Đang tải... (xem toàn văn)
Bản đầy đủ cách tính toán, ngắn gọn, dễ hiểu giúp sinh viên không còn lo sợ môn Đồ án thiết kế cầu này nữa. Số liệu đảm bảo đã được xử lý 100% chuẩn, không sai sót về mặt số học, hay ma số như một số sinh viên thường mắc phải.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU PHẦN I: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SVTH: LÊ VĂN HOÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU CHƯƠNG 1: QUY MƠ CƠNG TRÌNH 1.1 Quy mơ quy phạm sử dụng - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 - Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05 - Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 210-92 - Quy phạm kỹ thuật thiết kế đường đô thị 20TCN-104 – 07 (tham khảo) - Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06 - Thiết kế điển hình cống tròn BTCT 533- 01- 01, 533- 01- 02 - Thiết kế điển hình cống dốc 83-02X - Thiết kế điển hình cầu BTCT mố nhẹ 531-11-01, 533-11-02 - Quy trình tính tốn dòng chảy lũ 22 TCN 220-95 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia báo hiệu đường QCVN 41:2012/BGTVT - Quy trình đánh giá tác động môi trường 22 TCN 242-98 1.2 Nguyên tắc thiết kế chung - Đảm bảo an toàn cho người phương tiện tham gia giao thông; - Đáp ứng yêu cầu khai thác chủ yếu như; độ bền, dễ kiểm tra, thuận tiện tu, đảm bảo độ cứng, xét đến khả mở rộng cầu tương lai - Kết cấu cầu phù hợp với trình độ lực thi cơng - Đảm bảo tính thơng thoáng thẩm mỹ cao - Các yếu tố tuyến mặt phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật tương ứng với vận tốc thiết kế - Mặt tuyến phù hợp với quy hoạch hai bên đường dự án khác có liên quan - Tuyến phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật hạn chế tới mức thấp khối lượng xây dựng giải phóng mặt Tuy nhiên, phải đảm bảo an toàn êm thuận tới mức tối đa cho người phương tiện tham gia giao thông - Phối hợp hài hồ yếu tố: bình đồ- trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan - Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường thi cơng độ rung, tiếng ồn SVTH: LÊ VĂN HỒI ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU - Đảm bảo tính kinh tế 1.3 Quy mơ kỹ thuật cấp hạng cơng trình cầu Quy mơ xây dựng cầu: Xây dựng cầu vĩnh cửu BTCT BTCT DƯL + Tải trọng thiết kế: HL-93 + Bề rộng cầu B=8m+2x0.5m (Tổng B=9m) + Tần suất thiết kế: P=1%, sông thông thuyền có trơi +Sơng thơng thuyền với BxH=33x5 (m) SVTH: LÊ VĂN HỒI ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU 2.1 Phương án sơ : Cầu dầm thép liên hợp bê tông cốt thép , L = 33m 2.1.1 Bố trí chung phương án 3.69 319.74 315.36 319.72 314.95 319.72 314.60 319.72 312.73 319.72 311.31 319.72 310.40 319.72 310.08 319.72 309.15 319.72 308.71 319.72 308.61 319.72 308.20 319.72 308.06 319.72 308.01 319.72 307.96 319.72 307.98 319.72 308.29 319.72 308.56 319.72 308.74 319.72 308.80 319.72 308.89 319.72 308.98 319.72 309.02 319.72 309.07 319.72 309.13 319.72 309.18 319.72 310.50 319.72 310.94 319.72 311.22 319.72 311.74 319.72 312.10 319.72 312.10 319.72 314.06 319.72 319.65 319.72 322.85 319.72 326.17 319.75 328.97 319.78 328.97 319.79 5.00 315.64 13 14 124.07 4.10 0.30% 12 119.07 116.32 6.70 114.07 4.36 5.00 15 129.07 4.00 16 133.07 3.00 17 136.07 5.00 18 141.07 5.00 19 146.07 5.00 20 151.07 3.00 3.00 22 157.07 21 154.07 5.00 23 162.07 5.00 24 167.07 5.00 25 172.07 5.00 26 177.07 5.00 27 182.07 4.00 28 186.07 4.00 29 190.07 0.0% 146.94 31 195.07 5.00 32 200.07 5.00 33 205.07 5.00 34 210.07 5.00 35 215.07 4.00 36 219.07 4.00 38 2.14 225.21 37 223.07 5.00 39 230.21 5.00 40 235.21 5.00 41 240.21 4.00 42 244.21 4.00 43 248.21 5.00 45 2.59 255.80 44 253.21 5.20 46 261.00 47 266.00 5.00 48 271.00 50 2.50 49 279.43 0.50% 60.38 5.93 276.93 6.42 9.19 9.18 4.50 Hình 2.1 : Mặt cầu - Quy mơ thiêt kế SVTH: LÊ VĂN HOÀI : Cầu thiết kế vĩnh cữu ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU - Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN 272 – 05 - Chiều dài nhịp : Lnh = 33 (m) - Khoảng cách từ đầu dầm đến gối : a = 0,3 (m) - Tải trọng thiết kế : HL93 - Tổ hợp HL93K: Tổ hợp xe tải thiết kế (Truck)+Tải trọng Làn (Lane) - Tổ hợp HL93M: Tổ hợp xe trục thiết kế (Tandem)+ Tải trọng Làn : (kN/m2) - Tải trọng người - Dạng kết cấu nhịp : Thép liên hợp BTCT - Dạng mặt cắt - Dốc ngang cầu 2% -Khổ cầu: B=8+2x0.5m - Chiều dài toàn cầu : L=145.52m *Các đặc trưng vật liệu - Thép chế tạo neo: Cường độ chảy quy định nhỏ nhất: fy = 420 MPa - Cốt thép chịu lực mặt cầu: Cường độ chảy quy định nhỏ nhất: fy = 420MPa - Vật liệu bê tông chế tạo mặt cầu: + Cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày: fc’ = 28MPa + Trọng lượng riêng bê tông c= 2,5 T/m3=25 KN/m3 + Mô đuyn đàn hồi bê tông xác định theo công thức: Ec 0,043c1.5 f c' 0.04325001.5 28 28441.83 (MPa) - Vật liệu thép chế tạo dầm: Thép hợp kim M270M cấp 345W (tương đường với thép A709M tiêu chuẩn ASTM) có thông số kỹ thuật sau: + Cấp thép: 345w (thép chống gỉ) + Giới hạn chảy thép: fy = 345 MPa + Giới hạn kéo đứt thép: fu = 485 MPa + Mô đuyn đàn hồi thép: Es = 2,0.105 MPa - Liên kết dầm: + Liên kết dầm chủ đường hàn + Liên kết mối nối dầm bulông cường độ cao SVTH: LÊ VĂN HỒI ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU 2.1.2 Cấu tạo hạng mục 2.1.2.1 Kết cấu phần 9000 500 1200 4000 2200 4000 2200 2200 500 1200 Hình2.2 : Dầm chủ thiết kế - Cầu gồm nhịp với chiều dài nhịp 33 m - Dầm liên tục BTCT ƯST có f’c = 40MPa chiều cao dầm chủ 1,2m - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu mặt mỹ quan - Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép - Bố trí lỗ nước =100 ống nhựa PVC - Các lớp mặt cầu gồm: +Lớp BTN hạt mịn dày 6cm tạo mui luyện 2% +Lớp phòng nước 1,5cm - Lề hành mặt cầu 30cm, làm BTCT có lát đá sâu SVTH: LÊ VĂN HỒI ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU - Chân đế lan can tay vịn dải phân cách BTCT, phần lan can tay vịn làm ống thép tráng kẽm 2.1.2.2 Kết cấu phần Hình 2.3 Mố trụ cầu a Mố cầu Mố cầu loại mố chữ U BTCT -Mố nặng kiểu chữ U BTCT 30 MPa, kết cấu móng cọc khoan nhồi cho hai mố - Cọc khoan nhồi D1000mm dài dự kiến 8.0m cho mố M1 10.0m cho mố M2 BTCT 30 MPa -Trụ thiết kế kiểu trụ đặc BTCT 30Mpa Móng trụ đặt móng cọc khoan nhồi D1000m chiều dài cọc dự kiến 8.0m -Bản vượt BTCT 30 MPa: dày 20cm dài 4.0m -Tứ nón mố M1, mố M2 ốp mái đá xây VXM 10MPa, dày 40cm, đệm cấp phối dày 10cm -Chân khay tứ nón đá xây VXM 10MPa, đệm cấp phối sông dày 10cm b Trụ cầu Trụ cầu BTCT,đổ toàn khối, cấu tạo trụ giống khác chiều cao SVTH: LÊ VĂN HỒI ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU Hình 2.4 Kết cấu trụ cầu 2.1.2.3 Cấu tạo hệ thống tiện ích -Khe co giãn: dùng loại khe co giãn cao su nhập ngoại - Lan can BTCT đổ chỗ,tay vịn thép mạ kẽm chống gỉ - Gối cầu:dùng loại gối cao su nhập ngoại - Ống nước:đường kính ống 110 làm gang đúc SVTH: LÊ VĂN HOÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU khe c o d· n g iòa Mè ví i nhÞ p khe c o d· n g iòa nhÞ p ví i nhÞ p 707 200 50 50 200 264 200 50 40G4-D16-200-B 219 80G4-D16-200-B Vữa BT không co ngó t 16G2-D16-A 219 Vữa BT không co ngó t 100 100 100 f'c=30MPa 100 50 100 f'c=30MPa 16G2-D16-A 40G6-D16-200-B Mặtcầu 40G5-D16-200-B 100 40G3-D16-200-B 264 100 100~200 193 764 80G6-D16-200-B Mặtcầu Bu lông neo Bu lông neo 58G1-D16-300-C T ờng đầu mố Dầmbản Dầmbản 58G1-D16-300-C 150 180 705070 180 5750 5057 180 705070 180 5750 400~500 357 Hình 2.5.Cấu tạo khe co giãn SVTH: Lấ VN HOI Dầmbản N MễN HC THIT K CU mặ t cắ t a -a (t û l Ö: 1/15) 136 118 92 50 61 68 20x20 105 90 105 300 Hình 2.6.Cấu tạo lan can 2.1.3 Biện pháp thi cơng chủ đạo a) Bố trí mặt cơng trường Mặt cơng trường bố trí phía bên bờ mố M1 b) Thi công kết cấu nhịp - San ủi mặt bằng, làm bãi đúc dầm phía đầu cầu, thi công bệ đúc dầm, lắp đặt ván khuôn dầm, lắp đặt cốt thép căng kéo cáp dự ứng lực, đổ bê tông dầm… - Dầm sàng từ bãi đúc dầm vào đường lao sau dùng xe lao để lao dầm vị trí nhịp dùng giá long mơn giá pooc tích sàng dầm vào vị trí gối - Thi công mối nối, dầm ngang, mặt cầu, lan can, hệ thống nước - Hồn thiện cầu c) Thi cơng mố trụ SVTH: LÊ VĂN HỒI 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU - Lượng cốt thép tối thiểu: Đối với cấu kiện không cốt thép dự ứng lực lượng cốt thép tối thiểu quy định coi thỏa mãn nếu: Pmin �0.03 f 'c fy Trong đó: Pmin tỷ lệ cốt thép chịu kéo với diện tích nguyên f’c cường độ bê tông(MPa) fy giới hạn chảy thép (MPa) Ta có: Ta có: => Pmin As 16076,8 0, 018 b.d s 1000.887,5 f' 30 0,03 � c 0,003 � 0,0002 fy 420 Pmin 0.03 f 'c fy Điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu thỏa mãn * Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Kiểm tốn theo cơng thức: V � Vn Diện tích cốt thép ngang: Chọn đai xoắn 10 a150 để bố trí cho cọc Vu lực cắt tính tốn: Vu = 619 KN Vn sức kháng danh định: Sức kháng danh định Vn phải lấy trị số nhỏ của: �Vn1 Vc Vs � �Vn2 0.25f’c b v d v Trong đó: Vc : Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông Vc = 0,083 f 'c bv d v 0,083.2 30.1,0.0,8875 807kN Vs : Sức kháng cắt cốt thép ngang SVTH: LÊ VĂN HỒI 70 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU bv = bw = 1,0m: Bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv (xác định theo điều 5.8.2.7 – 22 TCN 272 – 05) dv = 0,8875 m: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu (xác định theo điều 5.8.2.7-22 TCN 272-05) : Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo (xác định theo điều 5.8.3.4 – 22 TCN 272 – 05) : : Góc nghiêng ứng suất nén (xác định theo điều 5.8.3.4 – 22 TCN 272 – 05) α : Góc ngang cốt thép nghiêng trục dọc Av = : Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) * Kết tính tốn: Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông: Vc = 807 kN Sức kháng cắt cốt thép ngang : Diện tích cốt đai mặt cắt cự ly bước cốt đai sctd = 150mm Av 0,083 Vs bv Sctd 1,0.0,15 f c' 0,083 30 0,162.10 m f sy 420 Av f y d v Sctd 0,162.103.420.103.0,8875 402,57kN 0,15 Sức kháng cắt danh định: Vn1= Vc + Vs = 807+402,57 = 1029,27kN Vn2 = 0,25 f'c bv dv = 0,25.30.103.1,0.0,8875= 6566,25 kN => Lấy sức kháng cắt danh định: Vn = Vn1 = 1029,27 kN => Sức kháng cắt tính toán: Vr = φ.Vn = 0,9.1029,27 = 926,343kN Kiểm tra: Vu = 619 kN < Vr = 926,343 kN Kết luận: Tiết diện đủ sức kháng cắt * Thiết kế cốt thép cho bệ mố Lực cắt mômen mặt cắt K– K:(Trạng thái giới hạn cường độ) Q = 1127,229 kN M = 1777,352 kN.m Lực dọc momen đầu cọc: P = 14691,95kN SVTH: LÊ VĂN HỒI 71 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU Cánh tay đòn từ tim cọc đến mặt cắt K – K là: e = 1,6 m => Lực cắt momen dùng kiểm toán là: Q = 1127,229 + 14691,95 = 15819,169 kN M = 14691,95 x1,6 + 1777,352 = 25284,472 kN.m * Kích thước mặt cắt kiểm tốn Thép bố trí theo phương dọc cầu b �h = �2 (m) Tiết diện tính tốn: Chiều dày lớp phủ bê tông: dc = 50 mm Cường độ chịu nén bê tông f’c = 30 MPa Cường độ thép: fy = 420 MPa * Kiểm tra cấu kiện chịu uốn - Cơng thức kiểm tốn: a Mr As f y (d s ) Mr : Sức kháng uốn tính tốn: Trong đó: : Hệ số sức kháng, với cấu kiện chịu uốn: 0,9 As: Diện tích thép: Chọn thép 10622@200 => As = 40273,64mm2 ds : Chiều cao có hiệu mặt cắt: ds = 2000 – 50 – 22/2 = 1939 mm a = c 1 : Chiều dày khối ứng suất tương đương 1 : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất: + Khoảng cách từ trục trung hoà đến mép chịu nén: c As f y 0,85 f b.1 ' c 40273,64.420 98,69mm 0,85.30.8000.0,84 � a c.1 98, 7.0,84 82,9mm Trị số sức kháng uốn tính tốn: SVTH: LÊ VĂN HỒI 72 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU a 82,9 Mr As f y (d s ) 0,9.40273,64.420.(1939 ) 28,887.109 N mm 28887kN m 2 Mô men tính tốn: Mu = 25284,472 kNm Kiểm tra: Mu = 25284,472 kN.m < Mr = 28887 kN.m Vậy cốt thép dọc đủ sức kháng uốn * Kiểm tra giới hạn cốt thép c �0.42 - Lượng cốt thép tối đa: d e Trong đó: c khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà: c = 132,5mm de khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo, de = ds = 1940mm c 98,69 0,051 �0, 42 Ta có: d e 1940 Điều kiện hàm lượng thép tối đa thỏa mãn * Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Kiểm tốn theo cơng thức: V � Vn Diện tích cốt thép ngang: 16 16@200 => Av = 3215 mm2 Vu lực cắt tính tốn: Vu = 15819,169 kN Vn sức kháng danh định: Sức kháng danh định Vn phải lấy trị số nhỏ của: Vn1 = Vc + Vs Vn2 = 0.25f’cbvdv Trong đó: Vc: Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông: Vc = Vs: Sức kháng cắt cốt thép ngang SVTH: LÊ VĂN HOÀI 73 0,083 f 'c bv d v ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU bv = bw = m: Bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv (xác định theo điều 5.8.2.7 – 22 TCN 272 – 05) dv = 1,8 m: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu (xác định theo điều 5.8.2.7-22 TCN 272-05) : Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo (xác định theo điều 5.8.3.4 – 22 TCN 272 – 05): : Góc nghiêng ứng suất nén (xác định theo điều 5.8.3.4 – 22TCN272 – 05) : Góc ngang cốt thép nghiêng trục dọc Av: Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) * Kết tính tốn: Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông: Vc 0,083 f 'c bv d v 0,083.2 30.103.8.1,8 13093kN Sức kháng cắt cốt thép ngang : Vs Av f y d v Sctd 3125,36.106.420.103.1,8 4725,54kN 0,5 => Vn1 = Vc + Vs = 13093 + 4725,54 = 17818,54 kN Vn2 = 0,25.f c' b v d v = 0,25.30.103 9.1,8 = 121500kN => Lấy sức kháng cắt danh định: Vn = 17818,54 kN => Sức kháng cắt tính tốn : Vr Vn 0,9.17818,54 16036,686kN Kiểm tra: Vu = 15819,169kN < Vr = 16036,686 kN Kết luận: Tiết diện đủ sức kháng cắt * Kiểm tra nứt Tổ hợp dùng để kiểm toán: trạng thái giới hạn sử dụng Ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng không vượt 0,6fy (điều 5.7.3.4 – 22 TCN 272 – 05) �f sa f s �� 0,6 �f y � Ms = 1777,352 kN.m Lớp bảo vệ: a = 50mm Khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép: SVTH: LÊ VĂN HỒI 74 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU a1 a 22 50 11 61mm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu nén bê tông là: d s ts a1 2000 61 1939mm Diện tích cốt thép đặt vùng chịu kéo là: As 16717,36mm Diện tích phần bêtơng bọc quanh thép là: Ac 9000.(60.2) 1080000mm Diện tích trung bình phần bêtơng bọc quanh thép: Ac 1080000 16875mm 64 64 A Tỷ số môđun đàn hồi thép môđun đàn hồi bêtông: n Es 200000 6,79 Ec 29440 Khoảng cách từ trục trung hồ đến mép chịu nén bêtơng là: x � 6,79.16717, 36 � � n As � 2.d s b 2.1939.9000 �1 � �1 � 220,8mm b � n As 9000 � 6,79.16717,36 � � Mơmen qn tính tiết diện: b x 8000.220,83 I cr n As (d s x ) 6, 79.16717,36.(1939 220,8)2 36, 4.1010 mm4 3 � Ứng suất thép chịu mômen là: n.M s ( d s x ) 6,79.1777,352.106.(1939 220,8) fs 57 N / mm 57 MPa 10 I cr 36, 4.10 - Ứng suất cho phép cốt thép : Thông số bề rộng vết nứt : Z=23000 N/mm � Ứng suất cho phép cốt thép là: f sa Z dc A 23000 243, MPa 50.16875 Mặt khác ta lại có : 0,6fy = 0,6x420 = 252 Mpa Theo điều kiện khả chịu nứt: SVTH: LÊ VĂN HOÀI 75 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU �f sa 253,15MPa f s 57 MPa �� 0,6 f y 252 MPa � Vậy thoả mãn điểu kiện kiểm toán nứt trạng thái giới hạn sử dụng 4.3.3 Bố tri cốt thép Trong tiết diện C-C, D-D, E-E, H-H, K-K phần lớn bố trí cốt thép chịu lực kéo uốn mố theo chu vi tiết diện, có đường kính nằm khoảng 16mm 25mm , khoảng cách thép @ = 100mm – 300mm, lớp bê tông bảo vệ a = 100mm Đồng thời cần bố trí cốt đai chịu lực cắt có đường kính v 12mm 16mm , cách dn= 100mm – 1200mm, bước cốt đai s= 100mm – 1200mm tùy theo vị trí Các cốt thép khác bố trí theo chu vi tha cỏc yờu cu cu to Mặ t cắ t K-K (TL1:100) 100 C3a 2060 9*200=1800 D12 T8 a=200 D12 T8a a=200 D16 D16 a=200 LC2 D12 T7a a=200 7*200=1400 19*200=3800 100 D12 T7 a=200 D16 D16 a=200 T1a 150 1850 100 100 C1a 100 2*150 20*200=4000 6000 Hình 4.11: Bố trí cốt thép tường cánh mố cầu SVTH: LÊ VĂN HỒI 76 100 1500 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU Hình 4.12: Bố trí cốt thép bệ mố cầu B? TRÍ C? T THÉP THÂN M? M1(M2) D16 LC2 D16 LC1 a=200 T4 D18 a=200 D16 T3 D16 D T1a E 150 150 1850 E 100 D25 T1 a=100 D16 T1a a=200 1850 100 19*200=3800 D 28*200=5600 100 2% 100 22*200=4400 41*100=4100 9000 100 300 Hình 4.13: Bố trí cốt thép mố cầu ( nhìn từ phía trước) SVTH: LÊ VĂN HỒI 77 100 250 1/2 MỈt cắt C-C (TL1:100) 260 300 50 1/2 Mặt cắt B-B (TL1:100) N MễN HC THIT K CU Mặt cắt A-A (TL1:100) C B 275 300 T4 D18 a=200 T5 D16 T2 a=200 D16 a=200 100 100 100 T2 D16 a=200 D16 T2 a=200 T1 D25 a=100 D16 T1a a=200 100 100 D16 28*200=5600 4*200 19*200=3800 100 260 75 100 100 T3 Hình 4.14: Bố trí cốt thép tường thân v tng nh Mặt cắt II-II (TL1:25) Mặt cắt III-III (TL1:25) èng thÐp D50 èngthÐpD50 èng thÐp D50 D10 D32 D10 èngthÐp D100 0 D32 èngthÐp D100 èng thÐp D100 Hình 4.15: Bố trí cốt thép thân cọc khoan nhồi SVTH: LÊ VĂN HOÀI 10 78 D10 10 D16 D32 80 0 0 0 0 D10 D10 0 0 0 D32 èngthÐpD50 80 D32 10 1 0 0 Mặt cắt IV-IV (TL1:25) 10 Mặt c¾t I-I (TL1:25) D32 8000 Mòi cäc 150 II 2000 2000 2000 200 200 200 200 IV 100 1400 D16 100 800 1500 III 1000 850 MỈt l ồng t hép (TL1:50) 100 I Đáy bệcọc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU D10 D32 D32 33*75=2500 31*200=6200 D32 200100 9000 I II IV III Hình 4.16: Bố trí cốt thép cọc khoan nhồi 4.4.TÍNH DUYỆT THEO TTGH 4.4.1 Tính duyệt thân mố tiết diện C-C 4.4.1.1 Tính duyệt theo TTGHSD a/ Kiểm tra ứng suất bê tơng Ta có cường độ chịu kéo bê tông: kN/m2 f ck 0,63x f c' 0,63x 30 3, 45 Mơ men tính tốn tổ hợp tải trọng TTGHSD gây là: MPa = 3450 SD M TTGH 126,562 y C kNm Khoảng cách từ thớ chịu kéo, nén ngồi đến trục qn tính trung tâm tiết diện theo phương x là: xk xn atr 1, 0,7m 2 Mơ men qn tính tiết diện thực C-C quanh trục quán tính trung tâm tiết diện theo phương y là: d td * atr3 *1, 43 Ic 2,06m 12 12 k n Với f c , fc ứng suất mép chịu kéo, nén chân mố C-C Ta có cơng thức kiểm tra ứng suất theo phương x là: f - Thớ chịu kéo: k c SD 106.M TTGH xk y C SVTH: LÊ VĂN HOÀI Ic 106.126,362.0,7 42,94.106 kN / m 2,06 79 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU 1/2 Mặt cắt C-C (TL1:100) 4500 100 20*200=4000 C1a C7 C3 C1 100 D12 C8 D16 a=200 T1 22*200=4400 D22 a=200 D16 a=200 D22 a=200 D16 a=200 C3a 2*150 D25 a=100 D16 T1a a=150 D16 4500 100 T3 F F Hình 4.17: Mặt cắt kiểm tốn thân mố tiết diện C-C Với f ck , f cn ứng suất mép chịu kéo, nén chân mố C-C Ta có cơng thức kiểm tra ứng suất theo phương x là: SD 106.M TTGH xk 106.126,362.0,7 y C f 42,94.106 kN / m Ic 2,06 - Thớ chịu kéo: k c b/ Kiểm tra độ mở rộng vết nứt: f sa �0,6 f y Ta có dc = 0,1m khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo gần đến mép bê tông thân mố chịu kéo theo phương x Số lượng thép thường chịu kéo vùng diện tích bị nứt ns = 30 Diện tích phần bê tơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo chia cho số lượng cốt thép là: 2.d b 2.0,1.8 A � c bt 0,053 ns 30 m2 Với Z = 17500N/mm điều kiện kết cấu vùi đất Ứng suất kéo cốt thép thường giai đoạn sử dụng theo phương x là: f sa Z 17500 100,372 N / mm 100,372 MPa 3 A.d c 0,053.10 0,1.10 SVTH: LÊ VĂN HOÀI 80 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU Kiểm tốn độ mở rộng vết nứt: f sa 100, 372 MPa (0, f y 0, 6.420 252 MPa ) Vậy thỏa mãn điều kiện kiểm tốn 4.4.1.2.Tính duyệt theo TTGHCD a/ Kiểm toán thân mố chịu nén tâm: Pn �Ptt Thân mố chịu lực nén dọc trục là: Diện tích cốt thép dọc thân mố là: Asi 182 254,34 mm 4 Chu vi tiết diện thân mố là: Cv 2.(atr d td ) 2.(1500 9000) 21000mm Diện tích tiết diện thân mố là: Ac atr d td 1500.9000 13,5.106 mm Số lượng cốt thép dọc thân mố: m Diện tích cốt thép dọc mặt cắt thân mố là: Cv 200 18000 200 � @ 200 88 Ast m Asi 88.254, 34 22381, 92mm Sức kháng nén dọc trục thân mố chịu nén tâm là: (sử dụng thép xoắn) Pn 0,85.[0,85 f c' ( Ac Ast ) Ast f y ] 0,85.[0,85.30.(13,5.106 22381,92) 22381,92.420] 300,118.106 N Ta có: Pn 0, 75.300,118.106 2250,883.103 N �Ptt 14691, 95.10 N Vậy thân mố thỏa mãn điều kiện chịu nén tâm b/ Kiểm toán thân mố chịu nén dọc trục z uốn quanh trục y Điều kiện: M n �M tt � � Pn �Ptt � Lực nén dọc trục là: Ptt 103 RCTTGHCD 14691, 95.103 N D M tt 106 M TTGHC 184,366.106 N y C Mô men n quanh trục y là: Diện tích cốt thép là: A' si Diện tích tiết diện thân mố là: SVTH: LÊ VĂN HOÀI 162 200, 96mm2 4 Ac atr d td 1500.9000 13,5.106 mm 81 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU Số lượng cốt thép vùng chịu nén là: Diện tích cốt thép dọc mặt cắt thân mố là: m d td 9000 45 @ 200 As' m A' si 45.200, 96 9043, 2mm Giả thiết chiều cao vùng chịu nén c = 200mm Hệ số ứng suất: 1 0,85 0,05.( f c' 28) 0,05.(30 28) 0,85 0,84 7 Chiều dày khối ứng suất tương đương: a 1.c 0,84.200 168mm Số lượng cốt thép vùng chịu kéo là: n Diện tích cốt thép vùng chịu kéo là: d td 9000 45 @ 200 Asi A' si 200, 96mm Diện tích cốt thép dọc vùng chịu kéo mặt cắt ngang thân mố là: As n Asi 45.200, 96 9043, 2mm Ast As A ' s 2.9043, 18086, 4mm Sức kháng uốn danh định mặt cắt: a M n 0,85 f c' d td a.(d n ) As' f y (d n d 's ) As f y (d s d n ) 200 0,85.30.9000.200.(500 ) 9043, 2.420.(500 100) 9043, 2.420.(1300 500) 2, 29.1010 N mm Pn 0,85 f c' d td a 0,85.30.9000.200 45, 9.106 N � M n 0,75.2,29.1010 1,715.1010 N mm �M tt 1,884.108 N mm � � P 0,75.45,9.106 334, 425.106 N �Ptt 14,69.106 N Điều kiện: � n thỏa mãn SVTH: LÊ VĂN HỒI 82 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ CẦU 4.5 CẤU TẠO CHUNG CÁC HẠNG MỤC KHÁC 4.5.1.CHÂN KHAY TỨ NÓN Cấu tạo chân khay tứ nún cu: Bậc n c BTXM20Mpa dày 20cm Đ Ưm cÊp phèi dµy10cm BËc n í c BTXM20Mpa dµy20cm Đ ệm cấp phối dày10cm 4433 Tứ nón đá xây vữa XM M100#dày 40cm Đ ệm cấp phối dày10cm 100 1500 5100 Tứ nón đá xây vữa XM M100#dày40cm Đ Ưm cÊp phèi dµy10cm Hình 4.18: Cấu tạo chân khay tứ nón MỈt b»ng bËc n í c mè m1 (TL1:100) 150 500 400 150 550 R· nh däc tho¸t n í c c¾t däc bËc n í c mè m1 (TL1:100) 400 400 BËc n í c BTXM20Mpa dµy20cm Đ ệm cấp phối dày10cm Gờ chắ n BTXM20Mpa dày 15cm 28 200 1:1 R· nh däc tho¸t n c 500 Châ n khay tứ nón đ xâ y vữa XM 10 MPa Đệmcấp phối dày10cm 100 1250 100 4.5.2 ĐƯỜNG ĐẦU CẦU Đường dẫn hai đầu cầu theo tiêu chuẩn đường cấp III miền núi (Theo TCVN 4054-2005), Bn = 9.0 m, Bm = 8m Phạm vi hai đầu cầu (tính từ mố), 24m đầu thiết kế Bn = 9.0m, Bm = 7.0m, 15m vuốt nối theo tuyến thiết kế Bn = 6.0m, Bm = 3.5m - Kết cấu mặt đường dẫn đầu cầu SVTH: LÊ VĂN HOÀI 83 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU + Lớp mặt láng nhựa dày 3,5cm, TC nhựa 4.5Kg/cm2 + Lớp móng cấp phối đá dăm loại I dày 27cm + Lớp đất đầm chặt K0.98 dày 30cm - Trên đoạn đường dẫn đầu cầu trồng hộ lan mềm Tổng chiều dài 150m - ốp mái đường đá hộc xây vữa XM-M100, dày 25cm - Đệm ốp mái cuội sỏi suối dày 15cm SVTH: LÊ VĂN HOÀI 84 ... mố M1 10.0m cho mố M2 BTCT 30 MPa -Trụ thiết kế kiểu trụ đặc BTCT 30Mpa Móng trụ đặt móng cọc khoan nhồi D1000m chiều dài cọc dự kiến 8.0m -Bản vượt BTCT 30 MPa: dày 20cm dài 4.0m -Tứ nón mố M1, ... THIẾT KẾ CẦU Hình 2.10 :Cấu tạo mố M1 -Mố nặng kiểu chữ U BTCT 30 MPa, kết cấu móng cọc khoan nhồi cho hai mố - Cọc khoan nhồi D1000mm dài dự kiến 8.0m cho mố M1 10.0m cho mố M2 BTCT 30 MPa Trụ... 31.416( m ) Tổng thể tích phần mố M1 là: V = 31.746 + 8,24 + 48 + 96 + 5,084 + 31,416 = 220,486 (m3) SVTH: LÊ VĂN HOÀI 21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU CẤU TẠO MỐ M1 - Mố M2: + Tường cánh: V= + Tường