn Công 216 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải d = 8T / m = 30 Đồ án Tốt Nghiệp 2008 n = 1T / m a = tg (45 / 2) = / b = tg (45 + / 2) = Trờng hợp bất lợi đóng cọc ván đổ bê tông bịt đáy hút nớc khỏi vòng vây Do biểu đồ áp lực đất tác dụng vào cọc ván là: Hình : Sơ đồ áp lực tác dụng lên hệ thống vách Pn = n (4.217 + H + x) = 10.(4.217 + H + x) Pa = a dn ( x 1.783) = 8.1 / 3( x 1.783) = 2,67( x 1.783) Với chiều sâu cần thiết ngàm x ta có : Điều kiện để cọc ván ổn định M L m.M G với m : Hệ số ĐKLV = 0,8 =>Chiều dài cần thiết cộc ván thép l=1+1.783+8.217=11 m Chọn chiều dài cọc ván l=12 m Tính toán sức chịu tải vòng vây cọc ván thép theo giả thiết sau: Cọc ván cứng tuyệt đối áp lực đất lên tờng cọc ván lấy theo định lý Culông với mặt phá hoại phẳng áp lực chủ động đất quy ớc lấy tác dụng từ phía tờng cọc Ta có: + Các tải trọng tác dụng lên cọc ván thép:(nh hình vẽ trên) + Sơ đồ tính coi nh dầm giản đơn kê điểm kê A,B, C SV : Đoàn Văn Công 217 Lớp : Cầu Đờng Sắt K44 Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án Tốt Nghiệp 2008 Sử dụng chơng trình Sap 2000 ta tính đợc mômen lớn trên1m cọc ván : M max q.l 10.(4.217 + + 4).(4 + 1) = = =230.4 (kN.m) 10 10 Chọn cọc ván LARSEN có mã hiệu LS-IV Mã hiệu LS-IV bmin 292 Bmin 400 Hmin 180 F(cm2) 236 g(kg/m) 185 J (cm4) 39600 W (cm3) 2200 Kiểm tra khả chịu tải cọc ván thép LS-IV: Mômen kháng uốn (tính cho m cọc ván ): W = 2.5ì 2200 =5500(cm3) ứng suất cọc ván thép: = M 230.4 ì 10 = = 4.189 (kN/cm3)