Luận văn tốt nghiệp thiết kế cầu qua sông gâm tuyên quang

Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Lời cảm ơn Đồ án tốt nghiệp kỹ s- xây dựng công trình mà ng-ời sinh viên đ-ợc tham gia thiết kế Mặc dù thời gian làm đồ án hạn chế, Nh-ng với kiến thức đà đ-ợc học năm học qua, đồ án tốt nghiệp đà giúp em tổng kết, hệ thống lại kiến thức Để hoàn thành đ-ợc đồ án này, em đà nhận đ-ợc giúp đỡ nhiệt tình thầy h-ớng dẫn bảo kiến thức cần thiết, tài liệu tham khảo phục vụ cho đồ ¸n cịng nh- cho thùc tÕ sau nµy Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu thầy h-ớng dẫn: Thầy Th.s Phạm Văn Thái Thầy Ths Trần Anh Tuấn Cũng qua em xin đ-ợc tỏ lòng biết ơn đến thầy nói riêng nh- tất cán nhân viên tr-ờng Đại học Dân Lập Hải Phòng đặc biệt khoa xây dựng nói chung kiến thức em đà đ-ợc tiếp thu d-ới mái tr-ờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng Với lực thực có hạn thực tế để đáp ứng hiệu thiết thực cao công trình chắn nhiều thiếu sót Bản thân em mong muốn đ-ợc học hỏi vấn đề ch-a biết việc tham gia xây dựng công trình Em thiết thực kính mong đ-ợc bảo thầy cô để đồ án em thực hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng năm 2011 Sinh viên Bùi THị QUỳnh Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -1- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Phần I Thiết kế sơ ********** Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -2- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Ch-ơng I: Cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực dầm dẫn 1.1 Bố trí chung: Sơ đồ kết cÊu: 33 + 33 + 56 + 80 + 56 + 33 + 33 m Tổng chiều dài cầu tính đến mố 324.0 m Trong dầm liên tục nhịp dầm dẫn hai đầu cầu Chiều cao dầm: - Tại vị trí trụ đ-ợc chọn theo Hi =( 1/15 1/20 )lnhịp, ®ã l1 =56 m, l2 = 80 m ‟ chiÒu dài nhịp Vậy ta lấy H1 = 2.8 m, H2 = 5.3 m vËy chän H = 5.0 m - Tại vị trí nhịp đ-ợc chọn theo công thức kinh nghiệm h=( 1 )lnhịp h 40 60 2m Chọn h = 2.5 m - Phần đáy dầm có dạng đ-ờng cong parabol: y = ( H h) x L2 h víi L lµ chiỊu dµi cánh hẫng cong - Phần mặt cầu cong theo đ-ờng tròn bán kính R = 5000m - Chiều cao dầm dẫn Hd = (1/16 1/20 ) Lnhịp Với chiỊu dµi nhip lµ L= 33 m, chän chiỊu cao dầm dẫn Hd = 1.7 m, mặt cắt ngang cầu có dầm, khoảng cách dầm s= 2.5 m - Dọc theo nhịp bố trí dầm ngang, dầm đầu dầm, dầm dầm, khoảng cách dầm ngang 7.5 m Lựa chọn mặt cắt ngang: - Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp đơn thành nghiêng so với ph-ơng thẳng đứng góc 9o, tiết diện dầm thay đổi chiều dài nhịp - Chiều dày mặt cầu cuối cánh vút: 25 cm - Chiều dày mặt cầu đầu cánh vút: 60 cm - Chiều dày mặt cầu vị trí nhịp: 25 cm, có đoạn vát s-ờn 150 cm - Chiều dày s-ờn dầm: gối: 50 cm - Chiều dày đáy hộp nhịp trụ 80 cm, nhịp 30cm thay đổi chiều dài nhịp theo đ-ờng parabol nh- mặt mặt đáy nh-ng H=0.8 m, h=0.3m Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -3- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng - Phần đỉnh trụ đ-ợc thiết kế đặc, bề rộng theo ph-ơng ngang 5.1 m, có để lối thông kích th-ớc 1.8x1.6m đ-ợc tạo vát 20x20cm mặt căt gối mặt căt nhịp TL 1:100 1250 670 290 150 25 400 400 25 150 50 500 20 25 30 60 9° 50 150 30 30 155 250 265 65 25 105 50 290 40 TL 1:100 80 160 20 300 510/2 H×nh : mặt cắt ngang dầm cầu phần đúc hẫng mặt căt gối mặt căt giũa nhịp tØ lÖ : 1:100 tØ lÖ : 1:100 1250 150 25 400 25 150 400 50 22 65 170 22 105 40 50 125 250 250 250 250 125 Hình : mặt cắt ngang cầu phần nhịp dẫn Cấu tạo mặt cầu: - Mặt cầu đ-ợc thiết kế theo đ-ờng cong bán kính 5000m - Độ dốc ngang cầu 2% hai phía Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -4- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng - 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 dèc ngang : 1.0 - 12 cm  CÊu t¹o trụ: - Thân trụ rộng 2.6 m theo ph-ơng dọc cầu 8.2 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1.3 m - BÖ mãng cao 2.5m, réng 11 m theo ph-ơng ngang cầu, m theo ph-ơng dọc cầu đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán đ-ờng xói chung) - Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp sét pha dẻo cứng, chiều dài cọc 40m 200 120 50 100 1350 1350 50 120 540 130 260 250 130 100 3x300 100 100 2x300 100 Hình 3: Cấu tạo tru cầu đúc hẫng Cấu tạo mố: - Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép - Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0 m, dài 12.0 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phđ - Dïng cäc khoan nhåi D100 cm, mịi cäc đặt vào lớp sét pha dẻo cứng, chiều dài cọc 25m Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 -5- Tr-êng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng 730 50 100 190 95 190 510 900 30 30 200 10% 430 300 150 100 50 100 100 400 Hình : Cấu tạo mố cầu đúc hẫng 1.2 Tính toán sơ khối l-ợng công tác giũa dầm 600 600 80 đầu dầm 150 100 150 100 80 1.2.1 TÜnh t¶i - Gåm träng l-ợng thân mố trọng l-ợng kết cấu nhịp 1.2.1.1.Trọng l-ợng kết cấu nhịp dẫn: - Do trọng l-ợng thân dầm đúc tr-ớc: 100 100 300 200 170 170 275 600 600 Fl/2 =1.7 0.25 0.175 0.3 0.5 0.175 0.2 0.24 0.287 0.702 (m ) Fgèi = 0.6 1.7 0.1 0.17 1.054 ( m ) - ThĨ tÝch cđa dÇm dÉn: Vdd= 2Fgoi 2 Fgoi FL 2 24FL Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 1.054 2 1.054 0.702 24 0.702 22.82 m -6- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng FL L FL Fgoi 2 gdch = Fgoi 2 c L 0.702 33 1.054 2 = 0.702 1.054 33 2.5 1.888 (T/m) - Do tÊm ®an đúc chỗ: Vban+td= 12.5 x 0.2 + x 0.08 x 1.8 = 3.22 m3/m Träng l-ỵng đan đúc chỗ: gban+td = 3.22 2.5 12.5 0.644 T/m - Do dÇm ngang : gn = (H - Hb - 0.25)(s - bw )( bw / L1 ) C Trong ®ã: L1 = L/n =33/5 = 6.6 (m): Khoảng cách dầm ngang gn = (1.9 - 0.2 - 0.25 )( 2.5 - 0.25)(0.25/6.6)2.5 = 0.309 (T/m) ThĨ tÝch cđa dÇm ngang: Vdn = (1.9 - 0.2 - 0.25 )( 2.5 - 0.25)(0.25/6.6) = 0.123 m3 - Khối l-ợng lan can, sơ lÊy: ThĨ tÝch cđa lan can: Vlc = 0.25 0.65 0.5 0.35 0.05 0.05 0.225 0.5 0.2 0.225 0.25 0.075 = 0.224 m3 Träng l-ỵng cđa lan can: gblc = Vlc x 2.5 = 0.224 x 2.5 = 0.56 T/m Lấy sơ khối l-ợng tay vịn lan can : 0.01 T/m Vậy khối l-ợng lan can la: glc = 0.56+0.01 = 0.57 T/m Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -7- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng - Trọng l-ợng gờ chắn : Thể tích gờ chắn bánh là: V = 0.25x0.25 + 0.25 (0.25+0.20)/2 = 0.238 (m3/m) Trọng l-ợng gờ chắn bánh : gcx = 0.238 x2.5 = 0.595 T/m - Trọng l-ợng lớp phủ mặt cầu: Gồm lớp: Bê tông alpha: 5cm; Lớp bảo vệ: 4cm; Lớp phòng n-ớc: 1cm Đệm xi măng : 1cm Lớp tạo độ dèc ngang: 1.0 ‟ 1.2 cm Trªn 1m2 cđa kÕt cấu mặt đ-ờng phần hành lấy sơ : g = 0.35 T/m2 glp =0.35 x 11 =3.85 T/m 1.2.1.2 trọng l-ợng phần nhịp liên tục *) Phân đốt dầm thi công - Chọn chiều dài đốt K0 đúc đỉnh trụ có chiều dài la 10 m - Chia đoạn thi công thành 11 đốt có chiều dài đốt nh- sau: Chiều dài đốt K1 , K2 , K3 , K4 cã chiỊu dµi lµ 3.5 m Chiều dài đốt K5 , K6 , K7 , K8 , K9 cã chiỊu dµi la m - Chiều dài đốt hợp long nhịp nhịp biên la m - Chiều dài đốt thi công giàn giáo la 14 m *)Xác định ph-ơng trình thay đổi cao độ đáy dầm - Giả thiết đáy dầm thay đổi theo ph-ơng trình parabol , đỉnh đ-ờng parabol mặt cắt nhịp - Cung Parabol cắt trục hoành sát gối cầu bên trái trục hoành - Ph-ơng trình có dạng: y Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 H h x L2 h -8- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng y 4x3.5m 12 K0 10 11 12 K6 K7 K8 K9 K5 K2 K3 K4 K1 5x4m x Víi H = 5.0 m , h = 2.5 m , L = (80-2)/2=39 m ta cã ph-¬ng tr×nh sau: y 2.5 x 392 2.5 BỊ dày đáy hộp vị trí cách nhịp khoảng L x đ-ợc tính theo c«ng thøc sau: hx h1 (h2 h1 ) Lx L Trong đó: h2 , h1 : Bề dày đáy đỉnh trụ nhịp 0.6 ;0.3 m L : Chiều dày phần cánh hẫng Thay số vào ta có ph-ơng trình bậc nhất: hx=0.3+0.3/39xLx Việc tính toán khối l-ợng kết cấu nhịp đ-ợc thực cách chia dầm thành đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích vị trí đầu nút, từ tính thể tích đốt cách t-ơng đối cách nhân diện tích trung bình đốt với chiều dài Phân chia đốt dầm nh- sau: + Khối K0 đỉnh trụ dài 10 m + Đốt hợp long nhịp biên dài 2,0m + Sè ®èt trung gian n = 4x3,5+5x4 m + Khèi đúc đà giáo dài 10m Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 -9- Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Lđốt (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 4 4 Tên đốt Đốt K0 Đốt K1 Đốt K2 Đốt K3 §èt K4 §èt K5 §èt K6 §èt K7 §èt K8 §èt K9 1400 5x400 200 k9 s10 k8 k7 s9 s8 500 4x350 k6 s7 k5 s6 k4 s5 k3 s4 k2 s3 s2 k1 s1 k0 s0 s00 TÝnh chiều cao đốt đáy dầm hộp biên theo đ-ờng cong có ph-ơng trình là:Y1 = a1X2 + b1 a1= 2.5 1.6436x10 , b1 = 2,5m 39 TiÕt x(m) diÖn S00 39 S00 38 S1 34.5 S2 31 S3 27.5 S4 24 S5 20 S6 16 S7 12 10 S8 11 S9 12 S10 Bảng tính diện tích mặt cắt vị trí: STT Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 h(m) 5.000 4.873 4.456 4.079 3.743 3.447 3.157 2.921 2.737 2.605 2.526 2.500 - 10 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng áp lực đẩy n-ớc phải nhỏ ma sát bê tông cọc + trọng l-ợng lớp bê tông bịt đáy n b hb hb u1 hb k u n n u1 b hb m H k u m n ( H hb ) 1m n Trong : H : Khoảng cách MNTC tới đáy đài = 2.5 m hb : Chiều dầy lớp bê tông bịt đáy m = 0,9 hệ số điều kiện làm việc n = 0,9 hệ số v-ợt tải b : Trọng l-ợng riêng bê tông bịt đáy n : Trọng l-ợng riêng n-ớc n b = 2,4T/m3 =1 T/m3 u2: Chu vi cäc = 3,14 = 3,14 m : Lực ma sát bê tông bịt đáy cọc = 4T/m2 k: Sè cäc mãng k =6 (cäc) : DiÖn tÝch hè mãng ( Më réng thªm 1m hai bên thành để thuận lợi cho thi công) = 10 = 70 m2 : Lùc ma s¸t cọc ván với lớp bê tông = 3T/m2 u1: Chu vi t-êng cäc v¸n =(10 + 7) hb = 34 m 2.5 70 1,3m 1m (0,9 70 2,4 34 3,14 4).0,9 70x1 VËy ta chọn hb=1,3 m b*Kiểm tra c-ờng độ lớp bê tông bịt đáy: Xác định hb theo điều kiện lớp bê tông chịu uốn Ta cắt dải có bề rộng 1m theo chiều ngang hố móng để kiểm tra Coi nh- dầm đơn giản nhịp l = 7m Sử dụng bê tông mác 200 có Ru = 65 T/m2 Tải trọng tác dụng vào dầm q (t/m) q = Pn – qbt = n.(H+hb ) – hb bt q = 1.(2,5 + hb) - 2,4.hb = 2,5 - 1,4.hb + Mô men lớn tiết diện nhịp : q.l Mmax = (2,5 1,4.hb ).7 15.3125 8.575hb + M«men chèng uốn : Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 - 155 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng b.h W= 1.hb2 hb2 + KiÓm tra øng suÊt : max = M max W 6.(15.3125 8.575hb ) hb2 65 T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 65.hb2 51.45hb 91.875 Gi¶i ta cã: hb = 0.85 < 1.3m Vậy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 1.3 m làm số liệu tính toán I.2.1.10 3.5.4 Tính toán cọc ván thép: *Tính độ chôn sâu cọc ván - Khi đà đổ bê tông bịt đáy xong, cọc ván đ-ợc tựa lên thành bê tông chống (có liên kết) nên cọc ván lật xoay quanh điểm o Đất d-ới đáy móng: Cát sỏi cuội : 0=1.8 (T/m2); tt =150; Hệ số v-ợt tải n1=1.2 áp lực chủ động 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 +21.0 3.0 +16.2 BTBD t 1.3 d 0.5 H=3.5 +20.0 Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chđ ®éng: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-150/2) = 0.588 Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 150/2) = 1.7 - Trọng l-ợng đơn vị , , đất d-ới mực n-ớc tính toán nh- sau: n = 2-1.0 =1 (T/m2) Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 156 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng - ¸p lùc n-íc: P1 = 0,5 nHn2=0,5x3.0 = 4.5 (T) P2 = n Hn.t =3.0 t (T) - ¸p lùc ®Êt chđ ®éng: P3 = Ka.n1 0,5 H2 , = 1, 2x 0,588x 0,5x3.5x1,0 =1.2348(T) P4 = (d+0.5)(t – d) ' b Ka n1 =( 0.8 + 0.5)( t – 0.8)x 0.588x 2.4 x 1.2 = 2.2( t- 0.8 ) ( T ) P5 = 0.5( t – d )2 ' Ka n1 = 0.5 ( t – 0.8)2x 0.588 x 1.2 =0.3528(t – 0.8 )2 T - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 3.5 x t x x 1.7 x 0.8 = 4.76t (T) P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1,0x1,7.0,8 = 0.68 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : P1 H Hn 2t d 2t t t t d + P3 + P4 + P5 = ( P2 + P6 + P7 )x 0.95 (1) 3 2 thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : 0.43t3 + 2.742t2 + 0.182t 6.442 = giải ph-ơng trình bậc ta có t = 1.65 m Để an toàn chọn t = m Chiều dài cọc ván chọn: L cäc v¸n = 3.5 + 0.8 + = 6.3 m chọn L =7 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: +21.0 1.3 qd +16.2 BTBD t d qn 3.0 0.5 H=3.5 +20.0 *TÝnh to¸n ¸p lùc ngang: ¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n H1 = 1x3.0 = 3.0 (t/m) áp lực đất bị động : Pd = H tg2 (450 - /2) ®n => Pd = 1,5x3.5xtg2(450 – 7.50) =3.09(t/m) aTại vị trí có Q=0 mômen M lớn Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 - 157 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Tìm Mmax ? Pn Pd B A RA RB 3.1m Theo sơ đồ : MB RA MA 3,5R A 3,5 2.3,5 3,5 Pn ) 3.5 ( Pd Pn 3,5RB ( Pn Pd 3,5 2.3,5 (3.09 3.0) Pd ) 3,5 3,5 2.3,5 3,5 3.09 3.0 3,5 2.3,5 3,5 3,5 RB 7.105(T ) 3.5525(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 3,5m Ta cã: MX RB ( H Víi : q x (q q x ) x x) R A x 2 q.( H x) ,q H1 RB ( H x) R A x pn q 3.5525(3 x) 3.5525.x pd 3.0 3.09 q ( H H1 6.09 q x (h x) 2.( H x) (1’) x2 x) H1 6.09(t / m) q.( H x) ( H x) H1 6.09 x2 (3 x) 3 6.09.(3 x) (3 x) 3 Thay số vào (1 )ta có phương trình bậc 3: M X = 8.12x2 -25.375x – 5.6725(1) d MX dx 16.24x 25.375 Giải ph-ơng trình ta có: x = 1.5625 Chọn x = làm trị số ®Ĩ tÝnh, thay vµo (1) ta cã: MMax=-23.9425(Tm)=24(Tm) Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 158 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Kiểm tra: M max W yc Công thức : Ru = 2000 kG/cm2 + Víi cäc v¸n thÐp laxsen IV dµi L = m, cã W = 2200 cm3 24.105 2200 Do ®ã 1090.9(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.2.1.11 III.5.5 TÝnh toán nẹp ngang : Nẹp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố + 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 = 3.55 T Sơ đồ tính : Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax = q.l 10 3.55 32 10 3.195 (Tm) Chän tiÕt diƯn nĐp theo c«ng thøc : max W yc M max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 3.195x105 = = 159.75 cm3 Ru 2000 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 - 159 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Chọn nẹp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 160 cm3 I.2.1.12 3.5.6 tính toán chống: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam giác: q p n p d 6.09 (T) + Ph¶n lùc A lấy mô men điểm B: H H MA R B L2 q (L2 = H =3,1m) qH H q h 6.09 3,5 RB 3.5525(T ) L2 3 RB= B = 3.01 (T) + Dut chÞu nÐn: A Fng Víi lo = 2.l1 = 6m (chiỊu 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 48.62 0,8 0,8 100 3.01.103 0,810.46,5 A Fng Víi : 48.62 100 0,810 79.915(kG / cm ) 79.915(kG / cm ) nen 1700(kG / cm ) Thanh chống đạt yêu cầu 3.6 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 hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng 3.7 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 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 160 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ 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 IV Thi công trụ: Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: 4.1 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 4.2 Trình tự thi công nh- sau: Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế 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, nÕu trêi nãng cã thĨ t-íi nhiỊu h¬n 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 4.3 tính ván khuôn trụ: I.2.2 4.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kích th-ớc a b h = x x 2.5 (m) ¸p 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 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: x = 40 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z h 4Q F 40 40 4(m) 0.75(m) Gi¶ sư dùng ống vòi voi để đổ lực xung kích 0,4T/m2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 161 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng + Do áp lực ngang bê tông t-ơi: q1 = 400 (Kg/m ) = 0.4 (T/m ) ,n = 1.3 + Lùc xung kÝch đầm bê tông: h > 0,75 m nên 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 qtc= qtt =1.3 1671.25(kg / m ) 1671.25=2172.62 kg/m2 4000 3250 750 q1 q2 Chọn ván khuôn nh- sau: Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 - 162 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng 80 16 80 16 NĐp ®øng 16x16cm 14 20 NĐp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng 20 Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 I.2.3 4.3.1.1 Tính ván đứng: Tính to¸n víi 1m bỊ réng cđa v¸n q 1m 80 0.04m Sơ đồ tính toán: 80 Mômen uốn lớn nhất: Mmax= ql 10 2172,62 0.8 10 139 kgm Kiểm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max W Víi W => = Ru b 0.042 =0,000267 (m3) 139 10 = 52.06 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.000267 => Tho¶ mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= 5ql 384EJ l 250 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 163 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Trong : : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn - E - l - J J b 12 0.043 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khu«n q = 16.71 (kg/cm) => f = 5x16.71 804 80 =0.185cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng I.2.4 4.3.1.2 Tính nẹp ngang Nẹp 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 qnẹp ngang = qtt l1 = 2172.62 x 0.8 = 1738.1 (Kg/m) Sơ đồ tính: M«men lín nhÊt nĐp 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 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bïi ThÞ Quúnh – CD1001 0,0038cm 150 250 0,6cm - 164 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Kết luận: nẹp ngang đủ khả chịu lực I.2.5 4.3.1.3 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 Mômen P.l M max 2607.15 1.6 695.24Kgm Chän nÑp ®øng kÝch th-íc (16x16) cm h W 16 162 682.7cm 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 luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực I.2.6 4.3.1.4 Tính căng: Lực dây căng : R = ( p + q )l2 x l1 = (200+1800)x0.8x1.5 = 2400Kg Khoảng cách thang căng: c = 1.5m Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu F S R 2400 1.263cm 1900 Dùng căng 14 có F = 1.54 cm2 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 165 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ I.2.7 4.3.2 Tính toán gỗ vành l-ợc áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=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: Kiểm tr a theo công thức: 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-ỵc Rk = 100kg/cm2 => F= b T Rk 1950 19.50cm 100 Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ỵc : 4cm ,b=12cm Cã F= 12=48cm2 I.3 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 166 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng I.4 CHƯƠNG :THI CÔNG KếT CấU NHịP I.5 I Yêu cầu Chung: -Sơ đồ cầu gồm (2x33) +(56+80+56) +(2x33) - Chọn tổ hợp giá lao cầu để thi công lao lắp dầm -Với nội dung đồ án thi công nhịp 31m , mặt cắt ngang cÇu gåm dÇm I chiỊu cao dÇm H = 1.95m, khoảng cách dầm = 1.9m I.6 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 1.Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nút thừa : L1 = 2/3 Ldầm = 22 m L2 = 1.1 LdÇm = 1.1x33 = 36.3 m chän L2 = 37m - ChiÒu cao chän h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa - Trọng 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 - Träng l-ỵng thân trụ phụ đầu nút thừa : G3 = 0.5 T Khi tổ 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: P+G1=P+0,5(T) G2=0,6(T) q=1,25(T/m) A G3=0,5(T) C B L1=20m L2 =33m 2.Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao nút thừa quay quanh điểm B: Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 167 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Ta có M1 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x37 + 1.25x372/2 = 874.125(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x22 + 1.25x 222/2 =22P+313.5(T.m) Thay kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 874.125 0.8 x (22P + 313.5) P 28.333 T chän P = 30 T - Xét mômen lớn gối B : MB = 874 (T.m) - Lùc däc t¸c dụng biên : B M max Nmax = h 874 = 437 T (h=2 chiÒu cao dàn) *Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong ®ã : N lực dọc biên N = 437 T : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ m¶nh víi = l0 / r : l0 chiỊu dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thÐp gãc (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 max l0 rmin Thay vào công thức : VËy 200 = 43.86 : Tra b¶ng cã 4.56 max max = = 0.868 N 437000 = = 1770.24 (kG/cm2) , 868 * 284 , *F ≤ R = 1900 Kg/cm2 đảm bảo I.7 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 cầu Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị Quỳnh CD1001 - 168 - Tr-ờng đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ 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 Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi ThÞ Quúnh – CD1001 - 169 - ... đại học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Phần I Thiết kế sơ ********** Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh TuÊn Svth: Bïi ThÞ Quúnh... dân lập hảI phòng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ bộ môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng Ch-ơng II: Cầu giàn thép 2-1 Bố trí chung Sơ đồ kết cấu: x 80m Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi mố 336m... học dân lập hảI phòng môn xây dựng- ngành xd cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sơ Phần II Thiết kế kỹ thuật **************** Gvhd: TH.S Phạm Văn Thái TH.S Trần Anh Tuấn Svth: Bùi Thị