ĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

ĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG đại học bách khoa đà nẵng, thầy Cao Văn Lâm,ĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG đại học bách khoa đà nẵng, thầy Cao Văn LâmĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG đại học bách khoa đà nẵng, thầy Cao Văn LâmĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG đại học bách khoa đà nẵng, thầy Cao Văn LâmĐỒ ÁN TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG đại học bách khoa đà nẵng, thầy Cao Văn Lâm

Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.S Cao Văn Lâm Phần :THIẾT KẾ SƠ BỘ (02 Phương án) CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG Đề tài: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG 052/L 1.1 Giới thiệu chung: 1.1.1 Vị trí: Sông 12 nằm vùng đồng Trung Trung Bộ thuộc tỉnh Quảng Nam 1.1.2 Điều kiện địa hình: Mặt cắt ngang sông đối xứng, thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp có dạng đối xứng Bề mặt địa hình lòng sông không phẳng có vũng sâu bãi bồi chạy dọc theo bờ sông 1.1.3 Điều kiện địa chất:  Trong trình khảo sát tiến hành khoan thăm dò địa chất khu vực công trình qua có đặc điểm sau: Lớp : Sét pha bùn dày 0.5m Lớp : Cát hạt thô (e=0.6) dày 4.0m Lớp : Cát hạt trung lẫn cuội sỏi (e=0.42) 1.1.4 .Điều kiện thuỷ văn:  Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy: - Mực nước thấp (MNTN): +21.4 m - Mực nước thông thuyền (MNTT): +23.54m - Mực nước cao (MNCN): +27.9m 1.1.5 Khí hậu: Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 27oC Vào mùa hè nhiệt độ cao lên tới 39 oC Giai đoạn từ tháng tới tháng nắng kéo dài, có mưa mực nước sông hạ thấp, nên thuận lợi cho việc thi công cầu Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 20-25oC Độ ẩm khoảng 90% Ngoài yếu tố nói kiện tự nhiên lại không ảnh hưởng nhiều SVTH:Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.S Cao Văn Lâm đến việc xây dựng cầu 1.1.6 Quy mô, tiêu chuẩn dùng để thiết kế cầu: -Quy mô: cầu xây dựng với quy mô vĩnh cửu - Tải trọng thiết kế: HL93; đoàn người 3KN/m2 - Khổ độ cầu: L0 = 161m - Khổ cầu: K = + x 1,25 m - Sông thông thuyền cấp: Cấp V - Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 272 – 05 1.2 Điều kiện xã hội khu vực tuyến:  Dân cư vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn Ở gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều Do trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo vệ mặt trật tự an ninh cho khu vực xây dựng cầu đảm bảo 1.3 Điều kiện khai thác cung cấp loại vật liệu, máy móc, bán thành phẩm, cấu kiện đúc sẵn, đường vận chuyển: 1.3.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu: Vật liệu sử dụng cho công trình xung quanh khu vực xây dựng cung cấp thuận lợi như: đất đắp, đá, cát, xi măng… 1.3.2 Điều kiện cung cấp máy móc: Đơn vị thi công có đầy đủ loại máy móc phục vụ cho việc thi công cầu như: Máy khoan cọc nhồi,máy đóng cọc, cần cẩu, máy đào, máy ủi, ôtô vận chuyển bê tông, máy bơm bê tông, máy đầm bê tông loại máy móc cần thiết khác Đảm bảo trình thi công tiến hành đồng liên tục, đảm bảo tiến độ thi công đề 1.3.3 Điều kiện cung cấp nhân lực: Khu vực có số lượng người dân nằm độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn Người dân thường chịu khó, ham học hỏi đào tạo tốt, có khả tiếp nhận nhanh tiến khoa học kỹ thuật Phía thi công có đội ngũ công nhân, cán kỹ thuật có trình độ cao, có khả làm việc môi trường khắc nghiệt thời tiết với suất cao 1.3.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt: Đơn vị thi công cung cấp đầy đủ nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt anh SVTH:Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.S Cao Văn Lâm em công nhân cán kỹ thuật công trường Đảm bảo quan tâm tốt đến sức khoẻ công nhân để hoàn thành công trình thời hạn 1.3.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc: Gần khu vực thi công công trình có trạm y tế xã đảm bảo có cố, tai nạn công trường chuyển nhanh chóng đến trạm y tế kịp thời 1.4 Phân tích cần thiết phải đầu tư dự án, đề xuất phân tích giải pháp kết cấu: 1.4.1 Phân tích cần thiết phải đầu tư dự án: Tỉnh Quảng Nam tỉnh có tiền phát triển kinh tế Vì mà mục tiêu đẩy mạnh phát triển kinh tế tỉnh năm gần nhà nước lãnh đạo tỉnh quan tâm Để thực mục tiêu phát triển kinh tế, vấn đề xem đóng vai trò vô quan trọng phát triển mạng lưới giao thông địa bàn Những năm gần mạng lưới giao thông lại địa bàn tỉnh trọng đẩy mạnh xây dựng với tuyến đường công trình có quy mô lớn nhằm góp phần thực hiệu mục tiêu phát triển kinh tế mà ban lãnh đạo tỉnh phủ đề tương lai Vấn đề giao thông lại hai bên bờ sông thực phương tiện tàu thuyền nhỏ qua sông, không đáp ứng nhu cầu lại người dân sống không đảm bảo an toàn cho người qua sông Vì mà việc thi công cầu vượt sông 12 xem vấn đề cần thiết nhằm đáp ứng nguyện vọng, mong mỏi người dân sống hai bên sông nói riêng toàn khu vực nói chung Khi cầu xây xong tạo điều kiện thuận lợi để nhân dân khu vực hai bên sông dễ dàng giao lưu, buôn bán với Như việc xây dựng cầu vượt sông 12 cần thiết có ý nghĩa to lớn việc phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng Cầu xây dựng vừa giải nhiều vấn đề giao thông lại khu vực, vừa góp phần hoàn thiện sở hạ tầng giao thông, nhằm thúc đẩy đầu tư, đưa kinh tế khu vực hai bên cầu nói riêng tỉnh Quảng Nam nói chung ngày phát triển để tương xứng với vị xứng đáng 1.4.2 Đề xuất giải pháp kết cấu: Từ số liệu thiết kế ban đầu, kết hợp việc đánh giá, phân tích điều kiện như: điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu,…ta đề xuất số phương SVTH:Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.S Cao Văn Lâm án vượt cầu sau: - Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT DUL bán lắp ghép chữ I , gồm nhịp: 5x33=165(m) - Phương án 2: Cầu dầm thép liên hợp nhịp giản đơn BTCT: 5x48=240(m) 1.4.3 Phân tích phương án thiết kế sơ bộ: Nói chung phương án đưa có tính khả thi phương án có số đặc điểm riêng * Phương án 1: Với độ tĩnh không cầu L =161, ta đưa giải pháp kết cấu nhịp gồm nhịp 5x33=165 dầm đơn giản BTCT DUL bán lắp ghép chữ I , vật liệu bê tông cốt thép ứng suất trước, dầm chữ I chế tạo sẵn thi công lắp ghép liên hợp với mặt cầu BTCT đổ chỗ để tạo tiết diện chịu lực So với dầm T dầm I làm việc hiệu chế tạo đơn giản , dầm ngang chế tạo đơn giản nhiều Nhược điểm tiết diện I dễ ổn định khi vận chuyển lắp ráp * Phương án 2: - Phương án Cầu dầm thép liên hợp nhịp giản đơn BTCT: 5x48=240 (m) Với độ tỉnh không cầu Lo =231m, ta đưa giải pháp kết cấu nhịp gồm nhịp 5x48=240 m cầu dầm thép liên hợp, vật liệu bê tông, cốt thép dầm chế tạo sẵn thi công lắp ghép liên kết với gối bulông cường độ cao đinh tán -So với cầu bê tông cầu dầm thép liên hợp làm việc hiệu quả, tính thẩm mỹ cao Nhưng chế tạo phức tạp, cần độ xác cao, giá thành đắt, sữa chữa thường xuyên 1.4.4 Kiểm tra phương án để thiết kế sơ (2 phương án): • Kiểm tra theo điều kiện: Ltt0 − Ltk0 max( Ltt0 , Ltk0 ) × 100% ≤ 5%(3%) Trong đó: + L0tk: Khẩu độ tĩnh không yêu cầu (L0tk =161 m) + Ltt0 : Khẩu độ thực tế cầu: Ltt0 = SVTH:Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B ∑ L − ∑ ntbt − 2bm i Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu Với ∑L GVHD: T.S Cao Văn Lâm : Tổng chiều dài kết cấu nhịp i ∑ ntb : Tổng bề rộng trụ t ∑b m : Tổng chiều dài kết cấu nhịp bị mố chiếu chỗ (vì mố vùi nên phần chắn nước ứng với MNCN mô đất chiếm chỗ) ( bm=1m, bt=1,5÷1,8m) a Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT DUL bán lắp ghép chữ I; nhịp: x 33 m Khẩu độ tính toán: L0tt = L – 2bm – ntbt = 165 – 2.1 – 4.1,6 = 156.6m L0tt − L0tk Kiểm tra điều kiện: L0 tk = 156, − 161 161 = 2, 73% ≤ 3% → Khẩu độ đạt yêu cầu b.Phương án 2: Cầu dầm thép liên hợp nhịp: x 48 m Khẩu độ tính toán: L0tt = L – 2bm – ntbt = 240 – 2.1 –4.1,6= 231,6 m tt Kiểm tra điều kiện: L0 − L0 L0 tk tk = 231,6 − 231 231 = 0,26% ≤ 3% → Khẩu độ đạt yêu cầu SVTH:Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM BTCT ƯST BÁN LẮP GHÉP CHỮ I ( Nhịp: × 33m) 11000 1250 250 3500 3500 250 1250 500 600 500 2% 950 180 200 220 1900 180 100 70 550 2% 1100 2200 2200 2200 2200 1100 Hình 2.1 Mặt cắt ngang cầu 2.1 Kết cấu phần : 2.1.1 Bản mặt cầu lớp phủ : Theo tiêu chuẩn 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu mặt cầu không nhỏ 175 mm Ở ta chọn 200mm (chiều dày lớp chịu lực) Chiều dày lớp lại chọn sau: + Lớp Bê tông asphalt dày 7cm (bê tông asphalt Mac 15) + Lớp phòng nước dày 0.4cm (dùng redcon 7) + Lớp đệm tạo độ dốc nghiêng 2% có độ dày trung bình 10 cm -Dung trọng bê tông ximăng 24 kN/m3 -Dung trọng bê tông nhựa 22,5 kN/m3 - Dung trọng lớp phòng nước 22 kN/ m3 -Dung trọng cốt thép 78,5 kN/m3 -Dung trọng vữa ximăng 15 kN/m3 - Thể tích lớp BT nhựa Vas =0,07.10.33= 23,1 (m3) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm - Trọng lượng lớp BT nhựa Gas=Vas.22,5 = 23,1 22,5= 519,75 (kN) - Thể tích lớp mui luyện Vml=0,1.10.33=33(m3) - Trọng lượng lớp mui luyện Gml=33.15=495 (kN) - Thể tích lớp phòng nước Vpn=0,004.10.33=1,32(m3) - Trọng lượng lớp phòng nước : Gpn=1,32.22=29,04 (kN) - Trọng lượng toàn lớp phủ mặt cầu : 519,75+495+29,04= 1043,79(kN) -Thể tích mặt cầu : Vb= 0,2 33.11 = 72,6 m3 • Hàm lượng cốt thép chiếm khoảng 1,5kN/m3 ⇒ Trọng lượng thép Gct= 72,6 1,5 = 108,9 (kN) Thể tích cốt thép Vct = 108,9 / 78,5 = 1,39 (m3) Thể tích bê tông mặt cầu Vbt= 72,6-1,39 = 71,21 (m3) Trọng lượng bê tông mặt cầu : Gbt=71,21 24 = 1709,04(kN) Vậy trọng lượng toàn mặt cầu Gb= Gct+Gbt = 108,9+1709,04 = 1817,94 (kN) 2.1.2 Lan can, tay vịn: Chọn khoảng cách trụ lan can 2m, sơ nhịp 33m ta có 17 trụ Kích thước lan can, tay vịn cho hình vẽ: Thể tích trụ lan can: Vlc = 0,15 0,10 0,6 17 =0,306m3 Thể tích chân đế lan can: Vcđ =( 0,55 0,25 + (0,35+0,2):2 0,25) 33 =13,6125 m3 Thể tích tay vịn: V = 0,08 0,12 1,9 15 +0,08 0,12 0,9 2 = 1,129 m3 Với hàm lượng cốt thép lan can, tay vịn khoảng 1kN/m3 Nên: Trọng lượng cốt thép lan can, tay vịn: Gct = (0,306 + 13,6125 + 1,129 ) = 15,0475 (kN) Thể tích cốt thép lan can tay vịn : Vct = 15,0475 : 78,5 = 0,1917 (m3) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Thể tích bê tông lan can tay vịn : Vbt = 15,0475 – 0,1917 = 14,8558 (m3) Trọng lượng bê tông lan can, tay vịn : Gbt = 14,8558 24 = 356,539 (kN) Tổng trọng lượng : 15,0475+356,539= 371,5865 (kN) 2.1.3.Dầm chủ: a.Cấu tạo dầm chủ:  Các thông số thiết kế gồm: - Chiều rộng phần xe chạy: Kw = m - Chiều rộng phần người bộ: T = 1,25 m - Chọn dạng bố trí phần người mức với phần xe chạy, dùng vạch sơn phân rộng 25 cm - Chiều rộng dầm bo cột lan can rộng 50 cm - Chiều rộng toàn cầu xác định theo công thức: Bmc= Kw+2T+0,5x2+0,25x2= 7+2x1,25+ 1,5 =11 (m) - Khoảng cách dầm chủ thích hợp 2÷2,5(m) - Chọnsố lượng dầm chủ: Nb = - Khoảng cách S dầm chủ: S = 2,2(m) Suy ra: Sk= (11-4x2,2)/2=1,1(m) - Chiều cao dầm chính: Hdc = - 1 lnhip = 33 = 1, 65m 20 20 Chọn chiều cao Hdc =1,7 m Chi tiết kích thước dầm chủ hình vẽ: SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm 100 650 100 30180 70 70 325 200 1420 950 100 180 100 650 100 220 180 225 650 650 Mặt cắt nhịp Mặt cắt gối Tại gối có phản lực nên ta phải mở rộng bụng dầm để tăng khả chịu lực dầm b Tính khối lượng dầm chủ: - Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ dầm: A = 65.7 + 18.80 + 30.10 + 20.123 + 18.22,5+22.65 = 6490 ( cm2 ) - Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ gối: A =65.7 + 18.85 + 145.65 + 10.3 =11440 (cm2) - Thể tích dầm chủ: V = V1 + 2V2 +2V3 Trong đó: V1 = 0,6490.(33- 2.2-2.1 ) = 17,523 m3 V2 = 1,144.2 = 2,288 m3 V3= (0,95+1,23)/2 = 1,09 m3 => Thể tích dầm chủ : V = 17,523+2.2,288+2.1,09= 24,279 m3 * Theo thống kê hàm lượng cốt thép thường dầm 2,5÷3 (kN/m 3) Từ suy trọng lượng cốt thép dầm : Gsg= 2,5.24,279 = 60,6975 (kN) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Do đó, thể tích cốt thép dầm : 60,6975/78,5 = 0,773(m3) Thể tích BT lại : Vcg = 24,279-0,773= 23,506 (m3) Trọng lượng BT dầm: Gcg = 23,506 24 = 564,144 (kN) Tổng trọng lượng toàn dầm : Gg = Gsg + Gcg = 60,6975+564,144= 624,8415 (kN) Vậy khối lượng dầm chủ (một nhịp) : 624,8415.5= 3124,2075(kN) 2.1.4.Dầm ngang +Chọn số lượng dầm ngang: n = 5dầm a.Dầm ngang nhịp - Kích thước dầm ngang hình vẽ; 1350 325 1550 225 180 950 100 180 325 225 +Chiều cao dầm ngang: hdn = 1410 mm +Bề rộng dầm ngang: Bdn = 20 cm +Diện tích mặt cắt dọc dầm ngang : Ahn = 1,35.0,28 + 0,325.0,1 + 0,95.2 + (2+1,55)/2 0,18 = 2,63 m2 +Thể tích dầm: V1hn= 4.0,2.2,63 = 2,104 m3 SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 10 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Thể tích BT lại : Vcg = 10,292-0,328= 9,964 (m ) Trọng lượng BT dầm: Gcg = 9,964.24 = 239,136(kN) Tổng trọng lượng toàn dầm : Gg = Gsg + Gcg = 25,73+239,136= 264,866(kN) 2.1.5: Trọng lượng đan _Cầu gồm có nhịp dầm chủ nên có 20 đan Kích thước đan sau: + Dày: 0,07 m + Rộng : 1,55m + Dài : 33,00 m Vậy thể tích 20 là: 0,07 1,55.33.20 =71,61 (m3) Thể tích đan nhịp cầu là: 71,61:5 =14,322 (m3) Khối lượng đan nhịp cầu là: 14,322.24 =343,728 (kN) Bảng 2.1 Tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần nhịp 5*33m : STT Hạng mục Số lượng Tổng khối lượng (kN) Lan can, tay vịn (hàng) 371,5865 Các lớp phủ mặt cầu 1043,79 Bản mặt cầu 1817,94 Tấm đan 343,728 Dầm ngang 264,866 Dầm chủ 3124,2075 Tổng cộng (1 nhịp) 6966,118 2.2 Mố trụ cầu: SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 12 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm 2.2.1 Mố: Chiều cao đất đắp sau mố ≥ 4m, dầm kê lên mố có chiều dài 33m, qua xem xét loại mố ta chọn mố chữ U có kích thước hình vẽ sau: 4500 1452 1500 1250 1300 1750 500 15001340 1160 800 2200 1000 2925 500 Tính khối lượng mố A sau: - Phần bệ mố: V1= 1,5.4,5.11 = 74,25 m3 - Phần tường thân mố: V2 = 0.8 1,25 11 = 11 m3 - Phần tường cánh: V3 =(1.2,925 + (2,925 + 1,75) : 2.1,16 + 1,75.1,34) 0,5 2= 7,982 m3 - Phần nhô giảm tải: V4 = (11-2.0,5) (0,3.0.2 + (0,3+0,2) :2)= 3,1 m3 - Phần xà mũ : V5 = 0,95 0,5 11 = 5,225 m3 - Phần đá kê gối: V6 = 0,8 0,2 0,8 5= 0,64 m3 - Phần giảm tải: V7 = 0,2 (11-0,5.2) = m3 - Phần tường đỉnh: V8 = 0,5 2,7 11 = 14,85 m3 ⇒ Tổng thể tích toàn mố: Vmố = ∑V i = 121,047 m3 Hàm lượng cốt thép mố khoảng 1KN/m3 Trọng lượng cốt thép mố: Gctmố = 121,047 = 121,047 KN Thể tích thép mố: Vctmố = 121,047 /78,5 = 1,542 m3 SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 13 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Thể tích bê tông mố: Vbtmố =121,047 – 1,542 = 119,505 m3 Trọng lượng bê tông mố: Gbtmố == 119,505 24 = 2868,12 KN ⇒ Trọng lượng mố:GmốA = Gctmố + Gbtmố =121,047 +2868,12 =2989,167 KN Tính khối lượng mố B sau: ( giống khối lượng mố A) 2.2.2 Trụ cầu : Chọn loại trụ thân hẹp để dễ thoát nước tránh va đập trôi Chọn kích thước ban đầu trụ theo hình vẽ sau : 800 700 1100 2200 2200 2200 2200 1100 1900 7000 1600 9000 4500 2.2.2.1 Trụ T1 trụ T4 (7.6m): SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 14 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm 4400 1500 1900 1500 1450 1450 4500 - Phần bệ trụ : V1=4,5 1,5 = 60,75 m3 - Phần thân trụ : V2 = 1,6.4,4.7 + 3,14.0,82.4,4 = 58,12m3 - Phần đỉnh trụ : V3 = 1,5 1,9 11 – 0,8.1,9 = 28,31 m3 - Phần đá kê gối : V4 = 0,8.0,2.0,8 = 0,256 m3 ⇒ Tổng cộng thể tích trụ biên phải: Vtrụbiênp = ∑V i = 147,436 m3 Hàm lượng cốt thép trụ khoảng KN/m3 Trọng lượng cốt thép trụ : Gcttrụ = 147,436 = 147,436 KN Thể tích cốt thép trụ : Vcttrụ = 147,436 /78,5 = 1,878 m3 Thể tích bê tông trụ : Vbttrụ = 147,436 – 1,878= 145,558 m3 Trọng lượng bê tông trụ : Gbttrụ = 145,558 24 = 3493,392 KN ⇒ Trọng lượng trụ T1 T4 (7,6 m) : Gtrụbiên = 147,436 + 3493,392 = 3640,828 KN 2.2.2.2 Trụ T2 trụ T3 (11,20m) : SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 15 GVHD: T.s Cao Văn Lâm 1500 8000 1500 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu 4500 - Phần bệ trụ : V1=4,5 1,5 =60,75 m3 - Phần thân trụ : V2 = 1,6.8 + 3,14.0,82.8 = 105,677 m3 - Phần đỉnh trụ : V3 = 1,5 1,9 11 – 0,8.1,9 = 28,31 m3 - Phần đá kê gối : V4 = 0,8 0,2.0,8 = 0,256 m3 ⇒ Tổng cộng thể tích trụ biên phải: Vtrụbiênp = ∑V i = 194,993 m3 Hàm lượng cốt thép trụ khoảng KN/m3 Trọng lượng cốt thép trụ : Gcttrụ = 194,993 = 194,993 KN Thể tích cốt thép trụ : Vcttrụ = 194,993 /78,5 = 2,484 m3 Thể tích bê tông trụ : Vbttrụ = 194,993 – 2,484 = 192,509 m3 Trọng lượng bê tông trụ : Gbttrụ = 192,509 24 = 4620,216 KN ⇒ Trọng lượng trụ T2 T3 (11,20m) : Gtrụtrong = 194,993 + 4620,216 = 4815,209 KN SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 16 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Bảng 2.2 Tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần STT Hạng mục Số lượng Khối lượng (KN) Mố A 2989,167 Mố B 2989,167 Trụ biên (T1 T4) 7,60 m 3640,828 Trụ (T2 T3) 11,20m 4815,209 2.3 Tính toán số lượng cọc mố trụ cầu: 2.3.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố trụ cầu: 2.3.1.1 Xét mố cầu: Các tải trọng tác dụng lên mố (theo TTGH cường độ 1): Rmố = Rbt + Rht +Rkcn Trong đó: Rbt trọng lượng thân mố Rbt = 1,25.Gmố (KN) Suy ra: Rbt= 1,25 2989,167 =3736,459 KN Rkcn áp lực tĩnh tải phần tác dụng lên mố Rkcn = ( 1,25DC + 1,5 DW ) ω Với: DC: Tĩnh tải thân hệ thống dầm chủ dầm ngang,lan can tay vịn, chắn bánh xe,tấm đan mặt cầu 1m dài cầu (DC = 5922,328/33 = 179,464( KN/m) DW: Tĩnh tải thân lớp phủ mặt cầu 1m dài cầu (DW = 1043,79/33 = 31,63( KN/m) Ta có chiều dài tính toán nhịp: Ltt = Lnhip - 2a = 33– 2.0,3 = 32,4 m Suy ra: ω = 16,2 (m): Tổng diện tích đah áp lực lên mố SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 17 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm ⇒ Rkcn = ( 1,25 179,464 + 1,5 31,63) 16,2 = 4402,755 KN Rht áp lực hoạt tải phần tác dụng lên mố [ Rht = η γ LL m.n.(1 + IM ).∑ Pi y i + γ LL ω.m.n.q + γ PL 2T PL.ω ] Với: γ LL = γ PL = 1, 75 : Hệ số vượt tải LL, PL (1+IM) = 1,25 hệ số xung kích n = số xe m = hệ số xe (phụ thuộc vào số xe n) η i = hệ số điều chỉnh tải trọng ( η = η R η D η I ≥ ) Pi : Tải trọng trục bánh xe yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng 9,3 (KN/m) : Tải trọng thiết kế PL = KN/m2 : Tải trọng người 2.T = 2.1,25 m : Tổng bề rộng phần dành cho người + Xét xe tải thiết kế trục: 145 4.3 4.3 145 35 3.0 KN 9.3 KN 32.4 0.867 0.735 SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 18 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Rht = 1,75.2.1.1,25.[145.(1+0,867) + 35.0,735] + 9,3.2.1.16,2.1,75 + +3.16,2.2.1,25.1,75 ⇒ Rht = 2036,86 KN + Xét xe tải thiết kế trục : 1,2 110 110 3.0 KN 9.3 KN 32.4 0,963 Rht = 1,75.2.1.1,25.110.(1+0,963) + 9,3.2.1.16,2.1,75 + 3.16,2.2.1,25.1,75 ⇒ Rht = 1684,629 KN Như vậy, ta chọn xe tải trục thiết kế để tính toán Bảng Áp lực đặt lên hai mố cầu Mố Rbt (KN) Rkcn(KN) Rht(KN) R(KN) A 3736,459 4402,755 2036,86 10176,074 B 3736,459 4402,755 2036,86 10176,074 2.3.1.2 Xét trụ cầu : Các tải trọng tác dụng lên trụ (theo TTGH cường độ 1): Rmố = Rbt + Rht +Rkcn Trong đó: Rbt trọng lượng thân trụ Rbt = 1,25.Gtrụ Rkcn áp lực tĩnh tải phần tác dụng lên trụ Rkcn = ( 1,25DC + 1,5 DW ) ω Với: DC: Tĩnh tải thân hệ thống dầm chủ dầm ngang,lan can tay vịn, chắn bánh xe, đan mặt cầu 1m dài cầu SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 19 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm (DC = 5922,328/33 = 179,464 ( KN/m) DW: Tĩnh tải thân lớp phủ mặt cầu 1m dài cầu (DW = 1043,79/33 = 31,63( KN/m) ω = 32,4 (m):Tổng diện tích đah áp lực lên trụ ⇒ Rkcn = ( 1,25 179,464 + 1,5 31,63).32,4= 8805,51 KN Rht áp lực hoạt tải phần tác dụng lên trụ [ Rht = η γ LL m.n.(1 + IM ).∑ Pi y i + γ LL ω.m.n.q + γ PL 2T PL.ω ] Với: γ LL = γ PL = 1, 75 : Hệ số vượt tải LL, PL (1+IM) = 1,25 hệ số xung kích n = số xe m = hệ số xe (phụ thuộc vào số xe n) η i = hệ số điều chỉnh tải trọng ( η = η R η D η I ≥ ) Pi : Tải trọng trục bánh xe yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng 9,3 (KN/m) : Tải trọng thiết kế PL = KN/m2 : Tải trọng người 2.T = 2.1,25 m : Tổng bề rộng phần dành cho người Trong trường hợp này, việc xếp xe tiến hành trụ một, loại xe để xét trường hợp bất lợi Hơn nữa, để tính phản lực gối phải tổ hợp xe theo cách sau: “ Lấy 90% hiệu ứng hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe cách bánh sau xe 15000 mm tổ hợp với 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế, khoảng cách trục 145 kN xe tải phải lấy 4300mm”( mục 3.6.1.3.1 qui trình 22TCN272-05) Hình vẽ xếp xe kết tính toán cho bên dưới: SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 20 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm TH1 : 4.3 4.3 35 145 145 KN 9.3 KN 32.4 32.4 0.867 0.867 TH2 : 1.2 110 110 KN 9.3 KN 32.4 32.4 0.963 TH3 : 4,3 145 4,3 145 35 4,3 145 4,3 145 35 KN 0,272 0.404 0.537 32.4 32.4 0.867 0.735 Bảng 2.3 Áp lực tác dụng lên trụ Tên trụ Trụ biên (T1) trụ biên (T4) Các trường hợp xếp xe Rbt (KN) Rkcn (KN) Rht (KN) R (KN) 4551,035 8805,51 2797,008 16153,553 4551,035 8805,51 2424,564 15781,109 4551,035 8805,51 3001,600 16358,145 SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 21 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu 7.6m Trụ (T2) trụ (T3) 11.2m GVHD: T.s Cao Văn Lâm 6019,001 8805,51 2797,008 17621,519 6019,001 8805,51 2424,564 17249,075 6019,001 8805,51 3001,600 17826,111 Tóm lại áp lực lớn trụ : + Trụ biên (T1) trụ biên (T4) 8.6m: R = 16358,145 kN + Trụ (T2) trụ (T3) 13.2m : R = 17826,111 kN 2.7.2 Xác định số lượng cọc mố trụ cầu 2.7.2.1 Tính toán sức chịu tải cọc: Theo số liệu khảo sát địa chất tính chất lớp địa chất lòng sông cho sau: + Lớp 1: Sét pha bùn dày 0,5m + Lớp 2: Cát hạt thô (e=0.6) dày 4,0m + Lớp 3: Cát hạt trung lẫn cuội sỏi(e=0.42) Tính sức chịu tải cọc theo đất Sử dụng theo tiêu chuẩn 22TCN272-05 Sức kháng tính toán cọc QR theo đất tính toán sau: QR = φ x Qn = φqp x Qp +φqs x Qs Với: Qp = qp x Ap Qs = qs x A s Trong đó: Qp: Sức kháng mũi cọc (N) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 22 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Qs: Sức kháng thân cọc (N) qp: Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs: sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As: diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap: diện tích bề mặt mũi cọc (mm2) φqp: hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định bảng 10.5.5-3 φqp = 0,5 φqs: hệ số sức kháng sức kháng thân cọc quy định bảng 10.5.5-3 φqs = 0,55 2.1 Sức kháng bền cọc: Giả thiết trị số SPT lớp 2: N30 = 25 lớp 3: N30 = 35 Sử dụng kết SPT sức kháng bên đơn vị cọc đất rời tính toán sau: Qs = qs x A s Với qs= 0,0025 N Trong N số nhát búa chưa hiệu chỉnh (búa/300mm) Kết tính toán thể bảng sau: Lớp đất li (m) Trạng thái N30 qs (T/m2) As (m2) qs x As (T) Cát hạt thô Chặt vừa 25 6,25 6,28 39,25 Cát hạt trung lẫn cuội sỏi 23 Chặt 35 8,75 72,22 631,925 Sức kháng bên cọc xét hệ số sức kháng: φqs x Qs = 0,55x(631,925+39,25)=369,146 (T) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 23 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm 1.2 Sức kháng mũi cọc: - Mũi cọc đặt lớp đất rời - Sức kháng mũi ước tính thí nghiệm trường SPT Qp= qp x AP Với qp=0,057xN=0,057x35=1,995 (MPa)=199,5 (T/m2)  AP=(π x D2)/4=0,785 (m2) Trong N số nhát búa chưa hiệu chỉnh (búa/300mm)  Qp=199,5x0,785=156,608 (T) Vậy sức kháng mũi cọc là: φqp x Qp=0,50x156,608 =78,304 (T)  Sức chịu tải cọc theo đất là: QR=369,146 + 78,304 =447,45 (T) 2.7.2.2.2 Bố trí cọc:  Tính số cọc móng: n = β ∑ P Ptt Trong : n số cọc cần thiết β : hệ số kể đến tải trọng ngang mômen β=1,4 với trụ , β=1,6 với mố ∑ P : Tổng áp lực lên đáy bệ mố - trụ Ptt : Sức chịu tải cọc đơn, Ptt=447,45 (T)= 4474,5 (KN) SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 24 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm Bảng tổng hợp số lượng cọc móng Kết cấu β Pcọc (KN) Mố A (Trái) 1.6 4474,5 Mố B (Phải) 1.6 Trụ ∑ Rtt (KN) n Chọn 10176,074 3,6 4474,5 10176,074 3,6 1.4 4474,5 16771,443 5,2 Trụ 1.4 4474,5 18647,098 5,8 Trụ 1,4 4474,5 18647,098 5,8 Trụ 1,4 4474,5 16771,443 5,2  Bố trí cọc móng : Đường kính cọc 100 cm Chiều dài cọc 25,7 m Phần ngàm vào đài cọc dài 70cm, đoạn đập đầu cọc dài 70cm Khoảng cách từ mép đài đến mép hàng cọc > 0.7d Khoảng cách cọc gần khoảng 3d÷6d = (300 ÷ 600) cm MẶT BẰNG CỌC TẠI TRỤ 9000 1250 3250 1250 1250 R=500 MẶT BẰNG CỌC TẠI MỐ SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 25 4500 2000 1250 3250 Đồ án môn học:Lập dự án công trình cầu GVHD: T.s Cao Văn Lâm 11000 7000 2000 4500 2000 1250 2000 1250 R=500 SVTH: Nguyễn Lộc Chẩn - Lớp: 13X3B Trang 26