đồ án môn học thiết kế cầu bê tông cốt thép

Đồ án mơn học: TK cầu BTCT PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Phương án 1: Thiết kế kỷ thuật nhịp 27 m + Thiết kế mặt cầu + Thiết kế dầm biên theo phương pháp căng sau CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 13000 1250 250 4500 4500 250 1250 500 200 500 1000 2200 2200 2200 2200 2200 1000 Hình 1: mặt cắt ngang cầu I TÍNH TỐN NỘI LỰC TRONG CÁC TIẾT DIỆN CỦA BẢN * Nhận xét: Gọi L1 chiều dài tính tốn nhịp 27m ⇒ L1 = 26,2m Gọi L2 chiều dài tính tốn theo phương ngang cầu ⇒ L2 = 2,2m 26.2 = 2.2 =11.91m >>1,5m ( theo AASHTO) làm việc theo kiểu loại dầm Để tính tốn ta cắt 1m rộng theo phương dọc cầu Chiều dày tối thiểu BTCT theo AASHTO 175mm Chiều dày tối thiểu hẫng 200 mm Chọn chiều dày 200 mm Tính tốn nội lực kiểu dầm ( theo trạng thái giới hạn I ) 1.1.Tính tốn nội lực hẫng Xét cấu tạo thực tế xảy trường hợp: +Bản hẫng chịu tĩnh tải người +Bản có tĩnh tải tải trọng tơ 1.1.1Tĩnh tải tác dụng: Các phận kết cấu tính cho 1m chiều rộng mặt cầu: - Tĩnh tải trọng lượng BMC : (DC1) DC1= 200.25.10-3 = 5,0 kN/m - Lan can tay vịn (DC2) : DC2= (0,1.0,5 + 0,2.0,25 + (0,25 + 0,5)/2.0,25).25 = 4,84 kN Đồ án mơn học: TK cầu BTCT - Lớp phủ mặt cầu (DW) : DW =0,07.22,5 + 0,004.22 + 0,1.20 = 3,66 kN/m 1.1.2 Hoạt tải tác dụng: ∗ Hoạt tải xe thiết kế Để đơn giản tính tốn nên chọn tải trọng bánh xe mơ hình hóa tải trọng tập trung: P/2 P/2 45 l l+h 45 b b+h Hình 2: Sự phân bố tải trọng bánh xe lên mặt cầu Diện tích tiếp xúc bánh xe mặt đường -Chiều rộng (ngang cầu) b = 510mm -Chiều dài dọc cầu: L= 2,28x10 γ LL +(1+ IM P ) 100 - γ LL hệ số tải trọng tơ - IM-lực xung kích(%) lấy theo bảng 3.6.2.1.1 - P tải trọng bánh xe P= 145KN (cho xe tải) = 110 KN (cho xa trục) Diện tích phân bố bánh xe lên bề mặt mặt cầu: -chiều rộng= b+hf= 510+200= 710 mm -chiều dài (dọc cầu) L Tải trọng bánh xe quy băng tải chiều dài (b+h) theo phương ngang cầu có cường độ phân bố cho 1m bề rộng bản: Xét bánh xe nặng xe tải thiết kế có tải trọng P đặt cách mép gờ chắn bánh xe 300mm Khoảng cách từ tim bánh xe tới ngàm x=200mm Chiều rộng tương đương E=1140+0,833.x=1140+0,833.200 = 1306,6 mm =1,3066 m Đồ án mơn học: TK cầu BTCT P/2 72,5 = 78,15 KN / m LL= (b + h ) E = (0,51 + 0,2).1,3066 ∗ Hoạt tải người : PL=3,6 KN/m Tính nội lực hẫng: Xét hệ số điều chỉnh tải trọng trường hợp sử dụng giá trị cực đại γ η = n D n R n I ≥ 0,95 η d –Tính dẻo ,trường hợp thiết kế thơng thường η d=1 η r –Tính dư, tính cho trường hợp bình thường η R=1 η l -tầm quan trọng,cầu quốc lộ η l=1 Vậy : η = + Trường hợp 1: Bản hẫng chịu tĩnh tải người PL 500 DW DC2 DC1 1000 750 Mơ men ngàm:   L2 L2 M − = η γ DC DC1 + γ DC DC2 L2 + γ DW DW + γ PL PL.T L4  2   2 0,5 =1(1,25 5,0 +1,25 4,84.0,75+1,5 3,66 + 1,75.3,6.0,5.0,25)=9,14 KN.m 2 Lực cắt ngàm: V = 1(1,25.5,0.1+1,25.4,84+1,5.3,66.0,5+1,75.3,6.0,5) = 18,20 KN + Trường hợp 2: Bản hẫng chịu tĩnh tải tải trọng ơtơ 200 300 P/2 555 LL 500 1000 750 DW DC2 DC1 i Đồ án mơn học: TK cầu BTCT Mơ men ngàm: 12 0,5 0,55 +1,2.1,75.1,25.78,15 ) M =1(1,25.5,0 +1,25.4,84.0,75+1,5.3,66 2 − = 39,38 KN.m Lực cắt ngàm: V = 1(1,25.5,0.1+1,25.4,84+1,5.3,66.0,5+1,2.1,75.1,25.78,15.0,55) = 127,87 KN 1.2.Tính nội lực kiểu dầm 1.2.1.Tính tốn mơ men dương: Đối với cầu dầm phân tích dải liên tục kê dầm chủ Về ngun tắc phải tính kê ngàm cứng xét dầm đầu ngàm chưa sử dụng tin học ứng dung nên đưa sơ đồ đầu ngàm thành sơ đồ tĩnh định để tính tốn theo phương pháp gần S/2 S/2 Trị số mơ men mặt cắt nhịp đầu ngàm xác định theo cơng thức sau M + =k.M 0,5L M 0,5L – Mơ men mặt cắt 1/2S nhịp giản đơn k-hệ số xét đến tính chất ngàm đầu, lấy 0,5 1.2.1.1 Tĩnh tải tác dụng: DC1 = 5,0 kN /m DW =3,66 kN/m 1.2.1.2 Hoạt tải tác dụng Xác định bề rộng dãi tương đương theo phương dọc cầu +Mơ men dương:E + = 660+0,55.S = 1870mm S – Khoảng cách cấu kiện kê đỡ ( khoảng cách dầm chủ) S=2200mm *Tác dụng bánh quy băng tải bề rộng(b+h) có cường độ: P/2 72,5 = 54,61 KN/m = (b + h).E (0,51 + 0,2).1,87 Tải trọng : Chỉ xét dãi ngang có S ≥ 4,6m , làm việc theo LL= • phương dọc cầu Do S Mu= 24,76 KN.m Vậy thỏa mãn điều kiện + Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo 5.7.3.3.1TCN điều kiện: c ≤ d e 0.42 Ta có c = a/ β1 =8,38/0,76 = 11,03 mm ( với β1 = 0.85 – 0,05.(40-28)/7 = 0,76 )  c 11,03 = = 0,065 ≤ 0,42 thỏa điều kiện de 169 + Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu theo 5.7.3.3.2TCN điều kiện: Pmin ≥ 0,03 f c' (*) fy Đồ án mơn học: TK cầu BTCT Trong đó: Pmin: tỷ lệ thép chịu kéo diện tích ngun Pmin = 678,58 = 0,0034 (1) 1000.200 f c, : cường độ qui định bê tong fy : cường độ chịu kéo thép 0,03 40 = 0,0029 (2) 420 Thay (1) (2) vào * ta thấy thỏa điều kiện Vậy mặt cắt thỏa điều kiện lương thép tối thiểu Cự ly tối đa cốt thép, theo 22TCN272–05 5.10.3.2 cự ly cốt thép khơng vượt q 1.5 chiều dày cấu kiện 450 mm Smax ≤ 1.5×200= 300 mm Chọn S = 200 mm 1.2 Bố trí cốt thép âm cho mặt cầu ( cho 1m mặt cầu) kiểm tốn theo TTGH cường độ 1: +Khơng xét đến cốt thép chịu kéo ( bố trí cho mơ men dương mặt cầu) + Mơ men tính tốn cho mơ men dương mặt cầu: Mu= 41,52 KN.m +Ta chọn trước số kiểm tra cường độ Chọn thép chịu lực φ14 có AS = Π.14 = 923,63mm Khoảng cách từ thớ nén ngồi đến trọng tâm cốt thép chịu kéo khơng DUL: ds = ts – 25 – Φ/2 = 200 – 60 – 14/2 = 133 mm Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = As fy 923,63.420 = = 11,41mm ' 0,85 f c b 0,85.40.1000 Sức kháng uốn danh định: Mn= Asfy(ds– a )= 923,63.420.(133 – 11,41/2).10-6 = 49,38kN.m Sức kháng uốn tính tốn: Mr= φ Mn = 0,9.49,38= 44,44 kN.m > Mu= 41,52 KN.m Vậy thỏa mãn điều kiện + Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo 5.7.3.3.1TCN điều kiện: c ≤ de 0.42 Ta có c = a/ β1 =11,41/0,76 = 15,01 mm ( với β1 = 0.85 – 0,05.(40-28)/7 = 0,76 )  c 15,01 = = 0,11 ≤ 0,42 thỏa điều kiện de 133 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT + Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu theo 5.7.3.3.2TCN điều kiện: Pmin f c' ≥ 0,03 (*) fy Trong đó: Pmin: tỷ lệ thép chịu kéo diện tích ngun Pmin = 923,63 = 0,0046 (1) 1000.200 f c, : cường độ qui định bê tong fy : cường độ chịu kéo thép 0,03 40 = 0,0029 (2) 420 Thay (1) (2) vào * ta thấy thỏa điều kiện Vậy mặt cắt thỏa điều kiện lương thép tối thiểu Cự ly tối đa cốt thép, theo 22TCN272–05 5.10.3.2 cự ly cốt thép khơng vượt q 1.5 chiều dày cấu kiện 450 mm Smax ≤ 1.5×200= 300 mm Chọn S = 200 mm 1.3.Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng mặt cầu ( cho 1m mặt cầu) kiểm tốn theo TTGH cường độ + Mơ men tính tốn cho mơ men âm phần hẫng : Mu= -39,38 KN.m Để thuận tiện cho thi cơng ta bố trí cốt thép âm cho phần hẫng mặt cầu cốt thép âm phần dầm mặt cầu (6 Φ 14), tiến hành kiểm tra Do mơ men tính tốn M u M h u = 39,38 KN m nên chắn kiểm tra cường độ thỏa mãn 1.4 Kiểm tra điều kiện kháng cắt: Kiểm tra theo cơng thức: V≤ φ Vn Trong đó: V – Lực cắt tính tốn ( V = 127,87) φ -hệ số sức kháng cắt lấy theo bảng 5.5.4.2-1, φ =0,9 Vn –sức kháng cắt danh định tính theo điều 5.8.3.3 Sức kháng cắt danh định Vn phải xác định trị số nhỏ : Vn =Vc + VS+Vp Vn = 0,25 f’c bv.dv +Vp Trong đó: Vc:sức kháng cắt bê tơng ; Vc =0,083 β f c bv.dv VS:sức kháng cắt danh định cốt thép Av fy.dv (cot gθ + cot gα ) sin α VS = s Đồ án mơn học: TK cầu BTCT Kiểm tra độ võng: Biến dạng tải trọng khai thác quá lớn gây hư hỏng các lớp mặt cầu, nứt cục bợ bản mặt cầu… Gây cảm giác khơng an toàn cho người lái xe Để hạn chế điều này, quy trình kiến nghị sau: Đợ võng hoạt tải của dầm, bản đơn giản ∆ ≤ l 800 *Xét tại mặt cắt giữa nhịp: Khi tính đợ võng hoạt tải ta xét trường hợp: + Mợt xe thiết kế (có xét IM) ∆1 + 25% xe thiết kế và tải trọng làn ∆ → ∆ l / = max(∆ , ∆ ) ≤ l 800 @ Trường hợp xe thiết kế: Ta có : ∆x = Pi bi x (l − bi2 − x ) 6.E.I I − I l l Pi = g LL (1 + IM ).145(hoac35) Với mặt cắt giữa nhịp : x = Trong đó: + gLL là hệ sớ phân bớ ngang của hoạt tải tơ tính đợ võng g LL = n = = 0,333 Nb +IM là hệ sớ xung kích : IM = 0,25 +I = I I − I =1,789.1011(mm4) (Momen qn tính của tiết diện ở giai đoạn 2) +E = 31,975 KN/mm2 => I = 31,975× 1,789.1011 =5,72×1012 KN.mm2 Pi (KN) 60,417 60,417 14,583 x (mm) 13100 13100 13100 bi (mm) 8800 13100 17400 ∆1i (mm) 3,388 3,958 0,784 Vậy Độ võng xe tải thiết kế: ∆1 = 8,13(mm) 8,13 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 17400 35 8800 145 145 13100 13100 ∆x Đợ võng chiếc xe trục gây tại giữa dầm @ Trường hợp 25% Xe tải thiết kế và Tải trọng làn: ∆ = ∆ 21 + ∆ 22 Với: ∆ 21 = 0,25∆1 = 0,25.8,13=2,033mm ql 0,333.9,3.10 −3.26200 ∆ 22 = = = 3,322 mm 384 EI 384 5,72.1012 ∆ = 2,033 + 3,322 = 5,355mm Vậy đợ võng hoạt tải gây tại giữa nhịp : l 26200 = = 32,75mm 800 Vậy dầm thoả mãn điều kiện độ võng ∆ l / = max(∆1 ; ∆ ) = 8,13mm ≤ CHƯƠNG III: THI CƠNG KẾT CẤU NHỊP I Đề xuất phương án thi cơng kết cấu nhịp - Dầm ta thi cơng loại dầm bêtơng cốt thép ứng suất trước tiết diện T chiều dài 27 m, chiều cao dầm 1,4 m - Trong xây dựng cầu bê tơng bán lắp ghép, để lao lắp dầm cầu bê tơng chế sẵn cần phải dựa vào điều kiện sau: + Địa chất-thuỷ văn: Đây điều kiện để chọn giải pháp lao lắp có liên quan đến tính khả thi tính kinh tế, ta phải dựa vào điều kiện sơng sâu hay cạn, mức độ thơng thường, điều kiện địa chất có cho phép làm cầu tạm hay khơng Với địa chất đất rời thuận lợi cho việc làm cầu tạm, đồng thời dựng trụ tạm số cơng nghệ thi cơng Đồ án mơn học: TK cầu BTCT + Thơng số kỹ thuật: Trọng lượng dầm chủ, chiều dài nhịp, số lượng nhịp, chiều dài tồn cầu để chọn giải pháp lao lắp mà có liên quan đến khả nâng, vận chuyển, điều kiện chống lật lao lắp thiết bị + Phương tiện thiết bị lao lắp đơn vị thi cơng - Căn vào điều kiện mà ta đưa phương án thi cơng cho hợp lý, tận dụng tốt máy móc thi cơng, triệt để áp dung khoa học kỹ thuật vào sản xuất để hạ giá thành cho phương án thi cơng -Lao lắp dầm giá long mơn -Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa -Lao lắp dầm giá pooctic Nói chung ba phương án phương án khác thi cơng Nhưng chúng có ưu nhược điểm mà q trình thi cơng ta hay gặp phải Phương án 1: Lao lắp dầm cần trục cổng ( giá long mơn) Dùng hai cần trục long mơn di chuyển dọc cầu tạm Cầu tạm có trụ kê rọ đá Kết cấu nhịp dầm vận chuyển xe gng vị trí, giá long mơn nâng lên vận chuyển ngang, hạ xuống gối cầu.Dùng cần trục giá long mơn lao lắp dầm có chiều dài 18-21m Nếu nhịp dài 24m lớn dùng cần trục để cẩu lắp Chú ý khơng nâng tải cần trục di chuyển -Ưu điểm: + Cẩu lắp dầm có trọng lượng nặng, độ cao lớn, độ ổn định cao, ví dụ cầu Nam Ơ nằm tuyến tránh Nam Hải Vân T Loan (TP.Đà Nẵng) lao lắp loại thiết bị + Ổn định q trình vận chuyển lao lắp + Có thể thi cơng dầm vượt nhịp lớn - Nhược điểm: Thời gian lắp ráp lâu dẫn đến thời gian thi cơng lâu, tốn cầu tạm, cản trở giao thơng Vì điều kiện địa chất trụ cao nên thời gian thi cơng lâu tốn kém.Việc xây dựng trụ tạm làm tăng chi phí,thời gian thi cơng mà độ ổn định tính an tồn khơng cao Phương án 2: Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ - Tổ hợp giá chân gồm dàn liên tục có nhịp Đầu hẫng có kích điều chỉnh độ hẫng giàn lao từ bờ ra.Các phiến dầm nâng hạ lao dọc nhờ hệ thống róc rách sàng ngang với tổ hợp Dầm bêtơng đựơc chở xe gng đến tổ hợp, nâng lên, chuyển dọc sàng ngang đặt xuống gối cầu Tổ Đồ án mơn học: TK cầu BTCT hợp có chân chống di chuyển ray Chân chống quay xung quanh trục đứng, lao lắp cầu chéo cầu cong - Tổ hợp lao dầm tới 35m , trọng lượng tới 65 - Cấu tạo gồm: dàn dàn phụ dàn phụ dàn phụ làm cầu mút thừa lắp trụ cầu làm cầu tạm để lao dàn đến vi trí lắp dầm BTCT - Ưu điểm: + Tổ hợp mút thừa lắp ráp bờ nên rút ngằn thời gian thi cơng,việc lao dàn tương đối dễ dàng, nhanh chóng.Kết cấu định hình, tính lưu động cao thích hợp cho việc thi cơng kết cấu nhiều nhịp có chiều dài nhịp + Tính ổn định thi cơng cao + Thi cơng khơng ảnh hưởng tới lưu thơng cầu + Thi cơng nhanh - Nhựơc điểm: giá lao phức tạp tớn vật liệu, cơng lắp ráp, lao kéo và đới trọng lớn c 22500 XE LAO DẦM 30000 4000 HƯỚNG LAO DẦM 5600 2500 ĐỐI TRỌNG MŨI DẪN 1:1 BÙN CÁT DÀY CÁT HẠT TRUNG CÁT HẠT THÔ - RAY P43 - TÀ VẸT GỖ (20x10x200)CM - NỀN ĐƯỜNG NỆN ĐÁ DĂM +24.60M Hình 4.4:Phương pháp lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ ( giá chân ) Phương án 3: Lao lắp dầm giá pooctic Lao lắp hệ giàn dẫn, dầm bêtơng đựơc chở xe gng theo dầm dẫn đến vị trí nhịp, dùng bar kích kéo thơng tâm nâng khỏi vị trí xe gng, dùng Palăng xích kéo sàng ngang đặt xuống gối cầu Tổ hợp thích hợp với cầu nhiều nhịp, chiều dài nhịp tới 42m Lựa chọn phương pháp lao lắp dầm -Phương án 1: Dùng cần trục long mơn cẩu lắp cấu kiện nặng, độ cao lớn Nhưng nhược điểm thời gian lắp ráp lâu Hơn điều kiện địa chất thủy văn mực nước thấp đến mặt đất tự nhiên lớn trụ cao nên thời gian thi cơng lâu tốn kém.Việc xây dựng trụ tạm làm tăng chi phí, thời gian thi cơng lâu cản trở giao thơng mà độ ổn định tính an tồn khơng cao -Phương án 2: Tở hợp này được lao dầm BTCT chiều dài đến 35m Đồ án mơn học: TK cầu BTCT Tổ hợp mút thừa lắp ráp bờ nên rút ngắn thời gian thi cơng,việc lao dàn tương đối dễ dàng, nhanh chóng Kết cấu định hình, tính lưu động cao thích hợp cho việc thi cơng cấu nhiều nhịp có chiều dài nhịp + Ưu điểm: Thiết bị chun dụng, thời gian thi cơng nhanh và ởn định, khơng cản trở giao thơng q trình thi cơng + Nhựơc điểm: Giá lao phức tạp tớn vật liệu, cơng lắp ráp, lao kéo và đới trọng lớn -Phương án 3: Tổ hợp phù hợp với cầu có nhiều nhịp, tốn cơng lắp dựng -Kết luận: Qua việc phân tích ưu nhược điểm so sánh với tình hình cơng trình thực tế , định chọn phương án 2, phương án lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ để thi cơng kết cấu nhịp II Trình tự thi cơng chi tiết kết cấu nhịp: - Bước 1: + Làm đường vận chuyển dầm đầu cầu + Lắp đặt hệ thống tà vẹt ray đường đầu cầu phục vụ lao kéo dọc + Lắp đặt hệ thống lao dầm đường đầu cầu + Lắp đặt hệ thống sàng ngang + Tiến hành lao lắp tổ hợp mút thừa vị trí nhịp 22500 XE LAO DẦM 30000 4000 HƯỚNG LAO DẦM 5600 ĐỐI TRỌNG 2500 MŨI DẪN 1:1 BÙN CÁT DÀY CÁT HẠT TRUNG CÁT HẠT THÔ - RAY P43 - TÀ VẸT GỖ (20x10x200)CM - NỀN ĐƯỜNG NỆN ĐÁ DĂM +24.60M 220 +21.90M - Bước 2: + Vận chuyển dầm đến vị trí xe gòong + Cẩu dầm lên tời + Hạ dầm xuống gối 1, kích dầm đưa vào vị trí thiết kế + Vận chuyển tiếp tục lao dầm lại xuống gối 2,3,4,5,6 + Sau lao dầm xong tiến hành thi cơng dầm ngang, mặt cầu Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 22500 ĐỐI TRỌNG 30000 HƯỚNG LAO DẦM C MI DÁÙ N C 1:1 - RAY P43 - TÀ VẸT GỖ (20x10x200)CM - NỀN ĐƯỜNG NỆN ĐÁ DĂM 5600 4000 2500 XE LAO DẦM 295 +24.60M 220 +21.90M III Các cơng tác q trình thi cơng: Sản xuất dầm BTCT ƯST chữ T-căng sau Dầm BTCT ƯST – căng sau chế tạo theo ngun tắc sau: Thi cơng bãi đúc,bệ đúc,sản xuất ván khn Lắp ván khn đáy Lắp dựng cốt thép thường,bố trí ống gen Bố trí ván khn thành Lắp dựng cốt thép cánh dầm Đổ bê tơng Luồn căng cáp dự ứng lực Bơm vữa vào bó cáp bịt đầu neo 1.1 Cơng tác chuẩn bị - Để thuận lợi q trình thi cơng, ta cần san dọn mặt nơi sản xuất dầm bãi đất gần với nơi thi cơng cầu bên so với trục tim cầu -Trước tiên thi ta cần phải tiến hành thi cơng bệ căng cáp, số lượng tuỳ thuộc vào tổng số dầm theo thiết kế, u cầu chủ đầu tư tiến độ thi cơng u cầu 1.2.Cơng tác đổ bê tơng - Sau lắp dựng ván khn đáy,bố trí ống gen,lắp dựng cốt thép thường,lắp dựng ván khn thành tiến hành đổ bê tơng dầm - Bê tơng đổ dầm phải đạt độ sụt theo thiết kế, hàm lượng cấp phối đạt cấp độ bền theo u cầu thiết kế - Trước đổ bê tơng, phải tiến hành độ sụt, lấy mẫu thí nghiệm hình trụ, kiểm tra nhiệt độ bê tơng.Các kết kiểm tra phải ghi biên có đầy đủ chữ ký đại diện hợp pháp bên liên quan - Sau thi cơng xong, phải tiến hành cơng tác bảo dưỡng định kỳ để bê tơng thuỷ hố tốt đạt mác thiết kế 1.3 Cơng tác căng cốt thép cường độ cao - Sau hồn thiện cơng tác luồn thép cường độ cao, lắp đặt neo.Tiến hành căng cốt thép kích thuỷ lực theo trị số thiết kế 1.4.Cơng tác vận chuyển dầm - Sau cắt cốt thép cường độ cao, ta tiến hành vận chuyển dầm sang bãi tập kết để chuẩn bị cho thi cơng kết cấu nhịp Đồ án mơn học: TK cầu BTCT - Thường thị dầm cẩu lắp cổng trục chạy bánh ray liên kết nối với ray thi cơng kết cấu nhịp - Khi vận chuyển dầm phải cẩu lắp vị trí, điều kiển hài hồ để dầm ổn định q trình vận chuyển, hạn chế nứt nẻ gãy dầm vận chuyển Thi cơng kết cấu nhịp 2.1 Lắp ray vận chuyển dầm sàng ngang: - Chuẩn bị vật tư thiết bị máy móc để thi cơng - Làm đường vận chuyển dầm từ bãi đúc đến đường đầu cầu HỈÅÏNG VÁÛN CHUØN HÃÛ THÄÚNG RAY 0.3m DÁƯM T Hình 4.1 Sơ đồ bố trí vận chuyển dầm + Bố trí hai ray ngang vị trí cách đầu dầm 0,3m + Bố trí hai xe goong vận chuyển dầm chạy ray ngang để vận chuyển dầm vào vị trí cơng tác - Lắp đặt hệ tà vẹt, ray phục vụ lao lắp kéo dọc vận chuyển dầm - Lắp đặt hệ thống dàn mút thừa đồng thời đưa dầm đến đường dẫn đầu cầu - Lắp đặt hệ thống sàng ngang 2.2 Lao tổ hợp giàn mút thừa - Lao mũi dẫn giá vị trí mố Lắp đặt chân vào giá, chân chống trượt hệ dầm ngang - Dùng tời cáp di chuyển xe goong, di chuyển dầm đến vị trí chuẩn bị lao - Kéo palang xích đến chỗ móc dầm 2.3 Lao dầm nhịp - Dùng hệ thống tời cáp xe lao móc vào dầm chủ nâng dầm lên khỏi xe goong, đưa dầm vị trí nhịp thứ - Khi dầm lao đến vị trí theo phương dọc cầu, tiến hành lao ngang để dầm đến vị trí gối - Kích hạ dầm vị trí thiết kế - Hồn thiện cố định dầm thứ Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 2.4 Lao lắp dầm lại: - Khi lao lắp xong dầm 1, ta tiến hành lao tương tự cho dầm khác - Khi lao hết nhịp, đổ dầm ngang, mối nối dầm + Thi cơng dầm ngang đầu dầm cần theo sát q trình lắp dầm để đảm bảo cho dầm ổn định 2.5 Tháo dỡ tổ hợp lao dầm hệ thống ray, tà vẹt Sau hồn thành cơng tác lao lắp dầm ta tiến hành táo dỡ tổ hợp mút thừa hệ thống ray, tà vẹt 2.6 Thi cơng mối nối, lan can tay vịn, lớp phủ mặt cầu: 2.7 Cơng tác hồn thiện cầu: 3.Tính tốn tổ hợp lao dầm Khi chân trước bắt đầu khỏi mố, hệ có xu hướng lật theo phương dọc cầu, điểm lật O vị trí chân Dùng dầm làm đối trọng để lao hệ cách treo đầu dầm chân sau dây cáp, đầu lại đặt lên xe goong di chuyển theo hệ Kiểm tra xem hệ có ổn định lao theo phương dọc cầu Các tải trọng tác dụng lên hệ bao gồm: Kích thước mặt cắt ngang dầm: 200 1900 200200200 200200 1200 650 150200 1900 600 Trọng lượng thân dầm T: G = 53,25 T 600 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 3.1.Tính ổn định theo phương dọc cầu LAO GIÁ CHÂN RA ĐẾN VỊ TRÍ THI CÔNG TL : 1/200 22500 XE LAO DẦM 30000 4000 HƯỚNG LAO DẦM 5600 2500 ĐỐI TRỌNG MŨI DẪN 1:1 BÙN CÁT DÀY CÁT HẠT TRUNG CÁT HẠT THÔ - RAY P43 - TÀ VẸT GỖ (20x10x200)CM - NỀN ĐƯỜNG NỆN ĐÁ DĂM +24.60M 220 +21.90M - Điều kiện kiểm tra: Mg Ml ≥K - Để thiên an tồn chọn K=1,3 Chiều cao dàn h1 = m , h2 = 2,5 m q: Trọng lượng phân bố dàn, chọn q= 0,5T/m Q: Trọng lượng đối trọng P1: Khối lượng chân sau dàn, lấy gần đúng, P1=10T P3: Khối lượng chân dàn, lấy gần đúng, P3=10T P2: Khối lượng chân trước dàn, lấy gần đúng, P2=5T β2: Hệ số chắn gió dàn trên,β2=0.5 β1: Hệ số chắn gió dàn β1=0.4 F1: Diện tích chắn gió phần F1=2,8.2,5 = m2 F2 : Diện tích phần chắn gió phía F2 = 2,8.4 = 11,2 m2 W0: Cường độ gió tiêu chuẩn, W0=0,2 T/m2 -Mg: Mơmen chống lật điểm O Mg = Q 24,5 + q.22,52.0,5 + P1.22,5= Q.24,5 + 0,5.22,52.0,5 + 10.22,5 =24,5Q + 351,56 Tm - Ml: Mơmen gây lật dàn l 2 2 1 M =P 30+ (q.30 )/2 + β W F (h +h /2) +β W F h /2 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT =5.30+ (0,5.30 )/2 + 0,5.0,2.7(4+2,5/2) +0,4.0,2.11,2.4/2=380,47 Tm Thay Mg, Ml vào ta có: Mg Ml = 24,5Q + 351,56 ≥ 1,3 380, 47  Q≥5,84 (T) Vậy để đảm bảo ổn định lao dầm đối trọng Q phải là: Q ≥ 5,84(T) Ta lấy trọng lượng đối trọng Q = 10 (T) (Dùng đới trọng lớn để đảm bảo ởn định xàng ngang dầm theo phương ngang) Vậy giàn đảm bảo ổn định theo phương dọc 3.2.Tính ổn định theo phương ngang cầu: -Kiểm tra theo điều kiện Mg ML ≥ k = 1.3 -Mg: Mơmen chống lật theo phương ngang cầu Mg= G1 lngang.0,5+Pgiữ.lngang+Pdt.2,8 Với G1: Trọng lượng dàn, dầm ngang,chân giàn G1=85 (T) Vậy Mg=85.2,8+ Pgiữ.lngang+10.2,8 =266+ Pgiữ.5,6 (T.m) -Ml: Mơmen gây lật dàn M L = β W0 F1 (h1 + h2 / 2) + β1.W0 F2 h1 + Pdam 5,5 β2: Hệ số chắn gió dàn trên,β2=0,5 β1: Hệ số chắn gió dàn β1=0,4 F2: Diện tích chắn gió phần F2=2,5.52,5=131,25m2 F1 : Diện tích phần chắn gió phía F1=3.4.2.0,5=12 m2 Vậy: Ml= 0,5.131,25.0,2.(4+2,5 /2)+0,4.0,2.12.4/2+53,25.5,5=316,45(T.m) Vậy ta có: Mg ML = 266 + Pgiu 5, 316, 45 ≥ 1,3 Vậy Pgiu ≥ 25,96T thi ổn định theo phương ngang Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 3.3.Tính kích thước cáp: T T P Ta có: T = P/2 = 53,45/2 =26,725 (T) Giới hạn ứng suất cho cốt thép cường độ cao: fpy = 0,9fpu = 0,9.1860 = 1674 Mpa Vậy diện tích cáp là: As ≥  Chọn tao cáp 15.2mm T 26, 725.10 n = = 159, 65mm f py 0, 9.1860 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 , Nhà xuất GTVT Hà Nội 2005 [2] Giáo án mơn học THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP biên soạn GVC.Th.S Lê Văn Lạc, GV Th.S Nguyễn Duy Thảo [3] Lê Đình Tâm – Cầu Bê Tơng Cốt Thép đường tơ, tập - Nhà xuất xây dựng [4] Nguyễn Duy Khải – Phạm Duy Hòa – Nguyễn Minh Hùng- Những vấn đề chung mố trụ cầu - Nhà xuất xây dựng [5] Nguyễn Viết Trung- Ví dụ tính tốn cầu dầm giản đơn dự ứng lực, nhà xuất giao thơng vận tải Đồ án mơn học: TK cầu BTCT PHỤ LỤC PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU I TÍNH TỐN NỘI LỰC TRONG CÁC TIẾT DIỆN CỦA BẢN 1 Tính tốn nội lực kiểu dầm ( theo trạng thái giới hạn I ) .1 1.1.Tính tốn nội lực hẫng .1 1.2.Tính nội lực kiểu dầm Tính tốn nội lực kiểu dầm ( theo trạng thái giới hạn sử dụng ) 2.1.Tính mơmen lực cắt ngàm hẫng 2.2.Tính mơmen nhịp lực cắt ngàm kiểu dầm II TÍNH TỐN CỐT THÉP VÀ KIỂM TRA BẢN Tính tốn cốt thép chịu lực: 1.1 Bố trí cốt thép chịu mơ men dương mặt cầu (cho 1m mặt cầu) kiểm tốn theo TTGH cường độ 1.2 Bố trí cốt thép âm cho mặt cầu ( cho 1m mặt cầu) kiểm tốn theo TTGH cường độ 1: 1.3.Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng mặt cầu ( cho 1m mặt cầu) kiểm tốn theo TTGH cường độ 10 1.4 Kiểm tra điều kiện kháng cắt: 10 1.5 Bố trí cốt thép co ngót nhiệt độ: .11 1.6 Kiểm tra mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng ( Kiểm tốn nứt) 12 CHƯƠNG II 14 I SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 14 Các thơng số thiết kế 14 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu 15 3.Lựa chọn thơng số: 15 3.1 Hệ số sức kháng : 15 II.TỔ HỢP NỘI LỰC : 16 Tải trọng tác dụng lên dầm: .16 III.Tính tốn nội lực dầm chủ tính tải: 17 Xác định momen dầm tiết diện đặc trưng: 17 Xác định lực cắt dầm tiết diện đặc trưng .18 III.Tính tốn nội lực dầm chủ hoạt tải: .20 2.Tính hệ số phân bố ngang lực cắt mg: 22 3.Tính tốn momen dầm chủ hoạt tải: 23 4.Tính tốn lực cắt dầm chủ hoạt tải: 25 Tổ hợp tải trọng dầm chủ: 28 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT IV CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC: .29 1.Các đặc trưng vật liệu cho dầm chủ: 29 1.1 Thép ứng suất trước: 29 1.2.Vật liệu bê tơng : 29 Chọn sơ số lượng cáp dự ứng lực: 29 V.XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM : 32 1.Tiết diện nhịp 32 2.Mất mát ứng suất ma sát cốt thép DƯL thành ống: 41 Mất mát ứng suất co ngót bê tơng: 43 Mất mát ứng suất từ biến bê tơng: 43 Mất mát ứng suất chùng cốt thép DƯL: 44 7.Tổng mát ứng suất trước 45 Kiểm tốn theo điều kiện momen kháng uốn: .45 Kiểm tra giới hạn cốt thép 48 2.1 Giới hạn cốt thép tối đa 48 2.2 Giới hạn cốt thép tối thiểu .48 Tính cốt đai kiểm tra cắt TTGH cường độ I (tiết diện gối): 49 1.1 Giai đoạn: chế tạo dầm căng cốt thép 53 1.2 Giai đoạn: Khai thác sử dụng 55 Kiểm tra độ võng: 57 CHƯƠNG III: THI CƠNG KẾT CẤU NHỊP 58 I Đề xuất phương án thi cơng kết cấu nhịp 58 Phương án 1: Lao lắp dầm cần trục cổng ( giá long mơn) 59 Phương án 2: Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ 59 Phương án 3: Lao lắp dầm giá pooctic 60 Lựa chọn phương pháp lao lắp dầm .60 II Trình tự thi cơng chi tiết kết cấu nhịp: 61 III Các cơng tác q trình thi cơng: 62 Sản xuất dầm BTCT ƯST chữ T-căng sau 62 1.1 Cơng tác chuẩn bị 62 1.2.Cơng tác đổ bê tơng 62 1.3 Cơng tác căng cốt thép cường độ cao 62 1.4.Cơng tác vận chuyển dầm .62 Thi cơng kết cấu nhịp 63 2.1 Lắp ray vận chuyển dầm sàng ngang: 63 2.2 Lao tổ hợp giàn mút thừa .63 2.3 Lao dầm nhịp .63 Đồ án mơn học: TK cầu BTCT 2.4 Lao lắp dầm lại: 64 2.5 Tháo dỡ tổ hợp lao dầm hệ thống ray, tà vẹt .64 2.6 Thi cơng mối nối, lan can tay vịn, lớp phủ mặt cầu: 64 2.7 Cơng tác hồn thiện cầu: 64 3.Tính tốn tổ hợp lao dầm .64 3.1.Tính ổn định theo phương dọc cầu 65 3.2.Tính ổn định theo phương ngang cầu: 66 3.3.Tính kích thước cáp: .67 ... =1.[(1,0.5,0.+1,0.3,66.).1/2.2,2.1,0+1,0.1,25.57,69.0,843]= 70,32 KN DC1 Đồ án môn học: TK cầu BTCT II TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÀ KIỂM TRA BẢN 25 d ám d 200 du ong 60 +Bê tông mặt cầu: f , c= 40Mpa cường độ nén quy định tuổi 28 ngày + Cốt thép: Fy= 420Mpa... => thỏa mãn CHƯƠNG II THIẾT KẾ DẦM CHỦ BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Thiết kế dầm dầm biên theo phương pháp căng trước Phương án nhịp 27m I SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Các thông số thiết kế Chiều dài toàn dầm :... bv.dv +Vp Trong đó: Vc:sức kháng cắt bê tông ; Vc =0,083 β f c bv.dv VS:sức kháng cắt danh định cốt thép Av fy.dv (cot gθ + cot gα ) sin α VS = s Đồ án môn học: TK cầu BTCT Trong : b v-bề rộng