thuyet minh cau nam xong

Với sự cần thiết về vấn đề trên, chúng em những nguời kỹ sư tương lai cần phảitrang bị cho mình những kiến thức cần thiết để sau này ra trường có thể góp một phầncông sức của mình vào cô

Trang 1

1.LỜI NÓI ĐẦU



Ngày nay, các đô thị Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, quátrình đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ khắp nơi Chính vì vậy trong một thời gianngắn, cùng với một lượng dân cư lớn đã tập trung vào các đô thị gây nên áp lực lớncho tổng thể hệ thống giao thông và hạ tầng đô thị Việt Nam Nạn kẹt xe thường xuyênxảy ra do lưu lượng giao thông tại các điểm nút giao thông quá lớn Chính vì vậy,trong chiến lược cải tạo và nâng cấp hạ tầng đô thị, rất nhiều biện pháp được lựa chọn,trong đó có cả việc quy hoạch thiết kế và đầu tư các nút giao thông cầu vượt tại cácđiểm nút giao thông cắt lớn trong đô thị

Với sự cần thiết về vấn đề trên, chúng em những nguời kỹ sư tương lai cần phảitrang bị cho mình những kiến thức cần thiết để sau này ra trường có thể góp một phầncông sức của mình vào công cuộc xây dưng và đổi mới đất nước, cụ thể có thể lànhững công trình cầu vượt đường

Trong quá trình học, với đề tài thiết kế cầu vượt đường giả định, đã phần nào giúp em làm quen với công việc thiết kế một đồ án công trình cầu vượt thực tế

Được sự hướng dẫn của thầy Cao Văn Lâm , đến nay em dã hoàn thành đồ án được giao Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên còn bỡ ngỡ vận dụng các kiến thức để thực hiện một đồ án nên em không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm

Cuối cùng cho phép em gởi lời biết ơn chân thành đến thầy Cao Văn Lâm đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Lê Quý Bửu Nam

Trang 2

I.2.2 Khí hậu:

Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa.Thời tiết phân chia rõ rệttheo mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau Ngoài ra ở đây cònchịu ảnh hưởng trực tiếp của gió Phơn Tây Nam vào mùa hè

I.3 Điều kiện dân cư, văn hóa và xã hội:

Công trình cầu gần trung tâm thành phố nên dân tới đây sinh sống tăng đáng kểtrong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồngđều.Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh cácdịch vụ du lịch.Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp

I.4 Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu, nhân công:

Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu Đá

được vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện.Đá ở đây đảmbảo cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu

Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo

độsạch, cường độ và sốlượng

Trang 3

Vật liệu thép:sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc

các loại thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại cácđại lý lớn ở các khu vực lân cận

Xi mămg: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành

luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng.Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho cáccông trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầucông trình đặt ra

Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng

như sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng côngtrình giao thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết

bị và công nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu

Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng

cầu đường có kinh nghiệm trong thi công Về biên chế tổ chức thi công các đội xâydựng cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững

về kỹ thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thi côngđược trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ

Kết luận: Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi công,

tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đã đềra

I.5 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU:

Nó là cửa ngõ phía Nam của Huế, là mạch máu giao thông quan trọng giữatrung tâm thành phố và các tỉnh khác, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế,văn hóa xã hội của tỉnh

Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại

giữa hai khu vực kinh tế trọng điểm, là nơi giao thông hàng hóa trong nội tỉnh, giảmtải cho tuyến đường Quốc lộ 1A

Về chính trị- xã hội:Đảm bảo an ninh quốc phòng của khu vực, là tiền đề phát

triển kinh tế

Về du lịch: Tạo điều kiện phát triển các tour du lịch gắn liền các di tích lịch sữ

văn hóa xã hội và các danh lam thắng cảnh trong vùng

Kết luận:Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết và cấp bách nằm

trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh

Trang 4

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU

* CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU II.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật:

Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

-Cầu vượt đường cấp 3 có yêu cầu chiều cao khoảng tĩnh không là 4.9m

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 272 – 2005

II.2 Đề xuất các giải pháp kết cấu:

II.2.1 Kết cấu thượng bộ.

a Kết cấu nhịp:

* Yêu cầu thiết kế cầu vượt đường cấp 3 với bề rộng nền đường 12m trong đó 2làn xe (7m), dải phân cách (0m), đường đi bộ (2x2,5m) Chiều cao khoảng tĩnh không dưới cầu đảm bảo 4.9m theo tiêu chuẩn đường cấp 3

Với kết cấu 7 nhịp 15m có thể lựa chọn các loại kết cấu:

 Cầu bản bê tông cốt thép dư ứng lực

 Cầu dầm bê tông cốt thép thường

Với kết cấu 5 nhịp 22m có thể lựa chọn:

 Cầu bản rỗng hoặc bản sườn

 Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực

* Dựa vào các yêu cầu của công trình về:

- Tính kinh tế: kết cấu được lựa chọn phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật nhưng giáthành xây dựng phải hợp lí nhất

- Tính mỹ quan: Vì cầu nằm ở vị trí cửa ngõ của thành phố Huế, nên cầu phải có tính

mỹ quan cao

- Khả năng thi công: cầu được xây dựng trên tuyến quốc lộ I thược địa phận TP Huếtrung tâm kinh tế của miền trung nên có đủ khả năng cung cấp vật liệu, thiết bị thicông và đội ngũ công nhân thi công

- Thời gian thi công: Vì cầu nên tuyến đường quốc lộ I, có mật độ phương tiện lưuthông rất lớn nên đòi hỏi thời gian thi công phải ngắn để không làm ảnh hưởng nhiềuđến việc lưu thông của các phương tiện, cũng như đảm bảo an toàn cho các phươngtiện trong quá trình thi công

Từ các phân tích trên, đề xuất các phương án thiết kế sơ bộ như sau:

Trang 5

Phương án 1: Cầu dầm chữ I bê tông cốt thép dự ứng lực Phân nhịp 5x22m Phương án 2: Cầu bản bê tông cốt thép dự ứng lực Phân nhịp 7x15m.

b Lan can tay vịn:

Cầu được thiết kế chỉ dành cho các phương tiện xe cơ giới, không có phần đường dành cho người đi bộ nên ta chọn kết cấu lan can tay vịn gồm: chân đế lan can tay vịn bằng BTCT cao 50cm, Mác250 Phần trên của lan can tay vịn làm bằngcác ống thép tráng kẽm cao 50cm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan

II.2.2 Kết cấu hạ bộ.

a Kết cấu mố:

Mố cầu là bộ phận quan trọng trong công trình cầu, có chức năng kê đỡ kết cấu nhịp, tiếp nhận truyền tải trọng xuống nền đất, là tường chắn đảm bảo ổn định của nền đường đầu cầu Do yêu cầu vượt đường cấp III nên cao độ đáy dầm cầu tối thiểu là 4.9m, khổ cầu lớn và hạn chế về diện tích đất chiếm dụng nên ta có thể áp dụng mố chữ U, mố chữ U cải tiến hoặc mố chữa U có tường cánh mỏng Nhưng để đơn gian vàrút ngắn thời gian cho quá trình thi công và tiết kiệm vật liệu ta lựa chọn mố chữ U cảitiến

b Kết cấu trụ cầu:

Trụ cầu là bộ phận quan trọng trong công trình cầu, có chức năng kê đỡ vàtruyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống kết cấu móng Ở đây do yêu cầu của công trìnhnên trụ cầu phải có chiều cao 5m Ở đây ta có thể sự dụng các kết cấu trụ sau:

II.3 DIỄN GIÃI TỪNG PHƯƠNG ÁN:

 PHƯƠNG ÁN 1: Cầu dầm chữ I bê tông cốt thép dự ứng lực Phân

nhịp 5x22m

II.3.1 Kết cấu nhịp:

-Kết cấu gồm 5 nhịp giản đơn BTCT DƯL với cường độ bê tông f’c=30 MPa, tiết diện chữ I, mặt cắt ngang gồm 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm là 2m, bố trí

3 dầm ngang tại 2 gối và giữa nhịp

- Sơ bộ kích thước chi tiết dầm:

+ Dựa theo tiêu chuẩn 22TCVN 272-05 ta có chiều cao dầm tối thiểu: H= 1/20 L = 1/20 22= 1.1 (m) => chọn H = 1.1m

Trang 6

+ Dựa vào sự hướng dẫn của giảng viên bộ môn; sách “các ví dụ tính toán dầm chữ I,T super T BTCT DƯL theo tiêu chuẩn 22TCVN 272-05” của GS.TS Nguyễn Viết Trung, PGS.TS Hoàng Hà, ThS Đào Duy Lâm và kinh nghiệm của các anh chị khóa trước, chọn sơ bộ kích thước dầm như sau:

300 200

600 2000

Hình 2.2: Chi tiết đoạn vút đầu dầm

Hình 2.3: Chi tiết mặt cắt ngang cầu

II.3.2 Bản mặt cầu

II.3.2.1 Số liệu chọn:

- Theo 22TCN272 – 05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175mm ( không kể lớp hao mòn ) – điều 9.7.1.1 Khi chọn chiều dày bản phải cộng thêm lớp hao mòn 15mm Đối với bản hẫng của dầm ngoài cùng, chiều dày bản phải cộng thêm 25mm – điều 13.7.3.5.1

- Chiều dày các lớp còn lại như sau:

+ Lớp phòng nước chọn 0.4cm ( dùng redcon 7 )

+ Lớp bê tông nhựa dày 7cm ( bt atphan mac 15 )

+ Lớp mui luyện dày 13cm ở giữa MCN cầu để tạo độ dốc ngang

Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản mặt cầu

Trang 7

II.3.2.2 Tính toán các thông số sơ bộ:

- Dung trọng của bê tông ximăng là 2,4 T/m3

- Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3

- Thể tích bản mặt cầu: 0.2x22x14 + 2x0.5x0.7x0.08x22= 62.832 m3

 Khối lượng bản mặt cầu: 62.832 x 2.4= 150.8 T

- Thể tích của lớp BT nhựa Vas = Apmc x 22 = 13 x 0.07 x 22= 20,02 m3

- Khối lượng lớp BT nhựa Gas = Vas x 2,25 = 45,045 T

- Khối lượng lớp phòng nước dày 0,4 cm: 0,004 x 22 x 12 x 1.1= 1.16 T

- Khối lượng lớp tạo độ dốc 2%: 0.02 x 5.5 x 0.5 x 5.5 x 2 x 22 x 2.2= 29.282 T

 Khối lượng lớp phủ mặt cầu : 87.303 T

II.3.2.3 Tấm đan

1400

1000

- Cấu tạo tấm đan như hình vẽ:

+ Khối lượng một tấm đan BTCT: 1,4 x 0.08 x 1 x 2.5= 0.28 T

+ Trọng lượng tấm đan cho nhịp 22m: 22 x 5 x 0.28= 30.8 T

II.3.3 Lan can:

500 R300 Type equation here

- Vì không có dãi phân cách nên ta thiết kế lan can tay vịn cứng có khả năng

chống lại lực va của xe, các thông số kĩ thuật cho như hình vẽ:

+ Với diện tích phần bệ Ab = 500 x 500 – π x 300 x 3004 =179314 mm2, liên lục 2 bên cầu

+ Diện tích phần trụ: At = 60000 mm2 , các trụ cách nhau 2.6m, tổng số lượng trụ là 23 trụ

+ Thể tích bê tông Vcp = 0,179314 x 22 x 2 + 0,06 x 23 x 2 = 10,65 m3

Trang 8

+ Hàm lượng cốt thép trong lan can chiếm kp = 1,5%

+ Ta có thể tích cốt thép trong lan can :

Vsp = Vp x kp = 10,65 x 1,5% = 0,16 m3

+ Khối lượng cốt thép trong lan can là:

Gsp= Vsp x γs= 0,16 x 7,85 = 1,256 T+ Thể tích bê tông trong lan can: Vcp= Vcp - Vsp = 10,65 – 0,16 = 10,49 m3

+ Khối lượng bê tông trong lan can: Gcp= Vcp x γc = 10,49 x 2,4= 25,176 T+ Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Gp= Gsp + Gcp= 1,256 + 25,176=26,432 T

II.3.4.1 Cấu tạo dầm chủ:

+ Với khổ cầu 9+2 x 0,75 ta chọn bề rộng cầu:

+ Chiều cao tối thiểu dầm chủ: Hg= 1/20 x Lnhịp = 1/20 x 22 = 1,1 m

+ Chiều dài đoạn vút nguyên: chọn Lbhgr= 1,5 m

+ Chiều dài đoạn vút xiên dầm: Lbhsk= 0,5 Hg = 0,5x1,1 = 0,55 m

II.3.4.2 Tính khối lượng của dầm chủ

Từ những kích thước đã chọn ở trên ta có:

+ Diện tích mặt cắt ngang ở giữa dầm: 0,457 m2

+ Diện tích mặt cắt ngang ở đầu dầm: 0,568 m2

Trang 9

+ Thể tích toàn bộ đoạn vút của một dầm I:

Vbh= Vbhgr + Vbhsk= 1,704 + 0,564 = 2,268 m3

+ Thể tích của một dầm I: Vg= Vg1 + Vbh = 8,18 + 2,268= 10,448 m3

+ Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm chính là: kp= 300kg/1m3 BT

+ Khối lượng cốt thép trong dầm chính: Gsg= Vg x kp= 10,448x300x10-3= 3,134 T

 Thể tích cốt thép: Vsg= Gsg / γc= 3,134/ 7,85= 0,4 m3

+ Thể tích bê tông trong dầm chính: Vcg= Vg - Vsg= 10,448 – 0,4= 10,048 m3

+ Khối lượng bê tông trong dầm chính: Gcg= Vcg x γc= 10,048x2,4= 24,115 T+ Khối lượng toàn bộ 1 dầm chính là: Gg=Gsg+Gcg= 3,134 + 24,115= 27,249T

II.3.5 Dầm ngang:

II.3.5.1 Chọn số dầm ngang:

Dầm ngang được bố trí tại vị trí : hai đầu dầm cầu, L/2

Số lượng dầm ngang : 15 dầm

II.3.5.2 Tính toán thông số sơ bộ:

Các thông số dầm ngang được thể hiện ở hình sau:

+ Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí nhịp dầm : 2,66m 2

+ Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí đầu dầm :2,444m 2

+ Thể tích 1 dầm ngang tại vị nhịp dầm : 0.2×2,66= 0,532m 3

+Thể tích 1 dầm ngang tại vị đầu dầm : 0.2×2.444 = 0.4888m 3

=>Tổng thể tích dầm ngang : 0.532×5+ 0.4888×10 = 7.548m 3

+ Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm ngang là 300kg/1m 3 BT

+ Khối lượng cốt thép trong dầm chính:

Gshb = Vhb× kp = 300×10–3×7.548 = 2.2644T.

=>Thể tích cốt thép: Vshb = Gshb÷ γc = 2.2644 : 7.85= 0.29m 3

+ Thể tích bê tông trong dầm ngang : Vchb = Vhb–Vshb = 7.548 ˗ 0.29= 7.258m 3

+ Khối lượng bê tông trong dầm ngang : Gchb = Vchb.γc= 7.258×2.4 =17.42 T.

+ Khối lượng toàn bộ dầm ngang là: Ghb = Gshb+Gchb= 2.2644 + 17.42= 19.684 T

Trang 10

Bảng tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần trên của nhịp 22m :

III.1 Mố: Vì 2 mố có kích thước giống nhau và tải trọng tác dụng lên mố như nhau

nên tau tính toán cho một mố còn mố kia tính thương tự

- Dầm kê lên mố là dầm có nhịp 22m, chọn mố chữ U cải tiến có các kích thước

cho như hình vẽ sau:

1200 10%

Trang 11

+ Khối lượng cốt thép trong mố: Gsab = 200×10–3×149.144 = 29.83T

+ Thể tích BT trong mố:Vcab = Vab- Vsab = 149.144- 29.83 ÷7.85 = 145.344m 3

+ Khối lượng BT trong mố:Gcab = Vcab.γc =145.344×2.4 = 348.826T.

+Khối lượng tổng cộng mố:Gab = Gcab + Gsab = 348.826 + 29.83= 445.213T

Trang 14

IV.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ:

IV.1.1 Xét mố cầu:

a) Xét mố cầu A:

- Sơ đồ tính:

PL DW DC

21.4

DC= ( DCdc + DCbmc + DCtd + DCdn + DClctv )/ 22

=( ( 163.494 + 150.8 + 30.8 + 19.684 + 26.432 )/22)x9.81= 174.44 kN/mDW= (DClp/ 22)x9.81= (87.303/ 22)x9.81= 38.93 kN/m

Trang 15

m: hệ số phụ thuộc làn xe, m = 1 khi n =2.

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×1+145×0.799 +35×0.598; 110×1+110×0.944) = max (281.785 ; 213.84) = 281.785 (kN)

21.4

DC= ( DCdc + DCbmc + DCtd + DCdn + DClctv )/ 22

=( ( 163.494 + 150.8 + 30.8 + 19.684 + 26.432 )/22)x9.81= 174.44 kN/mDW= (DClp/ 22)x9.81= (87.303/ 22)x9.81= 38.93 kN/m

PL= 3.1 kN/m2

Chiều dài tính toán của nhịp: Ltt= Lnhịp – 2a, chọn a= 0.3

 Ltt = 22 – 2x0.3= 21.4m

Trang 16

- Xét xe tải thiết kế (xe 3 trục):

4.34.3

m: hệ số phụ thuộc làn xe, m = 1 khi n =2

Trang 17

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×1+145×0.799 +35×0.598; 110×1+110×0.944) = max (281.785 ; 213.84) = 281.785 (kN)

Cần chú ý rằng: trong trường hợp này, việc xếp xe sẽ được tiến hành đối vớitừng trụ một, đối với từng loại xe một để xét trường hợp bất lợi Hơn nữa, để tính phảnlực gối phải tổ hợp xe theo một cách thứ hai nữa như sau:

“ Lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15000 mm tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết

kế, khoảng cách giữa các trục 145 kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300mm”( mục 3.6.1.3.1 22TCN25,332–05)

Hình vẽ xếp xe và các kết quả tính toán được cho ở bên dưới:

Hình 2.9:Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ T1 trong trường hợp xe 2 trục và tải trọng làn

Tổng tải trọng lớn nhất tại đáy bệ trụ:

∑P1 = PKCNCĐ1 + PtrụCĐ1 + PLL+PLCĐ1

Trang 18

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×1+145×0.799+35×0.799; 110×1+110×0.944) = max (288.82 ; 213.84) = 288.82(kN)

Hình 3:Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ T1 trong trường hợp 2

Trang 19

PtrụCĐ1 = γDC ×mtrụ×9.81 = 1.25×200.983×9.81 = 2464.554 (kN).

PLL+PLCĐ1 = η ×[0.9×(γLL ×n×m×(1 + IM)×∑Pi×φi + γLL×n×m ×9.3×ω)+γPL×PL×2T×ω]

Trong đó: γLL = 1.75

γPL = 1.75 (1 + IM) = 1.25 n: số làn xe N=3500W =90003500 = 2.57: vậy chọn n = 2(làn)

∑Pi×φi = 145×φ1+145×φ2+35×φ3 + 145×φ4+145×φ5+35×φ6

= 145×1+145×0.799+35×0.598+145×0 +145×0.098+35×0.299 =306.46 (kN)

Trang 20

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×1+145×0.799+35×0.799; 110×1+110×0.944) = max (288.82 ; 213.84) = 288.82(kN)

Hình 3.3:Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ T2 trong trường hợp 2

Trang 21

∑Pi×φi = 145×φ1+145×φ2+35×φ3 + 145×φ4+145×φ5+35×φ6

= 145×1+145×0.799+35×0.598+145×0 +145×0.098+35×0.299 =306.46 (kN)

IV.2 Tính số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ:

1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:

Trang 22

Sử dụng cọc đóng bằng BTCT TD 40x40cm Chiều dài cọc dự kiến là 19,5 m Phầnngàm vào đài cọc dài 30cm, đoạn đập đầu cọc dài 20cm, , vậy phần cọc cắm vào đất là19m.

Cọc trong móng có thể phá hoại do một trong hai nguyên nhân sau:

- Bản thân cường độ vật liệu làm cọc bị phá hoại

- Đất nền không đủ sức chịu tải

Do vậy khi thiết kế cần phải xác định cả hai trị số về sức chịu tải của cọc Sức chịutải của cọc theo cường độ vật liện (Pr) và sức chịu tải theo cường độ đất nền (Qr).Sức chịu tải tính toán của cọc được lấy như sau:

1.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Giả thiết lực ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vimỗi lớp đất và phản lực ở mũi cọc phân bố đều trên tiết diện ngang của cọc Sức chịutải của cọc được xác định theo công thức:

Pdn = 0,7 ¿ m ¿ ( α1u ∑ τili+ α2 R F )

Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong dất, lấy m=1

α1,α2 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc, chọn phương pháp hạ cọc bằng cách đóng cọc đặc bằng búa Diesel nên α1=1 ; α2=0,9

F: Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc; F = 0,16m2

R: cường độ giới hạn trung bình của lớp đất ở mũi cọc, tra bảng phụ lục 3.3 trang 253 sách Nền móng, R=470(T/m2)

U: chu vi tiết diện ngang thân cọc u = 1,6m

fi: ma sát giữa cọc và đất

Cọc tiết diện 40x40cm, chiều dài l = 19,5m, đóng xuyên qua các lớp:

- Lớp 1: á sét

- Lớp 2: cát hạt trung

Trang 23

- Lớp 3: đá phiến sét

Trình tự tính toán:

- Chia các lớp đất mà cọc đi qua thành các lớp phân tố có chiều dày li ¿ 2m;

- Dựa vào các số liệu ta có bảng xác định fi và R như sau:

2.Tính toán số lượng cọc ở mố và trụ cầu:

Xác định số lượng cọc ở trụ và mố theo công thức:

n =

β. ∑P i CD1 max min (P vl ,P dn)Trong đó β : hệ số kể đến tải trọng ngang và mômen

β=1,6 đối với mố và β=1,5 đối với trụ

BẢNG TỔNG KẾT CHỌN CỌC CUỐI CÙNG

Trang 25

- Chiều dày các lớp còn lại như sau:

+ Lớp phòng nước chọn 0.4cm ( dùng redcon 7 )

+ Lớp bê tông nhựa dày 7cm ( bt atphan mac 15 )

+ Lớp mui luyện dày 13cm ở giữa MCN cầu để tạo độ dốc ngang

Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm bản rỗng kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo

độ chênh ngay trên bản mặt cầu

V.1.2 Tính toán các thông số sơ bộ:

- Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3

- Thể tích bản mặt cầu: 0.2x15x14 + 2x0.5x0.7x0.08x15= 42.84 m3

 Khối lượng bản mặt cầu: 42.84 x 2.4= 102.816 T

- Thể tích của lớp BT nhựa Vas = Apmc x 15 = 11 x 0.07 x 15= 11.55 m3

- Khối lượng lớp BT nhựa Gas = Vas x 2,25 = 25.988T

- Khối lượng lớp phòng nước dày 0,4 cm: 0,004 x 15 x 12 x 1.1= 0.792 T

- Khối lượng lớp tạo độ dốc 2%: 0.02 x 5.5 x 0.5 x 5.5 x 2 x 15 x 2.2= 19.965 T

 Khối lượng lớp phủ mặt cầu : 46.745 T

V.2 Lan can:

Trang 26

500 R300 Type equation here

- Vì không có dãi phân cách nên ta thiết kế lan can tay vịn cứng có khả năng

chống lại lực va của xe, các thông số kĩ thuật cho như hình vẽ:

+ Với diện tích phần bệ Ab = 500 x 500 – π x 300 x 3004 =179314 mm2, liên lục 2 bên cầu

+ Diện tích phần trụ: At = 60000 mm2 , các trụ cách nhau 2.2m, tổng số lượng trụ là 25 trụ

+ Thể tích bê tông Vcp = 0,179314 x 15 x 2 + 0,06 x 25 x 2 = 8.38m3

+ Hàm lượng cốt thép trong lan can chiếm kp = 1,5%

+ Ta có thể tích cốt thép trong lan can :

Vsp = Vp x kp = 8.38 x 1,5% = 0.13 m3

+ Khối lượng cốt thép trong lan can là:

Gsp= Vsp x γs= 0,13 x 7,85 = 1.02 T+ Thể tích bê tông trong lan can: Vcp= Vcp - Vsp = 8.38 – 0,13 = 8.25m3

+ Khối lượng bê tông trong lan can: Gcp= Vcp x γc = 8.25 x 2,4= 19.8 T

+ Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Gp= Gsp + Gcp= 1,02 + 19.8=20.82T

+ Chiều cao tối thiểu dầm chủ: Hg= 1/25 x Lnhịp = 1/25 x 15 = 0.6 m

V.3.2 Tính khối lượng của dầm chủ:

+ Thể tích của một dầm bản rỗng: Vg= 0.6x1x15 – 0.0655x15= 8.02 m3

+ Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm chính là: kp= 300kg/1m3 BT

Trang 27

+ Khối lượng cốt thép trong dầm chính: Gsg= Vg x kp= 8.02 x300x10-3= 2.406 T

 Thể tích cốt thép: Vsg= Gsg / γc= 2.406/ 7,85= 0.306 m3

+ Thể tích bê tông trong dầm chính: Vcg= Vg - Vsg= 8.02 – 0.306= 7.714 m3

+ Khối lượng bê tông trong dầm chính: Gcg= Vcg x γc= 7.714x2,4= 18.514 T

+ Khối lượng toàn bộ 1 dầm chính là: Gg=Gsg+Gcg= 2.406 + 18.514= 20.92T

Bảng tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần trên của nhịp 15m :

VI.1.1 Mố: Vì 2 mố có kích thước giống nhau và tải trọng tác dụng lên mố như nhau

nên ta tính toán cho một mố còn mố kia tính tương tự

- Dầm kê lên mố là dầm có nhịp 15m, chọn mố chữ U cải tiến có các kích thước

cho như hình vẽ sau:

1200 10%

Trang 28

+ Khối lượng cốt thép trong mố: Gsab = 200×10–3×152.432 = 30.4T

+ Thể tích BT trong mố:Vcab = Vab- Vsab = 152.432- 30.4 ÷7.85 = 148.6m 3

+ Khối lượng BT trong mố:Gcab = Vcab.γc =148.6×2.4 = 356.64T.

+Khối lượng tổng cộng mố:Gab = Gcab + Gsab = 356.64 + 30.4 = 385.046T

Trang 32

VII Tính Toán Số Lượng Cọc Trong Mố Và Trụ:

VII.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ:

VII.1.1 Xét mố cầu: Ở đây 2 mố cầu có kích thước và tải trọng tác dụng như nhau,

nên tau chỉ tính cho một mố còn mố kia tính toán tương tự

- Sơ đồ tính:

PLDWDC

Trang 33

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×1+145×0.701 +35×0.403; 110×1+110×0.917) = max (260.75 ; 210.87) = 260.75 (kN)

Trang 34

VII.1.2 Xét trụ cầu:

- Trụ T1

PL DW DC

Trang 35

PtrụCĐ1 = γDC ×mtrụ×9.81 = 1.25×202.539×9.81 = 2483.634 (kN).

PLL+PLCĐ1 = η ×[γLL ×n×m×(1 + IM)×∑Pi×φi + γLL×n×m ×9.3×ω+γPL×PL×2T×ω]

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×0.701+145×1+35×0.701; 110×1+110×0.917) = max (271.18 ; 210.87) = 271.18(kN)

Trang 36

n: số làn xe N=3500W =90003500 = 2.57: vậy chọn n = 2(làn).

∑Pi×φi = 145×φ1+145×φ2+35×φ3 + 145×φ4+145×φ5+35×φ6

= 145×0+145×0+35×0 +145×0.701 +145×1+35×0.701 =271.18(kN)

Hình 4:Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ T2 trong trường hợp xe 2 trục và tải trọng làn

Trang 37

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×0.701+145×1+35×0.701; 110×1+110×0.917) = max (271.18 ; 210.87) = 271.18(kN)

Trang 38

∑Pi×φi = 145×φ1+145×φ2+35×φ3 + 145×φ4+145×φ5+35×φ6

= 145×0+145×0+35×0 +145×0.701 +145×1+35×0.701 =271.18(kN)

Trang 39

n: số làn xe N=3500W =90003500 = 2.57: vậy chọn n = 2(làn).

∑Pi×φi = max (145×φ1+145×φ2+35×φ3 ; 110×φ1+110×φ4)

= max (145×0.701+145×1+35×0.701; 110×1+110×0.917) = max (271.18 ; 210.87) = 271.18(kN)

∑Pi×φi = 145×φ1+145×φ2+35×φ3 + 145×φ4+145×φ5+35×φ6

= 145×0+145×0+35×0 +145×0.701 +145×1+35×0.701 =271.18(kN)

Trang 40

- Trụ T4, T5, T6 có chiều cao và tải trọng tác động như nhau, nên ta tính toán

tương tự như các trụ kia

- Bảng tổng kết giá trị tải trọng tại bệ :

VII.2.Tính toán số lượng cọc ở mố và trụ cầu:

Xác định số lượng cọc ở trụ và mố theo công thức:

n =

β. ∑P i CD1 max min (P vl ,P dn)Trong đó β : hệ số kể đến tải trọng ngang và mômen

β=1,6 đối với mố và β=1,5 đối với trụ

Giả thiết Pđn= 1160KN ( như ở phương án 1 )

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	2,88 MB