THUYẾT MINH mố TRỤ cầu

- 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.. + Xi măng: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở c

Trang 1

PHẦN I: THIẾT KẾ MỐ CẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH:

Thuyết minh nhiệm vụ thiết kế kĩ thuật và thiết kế thi công cầu được bao gồmcác số liệu sau:

- Cầu bắc qua sông Trường Giang thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam Công trìnhcầu nằm trên tuyến đường 616 nối liền với thành phố Tam Kỳ có nhiều tiềm năngtrong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh Với tổng chiều dài L = 96m, nằm trêntuyến đường huyết mạch quan trọng của tỉnh Quảng Nam nối liền thành phố với cácvùng đồng bằng

-Điều kiện dân cư, văn hóa, 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

Trang 2

- 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 ởđây đảm bảo 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 độ sạch, cường độ và số lượng

+ 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 lấytại các đại lý lớn ở các khu vực lân cận

+ Xi măng: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnhthành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng.Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng chocác công trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêucầu công trình đặt ra

+ Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hộicũng 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 xâydựng cầu đường có kinh nghiệm trong thi công Về biên chế tổ chức thi công các độixây dựng cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắmvững về kỹ thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các đội thicông được 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 đề ra

Trang 3

CHƯƠNG II: TỔ HỢP NỘI LỰC I.1:Số liệu chung và kích thước cấu tạo.

I.1.1: Kích thước chung của mố:

- Mố tính toán: Mố M1

- Loại cầu: Bê tông cốt thép

- Loại dầm: Chữ T

- Tiêu chuẩn thiết kế: LRFD 2012

Bảng 1.1 : Các số liệu kết cấu phần trên.

c<103 MPa)

Trang 4

Bảng 1.2: Số liệu đặc trưng dầm Chữ T dài 32m

- Diện tích dầm ngang giữa dầm Fgn 2.56m2

- Diện tích mặt cắt ngang dầu dầm chủ Fdc 1.32 m2

- Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm chủ Fgc 0.92 m2

I.2: Xác định tải trọng tác dụng lên mố.

I.2.1.2: Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố: Kết cấu phần dưới

- Loại mố: Mố tường bằng bê tông cốt thép M300 đặt trên nền móng cọc đóng

Trang 5

Hình 1a: kích thước hình học của mố

Trang 6

Bảng 1.4: Số liệu kích thước hình học theo phương dọc cầu

4 Khoảng cách từ mếp ngoài thân đến mép ngoài bệ (Phía trước) a4 m 1.0

10 Khoảng cách từ tim gối đến mép ngoài tường thân a10 m 0.3

11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu a11 m 0.7

13 Kích thước tường cánh ( Phương đứng ) b2 m 1.5

16 Chiều cao mố (từ đáy bệ đến đỉnh tường đỉnh ) b5 m 5.6

20 Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản giảm tải đến đỉnh tường cánh b9 m 0.5

22 Kích thước vác mấu đỡ bản giảm tải theo phương đứng b11 m 0.2

Trang 7

Bảng 1.5: Kích thước theo phương ngang cầu

2 Chiều rộng bệ mố (phương ngang cầu ) c2 m 14.5

6 Chiều dày của gân đỡ tường trước C6 m 0.25

 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố:

Tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra bởi trọng lượng bản thân mố được tính như sau:

24

264.96

Trang 8

 Nội lực do trọng lượng bản thân mố:

Các lực tác dụng lên mố gây ra bởi trọng lượng bản thân sẽ sinh ra mô men, lực dọc, lực cắt tại tiết diện tính toán

- Mô men tại tiết diện tính toán:

Mi = Pi.ei

Trong đó :

Pi: Các lực gây ra mô men tại tiết diện tính toán (kN)

ei: Độ lệch tâm của điểm đặt lực so với trục trung hòa của mặt cắt cần tính toán.Qui ước dấu mô men: Mô men dương khi hướng ngược chiều kim đồng hồ

Ta tính toán tại các mặt cắt có sự thay đổi đột ngột về tiết diện và bất lợi nhất vềkhả năng chịu lực

BB

EE

AA

DD

Hình 1.2 Mặt cắt đặc trưng:

 Xét mặt cắt A-A (Mặt cắt đáy bệ mố)

- Độ lệch tâm ei của Pi so với trục trung hòa của mặt cắt A - A

Trang 9

exm=a 12 −(a 4+ a 3− a 7

2 )=4.5

2 −(1+0.6+1.1

2 )=0.1(m)+ Gân tăng cường:

egđ=a 12 −(a 8+ a 2

3 )=4.5

2 −(0.3+2.4

3 )=1.25(m)+ Đá kê gối:

Eđkg=a 12 −(a 4+ a 11

2 )=4.5

2 −(1+0.7

2 )=0.95(m) + Gối cầu:

Trang 10

Bảng 1.6: Nội lực cho tiết diện A-A do trọng lượng bản thân

( xét đến dấu mô men )

Trang 11

Bảng 1.7: Nội lực cho tiết diện B – B do trọng lượng bản thân ( xét đến dấu mô men )

Bảng 1.8:Nội lực cho tiết diện C-C do trọng lượng bản thân

Trang 12

Hình 1.3: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố cầu:

Hình 1.2: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố cầu:

Diện tích đường ảnh hưởng WL=0,5.1.31,4=15,4

 Phản lực do LL gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên cả 3 làn (gây bất lợi cho R)

Bảng 1.9 Kết quả tính toán phản lực do hoạt tải xe TH1.

Loại xe L Tải trọng trục yi Pi.yi ∑Pi.yi max∑Pi.yi

Hoạt tải chỉ tác dụng lên mặt cắt A-A

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=0

Trang 13

 Phản lực do LL gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên cả 2 làn (gây bất lợi cho R)

-Tổ hợp xe 2 trục và tải trọng làn

RHL1= 1x2[1.25x215.82+15.7x9.3] =831.57 (kN)

-Tổ hợp xe 3 trục và tải trọng làn:

RHL1= 1x2[1.25x295.545+15.7x9.3] =1030.88 (kN)

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=3.5

MHL1,y=RHL1,y.eA,y=831.57x0.95=790 (kN.m)

MHL2,y=RHL2,y.eA,y=1030.88x0.95=979.4 (kN.m)

MHL1,x=RHL1,x.eA,x=831.57x3.5=2910.5 (kN.m)

MHL2,x=RHL2,y.eA,x=1030.88x3.5=3608.1 (kN.m)

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B: eBy=0.05 ; , eBx=3.5

MHL1,y=RHL1,y.eB,y=831.57x0.05=41.58 (kN.m)

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=3.5

MHL1,y=RHL1,y.eA,y=498.942x0.95=474 (kN.m)

MHL2,y=RHL2,y.eA,y=618.53x0.95=587.6 (kN.m)

MHL1,x=RHL1,x.eA,x=498.942x3.5=1746.3 (kN.m)

MHL2,x=RHL2,y.eA,x=618.53x3.5=2164.8(kN.m)

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B, eBy=0.05; eBx=3.5

Trang 14

Phản lực do PL gây ra trên hai lề:

- Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y = +0.95 m; eA,x =6m

MHL,yA-A= RHL x eA,y= 94.2x0.95=89.49 (kN.m)

- Lực hãm xe được lấy bằng 25% trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế

trên tất cả các làn xe chạy cùng một chiều

- Lực hãm xe đặt theo phương dọc cầu, điểm đặt cách mặt đường xe chạy 1,8m -Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phương dọc cầu BR=0

I.2.4: Lực ma sát (FR)

- Lực ma sát gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát

giữa các mặt trượt Lực ma sát FR được xác định theo công thức sau:

FR=fmax.N

Trong đó:

+ fmax: là hệ số ma sát giữa bê tông với gối cao su di động: fmax=0,3

+ N: Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố (không xét xung kích)

Trang 15

I.2.5: Lực li tâm (CE)

- Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục

CE=CWvới hệ số C lấy như sau

243

v C

g R

 

Trong đó : v là tốc độ thiết kế

+ g: gia tốc trọng trường

+ W: trọng lượng xe

+ R: bán kính cong làn xe

Đặt cách mặt xe chạy 1,8m Vì R= vô cùng nên CE=0

I.2.6: Tải trọng gió (WS, WL)

I.2.6.1: Tải trọng gió tác dụng lên công trình WS

a)Áp lực gió theo phương ngang cầu:

- Lực gió PD nằm ngang đặt tại trọng tâm diện tích hứng gió At

225600

Xét cho mặt cắt B-B xem như không có lực gió tác dụng

Bảng 1.11: Áp lực gió theo phương ngang tác dụng lên các mặt cắt.

b)Áp lực gió theo phương dọc cầu:

- Đối với mố trụ có kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu có bề chắn gió đáng

kể thì ta sẽ xét đến lực gió dọc Tuy nhiên do ở đây thiết kế mố cho kết cấu nhịp cầu giản đơn L=32 m do đó diện tích chắn gió không đáng kể Vì vậy trường hợp này ta cólực gió bằng 0

Trang 16

c)Áp lực gió thẳng đứng( theo tiêu chuẩn LRFD 2012)

-Pv tác dụng tại ¼ bề rộng ngang cầu B về phía đón gió:

MPV,y=Pv.ePD,y

MPV,yA-A=Pv.ePD,yA-A=1336.32 x 0.95=1269.5 (kN.m)

MPV,yB-B=Pv.ePD,yB-B=1336.32x 0,05=66.82 (kN.m)

-Chỉ tính theo phương ngang cầu

- Lực phân bố 1,46kN/m, đặt trên mặt cầu 1,8m

- Chiều dài chắn gió: 32/2m

Trang 17

I.2.7: Áp lực đất

I.2.7.1: Tính áp lực đất tại mặt cắt đỉnh bệ mố: (mặt cắt A-A)

A A

mp

LS EH

H

K B



(kN/m)Trong đó:

+: dung trọng của đất đắp =18kN/m

+ EH: hợp lực của áp lực đất tĩnh

+ : Trọng lượng riêng của đất đắp (kN/m3)

+ H: chiều cao tường chắn (m)

+ : Góc giữa phương đắp đất với phương ngang: 00

+  : Góc giữa phương đắp đất với phương thẳng đứng:900

+': Góc nội ma sát của đất đắp:=350

Ta có:

2sin(35 24) sin(35 0)1

Trang 18

=> Ka

2 2

MEH,y=EH.eEH,y=1039.6x5.6/3=2444.59(kN.m)

- Áp lực ngang do hoạt tải:

Với chiều cao mố :5.6<6 m => heq=0,807m

- Áp lực do hoạt tải chất thêm: P= ka..heq=0.32x18x0.807=4.65 (kN/m2)LS=.H.B=4.65x5.6x14.5=376.77(kN)

MLS,y=LS.eLS,y=376.77x5.6/2=1054.96 (kN.m)

I.2.7.2: Tính áp lực đất tại mặt cắt đỉnh bệ mố: (mặt cắt B-B)

BB

MEH,yB-B=EH.eEH,yB-B=833.64x4.6/3 = 1278.25 (kN.m)

Với chiều cao tường thân và tường đỉnh: 4.6 m => heq=0,94 m

- Áp lực do hoạt tải chất thêm: P= ka..heq=0.32 x 18 x 0.94=5.41 (kN/m2) LS=p.H.B=5.41 x 4.6 x 14.5=360.847 (kN)

MLS,y=LS.eLS,y=360.847 ×4.6/2=829.95 (kN.m)

Trang 19

I.2.7.2: Tính áp lực đất tại mặt cắt chân tường đỉnh: (mặt cắt C-C)

MEH,y=EH.eEH,y=135.3x1.8/3=81.18(kN.m)

Với chiều cao mố :1.8<6 m => heq=1.58m

- Áp lực do hoạt tải chất thêm: P= ka..heq=0.32x18x1.58=9.1 (kN/m2) LS=p.H.B=9.1x1.8x14.5=237.51(kN)

MLS,y=LS.eLS,y=237.51x1.8/2=213.76 (kN.m)

I.2.7.3: Xét áp lực đất lên tường cánh:

I.2.7.3.1: Xét mặt cắt D – D:

Bảng 1.14: Tổng hợp các hệ số áp lực đất đắp.

Kíhiệu

 (0) (0) (0)

'

 (0) KaGiá

Trang 20

D D

Hình:1.5: Sơ đồ tính áp lực đất lên mặt cắt D-D Bảng 1.15: Áp lực đất tác dụng lên mặt cắt D-D

Kí

hiệu Khối (m)H (m)B H

eq(m) (kN)EH e

EH

EH(kN.m) (kN)LS e

LS

LS(kN.m)

1350

E E

Trang 21

EH(kN.m) (kN)LS e

LS

LS(kN.m)



Trong đó:  : hệ số dãn nở nhiệt độ

T: chênh lệch nhiệt thớ trên và dưới dầm

A: diện tích gối G: mô đun đàn hồi cắt của gối

hrt: chiều cao gối

- Giả định nhiệt độ T1=23o, T2=30; hệ số dãn nở nhiệt  = 1,08.10-5

- Gối cao su: Mô đun cắt G=100KPa; diện tích gối: 0.5x0.2=0.1(m2); chiều cao gối:0,1m

Trang 22

Hình:1.9: Sơ đồ tính áp lực thẳng đứng đất lên mặt cắt A-A

Trang 25

I.4: Tổ hợp tải trọng.

I.4.1: Xét mặt cắt A-A:

I.4.1.1: Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ1:

- Là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét đến gió

T

Trang 28

Bảng 1.25: Tổ hợp tải trọng TTGH CĐ1, xếp 3 làn xe

Hệ sốtảitrọng

I.4.1.2 Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ3:

-là tổ hợp liên quan đến vận tốc gió ≥25m/s và trên cầu không có hoạt tải.

Trang 29

-Là tổ hợp liên quan đến xe cộ khai thác với vận tốc gió 25m/s

Trang 30

ES

EL

PSCR

SH

PLLSStrengh 5  1,3

1,0 0,5/1,2 

T G

T

-1,25/0,9DC KCN + 1,5/0,65 DW KCN +1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,35LL +1,35PL +1,35LS +0,4WS +1WL+1FR+0,5TU

Trang 33

IC

CT

CV

G

T

Trang 37

IC

CT

CVExtreme

1,25/0,9DC KCN + 1,5/0,65 DW KCN +1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +0,5LL +0,5PL +0,5LS +1FR

Trang 39

- Là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét đến gió

Trang 40

T

Trang 42

I.4.1.2 Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ3:

Trang 44

-Là tổ hợp liên quan đến xe cộ khai thác với vận tốc gió 25m/s

SH

LLIMCEBRPLLS

BL

IC

CT

CVStrengh 5  1,3

1,00,5/1,2 T

G

T

-1,25/0,9DC KCN + 1,5/0,65 DW KCN +1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,35LL +1,35PL +1,35LS +0,4WS +1WL+1FR+0,5TU

Trang 47

IC

CT

CV

G

T

Trang 50

IC

CT

CVExtreme

1,25/0,9DC KCN + 1,5/0,65 DW KCN +1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +0,5LL +0,5PL +0,5LS +1FR

Trang 53

I.4.2: Xét mặt cắt C-C:

-là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét đến gió.

SH

LLIMCEBRPL

LS WA WS WL FR TU GT SE QE BL CI CT CVStrengh 1  1,7

-1,00,5/1,2 T

G

T

-1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,75LS Bảng 1.59: Tổ hợp tải trọng TTGH CĐ 1

Tên tải trọng Kí

hiệu

tảitrọng

là tổ hợp liên quan đến vận tốc gió ≥25m/s và trên cầu không có hoạt tải.

WA

IC

CTCV

Trang 54

- là tổ hợp liên quan đến xe cộ khai thác với vận tốc gió 25m/s

SH

LLIMCEBRPL

1,00,5/1,2 T

G

T

Áp lực ngang

Trang 55

Áp lực ngang

Trang 56

IC

CT

CV

G

T

-1DC+1LS+1EH Bảng 1.65: Tổ hợp tải trọng TTGHSD 1

Tên tải trọng Kí

hiệu

tảitrọng

Trang 57

I.4.2.5: Tổ hợp TTGHĐB 2:

- Tổ hợp tải trọng liên quan đến hoạt tải triết giảm tổ hợp với va chạm tàu thuyền hoặc va chạm xe cộ, sự ngăn dòng chảy.

Bảng 1.66: Hệ số TTGHĐB 2 DC

- là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét đến gió

Trang 58

LLIMCEBRPL

-1,00,5/1,2 T

G

T

SH

LLIMCEBRPLLS

BL

IC

CT

CVStrengh 3  - 1,0 1,4 - 1,0 0,5/1,2 

T 

Trang 59

-G G

1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC Bảng 1.71 Tổ hợp tải trọng TTCĐ 3

-là tổ hợp liên quan đến xe cộ khai thác với vận tốc gió 25m/s

SH

LLIMCEBRPLLS

BL

IC

CT

CVStrengh 5  1,3

1,00,5/1,2 T

G

T

-1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,35LS

Trang 60

Bảng 1.73: Tổ hợp tải trọng TTGH CĐ 5

I.4.3.4: Tổ hợp tải trọng theo TTGHSD1:

- Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với vận tốc gió 25m/s

LS WA WS WL FR TU GT SE QE BL CI CT CV

G

T

-1DC+1LS+1EH

Trang 61

Bảng 1.75: Tổ hợp tải trọng TTSD 1

I.4.3.5: Tổ hợp tải trọng theo TTGHĐB 2:

- Tổ hợp tải trọng liên quan đến hoạt tải triết giảm tổ hợp với va chạm tàu thuyền hoặc va chạm xe cộ, sự ngăn dòng chảy.

BL

IC

CT

CVExtreme

1.25/0.9DC+0.5LS+1.5/0.9EH

Trang 62

Bảng 1.77:Tổ hợp tải trọng TTGHĐB 2

- là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét đến gió

SH

LLIMCEBRPL

-1,00,5/1,2 T

G

T

-1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,75LS

Trang 63

Bảng 1.79: Tổ hợp tải trọng TTGH CĐ 1

SH

LLIMCEBRPLLS

BL

IC

CT

CVStrengh 3  - 1,0 1,4 - 1,0 0,5/1,2 T

G

T

-1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	2,14 MB