PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOCPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DÀN THÉP LIÊN HỢP THÉP - BTCT.DOC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG CHƯƠNG II PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU DÀN THÉP LIÊN TỤC SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2: CẦU DÀN THÉP LIÊN TỤC I.GIỚI THIỆU CHUNG: BỐ TRÍ CHUNG CẦU: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Căn vào yêu cầu nhiệm vụ thiết kế, chiều dài mặt cắt ngang sông ta chọn phương án sơ thứ cầu dàn thép liên tục Cầu dàn thép liên tục bố trí theo sơ đồ: 80 + 100 + 80 (m) Chiều dài toàn cầu: L = 272.68 m Cầu gồm trụ T1,T2 mố M1,M2: Độ dốc ngang cầu : 2% I KẾT CẤU PHẦN TRÊN: Cầu thi công theo phương pháp lắp hẫng cầu đối xứng Dàn có chiều cao 8.5m, chiều dài khoang 10m Dàn loại tam giác khơng có đứng, treo Vật liệu dùng cho kết cấu: + Bê tông loại B ( 40 Mpa ) + Thép cấu tạo dùng theo ASTM A 706M + Thép hợp kim thấp I KẾT CẤU PHẦN DƯỚI: I 3.1.TRỤ CẦU: Dùng loại trụ thân cột cho hai trụ P1, P2 bê tông cốt thép thường đổ chỗ Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi d=1.0 m đổ chỗ I.3.2.MỐ CẦU: Dùng mố chữ U bê tơng cốt thép Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đổ chỗ đường kính cọc 1.0 m II TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: Tính tốn lựa chọn kết cấu nhịp Tính duyệt dàn chủ Tính tốn trụ, mố, sơ tính tốn cọc SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG II.1 TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP CHÍNH: II.1.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC DÀN: II.1.1.1 Xác định kích thước dàn chủ: II.1.1.1.1 Xác định chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chon theo yêu cầu sau: Trọng lượng thép dàn chủ nhỏ Bảo đảm tĩnh không thông thuyền thông xe Chiều cao kiến trúc nhỏ cầu dầm chạy Đảm bảo độ cứng theo phương đứng kết cấu nhịp: f < fchi phí Đảm bảo mỹ quan phù hợp với cảnh quan khu vực xây cầu Như chọn chiều cao dàn h = 8.5 m II.1.1.1.2 Tiết diện dàn chủ Các có tiết diện chữ H riêng cổng cầu có tiết diện hộp Kích thước mặt cắt thể hình vẽ: b t h t hc h hc b BẢNG SỐ LIỆU CÁC THANH CẦN CHỌN SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Bề dày Chiều Diện tích dày , bụng, t cánh Aa (m2) (cm) ,hc(cm) Chiều cao, Chiều rộng, h(cm) b(cm) Thanh biên 60 50 3.2 0.0427 Thanh biên 60 50 4.0 0.0504 Thanh xiên 60 48 2.8 0.0378 Thanh cổng tiết diện 60 hộp 40 1.2 1.2 0.0234 Tên II.1.1.1.3 Cấu tạo hệ dầm mặt cầu Hệ dầm mặt cầu bao gồm dầm dọc dầm ngang để đỡ mặt cầu truyền tải trọng từ mặt cầu tới dàn chủ Để đảm bảo cho tải trọng truyền vào nút dàn chủ dầm ngang bố trí nút dàn dầm dọc tựa lên dầm ngang Dầm dọc dầm ngang phải liên kết chắn để tạo thành hệ dầm mặt cầu Chọn liên kết dầm dọc dầm ngang dạng cánh dầm dọc dầm ngang II.1.1.1.4 Cấu tao dầm ngang Chiều cao dầm ngang kích thước chon : h = 80 cm, b = 32cm , hc = 3,2cm ,t = 2cm II.1.1.1.5 Cấu tạo dầm dọc Chiều cao dầm dọc kích thước chon : h = 80 cm, b = 32cm , hc = 3,2cm ,t = 2cm 1.2 Tĩnh tải cầu dàn 1.2.1 Trọng lượng thân dàn Diện tích dàn chủ sau: ABiên trên= 0,0427 (m2) ABiên dưới= 0,0504 (m2) Axtrong = 0,0267 (m2) Acổngcầu = 0,0534 SVTH: PHẠM THẾ VINH (m2) Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Trọng lượng loại thanh: DCBiên = 0,0427 10 7,85 = 3.352 T DCBiên = 0,0504 10 7,85 = 3.956 T DCxiêntrong = 0,0267 8.5 7,85 = 2.067 T DCcổngcầu = 0,0534 8.5 7,85 = 4.134 T Trọng lượng tổng loại mặt phẳng dàn DCBiên =25 3.352 = 83.8 T DCBiên = 26 3.956 = 102.856 T DCxiêntrong =50 2.067 = 103.35 T DCcổngcầu = 4.134 = 16.536 T Trọng lượng cho mp dàn: DCdàn = 2×306.542= 613.084 T 3.3.2 Trọng lượng dầm ngang Ta bố trí dầm ngang nút dàn tồn cầu có 27 dầm ngang kích thước dầm ngang hình vẽ: Adngang = 0,04217 (m2) DCdngang = 0,04217 9 7,85 = 2.979 T SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG DCdngang = 27 2.979 = 80.441 T 3.3.3 Trọng lượng dầm dọc: Khẩu độ dầm dọc khoảng cách hai dầm ngang, tồn cầu có 426=104 dầm dọc bố trí dầm dọc đối xứng qua tim dàn Khoảng cách hai dầm dọc 2.1 (m) Hình vẽ Addọc = 0,04217 (m2) DCddọc = 0,04217 10 7,85 = 3.31 T DCddọc = 104 3.31 = 344.276 T 3.3.4 Hệ liên kết dọc: Lấy DClkd = 0,1 T/m 3.3.5 Lề người bộ: Phần lề người bố trí hẫng ngồi mặt phảng dàn Phần hẫng có tải trọng tác dụng nhỏ, ta dùng thép chữ I dầm ngang có vát góc dầm dọc có diện tích tương đương dầm dọc nên xem diện tích dầm dọc Đoạn hẫng dài 2.1 (m) Trọng lượng phần hẫng này: qhẫng ngang = 0,04217 2.1 7,85 = 0.695 T Tồn cầu có 27 nút dàn bố trí (tính cho bên lề người đi) DChẫng ngang = 270.695 = 18.77 T SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Thanh dọc để nối đoạn hẫng dùng thép I500 dài 10 (m) Tồn cầu có 26 đoạn (tính cho bên lề người đi) Trọng lượng là: qhẫng dọc = 1.95926 = 50.934 T 3.3.6 Bản bê tông mặt cầu lề người đi: DWBảnbt = 0.152.42.25= 0.81 (T/m) 3.3.7 Trọng lượng lan can tay vịn Vbt = ( 0,50,25 –0.1x0.25/2 )210 = 23.625 (m3) Vth= 0,12 x210=1.649 (m3) DWlc tayvin 23.625 2.4 1.649 7.8 0.33 T/m 210 3.3.8 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy + Bê tông át phan chiều dày cm: 0.07 2.3 + Lớp chống thấm dày 0.4 cm: + Lớp bêtông BMC dày 20 cm: 0.004 2.3 = 0.161 T/m2 = 0.092 T/m2 0.2 2.5 = T/m2 DWLP = 5.253 T/m2 Tổng cộng: Tĩnh tải rải lớp phủ mặt cầu là: LP DWTC = 5.253 10 = 52.53T/m LP DWTT = 1.25 52.53 = 65.6625T/m 3.3.9 Tổng hợp kết quả: 3.3.9.1 Tĩnh tải giai đoạn I: Trọng lượng mặt phẳng dàn : P = (DCdngang + DCddọc )+DCdàn = = (80.441 +344.276)+ 613.084 = 518.9005 T Vậy tổng trọng lượng tính cho dàn giai đoạn I là: DC = 518.9005 +50.934 +18.77 = 588.6045 T SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Vậy tĩnh tải rải m dài cầu tính cho dàn giai đoạn I là: DCTC = 588.6045 + 0,1= 2.903 (T/m) 210 DCTT = 1.25 DCTC= 3.628 (T/m) 3.3.9.2 Tĩnh tải giai đoạn II: DWTC =0.99+0.33+2.903 = 4.223 T/m 3.4 Hệ số phân bố ngang Điều 4.6.2.4 Tiêu chuẩn 22TCN:272-05 cho phép dùng quy tắc đòn bẩy để tính hệ số phân bố tải trọng dàn.Hình vẽ gHL-93 = 0.5(0.896+0.708+0.594+0.406)=1.302 gNg = 0.52(1.05+1.26)=2.31 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG II.2 TÍNH TỐN CÁC THANH DÀN CHÍNH: Sau xác định song sơ đồ, kích thước tính tốn tĩnh tải giai đoạn I II ta tiến hành dùng Midas Civil 7.1 để tính tốn dàn Nhưng phương án sơ ta tính tốn cho số mà cho bất lợi nhất.: Thanh biên chịu kéo vị trí trụ Thanh biên chịu kéo vị tri nhịp Thanh xiên gối chịu uốn, nén Bảng tổng hợp kết nội lưc: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 10 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP σ GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG P 786320 2165.5 kG/cm2 A nr 363.12 =216.6 Mpa < Fu = 400 Mpa ->Đạt yêu cầu 2.3.2 Duyệt tiết diện 91: Các đặc trưng hình học : Anr An 2 (cm ) (cm ) 504 438.4 J(cm4) Iy-y(cm4) IX-X(cm4) ry(cm) x(cm) 2161.12 337568 83368 25.88 12.861 Kiểm tra với điều kiện bề cường độ: P 660740 1507.16 kG/cm2 A nr 438.4 f σ Trong đó: f = 1, hệ số kháng uốn (Điều 6.5.4.2) = 150.7 Mpa < Fu = 400 Mpa -> Đạt yêu cầu 2.3.3 Duyệt tiết diện 43: Các đặc trưng hình học: An (cm2) Anr (cm ) 234.24 199.104 J(cm4) Iy-y(cm4) IX-X(cm4) ry(cm) x(cm) 127991.03 121210.7 67844.6 22.747 16.6382 Kiểm tra với điều kiện bề cường độ: σ P 591220 2970.36 kG/cm2 A nr 199.104 f Trong đó: f = 1, hệ số kháng uốn (Điều 6.5.4.2) =297.04 Mpa < Fu = 400 Mpa -> Đạt yêu cầu SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 12 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG II TÍNH TỐN TRỤ CẦU: Giới thiệu chung Trụ cầu dạng trụ hai cột đổ chỗ BTCT thường 30Mpa, cốt thép theo ASTM A706M Hai trụ có cấu tạo giống nên ta tính tốn trụ bất lợi 1.CẤU TẠO TRỤ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ 2.1 TẢI TRỌNG BẢN THÂN TRỤ: Khối lượng riêng bê tông: = 2.4 (T/m3) Thể tích thân trụ: Thể tích phần thân đặc: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 13 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 3.0 VĐặc =((12.73-3.0)3.0+ )×3.5= 126.89 (m3) Thể tích hai cột: VCột=2( 2.5 )×4.7 = 46.119 (m3) Thể tích xà mũ: VMũ = (14.51.52.5)-(2.5×1.15×0.5)=52.9375 (m3) Trọng lượng thân trụ: Wtrụ = (126.89+46.119+52.9375)2.4 = 542.27 T Thể tích bệ : V = 14103 = 420 (m3) Trọng lượng bệ: WBệ =4202.4= 1008 T 2.2 LỰC ĐẨY NỔI MNTN Vì trụ bệ khôngbị ngập so với MNTN nên lực đẩy 2.3 TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN KẾT CẤU NHỊP VÀ HOẠT TẢI 2.3.1 Tác dụng tĩnh tải, hoạt tải người: Sử dụng chương trình Midas Civil 7.1 DC+PL+HL93M DC+PL+HL93K DC+PL+2HL93K 2215.67 2200.64 2388.13 2.4 TỔNG TRỌNG LƯỢNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐÁY BỆ P = 52.9375 + 542.27 + 1008 + 2388.13= 3991.3375 T 2.5 XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC: 2.5.1 Tính toán 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 toán sức chịu tải cọc theo vật liệu : Tên gọi đại lượng Kí hiệu Mác bê tơng chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đường kính cọc thiết kế D SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 14 Giá trị Đơn vị M300 AII m Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 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 d nthanh Ac As fc ' fy Qvl 28 mm 16 Thanh 1.77 m2 0.0088 m2 0.9 24000 KN/m2 420000 KN/m2 35754.75 KN 2.5.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao C độ Su 2) SPTtb (độ) (Kn/m h đỉnh (kpa) STT Loại đất e (số búa/ kN/m3 (m) lớp 30cm) đất (m) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, Lớp +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 101 trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, Lớp +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 98.7 trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2 trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp -16.9 0.727 34 26.6 15023 35 tráng thái nửa cứng Các thông số kỹ thuật cọc: Đường kính cọc D = 1m Diện tích tiết diện cọc As = 3.14*12/4 = 0.785 m2 Chiều dài cọc L = 30m Chiều dài cọc chôn đất: L1 = 30m Chi vi cọc P = 3.14*1= 3.14m Sức chịu tải cọc tính theo cơng thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) QR=pqQP+qsQS với: Qp = qp Ap SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 15 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Qs = qs As đó: Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap = diện tích mũi cọc (mm2) qp = hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qp = 0.55 qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qs = 0.65, Đối với đất cát qs = 0.55 - 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) qs As Su Qs SPT α (kN/m m2 (Mpa) (KN) ) 9.9 29.2 6.7 37.68 27 10 47.1 101 0.5 98.7 0.5 49.35 50 131.2 0.5 2.1 18.65 34 50.5 - - 65.6 85 φqs.Qs (KN) 1622.1 1054.4 2046 1329.9 3398.7 2209.1 1585.25 1030.412 Qthan 5623.81 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 = 5623.81+1733 = 7356.81 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(7356.81; 35754.75 ) = 7356.81 (KN) 2.5.3 Tính tốn số cọc móng 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 = 7356.81 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 33913.375 (KN) n 1.5 33913.375 7356.81 = 8.138(cọc) Số cọc bố trí móng n = 12 (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 17 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG TÍNH TỐN MỐ CẦU: Giới thiệu chung Cầu bao gồm mố: Mố M1 M2 Mố cầu: Sử dụng mố U bê tông cốt thép Mố cầu kê trực tiếp từ kết cấu nhịp dầm T DƯL cao 1,7 m Mố chữ U bê tơng cốt thép đổ chỗ có đặt móng cọc khoan nhồi Vật liệu: Bê tơng có cường độ 30Mpa Thép CT3 CT5 có gờ b7 a8 a9 b2 b1 a2 aa3 I a12 a4 b b12 a11 b6 a5 a10 b5 b3 b11 b4 b10 Cọc: Cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đổ chỗ 100 I a1 3.1 PHẢN LỰC GỐI DO TĨNH TẢI KẾT CẤU NHỊP 3.1.1 Xác định tĩnh tải giai đoạn I: bêtông =2,4 T/m3 Trọng lượng thân dầm: Diện tích mặt cắt ngang: As =0,04217 m2 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 18 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG DCdd = 0,04217×2.4×4×40 = 16.19328 T/m Mối nối dầm: DCm = 0.6x0.15x7x2.4=1.512 T/m Dầm ngang: Ddn = 0,04217×2.4×9×4.5= 4.0989 T/m Vậy tĩnh tải giai đoạn I : DC I tc 21.80 T/m DC I tt =21.80x1.25=27.25588 T/m 3.1.2 Xác định tĩnh tải giai đoạn II 3.1.2.1 Trọng lượng lan can tay vịn Vbt = ( 0,50,25 –0.1x0.25/2 )210 = 23.625 (m3) Vth= 0,12 x210=1.649 (m3) DWlc tayvin 23.625 2.4 1.649 7.8 0.33 T/m 210 DWtt=0.33x1.5=0.495 (T/m) 3.3.8 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy + Bê tông át phan chiều dày cm: 0.07 2.3 + Lớp chống thấm dày 0.4 cm: + Lớp bêtông BMC dày 20 cm: Tổng cộng: 0.004 2.3 = 0.161 T/m2 = 0.092 T/m2 0.2 2.5 = 0.5 T/m2 DWLP = 0.753 T/m2 Tĩnh tải rải lớp phủ mặt cầu là: LP DWTC = 0.753 7.5 = 5.6475 T/m LP DWTT = 1.25 5.6475 = 7.059 T/m Vậy tĩnh tải giai đoạn II là: DWtII =7.059+0.33= 7.389 T/m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 19 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 3.2 TÍNH TỐN MỐ 3.2.1 Tải trọng tác dụng lên mố 3.2.1.1 Tĩnh tải thân mố Tường đỉnh: VTĐ = 0.5 2.1512 = 12.9 m3 WTĐ = 2.4VTĐ = 2.412.9 = 30.96 (T) Tường cánh: VTC = [(5.84×1.9)+(3.244+1.131)×3/2]×2×0.5= 17.6585 m3 WTC = 2.417.6585 = 42.3804 (T) Tường thân: WTT = 1.83.69122.4 = 191.2896 T Bệ cọc: WBÊ = 2.42.5513 = 390 T Vai kê: WVai =130.3125 2.4 = 9.75(T) 3.2.1.2 Phản lực gối hoạt tải tác dụng Sử dụng chương trình Midas Civil 7.1 để tính tốn: Ta có: Tải trọng DL+HL-93(Tandem+lane)+PL DL+HL-93(Truck+lane)+PL P(T) 991.84 1087.06 3.2.1.3 Tổng trọng lượng tác dụng lên đáy mố P = 30.96 +42.3804 +191.2896 +390+9.75+1087.06 = 1751.44 T 3.3 TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỌC THEO DẤT NỀN 3.3.1 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 tơng chế tạo cọc SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 20 Giá trị Đơn vị M300 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 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 D d nthanh Ac As fc ' fy Qvl AII m 28 mm 16 Thanh 1.77 m2 0.0088 m2 0.9 24000 KN/m2 420000 KN/m2 35754.75 KN 2.5.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao C độ Su SPTtb (độ) (Kn/m2) (kpa) h đỉnh STT Loại đất e (số búa/ kN/m3 (m) lớp 30cm) đất (m) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, Lớp +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 101 trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, Lớp +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 98.7 trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2 trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp -16.9 0.727 34 26.6 15023 35 tráng thái nửa cứng Các thơng số kỹ thuật cọc: Đường kính cọc D = 1m Diện tích tiết diện cọc As = 3.14*12/4 = 0.785 m2 Chiều dài cọc L = 30m Chiều dài cọc chôn đất: L1 = 30m Chi vi cọc P = 3.14*1= 3.14m Sức chịu tải cọc tính theo cơng thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) QR=pqQP+qsQS với: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 21 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Qp = qp Ap Qs = qs As đó: Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap = diện tích mũi cọc (mm2) qp = hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qp = 0.55 qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qs = 0.65, Đối với đất cát qs = 0.55 - 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) qs As Su Qs α (kN/m2 SPT m (Mpa) (KN) ) 6.62 29.2 6.7 37.68 27 10 47.1 101 0.5 50.5 98.7 0.5 49.35 50 131.2 0.5 5.19 15.39 34 - 65.6 - 85 Qthan φqs.Qs (KN) 1622.1 1054.4 2046 1329.9 3398.7 2209.1 1308.15 850.296 5443.698 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 = 5443.698+1733 = 7176.698 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(7176.698; 35754.75 ) = 7176.698 (KN) 2.5.3 Tính tốn số cọc móng 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 toán cọc : Qcoc = 7176.698 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 17514.4 (KN) n 17514.4 = 3.66(cọc) 7176.698 Số cọc bố trí móng n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG IV DỰ KIẾN BIỆN PHÁP THI CƠNG Thi cơng trụ Bước 1: Thi cơng hệ khung vòng vây cọc ván thép SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 23 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - 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 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 khn - Hồn thiện trụ 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 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 24 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Bước : Thi cơng bệ mố - Đào đất hố móng tới cao độ thiết kế - Rải lớp bê tông 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 khuôn , 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 THI CƠNG KẾT CẤU NHỊP CHÍNH Kết cấu nhịp dàn có dàn chế tạo nhà máy dạng cấu kiện, nút bu lông liên kết Được chở đén cống trường, công trường tổ chức lắp ráp thành kết cấu nhịp dàn Tổ chức bãi xếp cấu kiện bãi phải kê cao, xếp cấu kiện phải thứ tự Cấu kiện lắp trước xếp sau, cấu kiện lắp sau xếp trước Đối với cơng trình nước sâu, sơng có u cầu thơng thuyền ta tiến hành thi công theo phương pháp lao kéo dọc Bước : Tạo mặt công trường Lắp dựng thiết bị phục vụ cho lắp dàn Tiến hành làm đường trượt cho dàn Lắp đà giáo mở rộng trụ Lắp kết cấu nhịp bờ Bước 2: Sử dụng tời kéo, múp di động kéo dọc dàn Lắp mũi dẫn dài 30m Lao dầm thép SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 25 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Tiến hành lắp nhịp đường đầu cầu Bước 3: Sau đầu dàn nhịp biên kê lên gối ta tiến hành neo tạm vào trụ tiến hành nối với nhịp lại Sau lắp xong lại tiến hành lao kéo dọc có mũi dẫn Bước 4: Hồn thiện phần lại SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 26 Lớp :Cầu Hầm- K48