Thiết kế cầu bình tân + có bản vẽ

PHẦN I NGHIÊM CỨU KHẢ THI CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU BÌNH TÂN SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 1.1.1Sự cần thiết đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh thành phố lớn nước ta trung tâm kinh tế đầu mối giao thông quan trọng tỉnh phía nam nước Do việc mở rộng đầu tư hệ thống giao thông quan trọng, gắn liền với phát triển kinh tế xã hội thành phố nói riêng tỉnh phía nam nói chung tạo điều kiện hội nhập với nước khu vực … 1.1.2Hiện trạng giao thông Cầu xây hoàn toàn việc giải phóng mặt thi công tốn nhiều thời gian Đa số nhà khu vực giải tỏa tường có quy mô vónh cữu tương đối dày đặc gây khó khăn cho đơn vị giải tỏa 1.2.CÁC SỐ LIỆU 1.2.1 Địa hình Địa hình khu vực tương đối đồng , lòng sông thoải dài lưu lượng tàu bè qua lại nhiều độ Độ chênh cao đáy sông bờ khoảng 7- 9m 1.2.2 Tình hình khí tượng thủy văn: Huyện nhà Bè HCM nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, hàng năm chia làm mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng đến tháng 10 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Nhiệt độ không khí: +Nhiệt độ trung bình hàng năm : 26,7oc +Nhiệt độ cao trung bình hàng năm : 32,5oc +Nhiệt đo thấp trung bình hàng năm : 23,0oc Độ ẩm không khí: + Độ ẩm trung bình hàng năm : 79,9 % + Độ ẩm trung bình vào mùa mưa : 80 ÷ 90 % + Độ ẩm trung bình vào mùa khô : 70 ÷ 80 % Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1600 mm ÷ 1800 mm lượng mưa vào mùa mưa chiếm 85% Nắng :Số trung bình cao : mùa mưa 5,4 giờ/ ngày, mùa khô giờ/ngày Gió: Hướng gió thay đổi theo mùa + Mùa khô : Đông , đông nam, nam + Mùa mưa : tây nam, nam Thủy văn: Do sông Sài Gòn chảy biển nên chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng thủy triều Theo số liệu khảo sát, MNTT: +5.90m,MNTN:+4.85m SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang Sông cấp IV : B=60 m ; Htt =7 m Địa chất : - Lớp K: Lớp đất đắp gồm đất sét màu nâu đỏ, trạng thái nửa cứng đôi chổ lẩn gạch vụn dày khoản 1.2m - Lớp 1: Bùn sét màu nâu ,xám đen ,xám xanh xen kẹp lớp cát mỏng Lớp xuất lỗ khoan với bề dầy thay đổi từ 18.3m đến 24.8m Các tiêu lý chủ yếu lớp đất sau - Dụng trọng tự nhiên γ w : 1.52 g/cm3 - Độ sệt B : 1.0 - Góc ma sát ϕ: 10’ - Lực dính C : 0.093 KG/cm2 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực yếu không thích hợp cho việc đặt móng kết mố –trụ cầu - Lớp 2: Cát hạt nhỏ màu xám ,kết cấu rời rạc Lớp với bề dầy lớp 1.1m.Các tiêu lý lớp đất sau: -Dung trọng tự nhiên γ w : 1.95 g/Cm3 - Độ sệt B : 0.3 - Góc nghỉ ướt αw : 250 -Lực dính C : 0.4 Kg/cm2 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực tương đối tốt,tuy nhiên chiều dày lớp đất mỏng không thích hợp cho việc đặt móng kết cấu mố –trụ cầu - Lớp 3: Sét màu xám xanh, trạng thái dẻo mềm.Lớp xuất hầu hết lỗ khoan với bề dày lớp thay đổi từ 1.0m đên1 4.7m Các tiêu lý chủ yếu lớp đất sau - Dung trọng tự nhiên γ w :2.01 g/cm3 - Độ sệtB : 0.50 - Góc ma sát trongϕ : 19013’ - Lực dính C : 0.256 KG/cm2 Nhận Xét:Đây lớp đất chịu lực yếu không thích hợp cho việc đặt móng kết cấu mố-trụ cầu - Lớp 4: Cát hạt thô màu xám trắng, kết cấu chặt vừa.Lớp với bề dày thay đổi từ 1.1m đến 2.9m.Các chì tiêu lý lớp sau: Nhận xét:Đây lớp đất chịu lực yếu không thích hợp cho việc đặt kết cấu mố –trụ cầu -Dung trọng tự nhiên : 1.80 g/Cm3 - Góc nghỉ ướt αw : 300 SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang - SPT : 25 -Độ sệt B : 0.3 - Lớp 5: Sét màu xám nâu vàng ,trạng thái dẽo mềm.Lớp xuất tất lỗ khoan với bề dày thay đổi từ 2.3m đến 6.2m.Các tiêu lý chủ yếu lớp đất sau: - Dung trọng tự nhiên γ w : 1.85 g/cm3 -Độ sệt : 0.59 - Góc ma sát trongϕ : - Lực dính C : 11023’ 0.325 KG/cm Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực yếu không thích hợp cho việc đặt kết cấu mố trụ cầu - Lớp 6: Cát hạt trung màu xám nhạt,lẫn sỏi sạn,kết cấu chặt.Lớp với bề dày thay đổi từ 1.0m đến 3.6m.Các tiêu lý lờp sau: - Dung trọng tự nhiên γ w : 1.98 g/cm3 -Độ sệt B : 0.2 - Góc nghỉ ướt αw : 250 -Lực dính C : 0.4 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực tốt,tuy nhiên chiều dày mỏng không thích hợp cho việc đặt kết cấu mố- trụ cầu - Lớp 7a: Sét màu xám xanh,trạng thái dẽo mềm đến dẻo cứng.Lớp xuất lỗ khoan M1,T3,T4 với bề dày thay đồi từ 2.8mđến 4.4m.Các tiêu lý chủ yếu lớp đất sau: - Dung trọng tự nhiên γ w : 1.84 g/cm3 - Độ sệt : 0.40 - Góc ma sát trongϕ : 13018’ - Lực dính C : 0.375 KG/cm2 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực yếu không thích hợp cho việc đặc kết cấu mô trụ cầu - Lớp 7b: Sét màu nâu đỏ,trạng thái cứng.Lớp xuất tất lỗ khoan với bề dày thay đổi từ 6.7m đến 10.7m.Các tiêu lý lờp đất sau: - Dung trọng tự nhiên γ w : - Độ ẩm tự nhiên W - Hệ số rỗng e0 2.09 g/cm3 : : 0.570 - Độ sệt : - Góc ma sát trongϕ : SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 19.9% 250 - Lực dính C - SPT : : 0.785 KG/cm2 từ 20-50 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực tốt đặt móng kết cấu mố trụ cầu - Lớp 8a: Cát sét màu xám trắng,vàng nhạt,trạng thái dẻo.Lớp với bề dày thay đổi từ 1.8m đến 4.2m.Các tiêu lý lớp đất sau: - Dung trọng tự nhiên γ w : 2.05 g/cm3 - Độ sệt : 0.45 - Góc ma sát trongϕ : - Lực dính C : 260 0.204 KG/cm2 Nhận xét:Đây lớp đất chịu lự c tương đối tốt ,tuy nhiên có bề dày tương đối mỏng không thích hợp cho việc đặt kết cấu móng mố trụ cầu - Lớp 8b: Cát hạt trung màu xám vàng,kết cấu chặt.Lớp xuất tất cà lỗ khoan chưa đượcbkhoan hết bề dày Bề dầy lớp khoan thay đổi từ 8.8 đến 16.2m.Các tiêu lý chủ yếu lớp đất sau - Dung trọng tự nhiên γ w : 2.02 g/cm3 - Độ sệt : 0.2 - Góc ma sát trongϕ : - Lực dính C 0.3 KG/cm2 : 270 Nhận xét : Đây lớp đất chịu lực tốt ,có chiều dày đủ lớn thích hợp cho việc đặt móng kết mố trụ cầu - Kết luận : Với đặc điểm phân bố địa tầng đặc trưng lý lớp đất nêu số kết luận sau: Đối với kết cấu móng mố trụ cầu hệ thống móng tường chắn sàn giảm tải sau mố có giải pháp móng cọc thích hợp: Đối với đøng đắp cao đầu cầu cần có giải pháp xử lýnền phần đắp caokhoản từ 1.5m trở lên để đảm bảo ổn định triệt tiêu lún Đối với đường đắp thấp cần phải có giải pháp kỷ thuật làm gia tă ng modul đàn hồi (E0) đáy kết cấu áo đường SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 1.3.QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 1.3.1 Cấp đường hai đầu cầu: +Cấp quản lý : Cấp III đồng +Cấp kỹ thuật : 60km/h +Vận tốc thiết kế 60km/h +Chiều rộng đường xe chạy 7m +Chiều rộng vóa hè 2x1.5 m Kết cấu mặt đường từ xuống sau : • Thảm BTNN hạt mịn dày : cm • Thảm BTNN hạt vừa dày : cm • Cấp phối đa dăm dày : 15 cm • Cấp phối sỏi đỏ dày : 35 cm Nền đường đắp cát, lu lèn với độ chặt đạt K > 0.95, riêng lớp tiếp xúc đáy móng đạt K > 0.98 1.3.2 Quy mô cầu: Quy mô vónh cữu 1.3.3 Các tiêu chuan kỹ thuật : - Khổ cầu : + K : 9+ 2x1.5m + Dãy lan can : 2x0.25m =0.5 m - Chiều dài nhịp Lch =75 m - Khổ thông thuyền : + Tỉnh không thông thuyền :Htt= 7m + Chiều rộng thông thuyền :B =60m - Tải trọng thiết kế : + Đoàn xe H-30, xe nặng XB-80 + Người lề hành 300Kg/Cm CHƯƠNG SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT–DUL ( 2x33m + 45m +75m +45 m +2x33 m ) 2.1 LỰA CHỌN VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU -Đảm bảo đủ khả thoát nước lòng sông -Cầu phải xây dựng phải có hướng vuông góc với dòng chảy 2.2.CÁC NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ CẦU -Đảm bảo mặt kinh tế : Thu hồi vốn nhanh , khai thác hiệu cao -Đảm bảo mặt kỹ thuật : Đảm bảo đủ khả chịu lực, thời gian khai thác lâu -Đảm bảo mặt mỹ quan : Hài hoà với công trình xung quanh 2.3.NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN LOẠI HÌNH KẾT CẤU -Đảm bảo đủ tỉnh không cầu theo cấp sông quy định Kết cấu chọn phải hài hòa với công trình xunh quanh -Tận dụng dầm DUL hay ván khuôn, cọc ván thép đúc sãn công trường 2.4.GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2.4.1 Kết cấu phần - Kết cấu nhịp : • Gồm nhịp dẫn BTCT DUL tiết diện chữ I dài 33m đúc nhà máy Mỗi nhịp dẫn I 33m có 6dầm ngang b=0.20 m, h=1.22m • Nhịp liên tục BTCT DUL có tiết diện hình hộp chiều cao hộp thay đôỉ từ 4.5m vị trí trụ T3,T4 1.6m nhịp • Cầu bố trí theo sơ đồ : 2x33m +(45m +75m+45m)+2x33m chiều dài toàn cầu Lcầu = 297m -Lớp bê tông phủ mặt cầu BTN mịn dày 5cm 2.4.2.Kết cấu phần dươí Kích thướt Mốá Mố 2: +Chiều rộng mũ mố : b = 1.60 m +chiêù cao mũ mố : h =0.30 m +Chiều dài mũ mố : l = 12.0 m +Chiều cao thân mố : h = 0.70 m +Chiều dày bệ mố : hb =2.50 m +Chiều rộng bệ mố : bb =5.00 m +Chiều dài bệ mố : lbm =12.00 m Móng mố dự kiến chọn cọc khoan nhồi đường kính φ 1.2 chiều dài cọc 45m Kích thướt trụ : Trụ T1,T6: SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang + Bề rộng mũ trụ : b = 2.40m + Chiều dài mũ trụ : L = 12.0m + Chiều cao mũ trụ : h = 1.50m + Chiều cao thân trụ : H = 4.50m + Bề rộng thân trụ (dọc cầu) : h1 = 1.80m + Chiều dày bệ trụ : hb = 2.50m + Bề rộng bệ trụ : bb = 5.0m + Chiều dài bệ trụ : Lb =12.0m Sơ bố trí cọc khoan nhồi φ 1.2 m dài 45m Trụ T2, T5: + Bề rộng mũ trụ : b = 2.40m + Chiều dài mũ trụ : L = 12.0m + Chiều cao mũ trụ : h = 1.50m + Chiều cao thân trụ : H = 7.00 m + Bề rộng thân trụ (dọc cầu) : h1 = 1.80m + Chiều dày bệ trụ : hb = 2.50m + Bề rộng bệ trụ : bb = 5.0m + Chiều dài bệ trụ : Lb =12.0m Sơ bố trí cọc khoan nhồi φ 1.2 m dài 50m Trụ T3, T4 (Không có mũ trụ) + Bề rộng thân trụ : b = 2.40m + Chiều cao thân trụ : H = 7.00m +Chiều dài thân trụ : L =5.50 m + Chiều dày bệ trụ : hb = 3.00m + Bề rộng bệ trụ : bb = 9.50m + Chiều dài bệ trụ : Lb =13.250m Sơ bố trí 12 cọc khoan nhồi φ 1.5m dài 50m 2.5.SƠ BỘ TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP, MỐ TRỤ 2.5.1Sơ tính toán dầm DuL I 33m Mỗi nhịp dẩn gồm : dầm I 33m khoảng cách hai dầm 2m dầm ngang kích thướt 20x122Cm, khoảng cách hai dầm ngang 6.44m Đặc trưng hình học :  Chiều dài toàn dầm : Ltd=33m  Chiều dài tính toán : Ltt =32.2m  Chiều cao dầm : h =1.4m Đặc trưng vật liệu: - Bêtông dầm ngang mác M 500 có Eb = 350000 kG/cm2 - Trọng lựơng bêtông γ = 2500 kG/m3 - Thép dự ứng lực : tao cáp sợi xoắn Ф 12.7 mm SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 120 160 500 170 1400 770 160 180 170 225 610 Hình 2.1: Mặtcắtchính dầm 2.5.1.1 Tính hệ số phân bố ngang a)Tính hệ số α  Đặc Trưng Mặt Cắt Tính Đổi -Kích thước phần không đổi : b1 = 2000 mm h1 =180 mm -Kích thước bầu tính đổi: b2 =500 mm 160 × 500 + × (170 × 120) h2 = F1 + × F2 = = 201 mm b2 500 -Kích thước bầu tính đổi b3=610 mm 180 × 610 + × (170 × 225) h3= F2 + × F3 = = 243 mm b3 610 -Kích thước thân daàm b4=160 mm h4= 1400 –(201+ 243) = 956 mm SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 2000 180 2000 500 201 120 160 500 160 956 1400 225 1400 170 160 770 170 180 243 170 225 610 MAË T CẮ T CHÍNH 610 MẶ T CẮ T TÍNH ĐỔ I Hình 2.2 : Đặc trưng mặt cắt tính đổi  Mô Men Quán Tính Dầm Chủ: Để tìm mô men quán tính dầm chủ ta phải tìm vị trí trục trung hòa tiết diện tương đương  Mô men tỉnh tiết diện tương đương S X = Diện tích x khoảng cách trọng tâm diện tích đến nơi chọn trục trung hoà S X = 2000 × 180 × 1490 + 500 × 201 × 1299.5 + + 160 × 956 × 721 + 610 × 243 × 121.5 S X = 795293855mm3  Vị trí trục trung hòa S 795293855 yd = X = = 1044mm FTD 761690  Moâmen quán tính trục qua trọng tâm dầm chủ 2000 × 180 500 × 2013 I DC = + 2000 × 180 × (446) + + 500 × 201 × (255.5)2 + 12 12 3 160 × 956 610 × 243 + + 160 × 956 × (323)2 + + 610 × 243 × (922.5)2 = 12 12 I DC = 7.258176x1010 + 0.6899023500x1010 + 2.760780139x1010 + 12.68740592x1010 IDC = 23.39626441 x 1010 mm4  Moâ Men Quán Tính Dầm Ngang: bxh =180 x 1220 bxh 200 x1220 IDN = = = 3.026413 x1010 mm4 12 12 Hệ số α tính theo công thức sau: 12.8 × d × a × I DC α= l × I DN α= Với: 12.8 × 200 × 644 × 23396264.41 = 0.0047 3220 × 3026413 SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 10      Tỉnh tải mặt cầu: 1.1x2.5x(0.18x12.5x33)=204.18 T Tỉnh tải lớp phủ :1.4x0.245x9x33 = 101.88 T Tỉnh tải lan can lề hành : • g lc = × (0.0012 + 0.0007) × 7.85 × 33 = 0.98T • gtru= 2x0.018x 16 = 0.576 T • ggờ đở lc = 2x 2.5x (0.3x 0.25 + 0.22x 0.35)x 33= 25.08T • ggờ đở lề = 2x 2.5x 0.22x 0.3x 33 = 10.90T • gle = 2x 2.5x1.5x 0.08x33 = 19.8T => ∑ g = 0.98 + 0.576 + 25.08 + 10.90 + 19.80 = 57.34T Hoaït tải ngøi: 1.4x 0.3x 33x 2x 1.5 =41.58 T Phản lực doHoạt tải xe H-30 tác dụng lên trụ: 32.2 m 32.2 m 1 T1 Hình 4.5: Đường ảnh hưởng phản lực gối trụ T1 Tra bảng tải trọng tương đương với L tt = 65.2 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 1.7496 T/m Hệ số xung kính: + µ =  × 32.2  tc R1 = qtd × Ω × n × β × (1 + µ ) = 1.7496 ×   × × 0.9 × = 50.70 T    R1tc = R2tc =50.70 T  Rtt = 1.4x (50.70+50.70)=141.96 T Phản lực xe XB-80 tác dụng lên trụ  Tra bảng tải trọng tương đương với L tt = 65.2 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 2.378T/m Hệ số xung kính: + µ =1 Rtc1 = qtd × Ω = 2.378 × 0.5 × 32.2 × = 38.29T Rtc2 = Rtc1 = 28.29T =>Rtt = 1.1x (38.29+38.29)= 84.24 T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc H-30 489.17+ 227.60+ 204.18+ 101.88+ 57.34+ 41.58 +141.96= 1263.71T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc HB-80 489.17+ 227.60+ 204.18+ 101.88+ 57.34+ 41.58 + 84.24 = 1205.99 T H 30 1263.71T = Max ⇒ Max = 1263.71T => Max XB 80 1205.99T SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 77 ♦ Tính toán sức chịu tải cọc: Chọn loại móng cọc đóng bêtông cốt thép có tiết diện 0.4m*0.4m, chiều sâu cọc dự kiến cắm vào lớp địa chất 7b sét màu nâu đỏ trạng thái nửa cứng l coc =36m Tính toán sức chịu tải cọc theo đất : Φ gh = m(m R F R + u ∑ m f f i hi ) • m =1:hệ số làm việc cọc đất Do cọc đóng tiết diện d=0.4m Φ = N tt 1263.71 xβ = × 1.6 = 6.69 cọc Φ0 188.64 Chọn 12 cọc dóng 40 x 40 cm với chiều dài L=36 m 4.4.3 Số lượng cọc T2: Khối lượng trụ : ΣV=164.97 m3  ncoc = SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 78       =>gtc=164.97x 2.5 = 412.42T => gtt =1.1x 444.7 = 453.67T Tỉnh tải dầm : 1.1x2.5x 6x(0.418x33) = 227.60 T Tỉnh tải mặt cầu: 1.1x2.5x(0.18x12.5x33)=204.18 T Tỉnh tải lớp phủ :1.4x0.245x9x33 = 101.88 T Tỉnh tải lan can lề hành : • g lc = × (0.0012 + 0.0007) × 7.85 × 33 = 0.98T • gtru= 2x0.018x 16 = 0.576 T • ggờ đở lc = 2x 2.5x (0.3x 0.25 + 0.22x 0.35)x 33= 25.08T • ggờ đở lề = 2x 2.5x 0.22x 0.3x 33 = 10.90T • gle = 2x 2.5x1.5x 0.08x33 = 19.8T => ∑ g = 0.98 + 0.576 + 25.08 + 10.90 + 19.80 = 57.34T Hoạt tải ngøi: 1.4x 0.3x 33x 2x 1.5 =41.58 T Phản lực doHoạt tải xe H-30 tác dụng lên trụ: 32.2 m 32.2 m 1 T1 Hình 4.6: Đường ảnh hưởng phản lực gối trụ T2 Tra bảng tải trọng tương đương với L tt = 65.2 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 1.7496 T/m Hệ số xung kính: + µ =  × 32.2  tc R1 = qtd × Ω × n × β × (1 + µ ) = 1.7496 ×   × × 0.9 × = 50.70 T    R1tc = R2tc =50.70 T  Rtt = 1.4x (50.70+50.70)=141.96 T Phản lực xe XB-80 tác dụng lên trụ  Tra bảng tải trọng tương đương với L tt = 65.2 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 2.378T/m Hệ số xung kính: + µ =1 Rtc1 = qtd × Ω = 2.378 × 0.5 × 32.2 × = 38.29T Rtc2 = Rtc1 = 28.29T =>Rtt = 1.1x (38.29+38.29)= 84.24 T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc H-30 453.67+ 227.60+ 204.18+ 101.88+ 57.34+ 41.58 +141.96= 1228.21T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc cuûa HB-80 453.67+ 227.60+ 204.18+ 101.88+ 57.34+ 41.58 + 84.24 = 1170.49 T SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 79 H 30 1228.21T = Max ⇒ Max = 1228.21T => Max XB 80 1170 49T ♦ Tính toán sức chịu tải cọc: Chọn loại móng cọc đóng bêtông cốt thép có tiết diện 0.4m*0.4m, chiều sâu cọc dự kiến cắm vào lớp địa chất 7b sét màu nâu đỏ trạng thái nửa cứng l coc =36m Tính toán sức chịu tải cọc theo đất : Φ gh = m(m R F R + u ∑ m f f i hi ) • m =1:hệ số làm việc cọc đất Do cọc đóng tiết diện d=0.4m Φ = N tt 1228.21 xβ = × 1.6 = 7.4 cọc Φ0 165.96 Chọn 12 cọc dóng 40 x 40 cm với chiều dài L=36 m ncoc = SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 80 4.4.4 Số lượng cọc T3:  Khối lượng trụ: SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 81 => Đá kê gối: 2.5x 2x6(0.8x0.8x0.15)= 2.16 T Khối lượng trụ : gtrụ = g tt+g gối =609.16+ 2.16= 611.32 T Tỉnh tải dầm : 1.1x[2.5x 6x(0.418x 0.5x 33)+  (2x1.25+ 0.15)x 0.5x 75] = 202.83 T Tỉnh tải mặt cầu: 1.1x2.5x[0.18x12.5x(0.5x  33+0.5x 75)]=334.125 T Tỉnh tải lớp phủ :1.4x0.245x9x(0.5x 33+0.5x 75) =  166.70 T Tỉnh tải lan can lề hành :  • g lc = × (0.0012 + 0.0007) × 7.85 × 54 = 1.61T • gtru= 2x0.018x 28 = 1.008 T • ggờ đở lc = 2x 2.5x (0.3x 0.25 + 0.22x 0.35)x 54= 41.04T • ggờ đở lề = 2x 2.5x 0.22x 0.3x 54 = 17.82T • gle = 2x 2.5x1.5x 0.08x54 = 32.4T => ∑ g = 1.61 + 1.008 + 41.04 + 17.82 + 32.4 = 93.88T Hoaït tải ngøi: 1.4x 0.3x 54x 2x 1.5 =68.04 T  Phản lực doHoạt tải xe H-30 tác dụng lên trụ:  32.2 m 75m 1 T1 Hình 4.7: Đường ảnh hưởng phản lực gối trụ T3 Tra bảng tải trọng tương đương với Ltt = 108 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 1.72 T/m Hệ số xung kính: + µ =  × 32.2  tc R1 = qtd × Ω × n × β × (1 + µ ) = 1.72 ×   × × 0.9 × = 49.84T T    R1tc = 1.4x 49.84= 69.78 T  × 75  tc  R = qtd × Ω × n × β × (1 + µ ) = 1.72 ×   × × 0.9 × = 116T    R2tt = 1.4x116=162.54 T  Rtt =69.78+162.54 = 232.32T Phản lực xe XB-80 tác dụng lên trụ  Tra bảng tải trọng tương đương với Ltt = 108 m, α = 0.5 (ở giữa), nội suy ta có: qtđ = 1.94T/m Hệ số xung kính: + µ =1 SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 82 Rtc1 = qtd × Ω = 1.94 × 0.5 × 32.2 × = 31.23T Rtc2 = qtd × Ω = 1.94 × 0.5 × 75 × = 72.75T =>Rtt = 1.1x (31.23+72.75)= 103.98 T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc H-30 202.83+ 334.125+166.70+ 93.88+ 68.04+ 232.32=1097.89T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc HB-80 202.83+ 334.125+166.70+ 93.88+ 68.04+103.98= 969.55T H 30 1097.89T = Max ⇒ Max = 1097.891T => Max XB 80 969.55T ♦ Tính toán sức chịu tải cọc: - Chọn loại móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc Φ = 1.20m , chiều sâu cọc dự kiến cắm vào lớp địa chất thứ 7b sét màu nâu đỏ trạng thái nửa cứng Lcọc = 42.00 m - Tính toán sức chịu tải cọc theo đất : Φ gh = m(m R F R + u ∑ m f f i hi ) đó: • m =1 (mũi cọc cắm đất cát) • mR = (hệ số điều kiện làm việc đất) • u : chu vi cọc • F : diện tích cọc • mf : phụ thuộc phương pháp thi công (tra bảng) • fi : sức kháng bên (T/m2) • : Heọ soỏ an toaứn (1.2ữ 1.6) ã R : sức kháng mũi cọc R = 0.75x βx (γ d A oK +α γ ’1 h B oK ) =0.75x 0.3025(1.09x1.2x 12.6+0.49x 42x 0.7118x 24.8) =86.16 T/m2 ϕ = 25 , β = 0.3025,γ I = 1.09T / m3 ,γ I' = 0.7118T / m3 , Với: α = 0.49, A K = 12.6, B K = 24.8 fixhi STT Z fi hi (T/m) 2.00 0.40 4.00 1.60 6.00 0.60 4.00 2.40 10.00 0.60 4.00 2.40 14.00 0.60 4.00 2.40 18.00 0.60 4.00 2.40 SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 83 10 11 12 22.23 0.60 24.95 3.20 27.50 2.05 30.15 9.30 32.25 4.85 35.75 10.00 39.87 10.00 Sfihi 4.45 1.00 4.10 1.20 3.00 4.00 2.67 3.20 8.41 11.16 14.55 40.00 4.25 42.50 = 133.69 => Φ = 1(1 × 1.131 × 86.16 + 3.77 * 0.6 * 133.69) = 399.85T Φ 399.85 = = 285.61T 1.4 1.4 Vậy số lượng cọc : => Φ = - ncoc = N tt 1097.89 xβ = × 1.6 = 6.15 cọc Φ0 285.61 Chọn cọc Φ 1.2m chiều dài 42 m 4.5 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TỔNG THỂ 4.5.1 Thi Công Mố M1, M2: - San ủi mặt thi công - Làm hệ thống đường tạm - Tập kết, vận chuyển thiết bị, vật tư đến công trường - Quá trình thi công tiến hành sau đo đạc xác vị trí tọa độ tim cầu, tim mố  Bước 1: San ủi mặt thi công - Chuẩn bị vật tư thiết bị, gia công cốt thép - San mở đường tạm phục vụ thi công - Dùng máy ủi san ủi mặt đến cao độ thi công  Bước 2: Thi công cọc đóng BTCT - Định vị vị trí tim móng trụ, tim cọc - Lắp dựng giá búa đóng cọc búa Điezen  Bước 3: Thi công đào hố móng - Dùng máy đào đất hố móng kết hợp với đào thủ công, lắp đặt khung chống cho cọc ván thép - Hoàn thiện hố móng, đào rảnh tụ nước đặt đầu bơm hút nước - Bơm hút nước làm hố móng  Bước 4: Đổ bê tông bệ mố - Đổ bê tông lót đáy móng - Lắp đà giáo, ván khuôn thi công cốt thép bệ cọc - Đổ bê tông bệ mố  Bước 5: Đổ bê tông thân mố SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 84 - Sau bê tông bệ đạt cường độ ta tiến hành lắp ván khuôn thi công cốt thép thân mố - Đổ bê tông thân mố - Thi công đá kê gối - Công tác hoàn thiện 4.5.2 Thi công trụ cạn  Bước 1: Đóng cọc bê tông -San ủi mặt thi công -Định vị tim cọc -Đóng cọc bêtông  Bước 2: Thi công bệ trụ -Đào đất máy kết hợp với thủ công -Đổ bê tông lót đáy bệ -Lắp dựng ván khuôn, dàn giáo - Gia công cốt thép bệ trụ -Đổ bêtông bệ  Bước 2: Thi công thân trụ -Lắp dựng ván khuôn thân trụ -Gia công lồng thép -Đổ bêtông trụ 4.5.3 Thi công trụ nước  Bước 1: - Chuẩn bị hệ thi công - Định vị trí tim bệ trụ - Đóng cọc BTCT hệ  Bước 2: - Đóng cọc khung dẫn búa hệ - Đóng cọc ván thép Lassen IV  Bước 3: - Đào đất vòng vây cọc ván thép - Đổ bêtông lớp bịt đáy phương pháp vữa dâng nước - Hút nước hố móng lắp đặt khung chống  Bước 4: Đổ bê tông bệ trụ - Thi công bố trí cốt thép bệ cọc - Đổ bê tông bệ trụ  Bước 5: Đổ bê tông thân trụ - Sau bê tông bệ đạt cường độ ta tiến hành lắp ván khuôn thi công cốt thép thân trụ - Bố trí gia công cốt thép, đổ bê tông thân trụ - Thi công đá kê gối - Công tác hoàn thiện 4.5.4 Thi công lao dầm kết cấu nhịp : Lao dầm cho nhịp dẫn hai bên bờ - Các phiến dầm tập kết bờ - Dùng cẩu 40T đứng mặt đất để cẩu dầm vào vị trí kết cấu nhịp thiết kế SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 85 Lao dầm cho nhịp nước - Dùng xà lan chuyển dầm vị trí cần lao lắp - Sử dụng hai cần cẩu đứng đảo tạm xà lan để cẩu dầm vào vị trí 4.5.5 Thi công lao lắp nhịp dàn thép: Chọn phương pháp lắp nửa hẫng, trình lắp kết cấu nhịp cần tựa vài trụ tạm Phương pháp có giá thành công lao động phương pháp khác ứng dụng rộng rãi - Lắp trước đoạn giàn giáo đặc làm đối trọng để lắp tiếp đoạn tiếp theo: vài khoang đầu lắp giàn giáo tạo đối trọng cho việc lắp nửa hẫng SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 86 Sơ đồ nhịp : 33+33+33+75+33+33+33 (m) ; Khối lượng Đơn giá 106 (đồng ) Thành tiền 10 (đồng ) m3 mdaøi 200.52 44.12 760 2.5 401.04 397.08 1900 m3 mdài 355.76 71.16 912 2.5 711.52 640.44 2280 m3 mdài 329.94 85.78 912 2.5 659.88 772.02 2280 Đơn vị tính ST T Hạng mục công việc a b c a b c a b c Mố M1+ M2 Bêtông mố M400 Cốt thép tròn loại Cọc đóng BTCT Trụ T1+ T6 Bêtông trụ M400 Cốt thép tròn loại Cọc đóng BTCT Trụ T2+ T5 Bêtông trụ M400 Cốt thép tròn loại Cọc đóng BTCT Trụ T3+T4 a Bêtông trụ M400 m3 b c a b a b Cốt thép tròn loại Cọc khoan nhồi Φ1.2m Dầm BTCT DUL I33 m Dầm ngang Bêtông M300 Cốt thép tròn loại Kết cấu nhịp dàn thép Bản mặt cầu Bêtông nhựa hạt mịn dày cm Lớp bêtông bảo vệ dày 7.5 cm Cốt thép tròn loại Bản mặt cầu Cốt thép tròn mặt cầu Lan can + lề hành Bêtông M250 Cốt thép tròn loại Kết cấu dàn thép 10 11 Gối cao su dầm Khe co giản cao su mdài a b c d đ 2268.11 mdài dầm 378.01 98.28 672 36 10 45 982.8 4032 1620 m3 taán 87.84 9.66 175.68 67.62 taán 84.9 14 1188.6 m2 2457 0.09 221.13 2.5 460.69 64.47 1228.5 taán m3 184.27 9.21 614.25 m3 67.57 472.99 m3 taán 285.3 22.82 218.62 72 100 1.8 513.54 159.74 11 2404.88 1.5 2.5 108 250 m3 SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 87 12 Điện chiếu sáng cột TỔNG CỘNG 60 480 26740.73 CHƯƠNG SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Khi so sánh phương án cầu để lựa chọn phương án hợp lý nhất, ta xét tiêu kinh tế - kỹ thuật khác sau: • Giá thành dự toán • Điều kiện chế tạo thi công • Điều kiện khai thác • Tính mỹ quan công trình 5.1 CHỈ TIÊU VỀ KINH TẾ - Để so sánh tiêu kinh tế, giá thành phương án ta sơ lập khái toán cho phương án sau tiến hành so sánh Ta có tổng dự toán sơ phương án Phương án : Z1 = 53,993,320,000 đồng, cho tổng diện tích bề mặt cầu 297m x 12.5 = 3712.5 (m2) Phương án : Z2 = 47,155,150,000 đồng, cho tổng diện tích bề mặt cầu 315m x 12.5m = 3937.5 (m2) Phương án : Z3 = 26,740,730,000 đồng, cho tổng diện tích bề mặt cầu 273 m x 12.5m = 3412.5 (m2) - Suất đầu tư tính cho 1m2 công trình : • Phương án : 14,543,655 đồng/m2 • Phương án : 11,975,911 đồng/m2 • Phương án : 7.836,111 đồng/m2 5.2 CHỈ TIÊU KỸ THUẬT- THI CÔNG –KHAI THÁC MỸ QUAN Phương án I: Ưu điểm - Thoả mãn yêu cầu quy định tónh không thông thuyền SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 88 Vì nhịp liên tục nên giảm momen dương xuất nhịp, giảm khối lượng bê tông cốt thép DƯL, việc sử dụng vật liệu hợp lý Sơ đồ nhịp liên tục làm cho hình dạng cầu không bị gãy khúc, bảo đảm vẽ đẹp mỹ quan Mặt cầu êm thuận, giảm số lượng khe co giãn cầu Áp dụng công nghệ thi công thiết kế tiên tiến (đúc hẫng dầm hộp) phù hợp với xu hướng ngành cầu giới Việt Nam Ít trụ sông, thông thoáng dòng chảy Trụ cầu nhỏ tương ứng với trụ cầu dầm giản đơn Nhược điểm - Công nghệ thiết kế thi công phức tạp phương án II phương án III - Cầu vượt độ lớn nên thiết kế móng phức tạp - Trong thi công dễ xảy tượng ổn định - Chuyển vị lún trụ phát sinh nội lực kết cấu nhịp co ngót, từ biến, chênh lệch nhiệt độ Phương án II Ưu điểm : - Dạng kết cấu đơn giản, dễ thi công, có kinh nghiệm thiết kế thi công - Tận dụng triệt để thiết bị thi công, giảm thời gian xây dựng - Tiến độ thi công nhanh khối lượng thi công công xưởng hoá nhiều (có thể chế tạo dầm dẫn, dầm đeo bờ mua từ nhà máy ) - Thiết kế móng đơn giản Nhược điểm: - Cấu tạo khấc dầm hẫng dầm đeo 33m phức tạp - Tính chất chịu lực cánh hẫng dầm hẫng phức tạp tương đối lớn nơi dễ phát sinh cố thi công trình khai thác - Tại vị trí đeo nơi dễ xảy tượng nứt vỡ trình khai thác, vị trí cần phải có biện pháp kỹ thuật phức tạp để hạn chế phá hoại - Mặt cầu xe chạy không êm thuận đặc điểm không liên tục kết cấu dầm hẫng nhịp đeo, vẽ mỹ quan cầu không đẹp - SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 89 Phương án III Ưu điểm: - Bảo đảm yêu cầu qui định tónh không thông thuyền - Nhịp dẫn dùng nhịp giản đơn, đúc sẵn đặt mua nhà máy chế tạo chỗ bãi đúc - Giá thành rẻ so với phương án trên, mức độ đầu tư Nhược điểm: - Phương án kết cấu chưa thật hợp lý - Phương án có nhiều khe co giản, đặc điểm cấu tạo dàn thép không êm thuận trình khai thác - Chi phí tu bảo dưỡng cao trình khai thác sau này, tuổi thọ công trình không đảm bảo thời gian dài - Tính thẩm mỹ công trình chưa cao, không phù hợp với không gian kiến trúc xung quanh - Việc thi công lắp giàn nửa hẫng ảnh hưởng đến lưu thông đường thủy 5.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Do tính chất nhiệm vụ đồ án đồ án tốt nhiệp, công trình để áp dụng thi công thực tế, nên ta xét tiêu chí kỹ thuật vẽ mỹ quan công trình, mặt kinh tế phụ cần phải có tính tương đối Do ưu điểm phương án phương án chọn thiết kế kỹ thuật 5.4 TÓM TẮT PHƯƠNG ÁN CHỌN: 5.4.1Kết cấu phần a Sơ đồ nhịp : Nhịp dầm : 2x 33m + 45m + 75m + 45m + 2x33m Kết cấu nhịp liên tục thi công phương pháp đúc hẩng cân Nhịp dẫn sử dụng dầm I 33m , chiều cao dầm 1.4m Khoảng cách dầm 2m b Nhịp liên tục (45m+ 75m+ 45m ) Mặt cắt dầm hộp thay đổi trụ 4.5m đến cầu 1.6m c Mặt cầu : Gờ lan can bêtông cốt thép đổ chổ Lan can tay vịn thép sản xuất nhà máy Lớp phủ dày 5cm dốc ngang 2% 5.4.2 Kết cấu phần : SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 90 -Mố cầu : Mố cầu dạng mố tường chắn tựa lên cọc khoan nhồi đường kính 1.2m dài 45m -Trụ cầu : Trụ T1,T2,T5,T6 dạng thân cột móng tựa lên cọc khoan nhồi đường kính 1.2m chiều dài cọc 45m-50m Trụ T3,T4 dạng thân đặc tựa cọc khoan nhồi đường kính 1.5m chiều dài 50m SVTH : ĐẶNG HOÀNG KHÁNH Trang 91 ... tác dụng lên cọc H-30 603.8 4+ 745.9 9+ 73.5 0+ 120.3 9+ 74.3 8+ 49.1 4+1 69.246= 1836.486 T Tổng tải trọng tác dụng lên cọc XH-80 603.8 4+ 745.9 9+ 73.5 0+ 120.3 9+ 74.3 8+ 49.1 4+8 4.50= 1751.740 T H 30 1836.486T... lên cọc H30 :  511.4 6+ 20.7 9+ 113.8 0+ 102.0 9+ 50.9 4+ 28.4 9+ 109.20= 936.77T ⇒ Tổng tải trọng tác dụng lên cọc XB-80 : 511.4 6+ 20.7 9+ 113.8 0+ 102.0 9+ 50.9 4+ 28.4 9+ 82.98 = 910.55T  H 30 936.77T... 1.6m nhịp • Cầu bố trí theo sơ đồ : 2x33m +( 45m +7 5m+45m )+2 x33m chiều dài toàn cầu Lcầu = 297m -Lớp bê tông phủ mặt cầu BTN mịn dày 5cm 2.4.2.Kết cấu phần dươí Kích thướt Mốá Mố 2: +Chiều rộng