Luận văn tốt nghiệp thiết kế cầu qua sông thu bồn quảng nam

§å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü ThuËt PhÇn I Dù án khả thi **************** Ch-ơng I -1SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kỹ Thuật Giới thiệu chung 1.1 Vị trí xây dựng cầu : Cầu A bắc qua sông Thu Bn thuc tỉnh Qung Nam.Cầu dự kiến đ-ợc xây dựng Km X quốc lộ 1A Căn định số 538/CP-CN ngày 19/4/2004 Thủ T-ớng Chính phủ, cho phép đầu t- dự án đ-ờng kéo dài sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hà Nội, Ban QLDA hạ tầng tả ngạn đà giao nhiệm vụ cho tỉng c«ng ty T- vÊn thiÕt kÕ GTVT lËp thiÕt kÕ kü tht, tỉng dù to¸n cđa dù ¸n 1.2 Căn lập thiết kế - Nghị định số NĐ-CP Chính phủ quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình - Nghị định số NĐ-CP ngày Chính phủ quản lý chất l-ợng công trình xây dựng - Quyết định số QĐ-TT ngàythángnămg Thủ t-ớng Chính phủ việc phê duyệt quy hoạch chung - Văn số/CP-CN Thủ t-ớng phủ việc thông qua mặt công tác nghiên cứu khả thi dự án - Hợp đồng kinh tế số Ngàythángnămgiữa ban quản lý dự án hạ tầng tả ngạn với Tổng công ty T- vấn thiết kÕ GTVT vỊ viƯc lËp thiÕt kÕ kü tht vµ tổng dự toán Dự án xây dựng đ-ờng kéo dài Một số văn liên quan khác 1.4 hệ thống quy trình quy phạm áp dụng - Quy trình khảo sát đ-ờng ô tô 22TCN 263- 2000 - Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000 - Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi khả thi dự án xây dựng dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000 - Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83 - Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Quy phạm thiết kế áo đ-ờng mềm 22TCN211-93 - Quy chuẩn xây dùng ViƯt Nam 2000 - Tiªu chn thiÕt kÕ chiÕu sáng nhân tạo bê công trình xây dựng dân dụng 20 TCN95-83 -2SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü ThuËt Ch-¬ng II Đặc điểm vị trí xây dựng cầu 2.1 Điều kiện địa hình Vị trí xây dựng cầu A thuộc tỉnh Quảng Nam vè phía th-ợng l-u sông Thu Bn Do vị trí xây dựng cầu nằm vúng đồng nên hai bờ sông có bÃi rộng mức n-ớc thấp,lòng sông t-ơng đối phẳng ,địa chất ổn định có t-ợng xói lở.Hình dạng chung mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h-ớng sâu dần bờ bên trái -3SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kỹ Thuật 2.2 Điều kiện địa chất 2.2.1 Điều kiện địa chất công trình Căn tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình kết thí nghiệm phòng, địa tầng khu vực tuyến qua theo thứ tự từ xuống d-ới bao gồm lớp nh- sau Lớp số 1: Cát hạt nhỏ Lớp sè 2: C¸t pha Líp sè 3: SÐt pha 2.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn Mức n-ớc cao HCN= +76.5.m Mùc n-íc thÊp nhÊt HTN =71.0m Mùc n-íc thông thuyền HTT = 73.0 m Sông thông thuyền trôi Khổ thông thuyền cấp IV(40x6m) Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình Ch-ơng III Thiết kế cầu tuyến 3.1.Lựa chọn tiêu chuẩn kỹ thuật quy mô công trình 3.1.1 Quy mô công trình Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép 3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 3.1.2.1 Quy trình thiết kế Công tác thiết kế dựa tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 Bộ GTVT ban hành năm 2005 Ngoài tham khảo quy trình, tài liệu: - Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79 - AASHTO LRFD (1998) Quy trình thiết kế cầu Hiệp hội đ-ờng ô tô liên bang quan giao thông Hoa kỳ Các quy trình tiêu chuẩn liên quan -4SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bùi ngọc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü ThuËt 3.1.2.2 Tiªu chuÈn kü thuËt - CÊp qu¶n lý: CÊp - CÊp kü thuËt V > 80Km/h - T¶i träng thiÕt kÕ: Hoạt tải HL93, ng-ời 0,3T/m2 Cấp động đất: Cấp - Khổ cầu đ-ợc thiết kế cho xe ô tô ng-ời K = + =11m Tổng bề rộng mặt cầu kể lan can giải phân cách: B = 11 + 2x0.5+2x0.25 = 12.5 m - Khỉ th«ng thun cÊp 4, B = 40m vµ H = 6m 3.2 Lùa chọn giải pháp kết cấu 3.2.1 Lựa chọn kết cấu 3.2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn - Thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật - Phù hợp với công nghệ thi công có - Phù hợp với cảnh quan khu vực - Không gây ảnh h-ởng tới đê - Thuận tiện thi công thời gian thi công nhanh - Hợp lý kinh tế - Thuận tiện khai thác, tu bảo d-ỡng 3.2.1.2 Lựa chọn nhịp cầu Các sơ đồ nhịp đ-a nghiên cứu gồm: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+cầu giản đơn Ph-ơng án cầu dầm nhịp đơn giản 3.2.1.3 Lựa chọn nhịp cầu dẫn Kiến nghị sử dụng kết cấu dầm đơn giản : Chiều dài nhịp 33.0m, MCN cầu rộng 12,5m bao gồm dầm tiết diện chữ T chiều cao dầm 1.65 m, khoảng cách dầm 2,4m Bản mặt cầu đổ chỗ dày 20cm Loại kết cầu có nhiều -u đỉêm nh-: Công nghệ thi công đơn giản, dễ đảm bảo chất l-ợng, tận dụng đ-ợc công nghệ thi công thiết bị có n-ớc, giá thành rẻ, thời gian thi công nhanh 3.2.1.4 Giải pháp móng Căn vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp quy mô mặt cắt ngang cầu, kiến nghị dùng ph-ơng án móng cho phần cầu cầu dẫn nh- sau: Phần cÇu chÝnh: Dïng mãng cäc khoan nhåi D1,0m PhÇn cÇu dÉn: Dïng mãng cäc khoang nhåi D1,0m -5SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tèt NghiÖp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh Thiết Kế Kỹ Thuật 3.3 Ph-ơng án I: Ph-ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+cầu giản đơn 3.3.1 Ph-ơng án kết cấu Sơ đồ nhịp: (33+52+74+52+33)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 259.8m Nhịp gồm nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (52+74+52) chiều dài nhịp 74 m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay ®ỉi B L2 L1 t1 t3 t2 L1 Lv H×nh 3.1.Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm + Chiều cao dầm vị trí trụ Hp = (1/16-1/ 20)L1 = (4,6 - 3.7), chän Hp = 4.5(m) + ChiÒu cao dầm vị trí nhịp mố h = (1/30-1/40)L1 =(2,4 -1.85), chän h = 2,2(m) + Kho¶ng cách tim hai s-ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong B=12,5m bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim hai s-ờn dầm L2 = 12,5/2 =6,25 (m).chọn L2=6,5 m + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.7- 3.0), chän L1 = 3.0(m) + Chiều dầy nhịp chọn t1 = 250(mm) + Chiều dầy mép cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm) + Chiều dầy điểm giao với s-ờn hép t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chän t3 = 500(mm) + ChiỊu dµi vót thng lÊy Lv = 1,5(m) + ChiỊu dÇy cđa s-ên dÇm chän 400 (mm) + Bản biên d-ới gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chọn 600 mm + Bản biên d-ới nhịp lấy 300(mm) -Với kích th-ớc đo chọn khổ cầu ta sơ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nhhình vẽ: -6SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü Thuật 1/2 mặt cắt trụ 1/2 mặt cắt nhÞp TL 1:100 900 25 325 325 250 50 2% 25 25 2% 150 40 vat 30x30 30 170 20 450 60 290.6 60 vat 30x30 130 250 100 50 25 220 50 100 250 Hình 3.2.Tiết diện dầm hộp Kết cấu cầu đối xứng bên gồm 1cầu dẫn nhịp 33 m -Chiều rộng cánh dầm 2.4m -Chiều dày mặt cầu 20 cm -Chiều cao dầm 1.65 m -Chiều dày s-ờn dầm 20 cm -Khoảng vát 20x20 cm 1250 50 100 900 25 130 100 2% 20 2% 20 145 50 4x240.0 145165 40 145 -7SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Thuyết Minh ThiÕt KÕ Kü ThuËt vát 20x20 20.0 vát 20x20 800.0 2000.0 250.0 20.0 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bùi ngọc dung 600.0 Hình 3.3 Mặt cắt dầm dẫn Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 2.0m-1.6m t-ơng ứng theo ph-ơng dọc cầu và7.0-7.6mtheo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 2.0-1.6m Bệ móng cao 2m, rộng 8.0m theo ph-ơng dọc cầu, 11m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D100cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cèt thÐp BƯ mãng mè dµy 2m, réng 6.0m, dµi 12m Dïng cäc khoan nhåi D100cm II.2.3.1 Ph-¬ng án thi công cầu liên tục: Thi công mố cầu B-ớc : San ủi mặt bằng, định vị tim mè B-íc : Thi c«ng cäc khoan nhåi : - Xác định vị trí tim cọc móng mố - Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi - Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khoan cọc - Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc - Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc B-ớc : Đào đất hố móng - Dùng máy xúc kết hợp với thủ công đào đất hố móng đến cao độ thiết kế - Đặt máy bơm hút n-ớc hố móng đồng thời đặt khung chống cọc ván thép - Xử lý đầu cọc khoan nhồi B-ớc 4: Thi công bệ mố, thân mố, t-ờng cánh - Vệ sinh, đầm chặt đáy hố móng, đổ bê tông lót dày 10cm - Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông bệ móng, dùng máy để bơm bê tông - Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông xà mũ, t-ờng đỉnh, t-ờng cánh B-ớc : Hoàn thiện mố - Đắp đất sau mố, lắp đặt dẫn, xây chân khay, tứ nón - Hoàn thiện mố cầu .Thi công trụ B-ớc : Xác định xác vị trí tim cọc ,tim đài -8SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ ¸n Tèt NghiÖp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü Tht - X©y dùng hƯ thèng cọc định vị, xác định xác vi trí tim cọc, tim trụ tháp - Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi B-ớc : Thi công cọc khoan nhồi - Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khoan cọc - Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc - Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc B-ớc : Thi công vòng vây cọc ván - Định vị khu vực đóng vòng vây cọc ván - Lắp dựng vành đai - Sỏ đóng cọc đến độ sâu thiết kế - Lắp đặt máy bơm xói hút hệ nổi, xói hút ®Êt hè mãng ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ B-íc : Thi công bệ móng - Đổ bê tông bịt đáy, hút n-ớc hố móng - Xử lý đầu cọc khoan nhồi - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ móng B-ớc 5: Thi công thân trụ - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông thân trụ B-ớc 6: Hoàn thiện trụ - Hoàn thiện tháo dỡ giàn giáo ván khuôn - Giải phóng lòng sông Thi công kết cấu nhịp B-ớc : Thi công khối K0 đỉnh trụ thi công phần nhịp dẫn hai đầu cầu lao kéo däc - TËp kÕt vËt t- phơc vơ thi c«ng - Lắp dựng hệ đà giáo mở rộng trụ - Lắp dựng giá chân để lao kéo dầm dẫn đầu cầu - Dự ứng lực bó cáp khối K0 - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông khối K0 - Cố định khối K0 thân trụ thông qua d- ứng lực - Khi bê tông đạt c-ờng độ, tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ B-ớc : Đúc hẫng cân - Lắp dựng cặp xe đúc cân lên khối K0 - Đổ bê tông đốt đúc nguyên tắc đối xứng cân qua trụ - Khi bê tông đủ c-ờng độ theo quy định, tiên hành căng kéo cốt thép - Thi công đốt đúc đà giáo B-ớc : Hợp long nhịp biên - Di chuyển xe đúc vào vị trí đốt hợp long, định vị xe đúc - Cân chỉnh đâu dầm mặt trắc dọc - Dựng chống tạm, căng DƯL tạm thời -9SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : Th.S bïi ngäc dung ThuyÕt Minh ThiÕt KÕ Kü ThuËt - Khi bê tông đủ c-ờng độ, tiến hành căng kéo cốt thép - Bơm vữa ống ghen B-ớc : Hợp long nhịp Trình tự nh- B-ớc : Hoàn thiện cầu Hoàn thiện cầu 3.4 Ph-ơng án II: 3.4.1 Ph-ơng án kết cấu Ph-ơng án cầu dầm n giản ã Sơ đồ nhịp gồm nhịp : (36+4*42+36)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố 256m Các kích th-ớc dầm liên tục đ-ợc chọn nh- sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp ngăn, thành xiên có chiều cao thay ®ỉi 1250 50 100 900 25 2% 100 25 100 50 2% 5x210 100 Hình 3.4 Các kích th-ớc mặt cắt ngang dầm Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng m theo ph-ơng dọc cầu và6 m theo ph-ơng ngang cầu đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn b¸n kÝnh R = m BƯ mãng cao 2m, rộng 5m theo ph-ơng dọc cầu, 8m theo ph-ơng ngang cầu Dùng cọc khoan nhồi D100cm Cấu tạo mố Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép Bệ mãng mè dµy 2m, réng 6.0m, dµi 12.5m Dïng cọc khoan nhồi D100cm 4.Dự kiến ph-ơng án thi công: 4.1.Thi công mố: B-ớc : Chuẩn bị mặt -chuẩn bị vật liệu ,máy móc thi công -xác định phạm vi thi công,định vị trí tim mố -dùng máy ủi ,kết hợp thủ công san ủi mặt B-ớc : Khoan tạo lỗ - 10 SVTH : đỗ văn ruẫn MSV : 1004 Lớp cđ1001 Đồ án Tốt NghiÖp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIếT Kế SƠ Bộ =300 - Góc ma sát: -áp lùc chđ ®éng cđa ®Êt: Ea = 0.5 - dn dn - a a h12 dn a =0.5x1.6x(5.78+t)2x1/3=0.8/3x(5.78+t)2 : Dung träng ®Èy nỉi cđa ®Êt = d - n =1.6 T/m3 : Hệ số áp lực chủ động tg (45 / 2) 1/3 -áp lực bị động đất: Eb = 0.5 b b dn tg (45 t b =0.5x1.6x3x t2=2.4 t2 / 2) :HÖ sè áp lực áp lực bị động -Lấy mô men cân điểm A ta đơợc: MA = Ea[ 2 (t+h2)+h3 ] - Eb( t+ h2+h3) =0 3 0.8/3x(5.78+t)2x[ 2 (t+5.78)+1.6]- 2.4 t2x( t+5.78+1.6) =0 3 Rút gọn ta đ-ợc phơơng trình bậc t cã d¹ng: 5.333 t3 +54.861 t2 -22.272 t - 128.723= Giải ph-ơơng trình ta đơ-ợc: t =1.61m Chọn t = 1.80 m Vậy chiều dài cọc ván :L =1.8+1.88+5.5+0.5=9.68 m=> chọn L=10 m b) tính toán c-ờng độ cọc ván : Thời điểm tính sau đà đổ bê tông bịt đáy hút hết n-ớc hố móng Lúc ta tính cọc ván coi nh- dầm đơn giản kê gối O, A, tải trọng tác dụng nh- hình vẽ, tính cho 1m chiều rộng (vị trí điểm O nằm cách mặt lớp bê tông bịt đáy 0,5m phía d-ới) SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 60 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B I NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé q2 =3.2 q1 =6 A o L=4.4 L1=6.0 Ta cã: -¸p lùc ngang cđa n-íc : Pn = n l = 1x6.0= (t/m) -áp lực đất chủ động : qd = dn l1 a =1.6x6x1/3=3.2(t/m) Tại vị trí X đó, mômen đạt giá trị max Ta tìm vị trí X Qui đổi qn qd ta đ-ợc q=8.3466 T/m Mômen O : M0 = RA6 - q.6.6 => RA = 8.3466 T 2.3 Mômen A : M0 = R06 - q.6.2.6 => R0 = 16.6932 T 2.3 Lấy mômen X : x x2 x x Mmax=R0.x.x .q (q q)=0.2318x3-4.1733 x2+16.6932 x (1) 6 Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm m«men b»ng d MX dx 0.6854 x2-8.3466 x+16.6932=0 Giải ph-ơng trình ta có: x = 2.52 x = 9.65(loại) Chọn x = 2.52 làm trị số ®Ĩ tÝnh, thay vµo (1) ta cã: MMax=19.27Tm Tõ ®iỊu kiện W M max Trong đó: - [ ] øng st cho phÐp cđa thÐp cäc v¸n: [ ]=1900 kg/cm2 SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 61 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé 19.27x105 =1014.21 cm3 1900 Ta chọn cọc ván hình máng SNG s¶n xuÊt cã : W > 1014.21 cm3 W≥ 86.5 60 51 74 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu : PZ 40 400 III.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 III.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 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 ®µi nh- sau: SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 62 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé 140 120 140 50 100 50 260 950 200 950 300 100 500 200 300 200 100 200 50 100 200 100 200 100 200 100 50 100 2x300 100 300.0 800 140 1100 100 Ø 100 300 300 260 500 140 300 100 1100 iv.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 IV.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 IV.3 tính ván khuôn trụ: IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ Đài có kích th-ớc a b h = 11 SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 (m) 63 Đồ án Tốt NghiÖp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIếT Kế SƠ Bộ 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 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: 11 = 88m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: 4Q 40 h 1.82(m) 0.75(m) F 88 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: 750 1820 1070 + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nªn q = R 2.4 0.75 103 1800Kg / m + ¸p lùc ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 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 1.07 400 1.82 1829.1(kg / m ) qtc= 1.82 qtt =1.3 1829.1=2377.83 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: ván khuôn bệ trụ 3x20 12x14 12x14 50 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 150 150 IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 64 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B I NGC DUNG Thuyết Minh THIếT Kế SƠ Bộ Mômen uốn lín nhÊt: ql 2377.83 0.52 Mmax= 59.45 kg.m 10 10 Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dµy = (cm) Ru = 130 (kg/cm2) KiĨm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max Ru W b 0.032 Víi =0,00015 (m3) W 6 59.45 => = = 396333.3 (kg/m2) =39.63 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.00015 => Thoả mÃn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : q l4 l f = tc 127EJ 250 Trong ®ã : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 100000 (kg/cm2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=18.291 (kg/cm) 50 18.291 504 => f = =0.04 cm < = 0.2 cm 250 127 10 225 =>Vậy đảm bảo yêu cầu vỊ ®é J IV.3.1.2 TÝnh nĐp ngang NĐp 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 = qván đứng 0.5 =2377.83 0.5 = 1188.82 kg/m Sơ đồ tính: Mômen lớn nẹp ngang: SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 65 §å ¸n Tèt NghiƯp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé ql 1188.82 1.52 267.51kgm 10 10 Chän nĐp ngang kÝch th-íc (12 14cm) h 12 142 W 392cm 6 KiÓm tra øng suÊt: M 26751 68.24kg / cm 130kg / cm W 392 Dut ®é vâng: M max q.l 24 128.E.J b.h3 12 143 J 2744cm 12 12 tc qvong qv l1 1829.1 0.5 914.55kG / m =9.1455 Kg/cm f f q.l24 128.E.J 9.1455 1504 128 100000 2744 0,13cm 150 400 0,375cm KÕt luËn: nÑp ngang đủ khả chịu lực 12 IV.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 truyền xuống Ptt= q nep ngang l 1188.82 1.5 1783.23 (kg) Sơ đồ tính toán: P 50 50 14 Mômen P.l 1783.23 1.0 297.21Kgm 6 Chän nĐp ®øng kÝch th-íc (12 14) cm h 12 142 W 392cm 6 KiÓm tra øng suÊt: M 29721 75.82 130kg / cm W 392 Dut ®é vâng: q.l f 48.E.J M max SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 66 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé b.h 12 143 2744cm 12 12 tc qvong q n l 914.55 1.5 1371.825kG / m =13.71825 Kg/cm J q.l 13.71825 1003 0,00104cm 48.E.J 48 100000 2744 Kết luận: nẹp đứng đủ khả chịu lực f 100 400 0,25cm IV.3.1.4 Tính căng:s Tải tác dụng: p = 2377.83Kg/m Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng căng: S = p.c = 2377.83x1.5=3566.745 kg Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu S 3566.745 F 1.877cm R 1900 Dùng căng 16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn Diện tích mặt cắt trụ: F 5x2 3.14x12 13.14m Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h đầm dùi có bán kính ảnh h-ởng R=0,75m Chiều cao bê tông đổ 4h 4Q 15 h 4.56(m) F 13.14 + áp lực bê tông t-ơi h 750 4560 3810 0,75 q1 2.4 0.75 103 1800kg / m + áp lực ngang đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: SVTH : Vn Run C 1001 MSV : 100489 67 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé 1800 0.75 1800 3.81 400 4.56 tc q = 4.56 qtt =1.3 2051.97=2667.56 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: 2051.97(kg / m ) ván khuôn thân trụ 14x14 12x12 50 3x20 Thanh căng D=16mm Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 140 140 a Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố q = 2667.56 Kg/m có gối nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn ván ql 2667.56 0.52 M max 66.69Kgm 10 10 Chọn ván đứng có tiết diện 20 cm - Mômen chống uốn: 0.032 =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 6 - M« men qu¸n tÝnh: W b b 0.033 = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) 12 12 - KiÓm tra c-êng ®é J SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 68 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé 6669 = 44.46 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 00,00015.E - KiĨm tra ®é vâng: => = qtc l 20.5197 504 0.045cm 127EJ 127 105 225 - qtc tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=20.5197 (kg/cm) l 50 [f] 0.125cm 400 400 f 0.045cm [ f ] 0.125cm f b TÝnh nÑp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 Sơ đồ tÝnh to¸n: - Chän nĐp ngang kÝch th-íc 12 2667.56 = 1333.78 Kg/m 12 cã 12 122 288cm b.h 12 123 J 1728cm 12 12 - Mômen uốn nẹp lớn là: W ql2 1333.78 1.4 261.42 Kgm 26142 kgcm 10 10 - KiÓm tra øng suÊt: M 26142 90.77kg / cm 130kg / cm W 288 - Dut ®é vâng: M max q.l 24 128.E.J qvong qvtc l1 f 2051.97 0.5 1025.985kG / m =10.25985 Kg/cm q.l 24 10.25985 1404 f 0,178cm 128.E.J 128 100000 1728 KÕt ln: nĐp ngang ®đ khả chịu lực 140 400 0,35cm c 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 truyền xuèng SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 69 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B I NGC DUNG qtt= qnepngang l Sơ đồ tính: ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé 1333.78 1.4 1867.29(kg) Chän nĐp ®øng kÝch th-íc 14 14 (cm) 14 142 W 457.3cm - M«men P.l 1867.29 1.0 M max 311.22Kgm =31122 kg.cm 6 M 31122 KiÓm tra øng suÊt: 68.055 130kg / cm W 457.3 - DuyÖt ®é vâng: q.l f 48.E.J b.h 14 143 J 3201.3cm 12 12 tc qvong q n l 1025.985 1.4 1436.38kG / m =14.3638 Kg/cm q.l 14.3638 1403 48.E.J 48 100000 3201.3 KÕt ln: nĐp ®øng đủ khả chịu lực f 0,002565cm 100 400 0,25cm d Tính căng: S = P.C Với P = 2667.56 Kg/m vµ C = 1.4 m Cã S =2667.56 x 1.4 =3734.584 Kg Diện tích căng cần thiết lµ S 3734.584 F 1.9655cm R 1900 Chän căng 16 có f = 2.01 cm2 IV.3.2.2 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 = 0.4T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx pd ) 1.3 0.5 (1.8 0.4) 1.3 0.5 1.43 (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé đầu tròn: qvtt D 1430 T 2010(Kg) 2 Tính toán vành l-ợc chịu lực kÐo T: SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 70 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG KiĨm tr a theo c«ng thøc: T F ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé Rk Trong ®ã: F: diƯn tÝch ®· gi¶m u cđa tiÕt diƯn vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm2 T 2010 => F= b 20.1cm Rk 100 Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 4cm ,b=12cm Có F= 12=48cm2 v Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân đối xứng 6x350 6x350 hl k8 k7 k6 k5 trô T1 k4 k3 k2 k1 k0 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 hl trô T2 v.1 Nguyên lý ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng thi công kết cấu nhịp đốt đối xứng qua trụ Các đốt dầm đ-ợc ®óc theo s¬ ®å mót thõa ®èi xøng qua trơ làm xong đốt căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành sớm bê tông non nên dễ gây cố ảnh h-ởng từ biến co ngót lớn Công nghệ thi công hẫng có -u điểm sử dụng dàn giáo, cã thĨ thiÕt kÕ kÕt cÊu nhÞp cã chiÕu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên hình hộp, chữ nhật v.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công Trong trình thi công đúc hẫng khối đúc đỉnh trụ, tải trọng tác động lên bên cánh hẫng không đ-ợc đặt đối xứng gây ổn định, kết cấu có xu h-ớng lập quanh tim trụ theo ph-ơng dọc cầu Chính thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng suốt trình thi công d-ới tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Biện pháp thực neo tạm cánh hẫng vào thân trụ đà thi công PC bar, cốt thép c-ờng độ cao, đà đ-ợc đặt sẵn thân trụ Cần phải tính toán neo tạm sở cân mômen điểm tất lực tác dụng lên cánh hẫng Điều kiện tổng mômen giữ neo phải lớn tổng mômen lật tải trọng gây Khi thi công đốt đúc K0 trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ Các neo tạm đ-ợc cắt bỏ sau thi công hợp long Tình tính toán ổn định cánh hẫng trình thi công đúc đốt hẫng cuối K8, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông -ớt K8 bên cánh hẫng bị rơi Các tải trọng đặt không cân cánh hẫng + Tải trọng xe đúc đặt bên cánh hẫng P1=600KN + Tải trọng thiết bị P2=200KN đặt đầu cánh hẫng + Tải trọng gió bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m2, với bề rộng cầu 12.0m tải trọng gió phân bố mét dài cầu 7.2KN/m Tất tải trọng tác dụng thẳng đứng cân lên cánh hẫng trụ đ-ợc quy lực đứng qua tâm trụ, tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bên cánh hẫng đ-ợc quy lực đứng mômen đặc tr-ng cho tải trọng lệch tâm SVTH : Vn Run C 1001 MSV : 100489 71 Đồ án Tèt NghiÖp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIếT Kế SƠ Bộ tải trọng tập trung thiết bị P= 200KN Xe đúc P=400KN sơ đồ bố trí tải trọng Xe đúc P=400KN k8 k7 k6 k5 k4 k3 k2 k1 k0 STT k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 t¶i träng gió = 0.6KN/m2=7.2KN/m Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trình thi công Bảng thành phần lực Các lực gây lật Kí hiệu Lực đứng Cánh tay Pz (KN) đòn x(m) Tải trọng xe đúc bên cánh hẫng Lực tập trung thiết bị Tải trọng gió bên cánh hẫng Tổng Mgây lật = Mngo¹i lùc P1 P2 P3 400 200 -259.2 1059.2 36 36 -18 M«men Mx (KNm) 21600 7200 4665.6 33465.6 33465.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng thép c-ờng độ cao với đặc tr-ng nh- sau: + Đ-ờng kính DƯL : 32 mm + Khối l-ợng danh định thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C-ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + Độ dÃn dài tối thiểu: 5% + Độ tù chïng tèi ®a: 1.5% Sè thÐp dù kiÕn ( tÝnh céng cho c¶ phÝa ): nps = 24 Các phụ kiện kèm theo DƯL gồm có: + Bản đệm neo thép kích th-ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu + Cút nối DƯL Khi sử dụng thép DƯL cần l-u ý: + Không đựơc hàn DƯL để chạm mát hàn + Không đ-ợc va chạm mạnh vào gây nứt vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ ăn mòn + Chỉ thiết kế DƯL chịu kéo Bố trí thép DƯL: SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 72 §å ¸n Tèt NghiÖp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG MC ThuyÕt Minh THIÕT KÕ S¥ Bé MC A-A B-B B Chi tiet "A" I I I A I Chi tiet "B" Chi ti?t "D" Thanh DUL Ø32 1S Thanh DUL Ø32 1L Chi tiet "C" B A MC I-I Kiểm tra khả giữ ổn định cánh hẫng DƯL + Khả chống lật DƯL đ-ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả chịu kéo cđa D¦L 32 P d2 f 3.14 0.0322 1035 103 SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 832( KN ) 73 Đồ án Tèt NghiÖp GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG ThuyÕt Minh THIếT Kế SƠ Bộ y : khoảng cách từ trọng tâm thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 0.3 = 1.7 (m) + Khả chống lật : Mchống lật = 832 1.7 24 = 33945.6 (KN) > Mg©ylËt = 33465.6 (KN) => Đạt SVTH : Vn Run C 1001 MSV : 100489 74 ... kỹ thu? ??t quy mô công trình 3.1.1 Quy mô công trình Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép 3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 3.1.2.1 Quy trình thiết kế Công tác thiết kế dựa tiêu chuẩn thiết kế cầu. .. dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000 - Quy phạm thiết kế kỹ thu? ??t đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83 - Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05... 0.006m/neo ii.2 Hoạt tải thiết kế( 3.6.1.2) Hoạt tải xe ôtô mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đ-ợc đặt tên HL-93 bao gồm tổ hợp của: - Xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế - Tải trọng thiết kế Trừ tr-ờng hợp