PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNG PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ III CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP - BTCT I Giới thiệu chung phương án: I.1 Bố trí chung : Kết cấu nhịp cầu dài 168 m chia thành nhịp liên tục theo sơ đồ 49+70+49m I.2 Kết cấu bên : Kết cấu phần thép liên hợp BTCT I.3 Kết cấu phần : Mố : loại mố U BTCT Grade 30 Trụ : trụ đặc thân hẹp BTCT Grade 30 II Tính tốn thiết kế phương án : II.1 Tiêu chẩn thiết kế : - Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN 272 – 05 giao thông vận tải - Tải trọng thiết kế : +) Hoạt tải : HL93 + ) Người : 300Kg/m2 II.2 Sơ đồ kết cấu : - Sơ đồ nhịp : 2×33+ 49 + 70 + 49+2×33( m) - Chiều dài toàn cầu : Lc= 310.56m - Khổ cầu : 7.5 + 2x1.5 m II.1.2 Kết cấu phần trên: - Kết cấu nhịp dầm liên hợp thép- BTCT liên tục nhịp 49+70+49(m) - Nhịp liên tục +) Số dầm dọc mặt cắt ngang nd = +) Các kích thước : Chiều rộng cánh : btf = 500 mm Chiều dày cánh : ttf = 30 mm SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG - GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Chiều rộng cánh : bbf = 700 mm Chiều dày cánh : tbf = 40 mm Chiều cao sườn : hw = 2430 mm Chiều dày sườn : tw = 20 mm Chiều dày BMC : ts = 200 mm Chiều cao vút : hh = 120 mm Khoảng cách dầm : S = 2000 mm Nhịp dẫn +) Số dầm dọc mặt cắt ngang nd = +) Các kích thước : Chiều rộng cánh : btf = 500 mm Chiều dày cánh : ttf = 30 mm Chiều rộng cánh : bbf = 700 mm Chiều dày cánh : tbf = 40 mm Chiều cao sườn : hw = 133 mm Chiều dày sườn : tw = 20 mm Chiều dày BMC : ts = 200 mm Chiều cao vút : hh = 120 mm Khoảng cách dầm : S = 2000 mm SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU II.1.3 Vật liệu : a - Bê tơng : Cấp BT A(E) γ c = 2500 Kg/m3 = 25.00 kN/m3 Ec =0.043* γ c1.5 * f 'c = 33994 Mpa f'c = 40 MPa fr = 0.63* f 'c = 3.98 MPa ν = 0.20 α = 1.08E-05 b - Cốt thép thường : Loại CT có gờ fr = 300 MPa Er = 200000 MPa fyr = 290 MPa c - Thép dầm chủ : A 709 Grade 345 γ s = 7850 Kg/m3 = 78.50 kN/m3 fs = 450 MPa Es = 20000 MPa fy = 345 MPa II.1.4 Xác định tĩnh tải : Hệ số điều chỉnh tải trọng η : η D = 1.00 (1.3.3) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang (5.4.2.4-1) (5.4.2.5) (5.4.2.2) (5.4.3.2) (1.3.1.2) Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU η D = 1.00 (1.3.5) η η = 1.00 Sơ đồ siêu tĩnh R = 1.00 => (1.3.4) II.1.4.1 – Tĩnh tải giai đoạn I : Tải trọng giai đoạn I bao gồm : trọng lượng thân , tải trọng bê tông ướt BMC, tải trọng thi công γ DC = 1.25 (Bảng 3.4.1-2) - Trọng lượng thân dầm : Fs = 30 × 500 + 2430 × 20 + 700 × 40 = 91600 mm2 DCd = γ s × Fs =78.5 × 0.0916 = 7.106kN/m - Trọng lượng vút : Fh = (500×120)+(120×120)×2/2= 74400 mm2 DCh = γ c × Fh =25 × 0.0744 = 1.86 kN/m - Trọng lượng liên kết dọc, ngang,sườn tăng cường lấy 20% trọng lượng dầm thép : DCi = 7.106 × 20% =1.4212 kN/m - Trọng lượng neo lấy : DCneo = 0.15 kN/m - Trọng lượng bê tông BMC : DCbmc = 25 × 2×0.2+ DCh = 11.86 kN/m —>DC1 = DCi + DCneo + DCbmc = 13.4312 kN/m cho dầm – Tải trọng thi cơng CLL : CLL = 0.2 × 10 × 12/6 = kN/m cho dầm II.1.4.2- Tĩnh tải giai đoạn II : Gồm tĩnh tải trọng lượng thân lớp phủ mặt cầu, lan can, gờ chắn bánh, cột đèn γ DW = 1.5 Hệ số tải trọng : - Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DW1p gồm : + Lớp BT atphan dày 7cm DWa = 12 × 0.07 × 23 = 19.32 kN/m + Lớp phòng nước 0.4cm DWpn = 12 × 0.004 × 15 = 7.2 kN/m ->DWlp = DWa + DWpn =26.52 kN/m - Trọng lượng lan can: + Phần thép có trọng lượng : DCt = 2,65 kN/m + Phần bê tơng có trọng lượng : DC bt = 2,21 kN/m -> DC lc = 2,65+2.21=4.86 kN/m - Trọng lượng gờ chắn bánh: DWg= 0.0666 x 25= 1.664 kN/m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU DC2 = DWlp +DWg +DClc =33.044 kN/m - Tính cho dầm : 33.044 /6= 5.507 kN/m II.1.5 Hoạt tải : HL93 gồm : LL Xe tải thiết kế + Tải trọng thiết kế Xe trục thiết kế + Tải trọng thiết kế Hệ số xung kích = (1+IM)/100 TTGH mỏi giòn : IM = 15% TTGH khác : IM = 25% Tải trọng : q = 9.30 N/mm = 9.30 kN/m Người : 3.00 × 10-3 = 3.00 kN/m2 PL = × 1.5 × = kN/m TTGH Cường độ I Hệ số tải trọng γ LL, γ 1.75 PL II.1.6 Xác định bề rộng cánh có hiệu : - Chiều dài nhịp tính tốn Ltt= 70m - Khoảng cách dầm B = 2m - K/C từ tim dầm biên đến mép BT: C=B/2=1m Ta thấy: - 70 > 4×2=8-> chiều rộng cánh phía dầm tham gia tiết diện liên hợp 2/2=1(m) - 70 > 12×(2/2)= 12 -> chiều rộng cánh mút thừa tham gia tiết diện liên hợp 2/2(m) ->chiều rộng BTCT tham gia vào tiết diện liên hợp bc= 2m II.1.7 Tính đặc trưng hình học mặt cắt dầm thép: Đặc trưng mặt cắt không liên hợp : mặt cắt vùng uốn dương âm (mặt cắt dầm thép) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU  b × h3  Các phận Bản cánh 500 × 30 Sườn 2430 × 20 Bản cánh 700×40 S Ai yi Ai.yi yi-ysb Ai(yi-ysb)2 I0=  ÷  12  (mm2) (mm) (mm3) (mm) (mm4) (mm4) 15000 2485 3.73E+07 1405.74 1.5E+9 1.125e+6 48600 1255 6.1E+07 175.74 1.5E+10 2.39E+10 28000 91600 20 5.60E+05 9.88E+7 3.14E+10 3.29E+10 3.73E+6 2.39E+10 ysb = Ai × yi (9.88 ×107 ) = = 1079.26 mm S 91600 yst = 2500 – 1079.26 = 1420.74 mm Idam = ∑ Io + ∑ Ai(yi – ysb)2 = (2.39 ×1010 ) +(3.29 ×1010 ) = 5.68 ×1010 mm4 Ssb = I dam 5.68 ×1010 = 5.26 ×107 mm3 = y sb 1079.26 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU I dam 5.68 ×1010 = 3.98 × 107 mm3 Sst = = yt 1420.74 Đặc trưng mặt cắt liên hợp phạm vi ngắn (n=7:vì f’c=30-40) Các phận Mặt cắt thép Bản mặt cầu 2000/7 x 200 ∑ Ai (mm2) 91600 Ai(yi-ysb-n)2 (mm4) 3.12E+10 I0 (mm4) 2.39E+10 1.48E+08 936.727 5,014E+10 2.474E+8 8.134E+10 1.9E+08 2.41E+10 yi Ai.yi yi-ysb-n (mm) (mm3) (mm) 1079.26 9.88E+07 -584.01 57142.86 148742.86 ysb-n = 2600 ∑ Ai × y ∑ Ai i = 2.474 ×108 = 1663.273 mm 148742.86 yst-n = 2500 – 1663.273 = 836.727 mm Icom-n = ∑ I0 + ∑ Ai(yi - ysb)2 = 2.41 ×1010 + 8.134 ×1010 = 1.0544 ×1011 mm4 I com− n 1.0544 × 1011 = 6.339 ×107 mm3 = y sb − n 1663.273 I com− n 1.0544 × 1011 = 1.26 ×108 mm3 = = y st − n 836.727 Ssb-n = Sst-n SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Đặc trưng mặt cắt liên hợp phạm vi dài (3n=21) Các phận yi Ai.yi yi-ysb-3n Ai(yi-ysb-3n)2 (mm) (mm3) (mm) (mm4) 1079.26 9.88E+07 -321.59 9.47E+9 Ai (mm2) 91600 Mặt cắt thép Bản mặt cầu 2000/21 x 200 19047 110647.62 ∑ ysb-3n = 2600 5.66E+07 1199.15 1.55E+8 ∑ Ai × y ∑ Ai i = 2.739E+10 3.686E+10 I0 (mm4) 2.39E+10 6.35E+07 2.396E+10 1.55 ×108 = 1400.85 mm 110647 yst-3n = 2500 – 1400.85 = 1099.156 mm Icom-3n = ∑ I0 + ∑ Ai(yi - ysb)2 = 2.396 ×1010 + 3.686 ×1010 = 6.08 ×1010 mm4 I com−3n 6.08 ×1010 = 4.34 ×107 mm3 = y sb −3n 1400.85 I com−3n 6.08 ×1010 = 5.53 × 107 mm3 = = y st −3n 1099.156 Ssb-3n = Sst-3n II.1.8 Tính nội lực tĩnh tải : - Giai đoạn : Chỉ có dầm chủ chịu lực +Sơ đồ tính: Dầm liên tục nhịp 49+70+49m DC 49000 CLL 70000 49000 +Tải trọng tác dụng : Tĩnh tải giai đoạn DC1 = 13.4312 KN/m Tải trọng thi công CLL = 4KN/m +Lần lượt xếp tĩnh tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt nhịp ta tính nội lực : SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Mơ men CLL gây mặt cắt nhịp Mô men DC1 gây mặt cắt nhịp - Giai đoạn : Bản bêtong tham gia chịu lực với dầm thép(mặt cắt liên hợp chịu lực) +Sơ đồ tính: Dầm liên tục nhịp 49+70+49m DC2 DW 49000 70000 49000 +Tải trọng tác dụng: Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DW =4.42 KN/m Mô men DW gây mặt cắt nhịp Mô men DC2 gây mặt cắt nhịp Mômen không hệ số Loại lực CLL DC1 DW DC2 Mc thép Mgoi(kN.m) M1/2(kN.m) -1490.7 959.3 -5005.5 3221.1 KAD KAD KAD KAD SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Mc liên hợp dài hạn Mgoi(kN.m) M1/2(kN.m) KAD KAD KAD KAD -1647.2 1060 -2052.3 1320.7 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU II.1.9 Tính nội lực hoạt tải : a Số tính tốn : NL = phần ngun ( W 8000 ) = pn( ) = Làn 3500 3500 b Hệ số xe : Số m 1.2 c Hệ số xung kích : Hệ số xung kích tải trọng T.T.G.H Tên hệ số 1+ IM 100 Cường độ Sử dụng Mỏi 1,25 1,25 1,15 d Hệ số phân ngang HL-93 Loại tiết diện ngang (a) S = 2000 mm , L = 70000 mm Giả thiết cho thiết kế sơ Kg/L.ts3 = 1.0 Dầm : Tải trọng thiết kế xe: S 0.4 S 0.3 K g 0.1 mg MSI = 0.06 + ( ) ( ) ( 3) 4300 L L.ts mgMSI = 0.06 + ( 2000 0.4 2000 0.3 ) ( ) (1.0)0.1 = 0.313 4300 70000 Tải trọng thiết kế xe: mg MSI = 0.075 + ( S 0.6 S 0.2 K g 0.1 ) ( ) ( 3) 2900 L L.ts mgMSI = 0.075 + ( 2000 0.6 2000 0.2 ) ( ) (1.0)0.1 = 0.468 2900 70000 Dầm : Tải trọng thiết kế xe: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 10 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU IV.2.2 Trọng lượng thân kết cấu nhịp a) Tính tĩnh tải giai đoạn I : Tĩnh tải giai đoạn I bao gồm : +) Trọng lượng thân dầm chủ : DCdc +) Trọng lượng dầm ngang : DCdn - Tính trọng lượng thân dầm chủ : + Ta có diện tích mặt cắt ngang dầm chủ chữ I định hình :F=0.916( m2) => Trọng lượng thân dầm chủ tác dụng lên mố : DCdc=0.916*25*33*6/2= 2267.1 KN - Trọng lượng dầm ngang : DCdn = 168.168 KN + Bê tông mặt cầu : DCmc = (0.2*12)*33*25*0.5=990kN Tải trọng thẳng đứng KCN P(KN) Trọng lượng dầm chủ 2267.1 Trọng lượng mặt cầu 990 Trọng lượng dầm ngang 168.168 DC 3425.268 III.2.3 Trọng lượng lan can, gờ chắn lớp phủ mặt cầu: DW = 2054.58 KN III.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 : ω = 16,2 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 24 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Tải trọng Xe hai trục thiết kế Xe tải thiết kế Tải trọng Người GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHL = ∑ pi y i Prai deu = P ω Tọa độ Vị trí đường ảnh hưởng 1' 1,00 2' 0,96 0,73 0,87 1,00 wL 11.85 Tải trọng trục 110 110 35 145 145 9,3 4.5 Phản lực Ri 110,00 105,93 25,71 125,76 145,00 110.205 52.325 663.68 Max P(LL,IM,PL) Đơn vị kN kN kN kN kN kN kN kN III.3 Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ I: Phản lực gối (KN) hệ số tải trọng Pu (KN) Trọng lượng thân mố (DC) 7093.85 1.25 8867.312 Trọng lượng thân KCN(DC) 3425.268 1.25 Trọng lượng lớp phủ mc (DW) 2054.58 1.5 Tải trọng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 25 4281.585 3081.87 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Lực đẩy DC Hoạt tải (LL+IM+PL) 0.9 663.68 1.75 1161.44 Ứng lực tính tốn (Pu) 17392.207 III.4 Tính tốn bố trí cọc móng - Chiều dài cọc - Chu vi cọc - Diện tích mũi cọc - Chiều dài cọc đất - Cao độ đáy bệ - Cao độ mũi cọc L = 35 Pu = 3140 Ap = 785000 L = 35000 Hđb = +8.86 Hmc = - 26.007 m mm mm2 mm m m IV.4.1 Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu: - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu: - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật' liệu: Qcoc = ϕ (0,85 f c Ac + f y As ) 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 D d nthanh Ac As ϕ fc' fy Qvl Giá trị C30 AII 25 16 0.785 0.0079 0.9 24000 420000 17398.8 Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN IV.4.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao S γ ϕ C độ u 2) SPTtb (độ) (Kn/m h đỉnh (kpa) STT Loại đất e (số búa/ kN/m3 (m) lớp 30cm) đất (m) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 26 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, Lớp trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp tráng thái nửa cứng Lớp GVHD: TH.S NGÔ CHÂU +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 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 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 chân cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị chân cọc +) AS : Diện tích bề mặt thn cọc +) AP : Diện tích bề mặt chn cọc +) φqs : Hệ số sức khng thn cọc (22TCN:272-05 10.5.5 -2) +) φqp : Hệ số sức khng chn cọc (22TCN:272-05 10.5.5 -2) Sức kháng thân cọc : Qs = S (qs As d ) + Đất ct : Theo Reese v Wright (1977 ) qs =0.0028N với qs=0.00021(N-53)+0.15 với + Đất sét : Reese and O'Neill (1988) qs =αsu (Mpa) N53 Su > 25Kpa → α = 0.5 Su < 25Kpa → α =1 Sức kháng mũi cọc: + Đất cát: Reese and Wright (1977) qp=0.064N (MPa) với N≤60 qp=3.8 (MPa) với N>60 + Đất sét: qp=NcSu≤4 (MPa) Nc=6[1+0.2(Z/D)] ≤ -Nếu Su Số cọc bố trí móng l n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG BỆ IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤ CẦU IV.1.Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc IV.1.1 Tính áp lực thẳng đứng trọng lượng thân tru SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 29 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Bảng tính tốn trọng lượng trụ bệ trụ Tên gọi đại lượng Kích thước trụ Chiều cao trụ Chiều dày thân trụ Bề rộng thân trụ Bán kính cong thân trụ Trọng lượng thân trụ Kích thước bệ trụ Chiều cao bệ trụ Bề rộng bệ trụ Chiều dài bệ trụ Trọng lượng bệ trụ Trọng lượng xà mũ Tổng trọng lượng trụ Kí hiệu Giá trị Đơn vị htr dtr btr Rtr Pttr 9.5 1.5 5952.94 m m m m KN hbt bbt dbt Pbt Pxm 12 15 13500 418.75 19871.69 m m m KN KN Tổng trọng lượng tính tốn trụ Ptrụ = 19871.69 × 1.25 = 24839.61kN IV.1.2 Tính áp lực nước đẩy ứng với mực nước thấp SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 30 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU L ực đẩy =N tru+be ngap nuoc Pdn = 9.81×V tru+be ngap nuoc=9.81×(0.557×(3×6+3.14×1.52))= 136.959 kN IV.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 = 5200.1(KN) - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc : P = Ptru+Pkcn+htai-Pdn= 24839.61+5200.1-136.959 = 29902.751 kN IV.2 TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG - Móng bệ thấp thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 150cm IV.2.1 Tính tốn sức chịu tải 'cọc theo vật liệu: Qcoc = ϕ (0,85 f c Ac + f y As ) - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu: - Bảng tính tốn 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 Đường kính cốt thép d Số thép thiết kế nthanh Diện tích phần bê tơng Ac Diện tích phần cốt thép As ϕ 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 Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN IV.2.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi STT Loại đất h Cao e SPTtb S γ ϕ C (m) độ (số búa/ u 2) (độ) (Kn/m đỉnh 30cm) (kpa) kN/m3 lớp SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 31 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU đất (m) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, Lớp trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp tráng thái nửa cứng Lớp +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 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 sau QR = ϕ qp.Qp + ϕ qs.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 +) ϕ qs : Hệ số sức kháng thân cọc (theo 10.5.5-2) ϕ qs =0.65 × λ = 0.52 v +) ϕ qp : Hệ số sức kháng mũi cọc (theo 10.5.5-2) ϕqp =0.7 × λv = 0.56 λv = 0.8 π D π (1) = = 0.785(m ) 4 Chu vi tiết diện cọc: P = π D = π ×1 = 3.1416(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) α : hệ số dính bám Trong đó: Su : cường độ kháng cắt khơng nước trung bình (Mpa) Diện tích mặt cắt ngang cọc: AP = Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, SVTH: PHẠM THẾ VINH 7.89 24.77 6.7 25.12 Trang 32 27 101 98.7 101 2501.77 1626.15 0.5 49.35 1239.67 805.79 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, 10 trạng thái cứng Cát pha màu xám, 9.11 tráng thái nửa cứng Sức kháng thân cọc 31.4 50 28.6 34 131.2 0.5 - - 65.6 85 2059.84 1338.896 3229.15 Qthan  Sức kháng mũi cọc: Đối với cọc chịu tải dọc trục đất dính, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định cọc khoan tính sau : q p = N c × Su ≤ Trong : Su cường độ kháng cắt khơng thoát nước sét gần chân cọc (Mpa)   z  N c = 1 + 0.2  ÷ ≤  D   D : đường kính cọc khoan (mm) Z : độ xuyên cọc khoan (mm)   16.6   N c = 1 + 0.2  ÷ = 25.92 > lấy N c =    q p = × 0.106 = 0.954 Sức kháng mũi cọc : Qp = ϕ qp ×AP × qp= 0.56 × 1.77 × 2.176=1.733.106 N= 1733 KN => sức kháng tính tốn cọc theo đất là: Q = 5869.78+1733 = 7602.78 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(35754.75 ; 7602.78) = 7602.78(KN) IV.2.3 Tính tốn số cọc móng n = β P Qcoc Trong : +) β : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 7602.78 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 29902.751 (KN) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 33 Lớp :Cầu Hầm- K48 2098.95 5869.78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG n = 1.5 × GVHD: TH.S NGÔ CHÂU 29902.751 = 5.899 (cọc) 7602.78   Số cọc bố trí móng l n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng 3cọc - Chiều di cọc bố trí 35m V Dự kiến tổ chức thi công: V.1 Thi công 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 - 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 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 34 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU - 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.2 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 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.3 Thi cơng kết cấu nhịp SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 35 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Kết cấu nhịp thi công phương pháp lao kéo dọc kết hợp trụ tạm - Tao mặt đường đầu cầu - Kết cấu nhịp lắp ráp đường đầu cầu - Dựng trụ tạm - Tiến hành lao dọc cụm dầm ( lần lao ko dọc) - Lắp hệ liên kết ngang cụm dầm - Thi công lớp mặt cầu lớp phủ SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 36 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG SVTH: PHẠM THẾ VINH GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Trang 37 Lớp :Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG SVTH: PHẠM THẾ VINH GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Trang 38 Lớp :Cầu Hầm- K48