T rong mục tiêu phát triển của đất nước ta đến năm 2020 trở thành một nước công nghiệp hoá hiện đại hoá, do đó nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, đặc biệt là nhu cầu phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Là một sinh viên ngành xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Duy Tân, trong 5 năm qua với sự dạy dỗ tận tình của thầy cô giáo, em luôn cố gắng học hỏi và trao dồi kiến thức chuyên môn để phục vụ cho công việc sau này, mong rằng với những kiến thức mình có được sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, với đề tài thiết kế cầu qua sông Kiến Giang, đã phần nào giúp em làm quen với công việc thiết kế một đồ án công trình cầu thực tế, vốn là công việc của một kỹ sư cầu đường. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo KS.Nguyễn Đức Hoàng đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng các kiến thức cơ bản để thực hiện một đồ án lớn nên em không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Vậy kính mong quí thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm. Cuối cùng cho phép em gửi lời biết ơn chân thành đến quí thầy cô giáo trong khoa Xây Dựng, đặc biệt là thầy KS.Nguyễn Đức Hoàng đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực hiện Lê Triệu Dũng MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG GIANH 2 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG: 2 1.1.1.Tên đề tài: 2 1.1.2.Vị trí công trình: 2 1.1.3.Số liệu ban đầu: 2 1.1.4.Quy mô và các tiêu chuẩn thiết kế: 2 1.1.5.Phạm vi nghiên cứu của đố án: 2 1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU: 3 1.2.1.Điều kiện địa hình: 3 1.2.2.Điều kiện địa chất: 3 1.2.3.Điều kiện khí hậu : 3 1.2.4.Điều kiện thuỷ văn : 3 1.3.CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU: 4 1.3.1.Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng: 4 1.3.2.Điều kiện nhân vật lực phục vụ thi công: 4 1.3.3.Tình hình kinh tế xã hội khu vực xây dựng cầu: 4 1.3.4.Sự cần thiết phải đầu tư công trình: 5 1.3.5.Đánh giá các điều kiện địa phương và đề xuất các phương án vượt sông: 6 1.3.5.1.Địa hình: 6 1.3.5.2.Địa chất: 6 1.3.5.3.Thuỷ văn: 6 1.3.5.4.Khí hậu: 6 1.3.5.5.Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị : 6 1.3.6.Giải pháp nền móng: 7 1.3.7.Giải pháp cấu tạo trụ, mố: 7 1.3.8.Sơ đồ kết cấu nhịp: 7 1.3.8.1.Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I: 5x34(m) 7 1.3.8.2.Phöông aùn 2: Caàu daàm giaûn ñôn BTCT ÖST daàm chöõ T: 4x41(m) 8 1.3.8.3.Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT: 8 1.3.9.Bố trí chung cầu, mô tả kết cấu và tính toán kiểm tra lại khẩu độ của các phương án. 9 1.3.9.1.Phương án 1:CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ I NHỊP GIẢN ĐƠN 9 1.3.9.1.1. Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 5x34(m) 9 1.3.9.1.2. Kiểm tra khẩu độ thoát nước cầu: 10 1.3.9.2.Phương án 2: CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ T NHỊP GIẢN ĐƠN 11 1.3.9.2.1.Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 4x41(m) 11 1.3.9.2.2.Tính toán kiểm tra lại khẩu độ cầu: 12 1.3.9.3.Phương án 3: CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT. 12 1.3.9.3.1.Bố trí chung cầu và mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 40+42+42+40(m) 12 1.3.9.3.2.Tính toán kiểm tra lại khẩu độ cầu: 13 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BTCT DƯL 34M NHỊP GIẢN ĐƠN 15 2.1.Tính toán khối lượng các bộ phận cầu: 15 2.1.1.Tính toán khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp: 15 2.1.1.1.Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu: 15 2.1.1.2.Tính toán khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn: 15 2.1.1.3. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: 17 2.1.2.Tính toán khối lượng mố cầu: 19 2.1.2.1.Tính toán khối lượng mố trái: 19 2.1.2.2.Tính toán khối lượng mố phải: 20 2.1.3.Tính toán khối lượng trụ cầu: 21 2.2.Tính toán bố trí cọc cho mố và trụ cầu: 22 2.2.1.Tính toán số lượng cọc bố trí cho mố: 22 2.2.1.1.Tính toán áp lực tác dụng lên mố: 22 2.2.1.2.Tính toán số lượng cọc cho mố: 25 2.2.1.2.1.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 25 2.2.1.2.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: 25 2.2.1.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mố: 27 2.2.2.Tính toán số lượng cọc cho trụ 28 2.2.2.1.Tính toán áp lực tác dụng lên trụ: 28 2.2.2.2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong trụ: 31 2.3.Đặc trưng hình học của dầm tại mặt cắt giữa nhịp: 32 2.3.1.Bề rộng cánh hữu hiệu: 32 2.3.2.Tính toán các đặc trưng hình học: 32 2.4.Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 34m: 34 2.4.1.Nội lực do tĩnh tải gây ra: 34 2.4.1.1.Xác định tĩnh tải: 34 2.4.1.2.Nội lực do tĩnh tải gây ra: 34 2.4.1.3.Nội lực do hoạt tải gây ra: 34 2.4.1.3.1.Xác định hệ số phân phối ngang cho dầm giữa: 34 2.4.1.3.2.Xaïc âënh hãû säú phán bäú ngang cho dáöm biãn: 36 2.4.1.3.3.Xaïc âënh hãû säú xung kêch: 37 2.4.1.3.4.Xaïc âënh näüi læûc do hoaût taíi gáy ra: 37 2.5.Tổ hợp nội lựu theo các trạng thái giới hạn: 39 2.5.1.Trạng thái giới hạn cường độ I: 40 2.5.2.Trạng thái giới hạn sử dụng: 41 2.6.Tính toán và bố trí cốt thép dự ứng lực: 41 2.6.1.Tính diện tích cốt thép dự ứng lực: 41 2.6.2.Bố trí cốt thép dự ứng lực: 42 2.7.Kiểm toán tiết diện theo trạng thái giới hạn cường độ I. 42 2.8. Bảng tổng hợp khối lượng phương án I: 45 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II: CẦU DẦM BTCT DƯL 41M NHỊP GIẢN ĐƠN CHỮ T 46 3.1.Tính toán khối lượng các bộ phận cầu: 46 3.1.1.Tính toán khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp: 46 3.1.1.1.Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu: 46 3.1.1.2.Tính toán khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn: 46 3.1.1.3.Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: 48 3.1.2.Tính toán khối lượng mố cầu: 49 3.1.2.1.Tính toán khối lượng mố trái: 49 3.1.2.2.Tính toán khối lượng mố phải: 50 3.1.3.Tính toán khối lượng trụ cầu: 51 3.2.Tính toán bố trí cọc cho mố và trụ cầu: 52 3.2.1.Tính toán số lượng cọc bố trí cho mố: 52 3.2.1.1.Tính toán áp lực tác dụng lên mố: 52 3.2.1.2.Tính toán số lượng cọc cho mố: 54 3.2.1.2.1.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 54 3.2.1.2.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: 55 3.2.1.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mố: 57 3.2.2.Tính toán số lượng cọc cho trụ 58 3.2.2.1.Tính toán áp lực tác dụng lên trụ: 58 3.2.2.2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong trụ: 60 3.3. Đặc trưng hình học của dầm tại mặt cắt giữa nhịp: 61 3.3.1.Bề rộng cánh hữu hiệu: 61 3.3.2.Tính toán các đặc trưng hình học: 61 3.4.Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 41m: 63 3.4.1.Nội lực do tĩnh tải gây ra: 63 3.4.1.1.Xác định tĩnh tải: 63 3.4.1.2.Nội lực do tĩnh tải gây ra: 63 3.4.1.3.Nội lực do hoạt tải gây ra: 64 3.4.1.3.1.Xác định hệ số phân phối ngang cho dầm giữa: 64 3.4.1.3.2.Xaïc âënh hãû säú phán bäú ngang cho dáöm biãn: 65 3.4.1.3.3.Xaïc âënh hãû säú xung kêch: 66 3.4.1.3.4.Xaïc âënh näüi læûc do hoaût taíi gáy ra: 66 3.5.Tổ hợp nội lựu theo các trạng thái giới hạn: 69 3.5.1.Trạng thái giới hạn cường độ I: 70 3.5.2.Trạng thái giới hạn sử dụng: 70 3.6.Tính toán và bố trí cốt thép dự ứng lực: 71 3.6.1.Tính diện tích cốt thép dự ứng lực: 71 3.6.2.Bố trí cốt thép dự ứng lực: 71 3.7.Kiểm toán tiết diện theo trạng thái giới hạn cường độ I. 72 3.8.Bảng tổng hợp khối lượng phương án II: 75 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN III CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT 76 4.1.Tính toán khối lượng các bộ phận cầu: 76 4.1.1.Tính toán khối lượng các bộ phận trên kết cấu nhịp: 76 4.1.1.1.Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu: 76 4.1.1.2.Tính toán khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn: 76 4.1.1.3.Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:(Ta lấy dầm L = 42m để tính toán) 78 4.1.2.Tính toán khối lượng mố cầu: 79 4.1.2.1.Tính toán khối lượng mố trái: 79 4.1.2.2.Tính toán khối lượng mố phải: 80 4.1.3.Tính toán khối lượng trụ cầu: 81 4.2.Tính toán bố trí cọc cho mố và trụ cầu: 82 4.2.1.Tính toán số lượng cọc bố trí cho mố: 82 4.2.1.1.Tính toán áp lực tác dụng lên mố: 82 4.2.1.2.Tính toán số lượng cọc cho mố: 85 4.2.1.2.1.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 85 4.2.1.2.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: 85 4.2.1.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mố: 87 4.2.2.Tính toán số lượng cọc cho trụ 88 4.2.2.1.Tính toán áp lực tác dụng lên trụ: 88 4.2.2.2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong trụ: 90 4.3.Kiểm tra sức kháng uốn của dầm: 91 4.3.1.Các tải trọng tác dụng lên dầm chủ: 91 4.3.2.Các hệ số dùng trong tính toán: 92 4.3.2.1.Hệ số sức kháng: 92 4.3.2.2.Hệ số điều chỉnh tải trọng: 92 4.3.2.3.Hệ số làn xe: 92 4.3.2.4.Hệ số xung kích: 92 4.3.2.5.Xác định hệ số phân bố ngang: 92 4.3.2.5.1.Xác định hệ số phân phối ngang cho dầm giữa: 92 4.3.2.5.2.Xaïc âënh hãû säú phán bäú ngang cho dáöm biãn: 93 4.3.2.5.3. Xác định nội lực do hoạt tải gây ra: 95 4.4.Duyeät tieát dieän. 97 4.4.1.Tieát dieän thieát keá yeâu caàu: 97 4.4.1.1.Kieåm tra tæ soá momen quaùn tính: 97 4.4.1.2.Tính theo TTGH veà cöôøng ñoä: 98 4.4.1.2.1.Toå hôïp noäi löïc taùc duïng leân daàm taïi giöõa nhòp: 98 4.4.1.2.2.Caùc giai ñoaïn laøm vieäc cuûa daàm theùp lieân hôïp vôùi baûn BTCT: 98 4.4.1.2.3.Xaùc ñònh chieàu roäng coù hieäu cuûa daàm: 98 4.4.1.2.4.Xaùc ñònh caùc ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän daàm ôû caùc giai ñoaïn laøm vieäc: 99 4.4.1.2.5.Kieåm tra öùng suaát taïi meùp treân vaø meùp döôùi daàm theùp: 102 4.4.1.2.6.Kiểm tra sức kháng uốn của dầm: 102 4.5.Bảng tổng hợp khối lượng phương án III: 104 CHƯƠNG 5: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 105 5.1.Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật: 105 5.2.So sánh các phương án theo giá thành dự toán: 105 5.3.So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo: 105 5.3.1.Phương án I: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ I: 105 5.3.1.1.Ưu điểm: 105 5.3.1.2.Nhược điểm : 106 5.3.2.Phương án II: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ T: 106 5.3.2.1.Ưu điểm: 106 5.3.2.2.Nhược điểm: 106 5.3.3.Phương án III: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT. 106 5.3.3.1.Ưu điểm: 106 5.3.3.2.Nhược điểm: 107 5.4.So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng : 107 5.5.Kết luận: 107 PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT (50%) 108 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 109 6.1.Số liệu ban đầu: 109 6.2.Thiết kế dầm chủ: 110 6.2.1.Các hệ số dùng trong tính toán: 110 6.2.1.1.Hệ số làn xe: 110 6.2.1.2.Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen: 110 6.2.1.2.1.Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa: 110 6.2.1.2.2.Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men của dầm biên: 111 6.2.1.3.Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt: 112 6.2.1.3.1.Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm trong: 112 6.2.1.3.2.Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm biên: 113 6.2.1.4.Hệ số điều chỉnh tải trọng: 113 6.2.2.Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 114 6.2.2.1.Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ: 114 6.2.2.1.1.Tĩnh tải dầm chủ: 114 6.2.2.1.2.Tĩnh tải dầm ngang: 114 6.2.2.1.3.Tĩnh tải tấm đan: 114 6.2.2.1.4.Tĩnh tải bản mặt cầu: 114 6.2.2.1.5.Tĩnh tải lan can, tay vịn,cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can: 114 6.2.2.1.6.Tĩnh tải lề bộ hành, đá vĩa: 114 6.2.2.1.7.Tĩnh tải lớp mặt cầu: 114 6.2.2.2.Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt và sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng tại các mặt cắt đặc trưng: 115 6.2.2.3.Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 117 6.2.2.3.1.Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên: 117 6.2.2.3.2.Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa: 118 6.2.2.3.3.Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên: 119 6.2.2.3.4.Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa: 120 6.2.2.4.Tính nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 121 6.2.2.4.1.Mô men do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 121 6.2.2.4.2.Mô men do xe hai trục tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 122 6.2.2.4.3.Mô men do tải trọng làn tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 122 6.2.2.4.4.Mô men do tải trọng người đi tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 123 6.2.2.4.5.Tổ hợp mô men do hoạt tải tác dụng: 124 6.2.2.4.6.Lực cắt do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 124 6.2.2.4.7.Lực cắt do xe hai trục tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 125 6.2.2.4.8.Lực cắt do tải trọng làn tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 126 6.2.2.4.9.Lực cắt do tải trọng người đi tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 127 6.2.2.4.10.Tổ hợp lực cắt do hoạt tải tác dụng: 127 6.2.2.5.Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 128 6.2.2.5.1.Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm giữa: 128 6.2.2.5.2.Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm biên: 130 6.3.Tính toán bố trí cốt thép: 133 6.3.1.Chọn sơ bộ số lượng cáp dự ứng lực: 133 6.3.2.Bố trí cốt thép DƯL trong dầm: 135 6.3.3.Tính đặc trưng hình học tiết diện theo các giai đoạn làm việc: 138 6.3.3.1.Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 1: 138 6.3.3.1.1.Trường hợp 1: 138 6.3.3.1.2.Trường hợp 2: 139 6.3.3.2.Đặc trưng hình học tiết diện trong giai đoạn 2: 140 6.3.4.Tính mất mát ứng suất: 142 6.3.4.1.Mất mát do ma sát: 142 6.3.4.2.Do thiết bị neo: 145 6.3.4.3.Do co ngắn đàn hồi: 145 6.3.4.4.Do co co ngót: 146 6.3.4.5.Do từ biến của bê tông: 146 6.3.4.6.Do tự chùng của cáp DƯL: 147 6.3.4.6.1.Tại lúc truyền lực: 147 6.3.4.6.2.Sau khi truyền lực: 148 6.3.4.7.Tổng hợp các mất mát ứng suất: 148 6.4.Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng: 149 6.4.1.Kiểm tra ứng suất trong bê tông(TCN 5.9.4): 149 6.4.2.Kiểm tra điều kiện biến dạng: 153 6.4.2.1.Tính độ vồng do dự ứng lực: 153 6.4.2.2.Tính độ võng do trọng lượng dầm chủ: 154 6.4.2.3.Tính độ võng do bản mặt cầu, dầm ngang, tấm đan: 154 6.4.2.4.Tính độ võng do lan can tay vịn, cột đèn, lề bộ hành, đá vĩa: 154 6.4.2.5.Tính độ võng trọng lượng lớp phủ mặt cầu: 155 6.4.2.6.Độ vồng của dầm sau khi căng cáp: 155 6.4.2.7.Độ võng của dầm khi khai thác do tải trọng thường xuyên: 155 6.4.2.8.Độ võng của dầm khi khai thác dưới tác dụng của hoạt tải ô tô: 155 6.5.Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn cường độ I: 156 6.5.1.Kiểm tra theo điều kiện chịu uốn: 156 6.5.2.Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước: 160 6.5.3.Kiểm tra dầm theo điều kiện chịu cắt: 161 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 170 7.1.Xác định nội lưch bản mặt cầu do tính tải. 170 7.1.1.Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực: 170 7.1.2.Xác định chiều dày của bản mặt cầu: 171 7.1.3.Xác định nội lực do tĩnh tải: 171 7.1.3.1.Nội lực tại dầm 1. 173 7.1.3.2.Noäi löïc taïi nhòp 3 . 173 7.1.4.Xaùc ñònh noäi löïc do hoaït taûi xe vaø ngöôøi: 174 7.1.4.1.Xaùc ñònh beà roäng coù hieäu ñoái vôùi daàm trong : 174 7.1.4.2.Hoaït taûi do ngöôøi : 174 7.1.4.3.Hoaït taûi do xe HL93 : 175 7.1.4.3.1. Xeùt cho phaàn haãng 176 7.1.4.3.2. Xeùt cho nhòp 3: 176 7.2.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu : 178 7.2.1.Xeùt cho phaàn haãng: 178 7.2.2.Xeùt cho nhòp 3 : 178 7.2.3.Tổ hợp tải trọng: 179 7.3.Tính toán cốt thép chịu lực 179 7.3.1.Vật liệu thiết kế cho bản: 179 7.3.2.Xét mặt cắt giữa nhịp: 179 7.3.2.1.Kiểm toán mặt cắt theo điều kiện mômen kháng uốn: 179 7.3.2.2.Kiểm tra bản theo các giới hạn cốt thép: 181 7.3.3.Xét mặt cắt tại gối: 182 7.3.3.1.Kiểm toán mặt cắt theo điều kiện mômen kháng uốn: 182 7.3.3.2.Kiểm tra bản theo các giới hạn cốt thép: 183 7.4.Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng thái giới hạn sữ dụng (Kiểm toán nứt) 184 7.4.1.Kiểm tra nứt đối với mômen âm 185 7.4.2.Kiểm tra nứt đối với mômen dương 186 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ T1 188 8.1.Tải trọng và tổ hợp nội lực 188 8.1.1.Số liệu chung 188 8.1.2.Kết cấu phần trên 188 8.1.3.Số liệu Trụ 188 8.1.4.Tính toán các tải trọng tác dụng lên trụ 189 8.1.4.1.Tĩnh tải 189 8.1.4.1.1.Tĩnh tải kết cấu phần trên 189 8.1.4.1.2.Tĩnh tải kết cấu phần dưới 190 8.1.4.2.Hoạt tải 191 8.1.4.2.1.Xe tải, Xe 2 trục, Tải trọng làn: 191 8.1.4.2.2.Hoạt tải người đi (PL) 192 8.1.4.3.Lực hãm xe(BR):22TCN27205 (3.6.4) 194 8.1.4.4.Tính toán lực ly tâm (CE): 22TCN27205 (3.6.3) 194 8.1.4.5.Tính toán áp lực gió (WS) 22TCN27205 (3.8.1) 194 8.1.4.5.1.Tải trọng gió tác dụng lên công trình 196 8.1.4.5.2.Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ:(WL) 198 8.1.4.6.Tải trọng nước:(WA) 199 8.1.4.6.1.Áp lực thủy tĩnh 199 8.1.4.6.2.Lực đẩy nổi:(B) 200 8.1.4.6.3.Áp lực dòng chảy:(p) 201 8.1.4.7.Tính lực va tàu thuyền 202 8.1.5.Tổng hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng: 202 8.2.Kiểm toán mặt cắt 207 8.2.1.Kiểm toán mặt cắt xà mũ (II) 207 8.2.1.1. Xác định các tải trọng tác dụng (lên dầm biên) 208 8.2.1.1.1.Tải trọng do tĩnh tải truyền xuống dầm biên 208 8.2.1.1.2.Tải trọng do hoạt tải truyền xuống dầm biên 209 8.2.1.1.3.Tải trọng người đi truyền xuống 209 8.2.1.1.4.Tải trọng do bản thân phần hẩng của xà mũ và tường tai 209 8.2.1.2.Xác định nội lực trong xà mũ 209 8.2.1.3.Tính toán cốt thép 210 8.2.1.4.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 211 8.2.1.5.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 213 8.2.1.6.Kiểm tra nứt 215 8.2.1.7.Tính toán cốt thép đá tảng 216 8.2.2.Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng IIII 218 8.2.2.1.Tính đặc trưng hình học của mặt cắt 218 8.2.2.2.Tính toán cấu kiện chịu nén 220 8.2.2.3.Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ 224 8.2.2.4.Kiểm tra nứt: Theo điều 5.7.3.4 226 8.2.3.Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng IIIIII 227 8.2.3.1.Kiểm tra sức kháng của bệ cọc chịu tác động của một hướng 227 8.2.3.2.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 228 8.2.3.3.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 230 8.2.4.Kiểm toán mặt cắt IVIV 231 8.2.4.1.Tính đặc trưng hình học của mặt cắt 231 8.2.4.2.Tính toán cấu kiện chịu nén 233 8.2.4.3.Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ 237 8.2.4.4.Kiểm tra nứt: Theo điều 5.7.3.4 239 8.3 Tính toán móng. 240 8.3.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc 240 8.3.2. Xác định số lượng cọc cần thiết 241 PHẦN III: THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) 242 CHƯƠNG 9: THI CÔNG TRỤ SỐ 1 243 9.1.Số liệu thiết kế 243 9.2.Đặc điểm cấu tạo trụ 243 9.3.Sơ lược về đặc điểm về nơi xây dựng cầu. 244 9.3.1.Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu: 244 9.3.2.Nhân lực và máy móc: 244 9.3.3.Điều kiện địa chất thuỷ văn: 244 9.3.4.Tình hình dân cư: 245 9.3.5.Điều kiện ăn ở và sinh hoạt của công nhân: 245 9.3.6.Chọn thời gian thi công: 245 9.4.Đề xuất phương án thi công trụ 1 245 9.5.Trình tự thi công trụ 1 245 9.6.Các công tác chính trong quá trình thi công trụ: 246 9.6.1.Công tác chuẩn bị: 246 9.6.1.1.Lán trại kho bãi: 246 9.6.1.2.Nguyên vật liệu: 246 9.6.1.3.Nhân lực và máy móc: 247 9.6.2.Công tác định vị tim trụ: 247 9.6.3.Thi công cọc khoan nhồi: 248 9.6.3.1.Công tác chuẩn bị thi công: 248 9.6.3.2.Yêu cầu về vật liệu, thiết bị: 249 9.6.3.3.Thi công các công trình phụ trợ: 249 9.6.3.4.Công tác khoan tạo lỗ dùng ống vách: 250 9.6.3.5.Định vị lắp đặt ống vách: 250 9.6.3.6.Thiết bị hạ ống vách: 250 9.6.3.7.Chuẩn bị khoan: 250 9.6.3.8.Khoan lỗ: 250 9.6.3.9.Công tác cốt thép: 251 9.6.3.10.Đổ bêtông cọc theo phương pháp di chuyển thẳng đứng ống dẫn: 251 9.6.3.11.Nghiệm thu cọc khoan nhồi: 252 9.6.4.Đào đất hố móng: 252 9.6.5.Hút nước hố móng: 253 9.6.6.Nghiệm thu hố móng: 254 9.7.Thi công bệ cọc: 254 9.7.1.Trình tự thi công: 254 9.7.2.Kỹ thuật đổ bê tông: 255 9.7.3.Chọn máy đầm và máy trộn bêtông: 255 9.7.4.Tính toán ván khuôn: 256 9.7.4.1.Cấu tạo ván khuôn bệ trụ: 256 9.7.4.2.Xác định chiều cao của lớp bêtông tác dụng lên ván khuôn: 257 9.7.4.3.Xác định áp lực ngang của bêtông tươi tác dụng lên ván khuôn: 258 9.7.4.4.Tính toán thép bản của ván khuôn: 259 9.7.4.5.Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn: 261 9.8.Thi công thân trụ: 264 9.8.1.Trình tự thi công: 264 9.8.2.Chọn máy trộn bê tông: 264 9.8.3.Kỹ thuật đổ bê tông: 264 9.8.4.Tính toán ván khuôn: 265 9.8.4.1.Tính toán các ván khuôn ở phía dưới vị trí vát. 265 9.8.4.2.Tính toán các ván khuôn ở phía trên vị trí vát. 273 9.9.Thi công xà mũ: 281 9.9.1.Trình tự thi công: 281 9.9.2.Tính toán ván khuôn xà mũ: 282 9.9.2.1.Đối với ván khuôn 10: 282 9.9.2.1.1.Các tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy: 282 9.9.2.1.2.Xác định chiều cao của bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn: 283 9.9.2.1.3.Tính toán ván khuôn: 284 9.9.2.1.4.Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn: 285 9.9.2.1.5.Tính toán của khả năng chịu lực thanh chống: 286 9.9.2.2.Đối với ván khuôn 1: 286 CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 288 10.1.Trình tự thi công kết cấu nhịp: 288 10.2.Chọn giải pháp lao lắp dầm chủ: 289 10.2.1.Điều kiện để đưa ra giải pháp lao lắp: 289 10.2.2.Lao lắp dầm chủ bằng loại tổ hợp mút thừa: 290 10.2.3.Lao lắp dầm chủ bằng giá long môn: 290 10.2.4.Ưu, nhược điểm của các phương án: 291 10.2.4.1.Phương án 1: Dùng tổ hợp mút thừa 291 10.2.4.2.Phương án 2: Dùng cần trục long môn 291 10.2.5.So sánh chọn biện pháp lao lắp: 291 10.3.Công tác thi công lao lắp dầm cầu: 292 10.3.1.Trình tự lao dầm: 292 10.3.2.Tính ổn định khi lao giá 3 chân ra nhịp: 292 10.3.2.1.Ổn định khi lao dọc: 292 10.3.2.2.Ổn định khi lao ngang: 293 PHẦN IV: KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 295 CHƯƠNG 11 : CÁC MÔ HÌNH KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG 296 11.1.Khái niệm chung 296 11.1.1.Khái niệm 296 11.1.2.Phân loại 296 11.1.3.Cấu trúc 296 11.2.Mô hình kế hoạch tiến độ bằng số 297 11.3.Mô hình kế hoạch tiến độ ngang 297 11.3.1.Đặc điểm cấu tạo. 297 11.3.2.Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng. 298 11.4.Mô hình kế hoạch tiến độ xiên 299 11.4.1.Đặc điểm cấu tạo. 299 11.4.2.Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng. 300 11.5. Mô hình kế hoạch tiến độ mạng lưới 300 11.5.1.Giới thiệu chung. 300 11.5.2.Tình hình sử dụng các phương pháp lập tiến độ thi công hiện nay 301 CHƯƠNG 12 : LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ MẠNG 303 12.1.Lịch sử của phương pháp đường găng 303 12.2.Cấu tạo các phần tử của mạng, một vài định nghĩa. 304 12.2.1.Công việc (Task): 304 12.2.2.Sự kiện (Event):. 304 12.3.Các quy tắc lập sơ đồ mạng. 309 12.4.Trình tự lập sơ đồ mạng. 311 12.4.1.Thiết kế sơ đồ: đây là bước quan trọng nhất ảnh hưởng quyết định đến chất lượng mạng, nội dung chính là: 311 12.4.2.Lập kế hoạch: 313 12.5.Chuyển sơ đồ mạng ADM lên trục thời gian 313 CHƯƠNG 13: ỨNG DỤNG SƠ ĐỒ MẠNG TRONG VIỆC LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG GIANH TỈNH QUẢNG BÌNH 315 13.1.Trình tự thi công các công việc 315 13.2.Đưa công việc lên sơ đồ mạng 315 13.3.Chuyển sơ đồ mạng lên trục thời gian: 315 13.4.Vẽ biểu đồ nhân lực và máy móc 316 KẾT LUẬN 321 TÀI LIỆU THAM KHẢO 322 PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG GIANH 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1.Tên đề tài Cầu vượt Sông Kiến Giang nằm trong hạng mục công trình giao thông nối tuyến đường HCM với Quốc lộ 1A, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình. 1.1.2.Vị trí công trình Cầu qua Sông Gianh thuộc địa phận huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình cách Thị xã Ba Đồn chừng 2km về phía Nam. 1.1.3.Số liệu ban đầu Mặt cắt sông Số liệu thuỷ văn: + MNCN: +14.00M + MNTT: +7.00M + MNTN: 1.00M 1.1.4.Quy mô và các tiêu chuẩn thiết kế Tên công trình: Cầu qua Sông Gianh Quy mô xây dựng: Vĩnh cữu. Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 27205 Tải trọng thiết kế: HL93, đoàn người 3KNm Tần suất lũ thiết kế: P=1% Khẩu độ cầu: = 156m Khổ cầu: K= 8+ 2x1.5(m) Khổ thông thuyền: Sông thông thuyền: Cấp V 1.1.5.Phạm vi nghiên cứu của đố án Thiết kế sơ bộ (lập dự án khả thi): 30% Thiết kế kỹ thuật: 50% Thiết kế thi công: 20% 1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.2.1.Điều kiện địa hình Khu vực xây dựng cầu thuộc huyện vùng núi nên có địa hình rất dốc, về mùa lũ nước về rất nhanh. Hai bên có các bãi sông khá rộng rất thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng thi công cầu. 1.2.2.Điều kiện địa chất Theo số liệu khảo sát địa chất thu thập được, địa chất lòng sông tại vị trí xây dựng cầu gồm 3 lớp đất đá như sau: + Lớp 1: Cát pha màu xám, N30=35 + Lớp 2: Cát thô lẫn sỏi sạn kết cấu chặt, N30=45 + Lớp 3: Cát sỏi lẫn cuội kết cấu rất chặt, N30=50 Nhận xét : Từ số liệu địa chất cho thấy, tại khu vực xây dựng cầu địa chất gồm những lớp đất đá khá tốt, do đó ta có thể đưa ra những phương án nền móng khác nhau cho công trình cầu. 1.2.3.Điều kiện khí hậu Khu vực xây dựng chịu ảnh hưởng của vùng khi hậu Bắc Trung bộ kết hợp với gió Lào hanh khô từ phía Tây làm cho mùa khô thường kéo dài hơn. Khí hậu phân làm 2 mùa khá rõ rệt: Mùa khô: Kéo dài từ tháng 2 tới tháng 9, trong mùa này nắng kéo dài ít có mưa. Nhiêt độ trung bình vào khoảng 29oC ,nhiệt độ cao nhất có khi lên tới 36oC, nhiệt độ thấp nhất khoảng 2526oC. Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau kèm theo gió mùa
Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Lêi cảm ơn T rong mc tiờu phỏt trin ca đất nước ta đến năm 2020 trở thành nước cơng nghiệp hố đại hố, nhu cầu xây dựng sở hạ tầng trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trưởng nhanh chóng vững đất nước, đặc biệt nhu cầu phát triển mạng lưới giao thông vận tải Là sinh viên ngành xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Duy Tân, năm qua với dạy dỗ tận tình thầy giáo, em cố gắng học hỏi trao dồi kiến thức chuyên môn để phục vụ cho công việc sau này, mong với kiến thức có góp phần cơng sức nhỏ bé vào công xây dựng đất nước Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, với đề tài thiết kế cầu qua sông Kiến Giang, phần giúp em làm quen với cơng việc thiết kế đồ án cơng trình cầu thực tế, vốn công việc kỹ sư cầu đường Được hướng dẫn tận tình thầy giáo KS.Nguyễn Đức Hoàng đến em hoàn thành nhiệm vụ giao Tuy nhiên trình độ hạn chế lần vận dụng kiến thức để thực đồ án lớn nên em khơng tránh khỏi thiếu sót định Vậy kính mong q thầy thơng cảm dẫn thêm Cuối cho phép em gửi lời biết ơn chân thành đến q thầy giáo khoa Xây Dựng, đặc biệt thầy KS.Nguyễn Đức Hoàng tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực Lê Triệu Dũng Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH CẦU QUA SƠNG GIANH 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG .2 1.1.1.Tên đề tài .2 1.1.2.Vị trí cơng trình 1.1.3.Số liệu ban đầu 1.1.4.Quy mô tiêu chuẩn thiết kế 1.1.5.Phạm vi nghiên cứu đố án 1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.2.1.Điều kiện địa hình .3 1.2.2.Điều kiện địa chất 1.2.3.Điều kiện khí hậu 1.2.4.Điều kiện thuỷ văn 1.3.CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.3.1.Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng 1.3.2.Điều kiện nhân vật lực phục vụ thi công .4 1.3.3.Tình hình kinh tế - xã hội khu vực xây dựng cầu 1.3.4.Sự cần thiết phải đầu tư cơng trình 1.3.5.Đánh giá điều kiện địa phương đề xuất phương án vượt sông 1.3.6.Giải pháp móng 1.3.7.Giải pháp cấu tạo trụ, mố 1.3.8.Sơ đồ kết cấu nhịp .7 1.3.8.1.Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I: 5x34(m) 1.3.8.3.Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp BTCT 1.3.9.Bố trí chung cầu, mơ tả kết cấu tính tốn kiểm tra lại độ phương án 1.3.9.1.1 Bố trí chung cầu mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 5x34(m) 1.3.9.1.2 Kiểm tra độ thoát nước cầu 10 1.3.9.2.Phương án 2: CẦU DẦM BTCT DƯL DẦM CHỮ T NHỊP GIẢN ĐƠN 11 1.3.9.2.1.Bố trí chung cầu mô tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 4x41(m) 11 1.3.9.2.2.Tính tốn kiểm tra lại độ cầu 12 1.3.9.3.Phương án 3: CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT .12 1.3.9.3.1.Bố trí chung cầu mơ tả kết cấu: Sơ đồ cầu: 40+42+42+40(m) 12 1.3.9.3.2.Tính tốn kiểm tra lại độ cầu 13 CHƯƠNG 2: 15 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I: .15 CẦU DẦM BTCT DƯL 34M NHỊP GIẢN ĐƠN 15 2.1.Tính tốn khối lượng phận cầu 15 2.1.1.Tính toán khối lượng phận kết cấu nhịp 15 2.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu 15 2.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn 15 - Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề hành 1m dài cầu: 16 - Tổng tính tải tay vịn, lan can, cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can, ống thép, đá vĩa, lề hành rải 1m dài cầu chia cho dầm: .17 2.1.1.3 Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp 17 - Tính tải dầm chủ, dầm ngang, đan, mặt cầu rải 1m dài cầu chia cho dầm chủ: 19 2.1.2.Tính toán khối lượng mố cầu .19 2.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái 19 2.1.2.2.Tính toán khối lượng mố phải 20 Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng 2.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu 21 2.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố trụ cầu 22 CHƯƠNG 3: 46 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II: CẦU 46 DẦM BTCT DƯL 41M NHỊP GIẢN ĐƠN CHỮ T 46 3.1.Tính tốn khối lượng phận cầu 46 3.1.1.Tính tốn khối lượng phận kết cấu nhịp 46 3.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu 46 3.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn 47 - Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề hành 1m dài cầu: 48 - Tổng tính tải tay vịn, lan can, đá vĩa, bệ lan can, lề hành, cột đèn, bệ cột đèn, ống thép rải 1m dài cầu chia cho dầm: 48 3.1.1.3.Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp 48 - Tổng tính tải dầm chủ, dầm ngang, mối nối rải 1m dài cầu chia cho dầm chủ: = 50 3.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu .50 3.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái 50 3.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải 51 3.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu 52 3.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố trụ cầu 53 CHƯƠNG 78 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN III: 78 CẦU DẦM LIÊN HỢP VỚI BẢN BTCT .78 4.1.Tính tốn khối lượng phận cầu 78 4.1.1.Tính tốn khối lượng phận kết cấu nhịp 78 4.1.1.1.Tính tốn khối lượng lớp phủ mặt cầu 78 4.1.1.2.Tính tốn khối lượng lan can, tay vịn, cột đèn 78 - Trọng lượng chân lan can, đá vĩa, lề hành 1m dài cầu: 79 - Tổng tính tải tay vịn, lan can, bệ lan can, đá vĩa, lề hành, cột đèn, bệ cột đèn, ống thép rải 1m dài cầu chia cho dầm: 80 4.1.1.3.Tính tốn khối lượng kết cấu nhịp:(Ta lấy dầm L = 42m để tính tốn) 80 4.1.2.Tính tốn khối lượng mố cầu .81 4.1.2.1.Tính tốn khối lượng mố trái 81 4.1.2.2.Tính tốn khối lượng mố phải 82 4.1.3.Tính tốn khối lượng trụ cầu 83 4.2.Tính tốn bố trí cọc cho mố trụ cầu 84 4.3.Kiểm tra sức kháng uốn dầm 93 4.3.1.Các tải trọng tác dụng lên dầm chủ 93 4.3.2.Các hệ số dùng tính toán .94 4.3.2.1.Hệ số sức kháng 94 4.3.2.2.Hệ số điều chỉnh tải trọng .94 4.3.2.3.Hệ số xe 94 4.3.2.4.Hệ số xung kích .94 4.3.2.5.Xác định hệ số phân bố ngang 94 4.4.1.2.6.Kiểm tra sức kháng uốn dầm 106 CHƯƠNG 108 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN .108 5.1.Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật 108 5.2.So sánh phương án theo giá thành dự toán 108 5.3.So sánh phương án theo điều kiện thi công chế tạo .109 5.3.1.Phương án I: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ I 109 5.3.1.1.Ưu điểm .109 Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng 5.3.1.2.Nhược điểm 109 5.3.2.Phương án II: Cầu BTCT dự ứng lực dầm chữ T .109 5.3.2.1.Ưu điểm .109 5.3.2.2.Nhược điểm 110 5.3.3.Phương án III: Cầu dầm thép liên hợp BTCT .110 5.3.3.1.Ưu điểm .110 5.3.3.2.Nhược điểm 110 5.4.So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 110 5.5.Kết luận 110 CHƯƠNG 113 THIẾT KẾ DẦM CHỦ 113 6.1.Số liệu ban đầu 113 6.2.Thiết kế dầm chủ 114 Hình 6.1 : Mặt cắt dầm chủ đầu dầm dầm 114 6.2.1.Các hệ số dùng tính tốn 114 6.2.1.1.Hệ số xe 114 6.2.1.2.Phân bố hoạt tải theo mômen 114 6.2.1.2.1.Hệ số phân bố hoạt tải mômen dầm 114 6.2.1.2.2.Hệ số phân bố hoạt tải mô men dầm biên 115 6.2.1.3.Phân bố hoạt tải theo lực cắt .116 6.2.1.3.1.Hệ số phân bố hoạt tải lực cắt dầm 116 6.2.1.3.2.Hệ số phân bố hoạt tải lực cắt dầm biên 117 6.2.1.4.Hệ số điều chỉnh tải trọng 117 6.2.2.Xác định nội lực mặt cắt đặc trưng 118 6.2.2.1.Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ .118 6.2.2.1.1.Tĩnh tải dầm chủ 118 6.2.2.1.2.Tĩnh tải dầm ngang .118 6.2.2.1.3.Tĩnh tải đan 118 6.2.2.1.4.Tĩnh tải mặt cầu .118 118 6.2.2.1.5.Tĩnh tải lan can, tay vịn,cột đèn, bệ cột đèn, bệ lan can .118 6.2.2.1.6.Tĩnh tải lề hành, đá vĩa 118 6.2.2.1.7.Tĩnh tải lớp mặt cầu 118 118 Vậy: Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc chủ .118 6.2.2.2.Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng mặt cắt đặc trưng 119 6.2.2.3.Tính nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm dầm biên .121 6.2.2.3.1.Mô men tĩnh tải tác dụng lên dầm biên 121 6.2.2.3.2.Mô men tĩnh tải tác dụng lên dầm 122 6.2.2.3.3.Lực cắt tĩnh tải tác dụng lên dầm biên 123 6.2.2.3.4.Lực cắt tĩnh tải tác dụng lên dầm 124 6.2.2.4.Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm dầm biên 125 6.2.2.4.1.Mô men xe tải thiết kế tác dụng lên dầm dầm biên 125 6.2.2.4.2.Mô men xe hai trục tác dụng lên dầm dầm biên 126 6.2.2.4.3.Mô men tải trọng tác dụng lên dầm dầm biên 126 6.2.2.4.4.Mô men tải trọng người tác dụng lên dầm dầm biên 127 6.2.2.4.5.Tổ hợp mô men hoạt tải tác dụng 128 6.2.2.4.6.Lực cắt xe tải thiết kế tác dụng lên dầm dầm biên .129 6.2.2.4.7.Lực cắt xe hai trục tác dụng lên dầm dầm biên 130 6.2.2.4.8.Lực cắt tải trọng tác dụng lên dầm dầm biên .130 Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng 6.2.2.4.9.Lực cắt tải trọng người tác dụng lên dầm dầm biên.131 6.2.2.4.10.Tổ hợp lực cắt hoạt tải tác dụng 132 6.2.2.5.Tổ hợp nội lực mặt cắt đặc trưng .133 6.2.2.5.1.Tổ hợp nội lực theo TTGH mặt cắt dầm 133 6.3.Tính tốn bố trí cốt thép 137 6.3.1.Chọn sơ số lượng cáp dự ứng lực 137 6.3.2.Bố trí cốt thép DƯL dầm 139 6.3.3.Tính đặc trưng hình học tiết diện theo giai đoạn làm việc 142 6.3.3.1.Đặc trưng hình học tiết diện giai đoạn 142 6.3.3.2.Đặc trưng hình học tiết diện giai đoạn 144 6.3.4.Tính mát ứng suất 146 6.3.4.1.Mất mát ma sát .146 6.3.4.2.Do thiết bị neo .149 6.3.4.3.Do co ngắn đàn hồi 149 6.3.4.4.Do co co ngót 150 6.3.4.5.Do từ biến bê tông 150 6.3.4.6.Do tự chùng cáp DƯL 151 6.3.4.6.1.Tại lúc truyền lực 151 6.3.4.6.2.Sau truyền lực 152 6.3.4.7.Tổng hợp mát ứng suất 152 6.4.Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 153 6.4.1.Kiểm tra ứng suất bê tông(TCN 5.9.4) 153 6.4.2.Kiểm tra điều kiện biến dạng 157 6.4.2.1.Tính độ vồng dự ứng lực 158 6.4.2.2.Tính độ võng trọng lượng dầm chủ 158 6.4.2.3.Tính độ võng mặt cầu, dầm ngang, đan 158 6.4.2.4.Tính độ võng lan can tay vịn, cột đèn, lề hành, đá vĩa 159 6.4.2.5.Tính độ võng trọng lượng lớp phủ mặt cầu .159 6.4.2.6.Độ vồng dầm sau căng cáp 159 6.4.2.7.Độ võng dầm khai thác tải trọng thường xuyên 159 6.4.2.8.Độ võng dầm khai thác tác dụng hoạt tải ô tô .159 6.5.Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn cường độ I 160 6.5.1.Kiểm tra theo điều kiện chịu uốn 160 6.5.2.Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước 164 6.5.3.Kiểm tra dầm theo điều kiện chịu cắt .165 10.1.Trình tự thi công kết cấu nhịp 293 10.2.Chọn giải pháp lao lắp dầm chủ .294 10.2.1.Điều kiện để đưa giải pháp lao lắp 294 10.2.2.Lao lắp dầm chủ loại tổ hợp mút thừa .295 HÌnh 10.1 : Cấu tạo tổ hợp mút thừa 295 10.2.3.Lao lắp dầm chủ giá long môn: .295 10.2.5.So sánh chọn biện pháp lao lắp 296 10.3.Công tác thi công lao lắp dầm cầu 297 10.3.1.Trình tự lao dầm 297 10.3.2.Tính ổn định lao giá chân nhịp 297 Công việc ảo .311 Đường găng 312 Dự trữ công việc 313 Sinh viên thực hiện: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-1- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH CẦU QUA SƠNG GIANH 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1.Tên đề tài - Cầu vượt Sông Kiến Giang nằm hạng mục cơng trình giao thơng nối tuyến đường HCM với Quốc lộ 1A, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình 1.1.2.Vị trí cơng trình - Cầu qua Sơng Gianh thuộc địa phận huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình cách Thị xã Ba Đồn chừng 2km phía Nam 1.1.3.Số liệu ban đầu - Mặt cắt sông - Số liệu thuỷ văn: + MNCN: +14.00M + MNTT: +7.00M + MNTN: -1.00M 1.1.4.Quy mô tiêu chuẩn thiết kế - Tên cơng trình: Cầu qua Sơng Gianh - Quy mô xây dựng: Vĩnh cữu - Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272-05 - Tải trọng thiết kế: HL-93, đoàn người 3KN/m - Tần suất lũ thiết kế: P=1% - Khẩu độ cầu: Lo = 156m - Khổ cầu: K= 8+ 2x1.5(m) - Khổ thông thuyền: Sông thông thuyền: Cấp V 1.1.5.Phạm vi nghiên cứu đố án - Thiết kế sơ (lập dự án khả thi): 30% - Thiết kế kỹ thuật: 50% - Thiết kế thi công: 20% SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-2- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng 1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.2.1.Điều kiện địa hình Khu vực xây dựng cầu thuộc huyện vùng núi nên có địa hình dốc, mùa lũ nước nhanh Hai bên có bãi sơng rộng thuận lợi cho việc bố trí mặt thi công cầu 1.2.2.Điều kiện địa chất Theo số liệu khảo sát địa chất thu thập được, địa chất lịng sơng vị trí xây dựng cầu gồm lớp đất đá sau: + Lớp 1: Cát pha màu xám, N30=35 + Lớp 2: Cát thô lẫn sỏi sạn kết cấu chặt, N30=45 + Lớp 3: Cát sỏi lẫn cuội kết cấu chặt, N30=50 * Nhận xét : Từ số liệu địa chất cho thấy, khu vực xây dựng cầu địa chất gồm lớp đất đá tốt, ta đưa phương án móng khác cho cơng trình cầu 1.2.3.Điều kiện khí hậu Khu vực xây dựng chịu ảnh hưởng vùng hậu Bắc Trung kết hợp với gió Lào hanh khơ từ phía Tây làm cho mùa khơ thường kéo dài Khí hậu phân làm mùa rõ rệt: -Mùa khô: Kéo dài từ tháng tới tháng 9, mùa nắng kéo dài có mưa Nhiêt độ trung bình vào khoảng 29oC ,nhiệt độ cao có lên tới 36oC, nhiệt độ thấp khoảng 25-26oC -Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 10 đến tháng năm sau kèm theo gió mùa đơng Bắc làm nhiệt độ giảm, nhiêt độ trung bình vào khoảng 18-20 oC Mùa mực nước sông thường dâng cao lũ từ thượng nguồn đổ cần có biện pháp hữu hiệu để bảo vệ cơng trình mùa mưa Khu vực xây dựng tuyến có nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 28 oC, có độ ẩm trung bình năm 80% thuận lợi cho việc xây dựng cầu 1.2.4.Điều kiện thuỷ văn Khu vực có địa hình dốc nên vận tốc dịng chảy lớn mùa lũ mực nước tập trung cao, nhiên mực nước quanh năm lại thấp SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-3- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng - Các số liệu thuỷ văn khảo sát sau: + MNCN : +14.00m + MNTT : +7.00m + MNTN : -1.00 m * Nhận xét : Với đặc điểm khí tượng thủy văn khu vực nêu trên, việc thi công cầu tương đối thuận lợi, thực quanh năm Tuy nhiên mùa khơ kéo dài gần tháng nên thi công tốt vào tháng đến tháng 1.3.CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.3.1.Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng Cầu qua sông Gianh, cách thành phố Đồng Hới chừng 50 km phía Nam, huyện có đặc điểm kinh tế nơng nghiệp chính, chung quanh nơi xây dựng cơng trình vịng bán kính 50 km có nhiều nhà máy xí nghiệp xưởng phục vụ cung cấp vật liệu để thi cơng cơng trình - Cát, sỏi, sạn lấy sơng, mỏ cách vị trí xây dựng cầu chừng 15 km - Xi măng, sắt thép lấy nhà máy xí nghiệp TT Nơng trường Lệ Ninh thành phồ Đồng Hới - Đá lấy mỏ đá thuộc địa phận huyện cách chừng 15km, - Các vật liệu khác đất, gỗ lấy địa phương - Một số vật liệu phụ kiện đặc biệt lấy từ nơi khác nhập ngoại 1.3.2.Điều kiện nhân vật lực phục vụ thi cơng Đơn vị nhà thầu có đầy đủ phương tiện máy móc thiết bị phục vụ xây dựng cầu, đội ngũ cơng nhân kỹ sư có trình độ chuyên môn cao giàu kinh nghiệm, thực thi cơng nhiều cơng trình cầu với quy mơ khác Vì đưa cơng trình vào khai thác tiến độ, đặc biệt đội ngũ công nhân kỹ sư dần tiếp cận nhiều cơng nghệ xây dựng cầu 1.3.3.Tình hình kinh tế - xã hội khu vực xây dựng cầu - Vị trí xây dựng cầu nằm TX Ba Đồn nên người dân sống hai bên bờ sông Gianh đông, tỉ lệ dân số độ tuổi lao động chiếm 65% Mức sống người dân nhìn chung thấp, dân cư sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp lâm nghiệp SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-4- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng - Nông nghiệp ngành kinh tế chủ đạo chiếm tỷ trọng lớn cấu kinh tế thu hút tới 90% lực lượng lao động - Hệ thống giáo dục văn hoá xã hội: Tại thị trấn có trường phổ thơng trung học, trung tâm y tế, cấp xã có trường tiểu học trường mẫu giáo, trạm y tế, dân cư khu vực dùng điện 100% - Trong năm gần có nhiều chuyển biến tích cực mặt đời sống kinh tế, văn hoá, xã hội thay đổi nhanh mặt kinh tế, nhờ áp dụng KHCN vào sản xuất, thâm canh tăng vụ, chuyển đổi trồng vật nuôi mà đời sống người dân ngày nâng cao - Giao thông: Huyện Quảng Trạch gồm 26 xã nên có nhiều đường nối liền xã huyện với nhau, với huyện lân cận nối với Thành phố Đồng Hới, đặc biệt trục đường Hồ Chí Minh Quốc lộ 1A nên giao thơng thuận lợi cho xây dựng cầu Ngồi cịn có đường liên thơn, thị trấn phục vụ cho việc lại nhân dân vùng - Cấp nước: Sử dụng nguồn nước chỗ để thi cơng cơng trình cầu - Cấp điện: Trong vùng phủ kín mạng lưới điện quốc gia nên việc sử dụng điện phục vụ thi công cầu thuân lợi - Bưu viễn thơng: Mạng lưới thơng tin liên lạc tận thơn xóm ,hệ thống bưu điện văn hố xã ngày hồn thiện nên việc thông tin liên lạc thuận lợi 1.3.4.Sự cần thiết phải đầu tư cơng trình - Cơng trình cầu qua sơng Gianh nằm tuyến đường giao thông huyết mạch nối liền hai trung tâm kinh tế trị huyện Quảng Trạch, việc xây dựng cầu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng chiến lược phát triển kinh tế, vận chuyển hàng hóa Thị xã Ba Đồn khu vực phía Nam, đồng thời nâng cao đời sống mặt cho nhân dân Hiện tuyến đường khu vực xây dựng cầu bị xuống cấp nghiêm trọng, giao thông lại khó khăn, trạng cầu dạng cầu BTCT thường cũ (vết nứt dầm lớn, độ võng lớn…) khơng cịn đủ khả đáp ứng nhu cầu phục vụ đời sống kinh tế quốc dân nhu cầu lại người dân địa phương tương lai gần nên việc xây dựng cầu cần thiết Khi dự án hoàn thành đem lại hiệu to lớn kinh tế, xã hội - Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, văn hố, xã hội giao thơng vận tải tương lai, đáp ứng nhu cầu ngày tăng việc SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-5- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Si = maxL1-i = max(Se + Tei, Sg + Tgi, Sh + Thi, ) với S1 = • Lượt (tìm kiện găng đường xuyên mạng dài nhất, qua xác định công việc găng): Mi = minLi-n = min(Mj - Tij, Mk - Tik, Mm - Tim, ) với Mn = Sn = maxL1-n • Dự trữ kiện Dự trữ thời gian kiện khoảng thời gian chênh lệch thời điểm sớm thời điểm muộn để kiện xảy Hay có nghĩa kiện i xảy vào thời điểm nằm khoảng dự trữ kiện i Dự trữ kiện Di = Si - Mi; đó: Si thời điểm sớm để kiện i xảy Mi thời điểm sớm để kiện i xảy Dự trữ công việc Dự trữ công việc sơ đồ mạng ADM sơ đồ mạng PDM Dự trữ thời gian công việc (tiếng Anh là: Float) phân làm dạng sau: - Dự trữ toàn phần, hay dự trữ chung dự trữ tổng (total float): lượng dự trữ thời gian lớn mà cơng việc sử dụng, nhằm kéo dài thời gian thực (Duration) trì hỗn thời điểm bắt đầu nó, mà khơng ảnh hưởng đến thời hạn hồn thành dự án Trong sơ đồ mạng ADM, dự trữ toàn phần tính bằng: DTij = (Mj - Si - Tij) = Dj + DRij + Di = DS1ij + Dj = DS2ij + Di Nếu công việc dùng hết dự trữ tồn phần nó, lấy hết phần dự trữ kiện kết thúc công việc trước (các cơng việc cịn dự trữ tự do), đồng thời lấy hết phần dự trữ kiện công tác liền sau (các cơng việc cịn dự trữ độc lập) Nếu cơng việc ij gắn lên SVTH: Lê Triệu Dũng - Lớp: K13XDC Trang:-313- Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng trục thời gian theo thời điểm bắt đầu sớm (chính thời hạn sớm kiện khởi cơng i: Si), tồn dự trữ tồn phần nằm phía sau cơng việc, gọi dự trữ toàn phần khởi trước (trường hợp nên áp dụng thực tế) Nếu công việc ij gắn lên trục thời gian theo thời điểm kết thúc muộn (chính thời hạn muộn kiện kết thúc j: Mj), tồn dự trữ tồn phần nằm phía trước cơng việc (công việc bắt đầu sau sử dụng hết dự trữ), gọi dự trữ toàn phần khởi sau (trường hợp tạo nên hiệu ứng không tốt quản lý dự án gọi hiệu ứng sinh viên, hay Việt Nam gọi tình trạng "Nước đến chân nhảy") - Dự trữ tự do, hay dự trữ tự (khởi sau) (free float): phần dự trữ toàn phần, đồng thời dự trữ thời gian công việc mà công việc sử dụng khơng làm ảnh hưởng đến việc bắt đầu sớm công việc sau Dự trữ tự (khởi sau) tính bằng: DS1ij = (Sj - Si - Tij) = DTij - Dj = DRij + Di - Dự trữ độc lập, hay dự trữ tự (khởi trước) (free float): phần dự trữ toàn phần, đồng thời dự trữ thời gian công việc mà công việc sử dụng khơng phụ thuộc vào cơng việc trước (mọi công việc liền trước kết thúc muộn trước khoảng dự trữ này) Dự trữ tự (khởi trước) tính bằng: DS2ij = (Mj - Mi - Tij) = DTij - Di = DRij + Dj - Dự trữ riêng: phần dự trữ toàn phần, đồng thời phần dự trữ độc lập tự do, lượng dự trữ thời gian bé công việc mà cơng việc sử dụng khơng phụ thuộc vào cơng việc trước khơng làm ảnh hưởng tới việc bắt đầu sớm công việc sau Dự trữ riêng tính bằng: DRij = (Sj - Mi - Tij) 12.3.Các quy tắc lập sơ đồ mạng - Sơ đồ mạng phải mơ hình thống nhất, có kiện xuất phát kiện hồn thành, khơng có kiện xuất phát kiện hoàn thành trung gian t ij - Mũi tên ký hiệu công việc từ trái sang phải từ kiện i j có số nhỏ đến kiện có số lớn (i