1. Nhiệm vụ: Thiết kế cầu dầm BTCT Dự ứng lực, 3 nhịp – Tiết diện hình hộp, Thi công đúc hẫng cân bằng.Số liệu ban đầu:Chiều dài nhịp L = 68 + 98 + 68 (m)Khổ cầu: 9m Tĩnh không thông thuyền: sông cấp II, BxH = 60x9 (m)Đường cấp III đồng bằng Vtk = 80 kmhTiêu chuẩn thiết kê : 22TCN 272 – 05;Số liệu địa chất (xem … trang …) và mặt cắt ngang sôngNội dung phải thực hiện:Thiết kế một kết cấu nhịp chính Thiết kế hoàn chỉnh 1 trụ và 1 móng cầu Lập phương án thi công chỉ đạo2. Thời gian thực hiện luận văn: 03 09 2012 đến 09 01 20133. Họ tên người hướng dẫn:Phần hướng dẫn:1 ThS. Nguyễn Tăng Thanh Bình50% Phần cầu2 ThS. Vũ Việt Hùng50% Phần đường4. Người thực hiện: Hoàng Quí KSXD CD08 BKTPHCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỌ TÊN SINH VIÊN : TRẦN HỒNG Q MSSV: 80801733 THIẾT KẾ CẦU DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC TIẾT DIỆN HÌNH HỘP - THI CƠNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: LUẬN VĂN KỸ SƯ TP HỒ CHÍ MINH, 01 / 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tp HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc Khoa: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Bộ Môn: CẦU - ĐƯỜNG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN KỸ SƯ CHÚ Ý: SV phải dán tờ sau trang phụ bìa Họ tên: TRẦN HỒNG Q MSSV: 80801733 Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng LỚP: XD08CD2 Nhiệm vụ: Thiết kế cầu dầm BTCT Dự ứng lực, nhịp – Tiết diện hình hộp, Thi cơng đúc hẫng cân Số liệu ban đầu: Chiều dài nhịp L = 68 + 98 + 68 (m) Khổ cầu: 9m Tĩnh không thông thuyền: sông cấp II, BxH = 60x9 (m) Đường cấp III đồng Vtk = 80 km/h Tiêu chuẩn thiết kê : 22TCN 272 – 05; Số liệu địa chất (xem … trang …) mặt cắt ngang sông Nội dung phải thực hiện: Thiết kế kết cấu nhịp Thiết kế hồn chỉnh trụ móng cầu Lập phương án thi cơng đạo Thời gian thực luận văn: 03 / 09 /2012 đến 09 / 01 /2013 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn: 1/ ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình 50% Phần cầu 2/ ThS Vũ Việt Hùng 50% Phần đường Nội dung LVTN thống Bộ mơn TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 01 năm 2013 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Lời cảm ơn i Nhận xét giáo viên hướng dẫn ii Nhận xét giáo viên phản biện iii Nhận xét hội đồng bảo vệ iv Tóm tắt luận văn v Danh sách hình vẽ vi Danh sách bảng biểu .x Danh sách từ viết tắt xv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH .1 1.1 Địa hình 1.2 Địa chất 1.3 Khí hậu CHƯƠNG 2: KIỂM TOÁN GỜ CHẮN VA XE 2.1 Vật liệu, kích thước bố trí thép lan can .3 2.1.1 Vật liệu, kích thước bố trí thép lan can 2.1.2 Kích thước hình học .3 2.1.3 Bố trí thép gờ chắn 2.2 Xác định khả chịu lực tường 2.2.1 Sức kháng uốn tường phương 2.2.2 Sức kháng danh định tường 2.3 Xác định khả chịu lực cột lan can 2.3.1 Cột lan can Pp 2.3.2 Thanh lan can MR 2.4 Tổ hợp va xe 2.4.1 Vị trí va lan can .8 2.4.2 Vị trí va đầu tường 2.4.3 Va xe vị trí đầu tường .9 2.4.4 Kiểm tra chống trượt cho gờ chắn CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU .11 3.1 Số liệu thiết kế mặt cầu 11 3.1.1 Kích thước mặt cắt ngang sơ đồ tính tốn .11 3.1.2 Số liệu thiết kế 13 3.1.3 Hệ số dùng thiết kế 13 3.2 Nội lực mặt cầu 14 3.2.1 Tính tốn tải trọng 14 3.2.2.Moment 16 3.2.3 Lực cắt 20 3.3 Thiết kế cốt thép mặt cầu theo ttgh cường độ 25 3.3.1 Thiết kế cốt thép mặt cắt (Giữa nhịp) 25 3.3.2 Kiểm toán mặt cắt theo điều kiện kháng cắt .29 3.4 Kiểm toán mặt cầu trạng thái giới hạn sử dụng 31 3.4.1 Kiểm tra khống chế nứt trạng thái giới hạn sử dụng .31 3.4.2 Kiểm tra điều kiện độ võng 32 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN NỘI LỰC THI CƠNG NHỊP .36 4.1 CÁC THÔNG SỐ CHUNG VỀ KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐÚC HẪNG 36 4.1.1 Trắc dọc cầu .36 4.1.2 Đường cong biên dầm 36 4.1.3 Đường cong mặt đáy 37 4.1.4 Nhịp dẫn 37 4.2 Phân đoạn kết cấu thi công nhịp đúc hẫng 38 4.2.1 Thông số xe đúc hẫng 38 4.2.2 Phân đoạn đốt dầm .39 4.3 Thi công đốt dầm 39 4.3.1 Khối đỉnh trụ K0 39 4.3.2 Khối thi công đúc hẫng K1 – K13 .39 4.3.3 Các đốt hợp long 40 4.4 Diễn biến nội lực trình đúc hẫng đốt dầm .42 4.4.1 Tải trọng 42 4.4.2 Hệ số dùng tải trọng thi công 44 4.4.3 Kết nội lực mặt cắt trình đúc hẫng 44 4.4.4 Tổ hợp nội lực mặt cắt trình đúc hẫng .47 4.5 Diễn biến nội lực trình hợp long 51 4.5.1 Hợp long nhịp biên .51 4.5.2 Hợp long nhịp 52 4.6 Tổ hợp nội lực giai đoạn thi công 54 CHƯƠNG 5: KHAI THÁC KẾT CẤU NHỊP 60 5.1 Tải trọng giai đoạn khai thác .60 5.1.1 Tĩnh tải giai đoạn 60 5.1.2 Hoạt tải HL – 93 60 5.1.3 Hiệu ứng số tải trọng khác 60 5.1.4 Các tổ hợp tải trọng 61 5.1.5 Hệ số dùng thiết kế 61 5.2 NỘI LỰC Ở GIAI ĐOẠN KHAI THÁC 62 5.2.1 Nội lực tĩnh tải giai đoạn 62 5.2.2 Nội lực hoạt tải 65 5.2.3 Tổ hợp nội lực 71 5.2.4 Các biểu đồ bao nội lực 78 5.3 Thiết kế cốt thép 79 5.3.1 Đặc trưng vật liệu .79 5.3.2 Đặc trưng hình học tiết diện tính duyệt TTGH cường độ 80 5.3.3 Lượng cốt thép dự ứng lực cần thiết mặt cắt 82 5.3.4 Yêu cầu bố trí cốt thép dự ứng lực 82 5.3.5 Bố trí cốt thép dự ứng lực mặt cắt 83 CHƯƠNG 6: KIỂM TỐN DẦM CHÍNH .87 6.1 Đặc trưng hình học mặt cắt .87 6.1.1 Đặc trưng hình học mặt cắt qui đổi 87 6.1.2 Đặc trưng hình học mặt cắt qui đổi giảm trừ ống bọc 88 6.1.3 Đặc trưng hình học mặt cắt qui đổi căng cáp dự ứng lực .89 6.2 Mất mát dự ứng suất .91 6.2.1 Mất mát ma sát 91 6.2.2 Mất mát biến dạng neo 95 6.2.3 Mất mát co ngắn đàn hồi .99 6.2.4 Mất mát co ngót 103 6.2.5 Mất mát từ biến 103 6.2.6 Mất mát tự chùng ứng suất 105 6.2.7 Tổng mát dự ứng suất 107 6.2.8 Ứng suất lực kéo cáp 109 6.3 Kiểm tốn dầm 111 6.3.1 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 111 6.3.2 Kiểm toán nứt giai đoạn thi công hẫng 111 6.3.3 Kiểm toán nứt bê tông giai đoạn khai thác 115 6.4 Tính duyệt TTGH cường độ 121 6.4.1 Kiểm toán sức kháng uốn 121 6.4.2 Giới hạn cốt thép .122 6.5 Tính duyệt theo lực cắt 133 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TRỤ CẦU .136 7.1 Thông số tính tốn 136 7.1.1 Thông số kết cấu nhịp .136 7.1.2 Kích thước hình học trụ cầu 136 7.1.3 Thông số thủy văn 137 7.1.4 Vật liệu sử dụng 137 7.2 Các loại tải trọng tác dụng 137 7.2.1 Tĩnh tải 137 7.2.2 Hoạt tải tác dụng lên trụ 138 7.2.3 Lực hãm xe BR .139 7.2.4 Lực ly tâm CE 140 7.2.5 Tải trọng gió WL .140 7.2.6 Tải trọng nước 145 7.2.7 Lực va tàu CV 148 7.3 Tổ hợp tải trọng 150 7.3.1 Tổ hợp tải trọng xét mặt cắt đỉnh bệ 150 7.3.2 Tổ hợp tải trọng xét mặt cắt đáy bệ 158 7.4 Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ 166 7.4.1 Tính tốn cấu kiện chịu nén 167 7.4.2 Kiểm tra khả chịu cắt thân trụ 172 7.4.3 Kiểm tra nứt 175 7.5 Kiểm tốn mặt cắt đỉnh móng 176 7.5.1 Thông số bệ cọc 176 7.5.2 Tính tốn sức kháng uốn theo phương ngang Mx 177 7.5.3 Tính tốn sức kháng uốn theo phương dọc My .177 7.5.4 Kiểm toán sức kháng uốn 179 7.5.5 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu .180 7.5.6 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 180 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 181 8.1 Giới thiệu móng cọc khoan nhồi 181 8.1.1 Cấu tạo .181 8.1.2 Công nghệ thi công 181 8.1.3 Ưu điểm cọc khoan nhồi 182 8.1.4 Nhược điểm cọc khoan nhồi .182 8.2 Địa chất khu vực 182 8.3 Tải trọng tính tốn .182 8.4 Đặc trưng vật liệu làm cọc 183 8.5 Xác định sức chịu tải cọc 184 8.5.1 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu 184 8.5.2 Xác định sức chịu tải cọc theo đất .184 8.5.3 Xác định sức chịu tải cọc theo xuyên tiêu chuẩn SPT 186 8.5.4 Xác định sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 187 8.6 Xác định số lượng bố trí đài cọc .188 8.6.1 Tổ hợp tải trọng 188 8.6.2 Chọn bố trí cọc 189 8.6.3 Chọn kích thước đài cọc 189 8.7 Kiểm tra sức chịu tải cọc .190 8.7.1 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn 190 8.7.2 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 190 8.8 Kiểm tra khả chịu tải đất mũi cọc 191 8.8.1 Xác định kích thước móng khối quy ước 191 8.8.2 Kiểm tra ổn định đất đáy móng khối uy ước .191 8.8.3 Kiểm tra độ lún đáy móng khối uy ước 192 8.9 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 195 8.9.1 Xuyên thủng từ trụ xuống đài cọc 195 8.9.2 Xuyên thủng từ cọc lên đài cọc 196 8.10 Kiểm tra cọc chịu tải ngang .197 8.11 Tính toán cốt thép đài 203 8.11.1 Tính cốt thép đài theo phương cạnh ngắn .203 8.11.2 Tính cốt thép đài theo phương cạnh dài 204 LỜI CẢM ƠN ! Lời em Luận văn lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng đặc biệt thầy cô Bộ Môn Cầu Đường tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS Vũ Việt Hùng ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình, thầy Bộ Mơn Cầu Đường tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt Luận văn tốt nghiệp thời hạn giao Cuối em xin cám ơn đến người thân gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ em giai đoạn vừa qua Sau gần năm năm học tập khoảng tháng làm Luận văn tốt nghiệp, tận tình giúp đỡ giáo viên hướng dẫn nỗ lực thân, em hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Mặc dù nỗ lực nhiều, kiến thức hạn chế nhiều yếu tố khách quan khác nên Luận văn tốt nghiệp nhiều hạn chế thiếu sót Em mong góp ý, phê bình thầy giáo để em có thêm kinh nghiệm cho cơng tác thực tiễn sau Cuối cùng, em xin kính chúc thầy giáo Bộ Mơn Cầu Đường nói riêng thầy cô giáo Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh nói chung nhiều sức khỏe đạt nhiều thành cơng nghiệp cao q Một lần em xin chân thành cảm ơn ! TP Hồ Chí Minh, ngày 09, tháng 01, năm 2013 Sinh Viên Trần Hồng Q 10 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Hình 8.1 Mặt bố trí cọc 8.7 KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 8.7.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc đơn theo phương thẳng đứng Tải trọng tác dụng lên cọc Trong đó: n– số lượng cọc; , – khoảng cách từ trục cọc chịu nén nhiều (cọc biên) đến trục qua trọng tâm đài ( trục X, trục Y) , – khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục qua trọng tâm cọc mặt phẳng đáy đài Kiểm tra sức chịu tải cọc : (thỏa), Pmin │Pmin│ Trong : W = trọng lượng cọc Qa-nhổ = sức chịu nhổ an toàn cọc (sức chịu tải cho phép cọc thành phần ma sát gây ra) Bảng 8.9 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn 216 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 216 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình x (m) y (m) 4.5 -6.75 20.25 45.56 Lực tác dụng lên cọc Pi (kN) 5,845.39 4.5 -2.25 20.25 5.06 6,708.70 Đạt 4.5 2.25 20.25 5.06 7,572.01 Đạt 4.5 6.75 20.25 45.56 8,435.32 -6.75 0.00 45.56 5,010.55 Đạt -2.25 0.00 5.06 5,873.86 Đạt 2.25 0.00 5.06 6,737.16 Đạt 6.75 0.00 45.56 7,600.47 Đạt -4.5 -6.75 20.25 45.56 4,175.70 10 -4.5 -2.25 20.25 5.06 5,039.01 Đạt 11 -4.5 2.25 20.25 5.06 5,902.32 Đạt 12 -4.5 6.75 20.25 45.56 6,765.63 Đạt 162 303.75 Tọa độ STT cọc Tổng x2 y2 Cọc chịu nén nhiều Cọc chịu nén Kiểm tra Đạt Cọc số Đạt Cọc số Đạt 8.7.2 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc Trong đó: n1 = n2 = số hàng số cọc hàng s = khoảng cch từ tim đến tim hai cọc Pnh = npηQa = 12×0.70993×10,120.34 = 86,203.50 kN> max{ Ntt } = 63,291.12kN Như nhóm cọc đảm bảo khả chịu lực 8.8 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT DƯỚI MŨI CỌC 8.8.1 Xác định kích thước móng khối qui ước Góc nội ma sát Với ϕi = góc ma sát lớp đất có chiều dày Li Góc mở rộng đáy cọc Kích thước móng khối qui ước : 8.8.2 Kiểm tra ổn định đất đáy móng khối qui ước 217 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 217 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Trọng lượng đài cọc : W1 = 2.5x12x16.5x25 = 12375 kN Trọng lượng cọc : Trọng lượng đất MKQU : Với Tổng lực dọc tâm đáy MKQU : ∑Ntc = Ntc +W1 +W2 +W3 Moment tiêu chuẩn đáy MKQU : ; cách từ đáy đài đến mặt đất tự nhiên Ap lực đáy móng khối qui ước : , Lo = 1.97m = khoảng Khả chịu tải đất đáy MKQU (tính theo TTGH II): (Abγ/II + BDfγ/II + cIID)(kN/m2) RII = Điều kiện ổn định đáy MKQU : Bảng 8.10 Kiểm tra ổn định đất đáy móng khối quy ước STT cọc Pitc (kN) Kiểm tra 551.77 Đạt 551.77 Đạt 612.81 Đạt 612.81 Đạt 551.77 Đạt 551.77 Đạt 612.81 Đạt 218 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 218 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình 612.81 Đạt 522.14 Đạt 10 522.14 Đạt 11 583.19 Đạt 12 583.19 Đạt Vậy đất làm việc giai đoạn đàn hồi Đất bên đảm bảo đủ khả tiếp nhận tải cọc truyền xuống 8.8.3 Kiểm tra độ lún móng khối qui ước Tính độ lún theo phương pháp tổng phân tố theo đường cong quan hệ e - p Tính lún đến độ sâu z có ứng suất gây lún (s glz ) 0.2 lần ứng suất thân đất (s’z ) Áp lực thân đất đáy móng khối qui ước Ứng suất gây lún Ta thấy σgl > 0.2×σbt = 0.2×379.61= 75.92 kN/m2 Như cần kiểm tra lún nhóm cọc móng quy ước Chia lớp đất móng quy ước với chiều dày 0.5 m Ưng suất gây lún theo độ sâu z theo sách học đất thầy Châu Ngọc An ( trang 112 ) Độ lún tính cơng thức sau : S= = hi Với - hi : bề dài lớp phân tố - e1i , e2i : hệ số rỗng ứng với P1i , P2i - P1i : ứng suất thân lớp đất xét - P2i : ứng suất tổng ứng suất thân ứng suất tải trọng gây lớp đất xét 219 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 219 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Từ đồ thị quan hệ e-p từ thí nghiệm nén lún mẫu nằm độ sâu tương ứng với lớp đắt cần tính lún Kết nén lún : Bảng 8.11 Kết nén lún Áp lực nén P (kN/m2) Hệ số rỗng e 0.655 100 0.636 200 0.624 400 0.606 800 0.586 Hình 8.2 Biểu đồ quan hệ e-p Bảng 8.12 Bảng tính lún cho phân tố Độ sâu lớp đất(m) 0.25 0.75 0.5 387.245 301.31 594.61 0.6196 0.6121 0.23 1.25 0.5 392.335 300.90 599.42 0.6193 0.6121 0.22 1.75 0.5 397.425 300.02 603.90 0.6191 0.6121 0.22 2.25 0.5 402.515 298.53 607.97 0.6189 0.6121 0.21 2.75 0.5 407.605 296.34 611.55 0.6187 0.6121 0.20 3.25 0.5 412.695 293.40 614.62 0.6185 0.6121 0.20 3.75 0.5 417.785 289.71 617.17 0.6182 0.6121 0.19 4.25 0.5 422.875 285.29 619.22 0.6180 0.6121 0.18 10 4.75 0.5 427.965 280.21 620.81 0.6178 0.6121 0.18 11 5.25 0.5 433.055 274.53 621.99 0.6176 0.6121 0.17 12 5.75 0.5 438.145 268.34 622.82 0.6174 0.6121 0.17 13 6.25 0.5 443.235 261.74 623.37 0.6172 0.6121 0.16 14 6.75 0.5 448.325 254.81 623.69 0.6170 0.6121 0.15 15 7.25 0.5 453.415 247.64 623.85 0.6168 0.6121 0.15 16 7.75 0.5 458.505 240.32 623.90 0.6167 0.6121 0.14 17 8.25 0.5 463.595 232.90 623.88 0.6165 0.6121 0.14 18 8.75 0.5 468.685 225.46 623.85 0.6163 0.6121 0.13 19 9.25 0.5 473.775 218.04 623.84 0.6161 0.6121 0.12 20 9.75 0.5 478.865 210.70 623.87 0.6160 0.6121 0.12 21 10.25 0.5 483.955 203.47 623.98 0.6158 0.6121 0.11 22 10.75 0.5 489.045 196.37 624.19 0.6156 0.6121 0.11 23 11.25 0.5 494.135 189.44 624.51 0.6155 0.6122 0.10 24 11.75 0.5 499.225 182.69 624.96 0.6153 0.6122 0.10 25 12.25 0.5 504.315 176.14 625.54 0.6152 0.6122 0.09 26 12.75 0.5 509.405 169.79 626.26 0.6150 0.6122 0.09 Phân lớp đất Bề dày (m) P1i (KN/m2) σglz (KN/m2) P2i (KN/m2) e1i e2i Si (cm) 0.5 382.155 301.42 589.60 0.6198 0.6122 0.24 220 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 220 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình 27 13.25 0.5 514.495 163.65 627.12 0.6149 0.6122 0.08 28 13.75 0.5 519.585 157.73 628.14 0.6147 0.6122 0.08 29 14.25 0.5 524.675 152.03 629.30 0.6146 0.6122 0.07 30 14.75 0.5 529.765 146.54 630.62 0.6145 0.6122 0.07 31 15.25 0.5 534.855 141.26 632.07 0.6143 0.6122 0.07 32 15.75 0.5 539.945 136.20 633.68 0.6142 0.6122 0.06 33 16.25 0.5 545.035 131.33 635.42 0.6141 0.6122 0.06 34 16.75 0.5 550.125 126.67 637.30 0.6140 0.6122 0.06 35 17.25 0.5 555.215 122.20 639.32 0.6139 0.6122 0.05 36 17.75 0.5 560.305 117.92 641.46 0.6137 0.6122 0.05 37 18.25 0.5 565.395 113.82 643.73 0.6136 0.6122 0.05 38 18.75 0.5 570.485 109.89 646.11 0.6135 0.6122 0.04 39 19.25 0.5 575.575 106.13 648.62 0.6134 0.6122 0.04 40 19.75 0.5 580.665 102.53 651.23 0.6133 0.6122 0.04 41 20.25 0.5 585.755 99.08 653.95 0.6132 0.6121 0.03 42 20.75 0.5 590.845 95.78 656.76 0.6132 0.6121 0.03 43 21.25 0.5 595.935 92.62 659.68 0.6131 0.6121 0.03 44 21.75 0.5 601.025 89.60 662.69 0.6130 0.6121 0.03 45 22.25 0.5 606.115 86.70 665.78 0.6129 0.6121 0.02 46 22.75 0.5 611.205 83.92 668.96 0.6128 0.6121 0.02 47 23.25 0.5 616.295 81.26 672.22 0.6128 0.6121 0.02 48 23.75 0.5 621.385 78.72 675.56 0.6127 0.6121 0.02 49 24.25 0.5 626.475 76.27 678.97 0.6126 0.6121 0.02 50 24.75 0.5 631.565 73.93 682.45 0.6126 0.6121 0.01 51 25.25 0.5 636.655 71.69 685.99 0.6125 0.6121 0.01 52 25.75 0.5 641.745 69.53 689.60 0.6125 0.6121 0.01 Độ lún tổng 6.32 Độ lún tổng S = 6.32 cm < [S] = cm Vậy thỏa điều kiện lún 8.9 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG 8.9.1 Xuyên thủng từ trụ xuống đài Lực gây xuyên thủng : Trong : Ntt = lực dọc tính tốn chân cột (lấy tổ hợp Nttmax) ∑Pi(xt) = phản lực đầu cọc nằm phạm vi đáy lớn tháp xuyên thủng, thiên an toàn lấy phản lực lực dọc gây Lực chống xun thủng : 221 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 221 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Trong : ho = chiều cao làm việc tiết diện (lấy từ mặt đài đến trọng tâm lớp cốt thép đài) Rbt = cường độ chịu kéo bê tông = , bê tông nặng um = giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng, phạm vi chiều cao làm việc tiết diện Ntt (kN) ∑Pi(xt) (kN) 63,291.12 15,928.60 Bảng 8.13 Bảng kiểm tra chống xuyên từ trụ xuống đài Rbt Pxt um ho α (kN/m2 (kN) (m) (m) ) 47,362.5 900.00 28.03675 2.19 P0(cx) (kN) Kiểm tra 55,260.43 Thỏa Hình 8.3 Sơ đồ xuyên thủng từ trụ xuống đài cọc 8.9.2 Xuyên thủng từ cọc lên đài Lực gây xuyên thủng phản lực đầu cọc : Pxt = Pttmax = 6338.83 kN Lực chống xuyên thủng : 222 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 222 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Trong : ho = chiều cao làm việc tiết diện (lấy từ mặt đài đến trọng tâm lớp cốt thép đài) Rbt = cường độ chịu kéo bê tông = , bê tông nặng um = giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng, phạm vi chiều cao làm việc tiết diện Bảng 8.14 Bảng kiểm tra chống xuyên từ cọc lên đài Ntt (kN) Pxt (kN) α Rbt (kN/m2) um (m) ho (m) P0(cx) (kN) Kiểm tra 7,404.07 7,404.07 900.00 12.25 2.40 26,460.00 Thỏa Hình 8.4 Sơ đồ xuyên thủng từ cọc lên đài cọc 8.10 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI NGANG Những nơi dung cần tính tốn cọc chịu tải trọng ngang l: - Chuyển vị ngang n v gĩc xoay đầu cọc cần thỏa điều kiện sau : 223 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 223 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình - Tính tốn ổn định đất xung quanh cọc - Tính tốn moment v lực cắt cọc tc dụng ngoại lực Sơ đồ tính cọc chịu tải ngang sau: HH z HM MM MH z z Hình 8.5 Sơ đồ tính chuyển vị cọc Moment quán tính diện tích tiết diện ngang cọc Độ cứng tiết diện ngang cọc : Chiều rộng quy ước cọc theo TCXD 205 : bc = d +1m =2.5m,(vì d > 0.8m) Hệ số tỉ lệ cho cát mịn đến cát trung K = 6000 kN/m4 Hệ số biến dạng Chiều dài tính đổi phần cọc tựa đất → Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 Các chuyển vị đơn vị m Moment uốn lực cắt cọc cao tŕnh mặt đất, chọn tổ hợp lực ngang max để tính tốn kiểm tra Bảng 8.15 Bảng tải trọng để kiểm tra chuyển vị ngang cọc 224 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 224 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Ntt (kN) Httx (kN) Mtty (kNm) Htty (kN) Mttx (kNm) 63,291.12 506.45 2,184.87 1,722.15 23,351.85 Chuyển vị ngang góc xoay cao tŕnh mặt đất Chuyển vị ngang góc xoay đầu cọc đáy đài Áp lực ngang tính tốn, moment uốn lực cắt ze = bdz : chiều sâu tính đổi Các giá trị Ai, Bi, Ci, Di bảng G3 TCXD 205-1998 Kết tính tốn sau : Bảng 8.16 Ứng suất σy cọc at z (m) ze A1 B1 C1 D1 0 0 σy(z) (kN/m2) 0.00 0.68 0.68 0.2 0.2 0.02 0.001 27.21 1.36 1.36 0.4 0.4 0.08 0.011 43.28 2.03 2.03 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 50.13 2.71 2.71 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 49.92 3.39 3.39 1.0 0.992 0.997 0.499 0.167 44.50 4.07 4.07 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 35.43 4.75 4.75 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 24.75 5.42 5.42 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 13.61 6.10 6.10 1.8 0.843 1.703 1.584 0.961 3.48 225 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 225 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình 6.78 6.78 2.0 0.735 1.823 1.924 1.308 -6.91 7.46 7.46 2.2 0.575 1.887 8.13 8.13 2.4 0.347 1.874 2.272 1.72 -14.67 2.609 2.195 -20.29 8.81 8.81 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -24.48 9.49 9.49 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -26.01 10.17 10.17 3.0 -0.928 1.037 3.225 3.858 -26.62 10.85 10.85 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -25.63 11.52 11.52 3.4 -2.45 -0.648 2.772 4.826 -23.09 12.20 12.20 3.6 -3.44 -1.991 2.05 5.075 -16.94 12.88 12.88 3.8 -4.59 -3.742 0.875 5.029 -10.92 13.56 13.56 4.0 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -11.77 Hình 8.6 Biểu đồ áp lực ngang thân cọc Bảng 8.17 Moment dọc thân cọc z (m) ze A3 B3 C3 D3 My(z) (kN.m) 0 0 2228.71 0.68 0.2 -0.001 0.2 2321.19 1.36 0.4 -0.011 -0.002 0.4 2379.86 2.03 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 2394.90 2.71 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 2351.01 3.39 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 2244.22 4.07 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 2099.87 4.75 1.4 -0.455 -0.319 0.886 1.358 1947.57 5.42 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 1682.38 6.10 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 1443.50 6.78 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 1209.79 7.46 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 976.54 8.13 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 757.62 8.81 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 569.17 9.49 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 406.25 10.17 3.0 -3.54 -6 -4.688 -0.891 271.84 10.85 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 163.68 11.52 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 90.68 12.20 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 42.47 12.88 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 19.07 13.56 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 13.25 226 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 226 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Hình 8.7 Biểu đồ moment thân cọc Bảng 8.18 Lực cắt ngang cọc z (m) ze A4 B4 C4 D4 Qx(z) (kN) 0 0 143.51 0.68 0.2 -0.02 -0.003 119.34 1.36 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 57.31 2.03 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 -22.71 2.71 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 -108.12 3.39 1.0 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 -189.23 4.07 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 -256.91 4.75 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -307.17 5.42 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -341.35 6.10 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -353.44 6.78 2.0 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -350.11 7.46 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -331.85 8.13 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -301.85 8.81 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -263.54 9.49 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -220.74 10.17 3.0 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -174.16 10.85 3.2 -1.187 -7.204 -10.822 -9.082 -130.06 11.52 3.4 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -89.81 12.20 3.6 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -52.35 12.88 3.8 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -23.19 13.56 4.0 9.244 -0.358 -15.61 -23.14 1.62 Hình 8.8 Biểu đồ lực cắt thân cọc *Kiểm tra ổn định đất xung quanh cọc - Ổn định xung quanh cọc + Với le = 14.17 m > 5m, ta tiến hành kiểm tra ổn định theo phương ngang độ sâu z= (m) (trang 245-Châu Ngọc An) Trong =1 : hệ số xét đến tỷ lệ ảnh hưởng phần tải trọng thường xuyên tổng tải trọng = 12.5 kN/m2 , = 7.170 (lực dính góc ma sát đất) 227 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 227 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình = 8.12x2.941 = 23.88 (kN/m2) (ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng độ sâu z (m) ) = 0.6 (đối với cọc nhồi) Áp lực ngang lớn ymax = 375.23kN/m2 (kN/m2) Vậy đất xung quanh cọc ổn định, cần có biện pháp gia cố để đất đảm bảo khả chịu lực vị trí có ứng suất vượt giới hạn cho phép * Kiểm tra lại bố trí cốt thép cọc Tính lại lượng cốt dọc cọc cấu kiện chịu uốn với tiết diện vng qui đổi từ tiết diện hình tròn d = 1.5 m • Qui đổi thành hình vng cạnh a = m Từ bảng tính ta thấy Mmax = 2,394.90 kN.m As = mm2 • Do lượng thép chọn 26Φ32 (As = 197.94 mm2) đủ khả chịu moment tải trọng ngang gây Kiểm tra lượng cốt đai chịu cắt Từ biểu đồ ta có Qmax = 143.51kN Cốt đai bố trí ban đầu cốt đai xoắn Φ10 (Asw= 78.5mm2), a= 200 mm Khả chịu lực cắt : Q= = 8.11 TÍNH TỐN CỐT THÉP ĐÀI = 1666.51 kN > Qmax 8.11.1 Tính tốn cốt thép cho đài theo phương cạnh ngắn đài Đầu tiên ta tính tốn phản lực đầu cọc theo công thức : tổ hợp nội lực tính tốn TTGH CD 1, việc tính tốn thép cho bệ móng tính gần theo sơ đồ sau: 228 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 228 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình 4500 3000 1500 Ptb 4500 1500 4500 Hình 8.9 Sơ đồ tính thép theo phương cạnh ngắn đài Ta có sơ đồ làm việc sơ đồ ngàm mép chân trụ, với lực tác dụng lực tập trung tổng phản lực đầu cọc: Bảng 8.19 Phản lực đầu cọc P1 7760.74 P2 6673.6 P2 6120.4 P4 5652.7 Pmaxtb = 7760.74+6673.6+6120.4+5652.7= 26207.44 KN Pmax L M KN m KNm 26207.44 3.0 78622.32 Kích thước tiết diện tính thép b h a ho m m mm m 16.5 3.0 200 2.80 Tính tốn bố trí thép Fa = = 0.0114m2 = Lượng cốt thép tính 1mm bề rộng trụ As= Fa/b=0.0114x106/16500=0.69mm2/mm Chọn bước cốt thép d 28, (F0 = 314.15 mm2) a=314.15/0.69=455mm Chọn bước cốt thép bố trí thép theo phương cạnh ngắn đài móng a=300mm, bố trí lớp suốt chiều dài đài móng 8.11.2 Tính tốn cốt thép cho đài theo phương cạnh dài đài Ta có sơ đờ làm việc 229 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 229 Chương Thiết kế móng cọc GVHD: ThS Nguyễn Tăng Thanh Bình Hình 8.10 Sơ đồ tính thép theo phương cạnh dài đài Mơ hình sơ đồ làm việc dầm giản đơn, chịu tải trọng phản lực đầu cọc trọng lượng thân đài cọc Sơ đồ làm việc sau Phản lực đầu cọc trọng lượng thân đài cọc tải trọng kết cấu phần tác dụng lên cọc P1 P2 P3 7760.74 6733.6 6181.77 Pmax = 7760.74+6733.6+6181.77= 20676.11KN/m Pmax L M KN m KNm 20676.11 4.15 85805.86 Kích thước tiết diện tính thép b h a ho m m mm m 12 2.5 200 2.3 Tính tốn bố trí thép Fa = = 0.0362 m2 = Lượng cốt thép tính 1mm bề rộng trụ As= Fa/b=0.0362x106/12000=2.08mm2/mm Chọn cốt thép d28 (490.62 mm2) , a=490.62/2.08=235.87mm Chọn bước cốt thép bố trí thép theo phương cạnh dài đài móng a=200mm, bố trí suốt chiều rộng b=12m đài móng 230 SVTH: Trần Hồng Q MSSV: 80801733 230 ... thơng LỚP: XD08CD2 Nhiệm vụ: Thiết kế cầu dầm BTCT Dự ứng lực, nhịp – Tiết diện hình hộp, Thi cơng đúc hẫng cân Số liệu ban đầu: Chiều dài nhịp L = 68 + 98 + 68 (m) Khổ cầu: 9m Tĩnh không thông thuyền:... 3: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU .11 3.1 Số liệu thiết kế mặt cầu 11 3.1.1 Kích thước mặt cắt ngang sơ đồ tính tốn .11 3.1.2 Số liệu thiết kế 13 3.1.3 Hệ số dùng thiết. .. cong biên dầm Hình 4.2 Đường cong đáy dầm Hình 4.3 Xe đúc hẫng kiểu dàn hình thoi Cơng ty OVM, Trung Quốc Hình 4.4 Phân đoạn kết cấu nhịp đúc hẫng Hình 4.5 Tải trọng thi cơng hẫng đốt dầm Hình