Cầu số 1 qua sông văn úcnối liền 2 huyện tiên lãng an lão thành phố hải phòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp tổng hợp kiến thức môn học trang bị suốt thời gian học tập trường đại học, kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận trình nghiên cứu làm đồ án Nó thể kiến thức trình độ, khả thực thi ý tưởng trước công việc, bước ngoặt cho việc áp dụng lý thuyết học vào công việc thực tế sau này, cột mốc đánh dấu bước trưởng thành từ sinh viên trở thành kỹ sư Đồng thời lần sinh viên xem xét, tổng hợp lại tồn kiến thức học hướng dẫn, bảo giáo viên trực tiếp tham gia giảng dạy q trình học tập, nghiên cứu Đồ án hồn thành với cố gắng thân giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Song hạn chế trình độ, chuyên môn kinh nghiệm thực tế thân nên khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý, bảo thầy giáo để đồ án hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 20 tháng năm 2016 (Sinh viên thực hiện) Phạm Văn Anh GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT PHẦN 1: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT CHƯƠNG I : LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu chung: - Cầu SỐ qua sông Văn Úc nối liền huyện Tiên Lãng-An Lão thành phố Hải Phòng Dự án xây dựng sở nhu cầu thực tế cầu nối giao thông huyện Tiên Lãng với huyện lân cận nút giao thông trọng yếu việc phát triển kinh tế, nối liền Tiên Lãng An Lão tỉnh lộ 354 1.2 Các lập dự án : − Quyết định số …/QĐ/GTVT ngày / / Bộ trưởng Bộ GTVT việc cho phép tiến hành chuẩn bị đầu tư lập báo cáo NCKT xây dựng cầu Bản Điếng qua thành phố Bắc Kạn − Công văn số …/GTVT-KHĐT ngày / / Bộ trưởng Bộ GTVT gửi Ban quản lý dự án X việc giao nhiệm vụ Chủ đầu tư lập báo cáo NCKT xây dựng cầu Bản Điếng − Công văn số …/CĐS-QLĐS ngày / / Cục đường sông Việt Nam việc chiều rộng tĩnh không thông thuyền cầu Bản Điếng − Văn số …/CV-UB ngày / / Uỷ ban nhân dân thành phố Bắc Kạn vị trí cầu Bản Điếng − Một số văn liên quan khác 1.3 Mục tiêu, đối tượng nội dung nghiên cứu dự án: − Dự án xây dựng cầu SỐ nhằm nâng cao hiệu giao thông toàn đoạn tuyến thời gian trước mắt tới năm 2020 Cụ thể nghiên cứu nội dung chủ yếu sau đây: + Phân tích quy hoạch phát triển kinh tế giao thông vận tải khu vực liên quan đến cần thiết đầu tư xây dựng cầu + Đánh giá trạng cơng trình tuyến + Lựa chọn vị trí xây dựng cầu tuyến tránh GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT + Lựa chọn quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật và giải pháp kết cấu + Lựa chọn giải pháp kỹ thuật giải pháp xây dựng + Xác định tổng mức đầu tư Phân tích hiệu kinh tế + Kiến nghị giải pháp thực phương án đầu tư 1.4 Phạm vi dự án: - Trên sở qui hoạch phát triển giao thông Hải Phòng, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng cầu SỐ giới hạn khu vực Hải Phòng 1.5 Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội - mạng lưới giao thông - Sự cần thiết phải đầu tư 1.5.1.Đặc điểm tự nhiên: • 1.Địa hình: `Địa hình thành phố HP hình thành vùng đặc thù: vùng gò đồi, vùng đồng vùng cát ven biển - Khu vực cầu Số 1: nằm tỉnh lộ 354 thuộc vùng đồng nên có đặc điểm địa hình nhìn chung phẳng 2.Tài ngun khí hậu, nguồn nước: - • - • Thành phố HP nằm khu vực miền Bắc Việt Nam, vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình Tp HP 27,2°C Nhiệt độ cao 38,1o C Nhiệt độ thấp 16o C Độ ẩm khơng khí 83% Lượng mưa trung bình năm 3067,4mm Tài nguyên đất: Đất tài nguyên có giá trị Thành phố HP có giá trị kinh tế cao,vùng đồng có 50.000 trồng lương thực mà chủ yếu lúa hoa màu Ngồi Thành phố HP có số khống sản : Đá vơi, sét, than, titan • 4.Tiềm du lịch: Thành phố HP có nhiều danh lam thắng cảnh điểm du lịch quan trọng nên thu hút nhiều khách du lịch ngồi nước đến tham quan • 5.Tài ngun người: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT Với diện tích 1.650 km2, thành phố HP có 1.750.000 người (tính đến ngày 31/7/1997) Mật độ dân số bình quân 1.060,6 người/km2 Thành phố HP gồm nhiều dân tộc khác nhau, người Kinh chiếm đa số 1.5.2.Đặc điểm kinh tế xã hội: HP thành phố giàu tiềm năng, nước thực cơng Cơng nghiệp hố-Hiện đại hố Cơng nghiệp chiếm tỷ trọng llớn cấu kinh tế tỉnh, có số nhà máy với qui mơ lớn, công nghệ sản xuất đại Những định hướng phát triển kinh tế : - Khi cảng HP cải tạo nâng cấp, hàng hố thơng qua bao gồm: + Hàng nhập: Xi măng, phân bón, thiết bị máy móc mặt hàng tiêu dùng cho nước Trung Quốc, Lào nội địa, gỗ mặt hàng dân dụng + Công nghiệp phục vụ giao thông qua Hàng xuất, Thắng cảnh: + Trung đại tu, sửa chữa ô tô, xe máy chuyên dụng, dịch vụ cảnh + Đóng sửa chữa tàu thuyền + Kho bãi cảnh, mở rộng lực bốc xếp Công nghiệp lượng: Xây dựng nhà máy thuỷ điện RQ có cơng suất 60-80 MW - Công nghiệp vật liệu xây dựng: + Đá nguyên liệu xây dưng: - 1.5 triệu m3/năm - + Đá ốp lát granit : 1-2 triệu m2/năm + Khai thác chế biến đá làm phụ gia ximăng:30-50 vạn m3/năm 1.5.3 Mạng lưới giao thông khu vực - Do nhu cầu phát triển mạnh mẽ kinh tế đất nước thành phố, đòi hỏi phải có mạng lưới giao thơng phát triển đồng Đảm bảo giao thông thông suốt trường hợp nối kết mạng lưới giao thông quốc gia quốc tế Để hiểu rõ thêm có phân tích hợp lý, trước hết điểm lại mạng lưới giao thơng có khu vực dự án - HP thành phố lớn thứ ba Việt Nam có dân số khoảng 1.750 000 người diện tích 1.650km2 Thành phố nằm cửa sơng C, thuộc hệ thống đồng sông Hồng Sông C chia thành phố thành hai phần Trong khu vực nội thành nằm bờ phía nam sơng, có diện tích 35km2 với 650.000 dân GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT - Đường quốc lộ X phía tây nối HP với HN Tuyến đường dài 106 km từ quốc lộ số Z gần HN tới cảng CV, HP 20km từ HN đường cấp với bốn xe, đoạn lại đường hai xe rộng từ đến 10m Đoạn từ HP (km82-km106) đường bốn xe rộng 23m, tuyến đường cắt ngang qua thành phố theo quy hoạch dịch chuyển xa phía nam, tạo thành tuyến đường vành đai bao quanh thành phố - Quốc lộ T cắt ngang qua thành phố theo hướng Đông Bắc - Tây Nam Tuyến đường dài 150 km từ BN (QN) tới NB (km150), nối tỉnh NB, NH, TB với HP QN, thông qua đường X biên giới TQ Đoạn từ HP tới QN đồng thời đoạn nối đường X với đường Y.Quốc lộ T rải bê tông nhựa cấp rộng từ 6.5 đến 8.0m Tuyến đường phải nối năm tuyến phà: Phà R (sông rộng 1400m), phà C (420m), phà TC (350m), phà QC (300m) phà TĐ (600m) Ngồi có 25 cầu bê tơng cốt thép với tổng chiều dài 1300m Chính tuyến phà hạn chế nhiều tới lưu lượng thông hành tuyến Ngoài tuyến đường quốc lộ, HP có 101km đường thuộc hệ thống tỉnh lộ, 337km đường cấp huyện 60km đường thành phố Tất tuyến đường thuộc hệ thống tỉnh lộ đường bê tông nhựa cấp rộng 5-6m Lớp mặt lớp móng yếu khơng thể đáp ứng yêu cầu tải trọng xe ngày tăng Hệ thống đường tỉnh lộ HP 1.6.Sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu: Căn vào nội dung phân tích cho thấy: Cùng với việc nâng cấp cải tạo tỉnh lộ 354 , việc đầu tư xây dựng cầu số cần thiết phù hợp với qui hoạch mục tiêu đầu tư với lý sau: Phù hợp với qui hoạch tổng thể qui hoạch giao thông thành phố HP phê duyệt - Cầu số đáp ứng nhu cầu vận tải khu vực thời gian tới tương lai - Cầu số ngồi nhiệm vụ phục vụ giao thơng tỉnh lộ 354 phục vụ đắc lực cho lại nhân dân trung tâm thành phố HP địa phận khác xung quanh - Đảm bảo giao thông đường đường thuỷ liên tục, nối liền HP với vùng kinh tế khác, tạo điều kiện tốt để phát triển kinh tế Nếu GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT hai nhu cầu có cố ách tắc giao thơng ảnh hưởng lớn đến kinh tế an ninh quốc phòng thành phố HP khu vực - Căn phân tích nêu trên, cần có giải pháp cấp bách để đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hoá hành khách đường bộ, phù hợp với tăng trưởng kinh tế quốc dân, giải mối quan hệ thành phố HP với vùng kinh tế xung quanh, trực tiếp tỉnh lộ 354 Cầu số xây dựng góp phần hình thành tuyến đường khép kín hệ thống giao, góp phần giải ách tắc giao thông nội địa quốc tế Mặt khác xây dựng cầu C thay cho tuyến phà đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, xà hội, dân sinh khu vực đồng thời tuyến phòng thủ có ý nghĩa lớn lao bảo vệ an ninh quốc phòng cho đất nước GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT 1.7 Kết luận: - Việc xây dựng cầu SỐ tuyến tỉnh lộ 354 qua huyện Tiên Lãng An Lão cần thiết cấp bách có ý nghĩa to lớn phát triển kinh tế xã hội, trị an ninh quốc phòng thành phố Hải Phòng GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT 2.1 Điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu 2.1.1 Đặc điểm địa hình Cầu SỐ bắc qua sông Văn Úc nối liền Tiên Lãng huyện An Lão thành phố Hải Phòng vị trí thuận lợi, có địa hình tương đối phẳng, khơng có vật cản hồ, gò đất cao hai bên bờ sông khu vực xây dựng cầu tương đối ổn định, hình dạng chung mặt cắt sông đối xứng 2.1.2 Đặc điểm địa chất 2.1.2.1 Địa tầng Căn vào thí nghiệm địa chất trường phòng thí nghiệm địa chất tiến hành cho thấy tình hình địa chất tương đối ổn định, phân tầng thành lớp rõ rệt Để biết tình hình địa chất tiến hành khoan lỗ khoan vị trí xây dựng cầu cho kết sau : ChiỊu dµy (m) STT Líp ®Êt Hè khoan Hè khoan Hè khoan Hố khoan Cát mịn 10.00 3.60 3.20 4.80 Sét dẻo 5.20 5.40 6.70 2.10 mền Cát võa 5.60 4.80 5.20 3.70 SÐt dỴo 10.20 6.50 6.00 6.80 cứng Cát sỏi sạn 15.00 15.00 15.00 15.00 2.1.2.2 Đặc điểm thủy văn Chế độ thủy văn chia làm mùa rõ rệt : mùa mưa mùa khô Mùa mưa hay mùa lũ thường xảy vào tháng tháng 10 hàng năm Số liệu thủy văn sau : Mực nước cao nhất: +156.0 m Mực nước thông thuyền : +150.0 m Mực nước thấp : +143.50 m 2.2 Quy mô cơng trình tiêu chuẩn kĩ thuật 2.2.1 Quy trình thiết kế nguyên tắc chung 2.2.1.1 Quy trình thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22 TCN 272 -05 - Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô : TCVN 4054 – 05 - Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm : 22 TCN 211- 06 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT - Quy trình khảo sát đường tơ 263 – 2000 2.2.1.2 Các thông số kĩ thuật a Quy mơ cơng trình Căn vào vị trí, vai trò kinh tế xã hội sơng cầu phải thiết kế với quy mô cầu vĩnh cửu BTCT BTCT DƯL Cầu đặt tỉnh lộ có đường cấp III đồng b Tải trọng thiết kế Kiến nghị sử dụng tải trọng thiết kế theo tiêu chuẩn : 22 TCN 272-05 - Hoạt tải thiết kế : HL93 - Người : KN/m2 c Khổ cầu Khổ cầu lựa chọn : B = + x 0.5 m d Độ dốc dọc cầu Theo tiêu chuẩn đường cấp III đồng có độ dốc dọc tối đa imax = 4% e Tiêu chuẩn kĩ thuật tuyến đầu cầu Để đảm bảo khai thác êm thuận, đường đầu cầu thiết kế theo tiêu chuẩn đường cấp III đồng : - Tốc độ thiết kế V = 80 km/h - Bề rộng đường : Bn = m - Bề rộng mặt đường : Bm = m - Độ dốc dọc : 6% - Bán kính đường cong nằm nhỏ : Rmin = 250 m - Bán kính đường cong đứng lồi nhỏ : Rmin = 5000 m - Bán kính đường cong đứng lõm nhỏ : Rmin = 5000 m - Kết cấu mặt đường : + Bê tông at phan hạt mịn : cm + Bê tông at phan hạt trung : cm + CPĐD loại : 25 cm + CPĐD loại : 15 cm + Cấp phối đất đồi : 30 cm + Đất sét GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH [f] = BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT l 50 = = 0.2cm 250 250 Có: f = 0.05cm < [f] = 0.2cm Vậy điều kiện độ võng nhịp ván thép đảm bảo 5.6.6.5 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn ngang: - Các thép sườn ngang xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng b h-r b r dah Ptt Pqd pmax Ptt Ltt=500mm Hình 6.15:Sơ đồ làm việc sườn ngang - Thép sườn ngang chịu áp lực bêtông lớn chiều dài thép.Vì mơmen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) xác định theo cơng thức: 0.1× Pqd × a Mttmax = Trong đó: a: Khoảng cách thép sườn đứng, a = 0.5m Pqd: Áp lực bêtông phân bố thép sườn ngang, Pqd=1805kG/m2 => Mơmen lớn nhịp: Mttmax = 0.1 × Ptt × a = 0.1 × 18.05 × 0.5 = 0.45( KNm) - Chọn thép sườn ngang loại thép 5x75 có: F = 3.75cm2 Jx = × 0.5 × 7.5 12 = 17.58cm4 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 262 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH Wx = BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT × 0.5 × 7.5 = 4.69cm3 - Kiểm tra điều kiện cường độ: σ max= M max ≤ Ru Wx + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) σ max= => 0.045 × 10 = 959.48(kG / cm ) < R u 4.69 Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn - Kiểm tra độ võng thép sườn ngang: Pqd a f= 127.EJ ≤[f ]= l 250 Trong đó: + Pqd: Áp lực bê tơng phân bố thép sườn ngang, Pqd=1805kG/cm2 + Jx = 17.58 (cm4) + E = 2.1x106(kG/cm2) => f = 0.1805 × 504 l 50 = 0.00023cm < [ f ] = = = 0.2cm 250 250 127 × 2.1 × 10 × 18.05 Vậy điều kiện độ võng thép sườn ngang thỏa mãn 5.6.6.6 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn đứng: - Các thép sườn đứng xem dầm giản đơn kê hai gối thép sườn ngang - Nhịp tính tốn sườn đứng a=6=ltt=0.5m nên sườn đứng đảm bảo cường độ 5.6.6.7 Kiểm toán khả chịu lực căng: - Thanh căng bố trí vị trí giao sườn đứng ngang GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 263 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT 2000 500 500 500 500 500 500 1500 500 500 500 Hình 6.15:Sơ đồ tính giằng - Diện tích chịu áp lực ngang bê tơng tươi 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: σ= => 634 = 561( kg / cm ) < R0 1.13 Vậy căng đủ khả chịu lực 5.6.7 Thi cơng xà mũ: 5.6.7.1.Trình tự thi cơng: - Khi bêtông thân trụ đạt 70% cường độ thiết kế ta tiến hành thi công xà mũ +Lắp đặt cốt thép thiết kế +Lắp dựng ván khuôn +Đổ bêtông xà mũ 5.6.7.2.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 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 264 I 750 2500 VIII VIII TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT Sơ đồ bố trí ván khn mặt diện mặt bên xà mũ b)Tính tốn ván khn: - Tận dụng ván khn số II thân trụ bố trí cho xà mũ trụ nên khơng cần tính tốn ván khn - Tính tốn ván khn số VII ván khn đáy số VIII 5.6.7.3 Xác định áp lực ngang bêtông tươi tác dụng lên ván khuôn: Pmax= (q + γ.R).n q Trong đó: R + q = 200 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng H + γ = 2500 (kG/m3): trọng lượng riêng bê tông + R = 0.7 (m): bán kính tác dụng đầm + n = 1.3: hệ số vượt tải ⇒ Pmax = 1.3x(200 + 2500x0.7) = 2535 (kG/m2) Pmax - 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: Pqd = Fal 2021.95 = = 1805.3 H 1.12 (kG/m2) 5.6.7.4 Tính tốn thép ván khn: - Xà mũ có loại ván khuôn, ta chọn ván khuôn bất lợi để tính tốn kiểm tra ván khn số VII 2200 750 1500 700 1100 750 1100 Hình 6.17:Sơ đồ làm việc ván khuôn số VII GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 265 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT - Thép ván khn tính kê bốn cạnh ngàm cứng (a=0.625, b=0.4m) mômen uốn lớn nhịp xác định theo công 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: Wx = 50 × 0.5 = 2.08(cm ) - Kiểm tra cường độ thép bản: σ max = M max ≤ Ru Wx Trong : + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) σ max = 43.38× 10 = 2085.56(kG / cm ) < Ru 2.08 => Vậy điều kiện cường độ thép thoả mãn - Kiểm tra độ võng thép bản: Pqd b β f= E.δ ≤[ f ]= l 250 (đối với mặt bên) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 266 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT 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) => f = 0.1805 × 404 × 0.024 = 0.08cm 2.1× 10 × 0.4 [f] = l 40 = = 0.16cm 250 250 Có: f = 0.08cm < [f] = 0.2cm Vậy điều kiện độ võng nhịp ván thép đảm bảo 5.6.7.5 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn ngang: - Các thép sườn ngang xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng r h-r b b dah Ptt Pqd pmax Ptt Ltt=600mm Hình 6.18:Sơ đồ làm việc sườn ngang - Thép sườn ngang chịu áp lực bêtông lớn chiều dài thép.Vì mơmen uốn tiết diện (trên 1m bề rộng) xác định theo cơng thức: 0.1× Pqd × a Mttmax = GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 267 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT Trong đó: a: Khoảng cách thép sườn đứng, a = 0.625m Pqd: Áp lực bêtông phân bố thép sườn ngang, Pqd=1805kG/m2 => Mômen lớn nhịp: Mttmax = 0.1× Ptt × a = 0.1 × 18.05 × 0.625 = 0.705( KNm) - Chọn thép sườn ngang loại thép 5x75 có: F = 3.75cm2 Jx = Wx = × 0.5 × 7.5 12 × 0.5 × 7.5 = 17.58cm4 = 4.69cm3 - Kiểm tra điều kiện cường độ: σ max= M max ≤ Ru Wx + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) σ max= => 0.0705 × 10 = 1503(kG / cm ) < R u 4.69 Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn - Kiểm tra độ võng thép sườn ngang: Pqd a f= 127.EJ ≤[f ]= l 250 Trong đó: + Pqd: Áp lực bê tông phân bố thép sườn ngang, Pqd=1805kG/cm2 + Jx = 17.58 (cm4) + E = 2.1x106(kG/cm2) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 268 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH => f = BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT 0.1805 × 62.5 l 40 = 0.00037cm < [ f ] = = = 0.16cm 250 250 127 × 2.1× 10 × 18.05 Vậy điều kiện độ võng thép sườn ngang thỏa mãn 5.6.7.6 Kiểm toán khả chịu lực thép sườn đứng: - Các thép sườn đứng xem dầm giản đơn kê hai gối thép sườn ngang - Nhịp tính tốn sườn đứng b=0.4 634 = 561(kg / cm ) < R0 1.13 Vậy căng đủ khả chịu lực 5.6.7.8 Tính tốn ván khuôn đáy: 2600 650 650 650 200 375 270 750 375 200 650 Hình 6.19: Cấu tạo ván khn số VIII - Dùng ván khuôn đáy ván khuôn thép có chiều dày 5mm - Thép sườn thép góc L75x75x5, sườn tăng cường thép 75x5 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 269 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT a)Các tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy: + Trọng lượng bêtông tươi q1=25 KN/m³ + Trọng lượng thiết bị công nhân q2=2.5 KN/m² + Lực xung kích đổ bêtơng q3=1 KN/m² + Ván khn đáy tính kê cạnh ngàm cứng + Khi tính ván thép đáy ta tính cho 1m rộng ván b)Xác định chiều dày bêtông tươi tác dụng lên ván khn H=4h: - Do góc nghiêng ván khn đáy nhỏ nên tính tốn ta xem ván khuôn đáy nằm ngang - Diện tích đổ bêtơng trung bình là: F = 19.8m2 - Năng xuất máy trộn bêtơng có dung tích thùng trộn 1m3; N =10,64 m3/h - Chiều cao đổ bêtông giờ: N 15 = F 19.8 h= = 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 h tb= 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 lượng 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: - Thép ván khn tính kê bốn cạnh ngàm cứng (Tính với ván khn số IV có: a=0.65m ; b = 0.50m mômen uốn lớn theo công thức: M tt max α = q.b2 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 270 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH + α BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có  a 0.65   b = 0.50  α =1.3 => =0.0688 Mmax = 0.0688×33.75×0.52 = 0.58 (KNm) => +Mơmen kháng uốn ván thép: Wx = 100 × 0.5 = 4.167cm Kiểm tra điều kiện ổn định ván thép: M max ≤ Ru Wx σ max = Trong : + Ru cường độ tính tốn thép chịu uốn, có: Ru = 2100kg/cm2 σ max = 0.43 × 10 4.167 = 1032(kG/cm2) < Ru Điều kiện ổn định thỏa mãn d) Kiểm tra điều kiện độ võng ván thép: f= tc q max b l β ≤ [ f ] = 400 E.δ Trong : tc + qtc = q +q2 = 27.5+ 2.5 = 30 (KN/m2): áp lực tiêu chuẩn lớn bê tông tươi Xét cho 1m rộng ván thép + β =>qtc = 30 (KN/m) hệ số phụ thuộc tỷ số a/b có : a 0.65 = = 1.3 b 0.5 => β =0.0207 + b = 50cm = 0.5m + δ =0.5 cm chiều dày ván thép + E mô đun đàn hồi ván thép; E = 2.1x106kG/cm2 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 271 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH =>f = BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT 30 × 10 −2 × 504 × 0.0207 2.1× 10 × 0.53 [f] = l 50 = 400 400 = 0.014(cm) =0.125 (cm) có f = 0.014< [f] = 0.125cm Vậy độ võng ván thép đảm bảo e) Kiểm toán khả chịu lực thép sườn: - Kiểm tra khả chịu lực thép góc chịu lực bất lợi thép sườn đứng với chiều dài nhịp: l=1 (m) - Các thép sườn đứng xem dầm liên tục kê gối chống - Chiều dài nhịp tính tốn ltt = m - Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố : Ptt= Với: tt q max tt q max a = 33.75 (KN/m2) => Ptt = 33.75×0.65 =21.94 (KN/m) - Mơmen lớn nhịp: Mttmax = Ptt l 21.94 × 12 = 10 10 =2.19 (KNm) - Kiểm tra điều kiện cường độ : σ max= M max ≤ Ru Wx - Ru cường 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 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 272 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH 0.219 × 10 27.81 σ max= => BỘ MÔN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT =787 (kG/cm2)< Ru=2100 (kG/cm2) Vậy điều kiện cường độ thép sườn đứng đảm bảo - Kiểm tra độ võng thép sườn đứng: f= Trong : q tc max Ptc.l l ≤ [f ] = 127.EJ 400 = 27.5(KN/m2) ; E = 2.1×106KG/cm2 ; Jx= 59.8cm4 => Ptc = 30×0,65 = 17.88 (KN/m) =>f = [f]= 17.88 × 100 127 × 2.1× 10 × 59.8 100 = 0.25 400 =0.1 (cm) (cm)> f=0.1 (cm) Vậy điều kiện độ võng thỏa mãn f) Tính tốn khả chịu lực chống: - Để đỡ phần ván khn đáy xà mũ ta dùng thép góc L75×75×8 làm chống - Thanh chống chịu lực tập trung P với diện tích chịu F tính sau: F’ = 2a.b = 2×0.65×0.5 = 0.65 (m2) -Tính lực tập trung : P = tt q max F’ = 33.75×0.65 = 21.94 (KN) - Diện tích chịu lực thép F = 11.5 (cm2) σ max= - Kiểm tra điều kiện ổn định chống : ϕ hệ số uốn dọc ϕ P tt ϕ F ≤ R0 = 0.85 R0 cường độ tính tốn chịu nén dọc trục : R0 = 1900KG/cm2 σ max= => 21.94 × 10 0.85 × 11 =224,45 (kG/cm2) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 273 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT Vậy điều kiện ổn định chống đảm bảo GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 274 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận : Sau gần năm học tập trường, bảo, truyền đạt thầy trường nói chung thầy khoa Cơng Trình nói riêng, em tiếp thu nhiều kiến thức quý báu từ sở đến chuyên môn để phục vụ cho cơng tác sau Để đánh giá, kiểm tra trình độ sinh viên trước trường em nhà trường, ban chủ nhiệm Khoa thầy cô giáo khoa, tổ môn giao nhiệm vụ làm thiết kế tốt nghiệp đề tài : “ Thiết kế cơng trình cầu Số vượt sơng Văn úc,thành phố Hải Phòng” Em xin chân thành cám ơn thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo Nguyễn Phan Anh tận tình bảo, hướng dẫn,giúp đỡ em, với cố gắng nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp thời hạn giao Do lực trình độ chun mơn thân em nhiều hạn chế, với non nớt kinh nghiệm thi công thực tế nên dẫn đến đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi sai sót Kính mong thầy cô giáo thông cảm xem xét, dẫn cho em để đồ án tốt nghiệp em đạt kết tốt 6.2 Kiến nghị: Quá trình xây dựng cầu ưu tiên thực phương pháp công nghiệp, sử dụng tối đa kết cấu chi tiết lắp ghép Công tác tổ chức xây dựng cầu cần tạo điều kiện để đạt suất lao động cao nhất, bàn giao cơng trình thời hạn định với chất lượng cao, giá thành hợp lý Mọi kết cấu lắp ghép phải chế tạo sở chun nghiệp, cơng trình phụ tạm công trường cần hạn chế mức phải tận dụng kết cấu vạn tháo lắp Công tác tổ chức lao động cần điều phối cách hợp lý cho phù hợp với điều kiện làm việc, tạo điều kiện cho công nhân làm việc nghành nghề, bậc thợ Cơng tác kiểm tra nghiệm vật liệu thực thường xun phòng thí nghiệm công trường.Các biên kiểm tra chất lượng, tiến độ hạng mục cán kĩ thuật bên kí “ tư vấn thiết kế” “tư vấn giám sát” “ đơn vị thi cơng” Trong q trình thi cơng cần cẩn thận công tác thi công, tránh ảnh hưởng đến giao thông xung quanh khu vực thi công, ảnh hưởng đến dòng chảy sơng Cán kĩ thuật tham gia q trình thi cơng phải kiểm tra cơng việc, chất lượng cơng trình cách nghiêm túc , theo dõi thời tiết để có phương án bảo vệ nguyên vật liệu máy móc Để đảm bảo chất lượng cơng trình, tron q trình thi cơng phải tn thủ ngun tắc, quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn Nhà nước Tất thay đổi chủng loại vật tưm thiết bị hồ sơ thiết kế quy định phải chấp thuận thiết kế Nếu xảy cố không đạt yêu cầ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 275 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH MINH BỘ MƠN KĨ THUẬT CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- PHẦN THUYẾT MỤC LỤC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHAN ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHẠM VĂN ANH LỚP: KCD52-DH Page 276 ... định loi tnh ti 22 0 16 50 16 50 22 0 l ỗ c Èu dÇm d100 22 5 20 0 22 5 800 4900 22 5 20 0 22 5 28 00 400 22 5 20 0 22 5 8000 8000 28 00 16 100 4900 16 100 33000 /2 =16 500 33000 /2 =16 500 MAT CAT NGANG DAM CHU GIUA... VĂN ANH LỚP: KCD 52- DH Page 30 Trọng lượng thép (KN) Trọng lượng bê tông (KN) 0 ,11 79 18 ,48 24 , 41 96 14 4,09 0 ,11 79 18 ,48 10 2, 26 96 2, 457 4 62 610 ,25 24 00 3474, 71 2, 457 4 62 2556,5 24 00 21 6 ,86 5 420 ,96... P2 & P3 8000 3 @19 50=5850 20 00 10 75 2% 12 80 +16 1 .22 0 12 80 600 600 cl 2% 15 00 v¸t gãc 50x50 v¸t gãc 50x50 600 600 4800 12 50 5500 300 25 0 13 50 300 10 000 10 000 5000 13 50 25 0 5000 15 00 10 75 20 00 20 00