Luận văn tốt nghiệp thiết kế cầu qua sông cấm thành phố hải phòng

LỜI NÓI ĐẦU Trong xu phát triển chung giới, phát triển kinh tế kèm với phát triển cở sở hạ tầng GTVT Hay nói cách khác, GTVT ln ln nghành phải trước bước Đối với nước có kinh tế đà phát triển nước ta, việc phát triển sơ hạ tầng GTVT lúc hết có ý nghĩa vơ to lớn Những cầu xây, tuyến đường mở khơng hồn thiện thêm mạng lưới giao thông quốc gia tạo tảng vững cho giao lưu, thơng thương vùng miền mà cịn thu hút vốn đầu tư nước ngồi góp phần đẩy nhanh tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhận thức điều đó, sau năm học tập nghiên cứu chuyên ngành “Thiết kế cầu” môn “Xây dựng cầu đường” trường đại học dân lập Hải Phịng, em có kiến thức kinh nghiệm thực tế quý báu chuyên ngành thiết kế cầu đường Kết học tập qua trình năm học phần phản ánh đồ án tốt nghiệp mà em xin trình bày Để có kết ngày hôm nay, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc môn Xây Dựng trường ĐHDL Hải Phòng, giúp đỡ em suốt năm học qua Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo môn Xây Dựng trường ĐH Dân lập Hải Phòng, đặc biệt thầy : Th.S Phạm Văn Tồn ThS Trần Anh Tuấn TS Bùi Ngọc Dung trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, đồ án em khơng tránh khỏi có sai sót Rất mong thông cảm giúp đỡ thầy Hải Phịng, ngày 18 tháng 01 năm 2014 Sinh viên Phạm Thế Khải Trang: PhÇn I ThiÕt kÕ c¬ së Trang: Ch-¬ng I: giíi thiƯu chung I.Nghiên cứu khả thi I.1 Giới thiệu chung: *Cầu A cầu bắc qua sông Cấm lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng nằm tỉnh lộ X Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Hải Phòng Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà A nằm tỉnh lộ X Để đáp ứng nhu cầu vận tải, giải toả ách tắc giao thông đ-ờng thuỷ khu vực cầu hoàn chỉnh mạng l-ới giao thông tỉnh, cần tiến hành khảo sát nghiên cứu xây dựng cầu A v-ợt qua sông B I.1.1 Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD - UB ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh Hải Phòng việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Hải Phòng giai đoạn 1999 - 2010 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2005 UBND tỉnh Hải Phòng cho phép Sở GTVT lập Dự án đầu t- cầu A nghiên cứu đầu t- xây dựng cầu A Căn văn số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng năm 2005 UBND tỉnh Hải Phòng việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông B Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2001 Cục đ-ờng sông Việt Nam I.1.2 Phạm vi dự án: *Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 hai huyện C-D nói riêng tỉnh Hải Phòng nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D I.2 Đặc điểm kinh tế xà hội mạng l-ới giao thông I.2.1 Hiện trạng kinh tế xà hội tỉnh Hải Phòng I.2.1.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Nông nghiệp tỉnh đà tăng với tốc độ 6% thời kỳ 1999-2000 Sản xuất nông nghiệp phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm 70% giá trị sản l-ợng nông nghiệp, lại chăn nuôi chiếm khoảng 30% Tỉnh có diện tích đất lâm ngiệp lớn thuận lợi cho trông chăn nuôi gia súc, gia cầm Với đ-ờng bờ biển kéo dài, nghề nuôi trồng đánh bắt thuỷ hải sản mạnh đ-ợc tỉnh khai thác I.2.1.2 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp -Trong năm qua, hoạt động th-ơng mại du lịch bát đầu chuyển biến tích cực Tỉnh hoá có tiềm du lÞch rÊt lín víi nhiỊu di tÝch, danh lam thắng cảnh Nếu đ-ợc đầu t- khai thác mức trở thành nguồn lợi lớn Trang: Công nghiệp tỉnh ch-a phát triển cao Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý không đủ sức cạnh tranh Những năm gần tỉnh đà đầu t- xây dựng số nhà máy lớn vật liệu xây dựng, mía, đ-ờng làm đầu tàu thúc đẩy ngành công nghiệp khác phát triển I.2.2 Định h-ớng phát triển ngành kinh tế chủ yếu I.2.2.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Về nông nghiệp: Đảm bảo tốc độ tăng tr-ởng ổn định, đặc biệt sản xuất l-ơng thực đủ để đáp ứng nhu cầu xà hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất Tốc độ tăng tr-ởng nông nghiệp giai đoạn 2006-2010 8% giai đoạn 2010-2020 10% Về lâm nghiệp: Đẩy mạnh công tác trồng gây rừng nhằm khôi phục bảo vệ môi tr-ờng sinh thái, cung cấp gỗ, củi -Về ng- nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt loại đặc sản khai thác biển xa I.2.2.2 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp Tập trung phát triển số ngành công nghiệp chủ yếu: -Công nghiệp chế biến l-ơng thực thực phẩm, mía đ-ờng -Công nghiệp khí: sửa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp, xây dựng, sửa chữa đóng tàu thuyền -Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản xuất xi măng, sản phẩm bê tông đúc sẵn, gạch bông, lợp, khai thác cát sỏi Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo gái trị kim ngạch vùng triệu USD năm 2010 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng 7% giai đoạn 2006-2010 8% giai đoạn 2011-2020 I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: I.2.3.1 Đ-ờng bộ: -Năm 2000 đ-ờng có tổng chiều dài 1000km, có gồm đ-ờng nhựa chiếm 45%, đ-ờng đá đỏ chiếm 35%, lại ®-êng ®Êt 20% C¸c hun tØnh ®· cã ®-êng ôtô tới trung tâm Mạng l-ới đ-ờng phân bố t-ơng đối Hệ thống đ-ờng vành đai biên giới, đ-ờng x-ơng cá đ-ờng vành đai tỉnh thiếu, ch-a liên hoàn I.2.3.2 Đ-ờng thuỷ: -Mạng l-ới đ-ờng thuỷ tỉnh Hải Phòng khoảng 400 km (ph-ơng tiện trở lên đ-ợc) Hệ thống đ-ờng sông th-ờng ngắn dốc nên khả vận chuyển khó khăn I.2.3.3 Đ-ờng sắt: - Hiện tỉnh Hải Phòng có hệ thống vấn tải đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua Trang: I.2.3.4 Đ-ờng không: - Có sân bay V nh-ng sân bay nhỏ, thực số chuyến bay nội địa I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ X nối từ huyện C qua sông B đến huyện D Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng tỉnh Tuy nhiên tuyến lại qua trung tâm thị xà C điều không hợp lý Do quy hoạch nắn đoạn qua thị xà C theo vành đai thị xà I.2.5 Các quy hoạch khác có liên quan -Trong định h-ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng thị xà Long Khánh tất yếu Mở rộng khu đô thị h-ớng vùng ngoại vi Dự báo nhu cầu giao thông vận tải Viện chiến l-ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr-ởng xe nh- sau: Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10% 2010-2015: 9% 2015-2020: 7% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm Theo dự báo thấp: Ô tô: 2005-2010: 8% 2010-2015: 7% 2015-2020: 5% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm I.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu: I.3.1 Vị trí địa lý - Cầu A v-ợt qua sông B nằm tuyến X qua hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng Dự án đ-ợc xây dựng sở nhu cầu thực tế cầu nối giao thông tỉnh với tỉnh lân cận nút giao thông trọng yếu việc phát triển kinh tế vùng Lòng sông vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, t-ợng xói lở lòng sông I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh Hải Phòng nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 290 - Nhiệt độ thấp : 120 - Nhiệt độ cao nhất: 380 Khí hậu chia làm mùa rõ rệt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12 Trang: Về gió: Về mùa chịu ảnh h-ởng trực tiếp gió Tây Nam hanh khô Mùa đông chịu ảnh h-ởng gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a rét I.3.2.2 Thuỷ văn Mực n-íc cao nhÊt Mùc n-íc thÊp nhÊt Mùc n-íc th«ng thuyền Khẩu độ thoát n-ớc MNCN = +1,6m MNTN = -8,5m MNTT = -1m L = 174m L-u l-ỵng Q =…… L-u tèc v = 1.52m3/s I.3.3 §iỊu kiƯn ®Þa chÊt Theo sè liƯu thiÕt kÕ cã hè khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Đặc điểm ®Þa chÊt Líp 1: mặt đất tự nhiên Líp 2: lớp bùn Líp : cát thơ chặt vừa Líp 4: sét sỏi thạch anh Líp 5: sét đỏ sạn cứng Hè khoan -10.14 -14.64 18.64 -24.64 Hè khoan -9.8 -15.5 -17.9 -22.0 Trang: Ch-¬ng II : Thiết kế cầu tuyến II.Đề xuất ph-ơng án cầu II.1.Các thông số kỹ thuật bản: Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp V là: B = 25m, H =3.5m Khổ cÇu: B= 8,5 + 2x1,0 =10,5m TÇn st lị thiÕt kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN272.05 Bộ GTVT Tải trọng: xe HL93 II.2.Các ph-ơng án kiến nghị II.2.1.Lựa chọn ph-ơng án móng Căn vào đặc điểm lớp địa chất đ-ợc nghiên cứu, ta đề ph-ơng án móng nh- sau: a.Ph-ơng án móng cọc chế tạo sẵn: Ưu điểm: - Cọc đ-ợc chế tạo sẵn nên thời gian chế tạo cọc đ-ợc rút ngắn, thời gian thi công công trình mà giảm xuống - Cọc đ-ợc thi công cạn, giảm độ phức tạp công tác thi công, giảm sức lao động mệt nhọc - Chất l-ợng chế tạo cọc đ-ợc đảm bảo tốt *Nh-ợc điểm: - Chiều dài cọc bị giới hạn khoản từ 5-10m, chiều sâu chôn cọc yêu cầu lớn phải ghép nối cọc với Tại vị trí mối nối chất l-ợng cọc không đảm bảo, dễ bị môi tr-ờng xâm nhập - Thời gian thi công mối nối lâu cần phải đảm bảo độ phức tạp cao - Vị trí cọc khó đảm bảo xác theo yêu cầu - Quá trình thi công gây chấn động ồn, ảnh h-ởng đến công trình xung quanh b.Ph-ơng án móng cọc khoan nhồi: Ưu điểm: - Rút bớt đ-ợc công đoạn đúc sẵn cọc, không cần phải xây dựng bÃi đúc, lắp dựng ván khuôn Đặc biệt không cần ®ãng h¹ cäc, vËn chun cäc tõ kho, x-ëng ®Õn công tr-ờng - Có khả thay đổi kích th-ớc hình học cọc để phù hợp với điều kiện thực trạng đất mà đ-ợc phát trình thi công Trang: - Đ-ợc sử dụng loại địa tầng khác nhau, dễ dàng v-ợt qua ch-ớng ngại vật - Tính toàn khối cao, khả chịu lực lớn với sơ đồ khác nhau: cọc ma sát, cọc chống, hỗn hợp - Tận dụng hết khả chịu lực theo vật liệu, giảm đ-ợc số l-ợng cọc Cốt thép bố trí theo yêu cầu chịu lực khai thác nên khong cần bố trí nhiều để phục vụ trình thi công - Không gây tiếng ồn chấn động mạnh làm ảnh h-ởng môi tr-ờng sinh ho¹t chung quanh - Cho phÐp cã thĨ trùc tiÕp kiểm tra lớp địa tầng mẫu đất lấy lên từ hố đào Nh-ợc điểm: - Sản phẩm suốt trình thi công nằm sâu d-ới lòng đất, khuyết tật dễ xảy kiĨm tra trùc tiÕp b»ng m¾t th-êng, vËy khã kiểm tra chất l-ợng sản phẩm - Th-ờng đỉnh cọc phải kết thúc mặt đất, khó kéo dài thân cọc lên phía trên, buộc phải làm bệ móng ngập sâu d-ới mặt đất đáy sông, phải làm vòng vây cọc ván tốn - Quá trình thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, phải có ph-ơng án khắc phục - Hiện tr-ờng thi công cọc dễ bị lầy lội, đặc biệt sử dụng vữa sét Căn vào -u nh-ợc điểm ph-ơng án, ta thấy móng cọc khoan nhồi có nhiều đăc điểm phù hợp với công trình khả đơn vị thi công, định chọn cọc khoan nhồi cho tất ph-ơng án với yếu tố kỹ thuật nh- sau: Đ-ờng kính cọc: D=1000mm Chiều dài cọc mố 20m Chiều dài cọc vị trí trụ 30m Bảng tổng hợp bố trí ph-ơng án P.An Thông thuyền (m) Khổ cầu (m) Sơ đồ (m) I 25 3.5 (8,5 + 2x1,0) 5x36 180 II III 25 3.5 25 3.5 (8,5 + 2x1,0) (8,5 + 2x1,0) 50+80+50 (3x60) 180 180 L ( m) KÕt cÊu nhÞp Cầu dầm liên tục + đơn giản Cầu dầm liên tục Cầu dàn thép Trang: Ch-ơng III: TíNH TOáN SƠ Bộ KHốI LUợNG CáC PHUƠNG áN Và LậP TổNG MứC ĐầU TƯ Ph-ơng án 1: Cầu dầm nhịp đơn giản Sơ đồ kết cấu: 5x36 m - Nhịp giản đơn dài 36m: Lựa chọn kết cấu phần trên: Kêt cấu : Dầm giản đơn chữ I, BTCTDUL Mặt cắt ngang: gồm dầm chữ I Khảng cách dầm 2.1 m, dốc ngang 2% phía Tổng bề rộng cầu B=11.5m (mép lan can) 50 1050 2% 210 2% 50 190 190 100 190 190 190 950 100 KÕt cÊu phÇn d-íi CÊu tạo Trụ: Trụ đặc thân thu hẹp, BTCT, đặt mãng cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh D = 1m Thân trụ rộng 2,0 m theo ph-ơng dọc cầu 7,0 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 0.75m Chiều cao th©n trơ – 11m BƯ mãng cao 2.5m, réng 5.0m theo ph-ơng ngang cầu, 8.0m theo ph-ơng dọc cầu đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán đ-ờng xói chung) Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp t sát cát dự kiến dài 30 m Cấu tạo Mố: Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cèt thÐp BƯ mãng mè dµy 2m, réng m, dài 13 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp đất sát cát dự kiến dài 20 m Mặt cầu công trình phụ khác Trang: Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Bản mặt cầu đổ chỗ dy 15 cm, liên tục nhiệt đổ chỗ Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: Lớp bê tông atfan : 5cm Lớp bảo vệ : 4cm Lớp phòng n-ớc : 1cm Đệm xi măng : 1cm Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 - 12 cm Khe co gi·n b»ng cao su Gèi cÇu b»ng cao su Lan can cầu bê tông Vật liệu a) Bê tông Bê tông dầm chủ dùng Mac 500 Bê tông trụ dùng Mac300 Bê tông mố dùng Mac 300 Vữa xi măng phun ống gen Mark150 b) Cốt thép Lấy theo tiêu chuẩn VSL dùng cho dầm liên tục Thép c-ờng độ cao dùng loại tao thép đ-ờng kính 15.2mm Modul đàn hồi E = 195000 MPa Cốt thép th-ờng dùng thép tròn AI thép có gờ AIII.2 Chọn kích th-ớc hình học Chiều cao dầm nhịp - Vật liệu dùng cho kết cấu + Bê tông M300 + Cốt thép c-ờng độ cao dùng loại S-31, S-32 cđa h·ng VSL-Thơy SÜ thÐp cÊu t¹o dïng loại CT3 CT5 Trang: 10 Hệ số v-ợt tải n2=0.8 áp lực bị động Hệ số v-ợt tải n3=1.0 áp lực n-ớc Sơ đồ tính độ chôn sâu cọc ván: Hn=13900 MNTC -1.2 P3 d -14.65 2100 500 P1 H=4500 C§TN -10.65 t P6 P2 P4 P7 P5 Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chđ ®éng: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-350/2) = 0.27 Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 350/2) = 1.92 Bị động: - Trọng l-ợng đơn vị , , ®Êt d-íi mùc n-íc sÏ tÝnh to¸n nh- sau: n = 2-1.0 =1 (T/m2) - ¸p lùc n-íc: P1 = 0,5* n*H 2n =0,5*7.0 = 24.5 (T) P2 = n* Hn*t =7.0 *t (T) - áp lực đát chđ ®éng: P3 = Ka*n1.* 0,5*H2 , = 0.27*1, 2* 0,5*4.622 *1 =3.458 (T) P4 = (d+0.5)(t – d) ' b Ka n1 =( 1.6 + 0.5)( t – 1.6)x 0.27x 1.2 = 0.68( t-1.6) ( T ) P5 = 0.5( t – d )2 ' Ka n1 = 0.5 ( t – 1.6)2x 0.27 x 1.2 = 0.162(t – 1.6)2 (T) - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 4.62 x t x x 1.92 x 0.8 = 7.09 t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1x1.92x0.8 = 0.768 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật sÏ b»ng : P1 Hn H t d + 2t d = ( t + t + 2t + P3 + P4 P5 P7 )x 0.95 P2 P6 3 2 (1) thay c¸c sè liƯu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 62.49-0.34*t2- 0.87+0.054(t2- 3.2t + 2.56)*(2t+1.6)=0.4864t3 +6.69t2 Trang: 211 0.3784t3 + 6.6092t2 - 61.84 = Giải ph-ơng trình bậc ta có: t = 2.84 m Để an toàn chọn : t = m Chiều dài cọc ván chän: LCäC V¸N = 13.9 + + 0.5 = 17.4m Chọn L =17.4 m Chọn cọc ván thoả mÃn yêu cầu c-ờng độ: Sơ đồ tính toán cọc ván coi nh- dầm giản đơn với gối điểm điểm neo chống: 2100 H=4500 qd d qn 500 C§TN -10.65 t=3m Hn=13900 MNTC -1.2 -14.65 -15.75 * TÝnh to¸n ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x17.4= 17.4(t/m) áp lực đất bị động : Pb = H1 tg2 (450 - /2) ®n => Pd = 1,5x4.5xtg2(450 17.50) =1.88(t/m) a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: Tìm Mmax : Pn Pd B A RA RB 4.5m 17.4m Trang: 212 Theo sơ đồ : MB 17.4 RA RA MA Pn * ( Pd 17.4 RB 17.4 2*17.4 17.4 2*17.4 * Pd * * 3 Pn ) ( Pn 17.42 (1.88 17.4) 17.4 17.6(T ) 17.4 2*17.4 * 17.4 Pd )* 4.62 17.4 17.4 2*17.4 * * 17.4 7.0 RB 8.81(T ) Gi¶ sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 17.4m Ta cã: MX RB ( H Víi : q x (1) q.( H x) ,q H1 RB ( H (q q x ) x 2 x) R A x pn x ) R A x q pd q x (h x) 2.( H x) (1) 7.0 1.88 8.88(T / m) q ( H H1 x) x2 H1 q.( H x) ( H x) H1 (2) Thay sè vµo (2 )ta có ph-ơng trình bậc 3: M X =0.59x3+ 2.87x2 -8.49x + 35.24(1) d MX dx 1.77 x 5.74x 8.49 Giải ph-ơng trình ta có: x1= 1.1 ; x2= - 4.3 Chän x = làm trị số để tính, ta có: MMax= 30.05Tm Kiểm tra: C«ng thøc : M max W yc Ru = 2000 kG/cm2 + Víi cäc v¸n thÐp laxsen IV dµi L = 10.5 m, cã W = 2200 cm3 Do ®ã 30.105 2200 1363.6(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.5.1.11 I.5.1.12 Trang: 213 I.5.1.13 5.5 Tính toán nẹp ngang : Nẹp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố đều: + Các gối chống với khoảng cách chống là: l = - 3m : Theo chiÒu ngang l1 = m : Theo chiều dọc + Tải trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tính cho 1m bề rộng RB = 8.8 T Sơ đồ tính : 2000 2000 3000 2000 q=R=8.8T 3000 3000 2000 2000 3000 3000 2000 3000 2000 2000 M«men lín nhÊt Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax = q.l 10 88x32 10 7.92 (Tm) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : max M max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 7.92x105 = = 396 cm3 Ru 2000 W yc Chän nẹp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 396 cm3 I.5.1.14 5.6 TÝnh to¸n chèng: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bè tam gi¸c: q pn pd 7.0 1.88 8.88 (T) + Phản lực A lấy mô men ®iÓm B: MA R B L2 q H H (L2 = H =5.45m) Trang: 214 qH H L2 RB q.h 2*3 8.88*7.0 10.36(T ) 2*3 RB= B = 10.36 (T) + DuyÖt chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nén) I Fng Ta có: i 7080 46,6 12,34 Chän nĐp ®øng cã: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 0,8 100 A Fng Víi : 48.62 48.62 0,8 100 8.8 *103 0.81* 46.5 233(kG / cm ) nen 0,81 233(kG / cm ) 1700(kG / cm ) Thanh chống đạt yêu cầu Bơm hút n-ớc: Do có cọc ván thép bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trình thi công, cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc lại hố móng Dùng máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng Thi công đài cọc: - Tr-ớc thi công đài cọc cần thực công việc có tính bắt buộc nghiệm thu cọc, xem xét nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông cốt thép cọc - Tiến hành đập đầu cọc - Dọn dẹp vệ sinh hố móng - Lắp dựng ván khuôn bố trí l-ới cốt thép - Tiến hành đổ bê tông ống đổ - Bảo dưỡng bê tông đủ fC tháo dỡ ván khuôn Trang: 215 IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: CU TO TR T2 1150 190 190 190 250 100 75 75 190 150 270 I 270 500 250 80 50 II 80 200 800 III 100 300 50 120 300 100 160 50 1400 I 190 150 100 500 100 II 120 50 300 III 100 500 200 150 800 Yêu cầu thi c«ng: - Theo thiÕt kÕ kü tht trơ thiÕt kÕ trụ đặc bê tông toàn khối, công tác chủ yếu thi công trụ công tác bê tông cốt thép ván khuôn - Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép Ván khuôn đ-ợc chế tạo khối nhỏ nhà máy đ-ợc vận chuyển vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn - Công tác bê tông đ-ợc thực máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m Trình tự thi công nh- sau: - Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế Trang: 216 - Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau - Đổ bê tông thành lớp dầy 40cm, đầm vị trí cách không 1.75R, thời gian đầm 50 giây vị trí, thấy n-ớc ximăng lên đ-ợc.Yêu cầu đầm phải cắm sâu vào lớp cũ -5cm, đổ đầm liên tục thời gian lớn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh t-ợng phân tầng - Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ đổ bê tông t-ới n-ớc, trời mát t-ới 3-4 lần/ngày, trời nóng t-ới nhiều Khi thi công gặp trời m-a phải có biện pháp che chắn - Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng Tính ván khuôn trụ: I.5.2 3.1 Tính ván khuôn đài trụ - Đài có kích th-ớc : a b h = x x (m) - áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ Q= 40m3/h q1 Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z 4Q F 40 40 4(m) 0.75(m) 325 h Giả sử dùng ống vòi voi ®Ĩ ®ỉ lùc xung kÝch 0,4T/m2 400cm 75 DiƯn tích đài: x = 40 m2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Do áp lực ngang bê tông t-ơi: q2 q1 = 400 (Kg/m ) = 0.4 (T/m ) ,n = 1.3 + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nªn q2 2.4 0.75 103 1800Kg / m Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 2.45 400 tc q= qtt =1.3 1671.25(kg / m ) 1671.25=2172.62 (kg/m2 ) Trang: 217 Trang: 218 Chọn ván khuôn trụ nh- sau: I.5.3 3.2 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván q 1m 80 0.04m Sơ đồ tính toán: 80 M«men n lín nhÊt: Mmax= ql 10 2172,62 0.8 10 139 kgm KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn nÐn n cđa v¸n : M max W Víi W => b = Ru 0.042 =0,000267 (m3) 139 10 = 52.06 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực KiĨm tra ®é : f= 5ql 384EJ l 250 Trong : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) Trang: 219 - l - J : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn J b 12 0.043 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) => f = 5x16.71 804 80 =0.185cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu ®é I.5.4 3.3 TÝnh nÑp ngang: - NÑp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng - Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang - Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang qnÑp ngang = qtt l1 = 2172.62 x 0.8 = 1738.1 (Kg/m) Sơ đồ tính: + Mômen lớn nÑp ngang: ql 10 M max 1738.1 1.52 10 + Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 W h 12 142 391.07kgm 14cm) 392cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 39107 99.76kg / cm 392 130kg / cm + Dut ®é vâng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 qvong f 12 143 12 q tc l1 q.l 23 48 E.J 2744cm 1671 0.8 1336.8kG / m 13.368 1503 48 x104 2744 0,0038cm 150 250 0,6cm KÕt ln : nĐp ngang ®đ khả chịu lực Trang: 220 I.5.5 3.4 Tính nẹp đứng: - Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nẹp ngang truyÒn xuèng Ptt= q l 2607.15 (kg) 1738.1 1.5 + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + M«men: P.l M max 2607.15 1.6 695.24Kgm + Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm: W h 16 162 6 682.7cm + KiÓm tra øng suÊt: M W 69524 101kg / cm 682.7 130kg / cm + Dut ®é vâng: f q.l 48.E.J J b.h 12 qvong 16 163 12 q tc xl2 q.l 48.E.J f 5461cm 1336.8 x1.5 2005.2kG / m 20.05 1603 0,00348cm 48 x104 5461 160 400 0,4cm KÕt ln : nĐp ®øng ®đ khả chịu lực I.5.6 3.5 Tính căng: - Lực dây căng : R = ( p + q )l2 x l1 = (200+1800)x0.8x1.5 = 2400Kg - Kho¶ng cách thang căng: c = 1.5m - Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cÇu F S R 2400 1.263cm 1900 Dïng căng 14 có F = 1.54 cm2 Trang: 221 I.5.7 3.6 Tính toán gỗ vành l-ợc: - áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.40.75=1.8(T/m2) - áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.2T/m2 - Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx p d ) 1.3 0.5 (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 - Lùc xÐ ë đầu tròn : T qvtt D 1300 1950 (Kg) - Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: + KiĨm tra theo c«ng thøc: T F Rk Trong đó: F: diện tích đà giảm yếu tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm2 => F= b T Rk 1950 19.50cm 100 Tõ ®ã chän tiÕt diƯn gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 4x12=48cm2 Trang: 222 I.6 CHƯƠNG : THI CÔNG KếT CấU NHịP I.7 I Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp 36 m - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 36m , mặt cắt ngang cÇu gåm dÇm I chiỊu cao dÇm H = 1.9m, khoảng cách dầm S = 1.9m I.8 II Tính toán sơ giá lao nút thừa: Các tổ hợp tải trọng đ-ợc tính toán xem xét tới cho giá lao nút thừa đảm bảo ổn định, không bị lật trình di chuyển thi công lao lắp, đồng thời đảm bảo khả chiu lực - Tr-ờng hợp 1: Tổ hợp tải trọng bao gồm trọng l-ợng thân giá lao nút thừa.Trong trình di chuyển giá nút thừa bị hẫng vị trí bất lợi Phải kiểm tra tính toán ổn định tr-ờng hợp - Tr-ờng hợp 2: Tổ hợp tải trọng tác dụng bao gồm trọng l-ợng thân gía lao nút thừa trọng l-ợng phiến dầm Trong trình lao lắp cần tính toán ổn định biên dàn Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nút thừa : L1 = 2/3 Ldầm = 24 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x36 = 39.6m chän L2 = 40 m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ gi¸ lao nót thõa 2m L1=24m L2=40m B C h2=6m 2m ? A ? h1=4m 0,3m Đối trọng - Träng l-ợng giá lao nút thừa m dài = 1.25T/m - Trọng l-ợng thân trụ tính từ trái sang phảI : G1 = 0.5 T ; G2 = 0.6 T - Trọng l-ợng thân trụ phụ ®Çu nót thõa : G3 = 0.5 T tỉ hợp giá lao cầu di chuyển từ nhịp sang nhịp khác trụ phụ giá lao cầu chuẩn bị hạ xuống mũ trụ Khi dầm tự hẫng Sơ đồ xác định đối trọng P nh- sau: Trang: 223 P+G1=P+0,5(T) q=1,25(T/m) A G2=0,6(T) G3=0,5(T) B L1=24m C L2 =40m Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao nót thõa quay quanh ®iĨm B: Ta cã M1 ≤ 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x40 + 1.25x402/2 = 697(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x24 + 1.25x 242/2 =24P+260(T.m) Thay kiện vào ph-ơng trình (1) ta cã : 697 ≤ 0.8 x (24P + 260) P 30.56 T chän P = 31 T - XÐt mômen lớn gối B : MB = 697 (T.m) - Lực dọc tác dụng biên : B M max Nmax = h 697 = 348.5 T (h=2 chiều cao giàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong : N lực dọc biªn N = 348.5 T : hƯ sè uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh với = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thép góc (250x160x18) (M201) DiÖn tÝch : F = x 71.1= 284.4 cm2 B¸n kÝnh qu¸n tÝnh rx = 7.99, ry = 4.56 chän rmin = ry = 4.56 cm Trang: 224 max l0 rmin Thay vào công thức : Vậy 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 max max = = 0.868 N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868* 284,4 R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.9 III Trình tự thi công kết cấu nhịp: - Lắp dựng tổ hợp giá lao nút thừa, lắp dựng hệ thống đ-ờng ray tổ hợp giá lao nút thừa xe goòng vận chuyển - Di chuyển tổ hợp giá lao nút thừa đến vị trí trụ T1 - Đánh dấu tim dầm, sau vận chuyển dầm BTCT xe goòng vị trí sau mố để thực lao lắp dầm nhịp - Vận chuyển dầm đến tổ hợp giá lao nút thừa dùng balăng , kích nâng dầm kéo phía tr-ớc ( vận chuyển dầm theo ph-ơng dọc cầu) - Khi dầm đến vị trí cần lắp đặt dùng hệ thống bánh xe balăng xích đặt lên dầm ngang tổ hợp giá lao nút thừa, di chuyển dầm theo ph-ơng ngang cầu đặt vào vị trí gối cầ - Trong trình đặt dầm xuống gối cầu phải th-ờng xuyên kiểm tra hệ thống tim tuyến dầm gối càu Công việc lao lắp dầm đ-ợc thực thứ tự từ vào - Sau lắp xong toàn số dầm nhịp tiến hành liên kết tạm chúng với di chuyển giá lao để lao lắp nhịp Trình tự thi công lao lắp tiến hành nh- nhịp - Sau lao lắp xong toàn cầu tiến hành lắp đặt ván khuôn,côt thép đổ bêtông mối nối dầm ngang - Lắp đặt ván khuôn , cốt thép thi công gờ chắn xe , làm khe co giÃn lớp mặt đ-ờng lan can Trang: 225 ... định tiêu chuẩn 22TCVN272-05 tải trọng dùng thiết kế giá trị bất lợi tổ hợp: +Xe tải thiết kế tải trọng thiết kế +Xe tải trục thiết kế tải trọng thiết kế +(2 xe tải trục+tải trọng làn)x0.9 Tính... định tiêu chuẩn 22tcvn272-05 tải trọng dùng thiết kế giá trị bất lợi tổ hợp: +Xe tải thiết kế tải trọng thiết kế +Xe tải trụcthiết kế tải trọng thiết kế +(2 xe tải trục+tải trọng làn)x0.9 Tính...Phần I Thiết kế sở Trang: Ch-ơng I: giới thiệu chung I.Nghiên cứu khả thi I.1 Giới thiệu chung: *Cầu A cầu bắc qua sông Cấm lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng nằm tỉnh lộ