PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG CHƯƠNG I PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU DẦM BTCT DƯL THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCT DƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG Phương pháp đúc hẫng trình xây dựng kết cấu nhịp dầm đốt theo sơ đồ hẫng nối liền thành kết cấu hồn chỉnh Có thể thi cơng hẫng từ trụ đối xứng phía hẫng dần từ bờ Phương pháp áp dụng thích hợp để thi cơng kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung cầu dây xiên dầm cứng BTCT Nội dung phương pháp đúc hẫng : - Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT đúc đà giáo di động theo đốt nối liền đối xứng qua trụ cầu Cốt thép thường khối liên kết với trước đúc bê tơng để đảm bảo tính liền khối chịu cắt tốt kết cấu Sau bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết đốt dầm liên kết với đốt đúc trước nhờ cốt thép DƯL - Phần cánh hẫng kết cấu nhịp BTCT thi công xong phải đảm bảo đủ khả nâng đỡ trọng lượng đốt dầm thi cơng sau với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm thiết bị phục vụ thi công - Để đảm bảo ổn định chống lật suốt q trình thi cơng đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng hai cánh hẫng (Thi công hẫng từ trụ ra) nhờ trọng lượng thân nhịp sát bờ đúc đà giáo làm đối trọng Đối sơ đồ cầu khung, đốt dầm đỉnh trụ liên kết cứng với thân trụ nhờ cáp thép DƯL chạy suốt chiều cao tru, Với sơ đồ cầu dầm đốt liên kết SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ gối tạm cáp thép thép DƯL mà sau thi công xong tháo bỏ - Ở giai đoạn thi công hẫng, kết cấu nhịp chịu mơ men âm cần bố trí cốt thép DƯL phía Sau thi công xong cặp đốt dầm đối xứng căng kéo cốt thép DƯl từ đầu mút sang đầu mút bơm vữa bê tông lấp kín khe hở cốt thép thành ống để bảo vệ cốt thép - Sau đúc xong đốt cuối cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh Việc đúc hẫng đốt đà giáo di động giảm chi phí đà giáo Ván khn dùng lại nhiều lần với thao tác lặp lại giảm chi phí nhân lực nâng cao suất lao động Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi, đúc đốt dầm cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp lý Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào khơng gian cầu thi cơng điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng cầu vượt thành phố, khu công nghiệp mà khơng cho phép đình trệ sản xuất hay giao thơng cơng trình II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN II.1 Tiêu chuẩn thiết kế: - Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 –2005 Bộ Giao thông vân tải - Tải trọng thiết kế : +) Hoạt tải : HL93 +) Người : 300 KG/m2 II.2 Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ cầu: 2x33 + 46 + 70 + 46 + 2x33 - Chiều dài toàn cầu Lc = 304.6 m, khổ cầu 7,5+2x1,5 m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 30467 Sơ đồ bố trí chung tồn cầu II.2.1 Kết cấu phần - Một liên dầm liên tục giữa, bên nhịp dầm giản đơn L=33m - Dầm liên tục BTCTDƯL nhịp ( 46 + 70 + 46 ) tiết diện hình hộp, vách đứng, chiều cao dầm thay đổi H= 5,5m trụ đến H=2,5m nhịp đầu dầm, bề rộng đáy dầm hộp B=5,5m - Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực mỹ quan kiến trúc SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Kích thước sơ mặt cắt ngang đặc trưng - Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp: 1- Bê tơng có: +) Cấp bêtơng M500 +) Cường độ chịu nén qui định tuổi 28 ngày: f’c = 40 MPa = 40000 kN/m2 +) Tỷ trọng bêtông: c = 25 kN/m3 +) Môđun đàn hồi bêtông: Ec= 33994485 kN/m2 2- Cốt thép DƯL hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM A416 cấp 270 có tiêu sau: +) Diện tích tao cáp danh định Astr = 98,7mm2 = 987.E-07m2 +) Giới hạn bền: fpu = 1860 MPa = 1860000 kN/m2 +) Độ chùng 70% UTS 20oC sau 1000h là: 2.5% 3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 EC 5-12 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép theo tiêu chuẩn ASTM A615: +) Loại cốt thép: cấp 600 +) Cường độ giới hạn chảy : fy = 420 MPa = 420000 kN/m2 +) Mođun đàn hồi :E = 200000 Mpa = 2.00E+08 kN/m2 - Dầm dẫn : bê tơng cốt thép DƯL có chiều dài L = 33m , Mặt cắt ngang gồm dầm chủ tiết diện chữ I , chiều cao h = 1,65 m , đặt cách 2,5m, tạo dốc lớp đá kê chân dầm - Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3500 m , phạm vi toàn cầu , dốc tăng từ 3,36% đến 4% phía mố, Độ dốc ngang cầu in = 2% - Mặt cầu BT Asphan 7cm , lớp phòng nước 4mm - Gối cầu, khe co giãn cao su, lan can thép, Thoát nước chiếu sáng theo quy định hành - Bản mặt cầu nhịp dẫn giản đơn BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: lớp phòng nước 0,4cm, Lớp bê tơng asphan 7cm; độ dốc ngang cầu in = 2% II.2.2 Kết cấu phần a) Cấu tạo trụ cầu : - Cấp bêtông M300 - Cường độ chịu nén qui định tuổi 28 ngày: f’c = 24 MPa = 24000 kN/m2 - Các trụ đặt móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm, - Phương án móng: Móng cọc bệ thấp b) Cấu tạo mố cầu - Cấp bêtông M300 - Cường độ chịu nén qui định tuổi 28 ngày:f’c= 24 MPa = 24000 kN/m2 - Mố kết cấu nhịp dẫn đặt móng cọc khoan nhồi: D= 100cm III TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP III.1 u cầu tính tốn cho phương án sơ bộ: - Lựa chọn mặt cắt ngang đặt trưng - Xác định hiệu ứng tải trọng tác dụng lên KCN theo công nghệ thi công giai đoạn khai thác Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I - Sơ bố trí cốt thép DƯL tao cáp Kiểm tốn sức kháng uốn dầm mặt cắt nhịp đỉnh trụ - Sơ chọn kích thước trụ mố SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Tính tốn trụ, mố: Kiểm toán tổ hợp nội lực mắt cắt đỉnh bệ móng, sơ xác định số lượng cọc - Nhịp dẫn cho phép chọn thiết kế định hình III.2 Tính tốn kết cấu nhịp III.2.1 Sơ chọn kích thước cầu - Chiều dài kết cấu nhịp: kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6 0,8) chiều dài nhịp Lng +) Trong phương án chọn Lng = 70m +) Lấy : Lnb = 46 m Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu : - Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào công thức kinh nghiệm ta chọn mắt cắt ngang hình vẽ : SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Kích thước sơ mặt cắt ngang đặc trưng III.2.2 Tính đặc trưng hình học dầm chủ III.2.2.1 Phân chia đốt dầm - Để đơn giản trình thi công phù hợp với trang thiết bị có đơn vị thi cơng ta phân chia đốt dầm sau : + Đốt đỉnh trụ : = 12m (khi thi công tiến hành lắp đồng thời xe đúc trụ) + Đốt hợp long nhịp : dhl = 2m + Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m + Chiều dài đoạn đúc đà giáo : ddg = 10 m + Số đốt trung gian : chia làm nhóm: nhóm K1 gồm đốt, chiều dài đốt d1 = m; nhóm K2 gồm đốt, chiều dài đốt d2= 4m - Sơ đồ phân chia đốt dầm : + Nhịp : SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG +) Nhịp biên : III.2.2.2 Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm Đường cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đường cong Parabol bậc có phương trình tổng quát y=ax +bx+c ,các tham số a,b,c xác định sau : Ho Hg Chọn hệ trụ tọa độ điểm đỉnh trụ : C A B Hình 1.3 Hệ tọa độ tính tốn đường cong đáy dầm Đường cong qua điểm A,B,C,dựa vào tọa độ điểm ta xác định tham số a,b,c phương trình + Điểm A trùng với gốc tọa độ,do tọa độ điểm A(0 ; 0) => c=0 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG + Tọa độ điểm B(67 ; 0) + Tọa độ điểm C(33,5 ; 3) Từ tọa độ hai điểm B,C ta có hệ phương trình sau để xác đinh a b : y B x B2 a+x B b+c y C x C a+x C b+c a=-1/12 Từ hệ phương trình ta có : b=67/12 Phương trình đường cong đáy dầm : y = -1/12x +67/12x III.2.2.3 – Xác định cao độ mặt dầm chủ Mặt cầu nằm đường cong đứng bán kính R = 3500 m III.2.2.4 – Xác định kích thước đặc trưng hình học mặt cắt tiết diện dầm - Sau khai báo xong mặt cắt thay đổi Midas/Civil xong, ta có đặc trưng hình học mặt cắt sau: Bảng tính đặc trưng hình học mặt cắt dầm chủ từ chương trình Midas SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 Area 1.07E+01 1.08E+01 1.09E+01 1.12E+01 1.15E+01 1.19E+01 Asy 7.11E+00 7.09E+00 7.03E+00 6.95E+00 6.84E+00 6.75E+00 Asz 1.93E+00 1.98E+00 2.12E+00 2.37E+00 2.72E+00 3.04E+00 Ixx 1.91E+01 1.98E+01 2.19E+01 2.55E+01 3.11E+01 3.67E+01 Iyy 9.08E+00 9.51E+00 1.09E+01 1.33E+01 1.73E+01 2.16E+01 Izz 9.41E+01 9.45E+01 9.56E+01 9.75E+01 1.00E+02 1.03E+02 Cyp 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 Cym 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 Czp 1.24E+00 1.26E+00 1.32E+00 1.42E+00 1.55E+00 1.68E+00 Czm 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00 Cyb 4.61E+00 4.73E+00 5.10E+00 5.73E+00 6.64E+00 7.52E+00 Czb 1.55E+01 1.55E+01 1.58E+01 1.62E+01 1.67E+01 1.72E+01 Peri:0 2.79E+01 2.80E+01 2.82E+01 2.87E+01 2.93E+01 2.99E+01 Peri:I 1.27E+01 1.28E+01 1.31E+01 1.35E+01 1.40E+01 1.46E+01 center:y 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 center:z 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 y1 z1 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00 y2 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 z2 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00 y3 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 10 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Vậy trọng lượng tác dụng lên mố=DW/2= 602.4315KN IV.2.4 Hoạt tải HL93, tải trọng Làn người - Chiều dài nhịp: L = 33 m - Chiều dài nhịp tính tốn : Ltt = 32.4 m - Diện tích ĐAH : = 16.2 PHL = pi y i Prai deu = P Tải trọng Vị trí Xe hai trục thiết kế Xe tải 1' 2' SVTH: PHẠM THẾ VINH Tọa độ đường ảnh hưởng 1,00 0,96 0,73 Trang 36 Tải trọng trục 110 110 35 Phản lực Ri 110,00 105,9 25.65 Lớp: Cầu Hầm- K48 Đơn vị kN kN kN ĐỒ ÁN TỐT NGHIEÄP thiết kế Tải trọng Người GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG wL 0,87 1,00 16.1 145 145 9,3 125.64 145.00 149.73 144.9 590.92 Max P(LL,IM,PL) kN kN kN kN kN IV.3 Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ I: Tải trọng Phản lực gối (KN) hệ số tải trọng Pu (KN) Trọng lượng thân mố (DC) 7455.005 1.25 9318.75 Trọng lượng thân KCN(DC) 5126.741 1.25 6408.43 Trọng lượng lớp phủ mc (DW) 602.4315 1.5 903.647 Lực đẩy DC 0.000 0.9 Hoạt tải (LL+IM+PL) 590.92 1.75 1034.11 Ứng lực tính tốn (Pu) 17664.94 IV.4 Tính tốn bố trí cọc móng - Móng bệ tháp thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 1000mm - Chu vi cọc Pu = 3140 mm - Diện tích mũi cọc Ap = 785398 mm2 - Chiều dài cọc đất L = 12100 mm - Chiều sâu cọc xuyên tầng chịu lực Dp = 35000 mm - Cao độ mặt đất Hmđ = + 20.48 m - Mực nước Hn = + 13.5 - Cao độ đáy bệ Hđb = + 17.48 m - Cao độ mũi cọc Hmc = - 17.75 m m IV.4.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 37 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Qvl 0.85(0,85 f c ' ( Ac As ) f y As ) (5.7.4.4-3) - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu: - Bảng tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu: Tên gọi đại lượng Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đường kính cọc thiết kế Đường kính cốt thép Số thép thiết kế Diện tích phần bê tơng Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu Kí hiệu Giá trị M300 AII 25 16 0.785 0.0079 0.9 24000 420000 18306 D d nthanh Ac As fc ' fy Qvl Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN IV.4.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi STT Lớp Lớp Lớp Lớp Cao độ h đỉnh (m) lớp đất (m) Loại đất Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái cứng Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng SVTH: PHẠM THẾ VINH e Su SPTtb C (kpa) (số búa/ (độ) (Kn/m2) 30cm) kN/m3 +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 101 +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 98.7 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2 -16.9 0.727 34 26.6 15023 35 Trang 38 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 sau QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong : +) QR : Sức chịu tải cọc theo đất +) QS = qS AS : Sức kháng thân cọc +) QP = qP AP : Sức kháng mũi cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị mũi cọc +) AS : Diện tích bề mặt thân cọc +) AP : Diện tích bề mặt mũi cọc +) φqs : Hệ số sức kháng thân cọc (theo 10.5.5-2) +) φqp : Hệ số sức kháng mũi cọc (theo 10.5.5-2) D (1) Diện tích mặt cắt ngang cọc: Ap 0.785 m2 4 Chu vi cọc : Pu = 3.14 m Sức kháng thân cọc : - Sức kháng thân cọc đất dính xác định theo phương pháp α : qs = α.Su (10.8.3.3.1-1) Trong đó: α: hệ số dính bám Su : cường độ kháng cắt khơng nước trung bình (Mpa) - Sức kháng thân cọc đơn vị đất rời tính theo số SPT sau: qs =0,0025.N < 0,19MPa(theo Quiros Reese –10.8.3.4.2-1) - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : STT Loại đất Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái cứng SVTH: PHẠM THẾ VINH Li (m) α qs (kN/m2) Qs (KN) φqs.Qs (KN) 101 0.5 50.5 854.91 555.69 As Su SPT m2 (Mpa) 4.9 15.39 6.7 25.12 27 98.7 0.5 49.35 1364 886.6 10 31.4 50 131.2 0.5 65.6 2265.82 1472.78 Trang 39 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng Sức kháng thân cọc 12.1 37.99 34 - - 85 3229.15 Qthan 2098.95 5014.02 Sức kháng mũi cọc: Do mũi cọc đặt vào lớp đất cát theo 10.8.3.4.3-1, ta có: Theo Reese Wright, qp = 0.064 N số SPT N sức kháng tính tốn cọc theo đất là: Q = 5014.02+633 = 5647.02 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(5647.02 ;18306) = 5647.02 (KN) IV.4.3 Tính tốn số cọc móng P n Qc oc Trong : +) : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 5647.02 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 17664.94 (KN) n 17664.94 = 3.128(cọc) 5647.02 Số cọc bố trí móng n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc - Chiều dài cọc bố trí 35.5m SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG BỆ SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 40 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG V TÍNH TỐN TRỤ CẦU V.1 Tính áp lực thẳnh đứng tác dụng lên bệ cọc V.1.1 Tính áp lực thẳng đứng trọng lượng thân trụ SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 41 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên gọi đại lượng Kích thước trụ Chiều cao trụ Chiều dày thân trụ Bề rộng thân trụ GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Kí hiệu Giá trị Đơn vị htr dtr btr 10,50 m m m Bán kính cong thân trụ Rtr 1.5 m Trọng lượng thân trụ Pttr 6316.38 KN Kích thước bệ trụ Chiều cao bệ trụ hbt m Bề rộng bệ trụ bbt 12 m Chiều dài bệ trụ dbt 17 m Trọng lượng bệ trụ Pbt 14688 KN Tổng trọng lượng trụ 21004.38 KN Tổng trọng lượng tính tốn trụ Ptrụ =21004.38*1.25 = 26255.475 kN V.1.2 Tính áp lực nước đẩy ứng với mực nước thấp L ực đẩy =N tru+be ngap nuoc Pdn = 9.81×V tru+be ngap nuoc=9.81×47.27= 463.76 kN V.1.3 Tính phản lực kết cấu nhịp, trụ, bệ trụ hoạt tải truyền lên đáy bệ Sử dụng chương trình Midas/Civil 7.01 sau tổ hợp tải trọng truyền đỉnh trụ là: Pkcn+htai = 41597.4(KN) V.2 Tính tốn bố trí cọc móng - Móng bệ tháp thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 150cm SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 42 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG o Chiều dài cọc L = 35m - Chu vi cọc Pu = 47100 mm - Diện tích mũi cọc Ap = 1770000 mm2 - Chiều dài cọc đất L = 350000 mm - Chiều sâu cọc xuyên tầng chịu lực Dp = 35000 mm - Cao độ mặt đất Hmđ = + 7.77 m - Mực nước thấp Hn = + 13.05 m - Cao độ đáy bệ Hđb = + 9.22 - Cao độ mũi cọc Hmc = - 25.45 m m - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc : P = Ptru+Pkcn+htai-Pdn= 26255.475 +41597.4-463.76 = 67389.115 kN V.2.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu ' Qcoc (0,85 f c Ac f y As ) - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu : Tên gọi đại lượng Kí hiệu Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đường kính cọc thiết kế D Đường kính cốt thép d Số thép thiết kế nthanh Diện tích phần bê tơng Ac Diện tích phần cốt thép As Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tông fc ' Cường độ chịu kéo thép fy Sức chịu tải cọc theo vật liệu Qvl Giá trị M300 AII 1.5 28 16 1.77 0.0088 0.9 24000 420000 35754.75 SVTH: PHẠM THẾ VINH Lớp: Cầu Hầm- K48 Trang 43 Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG V.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao độ SPTtb C h đỉnh STT Loại đất e (số búa/ (độ) (Kn/m2) (m) lớp đất 30cm) kN/m3 (m) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, Lớp +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, Lớp +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp -16.9 0.727 34 26.6 15023 35 tráng thái nửa cứng - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 sau QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong : +) QR : Sức chịu tải cọc theo đất +) QS = qS AS : Sức kháng thân cọc +) QP = qP AP : Sức kháng mũi cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị mũi cọc +) AS : Diện tích bề mặt thân cọc +) AP : Diện tích bề mặt mũi cọc +) φqs : Hệ số sức kháng thân cọc (theo 10.5.5-2) +) φqp : Hệ số sức kháng mũi cọc (theo 10.5.5-2) D (1.5) Diện tích mặt cắt ngang cọc: AP 1,77(m ) Chu vi tiết diện cọc: P D 1,5 4,71(m) Sức kháng thân cọc : - - Sức kháng thân cọc đất dính xác định theo phương pháp α : SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 44 Lớp: Cầu Hầm- K48 Su (kpa) 101 98.7 131.2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG qs = α.Su (10.8.3.3.1-1) Trong đó: α: hệ số dính bám Su : cường độ kháng cắt khơng nước trung bình (Mpa) - Sức kháng thân cọc đơn vị đất rời tính theo số SPT sau: qs =0,0025.N < 0,19Mpa (theo Quiros Reese – 10.8.3.4.2-1) - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : STT Loại đất Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái cứng Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng Sức kháng thân cọc Li (m) As Su SPT m (Mpa) 6.21 29.2 α qs (kN/m2) Qs (KN) φqs.Qs (KN) 6.7 101 0.5 50.5 1622.1 1054.4 37.68 27 98.7 0.5 49.35 2046 1329.9 10 47.1 50 131.2 0.5 65.6 3398.7 2209.1 10.8 50.7 34 85 4309.5 2801.175 - Qthan Sức kháng mũi cọc: Do mũi cọc đặt vào lớp đất cát theo 10.8.3.4.3-1, ta có: Theo Reese Wright, qp = 0.064 N đói với số SPT N sức kháng tính tốn cọc theo đất là: Q = 7394.575+1733 = 9127.575 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(9127.575 ; 35754.75) = 9127.575 (KN) V.2.3 Tính tốn số cọc móng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 45 Lớp: Cầu Hầm- K48 7394.575 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG n P Qcoc Trong : +) : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơmen với móng cọc đài thấp ta lấy = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 9127.575 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 67389.115 (KN) n 67389.115 = 11.1(cọc) 9127.575 Số cọc bố trí móng n = 12 (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc - Chiều dài cọc bố trí 36m( gồm 1m ngàm bệ) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 46 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG VI DỰ KIẾN CƠNG TÁC THI CƠNG VI.1 Thi cơng trụ Bước 1: Thi cơng hệ khung vòng vây cọc ván thép - Chuẩn bị vật tư máy móc thi cơng - Đóng cọc định vị - Lắp đặt hệ khung chống Dùng búa rung kết hợp với cẩu xà lan 400T - Đọng cọc ván thép tới cao độ thiết kế Bước 2: Rung hạ ống vách - Bơm cát vào hệ khung vây đến cao độ thiết kế - Định vị tim cọc - Khoan cọc máy khoan tới cao độ thiết kế - Trong trình khoan kết hợp với việc rung hạ ống vách búa rung DZ45 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 47 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Bước : Thi công cọc khoan nhồi - Vệ sinh lỗ khoan , lắp đặt lồng cốt thép - Đổ bê tông cọc khan nhồi - Cọc khoan hang một, khoan hang trước, hang sau Bước 4: Đào đất vòng vây cọc ván - Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi - Di chuyển máy móc khỏi vị trí thi cơng - Dùng máy xúc kết hợp thủ công đào đất khỏi hố móng Thi cơng bệ móng - Đổ lớp bê tơng bịt đáy - Hút nước hố móng - Tiến hành cắt ống vách, Đập đầu cọc, Vệ sinh đầu cọc - Đổ lớp bê tông bịt đáy dày 1.5m - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép bệ trụ - Đổ bê tông bệ trụ đến cao độ thiết kế máy bơm bê tông 6.Thi công thân trụ - Đắp đất hố móng đến cao độ tự nhiên - Lắp dựng ván khuôn, văng chống , cốt thép thân trụ - Đổ bê tông thân trụ - Chờ bê tông đạt cường độ tiến hành tháo ván khuôn - Hồn thiện trụ V.2 Thi cơng mố Mố cầu bố trí đối xứng thi cơng điều kiện khơng ngập nước ta đề xuất biện pháp thi công mố sau : Bước : Chuẩn bị mặt - Chuẩn bị vật tư máy móc thi cơng - Xác định phạm vi thi công , định vị tim mố - Dùng máy ủi kết hợp thủ công ủi mặt thi công mố đến cao độ thiết kế Bước : Thi công cọc - Định vị tim cọc - Tiến hành khoan cọc tới cao độ thiết kế Bước : Thi cơng bệ mố - Đào đất hố móng tới cao độ thiết kế SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 48 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Rải lớp bê tơng tạo phẳng dày 15cm - Tiến hành đập đầu cọc uốn cốt thép đầu cọc - Làm hố móng, Lắp dựng đà giáo, ván khn, cốt thép bệ móng - Đổ bê tong bệ móng - Tháo rỡ ván khn , chông bệ Bước : Thi công phận mố - Lắp dựng đà giáo , ván khuôn, cốt thép thân mố - Đổ bê tong thân mố - Lắp đựng đà giáo, ván khuôn, cốt thép phận tường thân, tường cánh mố - Đổ bê tong tường thân , tường cánh mố - Tháo dỡ ván khuôn , đà giáo kết cấu phụ tạm - Hồn thiện mố V.3 Thi cơng kết cấu nhịp V.3.1 Thi công kết cấu nhịp cầu dẫn - Nhịp cầu dẫn thiết kế nhịp giản đơn với thông số kĩ thuật sau : +) Chiều dài nhịp L = 33 m +) Bề rộng mặt cầu : B = 12 m - Do số lượng KCN cầu dẫn tương đối nhiều, KCN lại nằm bãi sơng cạn, để tiến hành thi cơng nhanh chóng cần thiết phải áp - Trình tự thi cơng KCN cầu dẫn sau : +) Đắp đất xây dựng đường tạm, đường ray +) Tập kết dầm bãi xe goong +) Di chuyển xe cẩu vị trí +) Cẩu đặt cụm dầm phía ngồi trước +) Từng cụm dầm đặt chồng nề kê đỉnh trụ +) Kiích sàng điều chỉnh vị trí dầm cho với tim gối, tiến hành liên kết cụm dầm với +) Dùng kích nâng nhịp để hạ thấp dần chồng nề đặt dầm xuống gối +) Tiến hành tương tự với dầm hồn thiện V.3.2 Thi cơng kết cấu nhịp cầu - Kết cấu nhịp cầu kết cấu cầu BTCT DƯL liên tục , thi công theo phương pháp đúc hẫng cân SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 49 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Trình tự bước thi công sau: +) Mở rộng trụ hệ thống đà giáo thép +) Tiến hành đổ bê tông đốt KO đỉnh trụ +) Đợi cho đốt KO đạt cường độ lắp xe đúc lên đốt KO +) Tiến hành đúc cân đốt phía , đúc đốt ta tiến hành kéo cốt thép DƯL đốt , sau đúc đốt +) Lắp dựng hệ đà giáo vị trí trụ T4 tiến hành đổ bê tơng đoạn dầm đà giáo có chiều dài ( L = 10 m) +) Tiến hành hợp long nhịp biên sau hợp long nhịp - Cơng tác hoàn thiện cầu: +) Tháo dỡ hệ thống xe đúc KCN +) Hạ KCN xuống gối thật +) Đổ bê tông phần chân lan can gờ chắn bánh +) Thi công lớp phủ mặt cầu +) Lắp dựng hệ thống lan can , tay vịn hệ thống đèn chiếu sáng cầu +) Hoàn thiện cầu đưa vào sử dụng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 50 Lớp: Cầu Hầm- K48