Thiết cầu ô xuyên vượt sông đình đào tại địa phân tỉnh hải dương

0 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN  Trong giai đoạn phát triển nay, nhu cầu xây dựng hạ tầng sở trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trƣởng nhanh chóng vững đất nƣớc, bật lên nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lƣới giao thông vận tải Với nhận thức tầm quan trọng vấn đề trên, sinh viên ngành Xây dựng Cầu đƣờng thuộc trƣờng Đại học Hàng Hải, năm qua với dạy dỗ tận tâm thầy cô giáo khoa, em cố gắng học hỏi trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong góp phần cơng sức nhỏ bé vào cơng xây dựng đất nƣớc Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định thiết kế cầu qua sơng Đình Đào, phần giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế cơng trình giao thơng để sau tốt nghiệp trƣờng bớt bỡ ngỡ công việc Đƣợc hƣớng dẫn kịp thời nhiệt tình thầy giáo Nguyễn Hồng Lâm đến em hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ hạn chế lần vận dụng kiến thức để thực tổng hợp đồ án lớn nên chắn em khơng tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong q thầy thơng cảm dẫn thêm cho em Cuối cho phép em đƣợc kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Hồng Lâm tận tình hƣớng dẫn em hồn thành đồ án Hải Phòng, 25 tháng năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Tiến GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG I: GII THIU CHUNG 1.1 Vị trí xây dựng cầu Cầu ễ Xuyờn bắc qua sông ỡnh o thuộc tỉnh Hi Dng 1.2 Đối t-ợng nghiên cứu Dự án khả thi xây dựng cầu ễ Xuyờn bắc qua sông ỡnh o thuộc tỉnh Hi Dng , nghiên cứu nội dung chủ yếu d-ới đây: - Đặc điểm vị trí xây dựng cầu - Quy mô công trình tiêu chuẩn kỹ thuật - Lựa chọn ph-ơng án kết cấu biện pháp thi công đạo - Xác định tổng mức đầu t- Kiến nghị ph-ơng thức đầu t- GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG : ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU Địa hình Vị trí xây dựng cầu ễ Xuyờn thuộc tnh Hi Dng Do vị trí xây dựng cầu nằm vùng đồng nên hai bờ sông có bãi rộng, mức n-ớc thấp, lòng sông t-ơng đối phẳng, địa chất ổn định t-ợng xói lở Hình dạng chung mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h-ớng sâu dần bờ bên phải 1.3 Địa chất N-ớc sông : Theo tiêu chuẩn Việt Nam ( chống ăn mòn xây dựng ) TCVN 3994- 85 n-ớc có tính ăn mòn mức độ yếu với loại kết cấu bê tông BTCT Địa tầng : t-ơng đối ổn định, phân tầng thành lớp rõ rệt Đ-ợc mô tả từ xuống d-ới theo lớp sau: Lp 1: Cát Mịn Lớp 2: Sét dẻo mềm Lớp 3: Cát vừa Lớp 4: Sét dẻo cứng Lớp 5: Cát si sn Từ kết thăm dò cho thấy: - Địa chất đ-ợc phân bố t-ơng đối đồng lỗ khoan, lớp địa chất nói chung gần giống gồm loại cát sét có c-ờng độ không lớn - Do trụ mè cÇu cã thĨ sư dơng hƯ mãng cäc Cäc khoan nhồi cọc đóng đ-ợc lựa chọn vào giải pháp kết cấu móng 1.4 Thuỷ văn Vị trí xây dựng cầu phía th-ợng lu sụng ỡnh o Đây nơi dòng chảy thắt hẹp nhiều so với chiều rộng sông Đặc điểm thuỷ văn sông đồng bằng, không ảnh h-ởng trực tiếp thuỷ triều - Số liệu điều tra mực n-ớc thuỷ văn: - MNCN =-3m GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -MNTT = -5m -MNTN = -8m 1.5 Khí hậu Theo thống kê trạm khí t-ợng Hi Dng , đặc tr-ng khí t-ợng khu vực xây dựng cầu theo số liệu sau đây: 1.5.1 L-ợng M-a -L-ợng m-a trung bình năm : 1300-1700 mm -L-ợng m-a ngày lớn nhất: 520 mm -L-ợng m-a trung bình tháng lớn nhất: 358 mm (tháng 6) -L-ợng m-a trung bình tháng thấp nhất: 46.5 mm (tháng 12) 1.5.2 Độ ẩm không khí -Độ ẩm t-ơng đối hàng năm : 80% -Độ ẩm t-ơng đối hàng tháng cao nhất: 91% -Độ ẩm t-ơng đối hàng tháng thấp : 65% 1.5.3 Nhiệt độ không khí -Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm: 230C -Nhiệt độ trung bình mùa đông: 170C (Lúc thấp xuống tới 2,70C) -Nhiệt độ trung bình mïa hÌ: 290C (Lóc cao nhÊt lªn tíi 42,80C) 1.5.4 Gió -H-ớng gió h-ớng Đông Bắc (mùa đông) Đông Nam (mùa hè) -Vận tốc gió bình quân năm v = 20 m/s (Các số liệu có tính chất giả định) 1.6 Qui mô công trình + CÇu lín, vÜnh cưu + VËn tèc thiÕt kÕ v = 80 km/h 1.7 Tiªu chuÈn kü thuËt 1.7.1 Tải trọng thiết kế + Hoạt tải thiết kế HL93 + Ng-êi ®i bé 300kg/m2 GVHD: Nguyễn Hồng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.7.2 Khỉ cÇu + K = 12 (m) bao gồm xe ôtô 2x4m ng-ời 1.5x2m 1.7.3 Khổ thông thuyền + Khổ thông thuyền cầu ễ Xuyờn nh- sau: - ChiỊu cao th«ng thun : H = 10 m - ChiỊu réng th«ng thun: B = 80m GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHNG : CC PHNG N KT CU Căn vào điều kiện địa hình, địa chất nơi xây dựng cầu, đặc biệt khu vực đồng bằng, chiều cao đất đắp cho phép 312m Căn vào yêu cầu cấu tạo Căn vào điều kiện thi công đáp ứng đ-ợc Căn vào yêu cầu mỹ quan, cảnh quan xung quanh Sau xem xét lựa chọn kiến nghị ph-ơng án xây dựng cầu OX: + Ph-ơng án 1: Cầu dầm liên tục + Ph-ơng án 2: Cầu dàn thép Ph-ơng án 1: Cầu dầm liên tục BTCT DƯL nhịp + cầu dẫn dầm ch I - Sơ đồ nhịp: 3x3+(63+90+63)+ 30m - Cầu dầm liên tục BTCT DƯL nhịp (63+90+63), tiết diện hộp thi công ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng, chiều cao dầm thay đổi từ 5,0m 2,0m - Cầu dẫn cầu nhịp đơn giản dầm I, chiều cao dầm 1,65m - Chiều dài toàn cầu 359 m Ph-ơng án 2: Cầu cầu gin thộp + cầu dẫn dầm I - Sơ đồ nhịp: 3x33+(88x3)+3x33m - Cầu cầu gin thộp nhịp (88x3),với chiều cao không đổi 11,1m - Cầu dẫn cầu nhịp đơn giản dầm I, chiều cao dầm 1,65m - Chiều dài toàn cầu 407 m Các ph-ơng án bố trí chung cầu để so sánh, thực bảng: PA Thông thuyền Khổ cầu Sơ đồ L(m) NhÞp NhÞp chÝnh dÉn 80x10 8,0 +2x1,5 3x33+(63+90+63)+ 3x33 359 liªn tơc Dầm I 80x10 8,0 +2x1,5 3x33+(80x3)+ 3x33 407 Giàn thép Dầm I  Sau thiết kế sơ cho ph-ơng án trên, tiến hành phân tích, so sánh hiệu kinh tế xã hội, ph-ơng án, lựa chọn ph-ơng ¸n thiÕt kÕ kü thuËt GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cu ng N TT NGHIP 3.1 Ưu nh-ợc điểm ph-ơng án 3.1.1 Ph-ơng án Ưu điểm: + Kết cấu nhịp thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân ph-ơng pháp thi công quen thuộc với nhà thầu n-ớc + Đ-ờng đàn hồi liên tục, khe co giãn, xe chạy êm thuận + V-ợt đ-ợc nhịp t-ơng đối lớn + Sơ đồ cầu đối xứng có dáng vẻ thẩm mỹ đẹp + Cầu BTCT phí cho công tác tu bảo d-ỡng giai đoạn khai thác thấp Nh-ợc điểm: + Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết + Số l-ợng trụ nhiều ảnh h-ởng đến l-u thông dòng chảy + Kết cấu nặng nề 3.1.2 Ph-ơng án Ưu điểm: + Khối l-ợng thân nhỏ nên có khả v-ợt đ-ợc nhịp lớn + Kết cấu cầu công nghệ thi công phù hợp với trình độ thi công đơn vị thi công + Không ảnh h-ởng phụ thuộc địa hình + Không cần mặt thi công rộng lắp hẫng chỗ Nh-ợc điểm: + Hình dạng cầu mảnh nh-ng che khuất tầm nhìn ng-ời cầu xung quanh + Chế tạo thi công phức tp, khó khăn + Giá xây dựng cao + Có khe biến dạng, đ-ờng đàn hồi gãy khúc nên mặt cầu êm thuận + Công tác tu bảo d-ỡng phải th-ờng xuyên liên tục + Khi thông xe gây nhiỊu tiÕng ån GVHD: Nguyễn Hồng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4:THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG N I.1 Giới thiệu ph-ơng án thiết kế: Cầu dầm liên tục nhịp + cầu dẫn dầm giản đơn Sơ đồ cầu : 3x33 + (63 + 90 +63) +3x33 m  Khỉ cÇu : 8,0 + 2x1,5 m Tải trọng thiết kế: Kiến nghị dïng t¶i träng theo 22 TCN 272 - 05: + Hoạt tải thiết kế : HL93 + Ng-ời : 3KN/m2 Quy phạm thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu: 22 TCN 272 - 05 Khổ thông thun: B = 80m , H = 10m (S«ng cÊp I) Trắc dọc cầu: Một phần cầu nằm đ-ờng cong tròn có R = 3000m, phần lại nằm đ-ờng thẳng có độ dốc dọc id = 4% §é dèc däc lín nhÊt Imax = 4%  Ph-ơng án kết cấu: Kết cấu phần trên: + Cầu dầm liên tục nhịp (63 +90 +63) Dầm liên tục tiết diện hộp s-ờn có thành bên nghiêng bề dày không đổi Chiều cao dầm trụ H = 5,0m, nhịp h = 2m + Cầu dẫn dầm đơn giản 4x33m Chiều cao dầm không đổi h=1,65m, mặt cắt ngang gồm dÇm I  KÕt cÊu phÇn d-íi: +Mè: Hai mè đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT t-ờng thẳng, đặt móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1,0m + Trụ: - Phần cầu trụ đặc, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1m - PhÇn cÇu dÉn trơ cã cét, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1,0m + Mãng trơ, mè: Mãng cäc khoan nhåi, sư dụng loại đ-ờng kính D = 1,0m đ-ờng kÝnh D = 1m  KÕt cÊu kh¸c: GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Khe co gi·n b»ng cao su + Gèi cÇu b»ng cao su + Lan can cầu bê tông thép ống + Lớp phủ mặt cầu: - Bêtông Asphalt 7cm,  22.5 KN/m3 - Líp phßng n-íc 4mm18 KN/m3 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 50  0.5  2.08(cm ) Wx = - Kiểm tra cƣờng độ thép bản: M  max  max  Ru Wx Trong :+ Ru: cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) 23.15  10  max   1112.9(kG / cm )  Ru 2.08 => Vậy điều kiện cƣờng độ thép đƣợc thoả mãn - Kiểm tra độ võng thép bản: Pqd b4  l [f ] 250 (đối với mặt bên) f = E. Trong đó: + β hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, có a/b = 0.5/0.5 = a/b β 1.00 0.0138 1.25 0.0199 1.50 0.024 => β = 0.0138 + b = 50cm + δ = 0.5cm chiều dày thép + E môđun đàn hồi ván thép E = 2.1x106(kG/cm2) 0.1805  50  0.0138  0.05cm  10  => f = l 50   0.2cm [f] = 250 250 Có: f = 0.05cm < [f] = 0.2cm Vậy điều kiện độ võng nhịp ván thép đƣợc đảm bảo Kiểm toán khả chịu lực thép sƣờn ngang: - Các thép sƣờn ngang đƣợc xem nhƣ dầm liên tục kê gối thép sƣờn đứng r h-r b b dah Ptt Pqd Ptt pmax Ltt=500mm GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 284 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP :Sơ đồ làm việc sƣờn ngang - Thép sƣờn ngang chịu áp lực bêtông lớn chiều dài thép.Vì mơmen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) đƣợc xác định theo công thức: 0.1 Pqd  a Mttmax = Trong đó: a: Khoảng cách thép sƣờn đứng, a = 0.5m Pqd: Áp lực bêtông phân bố thép sƣờn ngang, Pqd=1805kG/m2 => Mômen lớn nhịp: 0.1 P  a  0.1 18.05  0.52  0.45( KNm) tt Mttmax = - Chọn thép sƣờn ngang loại thép 5x75 có: F = 3.75cm2  0.5  7.53 Jx = 12 = 17.58cm4  0.5  7.5 Wx = = 4.69cm3 - Kiểm tra điều kiện cƣờng độ: M  max  max  Ru Wx + Ru: cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) 0.045  10  max  959.48(kG / cm )  R u 4.69 => Vậy điều kiện cƣờng độ thép sƣờn ngang đƣợc thỏa mãn - Kiểm tra độ võng thép sƣờn ngang: Pqd a l [f ] 250 f = 127.EJ Trong đó: + Pqd: Áp lực bê tơng phân bố thép sƣờn ngang, Pqd=1805kG/cm2 + Jx = 17.58 (cm4) + E = 2.1x106(kG/cm2) 0.1805  50 l 50  0.00023cm  [ f ]    0.2cm 250 250 => f = 127  2.1 10  18.05 Vậy điều kiện độ võng thép sƣờn ngang đƣợc thỏa mãn Kiểm toán khả chịu lực thép sƣờn đứng: - Các thép sƣờn đứng đƣợc xem nhƣ dầm giản đơn kê hai gối thép sƣờn ngang - Nhịp tính toán sƣờn đứng a=6=ltt=0.5m nên sƣờn đứng đảm bảo cƣờng độ Kiểm toán khả chịu lực căng: - Thanh căng đƣợc bố trí vị trí giao sƣờn đứng ngang GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 285 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2000 500 500 500 500 1500 500 500 500 500 500 :Sơ đồ tính giằng - Diện tích chịu áp lực ngang bê tông tƣơi căng: F = 0.5x0.5= 0.25 (m2) - Lực kéo tác dụng lên căng: T = Pmax.F = 25.35x0.25 = 6.34 (KN) - Chọn căng Ø12 có Fa = 1.13(cm2); Ro=1900(kG/cm2) - Điều kiện bền căng:  634  561(kg / cm )  R0 1.13 => Vậy căng đủ khả chịu lực .Thi công xà mũ: Trình tự thi cơng: - Khi bêtơng thân trụ đạt 70% cƣờng độ thiết kế ta tiến hành thi công xà mũ +Lắp đặt cốt thép thiết kế +Lắp dựng ván khn +Đổ bêtơng xà mũ .Tính tốn ván khn: a) Sơ đồ bố trí ván khn xà mũ: 12300 II 2000 1650 1650 2000 VI VI II 2500 VII 1600 750 VII 2000 I 750 2500 VIII VIII :Sơ đồ bố trí ván khn mặt diện mặt bên xà mũ b)Tính tốn ván khn: - Tận dụng ván khuôn số II thân trụ bố trí cho xà mũ trụ nên khơng cần tính tốn ván khn - Tính tốn ván khn số VII ván khuôn đáy số VIII Xác định áp lực ngang bêtông tƣơi tác dụng lên ván khuôn: Pmax= (q + .R).n Trong đó: + q = 200 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 286 q Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng R ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP H +  = 2500 (kG/m3): trọng lƣợng riêng bê tông + R = 0.7 (m): bán kính tác dụng đầm + n = 1.3: hệ số vƣợt tải  Pmax = 1.3x(200 + 2500x0.7) = 2535 (kG/m2) - Diện tích biểu đồ áp lực:  Fal = (q + Pmax)xRx0.5 + Pmaxx(H-R) =(200+2535)x0.7x0.5+(1.12-0.7)x2535=2021.95 (kG/m) - Áp lực quy đổi chiều cao biểu đồ áp lực: Pmax Fal 2021.95   1805.3 1.12 Pqd = H (kG/m2) Tính tốn thép ván khn: - Xà mũ có loại ván khn, ta chọn ván khn bất lợi để tính tốn kiểm tra ván khn số VII 2200 750 1500 700 1100 750 1100 :Sơ đồ làm việc ván khuôn số VII - Thép ván khn đƣợc tính nhƣ kê bốn cạnh ngàm cứng (a=0.625, b=0.4m) mômen uốn lớn nhịp đƣợc xác định theo cơng thức: Mmax = α.p.b2 Trong đó: + H-R=1.12-0.7=0.42m tra bảng 2.1/62 sách THI CÔNG CẦU BÊTÔNG CỐT THÉP a/b α 1.00 0.0513 1.25 0.0665 1.50 0.0757 Ta có: α = 0.0757  Mmax = 0.0757x1805.3x0.6252 = 43.38 (kGm) - Mômen kháng uốn 1m bề rộng thép bản: 50  0.5  2.08(cm ) Wx = - Kiểm tra cƣờng độ thép bản: M  max  max  Ru Wx GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 287 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong : + Ru: cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) 43.38 10  max   2085.56(kG / cm )  Ru 2.08 => Vậy điều kiện cƣờng độ thép đƣợc thoả mãn - Kiểm tra độ võng thép bản: Pqd b  l [ f ] 250 (đối với mặt bên) f = E. Trong đó: + β hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, có a/b = 0.625/0.4= 1.56 a/b β 1.00 0.0138 1.25 0.0199 1.50 0.024 => β = 0.024 + b = 62.5cm + δ = 0.5cm chiều dày thép + E môđun đàn hồi ván thép E = 2.1x106(kG/cm2) 0.1805  40  0.024  0.08cm => f = 2.1 10  0.4 l 40   0.16cm [f] = 250 250 Có: f = 0.08cm < [f] = 0.2cm Vậy điều kiện độ võng nhịp ván thép đƣợc đảm bảo Kiểm toán khả chịu lực thép sƣờn ngang: - Các thép sƣờn ngang đƣợc xem nhƣ dầm liên tục kê gối thép sƣờn đ ứng b h-r b r dah Ptt Pqd Ptt pmax Ltt=600mm :Sơ đồ làm việc sƣờn ngang - Thép sƣờn ngang chịu áp lực bêtông lớn chiều dài thép.Vì mơmen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) đƣợc xác định theo công thức: 0.1 Pqd  a Mttmax = Trong đó: GVHD: Nguyễn Hồng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 288 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a: Khoảng cách thép sƣờn đứng, a = 0.625m Pqd: Áp lực bêtông phân bố thép sƣờn ngang, Pqd=1805kG/m2 => Mômen lớn nhịp: 0.1 P  a  0.118.05  0.6252  0.705( KNm) tt Mttmax = - Chọn thép sƣờn ngang loại thép 5x75 có: F = 3.75cm2  0.5  7.53 Jx = 12 = 17.58cm4  0.5  7.5 Wx = = 4.69cm3 - Kiểm tra điều kiện cƣờng độ: M  max max  Ru Wx + Ru: cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) 0.0705 105  max  1503(kG / cm )  R u 4.69 => Vậy điều kiện cƣờng độ thép sƣờn ngang đƣợc thỏa mãn - Kiểm tra độ võng thép sƣờn ngang: Pqd a l [f ] 250 f = 127.EJ Trong đó: + Pqd: Áp lực bê tông phân bố thép sƣờn ngang, Pqd=1805kG/cm2 + Jx = 17.58 (cm4) + E = 2.1x106(kG/cm2) 0.1805  62.5 l 40  0.00037cm  [ f ]    0.16cm 250 250 => f = 127  2.110 18.05 Vậy điều kiện độ võng thép sƣờn ngang đƣợc thỏa mãn Kiểm toán khả chịu lực thép sƣờn đứng: - Các thép sƣờn đứng đƣợc xem nhƣ dầm giản đơn kê hai gối thép sƣờn ngang - Nhịp tính toán sƣờn đứng b=0.4 Vậy căng đủ khả chịu lực Tính tốn ván khn đáy: 2600 375 650 375 200 270 650 750 650 200 650 : Cấu tạo ván khuôn số VIII - Dùng ván khuôn đáy ván khn thép có chiều dày 5mm - Thép sƣờn thép góc L75x75x5, sƣờn tăng cƣờng thép 75x5 a)Các tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy: + Trọng lƣợng bêtông tƣơi q1=25 KN/m³ + Trọng lƣợng thiết bị công nhân q2=2.5 KN/m² + Lực xung kích đổ bê tơng q3=1 KN/m² + Ván khn đáy đƣợc tính nhƣ kê cạnh ngàm cứng + Khi tính ván thép đáy ta tính cho 1m rộng ván b)Xác định chiều dày bêtông tƣơi tác dụng lên ván khuôn H=4h: - Do góc nghiêng ván khn đáy nhỏ nên tính tốn ta xem nhƣ ván khn đáy nằm ngang - Diện tích đổ bê tơng trung bình là: F = 19.8m2 - Năng xuất máy trộn bêtông có dung tích thùng trộn 1m3; N =10,64 m3/h - Chiều cao đổ bêtông giờ: h N 15  F 19.8 = 0.76 (m) - Chiều cao đổ bêtông H = 4h H = 4.h = 4x0.76= 3.04 (m) - Có chiều cao đỗ bê tơng trung bình xà mũ htb= 1.1m < H =3.04m nên phải lấy chiều cao trung bình xà mũ để tính tốn tc =>q = 25×1.1 = 27.5 (KN/m2) tt tc =>q = 1.1xq = 1.1×37.5 = 30.25 (KN/m2) Vậy tổng trọng lƣợng tác dụng lên ván khuôn đáy: qtt =qtt1+q2+q3 = 30.25 + 2.5 + =33.75 (KN/m2) Vì xét cho 1m rộng nên: qtt = 33.75 (KN/m) c) Tính tốn ván khn: GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 290 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thép ván khn đƣợc tính nhƣ kê bốn cạnh ngàm cứng (Tính với ván khn số IV có: a=0.65m ; b = 0.50m mơmen uốn lớn theo công thức: M max =  q.b2 tt  a 0.65   b  0.50   + hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có =1.3 =>  =0.0688 => Mmax = 0.0688×33.75×0.52 = 0.58 (KNm) +Mômen kháng uốn ván thép: 100  0.5  4.167cm Wx = Kiểm tra điều kiện ổn định ván thép: M  max  max  Ru Wx Trong : + Ru cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn, có: Ru = 2100kg/cm2 0.43  10  max  4.167 = 1032(kG/cm2) < Ru Điều kiện ổn định đƣợc thỏa mãn d) Kiểm tra điều kiện độ võng ván thép: tc qmax b l   [ f ]  400 f = E. Trong : tc + qtc = q +q2 = 27.5+ 2.5 = 30 (KN/m2): áp lực tiêu chuẩn lớn bê tông tƣơi Xét cho 1m rộng ván thép =>qtc = 30 (KN/m) a 0.65   1.3 +  hệ số phụ thuộc tỷ số a/b có : b 0.5 =>  =0.0207 + b = 50cm = 0.5m +  =0.5 cm chiều dày ván thép + E mô đun đàn hồi ván thép; E = 2.1x106kG/cm2 30 10 2  50  0.0207 =>f = 2.110  0.5 = 0.014(cm) l 50  [f] = 400 400 =0.125 (cm) có f = 0.014< [f] = 0.125cm Vậy độ võng ván thép đƣợc đảm bảo e) Kiểm toán khả chịu lực thép sƣờn: - Kiểm tra khả chịu lực thép góc chịu lực bất lợi thép sƣờn đứng với chiều dài nhịp: l=1 (m) - Các thép sƣờn đứng đƣợc xem nhƣ dầm liên tục kê gối chống GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 291 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Chiều dài nhịp tính toán ltt = m tt q max - Các thép sƣờn đứng chịu tải trọng phân bố : Ptt= a tt q max Với: = 33.75 (KN/m2) => Ptt = 33.75×0.65 =21.94 (KN/m) - Mơmen lớn nhịp: Ptt l 21.94 12  10 =2.19 (KNm) Mttmax = 10 - Kiểm tra điều kiện cƣờng độ : M  max  max  R u Wx - Ru cƣờng độ tính tốn thép chịu uốn : Ru=2100kG/cm2 - Thép góc L75x75x5 có: + F = 11.5cm2 + Jx = 59.8 cm4 + Z = 2.15 (cm) + Wx = 27.81 cm3 0.219 105  max 27.81 =787 (kG/cm2)< Ru=2100 (kG/cm2) => Vậy điều kiện cƣờng độ thép sƣờn đứng đƣợc đảm bảo - Kiểm tra độ võng thép sƣờn đứng: Ptc l l  [f ]  400 f= 127.EJ tc Trong : q max = 27.5(KN/m2) ; E = 2.1×106KG/cm2 ; Jx= 59.8cm4 => Ptc = 30×0,65 = 17.88 (KN/m) 17.88 100 =>f = 127  2.110  59.8 =0.1 (cm) 100  0.25 [f]= 400 (cm)> f=0.1 (cm) Vậy điều kiện độ võng đƣợc thỏa mãn f) Tính tốn khả chịu lực chống: - Để đỡ phần ván khuôn đáy xà mũ ta dùng thép góc L75×75×8 làm chống - Thanh chống chịu lực tập trung P với diện tích chịu F đƣợc tính nhƣ sau: F‟ = 2a.b = 2×0.65×0.5 = 0.65 (m2) q tt -Tính lực tập trung : P = max F‟ = 33.75×0.65 = 21.94 (KN) - Diện tích chịu lực thép F = 11.5 (cm2) - Kiểm tra điều kiện ổn định chống : GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH  max  P tt  F  R0 292 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  hệ số uốn dọc  = 0.85 R0 cƣờng độ tính tốn chịu nén dọc trục : R0 = 1900KG/cm2 21.94 10  max 0.85 11.5 =224,45 (kG/cm2) => Vậy điều kiện ổn định chống đƣợc đảm bảo MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Vị trí xây dựng cầu 1.2.Đối t-ợng nghiên cứu CHƢƠNG : ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU Địa hình 1.3.Địa chất 1.4.Thuỷ văn GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 293 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5.KhÝ hËu 1.5.1.L-ỵng M-a 1.5.2.Độ ẩm không khí 1.5.3.Nhiệt độ không khí 1.5.4.Giã 1.6.Qui mô công trình 1.7.Tiªu chuÈn kü thuËt 1.7.1.T¶i träng thiÕt kÕ 1.7.2.Khỉ cÇu 1.7.3.Khỉ th«ng thun CHƢƠNG : CÁC PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU 3.1 Ưu nh-ợc điểm ph-ơng án 3.1.1 Ph-ơng án 3.1.2 Ph-ơng án CHƢƠNG 4:THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƢƠNG ÁN I.1.Giíi thiƯu ph-¬ng ¸n thiÕt kÕ: I.2.VËt liÖu: 11 I.3.Chän tiÕt diÖn: 11 I.3.1 DÇm hép phÇn cÇu chÝnh: 11 1.1.TÍNH TOÁN SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP ĐÚC HẪNG 12 1.2.1.Chia đốt dầm: 12 1.2.2.Tính toán đặc trưng hình học mặt cắt tiết diện 12 I.4.Hình 1.5 - Sơ đồ xác đònh phương trình thay đổi dầm 13 I.4.1 DÇm I phÇn cÇu dÉn: 14 I.5.Cấu tạo mố trụ cầu: 15 I.6.TÝnh toán khối l-ợng công tác: 16 I.6.1 Khối l-ợng công tác phần kết cấu nhịp: 16 I.6.1.1.Phần cầu chính: Ta lập bảng tính sau: 16 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 294 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.6.1.2.PhÇn cÇu dÉn: 18 I.6.1.3.ThÓ tÝch bê tông kết cấu nhịp toàn cầu: 18 I.6.2 TÝnh to¸n khèi l-ợng công tác mố, trụ cầu: 18 I.6.2.1.Khối l-ợng mố cầu: 18 I.6.2.2.Khối l-ợng trụ cầu: 18 I.6.2.3.Khèi l-ỵng công tác bê tông trụ, mố: 18 I.6.3 TÝnh to¸n khèi l-ợng công tác lan can, phân cách lớp phủ mặt cầu: 19 I.6.4 Tính sơ khối l-ỵng cäc cđa trơ, mè: 19 I.6.4.1.NhËn xÐt chung vỊ ®iỊu kiƯn địa chất lòng sông 19 I.6.4.2.Số liệu địa chất: 19 I.6.4.3.X¸c ®Þnh sè cäc cho mè Mo , M7: 20 I.6.4.4.Xác định số cọc trụ phần cầu dẫn (trụ T1 , T2): 27 I.6.4.5.Xác định số cọc trụ T3 T6 : 31 I.6.4.6.Xác định số cọc trụ phần cầu liên tục (trụ T4 , T5) : 36 III Tính tốn nội lực dầm chủ bố trí cốt thép ƢLT: 40 IV.Kiểm toán tiết diện đặc trƣng dầm chủ theo mômen TTGH cƣờng độ: 49 Phƣơng án 53 I.7.I Giới thiệu phƣơng án thiết kế: 53 I.1 Các thông số kÕt cÊu nhÞp: 53 I.2 Chọn tiết diện phần cầu giàn 56 I.3 Thông số dầm I phần cầu dẫn 57 I.3 Cấu tạo mố trụ 59 II.tính toán sơ khối l-ợng công tác kết cấu nhịp giàn thép 59 2.1.Tónh tải cầu dàn 61 2.2.1.Trọng lượng thân dàn 62 2.2.2.Trọng lượng dầm ngang 62 2.2.3.Trọng lượng dầm dọc: 63 2.2.4.Hệ liên kết dọc: 64 2.2.5.Lề hành: 64 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 295 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2.6.Bản bê tông mặt cầu lề người phần xe chạy 64 2.2.7.Trọng lượng tay vòn 64 64 2.2.8.Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy 65 2.2.9.Tổng hợp kết quả: 65 I.7.1 Tính sơ khối l-ợng cọc trụ, mè: 66 I.7.1.1.Nhận xét chung điều kiện địa chất lòng sông 66 I.7.1.2.Sè liÖu ®Þa chÊt: 67 I.7.1.3.Xác định số cọc cho mè Mo , M7: 67 I.7.1.4.Xác định số cọc trơ phÇn cÇu dÉn (trơ T1 , T2): 75 I.7.1.5.Xác định số cọc trụ T3 vµ T6 : 79 I.7.1.6.Xác định số cọc trụ T4 vµ T5 : 83 PHẦN 2:THIẾT KẾ KỸ THUẬT 91 Chƣơng 4GIỚI THIỆU CHUNG 92 4.1 Các để lập thiết kế kỹ thuật 92 4.2 Các giải pháp xây dựng 93 4.2.1 Kết cấu nhịp 93 4.2.2 Kết cấu mố 93 Chƣơng THIẾT KẾ KỸ THUẬT KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 94 5.1 Nhiệm vụ thiết kế 94 5.2 Phƣơng án kết cấu 94 5.3 Vật liệu chế tạo 95 5.3.1 Thép dự ứng lực 95 5.3.2 Bê tông dầm chủ 95 5.3.3 Bê tông mặt cầu, lớp phủ 96 5.4 Cốt thép thƣờng 96 5.5 Lựa chọn kích thƣớc mặt cắt ngang dầm chủ 99 5.5.1 Xác định bề rộng cánh dầm hữu hiệu 101 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 296 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.5.2 Bề rộng cánh hữu hiệu dầm (bi) 101 5.5.3 Bề rộng cánh hữu hiệu dầm biên (be) 101 5.5.4 Bề rộng cánh dầm hữu hiệu 101 5.6 Xác định sơ khối lƣợng kết cấu nhịp 102 5.7 Xác định nội lực dầm chủ tĩnh tải 105 5.8 Xác định loại tĩnh tải 105 5.9 Xác định nội lực dầm chủ hoạt tải 110 5.10 Tính tốn hệ số phân bố hoạt tải theo 110 5.10.1 Hệ số phân bố hoạt tải theo momen uốn 111 5.10.2 Hệ số phân bố hoạt tải theo lực cắt 111 5.10.3 Tính tốn nội lực hoạt tải 112 5.10.4 Tổ hợp nội lực theo trạng thái giới hạn (TTGH) 119 5.10.5 Tổ hợp theo TTGH sử dụng 121 5.11 Chọn bố trí cáp dự ứng lực (DUL)-Đặc trƣng hình học (ĐTHH) tiết diện123 5.12 ĐTHH mặt cắt 125 5.13 Tính tốn mát ứng suất giai đoạn sử dụng 129 5.13.1 Mất mát thiết bị neo (Theo 5.9.5.2) 132 5.13.2 Mất mát ứng suất co ngót 132 5.13.3.Mất mát ứng suất từ biến 133 5.14.4.Mất mát ứng suất tự trùng: 135 5.14.5.Tổng hợp mát ứng suất 136 5.15 Kiểm toán theo TTGH cƣờng độ I 137 5.16 Thiết kế dầm ngang 147 5.17Duyệt cƣờng độ kháng uốn 151 5.18 Duyệt cƣờng độ kháng cắt 151 6TÍNH TỐN BẢN MẶT CẦU: 152 6.1Chọn kích thƣớc mặt cầu 152 6.1.1Tính nội lực 152 6.2 Bố trí mặt cầu: 158 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 297 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6.2.1Bố trí cốt thép phía dƣới mặt cầu theo phƣơng ngang cầu 158 6.3 Kiểm toán theo TTGHCD 160 6.4.Kiểm toán theo TTGH sử dụng 163 6.4.1Các giới hạn ứng suất bê tông 163 6.4.2 Kiểm toán ứng suất 164 6.4.3 Kiểm toán độ võng 167 CHƢƠNG : THIẾT KẾ MỐ TRỤ CẦU 170 6.1 Giới thiệu phƣơng án móng 170 6.2 Lựa chọn cấu tạo kích thƣớc mố 170 6.3 THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRỤ T2 206 6.4.Số TÍNH TỐN CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ: 207 6.4.1 Tĩnh tải 207 Chƣơng 7: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ THI CÔNG MỐ TRỤ 244 7.1 giấy phép thi công 245 7.2.Thiết kế tổ chức thi công thi công 246 7.3.Trình tự bƣớc thi cơng mố _247 7.4.Tổ chức thi công chế tạo dầm I DƢL 261 7.5.Tổ chức thi công trụ _280 GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến Lớp : KCD 52-DH 298 ... 52-DH Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG I: GIỚI THIU CHUNG 1.1 Vị trí xây dựng cầu Cầu ễ Xuyờn bắc qua sông ỡnh o thuộc tỉnh Hi Dng 1.2 Đối t-ợng... V TR XY DNG CU Địa hình Vị trí xây dựng cầu ễ Xuyờn thuộc tnh Hi Dng Do vị trí xây dựng cầu nằm vùng đồng nên hai bờ sông có bãi rộng, mức n-ớc thấp, lòng sông t-ơng đối phẳng, địa chất ổn định... Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.7.2 Khỉ cÇu + K = 12 (m) bao gồm xe ôtô 2x4m ng-ời 1.5x2m 1.7.3 Khổ thông thuyền + Khổ thông thuyền cầu ễ Xuyờn nh-