1 so bo 1 phi

Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT lời nói đầu Bớc vào thời kỳ đổi đất nớc ta trình xây dựng sở vật chất hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải nghành đợc quan tâm đầu t nhiều huyết mạch kinh tế đất nớc, tảng tạo điều kiện cho nghành khác phát triển Thực tế cho thấy lĩnh vực cần kỹ s có trình độ chuyên môn vững để nắm bắt cập nhật đợc công nghệ tiên tiến đại giới để xây dựng nên công trình cầu mới, đại, có chất lợng tính thẩm mỹ cao góp phần vào công xây dựng đất nớc thời đại mở cửa Sau thời gian học tập trờng ĐHGTVT nỗ lực thân với bảo dạy dỗ tận tình thầy cô trờng ĐHGTVT nói chung thầy cố Khoa Công trình nói riêng em tích luỹ đợc nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc kỹ s tơng lai Đồ án tốt nghiệp kết cố gắng suốt năm học tập tìm hiểu kiến thức trờng, đánh giá tổng kết công tác học tập suốt thời gian qua sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo môn Cầu Hầm Do thời gian tiến hành làm Đồ án trình độ lý thuyết nh kinh nghiệm thực tế hạn chế, nên tập Đồ án chắn không tránh khỏi nhứng thiếu sót Em xin kính mong thầy cô môn bảo để em hoàn thiện Đồ án nh kiến thức chuyên môn Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Hà Nội, ngày tháng.năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Văn Phi Nhận xét giáo viên hớng dẫn Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ ¸N TèT Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Nhận xét giáo viên đọc duyệt Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM §å ¸N TèT Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Hµ Nội, ngày tháng năm 2014 Phần I: giới thiệu chung I Mục đích ý nghĩa công trình cầu Trong ngành kinh tế đất nớc giao thông vận tải chiếm vị trí quan träng Sù ph¸t triĨn cđa nỊn kinh tÕ x· hội cần có mạng lới giao thông đại đồng Với tình hình nay, nhiều trung tâm kinh tế - văn hoá lớn đợc mở ra, việc giao lu kinh tế, văn hoá vùng từ thành phố đến nông thôn, từ đồng lên miền núi v.v mà yêu cầu giao thông vận tải ngày trở nên cần thiết Với nớc ta, mạng lới giao thông vận tải bớc đợc hoàn thiện đóng vai trò quan trọng, giao thông đờng phận cần thiết thiếu đợc Chính mà mạng lới đờng ô-tô bớc đợc quy hoạch, cải tạo nâng cấp tuyến đờng cũ, xây dựng thêm tuyến Trên tuyến đờng giao thông nối liền vùng kinh tế hay khu dân c thờng gặp phải nhiều sông suối Tại điểm cần phải có biện pháp làm cầu qua sông để đảm bảo tiêu kinh tiêu kinh tế tuyến đờng Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Công trình cầu công trình để đảm bảo giao thông mà công trình kiến trúc thể trình độ kỹ thuật nh mỹ thuật II Các nguyên tắc chọn phơng án cầu Việc chọn phơng án cầu dựa nguyên tắc sau: II.1 Đảm bảo kỹ thuật Đủ khả chịu lực,đảm bảo độ ổn định tuổi thọ công trình cao II.2 Đảm bảo mặt kinh tế Đảm bảo đợc tiêu kinh tế xây dựng rẻ tiền nhất,khai thác có hiệu nhằm hoàn vốn nhanh cho chi phí xây dựng II.3 Đảm bảo mỹ quan Phù hợp với phong cảnh thiên nhiên tăng vẻ đẹp nghệ thuật công trình Dựa vào nguyên tắc ta phân tích điều cần ý: + Điều kiện địa chất nơi làm cầu thông số đảm bảo giao thông + Dựa vào sử dụng định hình sẵn có để đảm bảo thi công nhanh giới, công trờng hoá + Tận dụng đợc vật liệu sẵn có địa phơng nơi làm cầu + áp dụng tiến khoa học kỹ thuật Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Phần Ii: thiết kế phơng án sơ Chơng I: Phơng án sơ I Cầu dầm BTCT DƯL l = 35m I giới thiệu phơng án Địa chất thuỷ văn 1.1 Địa chất - Qua số liệu thăm dò lỗ khoan khu vực xây dựng cầu địa chất có cấu tạo nh sau: Lớp 1: Sét pha Lớp 2: Sét dẻo Lớp 3: Sét chặt 1.2 Thuỷ văn Theo số liệu khảo sát điều tra nhiều năm cho thấy : MNCN: 51,0 m MNTT: 49,0 m MNTN: 46,0 m Dòng chảy ổn định, tốc độ chảy không lớn hạn chế gây tợng xói lở, bồi lắng sông bên bờ Sông cấp V thông thuyền : BxH = 25x3.5 T¶i träng - HL93 - Ngêi 300KG/m2 Tiêu chuẩn kỹ thuật - Khổ cầu: G = + 2x2.0+2x0.3+ 2x0.5m - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ: 22 TCN 272-05 Bộ GTVT Kết cấu phần Cầu gồm nhịp giản đơn Ln = 35m BTCT DƯL, mặt cắt ngang gồm dầm BTCT với chiều cao dầm h = 1,7 m, đặt cách 2,1m Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Độ dốc dọc cầu hai nhịp 0.0% hai nhịp biên 1.0%, độ dốc ngang cầu 2% Chiều dài toàn cầu Lc = 147.25 m KÕt cÊu phÇn díi Gåm mố cầu mố chữ U đặt móng cọc đài thấp, cọc có kích thớc 40x40 cm Trụ gồm trụ đặc thân hẹp BTCT đặt móng cäc, cäc cã kÝch thíc 40x40 cm BiƯn ph¸p thi công Thi công mố: Thi công máy kết hợp với thủ công, đổ bêtông chỗ Thi công trụ: Dùng vòng vây ngăn nớc thi công máy kết hợp với thủ công, đổ bêtông chỗ Thi công kết cấu nhịp lao lắp giá chân II THIếT Kế SƠ Bộ KếT CấU NHịP a số liệu ban đầu Chiều dài nhịp : L = 35 (m) Chiều dài nhịp tính toán : Ltt = L − × 0,3 = 34, (m) Khỉ cầu Tải trọng thiết kế : + 2x2.0+2x0.3+ 2x0.5m : HL93 Tải trọng ngời bộ: (KN/m2) Dạng kết cấu nhịp : Cầu dầm Dạng mặt cắt : Ch÷ I VËt liƯu kÕt cÊu : BTCT dù øng lực Công nghệ chế tạo : Căng sau Cấp bê tông : Grade 40 Loại cốt thép DƯL : Tao 15,2 Cèt thêng Quy tr×nh thiÕt kÕ : Tù chän : 22 TCN 272 – 05 Xe t¶i thiÕt kÕ: Nguyễn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Cỏc c trng vt liu * Bê tông Phần bê tông đúc sẵn Tỷ bê tông yc=2500 kg/m3 = 25 kN/m3 Cờng đô chu nén quy nh 28 ngày tui Cờng ®é chịu kÐo uốn f'c= 40 Mpa fr=0.63*f'c0.5 fr=3.98 Mpa Mô un àn hi Ec = 0.043* c1.5*f'c0.5 Ec = 33994.48 Mpa Hệ số poison = 0.2 Phần bê tông đổ công trờng Cờng độ chịu nén quy định 28 ngày tuổi Cờng độ chu kéo un f'c= 28 Mpa fr=0.63*f'c0.5 fr=3.333647 Mpa Mô đun đàn håi Ec = 0.043*yc1.5*f'c0.5 = 26752.3 Ec = 26752.3 NguyÔn Văn phi lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT * Thép cờng độ cao Tao thép 12 sợi DƯL không phủ sơn, có khử ứng suất cho bê tông dự ứng lực Cờng độ chÞu kÐo CÊp cđa thÐp fpu =1860 Mpa 270 Giíi hạn chảy cốt thép DƯL fpy = 1674 Mpa Mô đun đàn hồi cáp Ep = 197000 Mpa Đờng kÝnh tao c¸p 15.2 mm DiƯn tÝch mét tao c¸p 140 mm2 * Cốt thép thờng Giới hạn chảy fpy = 420 Mpa Mô đun đàn hồi Es = 200000 Mpa b thiết kế chọn sơ kết cấu nhịp 1.1 Lựa chọn dạng mặt cắt kích thớc mặt cắt ngang cầu Chọn số dầm chủ: dầm Khoảng cách dầm chủ: 2100 (mm) Lề ngời đồng mức với mặt cầu phần xe chạy đợc ngăn cách dải phân cách Bố trí dầm ngang vị trí gối cầu, 1/4 nhịp (tính toán) nhịp Nguyễn Văn phi 10 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT III) Tính toán sơ mố cầu : 1) Cấu tạo mố cầu: 6300 6300 1200 3500 350 200 200300 300 900 2050 2170 1720 1500 1500 200 200 6220 1050 4220 2100 1900 2100 4220 1050 1900 1000 150 5800 2000 2000 2000 2000 13000 3600 500 500 2400 2400 2400 2400 2400 1300 1300 500 500 Kích thớc theo phơng dọc cầu STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 Tªn kÝch thíc ChiỊu réng bƯ mè (däc cÇu) BỊ réng tờng cánh (phần dới) Bề dày tờng thân Khoảng cách từ tờng thân đến mép bệ Bề rộng tờng cánh (phần đuôi) Bề rộng tờng cánh (toàn bộ) Khoảng cách từ tờng đầu đến mép bệ Bề dày tờng đầu Kích thớc phần đỡ dẫn Khoảng cách từ tim gối đến mép tờng thân Kích thớc đá kê gối theo phơng dọc cầu Chiều dày bệ mố Kích thớc tờng cánh (phơng đứng) Kích thớc tờng cánh (phơng đứng) Kích thớc tờng cánh (phơng đứng) Chiều cao mố (Từ đáy bệ đến đỉnh tờng đầu) Chiều cao tờng thân Chiều cao tờng đầu Tổng chiều cao tờng thân tờng đầu Chiều cao đá kê gối Kích thớc mấu đỡ độ Nguyễn Văn phi 30 KÝ hiÖu a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 §V tÝnh m m m m m m m m m Giá trị 3.6 1.9 1.2 0.2 1.5 3.5 1.1 0.5 0.3 a10 a11 b1 b2 b3 b4 m m m m m m 0.65 0.9 0.54 3.35 1.5 b5 b6 b7 b8 b9 b10 m m m m m m 6.02 2.4 1.9 4.55 0.25 0.3 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Kích thớc theo phơng ngang cầu ST T Tên kích thớc Bề dày tờng cánh Chiều rộng bệ mố (phơng ngang cầu) Bề rộng mố (phơng ngang cầu) Bề rộng đá kê gối Số lợng đá kê gối Kí hiệu c1 Đơn vị m Giá trị 0.5 c2 m 12.4 c3 c4 ng m m chiÕc 12 2) ¸p lùc t¸c dụng lên mố : Các tải trọng tác dụng lên mố - Mố mực nớc thông thuyền hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng va xô tầu bè không tính tải trọng gió Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chỈt cã γ = 1.8 T/m3 ϕ = 350 - Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm : Trọng lợng thân mố Phản lực thẳng đứng trọng lợng kết cấu nhịp Phản lực thẳng đứng hoạt tải đứng kết cấu nhịp Phản lực truyền xuống từ độ 2.1) Tính áp lực tĩnh tải KCN truyền xuống: Tính áp lực trọng lợng thân KCN truyền xuống: + áp lực thẳng đứng KCN truyền xuống 1385.6 kN 2.2) Xác định tải trọng hoạt tải kết cấu nhịp - Chiều dài nhịp tính toán : L = 35 m - Sơ đồ xếp tải nhịp dẫn nh sau : Nguyễn Văn phi 31 lớP cầu ®êng bé k44 - tc Trêng ®¹i häc gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT +) Tỉng diƯn tÝch §AH : S = 17,2 +) Diện tích ĐAH dơng: S+ = 17,2 - Hoạt tải kết cấu nhịp đợc tính cho +T¶i träng Ngêi : qNG = 1,5x3 = 4,5 kN/m => P-TCNgời=4.5x35=105 kN + Tải trọng : qLan = 2x9.3 = 18.6 kN/m => PTClàn=18.6x35=613.38 kN Xếp xe tải thiết kế xe trục thiết kế lên ĐAH ph¶n lùc gèi ta cã +) Khi xÕp xe t¶i P (kN) 145 145 35 Sè lµn Pi.yi yi 1.00 0.867 0.733 592.74 +) Khi xÕp xe trôc P (kN) 110 110 Sè lµn Pi.yi yi 1.00 0.959 215.49 +) Hoạt tải 90% xe trơc: P 145 145 35 Sè lµn PiYi yi 0.867 0.733 1066.93 áp lực thẳng đứng hoạt tải từ KCN truyền xuống với xe thiết kế, có xét đến lực xung kích: Tải trọng hành Nguyễn Văn phi 148.5 32 kN lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Tải träng lµn 613.38 kN Xe thiÕt kÕ 1200.29 kN 2.3) - Xác định tải trọng trọng lợng thân phận mố Tĩnh tải gây trọng lợng thân mố đợc tính nh sau : P = V*g Trong : V : Thể tích phận - g : Trọng lơng riêng BTCT = 2,5 T/m3 Tờng đỉnh : Ptđ = 11 x 1,9 x 0,5 x 2,5 =28.5 (T) Tai kê độ : Ptk = 0,5 x (0,3 + 0,5) x 0,3 x 11x 2,5 = 1,68 (T) Gờ chắn lan can : Pgõ = x 0,17 x x 2,5 = 3,4 T Tay vịn lan can : Plc = 0,05 x (0,50 + 3,90) x = 0,44 T Têng c¸nh: Ptc =2x[1,9x0,54 +1,5x4,3+0,5x(1,9+4,3)x3,35]x0,3x2,5 = 26,79 T Đá kê : P®k = 0,70 x 0,8 x 0,2 x x 2,5 = 1,4 T BÖ mãng : Pbm = x 11,40 x 4,2 x 2,5 = 260,4T Tæng céng : P = 322,61T Ta có tải trọng tác dụng đáy bệ : => PTTđáy bệ=8575,062 kN 3) Tính bố trí cọc móng: a) Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Qcoc = ϕ (0,85 f c Ac + f y As ) ' - Công thức tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Nguyễn Văn phi 33 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT - Bảng tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị 30 MPa Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc AII Đờng kính cäc thiÕt kÕ D 0.4 m §êng kÝnh cèt thÐp d 22 mm Sè thÐp thiÕt kÕ nthanh Thanh Diện tích phần bê tông Ac 0.16 M2 Diện tÝch phÇn cèt thÐp As 0.003 M2 ϕ 0.75 Cêng độ chịu nén bê tông Fc' 30 Mpa Cờng ®é chÞu kÐo cđa thÐp fy 420 Mpa Qvl 1720.39 KN Hệ số uốn dọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu b) Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền: - Công thức tính toán sức chịu tải cọc theo đất Sức kháng tính toán cọc QR đợc tính theo công thức: QR = ϕ × Qn = ϕqp × QP + ϕ qs × QS QP = q p × Ap Víi: đó: QS = qs ì As +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị chân cọc + As: Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) ; Nguyễn Văn phi 34 As = × L × D líP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TèT  + L : Chieu dai coc (mm) ®ã:   + D : Duong kinh coc (mm) + qp : Hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc qp = 0.7 ì V = 0.7 × 0.8 = 0.56 + ϕ qs : Hệ số sức kháng sức kháng thân cọc ϕ qs = 0.7 × λV = 0.7 × 0.8 = 0.56 - Với đất sét: qs = 0.45 ì V = 0.45 ì 0.8 = 0.36 - Với đất cát: a Sức kháng thân cọc: * Đối với đất dính: Ta dùng phơng pháp , với công thức tính toán: qs = ì Su Trong đó, hệ số đợc xác định nh sau: - Với Su ≥ 0.075 Mpa ⇒ α = 0.5 - Víi Su ≤ 0.025 Mpa ⇒ α = Víi 0.025 Mpa < Su < 0.075 Mpa đợc xác định nội suy tuyến tính * Đối với đất rời: Sức kháng thân cọc đợc tính theo công thức: qs = 0.0019 × N - Víi N : Sè đếm SPT trung bình đo đợc (Búa /300mm) Vậy ta có bảng tính sức kháng thân cọc nh sau: Chiều dày Su (mm) (Mpa ) Tên lớp Loại đất SÐt pha 4000 0.05 13 0.7 SÐt dỴo 6000 0.1 0.5 SÐt chỈt 10000 SPT 30 α qs As (Mpa) (mm2) 0.03 75 640000 96000 00 880000 0.05 0.05 tỉng ϕ qs × Qs ϕqs (N) 0.5 0.5 0.3 134400 168800 228320 531520 b – Søc kh¸ng mòi cäc: Do mũi cọc đặt lớp cát hạt rời nên : Sức kháng mũi cọc danh định đợc tính theo công thøc: 0.038 × N corr × Db qp = ≤ qL (1) D   1.92   Víi N corr = 0.77 ì lg ' ữ ì N (*) V Nguyễn Văn phi 35 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Trong đó: - Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc hiệu chỉnh cho áp lực tầng ' phđ σ V (Bóa/300mm) - N: Sè ®Õm SPT ®o ®ỵc (Bóa/300mm), N = 30 - D: chiỊu réng hay ®êng kÝnh cäc (mm), D = 400 (mm) - Db: Chiều sâu xuyên tầng chịu lực (mm), Db = 20(mm) - qL: sức kháng điểm giới hạn, đợc tính nh sau: + Đối với cát qL = 0.4 ì N corr + Đối với bùn không dẻo qL = 0.3 ì N corr V' : ứng suất hữu hiệu trọng lợng thân gây (Mpa) v' = σ − u = [ γ × h1 + γ × h2 + γ × h3 ] − [ MNN + h1 + h2 + h3 ] × γ n - ⇒ σ v' = [ γ × h1 + γ × h2 + γ × h3 ] − L × γ n LÊy g = 9.81(m / s ) vµ γ n = 9.81( kN / m ) ⇒ σ V' = 9.81× ( 4000 ×1900 + 6000 × 1850 + 10000 ×1600 ) − 20 × 1000  ×10 −9 ⇒ σ V' = 0.34 (Mpa) Tõ ®ã, thay vào công thức (*), ta đợc N corr = 13.36 Do vậy, thay vào công thức (1), ta đợc: q p = 22.99 (Mpa) qL = 0.4 × N corr = 4.94 (Mpa) Mặt khác, ta có: Vậy, ta lấy q p = 4.94(Mpa) Ta đợc sức kháng mũi cäc : ϕqp × QP = ϕqp × q p × AP = 0.56 × 4.94 × 160000 = 322214 ( N ) Trong ®ã AP = D = 4002 = 160000(mm2 ) VËy søc kh¸ng tÝnh to¸n cđa cäc: QR = ϕ × Qn = ϕqp × QP + ϕ qs × QS = 531520 + 322214 = 853734 ( N ) = 853.734 (KN) c) TÝnh to¸n sè cäc mãng Trong ®ã : n = β P Qcoc +) : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mô men với móng cọc ®µi cao ta lÊy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính toán cọc theo đất : Qcoc = 853.734 KN +) P : Tỉng ¸p lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 8575,062 KN 1,5.8575, 062 n= = 15,1 853, 734  Ta chọn 18 cọc bố trí theo sơ đố sau: Nguyễn Văn phi 36 lớP cầu đờng k44 - tc môn CầU HầM Đồ áN TốT 500 1300 3600 1300 500 Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIÖP 500 2400 2400 1200 1200 2400 2400 500 13000 III Tính toán trụ 3.1 Cấu tạo trụ: 12600 2100 2100 2100 2100 2100 1050 2000 800 800 700 700 1050 800 2800 16000 1500 7000 1500 1500 1500 1600 1500 1500 1500 1200 4000 500 500 1500 1500 500 7:1 7:1 1500 1200 2000 2000 10000 500 16000 5400 12500 800 12500 2800 Cấu tạo trụ 3.2 Tổ hợp tải trọng lực mặt cắt đáy móng Tải trọng bao gồm: - Trọng lợng thân KCN - Tĩnh tải phần II: lớp phủ, lan can - Hoạt tải HL 93 tải trọng ngời Phản lực chân cột trụ hoạt tải lấy giá trị lớn trờng hợp sau: Nguyễn Văn phi 37 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ ¸N TèT - HiƯu øng mét xe t¶i + tải trọng 9.3kN 145kN 145kN 35kN - Hiệu ứng xe hai trục + tải trọng 9.3kN 110kN 110kN - 90% HiƯu øng cđa (hai xe t¶i + tải trọng làn), xe cách 15 m khoảng cách hai trục sau 4,3 m 9.3kN 145kN 145kN 35kN 145kN 145kN 35kN KÕt qu¶ nh sau: Sè thø tù T¶I träng TÜnh t¶I kÕt cấu nhịp DC Tĩnh tải trụ DC Lớp phủ mặt cầu DW Đất móng EV Hoạt tải LL Lực hãm BR Lực nớc WA Lực thẳng đứng Kí hiệu N Nguyễn Văn phi 1.2 1.2 1.5 1.3 1.7 1.7 1.0 (kN) 3936.90 3674.08 2731.25 317.64 1899.43 38 Pu (kN) 4921.12 4592.59 4096.86 75 428.82 3324.00 44 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Lực xung kích 1.5 IM 0.00 17363.4 Tỉng 3.3 TÝnh vµ bố trí cọc móng - Móng bệ cọc đợc thiÕt kÕ víi mãng cäc ®ãng kÝch thíc cäc 40x40 - Chiều dài cọc ngập đất L=14 m a) Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu a) Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liÖu Qcoc = ϕ (0,85 f c Ac + f y As ) ' - C«ng thøc tÝnh toán sức chịu tải cọc theo vật liệu - Bảng tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lợng Kí hiệu Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Giá trị Đơn vị 30 MPa AII Đờng kính cọc thiết kế D 0.4 m §êng kÝnh cèt thÐp d 22 mm Sè thÐp thiÕt kÕ nthanh Thanh DiÖn tÝch phần bê tông Ac 0.16 M2 Diện tích phần cốt thép As 0.003 M2 0.75 Cờng độ chịu nén bê tông Fc' 30 Mpa Cờng độ chịu kéo cđa thÐp fy 420 Mpa Qvl 1720.39 KN HƯ sè uốn dọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu b) Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền: - Công thức tính toán sức chịu tải cọc theo đất Nguyễn Văn phi 39 lớP cầu ®êng bé k44 - tc Trêng ®¹i häc gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT Sức kháng tính toán cọc QR đợc tính theo công thức: QR = ì Qn = qp ì QP + ϕ qs × QS QP = q p × Ap Víi:  ®ã: QS = qs × As +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị chân cäc As = × L × D + As: Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) ; + L : Chieu dai coc (mm) ®ã:   + D : Duong kinh coc (mm) + ϕ qp : Hệ số sức kháng sức kháng mũi cäc ϕ qp = 0.7 × λV = 0.7 × 0.8 = 0.56 + ϕ qs : HÖ sè søc kháng sức kháng thân cọc qs = 0.7 × λV = 0.7 × 0.8 = 0.56 - Với đất sét: qs = 0.45 ì V = 0.45 ì 0.8 = 0.36 - Với đất cát: a Sức kháng thân cọc: * Đối với đất dính: Ta dùng phơng pháp , với công thức tính toán: qs = ì Su Trong đó, hệ số đợc xác định nh sau: - Với Su 0.075 Mpa ⇒ α = 0.5 - Víi Su ≤ 0.025 Mpa ⇒ α = - Víi 0.025 Mpa < Su < 0.075 Mpa đợc xác định nội suy tuyến tính * Đối với đất rời: Sức kháng thân cọc đợc tính theo công thức: qs = 0.0019 ì N Với N : Số đếm SPT trung bình đo đợc (Búa /300mm) Vậy ta có bảng tính sức kháng thân cọc nh sau: Tê n lớp Loại đất Sét pha Sét dẻo Sét chặt ChiỊu dµy Su (mm) (Mp a) 4000 0.05 13 0.7 6000 0.1 0.5 1000 SP T α qs As (Mpa) (mm2) 0.03 75 64000 00 96000 00 88000 00 0.05 0.05 30 tổng Nguyễn Văn phi ϕqs ϕ qs × Qs (N) 0.5 0.5 0.3 134400 268800 328320 731520 40 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT b Sức kháng mũi cọc: Do mũi cọc đặt lớp cát hạt rời nên : Sức kháng mũi cọc danh định đợc tính theo công thức: 0.038 ì N corr × Db qp = ≤ qL (1) D   1.92   Víi N corr = 0.77 × lg ' ữ ì N (*) V Trong đó: - Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc hiệu chỉnh cho áp lực tầng ' phđ σ V (Bóa/300mm) - N: Sè ®Õm SPT ®o ®ỵc (Bóa/300mm), N = 30 - D: chiỊu réng hay ®êng kÝnh cäc (mm), D = 400 (mm) - Db: Chiều sâu xuyên tầng chịu lực (mm), Db = 20(mm) - qL: sức kháng điểm giới hạn, đợc tính nh sau: + Đối với cát qL = 0.4 ì N corr + Đối với bùn không dẻo qL = 0.3 ì N corr V' : ứng suất hữu hiệu trọng lợng thân gây (Mpa) v' = σ − u = [ γ × h1 + γ × h2 + γ × h3 ] − [ MNN + h1 + h2 + h3 ] × γ n - ⇒ σ v' = [ γ × h1 + γ × h2 + γ × h3 ] − L × γ n LÊy g = 9.81(m / s ) vµ γ n = 9.81( kN / m ) ⇒ σ V' = 9.81× ( 4000 ×1900 + 6000 × 1850 + 10000 ×1600 ) − 20 × 1000  ×10 −9 ⇒ σ V' = 0.34 (Mpa) Tõ ®ã, thay vào công thức (*), ta đợc N corr = 13.36 Do vậy, thay vào công thức (1), ta đợc: q p = 22.99 (Mpa) qL = 0.4 × N corr = 4.94 (Mpa) Mặt khác, ta có: Vậy, ta lấy q p = 4.94(Mpa) Ta đợc sức kháng mũi cäc : ϕqp × QP = ϕqp × q p × AP = 0.56 × 4.94 × 160000 = 422214 ( N ) Trong ®ã AP = D = 4002 = 160000(mm2 ) VËy søc kh¸ng tÝnh to¸n cđa cäc: QR = ϕ × Qn = ϕqp × QP + ϕ qs × QS = 731520 + 422214 = 1153734 ( N ) = 1153.734 (KN) * TÝnh to¸n sè cäc mãng n = β P Qcoc Trong ®ã : +) β: HƯ sè xÐt ®Õn lo¹i mãng độ lớn mô men Nguyễn Văn phi 41 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT với móng cọc đài cao ta lấy = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính toán cđa cäc theo ®Êt nỊn : Qcoc = min(QR, Qvl) Qcoc = 1153.734kN +) P : Tổng áp lực thẳng ®øng trun lªn bƯ cäc: P = 17363.43 KN n= 1,5.17363.43 = 18.34 1153, 734 => Sè cäc bè trÝ mãng lµ n = 21 (cäc) Bè trÝ thµnh hàng hàng cọc Chiều dài cọc bố trÝ lµ 14 m 500 4000 2@1500 500 10000 500 6@1500 500 V Biện pháp thi công đạo phơng án i Thi công mố cầu + Dùng máy ủi san đất dọn mặt tạo đờng di chuyển cho máy móc thiết bị thi công, tập kết vật t + Lắp dựng giá búa C-06 (2,5 tấn), cho giá búa di chuyển hệ ray đặt trực tiếp mặt đợc san phẳng đóng cọc tới cao độ cọc thiết kế + Tiến hành đập ®Çu cäc n cèt thÐp, vƯ sinh hè mãng + Đổ lớp bê tông lót đáy móng + Lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông móng mố tờng cánh Nguyễn Văn phi 42 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT + Lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông tờng đỉnh + Lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông đá kê gối + Đắp đất đờng đầu cầu, xây chân khay mái ta luy + Hoàn thiện mố Thi công trụ cầu + Định vị sơ vị trí trụ cầu + Tiến hành đóng cọc định vị khung chống cọc ván thép bua rung + Lắp dựng giá búa C-06 (2,5 tấn), cho giá búa di chuyển hệ ray đặt trực tiếp hệ đóng cọc tới cao độ cọc thiết kế (có dùng cọc dẫn để đóng cọc) + Đào đất hố móng máy xúc gầu nghịch kết hợp với thủ công + Tiến hành đập đầu cọc uốn cốt thép, vệ sinh hố móng + Đổ lớp bê tông lót đáy móng + Lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông móng trụ + Lắp dựng ván khuôn, hệ đà giáo cốt thép đổ bê tông thân trụ + Lắp dựng ván khuôn, hệ đà giáo cốt thép đổ bê tông xà mũ + Lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông đá kê gối + Hoàn thiện trụ Thi công kết cấu nhịp + Dùng máy ủi san lấp dọn mặt tạo bãi đúc dầm + Rải lớp móng đá dăm, lắp dựng hệ tà vẹt + Lắp dựng cốt thép thờng, ống gen ván khuôn dầm Đổ bê tông dầm + Luồn cốt thép cờng độ cao, bê tông đạt >90% cờng độ thiết kế tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực + Rải lớp móng đá dăm cho đờng vận chuyển dầm + Lắp đặt tà vẹt đờng ray xe goòng để di chuyển giá ba chân vị trí nhịp Nguyễn Văn phi 43 lớP cầu đờng k44 - tc Trờng đại học gtvt Khoa công trình NGHIệP môn CầU HầM Đồ áN TốT + Lắp dựng hệ giá ba chân đờng đầu cầu + Di chuyển giá ba chân kê đợc chân trớc lên đỉnh trụ + Sàng ngang phiến dầm, đặt dầm lên xe goòng di chuyển phiến dầm vị trí đỉnh mố + Dùng xe móc treo đỡ đầu dầm tiếp tục di chuyển dầu dầm thứ đến vị trí xe móc thứ treo dầm lên xe móc, tiếp tục di chuyển dọc + Tiến hành sàng ngang phiến dầm đặt xuống gối, giữ ổn định cho dầm chống xiên ( đặt xuống gối cố định trớc, di động sau ) + Lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông dầm ngang mối nối mặt cầu để liên kết phiến dầm + Lắp dựng hệ tà vẹt đờng ray nhịp dầm BT thi công di chuyển giá chân nhịp lao để tiếp tục thi công nhịp + Lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông bệ đỡ lan can + Làm lớp phủ mặt cầu lắp đặt hệ lan can phụ kiên khác + Hoàn thiện vệ sinh cầu Nguyễn Văn phi 44 lớP cầu đờng k44 - tc ... 35000 0% 50 3500 2% 7 :1 7 :1 2% 50 18 c ä c 40x40c m 18 c ä c 40x40c m L=20,0m L=20,0m 7 :1 7 :1 21 c ä c 40x40c m 7 :1 21 c ä c 40x40c m 7 :1 7 :1 L =14 m 7 :1 21 c ä c 40x40c m L =14 m L =14 m ta có bảng sau:... 1, 2m 11 0kN 11 0kN 4,3m 14 5kN 4,3m 35kN 14 5kN MC L/2 9.3kN/m M 8 .10 8.6 1, 2m 11 0kN 11 0kN 4,3m 14 5kN 4,3m 35kN 14 5kN 0.5 Q 0.5 Xe t¶i thiÕt kÕ M Q L/2 Gối 26 01. 50 16 2 .19 0.00 đơn vị 442 .16 kN.m kN... 200300 300 900 2050 217 0 17 20 15 00 15 00 200 200 6220 10 50 4220 210 0 19 00 210 0 4220 10 50 19 00 10 00 15 0 5800 2000 2000 2000 2000 13 000 3600 500 500 2400 2400 2400 2400 2400 13 00 13 00 500 500 KÝch