Thiết kế cầu qua sông 094 l

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU TẠI KON TUM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG 094/L GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : CAO VĂN LÂM SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN PHÚ TÍNH LỚP : K612 GT MSSV : Kon Tum, tháng 07 năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn phát triển nay, nhu cầu xây dựng hạ tầng sở trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trưởng nhanh chóng vững đất nước, bật lên nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải Với nhận thức tầm quan trọng vấn đề trên, sinh viên ngành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Phân Hiệu Đại Học Đà Nẵng KonTum, năm qua, với dạy dỗ tận tâm thầy cô giáo khoa, em cố gắng học hỏi trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong góp phần cơng sức nhỏ bé vào cơng xây dựng đất nước Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài thiết kế cầu qua sông 094/L phần giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế công trình giao thơng để sau tốt nghiệp trường bớt bỡ ngỡ công việc Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ hạn chế lần vận dụng kiến thức để thực tổng hợp đồ án lớn nên chắn em không tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong q thầy thơng cảm dẫn thêm cho em Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn khoa thầy cô trường giảng dạy, giúp đỡ em suốt năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn thầy Cao Văn Lâm tận tình bảo hướng dẫn, với giúp đỡ bạn bè lớp để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Cuối cho em cảm ơn thầy hội đồng bảo vệ tốt nghiệp dành thời gian quý báu để đọc nhận xét cho đồ án em Em xin chân thành cảm ơn! KonTum, ngày tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Phú Tính ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÂN HIỆU ĐH ĐÀ NẴNG TẠI KONTUM Độc lập -Tự -Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT-NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CẦU – HẦM NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Phú Tính Lớp: K612GT - Khố: 2012-2017 Ngành: Xây dựng cầu đường Nội dung: - Thiết kế cầu qua sông 094/L Các số liệu ban đầu: - Các số liệu mặt cắt địa chất - Mặt cắt ngang sông - Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93 đoàn người KN/m2 - Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN272-05 - Khổ cầu: K = 10 + 2x1.5 m - Khẩu độ cầu: L0 = 140 m - Cấp sông: V Nội dung phần thuyết minh tính tốn: 3.1 Thiết kế sơ bộ: - Đề nghị tối thiểu phương án, xác định sơ khối lượng, giá thành phân tích so sánh chọn phương án 3.2 Thiết kế kỹ thuật: - Thiết kế dầm chủ theo phương dọc cầu (dầm trong, nhịp giữa) - Thiết kế mố A 3.3 Thiết kế thi công: - Thi công mố A - Thi công kết cấu nhịp - Lập tiến độ thi công kết cấu nhịp Các vẽ kèm theo: - Yêu cầu vẽ khổ A1 - Số lượng (8 -12) Cán hướng dẫn: -Cán hướng dẫn: TS Cao Văn Lâm Ngày giao nhiệm vụ: 10/04/2017 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 20/07/2017 Thơng qua mơn Ngày tháng năm 2017 TỔ TRƯỞNG BỘ MƠN ThS Phạm Kiên CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Cao Văn Lâm Kết điểm đánh giá: Ngày .tháng năm 2017 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký & ghi rõ họ tên) MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN II CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP CHƯƠNG 5: LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT - SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CHƯƠNG GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN 1.1 Các số liệu ban đầu: 1.2 Đánh giá điều kiện địa phương: 1.2.1 Điều kiện địa hình: 1.2.2 Điều kiện địa chất: 1.2.3 Điều kiện khí hậu, thủy văn: 1.2.4 Điều kiện cung ứng nguyên vật liệu, nhân lực, thiết bị: 1.2.5 Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực: 1.3 Sự cần thiết phải đầu tư: 1.4.Qui mô tiêu chuẩn thiết kế: CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 Lựa chọn kết cấu thượng 2.2 Lưa chọn kết cấu hạ 2.3 Đề xuất giải pháp kết cấu sau 2.3.1 Phương án I 2.3.1.1 Kết cấu thượng 2.3.1.2 Kết cấu hạ 2.3.2 Phương án II CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM I BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC 3.1 Giới thiệu chung phương án 3.3.1 Tĩnh tải lớp mặt cầu thiết bị 10 3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn 10 3.4 Tính tốn khối lượng mố, trụ 11 3.4.1 Khối lượng mố 11 3.4.2 Khối lượng trụ 13 3.5 Tính tốn số lượng cọc 14 3.5.1 Áp lực lớn tác dụng lên mố, trụ 15 3.5.2 Tính tốn sức chịu tải cọc bệ móng mố, trụ 16 3.5.2.1 Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu 16 3.5.2.2 Tính sức chịu tải cọc theo đất 17 3.5.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 20 3.5.3.1 Xác định số lượng cọc 20 3.5.3.2 Bố trí cọc 20 3.5.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 36 3.5.3.1 Xác định số lượng cọc 36 CHƯƠNG 39 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN 39 5.1 Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật: 39 5.2 So sánh phương án theo giá thành dự toán: 39 5.3 So sánh phương án theo điều kiện thi công chế tạo: 39 5.3.1 Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT DUL 39 5.4 So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 40 5.5 Kết luận kiến nghị : 40 THIẾT KẾ KỸ THUẬT 41 CHƯƠNG :THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 42 1.1 Phương pháp tính nội lực mặt cầu: 42 1.2 Xác định nội lực mặt cầu: 42 1.2.1 Xác định nội lực mặt cầu phần hẫng có dạng cong son: 42 1.2.1.1.Tĩnh tải rải mặt cầu phần hẫng: 42 1.2.1.2 Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu: 42 1.2.1.3.Tĩnh tải tập trung lan can: 42 1.2.1.4.Hoạt tải: 42 1.2.2 Xác định nội lực mặt cầu phần nhịp: 44 1.2.2.1 Tĩnh tải tác dụng: 44 1.2.2.2 Hoạt tải tác dụng: 44 1.3 Chọn vật liệu cho mặt cầu: 47 Với: 47 1.4.Tính tốn cốt thép bản: 47 1.4.1.Bố trí cốt thép chịu mơmen âm mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 48 1.4.2.Bố trí cốt thép chịu mơmen dương mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 49 1.4.3 Tính cốt thép phân bố: 50 Cốt thép dọc đặt đáy để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu xuống cốt chịu lực theo phương ngang 51 Chọn bố trí 51 1.5.Kiểm tra mặt cầu theo TTGH sử dụng (kiểm toán nứt): 51 1.5.1.Kiểm tra nứt mômen dương 51 1.5.2.Kiểm tra nứt mômen âm 52 CHƯƠNG 54 THIẾT KẾ DẦM CHỦ THEO PHƯƠNG DỌC CẦU 54 2.1 Số liệu thiết kế sở chọn tiết diện 54 2.1.1.Số liệu thiết kế 54 2.1.2 Chọn tiết diện dầm chủ 55 2.2 Các giai đoạn làm việc tải trọng tác dụng 55 2.2.1 Các giai đoạn làm việc 55 1.2.1.1 Giai đoạn chế tạo dầm 55 2.2.1.2 Giai đoạn thi công 55 2.2.1.3 Giai đoạn khai thác 56 2.2.2 Tải trọng tác dụng 56 1.2.2.1 Tĩnh tải rải dầm chủ 56 2.2.2.2 Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 57 2.3 Nội lực tổ hợp nội lực 57 2.3.1.Tính hệ số Kg 57 2.3.2 Hệ số phân bố ngang mô men dầm 58 2.3.3 Hệ số phân bố ngang lực cắt dầm 58 2.3.4 Hệ số phân bố ngang cho tải trọng người 59 2.3.5 Tính tốn nội lực dầm chủ tỉnh tải 59 2.3.5.1 Mô men tỉnh tải 59 2.3.4.2.Lực cắt tĩnh tải tác dụng lên dầm 62 2.3.5 Tính tốn nội lực dầm chủ hoạt tải thiết kế 65 2.3.5.1 Các hệ số 65 - Cầu xe: m = 1,0 65 2.3.5.2 Mô men hoạt tải thiết kế 65 2.3.5.3 Lực cắt hoạt tải thiết kế (HL93x0.65) 67 2.3.6.Tổ hợp nội lực tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên dầm chủ 70 2.4 Tính tốn bố trí cốt thép DUL cho dầm chủ 70 2.4.1 Tính tốn diện tích cốt thép: 70 2.5.2 Bố trí cốt thép DƯL cho dầm chủ: 71 2.5 Tính tốn mát ứng suất 73 2.5.1 Tính đặc trưng hình học dầm chủ 73 2.5.1.1 Qui đổi tiết diện 73 2.5.1.2 Cách xác định 74 2.5.1.3 Giai đoạn 1: Đổ bê tông mặt cầu chưa đông cứng tiết diện I chịu 74 2.5.1.4 Giai đoạn 2: Bản mặt cầu đông cứng tiết diện liên hợp chịu(dầm I + mặt cầu) 75 2.5.2 Tính mát ứng suất 77 2.5.2.1 Do co ngắn đàn hồi 77 2.5.2.2 Do co co ngót 78 2.5.2.3 Do từ biến bê tông 78 2.5.2.4 Do tự chùng cáp DƯL 79 2.6.2.5 Tổng hợp mát ứng suất 80 2.6 Kiểm toán dầm chủ 80 2.6.1 kiểm toán TTGH cường độ 80 2.6.1.1 Kiểm toán cường độ uốn 80 2.6.1.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước 83 2.6.1.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt trạng thái giới hạn Cường độ I 85 2.6.2 Kiểm toán TTGH sử dụng 89 2.6.2.1 Giới hạn ứng suất bê tông 90 2.6.2.2 Kiểm tra độ võng nhịp 93 CHƯƠNG 96 THIẾT KẾ MỐ A 96 3.2.Tính tốn –thiết kế mố cầu: 96 3.2.1 Số liệu thiết kế 96 3.2.1.1: Số liệu chung 96 3.2.1.2: Số liệu kết cấu phần trên: 96 3.2.1.3: Số liệu mố 96 3.2.2: Tải trọng tác dụng lên kết cấu: 98 3.2.2.1 Tĩnh tải kế cấu nhịp tác dụng lên mố: 98 3.2.2.2 Tĩnh tải trọng lượng thân mố: 99 3.2.2.3 Hoạt tải xe ô tô (LL) tải trọng người bô (PL): 101 3.2.2.4 Lực hãm xe (BR ): 102 3.2.2.6 Lực ly tâm (CE ): 102 3.2.2.7.Tải trọng gió ( WS, WL): 102 2.2.2.8 Nội lực trọng lượng đất đắp:(EV) 103 3.2.2.9 Nội lực áp lực đất EH,LS: 104 3.2.3 Tổ hợp nội lực mặt cắt: .106 3.2.3.1 Mặt cắt A-A: 106 3.2.3.2 Mặt cắt B-B: 108 3.2.3.3.Tổ hợp nội lực mặt cắt C-C: 109 3.2.3.4.Tổ hợp nội lực mặt cắt D-D: 109 3.2.3.6.Tổ hợp nội lực mặt cắt G-G: 112 3.2.4: Chọn tính duyệt mặt cắt: 113 3.2.4.1 Tính duyệt mặt cắt B-B: 113 3.2.4.2 Tính duyệt mặt cắt C-C: 117 3.2.4.3 Tính duyệt mặt cắt D-D: 120 3.2.4.4.Kiểm toán mặt cắt F-F: 124 3.2.4.5.Kiểm toán mặt cắt G-G: 127 PHẦN : THIẾT KẾ KỸ KỸ THUẬT THI CÔNG 131 CHƯƠNG : THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG MỐ 131 1.1 Thiết kế kỹ thuật thi công mố A: 131 1.1.1.Đặc điểm khu vực xây dựng cầu: 131 1.1.1.1.Vật liệu: 131 1.1.1.2.Nhân lực máy móc: 131 1.1.1.3.Điều kiện khí hậu:(như nêu phần đầu) 132 1.1.1.4 Điều kiện ăn sinh hoạt công nhân: 132 1.1.1.5 Điều kiện giao thông liên lạc : 132 1.1.1.6 Điều kiện y tế: 132 1.1.1.7 Điều kiện ăn sinh hoạt công nhân: 132 1.1.2.Chọn thời điểm thi công mố cầu: 132 1.1.3.Đề xuất giải pháp lựa chọn giải pháp thi cơng hố móng: 132 1.1.3.1.Hố móng đào trần không chống vách: 132 1.1.3.2.Hố móng đào trần có chống vách ván lát gỗ: 133 1.1.3.3.Lựa chọn giải pháp thi cơng hố móng: 133 1.1.4.Trình tự thi cơng mố cầu bao gồm: .134 1.1.5.Kỹ thuật thi cơng hạng mục cơng trình: 134 1.1.5.1.Dọn dẹp mặt bằng, tập kết vật liệu phục vụ thi công: 134 1.1.5.2.Cơng tác định vị cơng trình cầu: 134 1.1.5.3.Thi công cọc khoan nhồi: 135 1.1.5.4.Thi công đào đất hố móng: 140 1.1.5.5 Thi cơng lớp bê tơng lót móng: 141 1.1.5.6 Thi cơng bệ móng 141 1.1.5.7 Thi công thân mố: 149 1.1.5.8.Thi công tường cánh, tường đỉnh: 150 1.1.6 Hoàn thiện mố 152 1.2.Thiết kế tổ chức thi công mố A : 153 CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 154 2.1 Điều kiện địa hình - địa chất thuỷ văn: 154 2.1.1 Điều kiện địa hình: 154 2.1.2.Điều kiện địa chất: 154 2.2 Điều kiện khí hậu - thuỷ văn: 154 2.2.1 Điều kiện khí hậu: 154 2.2.2 Điều kiện thuỷ văn: 154 2.2.3 Điều kiện dân cư: 155 2.3 Điều kiện thi công 155 2.4 Đề xuất phương án thi công: 155 2.5 Tính tốn tổ hợp dầm dẫn giá Pooc tic: 156 2.5.1 Cấu tạo tổ hợp dầm dẫn: 156 2.5.2.1 Kiểm tra lật theo phương dọc cầu: 156 2.5.2.2 Tính tốn lực kéo, lực hãm: 157 2.5.2.3 Kiểm tra lật di chuyển dầm xe goòng: 158 CHƯƠNG III 162 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG MỐ A 162 3.1.Trình tự thi công mố A: 162 3.2.Trình tự thi công mố A 163 3.3.Tiến độ thi công tổng thể 170 PHỤ LỤC I 171 TÀI LIỆU THAM KHẢO 187 Mã số TT Đơn giá Tên công tác / Diễn giải khối lượng Đơn vị Khối lượng Đơn giá Vật liệu Nhân công Thành tiền Máy T.C khuôn bê tông đúc sẵn, ván khuôn kim loại, ván khuôn dầm cầu, dầm chữ T, I Vật liệu Nhân công Máy thi công 8,164,639 14,005,556 2,412,566 121,072,042 205,547,085 1,294,446,300 860,083,584 AG.13511 Sản xuất, lắp đặt cốt thép bê tông đúc sẵn, cáp thép dự ứng lực dầm cầu, kéo sau AG.52131 Lao dầm cầu phương pháp kéo dọc, lao kéo dầm bê tông, chiều dài dầm >35 m THM TỔNG CỘNG : HẠNG MỤC 3: DẦM CẦU HM HẠNG MỤC 4: LAN CAN TAY VỊN AF.14324 Bê tông sản xuất máy trộn - đổ thủ công, bê tông lan can, gờ chắn, đá 1x2, mác 250 m3 182.76 875,343 421,164 20,576 159,977,687 76,971,933 3,760,470 AF.61321 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông chỗ, cốt thép tường, đường kính