PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đề tài: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG S23 TỈNH NGHỆ AN 1. Khái quát chung về thị trấn Hoàng Mai –Nghệ An: 1.1. Tình hình kinh tế xã hội: 1.1.1. Giới thiệu chung: Hoàng Mai là thị trấn thuộc huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An. Phía bắc giáp huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa. Phía nam giáp xã Mai Hùng huyện Quỳnh Lưu, cách Thành phố Vinh về phía Nam 70 km. Phía Đông giáp xã Quỳnh Lập và một phần Quỳnh Phương, cách cảng Đông Hồi về phía Đông 20 km. Phía Tây giáp xã Quỳnh Vinh. Thị trấn Hoàng Mai có vị trí nằm trên Quốc lộ 1A nối Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, là cửa ngõ của tỉnh Nghệ An. 1.1.2. Mục tiêu: Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Hoàng Mai có khả năng thu hút đầu tư, có tiềm năng lợi thế để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội và trở thành trung tâm kinh tế của huyện Quỳnh Lưu cũng như của tỉnh Nghệ An. Cầu thi công là cầu Hoàng Mai mới thay thế cầu cũ đã xuống cấp trầm trọng cầu bắc qua con sông Hoàng Mai thuộc tuyến quốc lộ 1A địa bàn thị trấn Hoàng Mai tỉnh Nghệ An. Nó có nhiệm vụ nối các khu vực kinh tế thuộc thị trấn Hoàng Mai. Làm cơ sở xây dựng các dự án đầu tư vào khu công nghiệp Hoàng Mai và lĩnh vực du lịch trên địa bàn. Tạo sự thuận lợi cho việc đi lại của xe cộ trên tuyến quốc lộ 1A., phát triển dân sinh kinh tế và an ninh quốc phòng trong khu vực. Từng bước thực hiện quy hoạch chung phát triển kinh tế xã hội huyện Quỳnh Lưu. Từng bước hoàn thiện mạng lưới giao thông nội thị và khu vực. 1.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội: Thị trấn Hoàng Mai là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội phía bắc của tỉnh Nghệ An, nằm trên quốc lộ 1A nối Thủ đô Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh. Vị trí này cho phép Hoàng Mai phát triển các mối quan hệ giao lưu kinh tế xã hội một cách thuận lợi với cả nước, đặc biệt là phát triển ngành thương mại, dịch vụ. Với lợi thế là trung tâm thương mại, dịch vụ, công nghiệp của huyện. Những năm qua, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật không ngừng được quan tâm đầu tư và phát triển đã làm cho bộ mặt đô thị thay đổi nhanh chóng, lực lượng lao động ngày càng tăng cả về quy mô và chất lượng, đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật không ngừng lớn mạnh là động lực lớn cho sự phát triển của thị trấn Hoàng Mai.Trang 2 1.2. Mạng lưới giao thông trong khu vực: Để cho việc giao thông trên tuyến Quốc Lộ 1A được thuân tiện và phát triển thị trấn thì việc thăm do địa chất, xây dựng cầu nối liền hai bờ là cần thiết. Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung. Trong khu vực dự án hệ thống giao thông đã và đang được xúc tiến đầu tư xây dựng, tạo thành hệ thống giao thông liên hoàn, đường kết nối với nhau bằng các đường nối với với thành phố nối với các vùng lân cận. 2. Các số liệu ban đầu: 2.1.Địa chất: Đơn vị khảo sát tiến hành khoan thăm dò tại vị trí lỗ khoan, chi tiết mặt cắt địa chất các lỗ khoan được thể hiện trong bản vẽ “MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CẦU HOÀNG MAI QUA SÔNG S23 NGHỆ AN” Lớp 1 Lớp cát hạt nhỏ, trạng thái rời rạc, có chiều dày thay đổi từ 3.5 đến 7.5m Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chât cơ bản sau Lực dính c : 0.05 kGcm2 Góc ma sát trong : 300 Dung trọng tự nhiên : 1.6 gcm3 Độ ẩm tự nhiên W % : 28 % + Trị số SPT khoảng : 410. Lớp 2 Lớp cát hạt trung lẫn sỏi sạn, trạng thái chặt vừa, có chiều dày thay đổi từ 6.0 đến 8.5m Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chất cơ bản sau: Lực dính c : 0.08 kGcm2 Góc ma sát trong : 350 Dung trọng tự nhiên : 2.1 gcm3 Độ ẩm tự nhiên W % : 22 %Trang 3 + Trị số SPT khoảng : 1030. Lớp 3 Lớp đá gốc có chiều dày vô cùng. Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chât cơ bản sau: + Góc ma sát trong : >450 + Trị số SPT : ≥ 60 2.2. Thuỷ văn: C¸c sè liÖu vÒ thuû v¨n. + MNCN : 9.70m + MNTT : 7.50m + MNTN : 4.00m + MNTC : 7.50m 2.3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình: Qui mô xây dựng : vĩnh cửu. Tần suất lũ thiết kế : p = 1%. Tải trọng thiết kế : 0,65HL93 Khổ cầu : K = 10,50 + 2x0,00 (m) Khổ thông thuyền : Sông thông thuyền cấp V 2.4. Phạm vi nghiên cứu của đồ án: + Thiết kế sơ bộ : 30 % + Thiết kế kỹ thuật : 50% + Thiết kế thi công : 20 %. 3. Các điều kiện tự nhiên của công trình: 3.1. Điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc dạng khá đối xứng, rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng. 3.2. Điều kiện địa chất: Điều kiện địa chất lòng sông được trình bày cụ thể ở phần trên 3.3. Điều kiện khí hậu thuỷ văn: 3.3.1. Điều kiện khí hậu: Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng Duyên Hải Miền Trung có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 290C. Khí hậu phân làm hai mùa rỏ rệt: Mùa khô thường kéo dài trong thời gian từ khoảng đầu tháng 2 đến tháng 8. Mùa này thường có nắng khá gay gắt , khí hậu khô hanh, đặc biệt là vào khoảng cuối tháng 6, thángTrang 4 7. Mùa mưa là những tháng còn lại trong năm, thường có mưa rét kéo dài theo từng đợt do ảnh hưởng của gió mùa đông bắc. Vào mùa mưa nước trên các dòng suối tương đối nhiều và hình thành nhiều dòng chảy lớn nhỏ khác nhau. Một số đặc điểm khí hậu của vùng: Nhiệt độ cao nhất vào khoảng tháng 7. Nhiệt độ trung bình mùa này khoảng 35oC, có khi lên dến 40oC. Nhiệt độ thấp nhất vào khoảng tháng 12, tháng1. Nhiệt độ trung bình của mùa này khoảng 17oC. Độ ẩm trung bình của vùng khoảng 80%. Với những đặc điểm về tình hình khí hậu như đã nói ở trên, thì việc thi công vào mùa mưa sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém. Do đó chỉ nên tiến hành thi công và hoàn thành công trình trong mùa khô là tốt nhất. 3.3.2 Điều kiện thuỷ văn: Sông S23 dài 10 km, Sông S23 là hợp nguồn của nhiều con suối đầu nguồn ở phía tây huyện Quỳnh Lưu, nơi đường phân thuỷ của những núi đồi giáp với Tĩnh Gia. Đặc điểm địa hình lòng sông: Khu vực cầu có lòng sông khá rộng, có nhiều vùng bãi ven sông, địa hình hai bên bờ sông thấp nên thường bị ngập khi có lũ. Dòng chảy của lòng sông biến đổi theo hai mùa rõ rệt, mùa kiệt kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8, mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 1. Trong mùa kiệt lượng nước thường thượng nguồn đổ về không nhiều và tương đối ổn định nên dòng chảy trên đoạn sông này trong mùa mưa nhỏ và ít biến đổi. Mực nước lên xuống vùng chảy xuôi, ngược là do tác động chủ yếu của thủy triều. Tuy nhiên cũng cần chú ý trong khoảng từ tháng 9 đến cuối tháng 10 hằng năm dòng chảy trên đoạn sông này thường được bổ sung một lượng nước đáng kể. Dòng chảy mùa lũ đoạn sông này khá lớn, khi có lũ hầu như cùng trũng, vùng thấp ven sông đều bị ngập hằng năm từ tháng 9 đến tháng 12, trung bình từ 3 đến 4 trận lũ, năm nhiều lũ có từ 6 đến 7 trận lũ. 3.4. Điều kiện cung ứng vật liệu: 3.4.1. Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn: Có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận lợi:Trang 5 + Đất đắp: Đất đắp có thể được vận chuyển từ các mỏ đất có chất lượng tốt trữ lượng cao tại vị trí cách khu vực khoảng 5km. Đường vận chuyển rất thuận lợi trong mọi điều kiện khí hậu thời tiết. + Đá: Đá được vận chuyển từ các mỏ cách khu vực xây dựng cầu một cách khoảng 3 km. Đá ở đây có nhiều kích cỡ khác nhau với chất lượng rất tốt và trữ lượng rất nhiều nên có thể đáp ứng cung cấp đầy đủ và nhanh chóng cho công trình trong suốt quá trình xây dựng. 3.4.2. Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh như Việt – Nhật, Việt – Úc. 3.4.3. Ximăng: Xi măng được lấy ở nhà máy xi măng Hoàng Mai cách công trường thi công khoảng 3km, là loại xi măng đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật mà công trình cần. Vấn đề cung cấp ximăng cho các công trình xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra. 3.4.4. Năng lực và máy móc thi công: Về mặt Công ty: công ty đấu thầu có đầy đủ phương tiện và thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân, kỹ sư chuyên có môn cao và dày dạn kinh nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai thác đúng tiến độ. Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những công nghệ mới về xây dựng cầu. Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về nhân lực. Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần. 3.5. Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu: Dân cư và sự phân bố dân cư: Khu vực xây dựng cầu thuộc thị trấn Hoàng Mai. Thời gian gần đây thị trấn đang được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt. Cùng với sự phát triển không ngừng về kinh tế, trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồng thời do nắm bắt kịp thời các chủ trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùng trong mấy năm gần đây tương đối ổn định. Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn. Ở gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều. Do đó trong quá trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho khu vực xây dựng cầu.Trang 6 Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì đáng lưu ý. Tình hình kinh tế Chính trị Văn hóa Xã hội của vùng: Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thu nhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên. Mức sống của người dân ngày càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng cao, điều đó yêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới để giải quyết các nhu cầu ngày càng cao của người dân. Tình hình chính trị của vùng tương đối ổn định, các phường đều có các cán bộ tuyên truyền về chính sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân dân, nhờ vậy mà lòng tin của nhân dân vào đảng ngày càng tăng cao, dân chúng ngày càng yêu nước hơn. 3.6. Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư: Sự xây dựng cây cầu mới sẽ thay thế cây cầu cũ xuống cấp nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của xe cộ trên quốc lộ 1A. Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung.Trang 7 CHƯƠNG 2:ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1. Phương án I: 1.1. Kết cấu thượng bộ: Cầu BTƯST dầm Super – T mỗi dầm dài 36m, fc = 50MPa. Mặt cắt ngang gồm 6 dầm, mỗi dầm cao1,8m, dầm căng trước được thi công theo công nghệ lắp ghép, khoảng cách dầm 1,92m +Bề rộng xe chạy :10,50m +Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 20,5m +Bề rộng toàn cầu : 11,50m +Dốc dọc toàn cầu 2% + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5 cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox; + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản; + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm; 1.2. Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu có tiết diện không thay đổi, trụ 1và trụ 8 có kích thước giống nhau. Trụ 2,7 có kích thước giống nhau. Trụ 3 và trụ 6 có kích thước giống nhau, trụ 4 và trụ 5 có kích thước giống nhau. Trụ cầu bằng BTCT fc = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5 m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm đơn giản được thi công theo công nghệ lao kéo dầm + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ + Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 2. Phương án II: 2.1. Kết cấu thượng bộ: Dầm liên tục BTCT fc = 50MPa, 3 nhịp: 75 + 100 + 75 (m), dầm dạng hộp có tiết diện thay đổi. Nhịp dẫn gồm 2 nhịp bằng dầm Super – T BTCT ƯST mỗi dầm dài 36m.Trang 8 + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox; + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản; + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cm; + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5 cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Bề rộng xe chạy : 10,50m + Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 20,5m + Dốc dọc toàn cầu 2% + Bề rộng toàn cầu :11,50m 2.2. Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu liên tục bằng BTCT fc = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm liên tục được thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 3. Phương án III: 3.1. Kết cấu thượng bộ: + Cầu dây văng dầm cứng liên tục BTCT fc = 50MPa, 3 nhịp: 78 + 160 + 78 (m) +Dầm có chiều rộng 13,50m cao 1,6m, gồm 40 đốt dài 7m và 1 đốt hợp long dài 4 m và 2 đốt Ko dài 16m + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7 cm + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 10cmTrang 9 +Bề rộng xe chạy:10,50m +Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Bề rộng bố trí hệ thống neo cáp :20,8m +Hệ thống lan can :20,5m +Dốc dọc toàn cầu 2% +Bề rộng toàn cầu :13,50m 3.2. Kết cấu hạ bộ: Với tình hình địa chất như vậy và cầu này nằm trong khu dân cư đông cho nên ta nên sử dụng cọc đóng + Tháp cầu bằng BTCT fc = 50MPa tiết diện hộp + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm liên tục được thi công theo phương pháp lắp hẫng cân bằng qua tim tháp; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Thi công tháp: đổ bêtông tại chỗ sử dụng ván khuôn trượt. + Thi công cọc: Cọc được thi công theo cô
PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đề tài: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG S23 - TỈNH NGHỆ AN Khái quát chung thị trấn Hồng Mai –Nghệ An: 1.1 Tình hình kinh tế - xã hội: 1.1.1 Giới thiệu chung: Hoàng Mai thị trấn thuộc huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An Phía bắc giáp huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa Phía nam giáp xã Mai Hùng huyện Quỳnh Lưu, cách Thành phố Vinh phía Nam 70 km Phía Đơng giáp xã Quỳnh Lập phần Quỳnh Phương, cách cảng Đông Hồi phía Đơng 20 km Phía Tây giáp xã Quỳnh Vinh Thị trấn Hồng Mai có vị trí nằm Quốc lộ 1A nối Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh, cửa ngõ tỉnh Nghệ An 1.1.2 Mục tiêu: Từ thuận lợi giao lưu đối ngoại, Hồng Mai có khả thu hút đầu tư, có tiềm lợi để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội trở thành trung tâm kinh tế huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An Cầu thi cơng cầu Hồng Mai thay cầu cũ xuống cấp trầm trọng cầu bắc qua sơng Hồng Mai thuộc tuyến quốc lộ 1A địa bàn thị trấn Hồng Mai tỉnh Nghệ An Nó có nhiệm vụ nối khu vực kinh tế thuộc thị trấn Hoàng Mai Làm sở xây dựng dự án đầu tư vào khu cơng nghiệp Hồng Mai lĩnh vực du lịch địa bàn Tạo thuận lợi cho việc lại xe cộ tuyến quốc lộ 1A., phát triển dân sinh kinh tế an ninh quốc phòng khu vực Từng bước thực quy hoạch chung phát triển kinh tế - xã hội huyện Quỳnh Lưu Từng bước hoàn thiện mạng lưới giao thông nội thị khu vực 1.1.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội: Thị trấn Hoàng Mai trung tâm trị, kinh tế, văn hố, xã hội phía bắc tỉnh Nghệ An, nằm quốc lộ 1A nối Thủ đô Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh Vị trí cho phép Hồng Mai phát triển mối quan hệ giao lưu kinh tế - xã hội cách thuận lợi với nước, đặc biệt phát triển ngành thương mại, dịch vụ Với lợi trung tâm thương mại, dịch vụ, công nghiệp huyện Những năm qua, sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật không ngừng quan tâm đầu tư phát triển làm cho mặt thị thay đổi nhanh chóng, lực lượng lao động ngày tăng quy mô chất lượng, đội ngũ cán khoa học, kỹ thuật không ngừng lớn mạnh động lực lớn cho phát triển thị trấn Hoàng Mai Trang 1.2 Mạng lưới giao thông khu vực: Để cho việc giao thông tuyến Quốc Lộ 1A thuân tiện phát triển thị trấn việc thăm địa chất, xây dựng cầu nối liền hai bờ cần thiết Cầu đáp ứng nhu cầu giao thông, trao đổi bn bán, giao lưu văn hóa vùng địa phương Từ phát triển ngành dịch vụ du lịch địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa người dân địa phương nói chung Trong khu vực dự án hệ thống giao thông xúc tiến đầu tư xây dựng, tạo thành hệ thống giao thông liên hoàn, đường kết nối với đường nối với với thành phố nối với vùng lân cận Các số liệu ban đầu: 2.1.Địa chất: Đơn vị khảo sát tiến hành khoan thăm dị vị trí lỗ khoan, chi tiết mặt cắt địa chất lỗ khoan thể vẽ “MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CẦU HỒNG MAI QUA SƠNG S23 NGHỆ AN” Lớp Lớp cát hạt nhỏ, trạng thái rời rạc, có chiều dày thay đổi từ 3.5 đến 7.5m Chỉ tiêu đặc trưng lý đất xác định qua mẫu thí nghiệm với tính chât sau Lực dính c : 0.05 kG/cm2 Góc ma sát : 300 Dung trọng tự nhiên : 1.6 g/cm3 Độ ẩm tự nhiên W % : 28 % + Trị số SPT khoảng : 4-10 Lớp Lớp cát hạt trung lẫn sỏi sạn, trạng thái chặt vừa, có chiều dày thay đổi từ 6.0 đến 8.5m Chỉ tiêu đặc trưng lý đất xác định qua mẫu thí nghiệm với tính chất sau: Lực dính c : 0.08 kG/cm2 Góc ma sát : 350 Dung trọng tự nhiên : 2.1 g/cm3 Độ ẩm tự nhiên W % : 22 % Trang + Trị số SPT khoảng : 10-30 Lớp Lớp đá gốc có chiều dày vơ Chỉ tiêu đặc trưng lý đất xác định qua mẫu thí nghiệm với tính chât sau: + Góc ma sát : >450 + Trị số SPT : ≥ 60 2.2 Thuỷ vn: -Các số liệu thuỷ văn + MNCN : 9.70m + MNTT : 7.50m + MNTN : 4.00m + MNTC : 7.50m 2.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình: Qui mơ xây dựng : vĩnh cửu Tần suất lũ thiết kế : p = 1% Tải trọng thiết kế Khổ cầu : 0,65HL-93 : K = 10,50 + 2x0,00 (m) Khổ thông thuyền : Sông thông thuyền cấp V 2.4 Phạm vi nghiên cứu đồ án: + Thiết kế sơ : 30 % + Thiết kế kỹ thuật : 50% + Thiết kế thi công : 20 % Các điều kiện tự nhiên cơng trình: 3.1 Điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc dạng đối xứng, thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng 3.2 Điều kiện địa chất: Điều kiện địa chất lịng sơng trình bày cụ thể phần 3.3 Điều kiện khí hậu - thuỷ văn: 3.3.1 Điều kiện khí hậu: Khu vực xây dựng cầu nằm vùng Duyên Hải Miền Trung có khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình năm khoảng 290C Khí hậu phân làm hai mùa rỏ rệt: Mùa khô thường kéo dài thời gian từ khoảng đầu tháng đến tháng Mùa thường có nắng gay gắt , khí hậu khô hanh, đặc biệt vào khoảng cuối tháng 6, tháng Trang Mùa mưa tháng lại năm, thường có mưa rét kéo dài theo đợt ảnh hưởng gió mùa đơng bắc Vào mùa mưa nước dòng suối tương đối nhiều hình thành nhiều dịng chảy lớn nhỏ khác Một số đặc điểm khí hậu vùng: - Nhiệt độ cao vào khoảng tháng Nhiệt độ trung bình mùa khoảng 35 oC, có lên dến 40oC - Nhiệt độ thấp vào khoảng tháng 12, tháng1 Nhiệt độ trung bình mùa khoảng 17oC - Độ ẩm trung bình vùng khoảng 80% Với đặc điểm tình hình khí hậu nói trên, việc thi cơng vào mùa mưa gặp nhiều khó khăn tốn Do nên tiến hành thi cơng hồn thành cơng trình mùa khơ tốt 3.3.2 Điều kiện thuỷ văn: Sông S23 dài 10 km, Sông S23 hợp nguồn nhiều suối đầu nguồn phía tây huyện Quỳnh Lưu, nơi đường phân thuỷ núi đồi giáp với Tĩnh Gia Đặc điểm địa hình lịng sơng: Khu vực cầu có lịng sơng rộng, có nhiều vùng bãi ven sơng, địa hình hai bên bờ sơng thấp nên thường bị ngập có lũ Dịng chảy lịng sơng biến đổi theo hai mùa rõ rệt, mùa kiệt kéo dài từ tháng đến tháng 8, mùa lũ từ tháng đến tháng Trong mùa kiệt lượng nước thường thượng nguồn đổ khơng nhiều tương đối ổn định nên dịng chảy đoạn sông mùa mưa nhỏ biến đổi Mực nước lên xuống vùng chảy xuôi, ngược tác động chủ yếu thủy triều Tuy nhiên cần ý khoảng từ tháng đến cuối tháng 10 năm dòng chảy đoạn sông thường bổ sung lượng nước đáng kể Dịng chảy mùa lũ đoạn sơng lớn, có lũ trũng, vùng thấp ven sông bị ngập năm từ tháng đến tháng 12, trung bình từ đến trận lũ, năm nhiều lũ có từ đến trận lũ 3.4 Điều kiện cung ứng vật liệu: 3.4.1 Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn: Có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu Vật liệu sử dụng cho công trình vùng cung cấp thuận lợi: Trang + Đất đắp: Đất đắp vận chuyển từ mỏ đất có chất lượng tốt trữ lượng cao vị trí cách khu vực khoảng 5km Đường vận chuyển thuận lợi điều kiện khí hậu thời tiết + Đá: Đá vận chuyển từ mỏ cách khu vực xây dựng cầu cách khoảng km Đá có nhiều kích cỡ khác với chất lượng tốt trữ lượng nhiều nên đáp ứng cung cấp đầy đủ nhanh chóng cho cơng trình suốt q trình xây dựng 3.4.2 Vật liệu thép: Sử dụng loại thép nhà máy luyện thép nước thép Thái Nguyên, Biên Hoà loại thép liên doanh Việt – Nhật, Việt – Úc 3.4.3 Ximăng: Xi măng lấy nhà máy xi măng Hồng Mai cách cơng trường thi công khoảng 3km, loại xi măng đảm bảo tiêu kỹ thuật mà cơng trình cần Vấn đề cung cấp ximăng cho cơng trình xây dựng thuận lợi, giá rẻ đảm bảo chất lượng số lượng mà u cầu cơng trình đặt 3.4.4 Năng lực máy móc thi cơng: Về mặt Cơng ty: cơng ty đấu thầu có đầy đủ phương tiện thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ cơng nhân, kỹ sư chun có mơn cao dày dạn kinh nghiệm vấn đề thiết kế xây dựng, hồn tồn đưa cơng trình vào khai thác tiến độ Đặc biệt đội ngũ kỹ sư công nhân dần tiếp cận công nghệ xây dựng cầu Mặt khác có cơng việc địi hỏi nhiều nhân cơng thuê dân cư vùng, nên thi công cơng trình khơng bị hạn chế nhân lực Cịn máy móc thiết bị thuê cần 3.5 Điều kiện kinh tế xã hội khu vực cầu: - Dân cư phân bố dân cư: Khu vực xây dựng cầu thuộc thị trấn Hoàng Mai Thời gian gần thị trấn đẩy mạnh phát triển mặt Cùng với phát triển khơng ngừng kinh tế, trình độ dân trí nâng cao rõ rệt, đồng thời nắm bắt kịp thời chủ trương nhà nước nên tình hình dân số vùng năm gần tương đối ổn định Dân cư vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn Ở gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều Do q trình thi cơng cần có biện pháp để đảm bảo mặt trật tự an ninh cho khu vực xây dựng cầu Trang Dân cư vùng chủ yếu người Kinh nên phong tục tập qn khơng có đáng lưu ý - Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội vùng: Tình hình kinh tế vùng năm gần có phát triển mạnh mẽ, thu nhập bình quân đầu người cao ngày tăng lên Mức sống người dân ngày nâng cao, kéo theo nhu cầu lại giao thông ngày tăng cao, điều yêu cầu thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cầu để giải nhu cầu ngày cao người dân Tình hình trị vùng tương đối ổn định, phường có cán tun truyền sách Đảng, giáo dục trị cho nhân dân, nhờ mà lòng tin nhân dân vào đảng ngày tăng cao, dân chúng ngày yêu nước 3.6 Hiện trạng giao thông cần thiết đầu tư: Sự xây dựng cầu thay cầu cũ xuống cấp nhằm đáp ứng nhu cầu lại xe cộ quốc lộ 1A Cầu đáp ứng nhu cầu giao thông, trao đổi bn bán, giao lưu văn hóa vùng địa phương Từ phát triển ngành dịch vụ du lịch địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa người dân địa phương nói chung Trang CHƯƠNG 2:ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU Phương án I: 1.1 Kết cấu thượng bộ: Cầu BTƯST dầm Super – T dầm dài 36m, f'c = 50MPa Mặt cắt ngang gồm dầm, dầm cao1,8m, dầm căng trước thi công theo công nghệ lắp ghép, khoảng cách dầm 1,92m +Bề rộng xe chạy :10,50m +Bề rộng lề hành : 2*0,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 2*0,5m +Bề rộng toàn cầu : 11,50m +Dốc dọc toàn cầu 2% + Các lớp mặt cầu: - Lớp tạo mui luyện 2% - Lớp phòng nước dày 0,5 cm - BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Trụ lan can thép, tay vịn Inox; + Khe co giãn cao su cốt thép bản; + Bố trí ống thoát nước ống nhựa PVC = 10cm; 1.2 Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu có tiết diện khơng thay đổi, trụ 1và trụ có kích thước giống Trụ 2,7 có kích thước giống Trụ trụ có kích thước giống nhau, trụ trụ có kích thước giống Trụ cầu BTCT f'c = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5 m, f'c = 30MPa - Giải pháp thi cơng đạo cơng trình: + Dầm đơn giản thi công theo công nghệ lao kéo dầm + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn đổ bêtông chỗ + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn đổ bêtông chỗ + Cọc thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi Phương án II: 2.1 Kết cấu thượng bộ: Dầm liên tục BTCT f'c = 50MPa, nhịp: 75 + 100 + 75 (m), dầm dạng hộp có tiết diện thay đổi Nhịp dẫn gồm nhịp dầm Super – T BTCT ƯST dầm dài 36m Trang + Trụ lan can thép, tay vịn Inox; + Khe co giãn cao su cốt thép bản; + Bố trí ống nước ống nhựa PVC = 10cm; + Các lớp mặt cầu: - Lớp tạo mui luyện 2% - Lớp phòng nước dày 0,5 cm - BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Bề rộng xe chạy : 10,50m + Bề rộng lề hành : 2*0,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 2*0,5m + Dốc dọc toàn cầu 2% + Bề rộng toàn cầu :11,50m 2.2 Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu liên tục BTCT f'c = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, f'c = 30MPa - Giải pháp thi công đạo công trình: + Dầm liên tục thi cơng theo cơng nghệ đúc hẫng cân bằng; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn đổ bêtông chỗ; + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn đổ bêtông chỗ; + Cọc thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi Phương án III: 3.1 Kết cấu thượng bộ: + Cầu dây văng dầm cứng liên tục BTCT f'c = 50MPa, nhịp: 78 + 160 + 78 (m) +Dầm có chiều rộng 13,50m cao 1,6m, gồm 40 đốt dài 7m đốt hợp long dài m đốt Ko dài 16m + Trụ lan can thép, tay vịn Inox + Các lớp mặt cầu: - Lớp tạo mui luyện 2% - Lớp phòng nước dày 0,5cm - BTN hạt mịn rải nóng dày cm + Khe co giãn cao su cốt thép + Bố trí ống thoát nước ống nhựa PVC = 10cm Trang +Bề rộng xe chạy:10,50m +Bề rộng lề hành : 2*0,00m +Bề rộng bố trí hệ thống neo cáp :2*0,8m +Hệ thống lan can :2*0,5m +Dốc dọc toàn cầu 2% +Bề rộng toàn cầu :13,50m 3.2 Kết cấu hạ bộ: Với tình hình địa chất cầu nằm khu dân cư đông ta nên sử dụng cọc đóng + Tháp cầu BTCT f'c = 50MPa tiết diện hộp + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, f'c = 30MPa - Giải pháp thi cơng đạo cơng trình: + Dầm liên tục thi công theo phương pháp lắp hẫng cân qua tim tháp; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn đổ bêtông chỗ; + Thi công tháp: đổ bêtông chỗ sử dụng ván khuôn trượt + Thi công cọc: Cọc thi công theo công nghệ cọc khoan nhồi Trang PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ -(30%) NỘI DUNG: * PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT * PHƯƠNG ÁN II: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT * PHƯƠNG ÁN III: CẦU DÂY VĂNG DẦM CỨNG BTCT Trang 11 Vào Results\ Reactions\ Reaction Foces\ Moments… để xem phản lực đáy móng mố trụ tháp Hình 3.30: Kết phản lực tổ hợp gây mố, trụ tháp cầu 3.3 Tính tốn số lượng cọc móng mố tháp: - Phản lực đáy móng mố tính đến trọng lượng thân mố: + Mố trái: 2797.4 + 1.25*7151.66 = 11736.98 (KN) + Mố phải: 2816.2 + 1.25*7151.66 = 11755.78 Trong đó: 1,25 hệ số tải trọng Số cọ : n AP với =1,6 Ptt (KN) Bảng 3.14: Bảng tính số lượng cọc móng mố tháp Cấu kiện AP (KN) Ptt (KN) N (cọc) Chọn Mố trái Mố phải Tháp Tháp 11736.98 11755.78 87326.9 87326.4 10931.37 10682.44 10482.15 10697.15 1.72 1.76 13.33 13.06 6 15 15 Bố trí cọc móng mố tháp: Từ số lượng cọc vừa tính ta tiến hành bố trí cọc móng mố tháp sau: Trang 36 505 505 505 505 225 125 275 800 275 125 225 2470 Hinh 3.31 Bố trí cọc cho trụ tháp T1 T2 500 500 150 600 125 350 125 150 1300 Hinh 3.32 Bố trí cọc cho mố M1 M2 Kiểm toán khả chịu lực dây văng: - Sử dụng chương trình MIDAS civil để tính nội lực dây văng Các tổ hợp tải trọng, hệ số tải trọng lấy phần tính tốn phản lực Hình 3.33 Biểu đồ bao lực dọc dây văng tổ hợp gây Trang 37 Ứng với loại dây cáp ta có giá trị lực căng lớn dây sau: + Đối với dây cáp 91 tao có: 3954.73 kN + Đối với dây cáp 61 tao có: 2471.70 kN + Đối với dây cáp 37 tao có: 1463.90 kN Theo khả chịu lực bó cáp ta có: + Đối với dây cáp 91 tao có đường kính danh định 15.2: 10663.4 kN + Đối với dây cáp 61 tao có đường kính danh định 15.2: 7148 kN + Đối với dây cáp 37 tao có đường kính danh định 15.2: 4335.7 kN KL: Vậy dây văng đảm bảo khả chịu lực trạng thái sử dụng Kiểm toán sơ diện tích tối thiểu tiết diện dầm chủ: Diện tích tối thiểu dầm chủ tiết diện có lực dọc lớn nhất: A k.Smax R Trong đó: + Smax: Lực dọc tính tốn lớn dầm chủ tĩnh tải hoạt tải + k = ( 3): hệ số phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ lớn lực dọc mômen uốn tiết diện, chiều cao dầm chủ tổ chức tiết diện Bất lợi chọn k = + R: Cường độ tính tốn vật liệu liệu làm dầm chủ R = fc’ = 50 (MPa) = 50000 (kN/m2) Hình 3.33 Biểu đồ bao lực dọc tổ hợp gây Trang 38 Từ biểu đồ ta có lực dọc lớn dầm chủ tổ hợp tải trọng bất lợi (Tổng tĩnh tải + Max(Hoạt tải)) gây ra: Smax = - 87326.9(KN) A≥ 𝑘.𝑆𝑚𝑎𝑥 𝑅 = 3.87326.9 50000 = 5.240 (m2) Dầm chủ tiết diện mặt cắt ngang dầm chủ có A = 9.238 (m2) > 1,198(m2): Thỏa u cầu Tính tốn cáp DƯL dầm chủ: Trong cầu dây văng việc điều chỉnh nội lực nhằm cực tiểu hóa mơmen uốn dầm cứng việc làm khơng thể bỏ qua có hiệu cao Sau điều chỉnh mômen uốn dầm, chủ yếu hoạt tải phần mômen uốn cục tĩnh tải gây Như mơmen uốn tính tốn dầm chủ: Mtt = Mcb + Mht (KN.m) Trong đó: + Mcb: Mơmen uốn cục tĩnh tải, Mcb = ql2 16 + q = (DCI + DWII) = (274.83 + 27.072) = 301.902 (KN/m) + l = (m): Chiều dài khoang dầm ql2 301.902∗72 Mcb = = = 924.57 16 16 (kN.m) + Mht: mômen uốn dầm hoạt tải Kết chương trình ứng với tổ hợp bất lợi sau (tổ hợp 4): Trang 39 Hình 3.34: Biểu đồ bao mômen hoạt tải gây Các giá trị lấy tiết diện bất lợi nhịp 1, nhịp 2, nhịp 3, tháp tháp Sơ tính tốn số bó cốt thép cần thiết chịu mơmen dương nhịp mơmen âm gối Bảng 3.15: Bảng tính mơmen uốn tính tốn lớn dầm chủ hoạt tải gây Mômen dương (kN.m) Tiết diện Mômen âm (kN.m) Mtt (kN.m) Nhịp 18640.4 18640.4 Nhịp 13228.4 13228.4 Nhịp 18782.0 18782.0 Trên tháp -3997.7 -3997.7 Trên tháp -3750.1 -3750.1 Bảng 3.16: Bảng tính mơmen uốn tính tốn tiết diện dầm chủ Nhịp MTT (kN.m) 924.57 MHT (kN.m) 18640.4 Mtt (kN.m) 19564.97 Nhịp 924.57 13228.4 14152.97 Nhịp 924.57 18782.0 19706.57 Trên tháp 924.57 -3997.7 -3073.13 Tiết diện -2825.53 Trên tháp 924.57 -3750.1 Cáp DƯL sử dụng loại OWM 19T15 (22 tao 15,2mm) theo tiêu chuẩn ASTM A416-270 (Normal) diện tích tao cáp 140mm2 Ống ghen sử dụng loại đường kính D = 100/107mm Bảng 3.17: Đặc trưng cáp DWL sử dụng Loại cáp DƯL 22 tao 15.2mm Diện tích tao (mm2) 140 Diện tích bó (mm2) 3080 Giới hạn bền fpu (MPa) 1860 Giới hạn chảy fpy (MPa) 1670 Môđun đàn hồi (MPa) 197000 Trang 40 - Điều kiện tính toán: Với tiết diện tổng ứng suất lực căng trước mơmen tính tốn gây khơng lớn 0,5fc' thớ chịu nén không nhỏ thớ chịu kéo yT N'T h e'T a'T * Với bó chịu mơmen âm: (tiết diện tháp) yd Trủc trung Mmin - Ứng suất thớ trên: N' N'T e'T f tr T Wtr A M N 0 Wtr A M N A.Wtr M N A.Wtr N'T n 'b A Wtr A.e'T A (A.e'T Wtr )(f KT A bó ) Wtr Wtr - Ứng suất thớ dưới: N' N' e' f d T T T Wd A M N 0 A Wd M N A.Wd N'T A A.e T ' Wd Wd M N A.Wd n 'b A (A.e T ' Wd ).(f KT A bó ) Wd * Bó chịu mơmen dương: (tiết diện nhịp) eT NT aT yd h yT Mmax Trủc trung - Ứng suất thớ dưới: Trang 41 N N e f d T T T Wd A M max N 0 Wd A M A.Wd N N T max A A.e T Wd Wd M A.Wd N n b max A (A.e T Wd ).(f KT A bó ) Wd - Ứng suất thớ trên: N N e f tr T T T Wtr A M max N 0 Wtr A M A.Wtr N N T max A A.e T Wtr Wtr M A.Wtr N n b max A (A.e T Wtr ).(f KT A bó ) Wtr Trong đó: + N'T : Lực căng bó cốt thép DƯL chịu mơmen âm: N'T = n'b fKT.Abó + NT : Lực căng bó cốt thép DƯL chịu mơmen dương: NT = nb.fKT.Abó + e'T, eT : Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm cốt thép DƯL; + A : Diện tích tiết diện bêtơng; + M : Mơmen tải trọng tác dụng gây tiết diện tính tốn; + W : Mơmen kháng uốn tiết diện; + n'b, nb : Số bó cốt thép cần tính; + fKT : Ứng suất cho phép căng kéo cốt thép: fKT = 0,75.fpy = 1252,5MPa; + Abó : Diện tích bó cáp, Abó = 3080 mm2 Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm bó cáp đến thớ chịu kéo a’T = aT =150 (mm) Từ tim đến tim bó cáp 25cm theo chiều đứng chiều ngang +N : Lực nén dầm chủ tiết diện tính tốn tác dụng tĩnh tải (quy ước lực dọc nén dương) Bảng 3.18 Giá trị lực dọc dầm Tiết Diện Giá trị N (KN) Trang 42 N1 13626.1 N2 7543.6 N3 13618.7 NT1 32231.1 NT2 32214.7 + Tại tiết diện nhịp (đốt hợp long) dầm chủ chịu kéo + N1, N2, N3 lực dọc dầm chủ tiết diện có mơ men uốn bất lợi nhịp 1, nhịp 2, nhịp + NT1 , NT2 lực dọc dầm chủ tiết diện dầm ngang tháp tháp *) Đặc trưng hình học tiết diện mặt cắt dầm: Kết tính tốn đặc trưng hình học có từ chương trình: Bảng 3.19: Bảng đặc trưng hình học tiết diện h (m) A (m2) I (m4) ytr (m) yd (m) Wtr (m3) Wd (m3) 1.6 9.328 2.2205 0.6143 0.9857 3.6147 2.2527 Hình 3.35 Đặc trưng hình học tiết diện dầm chủ Bảng 3.20: Số bó cốt thép chịu mơ men dương tiết diện bất lợi Tiết diện Nhịp Nhịp Nhịp Trang 43 Thớ tính tốn Mmax (KN.m) N (KN) Trên Dưới Trên Dưới Trên Dưới 19564.97 19564.97 14152.97 14152.97 19706.57 19706.57 13626.1 13626.1 7543.6 7543.6 13618.7 13618.7 W (m3) A (m2) eT (m) 3.6147 9.328 0.8357 2.2527 9.328 0.8357 3.6147 9.328 0.8357 2.2527 9.328 0.8357 3.6147 9.328 0.8357 2.2527 9.328 0.8357 fKT (KN/mm2) 1.2525 1.2525 1.2525 1.2525 1.2525 1.2525 Abo (mm2) 3080 3080 3080 3080 3080 3080 Số bó tính 14.37 3.92 9.88 2.97 14.45 3.95 tốn Số bó chọn 12 12 Bảng 3.21: Số bó cốt thép chịu mơ men âm tiết diện bất lợi Tiết diện Thớ tính tốn Mmin (KN.m) N (KN) W (m3) A (m2) e'T (m) fKT (KN/mm2) Abo (mm2) Số bó tính tốn Số bó chọn Tháp Tháp Dưới 3073.13 32231.1 2.2527 9.328 0.4643 1.2525 3080 12.63 Trên 3073.13 32231.1 3.6147 9.328 0.4643 1.2525 3080 -2.87 Dưới 2825.53 32214.7 2.2527 9.328 0.4643 1.2525 3080 12.34 Trên 2825.53 32214.7 3.6147 9.328 0.4643 1.2525 3080 -2.94 6 - Bố trí cốt thép tiết diện bất lợi: + Bố trí thép DƯL tiết diện có mơ men lớn nhịp 1,3: 5x25 200 15 5x25 15 160 1350 200 Hình 3.36 Bố trí thép DƯL cho nhịp + Bố trí thép DƯL tiết diện có mơ men lớn nhịp 2: Trang 44 160 1350 3x25 15 15 3x25 200 200 Hình 3.37 Bố trí thép DƯL cho nhịp + Bố trí thép DƯL tiết diện có mơ men lớn tháp: 1350 2x25 200 200 160 15 15 2x25 Hình 3.38 Bố trí thép DƯL tháp 1, Kiểm toán tiết diện dầm chủ theo TTGH cường độ: - Bêtông đúc dầm có : f'c = 50 (MPa) (mẫu hình trụ 28 ngày); - Khối lượng thể tích bêtơng cốt thép : 2400 (KG/m3); - Môdun đàn hồi f c' 35749,53 (MPa); : E c 0.043y1,5 c - Hệ số giãn nở nhiệt : = 10,8.10-6 (1/oC) Ta quy đổi tiết diện hộp tiết diện chữ I lệch sử dụng cơng thức tính tiết diện chữ T quy trình 160 1350 200 200 130 30 1350 400 Hình 3.39 Quy đổi tiết diện MCN - Cơng thức kiểm tốn: Trang 45 Mmax Mr = .Mn Trong đó: + Mmax : Mơmen tính tốn lớn nhất; + Mr : Sức kháng uốn tính tốn; + Mn : Sức kháng uốn danh định; + : Hệ số sức kháng, theo điều 5.5.4.2 ta lấy = 0,95 * Xác định vị trí trục trung hịa: Vị trí trục trung hịa xác định xuất phát từ phương trình cân hình chiếu lên phương ngang nội lực lên MCN: (bỏ qua cốt thép thường) - Tổng lực kéo: c Tn A ps f pu 1 k d p - Tổng lực nén: Cn = 0,85.1.fc' c.bw + 0,85.1.fc' c.(b - b w ).hf - Phương trình cân bằng: Cn = Tn c A ps f pu 0,85.1.f c' (b b w ).h f k 0,85.1.f c' b w A ps f pu dp Trong đó: Aps: Diện tích thép DƯL (mm2); fpu : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn danh định thép DƯL, fpu = 1860 (MPa); fps : Ứng suất trung bình cốt thép DƯL sức kháng uốn danh định (MPa); dp: Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép DƯL (mm); fpy: Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu kéo không DƯL, fpy =1670(MPa); f'c: Cường độ quy định BT tuổi 28 ngày f'c = 50 (MPa); hf: Bề dày cánh chịu nén quy đổi, hf = 300 (mm); b: Bề rộng cánh chịu nén, (mm); Trang 46 bw: Chiều dày sườn dầm, bw = 4000 (mm); : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, với BT có cường độ > 28MPa hệ số giảm theo tỉ lệ 0,05 cho 7MPa vượt 28MPa: 1 0,85 0,05.( 50 28 ) 0,69 0,65 Khi kiểm toán ta bỏ qua tác dụng cốt thép thường: Để tính tốn chiều cao vùng nén, trước hết cần xác định trường hợp tính tốn trục trung hồ qua cánh qua sườn dầm Muốn giả thiết trục trung hoà qua mép chịu nén bỏ qua làm việc cốt thép thường tính tốn bw = b ta lập bảng tính sau: A ps f pu c 0,85 f ' c 1bw kAps f pu dp + c > hf : Trục trung hịa qua sườn dầm tính c theo tiết diện chữ T + c < hf : Trục trung hòa qua cánh dầm c tính theo tiết diện hình chữ nhật với bw = b Bảng 3.22 Xác định trục trung hòa Đại lượng fpu fpy Aps Tháp 1, 1860 1670 18480 Nhịp 1860 1670 36960 Nhịp 1860 1670 27720 Nhịp 1860 1670 36960 Đơn vị Mpa Mpa mm2 β1 0.693 0.693 0.693 0.693 mm f 'c b bw hf dp k c 50 4000 4000 1300 1450 0.284 275.99 50 13100 4000 300 1450 0.284 523.68 50 13100 4000 300 1450 0.284 403.09 50 13100 4000 300 1450 0.284 523.68 Mpa mm mm mm mm mm Dựa vào bảng ta thấy tất trường hợp trục trung hòa qua sườn dầm Vậy ta tính tốn Mn c mặt cắt chữ T Trang 47 * Sức kháng uốn danh định: Lấy tổng mômen nội lực với trọng tâm vùng nén sườn dầm: (bỏ qua cốt thép thường) a a h M n A ps f ps (d p ) 0,85.f c' (b b w ).1.h f ( f ) 2 a = c: Chiều dày khối ứng suất tương đương Trường hợp trục trung hịa qua cánh lấy b = bw fps: Ứng suất trung bình cốt thép DƯL sức kháng uốn danh định (MPa) f c f ps f pu 1 k với k 2.1,04 py f pu d p Bảng 3.23 Kết kiểm toán tiết diện dầm chủ 275.99 523.68 403.09 c 1759.5 1669.2 1713.2 fps 191.26 362.91 279.34 a 44038.1 80790.3 61396.86 Mn 41836.195 76750.785 58327.017 0.95*Mn 3073.13 19564.97 14152.97 Mu Kết luận Đạt Đạt Đạt Tổng hợp khối lượng phương án cầu dây văng: STT 10 11 12 Kết cấu DẦM CHỦ DÂY VĂNG LAN CAN TAY VỊN MẶT CẦU THÁP THÁP 523.68 1669.2 362.91 80790.3 76750.785 19706.57 Đạt mm Mpa mm kN.m kN.m kN.m Vật liệu Bêtông Thép DƯL Thép thường Thép CĐC Đơn vị m3 T T T Khối lượng 3216.568 Bêtông Thép tay vịn Thép thường BTN dày cm m3 T T m2 111 11.91 6.636 3318 Lớp phòng nước m2 3318 Bêtông Cốt thép Bêtông m3 T m3 986.98 98.698 986.98 643.31 91.55 Trang 48 13 14 15 16 17 18 19 MỐ CỌC KHOAN NHỒI BẢN GIẢM TẢI Cốt thép Bêtông Cốt thép Bêtông Cốt thép T m3 T m3 T 98.698 550.12 55.012 924.57 92.457 Bêtông m3 6.04 Cốt thép T 0.604 Trang 49 Trang 50 ... lũ thiết kế : p = 1% Tải trọng thiết kế Khổ cầu : 0,65HL-93 : K = 10,50 + 2x0,00 (m) Khổ thông thuyền : Sông thông thuyền cấp V 2.4 Phạm vi nghiên cứu đồ án: + Thiết kế sơ : 30 % + Thiết kế kỹ... m3 5.60 Cốt thép T 0.56 KẾT CẤU NHỊP 14 15 10 11 12 13 15 16 MỐ TRỤ CẦU CỌC ĐÓNG LAN CAN TAY VỊN BẢN GIẢM TẢI Trang 50 Trang 51 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DỰ... PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ -(30%) NỘI DUNG: * PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT * PHƯƠNG ÁN II: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT * PHƯƠNG ÁN III: CẦU DÂY VĂNG DẦM CỨNG BTCT Trang 11 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SƠ